Свойства и показатели дизельного топлива, влияющие на работу двигателя
Физическая и химическая стабильность дизельного топлива
Свойства и показатели дизельного топлива, влияющие на самовоспламенение и процесс сгорания
Свойства и показатели дизельного топлива, влияющие на образование отложений и коррозию на деталях двигателя
Испаряемость ДТ определяется его фракционным составом, который в отличие от бензинов регламентируется лишь температурами выкипания 50 и 96% топлива
Навигация
Свойства и показатели дизельного топлива, влияющие на образование отложений и коррозию на деталях двигателя
Автомобильные дизельные топлива
47756
знаков
0
таблиц
1
изображение
3. Свойства и показатели дизельного топлива, влияющие на образование отложений и коррозию на деталях двигателя
Топливоподающая система дизельного двигателя должна сохранять чистоту. Поэтому ДТ должно сохранять свои эксплуатационные свойства такими, чтобы в системе не было загрязнений и образования отложений. Если это не соблюдать, то рабочий процесс двигателя будет нарушен, ухудшатся его технико-экономические и экологические показатели и увеличиться износ деталей.
На образование отложений оказывают влияние следующие факторы:
1) фракционный состав топлива;
2) содержание в топливе сернистых соединений;
3) содержание в топливе непредельных и ароматических углеводородов;
4) содержание смолистых соединений и неорганических примесей.
Фракционный состав ДТ, характеризуемый преобладанием легких или тяжелых фракций, всегда ухудшает процесс горения.
Если в ДТ преобладают легкие фракции, то горение в цилиндрах сопровождается стуками, а двигатель работает жестко.
Если в ДТ преобладают тяжелые фракции, то появляется дымление и загрязнение двигателя, увеличивается расход топлива, повышается нагарообразование, закоксовывание форсунки, интенсивно изнашиваются детали, двигатель перегревается, мощность двигателя снижается, а пуск его затрудняется.
3.1 Коррозионные свойства дизельного топлива
Если в ДТ находятся:
· Органические кислоты;
· Водорастворимые кислоты;
· Щелочи;
· Сернистые соединения,
То такое топливо является коррозионным.
Минеральные кислоты обнаруживаю по реакции водной вытяжки, а активные сернистые соединения обнаруживают с помощью пробы на медную пластину.
При работе дизеля на сернистом топливе образуются прочные трудноудаляемые лаковые отложения и нагар, которые увеличивают износ цилиндропоршневой группы. Поэтому по количеству сер в ДТ судят о его коррозионной стойкости.
Наиболее агрессивной является активная сера (т.е. элементарная сера – S, сероводород- H2S и меркаптаны). Содержание меркаптановой серы не должно быть.
Проба на медную пластинку гарантирует наличие H2S (сероводорода) и свободной серы S в такой концентрации, которая исключает химическую коррозию металлов топливной системы.
При высокой температуре в камерах сгорания образуются оксиды серы (SO2 и SO4), которые в присутствии влаги способствуют полимеризации нестабильных компонентов масла. В результате образуются твердые отложения.
Когда двигатель охлаждается, появляется конденсат паров воды, который вступает в реакцию соединения с SO2 или SO3, (серный и сернистый ангидриды) и образует серную кислоту (H2SO4).
Если в ДТ содержится менее 0,2% серы, то она будет неактивной и осложнений в работе двигателя вызывать не будет. Поэтому ее применение будет без ограничений.
Большинство топлив производят из сернистых нефтей с содержанием серы до 0,5%.
Обычно дизельные топлива подразделяются по наличию серы на подгруппы:
· Наличие серы не более 0,2%;
· Наличие серы от 0,21 до 0,5% (для летних и зимних марок);
· Наличие серы от 0,21 до 0,4% (для арктических марок).
Таким образом, по количеству серы судят о коррозионной стойкости ДТ.
Если в ДТ будут присутствовать водорастворимые минеральные кислоты и щелочи, то появится коррозионное воздействие на металлы. Поэтому присутствие минеральных кислот и щелочей в ДТ не допускается, а содержание ограничивается 5мг гидрооксида калия – КОН на 100мл топлива.
Эта концентрация гарантирует, что химическая коррозия металлов будет исключена. Если гидрооксида калия – КОН на 100мл топлива будет больше, то возможна коррозия.
Таким образом, наличие в ДТ кислых соединений характеризуется кислотностью, которая при повышении ускоряет износ коренных и шатунных подшипников коленчатого вала.
Чтобы не допустить разрушающего действия кислот, их нейтрализуют, т.е. в дизельные масла добавляют противокоррозионные присадки. Например, нафтенатцинка (0,25…0,3%). Если двигатель будет работать на таком масле, то тогда можно использовать ДТ с содержанием серы не более 0,2%.
Следовательно, чтобы снизить коррозионные износ двигателя, необходимо, чтобы:
1) время на пуск двигателя и прогрев его было бы сокращено;
2) постоянно поддерживать его оптимальный тепловой режим.
3.2 Образование отложений в дизельном двигателе и их причины
При разгонке нефти с низким содержанием сернистых соединений, получают дизельные топлива с высокой химической стабильностью. Такие топлива долго сохраняют свои качества (более 5 лет хранения).
В нефти с содержанием большого количества серы (т.е. со значительным количеством олефинов – непредельных углеводородов и меркаптанов) химическая стабильность ДТ невысокая и оно быстро за короткий срок изменяет свое качество.
После применения такого топлива в дизельном двигателе появляется нагар и смолистые отложения. Причиной этого являются неполное испарение и плохое распыление ДТ внутри цилиндров из-за большой вязкости топлива с тяжелым фракционным составом. Кроме этого, наличие механических примесей в ДТ является причиной нагарообразования.
Следовательно, присутствие в топливе серы, фактических смол, золы (несгораемых примесей) и склонность такого топлива к нагарообразованию определяет динамику накопления нагара, которая характеризуется коксовым числом, т.е. способностью топлива образовывать углистый остаток при высокотемпературном (более 800…900˚С) разложении топлива без доступа воздуха.
Углистый остаток или минеральный остаток является золой, т.е. несгораемой примесью, повышающей нагарообразование. Кроме этого, зола попадая в моторное масло вызывает ускоренный износ деталей ДВС. Поэтому количество золы ограничивается нормой не более 0,01%. Таким образом, причиной образования углистого остатка являются следующие факторы:
1) недостаточная глубина очистки топлива от смолисто-асфальтеновых соединений;
2) повышенная вязкость дизельного топлива;
3) тяжелый фракционный состав топлива.
Также склонность ДТ к нагару характеризуется содержанием в нем фактических смол, т.е. примесей, остающихся после очистки базовых дистилляторов. Фактические смолы вызывают осмоление топлива, из-за наличия в топливе непредельных углеводородов, о количестве которых судят по йодному числу.
Йодное число – это показатель непредельных углеводородов (олефинов) в дизельном топливе, численно равный количеству граммов йода, присоединившихся к непредельным углеводородам, которые содержатся в 100г топлива.
Обычно, непредельные углеводороды (олефины) вступают в реакцию соединения с йодом. То есть, чем больше в топливе непредельных углеводородов, тем больше йода вступает в реакцию. Нормальным считается такое количество непредельных углеводородов, которые вступают в реакцию с йодом не превышающим более 6г йода на 100г зимнего или летнего дизельного топлива.
Чем больше в дизельном топливе фактических смол, тем выше склонность его к нагарообразованию. Поэтому содержание фактических смол не должно превышать:
· для зимних ДТ – 30мг на 100мл;
· для летних ДТ – 60мг на 100мл.
Содержание фактических смол нормируется йодным числом.
Склонность ДТ к лакообразованию оценивается по содержанию лака в мг на 100мл топлива. Для этого топливо испаряют в специальном лакообразователе при температуре 250˚С.
Выводы:
1) При работе дизельного двигателя на сернистом топливе образуются прочные трудноудаляемые нагар и лаковые отложения, что вызывает износ деталей двигателя, когда он работает на пониженной температуре.
2) Коксуемость топлива также приводит к образованию нагара и лакообразованию, в результате чего может произойти заклинивание поршневых колец.
3) Из-за наличия в топливе частиц меркаптовой серы при окислении топлива образуются смолы, которые в сочетании со смолами, образующимися из олефинов и еще фактическими смолами, которые есть в ДТ, на зоморных иглах форсунок осаждаются лаковые пленки, что со временем вызывает зависание игл внутри форсунок.
4) Многофункциональные присадки и их влияние на свойства дизельных топлив.
Улучшение свойств ДТ достигается путем введения в их состав многофункциональных присадок, таких как:
· Депрессорные;
· Повышающие цетановое число;
· Антиокислительные;
· Моюще-дисперсирующие;
· Снижающие дымность отработанных газов и др.
Антидымные присадки марок МСТ-15, АДП-2056, ЭФАП-6 в концентрации 0,2…0,3 позволяют снизить дымность отработавших газов на 40…50% и уменьшить содержание сажи.
Противокоррозионная присадка марки нафтенат цинка в концентрации 0,25…0,3%, добавленная в моторное масло эффективно нейтрализует разрушающее действие кислот.
Для повышения цетанового числа ДТ улучшения его пусковых свойств используют присадки: тионитраты RNSO; изпропилнитраты; перекиси RCH2ONO в концентрации 0,2…0,25%.
Депрессорные присадки – сополимеры этилена и винилацетана с концентрацией 0,001…2,0% используются для понижения температуры застывания. Они покрывают мономолекулярным слоем микрокристаллики застывающего парафины, препятствуют их укрупнению и выпаданию.
Антиокислительные присадки в концентрации 0,001…0,1% повышают термоокислительную стойкость топлив.
Антикоррозионные присадки в концентрации 0,0008…0,005% понижают коррозионную агрессивность дизельных топлив.
Биоцидные присадки в концентрации 0,005…0,5%, которые подавляют размножение микроорганизмов в топливе.
Многофункциональные присадки, состоящие из депрессорных, моющих и противодымных компонентов, которые не только расширяют низкотемпературные свойства топлив, но и снижают токсичность отработавших газов. Например, введение присадки АДДП в дизельное топливо в количестве 0,05…0,3% снижает температуру застывания топлива на 20…25%, а температура фильтруемости при этом снижается на 10…12˚С, дымность – на 20…55˚С, а нагарообразование – на 50…60%.
Таким образом, введение в дизельное топливо различных присадок и добавок значительно улучшает его эксплуатационные свойства.
Выводы по лекции № 5:
1. Дизельный двигатель будет работать надежно и экономично, если рабочая смесь в цилиндрах будет сгорать полностью. Для этого необходимо:
· Правильно подбирать дизельное топливо;
· Правильно устанавливать угол опережения впрыска.
Похожие работы
... для каждого из участников рынка за нарушение его требований. Изготовитель, его уполномоченный представитель несут ответственность за соответствие автомобильного бензина и дизельного топлива требованиям Технического регламента, а также за достоверность сведений, представленных в декларации о соответствии автомобильного бензина и дизельного топлива требованиям Технического регламента. Организация ...
... эффективно, необходима подробная оценка рабочих характеристик и конструкции существующих реакторных систем в сочетании с тщательным рассмотрением имеющихся в наличии вариантов модернизации реакторов. По совершенствованию качества дизельных топлив большие усилия прилагают европейские страны. В них принята концепция ужесточения требований к этому виду топлива, особенно по содержанию в нём ...
... по согласованию с потребителем выработка и применение топлива с температурой застывания 0 °С без нормирования температуры помутнения[6]. Обычно в сельском хозяйстве европейской части России используется дизельное топливо марок «Л» и «З». Без моторных масел не может обойтись ни один поршневый двигатель внутреннего сгорания, который есть абсолютно в любом автомобиле, сельзкохозяйственной, дорожно- ...
... 0,5 данные виды работ следует предусматривать по кооперации на других предприятиях или специально оговариваться заданием на проектирование. 1.17. При разработке технологической части проекта следует использовать типовые технологические процессы ТО и ремонта подвижного состава автомобильного транспорта, разработанные научными организациями с применением прогрессивной технологии и оборудования. ...
0 комментариев