Дизельне паливо і його хімічні властивості

Дизельне паливо - це в'язка горюча рідина, яка важко випаровується. Виходить шляхом перегонки нафтових керосино-газойльових фракцій. Застосовується в основному в якості палива для залізничного транспорту, вантажних автомобілів, сільськогосподарської техніки та водного транспорту. Область застосування дизельного палива широка.

10-40% - парафінові вуглеці;
20-60% - нафтенові вуглеці;
14-30% - ароматичні вуглеці.

Розкид процентного вмісту говорить про різноманітті видів ДТ. Від складу безпосередньо залежать антиокислювальні властивості палива, період затримки запалення, а також знос двигуна.

Цетанове число ДТ

Цетанове число - характеристика палива в циліндрі. Визначається відповідно до ГОСТ 31322-52 на установці типу ІТ9-3. Первинний еталон - суміш цетана (чистої СН групи парафінового ряду, чиє цетанове число взято за 100 одиниць) з альфа-метилнафталіном (ароматичним вуглеводнем, цетанове число якого прийнято за 0).

Наприклад, під час випробувань палива його займистість виявилася ідентичною суміші, що містить 45% цетана, отже, цетанове число сировини - 45. Жорсткість роботи дизеля і питома витрата палива залежать від величини цетанового числа.

Якщо застосовується паливо з невисоким цетановим числом, то зростає період затримки самозаймання, ДТ накопичується в камері згоряння і згорає миттєво. Тиск в циліндрі скаче, дизель працює жорстко, можна чути металевий стукіт. Підвищується знос корінних підшипників, вони швидко виходять з ладу.

Якщо цетанове число палива нормальне, то період запізнювання запалення малий, тиск в циліндрі збільшується планомірно, двигун не стукає, паливо в циліндрі згорає нормально.

Висока цетанове число палива також негативно позначається на дизелі, рідина не встигає змішуватися з повітрям і запалюється передчасно. Внаслідок цього економічність дизеля зменшується, нагар утворюється у великій кількості.

Також цетанове число безпосередньо залежить від хімічного складу ДП.

Властивості ДТ при низьких температурах, в'язкість

Кінематична в'язкість визначається при 20 ° С. Для високооборотних дизелів значення в'язкості палива - 1,5-6 мм 2 / с (сСт). Якщо в'язкість палива знижується, то зменшується і циклова подача через втрати в плунжерній парі і перетоків. Підтікання через форсунки підвищує нагарообразование. Також маловязкое паливо збільшує знос паливного насоса високого тиску, його деталі гірше змащуються під час роботи.

Занадто в'язке ДТ важко розпорошити, крім того воно погано прокачується через фільтри. Чим вище в'язкість при 20 ° С, тим сильніше змінюється паливо при низьких температурах. Літні сорти густіють вже при -3 ° С, для них це температура помутніння, коли парафіни починають кристалізуватися. При -10 ° С і нижче літнє паливо застигає, що може привести до незворотної поломки поршнів. У таких випадках слід спочатку використовувати зимове дизельне паливо, яка має в'язкість менше, що забезпечить правильну роботу двигуна.

Залежність вязкостідізельного палива від температури

Паливо з середньою в'язкістю, 2,5-4 мм 2 / с при 20 ° С, має кращі властивості. Воно буде зберігати свої властивості при низьких температурах, так як його плинність не змінюватиметься.

Застосування палива має повністю залежати від його марки. Дл я:

річного дизельного палива в'язкість - 3,0-6,0 мм 2 / с;
зимового ДТ - 1,8-5,0 мм 2 / с;
арктичного дизпального - 1,5-4,0 мм 2 / с.

З цього випливає, що кінематична в'язкість дизельного палива визначає робочий процес в циліндрах двигуна, а значить, його економічність і ефективність.

У міжсезонний період доцільно застосовувати депресорні присадки, якщо немає впевненості в тому, що на АЗС літнє паливо вже замінили на зимовий.

Фракційний склад

Характеристика випаровування ДТ, переходу з рідини в газоподібний стан при певних температурах, називається фракційним складом.

Якщо використовувати паливо з полегшеним фракційним складом, то знижується цетанове число, в'язкість рідини зменшується, відбувається швидкий знос обладнання. Також відбувається різке наростання тиску в циліндрі, дизель працює жорстко, може бути чути стукіт. А все через те, що підготовлена суміш швидко випаровується.

Механічні домішки дизельного палива

Високофорсовані сучасні дизелі набагато більше схильні до сірчистої корозії, ніж старих конструкцій. У нових моделях утворюється більша кількість твердого нагару. Тому збільшують кількість миючих присадок в моторному маслі. Якщо робота відбувається на високосірчистих паливах, то і масло окислюється швидко, воно вимагає частої заміни. У порівнянні з європейськими інструкціями термін служби масла в наших широтах варто скорочувати в два рази.

Сірчисті з'єднання ДТ умовно ділять на активні і неактивні. Активні викликають корозію при контакті з металом, це вільна сірка, меркаптани, сірководень. Неактивні не викликають корозії, це сульфіди, дисульфіди і т.д. Але ряд досліджень встановив, що будь-які сірчисті з'єднання в дизельному паливі при попаданні в двигун стають активними, а, отже - викликають корозію цилиндропоршневой системи дизеля.

В період запуску і прогріву двигуна з продуктів згоряння відбувається найбільше утворення води і конденсація. Також конденсат виступає при зниженні температури охолоджуючої води, а також, якщо дизель працює на малих обертах.

В останні роки проводилися дослідження щодо зниження процентного вмісту сірки в паливі дизелів тепловозів на залізничному транспорті, розроблялося дизельне масло з присадками для нейтралізації впливу сірки. Результатом досліджень став ГОСТ 10489-63 на паливо з сіркою в 0,5% для тепловозних дизелів.

Але найстрашнішим ворогом дизеля по праву вважається вода. Якщо вона присутня в паливі, то це швидко призведе до виведення з ладу паливного насоса. Відповідно до Держстандарту ніякої води в паливі бути не повинно. Але вона все ж з'являється через неправильні умови зберігання і транспортування ДТ, а також з-за підвищеної гігроскопічності сировини.

Практично та ж історія відбувається і з механічними домішками. Вони з'являються в паливі через неправильного транспортування. Тому навіть імпортне Найдорожче дизпальне не позбавлене забруднень. Але вода і бруд все ж не такі страшні як сірка.

Як же боротися з цими незручностями? Слід частіше мити паливний бак і, якщо дозволяє конструкція, зливати відстій з фільтра. Це буде найкращою профілактикою несправностей двигуна, ніж застосування присадок.

ДТ і його коксованість

Відсоток вмісту коксу, який виходить при нагріванні ДТ до 800-900 ° С в безповітряному просторі, в дизельному паливі називається його Коксівність. Це характеристика очищення нафтопродуктів від асфальтосмолисті речовин, по якій можна судити про схильність палива до закоксовування форсунок і нагарообразованию. Межа коксованості для палива - 0,005-0,10%.

корозійної палива

Водорозчинні кислоти (сірчана, азотна і соляна), луги (їдкий натр і їдке калі) і сірчисті з'єднання повинні бути відсутніми, так як саме вони викликають корозію металів.

Кількістю мг їдкого калію (КОН), який потрібен для нейтралізації кислот в 100 мл палива, визначається кислотне число палива. Не більше 5 мг КОН на 100 мл палива - допустиме кислотне число для дизельного палива для тепловозів.