Влияние качества дизельного топлива на работу двигателя - АвтоКлуб Toyota
Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние качества дизельного топлива на работу двигателя

Почему важно знать качество дизельного топлива

ДТ служит главным источником движения значительного количества транспортных средств. Сюда относится не только автотранспорт, но и железнодорожный, водный транспорт, сельскохозяйственная техника (для которой можно купить бензин оптом). Долгий срок службы автомобильной техники обеспечивает качественное дизельное топливо. Оно помогает предупредить ранний износ двигателя. Качество дизтоплива должно отвечать всем нормам.

Основные показатели качественного дизельного топлива

Очень часто бывает, что даже самые опытные и бывалые водители или механики испытывают затруднения при ответе на вопрос о том, что же именно делает топливо, включая дизельное, качественным или некачественным. Нельзя сказать, что таких показателей очень много. На самом деле для дизельного топлива есть основополагающие характеристики, знание которых является обязательным.

1. Цетановое число

Прежде всего при закупке дизельного топлива следует обратить внимание на цетановое число. Оптимальным показателем являются значения в пределах 45-55. Цетановое число характеризует воспламеняемость топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя.

2. Фракционный состав

Необходимо также изучить фракционный состав дизельного топлива. Его несоответствие норме может привести к изменению структуры моторного масла и снижению его смазывающих свойств, либо к образованию нагара на внутренних деталях двигателя. Подобные факторы очень негативно отражаются на работе мотора и его сроке службы.

3. Вязкость топлива

Кроме того, пристального внимания заслуживает вязкость топлива. Не для кого не секрет, что неправильная вязкость и консистенция топлива приводит к значительному снижению ресурса двигателя.

  • Из-за того, что слишком вязкое топливо является «густым» по консистенции и существенно затрудняет пуск и работу двигателя, особенно в зимний период.
  • Недостаточно вязкое топливо слишком «жидкое» , в связи с чем могут иметь место поломки форсунок и топливного насоса высокого давления. Не исключено в данном случае и подтекание топлива из-за нарушения цельности форсунок.

4. Содержание серы

Есть еще один важный показатель дизельного топлива, который ни в коем случае нельзя обойти стороной. Таким показателем является содержание серы в топливе. Ее высокое содержание способно привести к отложениям на внутренних деталях двигателя, а также к высокой токсичности выхлопных газов.

Самые жесткие из действующих на сегодняшний день в России стандартов предписывают, что содержание сернистых соединений в дизельном топливе не должно превышать 10 мг/кг.

5. Цвет и запах

Ну и конечно не будем забывать о том, что первичным признаком качества дизельного топлива являются цвет и запах. Качественная солярка по цвету должна быть от желто-голубоватого оттенка до голубовато-прозрачной, при этом не иметь резкого неприятного запаха.

Летнее и зимнее дизельное топливо

Всем, кому, так или иначе, приходилось сталкиваться с зимней эксплуатацией дизеля, знают о такой проблеме, как замерзание топлива и невозможности холодного пуска двигателя. По идее такого опыта у автомобилистов быть не должно даже при -20°С, если они использовали бы настоящее зимнее дизельное топливо. Себестоимость его в полтора раза выше, чем обычного летнего. Зимнее ДТ получают в процессе перегонки нефти. Не вдаваясь в подробности химических процессов крекинга, отметим лишь то, что зимнее дизельное топливо получают при более высокой температуре перегонки (320°С). Однако, далеко не все ДТ на заправках, продаваемое под маркой «зимнее» получено именно таким способом. Зачастую его отличает от летнего только цена. Тем временем есть и другие проверенные и довольно эффективные способы приготовления дизельного топлива, которое можно будет эксплуатировать при низких температурах. В первую очередь – это использование хорошего антигеля, который обеспечивает топливу нормальную вязкость до -30°С. Чем суровее условия эксплуатации, тем выше концентрация антигеля в топливе. К сожалению, проверить соответствие зимнего топлива, отпускаемого на АЗС, весьма проблематично, да и делать каждый раз этого ни кто бы не стал. Поэтому лучше зимой покупать обычное дизельное топливо и самостоятельно добавлять в него антигель. На его упаковке обязательно должна присутствовать расчетная таблица, в которой указаны рекомендуемые концентрации относительно забортной температуры. Антигель вносят в нужном количестве перед тем, как заправить автомобиль, чтобы топливо смыло его в бак.

Самым точным методом определения качества солярки является профессиональная экспертиза. Но данный способ не доступен в условиях АЗС. Можно использовать портативную лабораторию для проведения экспресс-анализа, но такое оборудование является дорогостоящим. Другой вариант — попытаться определить качество ДТ самостоятельно.

Для этого существует несколько проверенных методов, которые не позволяют сделать точное заключение, но дают возможность отличить хорошую солярку от подделки. Такие определяющие показатели как цетановое число и уровень вспышки оценить не удастся. Тем не менее, установить некоторые очевидные нарушения можно.

Визуальный метод

Мошенники часто прибегают к следующим действиям:

  • добавляют в летнее ДТ керосин с целью выдать его за зимний состав;
  • подменяют качественное топливо другим продуктом.

Чтобы провести визуальный анализ дизельного топлива, нужно взять для образца солярку проверенного производителя, качество которой не вызывает сомнений. Затем следует купить немного топлива на АЗС и сравнить составы.

Необходимо обратить внимание на цвет продукта. Он должен быть светло-желтым и прозрачным. Наличие примесей или осадка, а также постороннего запаха недопустимо.

Читать еще:  Ваз 2107 как проверить заклинило двигатель или нет

Проверка на бумажном фильтре

Небольшое количество ДТ нужно налить на бумажный фильтр и проследить за изменением его окраски. Небольшое пятно светлого цвета подтвердит качество продукта. О подделке свидетельствует темная окраска с осадком.

Проверка марганцовкой

С помощью марганцовки можно определить наличие примеси воды в ДТ. Кристаллы данного вещества в солярке не растворяются. Появление шлейфа розового цвета на поверхности состава свидетельствует о наличии в нем воды.

Проверка плотности

Для определения плотности вещества используется аэрометр. Необходимо поместить немного ДТ в специальную емкость и создать среду с температурой 200º. Затем следует измерить показатель. Согласно ГОСТу, солярка должна иметь плотность 840 м³ зимой и 860 м³ летом.

Дизельное топливо, предназначенное для быстроходных дизелей, должно удовлетворять следующим основным требованиям:

бесперебойно поступать в цилиндры дизеля в любых условиях эксплуатации;

образовывать в камере сгорания двигателя топливовоздушную смесь, способную своевременно воспламеняться и полностью сгорать; обеспечивать мягкую, без стуков, работу дизельного двигателя; не вызывать значительной коррозии деталей двигателя; образовывать как можно меньше нагара на деталях двигателя; не содержать механических примесей и воды.

Основные свойства дизельного топлива

Весовая плотность (отношение массы топлива к его объему) дизельного топлива зависит от его фракционного состава и колеблется в пределах 820—890 кг/м 2 (0,82—0,89 г/см 3 ). Плотность измеряют при температуре +20° С. Если плотность была определена при другой температуре, то полученные данные приводят к температуре +20° С по формуле:

где pf — плотность при температуре окружающей среды, кг/м 3 (г/см 3 );

к — температурная поправка на 1° С; для топлива плотностью 0,84—0,89 г/см 3 к=0,00073, для топлива плотностью 0,84—0,86 г/см 3 к=0,00070.

Плотность не является оценочным показателем качества топлива, поэтому в ГОСТ ее значение не приводится. Однако при эксплуатации дизелей необходимо знать величину весовой плотности, так как топливный насос отмеряет по объему требуемое количество топлива. Позтому его весовое количество, а следовательно количество тепловой энергии, зависит не только от объема топлива, впрыснутого в цилиндр, но и от плотности топлива.

Существует следующая зависимость между весовым количеством поданного топлива Q и объемным V :

где рt — плотность топлива, кг/м 3 (г/см 3 ) при температуре t; t — температура впрыснутого топлива, °С.

При определении производительности топливных насосов следует иметь в виду, что плотность дизельного топлива колеблется и пределах 0,82—0,89, поэтому в данные замеров следует вносить соответствующие поправки.

Элементарный состав дизельного топлива

Вязкость дизельного топлива

Вязкость является важным показателем качества дизельного топлива. Она влияет на качество распыливания и смесеобразования. Чем больше плотность дизельного топлива, тем больше его вязкость, тем более крупные капли топлива получаются при впрыске форсункой и тем больше дальнобойность струи. Прокачиваемость дизельного топлива ухудшается при низких температурах с увеличением вязкости.

При повышении температуры вязкость уменьшается (рис. 11). В связи с этим увеличивается утечка дизельного топлива через неплотности в прецизионных парах насоса и форсунки и уменьшается его подача. На рисунке 12 показано влияние вязкости топлива на коэффициент подачи при среднем давлении впрыска 30 Мн/м 2 (300 кГ/см 2 ). При повышении давления вязкости топлива увеличивается (рис. 13). В момент впрыска топлива в цилиндр вихрекамерного дизельного двигателя оно сжимается до двухсот и более атмосфер, вязкость его возрастает по сравнению с вязкостью при атмосферном давлении.

Для обеспечения постоянства мощностных и экономических показателей желательно, чтобы при нагреве или охлаждении дизеля во время эксплуатации вязкость дизельного топлива изменялась как можно меньше.

Зависимость производительности насоса от температуры топлива показана на рисунке 14. Эти свойства топлива необходимо учитывать при регулировке топливной аппаратуры.

Фракционный состав. Для нормального протекания рабочего процесса в дизеле топливо, поступившее в камеру сгорания, прежде чем воспламениться, должно перейти из жидкого в парообразное состояние. Испаряемость влияет на период задержки воспламенения топлива, его сгорание в двигателе, пусковые качества и экономичность двигателя.

Рис. 11. Зависимость вязкости v и плотности р топлива от его температуры t.

Рис. 12. Зависимость коэффициента подачи nн от вязкости топлива при давлении впрыска топлива Pнф.пр= 300 кГ/см 2 :1 — при 400 оборотах коленчатого вала в минуту; 2 — при 1000 оборотах коленчатого вала в минуту.

Поэтому в ГОСТ 305—62 указывается, что температура, при которой выкипает 96% дизельного топлива, должна быть не выше 360° С, иначе наблюдается повышенное нагарообразование.

По ГОСТ 4749 — 49 топлива делятся: на арктическое ДА, предназначенное для использования при температуре окружающего воздуха ниже минус 30° С, температура выкипания 90% не превышает 300° С; дизельное зимнее ДЗ — для использования при температуре выше минус 30° С, температура выкипания 90% не превышает 335 °С и дизельное летнее ДЛ — для использования в теплое время года, температура выкипания 90% не превышает 350 °С.

По ГОСТ 305 — 62 топлива делятся на арктическое А, зимнее 3 и летнее Л (табл. 1).

Рис. 13. Зависимость вязкости дизельного топлива от давления Р (n’ — вязкость при давлении Р; n — начальная вязкость при атмосфер, ном давлении).

Читать еще:  В чем отличие 402 двигателя от 406 уаз

Рис. 14. Зависимость величины подачи топлива за цикл qц от темцературы tT топлива в головке насоса.

Температура вспышки дизельного топлива — это температура, до которой необходимо нагреть топливо в нормальных условиях, чтобы пары над его поверхностью вспыхнули при поднесении пламени. Она указывает на степень пожарной опасности данного вида дизельного топлива. В стандартах указывается, что для арктических сортов дизельного топлива температура вспышки должна быть не ниже плюс 30—35 °С, для зимних — не ниже плюс 35—50 °С, для летних плюс 40—60 °С.

Температура застывания дизельного топлива — это температура, при которой топливо в определенных условиях испытания теряет текучесть и загустевает. Для эксплуатации в различных условиях желательно, чтобы температура застывания была как можно ниже. Если температура застывания высокая, то зимой забиваются фильтры и топливопроводы, ухудшается запуск двигателя, затрудняется перекачивание топлива на нефтебазах и при заправке тракторов. В стандартах указывается, что температура застывания должна быть для летних сортов топлив не выше минус 10 °С. Для зимних — не выше минус 35—45 °С, для арктических — не выше минус 55—60 °С.

Коксообразование

Содержание серы в дизельном топливе

Дизельные топлива изготовляют из нефти, содержащей серу. В процессе производства топливо не удается полностью освободить от присутствия серы. При сгорании топлива в дизельном двигателе образуются сернистый и серный газы и тем больше, чем больше содержание серы в дизельном топливе. В зонах низких температур газы образуют с парами воды сернистую и серную кислоты, а в зонах высоких температур возникает газовая коррозия металла.

Рис. 15. Зависимость износа поршневых колец от содержания смол в дизельном топливе.

Рис. 16. Зависимость износа поршневых колец от содержания серы в дизельном топливе.

Нагар и коксующиеся отложения в двигателе при наличии серы в топливе приобретают повышенную твердость и более высокие абразивные свойства. Все это вызывает повышенный износ деталей дизельного двигателя (рис. 16).

Если в топливе содержится серы более 0,2%, то для устранения ее вредного действия топливо применяют в тех двигателях, в которых используют дизельное масло с присадкой ЦИАТИМ-339, АзНИИ-7 или ВНИИНП-360. Содержание серы в дизельном топливе допускается не более 1 %.

Кислотность дизельного топлива

Зольность дизельного топлива

Механические примеси представляют собой частички песка, глины, окалины и кокса. Они засоряют фильтрующие элементы, вследствие чего нарушается нормальная работа топливной аппаратуры. Особенно большую опасность представляют механические примеси из кварца, так как они вызывают абразивный износ прецизионных деталей топливного насоса и форсунок. Поэтому содержание механических примесей в дизельном топливе по ГОСТ не допускается.

Вода в дизельном топливе содержится во взвешенном состоянии и в виде эмульсии. Частички воды заполняют поры хлопчатобумажных фильтров и прекращают доступ топлива к насосу. Кроме того, ухудшается пропускная способность бумажных фильтров при обводнении. При температуре ниже нуля частички воды, содержащиеся в топливе, замерзают и в виде мелких кусочков льда забивают топливопроводы и фильтры.

Вода понижает теплотворную способность топлива и вызывает коррозию топливной аппаратуры, поэтому она не должна содержаться в дизельном топливе.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Каким должно быть топливо?

Качество бензина или дизеля определяет технический регламент Таможенного союза. Там прописано: с июля 2016 года в России для автомобилей разрешено продавать только топливо не ниже класса «Евро-5». Это значит, что и нефтепереработчики должны придерживаться единого стандарта.

До утверждения современных требований в бензин могли добавляться присадки, в том числе содержащие тяжелые металлы, которые повышали октановое число. При сгорании такие добавки образовывали канцерогены и вещества, которые вредны как для человека, так и для окружающей среды. Потому общим советом решили исключить из топлива такие компоненты на законодательном уровне.

— Аналогичная история и с содержанием серы. Напрямую на здоровье водителя и пассажиров это вещество никак не влияет, однако, попадая в атмосферу с выхлопными газами, оно губит деревья и, как следствие, выделяемый ими кислород, — объясняет Леонид Багдасаров. — Поэтому по регламенту серы в бензине и дизеле должно быть не больше 10 миллиграммов на килограмм, или менее 0,001%.

Ещё один важный фактор — количество водорода в топливе. Повышение концентрации водородсодержащих компонентов позволяет снизить расход топлива и образование нагара, а также уменьшить нагрузку на окружающую среду. Правда, производство такого обогащенного топлива возможно лишь с помощью суперсовременного оборудования, которое стоит около 2 миллиардов долларов США.

Основные характеристики дизельного топлива

Теперь ответим на вопрос, чем характеризуется дизельное топливо. К главным параметрам горючего относятся:

  • цетановое число;
  • плотность;
  • вязкость;
  • температура вспышки;
  • массовая доля серы;
  • зольность;
  • кислотность;
  • содержание воды;
  • предельная температура фильтруемости.

Цетановое число

Если для бензина основная характеристика – октановое число, то для дизельного топлива – цетановое. В бензиновом двигателе воспламенение происходит от искры, а в дизеле – от силы сжатия. Оба числа отражают, насколько быстро топливовоздушная смесь воспламеняется в цилиндрах двигателя. По-простому это задержка по времени между поступлением смеси в цилиндры и ее зажиганием от сжатия.

Читать еще:  Будет ли работать на водороде бензиновый двигатель

Цетановое число варьируется в пределах 40-55, оптимальное значение составляет 48-51, а минимальное рекомендованное в соответствии с п. 5.2 ГОСТ 305-2013 для всех марок равно 45. При значении менее 40 горючее считается некачественным. Двигатель в таком случае будет работать нестабильно, что проявится в падении мощности и детонации. Повышенное цетановое число – тоже не норма. При уровне более 60 топливовоздушная смесь просто не успевает сгорать в цилиндрах, что ведет к повышенному расходу и увеличению дымности выхлопов.

В Европе цетановое число должно быть не менее 54-56, а в России стандарты менее строгие, допускают использование топлива с числом 45 (для зимнего ДТ). Метод испытания для определения показателя должен отвечать требованиям ГОСТ 32508-2013.


Как цетановое число определяет степень воспламеняемости

Плотность

Показатель плотности определяет объем топлива в генераторе. При достаточной плотности горючее способствует большему выделению тепловой энергии. Нормативные значения для дизтоплива при 15 °C составляют не более:

  • 863,4 кг/м3 – для летнего и межсезонного дизтоплива;
  • 843,4 кг/м3 – для зимнего;
  • 833,5 кг/м3 – для арктического.

Кинематическая вязкость

Под вязкостью понимают способность топлива противостоять перемещению одного слоя относительно другого. В технических характеристиках обычно указывается кинематическая вязкость. От нее зависит то, насколько результативным будет распыление топлива. Если вязкость превысит установленную норму, то горючее будет распыляться некачественно. В результате повышается риск преждевременного износа и увеличенного истирания деталей.

Значения вязкости при 20 °C для разных видов дизельного топлива по ГОСТ 305-2013:

  • 3-6 мм2/с – для летнего и межсезонного;
  • 1,8-5 мм2/с – для зимнего;
  • 1,5-4 мм2/с – для арктического.

Температура вспышки в закрытом тигле

Безопасность использования дизтоплива определяется температурой вспышки. В соответствии с ГОСТ 305-2013 она ограничивается следующими значениями:

  • Для дизелей общего назначения – 40 °C для всех марок дизтоплива.
  • Для тепловозных, судовых и газотурбинных двигателей – 62 °C для летнего и межсезонного дизельного топлива, 40 °C – для зимнего, 35 °C – для арктического.

Массовая доля серы

Содержание серы в разных видах нефтепродуктах сегодня строго нормируется. Это связано с усиленной борьбой за экологию. Сера опасна для окружающей среды, а также приводит к образованию коррозии, повышенному нагару и износу внутренних элементов двигателя и топливной системы.

Массовая доля сернистых соединений ограничивается 2000 мг/кг. Но при производстве дизтоплива нужно учитывать, что при слишком низком уровне серы горючее теряет свои смазочные свойства. В таком случае в состав топлива обязательно добавляются специальные смазывающие присадки.

Зольность

При сгорании топлива образуется зола, содержащая минеральные вещества. Попадая в места между трущимися деталями, она вызывает усиленный износ. Особую опасность представляет кварц, приводящий к абразивному износу прецизионных элементов топливного насоса и форсунок. По этой причине уровень зольности тоже ограничивают. Для дизтоплива она составляет не более 0,01%.

Кислотность

По ГОСТ 305-2013 кислотность KOH на 100 см3 составляет не более 5 мг. Это важно, поскольку кислоты приводят к коррозии деталей двигателя и топливной системы. Подобный процесс вызывают минеральные кислоты и щелочи, используемые при производстве дизтоплива. Их нельзя удалить полностью, поэтому количество подобных веществ ограничивают.

Содержание воды

Вода в составе дизельного топлива содержится во взвешенном состоянии и в виде эмульсии. Капельки заполняют поры хлопчатобумажных фильтров, прекращая доступ топлива к насосу. При снижении температуры до уровня ниже 0 °C вода замерзает, и мелкие кусочки льда тоже забивают фильтры и топливопроводы.

В связи с этим максимальное содержание воды по ГОСТ 305-2013 составляет 200 мг/кг. Превышение этого показателя приводит к тому, что вода отслаивается и собирается в нижней части, поскольку имеет более высокую плотность. Из-за образования водяной пробки в магистрали блокируется работа двигателя.

Предельная температура фильтруемости

Предельная температура фильтруемости определяется в соответствии с ГОСТ 22254-92 и ГОСТ EN 116-2013. По ГОСТ 305-2013 показатель составляет:

  • не выше -5 °C – для летней марки;
  • не выше -15 °C – для межсезонной;
  • не выше -25 °C (по ГОСТ 22254-92) и -35 °C (по ГОСТ EN 116-2013) – для зимней;
  • не выше -45 °C – для арктической.


Как определяют предельную температуру фильтруемости

Для районов с умеренным климатом установлена классификация дизтоплива на сорта с разной предельной температурой фильтруемости:

  • А (+5 °С),
  • B (0 °С),
  • C (-5 °С),
  • D (-10 °С),
  • E (-15 °С),
  • F (-20 °С).

Таким образом, говорят про дизельное топливо сорта F и что это такое, можно сказать, что это горючее с предельной температурой фильтруемости -20 °C. К летним маркам относятся A, B, C, D, к межсезонным – E и F.

Для районов с холодным климатом горючее разделяется на другие классы, различающиеся температурой помутнения и предельной температурой фильтруемости. К зимним маркам относятся классы 0-3, к арктическим – 4.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector