Вопрос 13.Дизельные топлива

Дизельное топливо предназначено для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники. Условия смесеобразования и воспламенения топлива в дизелях отличаются от таковых в карбюраторных двигателях. Преимуществом первых является возможность осуществления высокой степени сжатия (до 18 в быстроходных дизелях), вследствие чего удельный расход топлива в них на 25–30 % ниже, чем в карбюраторных двигателях. В то же время дизели отличаются большей сложностью в изготовлении, большими габаритами. По экономичности и надежности работы дизели успешно конкурируют с карбюраторными двигателями. Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива: цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя; фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов двигателя; вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования; низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива; степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндро-поршневой группы двигателя; температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях; наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ.

Виды дизтоплива и их характеристика.

Дизельное топливо можно характеризовать по его основным показателям таким как: В зависимости от того, для каких целей вы применяете дизтопливо, различают следующие характеристики: дистиллятное маловязкое для быстроходных и остаточное, высоковязкое дизельное топливо для тихоходных двигателей. Если маловязкое состоит из керосино-газойлевых фракций прямой перегонки и до 1/5 из газойлей каткрекинга, то вязкое – это смесь керосиново-газойлевых фракций с мазутами

После перегноки нефти получают дизтопливо трех марок: • А – арктическое. • З – зимнее. • Л – летнее.

Их различают по сезонным характеристикам.  А – арктическое дизельное топливо. Применяется при температуре воздуха окружающей среды до – 50 градусов по Цельсию. Его цетановое число – 40, плотность при 20 градусах по Цельсию – не более 830 кг/куб.м, вязкость при 20 градусах по Цельсию – от 1,4 до 4 кв.мм/с, температура застывания составляет – 55 градусов по Цельсию.

З – зимнее дизельное топливо. Применяется зимнее топливо при температуре воздуха окружающей среды до – 30 градусов по Цельсию. Цетановое число зимнего топлива – 45, плотность при 20 градусах по Цельсию – не более 840 кг/куб.м, вязкость при 20 градусах по Цельсию – от 1,8 до 5 кв.мм/с, температура застывания составляет – 35 градусов по Цельсию.

Л – летнее дизельное топливо. Применяется при температуре воздуха окружающей среды до 0 градусов по Цельсию и выше. Его цетановое число – не ниже 45, плотность при 20 градусах по Цельсию – не более 860 кг/куб.м, вязкость при 20 градусах по Цельсию – от 3 до 6 кв.мм/с, температура застывания составляет – 10 градусов по Цельсию.

Качественные показатели дизельного топлива.

Дизельное топливо характеризуют по следующим основным показателям:

• цетановое число; • вязкость; • содержание серы; • содержание воды; • плотность топлива; • температура помутнения; • возгонка; • несгораемые шлаки; • смазывающая способность.

Дизельному двигателю не нужна система зажигания, так как топливно-воздушная смесь воспламеняется от сжатия. В таком случае главным показателем дизельного топлива является цетановое число Л-45. Цетановое число показывает, с какой скоростью дизтопливо воспламеняется в камере сгорания и через, сколько времени оно поступит в цилиндры. Чем меньше данный период протекает, тем меньше сгорает дизтоплива и плавне нарастает давления газа в цилиндрах. Исходя из этого можно с уверенностью сказать, что с увеличением цетановго числа уменьшаются затраты топлива и двигатель работает более плавно и мягко, а так же двигатель завести намного проще. Правильная температура, при которой сгорает дизтопливо не должно превышать 70 градусов по Цельсию, а температура перегонки по ASTM D86, должна быть не ниже чем 200 градусов, но не выше чем 350.  

Еще один из наиболее важных факторов для качественного дизельного топлива – это вязкость. Если дизтопливо будет жидкое, то оно не сможет достаточно смазывать все необходимые детали топливного насоса, что может привести к поломке системы питания. Если же оно будет слишком вязкое, то не сможет достаточно разлетаться. Европейский стандарт вязкости, которому должно соответствовать дизтопливо, – ISO 3104.

С экологической стороны наиболее главным показателем дизтоплива является содержание серы. Большое содержание серы в дизельном топливе, после переработки может привести к глобальному потеплению, в связи с этим необходимо четко нормировать содержание серы в дизтопливе. Под серой подразумевается содержащиеся в дизтопливе сернистые соединения, которые при сгорании и взаимодействии с водой образуют кислоты. Мало того, что это ухудшает экологическое состояние планеты, так еще и существенно вредит двигателю. Большое содержание серы в двигателе может провоцировать коррозию металла и привести к закоксовыванию двигателя. Содержание серы в топливе регулируется европейским стандартом ISO 4260. При низком содержании серы в двигателе необходимо воспользоваться специальными противоизносными присадками.

Для того, что бы предотвратить образование серной кислоты и другой нежелательной агрессивной среды необходимо при заливке топлива в бак обеспечить хорошую фильтрацию. Так же необходимо своевременно заменять топливные фильтры и следить за работоспособностью сажевых фильтров, катализаторов и масла. Плотность дизельного топлива характеризует его энергоотдачу. Чем выше плотность – тем большее вырабатывается энергии. Европейский стандарт – ISO 3675.

При низкой температуре очень важно для окружающей среды поддерживать необходимую температуру помутнения кристаллов парафина. Этот показатель регулирует европейский стандарт ISO 3015.

Возгонка, несгораемые шлаки и смазывающие характеристики дизельного топлива d2 регулируются европейскими стандартами ISO 3405, ISO 6245 и ISO

14.Требования, предъявляемые к маслам

Масло должно покрывать трущиеся поверхности прочной плен­кой, не разрушающейся и не стирающейся при достаточно больших нагрузках и скоростях перемещения трущихся поверхностей. Это свойство масла называется маслянистостью.

Масло, нагнетаемое в зазор между трущимися поверхностями, не должно слишком быстро вытекать из него и не должно создавать чрезмерно большое сопротивление в каналах и зазоре. Текучесть или вязкость масла определяютсясилами внутреннего (молекулярного) трения. Вязкость маслане должна резко изменяться в широком диапазоне температур, т. е. от температуры окружающей среды до 110—120°С.

Способность масла вызывать коррозию омываемых им деталей двигателя зависит от количества содержащихся в нем кислот и определяется кислотным числом, которое должно быть минималь­ным.

Попадая в камеру сгорания или соприкасаясь с раскаленными деталями двигателя, масло окисляется с образованием различных твердых или смолистых веществ, количество которых определяется зольностьюи коксуемостьюего.

Масло должно обладать способностью выносить из зазоров между трущимися поверхностями продукты износа и другие твер­дые частицы. Это свойство масла называют моющей способностью.

В процессе длительной работы в двигателе масло подвергается воздействию высоких температур, кислорода воздуха и других агрессивных газов, содержащихся в продуктах сгорания, которые прорываются в картер через уплотнения. Масло разжижается топливом, загрязняется продуктами износа и окисления и т. д.

Способность масла сохранять основные эксплуатационные свойствавтечение длительного времени при воздействии всех упомянутых факторов характеризует его стабильность.

Чистые минеральные масла не обладают всеми перечисленными требованиями. Поэтому к ним добавляются вещества, называемые присадками,которые существенно улучшают эксплуатационные свойства масел.

Присадки могут быть антиокислительными, повышающими ста­бильность масла; антикоррозионными, предотвращающими корро­зию металлов, особенно подшипников из свинцовистой бронзы; моющие присадки, способствующие растворению твердых продуктов сгорания и окисления масла и выносу из зазоров между трущимися поверхностями продуктов износа; присадки, снижающие темпера­туру загустения или повышающие вязкость масла при высоких температурах,— так называемые загущающие присадки.

В настоящее время для масел применяют присадки с терми­ческими свойствами, которые повышают стабильность его при высо­ких температурах (например, на стенках поршней).

Присадки, влияющие на ряд свойств масла, называются ком­плексными.

Антиокислительные присадкисодержат щелочные сульфокаты (например, присадка ПМС). Термические присадки представляют собой фосфатные соединения, в частности трибутилфосфат и дитиофосфат цинка. Эти компоненты входят в присадки марок НГ-183; АН-22К; ВНИИ НП-353 и др. Моющие присадкисодержат соли органических кислот (кальциевые, бариевые, магниевые соли стеари­новой, салициловой, сульфонафтеновой и других кислот). Моющими свойствами обладают и тиофосфорные соединения. Наиболее рас­пространены моющие присадки MACKи АСК, содержащие алькилсалицилат кальция, СБ-3 и СК-3, содержащие сульфонаты бария и кальция.

Комплексные присадки содержат, как правило, компоненты моющих присадок, а также антиокислительных (термических) и антикоррозионных присадок.Присадки добавляют к маслам в количестве не более 3÷6%.

Сорт применяемого для смазки масла зависит от типа двигателя, условий его работы и материалов, применяемых для подшипников кривошипно-шатунного механизма.

Для дизелей, работающихс большими нагрузками на кривошипно-шатунный механизм и имеющих подшипники из свинцови­стой бронзы, применяют масла с большей маслянистостью и вяз­костью и высокими антикоррозионными свойствами.

Для смазки двухтактных автомобильных карбюраторных двига­телей применяются масла с повышенной маслянистостью и вязко­стью и малой склонностью к нагарообразованию.