Курс лекций по дисциплине «Зарубежные автомобильные эксплуатационные материалы» (стр. 2 )

Химическая стабильность бензинов

Химическая стабильность характеризует способность бензина сохранять свои свойства и состав при длительном хранении, перекачках, транспортировании или при нагревании впускной системы двигателя. Химические изменения в бензине, происходящие в условиях транспортирования или хранения, связаны с окислением входящих в его состав углеводородов. Следовательно, химическая стабильность бензинов определяется скоростью реакций окисления, которая зависит от условий процесса и строения окисляемых углеводородов.

При окислении бензинов происходит накопление в них смолистых веществ, образующихся в результате окислительной полимеризации и конденсации продуктов окисления. На начальных стадиях окисления содержание в бензине смолистых веществ невелико, и они полностью растворимы в нем. По мере углубления процесса окисления количество смолистых веществ увеличивается, и снижается их растворимость в бензине. Накопление в бензинах продуктов окисления резко ухудшает их эксплуатационные свойства. Смолянистые вещества могут выпадать из топлива, образуя отложения в резервуарах, трубопроводах и др. Окисление нестабильных бензинов при нагревании во впускной системе двигателя приводит к образованию отложений на ее элементах, а также увеличивает склонность к нагарообразованию на клапанах, в камере сгорания и на свечах зажигания.

Окисление топлив представляет собой сложный, многостадийный свободнорадикальный процесс, происходящий в присутствии кислорода воздуха. Скорость реакции окисления углеводородов резко возрастает с повышением температуры. Контакт с металлом оказывает каталитическое воздействие на процесс окисления. Низкую химическую стабильность имеют олефиновые углеводороды, особенно диолефины с сопряженными двойными связями. Высокой реакционной способностью обладают также ароматические углеводороды с двойной связью в боковой цепи. Наиболее устойчивы к окислению парафиновые углеводороды нормального строения и ароматические углеводороды. Химическая стабильность автомобильных бензинов определяется в основном их углеводородным составом.

Наибольшей склонностью к окислению обладают бензины термического крекинга, коксования, пиролиза, каталитического крекинга, которые в значительных количествах содержат олефиновые и диолефиновые углеводороды. Бензины каталитического риформинга, прямогонные бензины, алкилбензин химически стабильны.

Химическую стабильность товарных бензинов и их компонентов оценивают стандартными методами путем ускоренного окисления при температуре 100°С и давлении кислорода по ГОСТ 4039-88. Этим методом определяют индукционный период, т. е. время от начала испытания до начала процесса окисления бензина. Чем выше индукционный период, тем выше стойкость бензина к окислению при длительном хранении. По индукционным периодам бензины различных технологических процессов существенно различаются. Индукционные периоды бензинов термического крекинга составляют 50-250 мин; каталитического крекинга - мин; прямой перегонки - более 1200 мин; каталитического риформинга - более 1500 мин.

Установлено, что бензины, характеризующиеся индукционным периодом не менее 900 мин, могут сохранять свои свойства в течение гарантийного срока хранения (5 лет). Так как не все бензины предназначены для длительного хранения, в нормативно-технической документации нормы на индукционный период установлены от 360 до 1200 мин.

Химическая стабильность бензинов в определенной степени может быть охарактеризована йодным числом, которое является показателем наличия в бензине непредельных углеводородов.

Химическая стабильность этилированных бензинов зависит также от содержания в них этиловой жидкости, так как тетраэтилсвинец при хранении подвергается окислению с образованием нерастворимого осадка.

Для обеспечения требуемого уровня химической стабильности в автомобильные бензины, содержащие нестабильные компоненты, разрешается добавлять антиокислительные присадки Агидол-1 или Агидол-12.

Вопрос 8. Присадки к бензинам. (изучить самостоятельно)

ПРИСАДКИ В БЕНЗИН

Их рекомендуется применять через каждые 2000—10000 км пробега автомобиля. В зависимости от типа топливной системы выпускаются присадки для карбюраторных и инжекторных двигателей. Карбюраторные присадки помимо моющих должны обладать еще и антиоблединительными качествами — ведь атмосферная влага постоянно попадает в карбюратор, а инжекторы от этого избавлены. Кроме того, и те и другие присадки обладают связующими свойствами, то есть возможностью частично связывать попавшую в бензин воду. Но это не означает, что если в бензобаке содержится литр воды, то вся она окажется в связанном виде.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ПРИСАДКИ В ТОПЛИВО

Для топлива существуют и универсальные присадки, например универсальная присадка в бензин, очиститель клапанов и комплексная присадка. Область их применения шире, чем просто присадок в топливо, и действие их направлено в основном на очистку всей топливной системы: камеры сгорания, топливопроводов, впускных клапанов и др. Отметим, что присадки очищают именно впускные клапаны. Если на этикетке какой-либо универсальной присадки в топливо написано, что она очищает также и выпускные клапана, то в эффективности этого средства можно усомниться. Присадки интенсифицируют процесс сгорания топливно-воздушной смеси и предотвращают возможное образование нагара на выпускных клапанах, но формально их не очищает. Необходимо отметить, что эти присадки безопасны для каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

В последние годы, производители бензинов для повышения качества бензина используют различные присадки. Так компания ЛУКОЙЛ (по данным официального сайта), для улучшения эксплуатационных свойств своих бензинов, вводит многофункциональный пакет присадок, улучшающих моющие и антикоррозийные свойства.

В Западной Европе уже давно общепризнана технология получения фирменных бензинов, путем добавления на нефтебазах присадок в базовое топливо. Эту технологию используют Shell, BP, Neste и другие.

Таким образом, при принятии решения об использовании дополнительных присадок, лучше проконсультироваться со специалистами в этой области, чтобы ненавредить.

«Корпорация Топливные Технологии» в сотрудничестве с ведущими европейскими и российскими компаниями разработала присадки в бензин для улучшения характеристик бензинового топлива. Мы предлагаем ряд высококачественных продуктов для российских потребителей.

Присадка «ТОТЕК - УМТ» (усилитель моторного топлива – бензина) - новейшая экологическая ресурсо-энергосберегающая, октанповыщающая присадка к товарным бензинам. Она защищает свечи от отложений ферроценов, нейтрализует вредное действие некачественного топлива на катализатор дожига выхлопных газов и снижает вредные выбросы.

Присадка «ТОТЕК-80» - экологическая энерго-ресурсосберегающая октанмоделирующая присадка в бензин для приготовления в баке автомобиля топливной смеси эквивалентной по режимам горения бензину марки Аи-95 из низкооктанового топлива марок Аи-80 и А-76.

Топливные высокоактивные присадки в бензин «ТОТЕК - Торнадо-бустер» - предназначена для улучшения моторных свойств топлива (бензинов) с целью предотвращения детонации при использовании несоответствующего топлива и для значительного повышений мощности ДВС за счет улучшения процессов сгорания, повышения октанового числа топлива (его модификации до соответствующего данному типу ДВС).

Продукт «ТОТЕК - Нейтрализатор» - устраняет вредное влияние ферроценов и оксида марганца на детали газораспределительной системы двигателей внутреннего сгорания и электроды свечей зажигания. Подробнее узнать про присадки в бензин Вы можете в соответствующих разделах нашего сайта или у специалистов нашей компании.

Обзор по присадкам

Ассортимент присадок к топливу насчитывает более 20 основных типов, а количество композиций, используемых на практике, исчисляется сотнями.
Это говорит о большой популярности этих продуктов.
Давайте разберемся в этом вопросе.

Большинство из них предназначено для улучшения процессов горения топлив и тем самым способствует снижению токсичности продуктов сгорания.
Принципиальный ассортимент присадок:

Антиоксиданты, антидетонаторы и промоторы воспламенения вводят
в топлива на нефтеперерабатывающих заводах
для обеспечения нормируемых показателей качества продукции.
Антидетонаторы на основе тетраэтилсвинца и промоторы воспламенения,
содержащие алкилнитраты, ядовиты и в розницу не продаются.

Применение моющих присадок к бензинам и дизельным топливам предполагает несколько вариантов.
Присадки могут, как добавляться в топливо непосредственно его производителями, так и поступать отдельно в розничную продажу в мелкой фасовке.
У нас в России топливо поступает в основном без добавления присадок, а это значит, ответственность за их регулярное и правильное применение ложится на потребителя.

Вопрос 9. Коррозионное воздействие бензинов на металлы.

При использовании бензины соприкасаются с различными металлами и сплавами и вызывают их коррозионное разруше­ние. Коррозии подвергаются резервуары, трубопроводы, топлив­ные баки, детали карбюратора и т. д. Коррозионные свойства бензинов определяются содержанием в них органических кис­лот, водорастворимых кислот и щелочей, а также сернистых со­единений.

Органические кислоты коррозируют металлы значительно сла­бее, чем минеральные. В основном они представляют опасность для цветных металлов, и в первую очередь для свинца и цинка (особенно в присутствии воды), т. е. органические кислоты вызы­вают ускоренный износ вкладышей коренных и шатунных под­шипников коленчатого вала, втулок верхней головки шатуна и других деталей (кроме алюминиевых). При хранении количество органических кислот в бензине в результате окисления непредель­ных углеводородов возрастает.

Стандартами содержание органических кислот в бензине стро­го ограничивается.

Присутствие в бензине водорастворимых кислот и щелочей вы­зывает интенсивный износ деталей двигателя и коррозию деталей его системы питания. Водорастворимые кислоты в бензине могут оказаться в результате использования загрязненной тары, а щело­чи еще и в результате плохой его очистки. Стандартами на автомо­бильные бензины не допускается наличие в них даже следов водорастворимых кислот и щелочей.

Сернистые соединения бензинов условно разделяют на активные (сера, сероводород и меркаптаны) и неактивные (сульфиды, дисульфиды и т. д.). Активные сернистые соединения корродиру­ют металл даже при низких температурах, поэтому их присутствие в бензинах недопустимо.

Неактивные сернистые соединения не корродируют металл, но при сгорании образуют коррозионно-агрессивные оксиды серы 8О2 и 8О3, которые, в свою очередь, растворяясь в воде, получаемой в результате конденсации водяных паров, образуют серную и сернис­тую кислоты. Эти кислоты и вызывают коррозию цилиндропоршневой группы двигателя. Если водяные пары не конденсируются, происходит высокотемпературная сухая газовая химическая кор­розия.

Испытание воздействия бензина на медную пластину в течение трех часов при повышенной температуре (50 °С) служит качествен­ной пробой на присутствие в нем активных сернистых соединений. Бензин считается не выдержавшим испытание, если пластина по­крывается черными, темно-коричневыми или серо-стальными пят­нами.

При увеличении содержания серы в бензине с 0,05 до 1,0% износ двигателей возрастает в 1,5...2 раза.

Максимальное содержание серы в отечественных бензинах, уста­новленное стандартом, составляет 0,10...0,05 %.

Механические примеси и вода в бензине.

Согласно стандартам бензины не должны содержать механи­ческих примесей — твердых частиц органического и неорганиче­ского происхождения (почвенной пыли и грязи; продуктов корро­зии заводской аппаратуры, резервуаров и трубопроводов; продук­тов износа перекачивающих средств и т. д.). Попадая в двигатель, примеси увеличивают износ поршневых колец и стенок цилинд­ров, а также отложения нагара.

Чистота бензинов является важным фактором повышения на­дежности работы и долговечности двигателей.

Содержание воды в автомобильных бензинах также недопусти­мо. Наличие воды опасно прежде всего при температуре ниже 0°С, так как замерзая, она образует кристаллы, которые могут прегра­дить доступ бензина в цилиндры двигателя. Кроме того, вода спо­собствует осмолению бензина, так как в ней растворяется ингиби­тор (антиокислительная присадка), а также является основным источником коррозии топливных баков, трубопроводов и других стальных деталей системы питания.

Вопрос 10. Марки бензинов и их применение.

В зависимости от октанового числа автомобильные бензины подразделяют на следующие марки: А-72, А-76, А-80, АИ-91, АИ-93, АИ-92, АИ-95, АИ-96, АИ-98. Производятся они по разным ГОСТам и ТУ. Для первых трех марок цифры указывают октановые числа, определяемые по моторному методу, для последних - по исследовательскому (о чем свидетельствует буква "И" в маркировке бензина). Бензин А-72 практически не вырабатывается ввиду отсутствия техники, эксплуатируемой на нем. Наибольшая потребность существует в бензине АИ -92, хотя доля бензина А-76 в общем объеме производства остается очень высокой. Бензины А-80 и АИ-96 предназначены в основном для поставки на экспорт. Технические условия на бензины марок А-76, А-80, АИ-91, АИ-92 и АИ-96 допускают вырабатывать их с использованием этиловой жидкости. При производстве бензинов АИ-95 и АИ-98 использование алкилсвинцовых антидетонаторов не допускается.

Все бензины в зависимости от показателей испаряемости делят на летние и зимние. Зимние бензины предназначены для применения в северных и северо-восточных районах в течение всех сезонов и в остальных районах с 1 октября до 1 апреля. Летние бензины - для применения во всех районах кроме северных и северо-восточных в период с 1 апреля по 1 октября; в южных районах допускается применять летний бензин в течение всех сезонов.

В целях повышения конкурентоспособности российских бензинов и доведения их качества до уровня европейских стандартов с 1997 г. вырабатывается четыре марки неэтилированных бензинов: "Нормаль-80", "Регуляр-91", "Премиум-95", "Супер-98" (максимальное содержание свинца не более 0,01 г/дм3). Бензин "Нормаль-80" предназначен для использования на грузовых автомобилях наряду с бензином А-76. Неэтилированный бензин "Регуляр-91" предназначен для эксплуатации автомобилей взамен этилированного А-93. Автомобильные бензины "Премиум-95" и "Супер-98" полностью отвечают европейским требованиям, конкурентоспособны на нефтяном рынке и предназначены в основном для зарубежных автомобилей, ввозимых в Россию.

За рубежом в промышленно развитых странах применяется в ос­новном бензин двух марок — «Премиум» с ОЧИ 97и «Регуляр» с ОЧИ 90...94.

В странах Европейского экономического сообщества доля бензи­на марки «Премиум» составляет 78 %, а бензина марки «Регуляр» — 22 %, причем в Европе в настоящее время практически все бензины этилированные с содержанием свинца 0,15...0,4 г/л.

В Японии используется практически только неэтилированный бензин марки «Регуляр» (97%) с ОЧИ 91; бензина марки «Пре­миум» выпускается около 2 %, а этилированных бензинов — 0,5 %.

В США доля бензинов с ОЧИ 96 составляет 15 %, с ОЧИ 93 — 40%, а с ОЧИ 92 — 45%, но намечен постепенный переход на производство только неэтилированных бензинов марок «Регуляр» (85 %) и «Премиум».

Остальные основные показатели качества зарубежных бензинов практически не отличаются от показателей бензинов, выпускае­мых в России.

За рубежом основными являются две марки бензина: "Премиум" (1-й сорт, октановое число 97-98) и "Регуляр" (2-й сорт, октановое число 90-94). В Англии, США и некоторых других странах выпускается также бензин "Супер" (октановое число 99-102).

Тема 1.2. Автомобильные дизельные топлива

Цель занятия :

Студент должен знать – назначение, эксплуатационные требования к качеству дизельных топлив. Плотность, вязкость, воспламеняемость, физическую и химическую стабильность дизельных топлив. Марки дизельных топлив и их применение.

1. Требования к дизельному топливу

Дизельные топлива (ДТ) предназначены для дизелей и явля­ются нефтяными фракциями, выкипающими при температуре от 200 до 350 °С. По химическому составу они представляют собой смесь нормальных алканов, изоалканов, циклоалканов и неболь­шого количества ароматических углеводородов.

ДТ должны отвечать следующим требованием:

-  иметь определенные плотность, поверхностное натяжение,
испаряемость и самовоспламеняемость;

-  сохранять текучесть при низких температурах;

-  быть химически и физически стабильными;

-  обладать минимальным коррозионным воздействием;

-  не содержать воды и механических примесей.

2. Свойства и показатели ДТ, влияющие на подачу

2.1. Вязкость

Если вязкость топлива слишком высокая, то оно будет с тру­дом проходить через фильтры, форсунки и т. д. Низкая вязкость ДТ ухудшает смазывание плунжерной пары насоса высокого давления и уменьшает цикловую подачу топлива. Кроме того, от вязкости зависит качество распыления.

Вязкость ДТ находится в пределах 2,5—4,0 мм2/с.

2.2 Низкотемпературные свойства

Низкотемпературные свойства жидких углеводородных топлив зависят от группового и фракционного состава. Наихудши­ми низкотемпературными свойствами обладают парафины (алканы) и ароматические углеводороды, наилучшими — циклоалканы. Углеводороды, входящие в состав ДТ, имеют высокую температуру кристаллизации, это, прежде всего, относится к нормальным алканам. При понижении температуры окружаю­щей среды эти углеводороды видны невооруженным глазом как отдельные кристаллики.

Наивысшая температура, при которой топливо теряет прозрач­ность, называется температурой помутнения. При этом топливо не теряет свойство текучести. Значение вязкости при повышении температуры увеличивается незначительно, однако кристаллы, проникая через фильтр грубой очистки, образуют непроницае­мую для топлива пленку на фильтре тонкой очистки, что приво­дит к прекращению подачи топлива.

Следует учитывать, что температура помутнения должна быть на 3—5 "С ниже температуры окружающей среды.

При дальнейшем охлаждении ДТ наступает сращивание от­дельных кристаллов в каркас, который пронизывает все топливо, сковывая его. Топливо теряет текучесть.

Наивысшую температуру, при которой топливо теряет теку­честь, называют температурой застывания. Она должна быть на 8—12 °С ниже температуры окружающей среды.

Для улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив проводят их частичную депарафинизацию и добавляют спе­циальные присадки (депрессоры).

Температуры застывания и помутнения определяют в специ­альном приборе по ГОСТ 20287—91.

Температуру застывания можно понизить путем введения депрессорной присадки (например, АзНИИ—ЦИАТИМ-1).

2.3. Физическая и химическая стабильность

Под воздействием внешних факторов в ДТ протекают физи­ческие и химические процессы, основными из которых являют­ся испарение, загрязнение механическими примесями и водой, выпадение высокоплавких компонентов при охлаждении, окис­ление, разложение, конденсация.

При перекачке топлива происходит испарение легких фрак­ций, что приводит к ухудшению его пусковых свойств. При хра­нении, транспортировке, заправке топливо вступает в контакт с воздухом, который содержит влагу. Поэтому в ДТ вводят анти­кристаллизационные присадки. Окисление ДТ увеличивает со­держание фактических смол. В зимних марках их должно быть не более 30 мг на 100 мл топлива, а в летних — не более 40 мг.

3. Свойства и показатели ДТ, влияющие на смесеобразование

3.1. Испаряемость

Чем выше испаряемость топлива, тем качественнее проходит смешивание его с воздухом, а значит и его сгорание. До конца может сгореть только полностью испарившееся топливо. Если же топливо находится в капельно-жидком состоянии, то в про­цессе горения участвует только оболочка капель. Ядро же под воздействием высокой температуры превращается в сажу и вы­брасывается с отработавшими газами, загрязняя окружающую среду.

Испаряемость ДТ зависит также и от конструктивных особен­ностей дизеля. Форма камеры сгорания, конструкция и размер сопловых отверстий форсунок, а также давление и

направление впрыска топлива — факторы, которые влияют на оптимальное перемешивание

топлива с воздухом, а значит и испаряемость. Вязкость, плотность, фракционный состав, давление насыщен­ных паров, поверхностное натяжение имеют такое же значение для испаряемости дизельного топлива, как и у бензинов.

Испаряемость ДТ оценивается его фракционным составом, т. е. температурами tlo> tiQ, t96, tHp и /кр. ГОСТ устанавливает лишь /50 и /96. В зависимости от марки ДТ /50 колеблется от 255 до 280 °С; а /96 — от 330 до 360 "С.

При плохой испаряемости ДТ возникают затруднения при пуске двигателя, ухудшается его экономичность и увеличивается дымность отработавших газов. Однако топливо с высокой испа­ряемостью имеет худшую самовоспламеняемость.

3.2. Плотность и поверхностное натяжение

На процесс смесеобразования значительное влияние оказы­вают плотность и поверхностное натяжение ДТ. Плотность ДТ 830—860 кг/м3. В дизеле повышение плотности топлива, например при понижении температуры, вызывает увеличение расхода топлива по массе при его объемном дозировании. Кроме того, это повышает максимальное давление в трубопроводах системы питания. В итоге увеличение плотности дизельного топлива при­водит к некоторому обогащению рабочей смеси.

Плотность и поверхностное натяжение наряду с вязкостью оказывают влияние на качество распыления топлива. Чем более мелкую структуру капель будет иметь распыляемый факел топ­лива из форсунки, тем быстрее произойдёт переход его в паро­образное состояние.

4. Свойства и показатели ДТ, влияющие на самовоспламенение и процесс сгорания

Воспламенение ДТ, как и любого другого вида топлива, за­висит от температуры в очаге возгорания. Температура самовос­пламенения ДТ определяется его химическим составом.

Цетановое число

Способность ДТ самовоспламеняться оценивают цетановым числом (ЦЧ). Метод оценки самовоспламеняемости топлив для быстроходных дизелей аналогичен методу оценки детонацион­ной стойкости бензинов. В качестве эталонных топлив для опре­деления самовоспламеняемости выбирают два углеводорода: цетан С|6Н34 и альфаметилнафталин С10Н7СН3. Самовоспламеняе­мость первого углеводорода условно принята за 100, второго - за 0. Смешивая их можно получить смесь с самовоспламеняемо­стью от 0 до 100. Таким образом, цетановым числом называется условный показатель, численно равный процентному содержа­нию цетана в такой его смеси с альфаметилнафталином, которая по самовоспламеняемости соответствует испытуемому образцу.

Цетановое число ДТ определяют методом совпадения вспы­шек

Для безотказной работы современных двигателей требуется топливо с цетановым числом летом — не менее 45, зимой — 50. При цетановом числе ниже 45 дизели работают жестко, особен­но зимой, а выше 45 — мягко. Однако использовать топлива с цетановым числом выше 60 нерентабельно, так как жесткость работы при этом изменяется незначительно, а удельный расход топлива возрастает. Последнее объясняется тем, что при повы­шении ЦЧ свыше 55 период задержки воспламенения (время с момента начала подачи топлива в цилиндр двигателя до начала горения) настолько мал, что топливо воспламеняется вблизи форсунки, и воздух, находящийся дальше от места впрыска почти не участвует в процессе сгорания. В результате топливо сгорает не полностью, снижается экономичность двигателя.

ДТ не всегда обеспечивают необходимую самовоспламеняе­мость, поэтому возникает необходимость в повышении цетанового числа. Существуют два основных метода: изменение хими­ческого состава и введение специальных присадок.

Что касается надежности холодного пуска двигателя при раз­личных температурах окружающей среды, то он в большей сте­пени зависит от конструкции двигателя и режима пуска, чем от ЦЧ топлива. При температуре в камере сгорания ниже 350—400 °С горючая смесь уже не будет в состоянии воспламе­няться. Минимальная пусковая частота вращения коленчатого вала дизеля должна быть 100—120 мин"1. И чем выше пусковая частота, тем выше температура сжимаемого воздуха, а значит и условия пуска двигателя.

Цетановое число зависит от содержания и строения углево­дородов, входящих в состав ДТ. Цетановые числа алканов — са­мые высокие, самые низкие числа имеют ароматические углево­дороды. Углеводороды, входящие в состав ДТ, по ЦЧ располага­ются следующим образом: 1 — алканы, 2 — циклоалканы, 3 - изоалканы, 4 — ароматические углеводороды. Увеличение числа углеродных атомов в молекулах углеводородов приводит к увели­чению цетанового числа.

Таким образом, повышение содержания н-алканов приводит к увеличению ЦЧ. Однако н-алканы имеют высокую температуру кристаллизации, что приводит к ухудшению низкотемпера­турных свойств ДТ.

Введение в ДТ специальных кислородсодержащих присадок способствует легкому выделению активного кислорода. К таким присадкам относятся органические перекиси, сложные эфиры азотной кислоты, которые, попадая в камеру сгорания, ускоряют образование перекисей, от разложения которой ускоряется про­весе самовоспламенения. Так, добавление 1 % изопропилнитра повышает ЦЧ на 10—12 единиц и улучшает пусковые свойст­ва ДТ в зимнее время.

Существует эмпирическая зависимость цетанового числа топлива от его октанового числа.

ЦЧ = 60 - ОЧ / 2,

где ЦЧ — цетановое число; ОЧ — октановое число.

Чем выше октановое число, тем ниже его цетановое число и наоборот. Поэтому добавление в дизельное топливо бензиновых фракций всегда ведет к снижению его цетанового числа.

5. Свойства и показатели ДТ, влияющие на образование отложений

Коррозионные свойства

ДТ, как и бензинов, зависят от содер­жания в них серы, сернистых и кислотных соединений. Наиболее агрессивной является так называемая активная сера (элементар­ная сера, сероводород и меркаптаны).

Присутствие в ДТ таких активных сернистых соединений, как меркаптанов, резко увеличивает износ плунжерных пар топ­ливных насосов высокого давления и игл распылителей форсу­нок. Поэтому содержание меркаптановой серы в ДТ должно быть не более 0,01 %.

Гораздо сложнее обстоит дело с газовой коррозией, которая получается в результате образования при высокой температуре в мере сгорания сернистого ангидрида, вступающего при охлаждении в реакцию с парами воды и образующего серную кислоту. Для нейтрализации вредного воздействия кислот в ДТ вводят противокоррозионные присадки. ДТ с суммарным содержанием неактивных сернистых соеди­нений не более 0.2 % не вызывают осложнения в работе двигателя и могут применяться без ограничения. В настоящее время большинство нефтепродуктов производят из сернистых нефтей и содержание неактивной серы достигает 0,5 %.

ДТ по содержанию неактивной серы делятся на две подгруп­пы. В топливах первой подгруппы серы должно быть не более 0,2 %. В топливах второй подгруппы для летних и зимних марок от 0,21 до 0,5 %, для арктических — от 0,21 до 0,4 %.

Содержание сернистых соединений настолько важный пара­метр, что его отражают в марке ДТ.

Кислотность характеризует содержание в ДТ кислых соеди­нений. ДТ должны оказывать минимальное коррозионное воз­действие на металлы, т. е. не содержать минеральных кислот и щелочей; содержание органических кислот огранивается до 5 мг КОН на 100 мл топлива.

Содержание фактических смол в ДТ характеризует его склон­ность к нагару. Способность ДТ к осмолению зависит от нали­чия в нем непредельных углеводородов. О количестве последних судят по йодному числу. Йодное число численно равно количест­ву граммов йода, присоединившихся к непредельным углеводо­родам, которые содержатся в 100 г топлива. Непредельные угле­водороды вступают в соединение с йодом, и чем их больше в топливе, тем больше йода вступает в реакцию. Содержание смо­листых веществ в дизельных топливах оценивается, так же как и в бензинах, определением содержания фактических смол. С по­вышением содержания фактических смол в дизельном топливе склонность к нагарообразованию возрастает. Одно из требова­ний к качеству дизельного топлива — содержание фактических смол не должно превышать 36—60 мг на 100 мл.

Содержание серы в топливе также влияет на образование от­ложений. Чем выше ее содержание в топливе, тем больше нагара и лака образуется при его сгорании. Сернистые соединения, на­капливаясь в нагаре, повышают его плотность. Склонность к на­гарообразованию возрастает при увеличении содержания в дизе­льном топливе ароматических углеводородов.

Нагарообразование и отложения на деталях двигателя зави­сят от коксуемости топлива и содержания в нем золы.

Коксуемость определяется процентным соотношением коли­чества образовавшегося твердого остатка (кокса) после коксова­ния навески топлива в специальном приборе.

Зольность топлива характеризует содержание в нем несгорае­мых примесей. Содержание золы повышает нагарообразование. Попадая в масло, зола вызывает ускоренный износ деталей. До­пустимое содержание золы в дизельном топливе 0,01—0,02 %.

6. Марки дизельных топлив

Для эксплуатации автомобилей используются ДТ трех марок: Л (летнее), 3 (зимнее), А (арктическое). Все марки могут приме­няться для любого автомобильного дизеля. Выбор той или иной марки зависит только от климатических условий и низкотемпе­ратурного показателя топлива.

По марке ДТ можно определить содержание неактивных сер­нистых соединений и температуру вспышки или застывания. Например, марка ДТ Л—0,11—58 ГОСТ 305—82 свидетельствует о принадлежности данного топлива к первой подгруппе с темпе­ратурой вспышки 58 °С; марка 3—0,2 минус 45 ГОСТ 305—82 — о зимнем топливе, содержании 0,2 % сернистых соединений, температуре застывания не выше минус 45 °С.

Важно помнить, что ДТ второй подгруппы можно применять только при использовании для смазывания двигателя масла, со­держащего многофункциональные присадки (ВНИИНП-370, ВНИИНП-360 и др.), обладающие моющими свойствами и ней­трализующие серный и сернистый газы. В противном случае по­вышается износ деталей двигателя в 1,5—3 раза.

Для уменьшения вредного влияния сернистого топлива не­обходимо поддерживать нормальный тепловой режим двигателя, т. е. не снижать температуру, чтобы избежать конденсации влаги, и чаще менять фильтрующие элементы масляных фильтров и масло в картере двигателя.

Основные показатели ДТ приведены в табл. 1.7.

Таблица 1.7. Основные показатели дизельных топлив

Для холодных климатической зоны топливо марки «З» имеет температуру застывания не выше -45С и температуру помутнения – не выше-35С

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10