Лабораторная работа № 2. Определения низкотемпературных характеристик дизельных топлив.

Цель работы: Определение температуры помутнения и застывания дизельного топлива на аппарате ЛАЗ-93М1.

2.1. Теоретический минимум.

Низкотемпературные свойства дизельных топлив.

Главные эксплуатационные характеристики дизельного топли­ва — его низкотемпературные свойства и подвижность при отри­цательных температурах определяют работу системы питания. Топлива, содержащие большое количество парафиновых угле­водородов, имеют плохие низкотемпературные свойства вслед­ствие кристаллизации этих углеводородов даже при положитель­ных температурах. Выделяющиеся кристаллы могут засорить сис­тему питания двигателя, особенно топливные фильтры.

Низкотемпературные свойства характеризуются температурой помутнения, предельной температурой фильтрации и температу­рой застывания. Температурой помутнения называют температуру, при которой изменяется фазовый состав топлива, так как наряду с жидкой фазой появляется твердая. При этом топливо теряет свою прозрачность, мутнеет из-за выделения микроскопических крис­таллов льда (если в топливе имеется вода) и в основном твердых углеводородов. Однако при помутнении текучесть топлива не ме­няется. Размеры кристаллов таковы, что они проходят через филь­тры. При предельной температуре фильтрации размеры кристаллов твердых углеводородов увеличиваются и они не проходят через фильтры, т. е. текучесть топлива ухудшается. При температуре за­стывания кристаллическая решетка настолько упрочняется, что топливо теряет текучесть.

Температура помутнения и предельная температура фильтра­ции топлива характеризуют условия его применения. Для боль­шинства дизельных топлив разность температур помутнения и за­стывания составляет 5...7 °С. Если топливо не содержит депрессорных присадок, то предельная температура фильтрации равна температуре помутнения или ниже ее на 1...2 °С. Температура воз­духа, при которой возможна эксплуатация дизельного топлива, должна быть на 5...10 °С выше температуры помутнения для пре­дотвращения нарушений подачи топлива в двигатель.

Низкотемпературные свойства можно улучшить, удалив из топ­лива часть парафиновых углеводородов, т. е. депарафинизацией. При этом можно получить топливо с заранее заданной температурой застывания. Однако следует помнить, что при депарафинизации удаляются высокоцетановые компоненты — парафиновые углеводороды, т. е. снижается цетановое число дизельного топлива. Топлива с плохими низкотемпературными свойствами имеют вы­сокие цетановые числа, а топлива с хорошими низкотемпературны­ми свойствами обладают неудовлетворительными цетановыми чис­лами. Для сохранения цетанового числа на необходимом уровне проводят неглубокую депарафинизацию.

Для обеспечения необходимых температур помутнения и за­стывания зимние сорта топлива получают за счет облегчения фракционного состава. При производстве зимних сортов дизельного топлива используют депрессорные присадки. Добавляя эти присадки в сотых долях процента, можно снизить предельную температуру застывания на 15...20 ºС. При введении депрессорных присадок температура помутнения топлива не изменяется. Меха­низм действия депрессорных присадок заключается в модифика­ции структуры кристаллизующихся парафинов, уменьшении их размеров. Низкотемпературные свойства дизельных топлив с депрессорными присадками оценивают по температуре помутнения и предельной температуре фильтрации, а топлив без депрессатора, выпускаемых по ГОСТ 305—82 — по температурам помутнения и застывания.

Для снижения температуры застывания дизельных топлив в ус­ловиях эксплуатации допускается в виде исключения добавлять керосин. С этой целью используют низкозастывающие сорта ке­росина (типа реактивного топлива) в количестве до 25 %. При сильном разбавлении дизельного топлива керосином снижается цетановое число, что приводит к жесткой работе двигателя, и рез­ко ухудшаются смазочные свойства, в связи, с чем повышается из­нос плунжерной пары. При температуре воздуха от —20 до -30 °С двигатели работают на смеси, состоящей из 90 % дизельного топ­лива и 10 % керосина, а при температуре от —30 до —35 °С они ра­ботают на смеси, состоящей из 75 % дизельного топлива и 25 % керосина. Обычный осветительный керосин непригоден для данной цели, так как имеет плохие низкотемпературные свой­ства. Температура помутнения осветительного керосина состав­ляет -12...-15 °С.

Следует отметить, что дизельное топливо зимних сортов вы­пускают значительно меньше, чем летних. Нефтеперерабатываю­щие заводы России вырабатывают около 11 % зимнего и 1 % арк­тического дизельного топлива от общего объема. Потребность в зимнем дизельном топливе обеспечена менее чем на 50 %. Поэто­му зимние сорта топлива следует использовать только в холодное время и не допускать их смешивания с летними топливами.

Температуры помутнения и начала кристаллиза­ции определены ГОСТ 5066—91 (ИСО 3013-74).