Дизельное топливо. Свойства.
Дизельные двигатели на единицу произведенной работы вследствие более высокой степени сжатия расходуют на 20-25% меньше топлива, чем бензиновые.
Это преимущество явилось основной причиной широкого использования автомобилей с двигателями, работающими на дизельном топливе.
Основными эксплуатационными свойствами дизельного топлива является его испаряемость, воспламеняемость, прокачиваемость, вязкость, температура помутнения, температура застывания, склонность к образованию отложений и нагара, его коррозионное действие.
1. Испаряемость дизельного топлива определяется фракционным составом.
При высоком содержании легких фракций увеличивается скорость сгорания топлива, но двигатель из-за снижения вязкости топлива работает более жестко. Температура выкипания (перегонки) 50% топлива характеризует его пусковые свойства (при использовании дизтоплива с более низкой температурой выкипания облегчается запуск двигателя).
Температура выкипания 95% топлива свидетельствует о содержании в нем тяжелых фракций, ухудшающих смесеобразование и влекущее неполное сгорание топлива.
2. Воспламеняемость – способность топлива загораться в камере сгорания цилиндра без воздействия постороннего источника зажигания.
Самовоспламенение топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания, происходит не сразу, а по истечении определенного периода, который называется периодом задержки самовоспламенения. В период задержки самовоспламенения топливный насос продолжает подачу топлива в камеру сгорания. Чем продолжительней этот период, тем больше топлива накапливается в цилиндре к моменту самовоспламенения. Это вызывает при самовоспламенении топлива резкое нарастание давления в цилиндре, которое сопровождается глухими стуками и нередко приводит к преждевременному износу подшипников и шеек коленчатого вала (двигатель работает жестко).
Для обеспечения нормальной работы двигателя требуется использовать топлива с оптимальной длительностью периода задержки воспламенения, который оценивается цетановым числом. Цетановое число определяют на одноцилиндровом двигателе так же, как и октановое число, сопоставляя самовоспламеняемость испытуемого и эталонного топлив. В качестве эталонных топлив приняты два углеводорода: цетан и альфа–метилнафталин. Цетан легковоспламеняющийся, цетановое число по нему принято за 100; альфа–метилнафталин самовоспламеняемость имеет плохую (цетановое число принято за 0 единиц).
3. Цетановое число дизельного топлива численно равно проценту (по объему) содержания цетана в смеси с альфа–метилнафталином, которая по самовоспламеняемости равноценна данному топливу.
Чем ниже цетановое число, тем больше период задержки самовоспламенения. Поэтому применение дизельных топлив с цетановым числом менее 45 единиц приводит к жесткой работе двигателя.
С повышением цетанового числа процесс сгорания протекает более плавно, двигатель работает экономично и не так жестко. Но с цетановым числом более 50 единиц топливо в цилиндре воспламеняется, не успев распространиться по всей камере сгорания и перемешаться с воздухом: в результате происходит неполное сгорание, снижается мощность и увеличивается расход топлива.
4. Прокачиваемость дизельного топлива по топливной системе, главным образом через фильтры грубой и тонкой очистки, оценивается вязкостью, температурами помутнения и застывания, содержанием механических примесей и воды. Фильтры грубой очистки задерживают механические частицы размером более 50-60 мкм, тонкой-более2-5 мкм.
5. Вязкость дизельного топлива в большей степени определяет качество распыливания топлива и смесеобразования.
Вязкость регламентируется действующими ГОСТами на дизтопливо при температуре 20°С и находится в пределах 1,2-6,0 мм2/с (с Ст).
Топлива с невысокой вязкостью хорошо распыливаются, но при слишком малой вязкости подтекают через распыливающие отверстия форсунок, вызывая их закоксовывание. Из-за недостаточной дальнобойности струи топливо сосредотачивается и сгорает у распылителя форсунки, не распределяясь равномерно по всей камере сгорания. В результате – неоднородность смеси, ухудшение процесса сгорания и падение мощности. Маловязкое топливо ухудшает условия смазки деталей топливной аппаратуры.
С увеличением вязкости топлива качество смесеобразования ухудшается, т.к. при распыливании образуются капли, которые не успевают испарится. Топливо полностью не сгорает, увеличивается его расход, наблюдается дымный выпуск отработавших газов.
Для летней эксплуатации вязкость дизельного топлива должна находится в пределах 3,0-6,0, для зимней 1,8-5,0 и для арктической – в пределах 1,2-4,0 сантистокс (мм2/с).
6. Температурой помутнения является температура, при которой дизельное топливо мутнеет вследствие выделения из топлива кристаллов твердых углеводородов (парафинов). Для нормальной работы дизеля нужно, чтобы температура помутнения дизтоплива была на 3-5°С ниже температуры окружающего воздуха.
7. Температурой застывания является температура, при которой топливо теряет свою текучесть. Эта температура должна быть на 10°С ниже температуры окружающего воздуха.
8. Склонность топлива к образованию отложений и нагара. При содержании в дизельном топливе значительного количества смолистых отложений, тяжелых фракций и механических примесей на клапанах, форсунках и поршневых кольцах образуются лакообразные соединения и нагар. Они вызывают перегрев двигателя, пригорание (закоксовывание) поршневых колец, засорение отверстий распылителей форсунок.
Склонность дизельного топлива к нагарообразованию оценивается по показателям коксуемости и зольности. Коксуемостью называют свойство топлива образовывать углистые остатки в результате его прокаливания без доступа воздуха. Чем меньше показатель коксуемости, тем выше качество топлива. Зольность топлива должна быть не более 0,01%, так как зола несгораема и способствует усиленному нагарообразованию и вызывает повышенный износ деталей двигателя.
Автотранс-консультант ру.
