Дизельне паливо - ценафтова фракція, основу якої складають вуглеводні з температурою кипіння200 ... 350 Лљ С.
Це прозора і більшв'язка, ніж бензин, рідина жовтого або світло-коричневого кольору (узалежно від вмісту в ній смол). З щільністю 0,8 ... 0,83 кг/м 3 .
Для автомобільнихдизельних двигунів випускаються палива на базі гасових, газойльових ісолярове дистиляторів прямої перегонки нафти. Для зниження вмісту сіркивикористовують гидроочистку і депарафінізації.
У силу цього ДТ за своїмхімічним складом являє складну суміш: алканів (від 10 до 40%),циклоалканов (20 ... 60%) і ароматичних сполук (14 ... 30%) і їх похідних. Зпідвищенням температури кипіння фракції вміст ароматичних вуглеводнівможе збільшуватися до 40-47%. Середня молекулярна маса ДТ знаходиться вмежах від 110 до 230.
Маркування дизельнихпалив - характеризує сезонність або географічну область застосування.
Л. - Літнє,рекомендований для експлуатації при температурі повітря від 0 Лљ С і вище.
З. - Зимове,рекомендований для експлуатації при температурі навколишнього повітря мінус 20 С івище (при цьому температура застигання ДТ не вище мінус 35 Лљ С), а також мінус30 С і вище (при цьому температура застигання палива не вище мінус 45 Лљ С).
А. - Арктичне,рекомендований для експлуатації при температурі повітря мінус 50 Лљ С і вище.
За вмістом сіркидизельні палива поділяються на два види:
1.масова частка сіркине більше 0,2%
2.масова часткасірки не більше 0,5% (а для марки А. не більше 0,4%).
В умовне позначенняпалива марки:
- Л. Повинні входитимасова частка сірки і температура спалаху палива;
- З. повинні входитимасова частка сірки і температура застигання палива;
- А. повинні входититільки масова частка сірки.
Наприклад, Л. - 0,2 - 40позначає паливо літнє з масовою часткою сірки до 0,2% і температурою спалаху40 Лљ С;
З. - 0,2 - 35 позначаєпаливо зимове, з масовою часткою сірки до 0,2% і температурою застигання мінус35 Лљ С;
А. - 0,4 - позначаєпаливо арктичне, з масовою часткою сірки 0,4%.
Палива для помірноїкліматичної зони мають більш високу температуру помутніння і застигання, апалива для холодних кліматичних зон - нижчу. рекомендований для експлуатації при температурі повітря від 0 С і вище.алканів (від 10 до 40%) ових дистиляторів прямий перегін, рекомендований для
Паливо арктичне маєтемпературу застигання мінус 55 Лљ С.
Для експортних палив,вміст сірки не повинна перевищувати 0,1%, фактичних смол 25 мг на 100 см 3 ,а зольність не більше 0,008%.
неграничнихвуглеводнів в дизельних паливах практично немає.
В деякі сортидизельних палив практично додають 20% каталітичного газойлю звмістом ароматичних вуглеводнів.
Екологічно чистідизельні палива виробляють з гідроочищені газойльових фракцій прямої гонкиі вторинних процесів. Вони не мають антиокислювальних присадок і містять всобі загальної сірки не більше 0,05%. Такі палива без антиокислювальних присадокмають низьку хімічну стабільність і непридатні для тривалого зберігання.
Для поліпшення якостідизельних палив на нафтопереробних заводах додають присадки:ізопропілнітрат і ціклогексілнітрат з метою підвищення цетанового числа.
У прямогонного фракціях, вЗалежно від нафти, що переробляється, вміст сірки коливається в межах:
- для сірчистих нафт від0,8 до 1,0%;
- в гідроочищенікомпоненті від 0,08 до 0,1%.
Міські дизельніпалива з поліпшеними екологічними показниками мають присадки:
- влітку антідимние(ЕФАП-Б) або імпортниую Лубрізол 8288;
- взимку депрессорную -сополімер етилену з вінілацетаном.
У міських паливахекологічні властивості, такі як димність і токсичність відпрацьованих газівменше на 30 ... 50% у порівнянні з паливами без присадок. Вони також відповідаютьєвропейським вимогам щодо вмісту сірки.
2. Експлуатаційнівимоги до якості дизельного палива
У дизельних двигунахскладні процеси сумішоутворення і згоряння палива відбуваються в перебігу дужемалого проміжку часу. Кут повороту колінчастого валу за цей періодвідповідає тільки 20 Лљ. Тому, чим буде швидкохідні двигун, тимчас цього процесу буде менше.
Якщо порівнюватибензиновий і дизельний двигуни, то в бензиновому двигуні при рівній частотіобертання колінчастого валу на процес сумішоутворення і згоряння робочої сумішідоводиться в 10 ... 15 разів більше часу.
Виходячи з такого явища,що відбувається в циліндрах дизельного двигуна, до якості дизельного паливапред'являються специфічні вимоги, такі як:
В·Хорошапрокачиваемость як умова безперебійної і надійної роботи ТНВД;
В·Забезпеченнятонкого розпилу і гарного сумішоутворення;
В·В«М'якийВ» пускдизельного двигуна;
В·Повне згорянняробочої суміші в циліндрах і при цьому робота двигуна повинна бути В«м'якаВ»;
В·Запобіганнянагорообразованія на клапанах, поршнях і поршневих кільцях;
В·Недопущеннязависання голок і закоксовиваніє розпилювачів фарсунок;
В·Відсутністькорозійного впливу на деталі двигуна, топливоподающей систему,паливопроводи і паливні баки;
В·Високахімічна та фізична стабільність.
Таким чином, надійна іекономічна робота дизельного двигуна забезпечується при виконанні наступнихумов:
В·Дизельне паливодля двигуна підібрано правильно;
В·Оптимальний кутвипередження впорскування встановлений вірно;
В·Під час робочогоходу робоча суміш згоряє повністю.
Якщо ці головні умовине будуть дотримуватися, то потужність дизельного двигуна буде падати, димністьтемного вихлопу збільшуватися, а питома витрата палива зросте.
3. Властивості та показникидизельного палива, що впливають на роботу двигуна
3.1 Властивості і показникиДТ, що впливають на подачу палива в циліндри двигуна
Властивості та показники ДТ,впливають на подачу палива в циліндри відносяться:
В·В'язкість палива;
В·Температурнівластивості палива;
В·Фізична тахімічна стабільність палива.
В'язкість - цепоказник, що визначає прокачиваемость палива по системі живлення. Для ДТрізних марок в'язкість буває від 1,8 до 6,0 мм 2 /с. сіли в'язкістьбуде вище або нижче цих меж, то робота топливоподающей апаратурипорушиться, після чого порушиться сумішоутворення і згоряння дизельного палива.
Якщо в'язкість ДТ -низька, то сумішоутворення погіршується, і стає неякісним черезнеповного використання повітря.
Якщо в'язкість ДТ -висока, то сумішоутворення також погіршується через повільне випаровуваннявеликих крапель палива, які випаровуються повільно і осідають на металі.Процес горіння порушується. Паливо згорає не повністю, збільшується йоговитрата, підвищується нагарообразование. ККД - падає.
Зі зростанням температуриіндекс в'язкості палива (ІВ) знижується, а при її зменшенні - зростає.
Малюнок. Змінаіндексу в'язкості (ІВ) дизельного палива в залежності від температури.
Кращими властивостямиволодіє паливо з середньою в'язкістю від 2,5 до 4,0 мм 2 /с при 20 Лљ С.Це паливо зберігає свої властивості при негативній температурі, томуплинність його трубопроводу не змінюється.
Однак, чим вище в'язкістьДТ буде при 20 Лљ С, тим значніше його зміна буде при пониженнітемператури. Тому, в залежності від марки палив застосування його будуть визначати умови. Так для:
В·Літніх ДТв'язкість повинна бути 3,0 ... 6,0 мм 2 /с;
В·Зимових ДТ -1,8 ... 5,0 мм 2 /с;
В·Арктичних ДТ -1,5 ... 4,0 мм 2 /с.
Таким чином, в'язкістьДТ в значній мірі зумовлює протікання робочого процесу вциліндрах двигуна, а отже, його ефективність та економічність.
Низькотемпературнівластивості ДТ.
Ці властивості залежать від:
В·Груповогоскладу;
В·Фрикційногоскладу.
Парафінові (алкани) іароматичні (арени) - це найгірші групи.
циклани - це кращагрупа.
Всі вуглеводні,входять до складу ДП, мають високу температуру кристалізації. Особливо цевідноситься до парафінових вуглеводнів. У холодну погоду вони виднінеозброєним оком у вигляді кристаликів. Це все сковує рухливість ДП іутворюється каркас.
Цю втрату рухливостіназивають застигання ДТ. Таке паливо стає непридатним до експлуатації.
Тому початоккристалізації вуглеводнів характеризується температурою помутніння, а втратарухливості ДТ називається температурою застигання.
При температуріпомутніння в'язкість зменшується незначно. Однак, кристали, проникаючичерез фільтри, утворюють непроникну плівку і подача палива припиняється.
Найчастіше цепроявляється при пуску і перевірці двигуна.
Але безперебійна подачазабезпечується при температурі помутніння палива тоді, коли ще вона буде нижчоюна 5 ... 10 Лљ С від навколишнього повітря.
Температура застиганнянастає тоді, коли ДТ втрачає текучість.
Встановлено, щотемпература помутніння зазвичай коливається від -7 до -13 Лљ С, а температуразастигання настає від -12 до -19 Лљ С.
Різниця міжтемпературою помутніння і застигання становить від 50 до 15 Лљ С вЗалежно від хімічного складу палива.
Є показник, якийвизначає температуру фильтруемости, яку визначають шляхом прямоїфільтрації палива при заданій температурі.
Температура граничноїфильтруемости для літнього ДТ дорівнює - 5 Лљ С, а для зимового ДТ - 25 Лљ С.
Присутність в паливі гігроскопічноївологи не позначається на температурі фильтруемости, яка підвищується на 1 ... 15%,за умови, якщо в ДТ є емульсійна вода в кількості до 0,1% від маси.
3.2 Низькотемпературнівластивості ДТ поліпшуються двома способами:
В·Видалення зскладу палива високоплавкие парафінів нормальної будови;
В·Додавання впаливо депресорних присадок (маркування по ТУ38.101.889-87-ДЗП). Це призводитьдо зниження температури застигання з -10 Лљ С до -35 Лљ С, а зниженнятемператури фільтрації.
Наприклад. ПрисадкаВ«Аспект-ДВ» вводиться в літній і зимовий ДТ з розрахунку 2г на 1кг палива. Воназабезпечує безперебійну роботу двигуна до температури -20 Лљ С. Цескорочує час пуску взимку.
Деякі присадкизнижують тільки температуру застигання і не впливають на температуру фильтруемости.Тому в баку з'являється два шари:
1)верхній(Прозорий) шар зі зниженим цетановим числом;
2)нижній (каламутний)шар, в якому багато дрібних кристалів парафіну.
При відсутності зимового іарктичного дизельного палива допускається розведення літнього та зимовогопалива гасом. Але при цьому розбавлене гасом ДТ втрачає частину своїхзмащувальних властивостей, що призводить до зношування деталей паливної апаратури.
І ще, суміш дизельногопалива з гасом більш пожежонебезпечний.
Якщо додавати в ДТприсадки спеціальні - антигелі, то температура застигання знижується до -47 Лљ С.Це забезпечує експлуатацію при дуже низьких температурах.
Висновки:
1. Низькотемпературні властивості ДПвизначаються вмістом в них високоплавкие вуглеводнів та води,характеризуються показниками:
В·Температуроюпомутніння;
В·Температуроюзастигання;
В·Граничноютемпературою фильтруемости.
2. Для двигунів, що працюють на відкритомуповітрі, мають велике значення такі показники, як:
В·Температуразастигання, що характеризує повну втрату рухливості;
В·Температурапомутніння, при якій в паливі з'являються перші кристали парафіну.
3.3Фізична тахімічна стабільність дизельного палива
Під впливом зовнішніхфакторів в ДТ протікають фізичні і хімічні процеси, тобто відбуваєтьсявипаровування, забруднення механічними домішками і водою, при охолодженні випадаютьвисокоплавкие компоненти, а також окислення, розкладання і конденсація. Крімцього в паливо потрапляють пил з атмосфери, продукти корозії, нерозчинніречовини, що утворюються в результаті окислення.
Хімічна стабільністьпалива залежить від його складу. Нестабільним вважаються ті палива, де єнеграничні з'єднання (алкени) і смоли. Смоли відкладаються на гарячихповерхнях і потужність двигуна падає на 15 ... 20%. Кількість смол не повинноперевищувати 5 мг на 100мл палива.
Смоли утворюються вВнаслідок процесів окисної конденсації вуглеводнів в залежності відтемператури і каталізаторів.
Каталізаторами єметалеві поверхні резервуарів, трубопроводів, оксиди і солі на цихповерхнях.
Каталітичну активністьпроявляють в основному метали змінної валентності, такі як залізо (Fe), хром (Cr), марганець (Mn),Кобальт (Co) та інші.
Хімічну стабільністьоцінюють по індукційному періоду, тобто по часу до початку окислення.
Індукційний період - цеінтервал часу, протягом якого паливо, перебуваючи в спеціальному герметичнозакритій посудині в атмосфері чистого кисню при 0,7 МПа і 100 Лљ С, невступає з киснем в хімічні сполуки.
Як тільки починаєтьсяпадіння тиску в посудині індукційний період закінчується. Ось тому поіндукційному періоду судять про хімічної стабільності ДТ, тобто ніжтриваліше індукційний період палива, тим вище його хімічнастабільність.
Фізичної стабільністюволодіють стандартні дизельні палива, в яких не міститься летких імалорозчинних компонентів і домішок, а тиск насичених парів при 20 Лљ Сне перевищує 1кПа. Втрати палива при великих і малих "дихання" резервуара неперевищують 1,5 кг/м 3 від пароповітряного простору.
При горінні ДТ утворюєтьсянагар, який погіршує розпил палива з форсунок.
Наявність нагарообразованияістотно залежить від складу палива, в тому числі і від фракційного, зобваження якого нагарообразование зростає. Найбільшою мірою нагарутворюється при наявності сірковмісних сполук, алкенів, аренів і смол.
Механічні домішки такожзнижують надійність паливної апаратури. Небезпечними механічними домішкамиє пісок, глинозем або частки льоду, при замерзанні води в паливі.
Вода в ДТ погіршує йогозмащувальні властивості. Тому вміст води в нафтопродуктах до 0,025%включно прийнято називати слідами. Однак навіть таке її кількістьдопустимо в літніх видах дизельного палива.
Таким чином, зміств ДТ механічних домішок, води, мив нафтенових кислот і смолистих продуктівокислення характеризується показником, званим коефіцієнтом фильтруемости.Він визначає чистоту палив і дозволяє оцінити вміст у паливі всіхвидів забруднення, обмежити їх зміст і забезпечити надійну роботупаливної апаратури.
Автомобільні дизельніпалива
Питання теми:
1.Властивості іпоказники дизельного палива, що впливають на сумішоутворення
1.1 Випаровуваність дизельного палива
1.2 Щільність і поверхневенатяг дизельного палива
2.Властивості іпоказники дизельного палива, що впливають на самозаймання і процес згоряння
2.1 Займистість дизельногопалива
2.2. Цетанове число дизельногопалива
3.Властивості іпоказники дизельного палива, що впливають на утворення відкладень і корозіїдеталей двигуна
3.1 Корозійні властивості дизельногопалива
3.2 Утворення відкладень у дизельномудвигуні і їх причини
3.3 Багатофункціональні присадки і їхвплив на властивості дизельних палив
1. Властивості та показникидизельного палива, що впливають на сумішоутворення
1.1 Випаровуваністьдизельного палива
Випаровуваність ДТ оцінюєтьсяфракційним складом, тобто температурами t 10% , t 50% , t 96% , t к.п. .
На відміну від бензину,фракційний склад ДТ регламентується тільки двома температурами википання 50і 96% палива. Справа в тому, що між температурою википання 10% дизельногопалива та роботою дизельних двигунів однозначної зв'язку не встановлено.
При підвищенні википання10% палива, тобто обважнення палива, збільшується його витрата і димністьвідпрацьованих газів.
При пониженні википання10% палива, тобто полегшенні палива, погіршується пуск двигуна. Чому? Тактому, що легкі фракції мають гіршу самовоспламеняемости, тобто пусковівластивості дизельний палив для дизелів, де відбувається самозаймання відстиснення.
Тому пускові якістьДТ визначаються температурою його википання 50%.
t 50% = 255 ... 280 Лљ С
t 96% = 330 ... 360 Лљ С
Температура википання 96%палива регламентується вмістом у паливі найбільш важких фракцій,збільшення яких погіршує сумішоутворення, знижує економічність, підвищуєнагарообразование і димність відпрацьованих газів. В залежності від маркидизельного палива температури википання t 50% і t 96% коливається як зазначено вище.
Чим вище випаровуваністьпалива, тим якісніше смесеобразование всередині циліндрів, значить, кращебуде його згоряння.
Тому, щобякісно було сумішоутворення, ДТ потрібно ретельно розпилюючого. Цедосягається створенням великої швидкості руху палива через сопла форсунок.Перемішуючись у середовищі стисненого гарячого повітря, краплі ДТ випаровуються, а їх пари,перемішуючись з повітрям, утворюють горючу суміш.
Випаровуваність ДТ вексплуатаційних умовах залежить від наступних факторів:
В·Відконструкторських особливостей дизеля;
В·Від форми камеризгоряння;
В·Від конструкції ірозміру соплових отворів форсунок;
В·Від тискупалива;
В·Від напрямкувприскування палива.
Всі ці фактори впливають наоптимальне перемішування палива з повітрям, а значить, і на випаровуваність.
Інші фактори, такіяк в'язкість, тиск насичених парів, поверхневий натяг, мають такеж значення для випаровуваності дизельного палива, як і в бензинів.
Обваження і полегшення
1.2Щільність іПри
2.
2.1дизельного палива
Температураз:
1)
В·
В·на освіту
В·випаровування;
В·
2)
В·
В·на формування
Виходячи з вищесказаногодеякий час.
тиск
У другому випадку, колиТиск
Висновок:
Виходячи з вищесказаногоТобто, чим
Отже, для
2.2дизельного палива
Взросте.методу:
1)зміна
2)ароматичні вуглеводні.
чином:
В·
В·
В·
В·
Таким чином, підвищенняПри цьому
3.двигуна
топливоподающей системироблять вплив наступні чинники:
1)
2)вміст у
3)вміст у
4)зміст
Якщо в ДТ переважаютьважкі фракції, то з'являється димлення і забруднення двигуна, збільшуєтьсявитрата палива, підвищується нагарообразование, закоксовиваніє форсунки,інтенсивно зношуються деталі, двигун перегрівається, потужність двигуназнижується, а пуск його утруднюється.
3.1Корозійнівластивості дизельного палива
Якщо в ДТ знаходяться:
В·Органічнікислоти;
В·Водорозчиннікислоти;
В·Луги;
В·Сірчистіз'єднання,
То таке паливо єкорозійним.
Мінеральні кислотивиявляю по реакції водної витяжки, а активні сірчані з'єднаннявиявляють за допомогою проби на мідну пластину.
При роботі дизеля насірчистому паливі утворюються міцні трудноудаляємиє лакові відкладення і нагар,які збільшують знос циліндропоршневої групи. Тому за кількістю сер вДТ судять про його корозійної стійкості.
Найбільш агресивноює активна сірка (тобто елементарна сірка - S, сірководень-H 2 S і меркаптани). Змістмеркаптанової сірки не повинно бути.
Проба на мідну пластинкугарантує наявність H 2 S (сірководню) і вільної сірки S в такій концентрації, якавиключає хімічну корозію металів паливної системи.
При високій температурі вкамерах згоряння утворюються оксиди сірки (SO 2 і SO 4 ), які в присутності вологисприяють полімеризації нестабільних компонентів масла. В результатіутворюються тверді відкладення.
Коли двигунохолоджується, з'являється конденсат пари води, який вступає в реакціюз'єднання з SO 2 або SO 3 , (сірчаний і сірчистий ангідриди) іутворює сірчану кислоту (H 2 SO 4 ).
Якщо в ДТ міститьсяменше 0,2% сірки, то вона буде неактивною і ускладнень в роботі двигунавикликати не буде. Тому її застосування буде без обмежень.
Більшість паливвиробляють з сірчистих нафт з вмістом сірки до 0,5%.
Зазвичай дизельні паливапідрозділяються по наявності сірки на підгрупи:
В·Наявність сірки небільше 0,2%;
В·Наявність сірки від0,21 до 0,5% (для літніх і зимових марок);
В·Наявність сірки від0,21 до 0,4% (для арктичних марок).
Таким чином, покількістю сірки судять про корозійної стійкості ДТ.
Якщо в ДТ будутьбути присутнім водорозчинні мінеральні кислоти і луги, то з'явиться корозійневплив на метали. Тому присутність мінеральних кислот і лугів в ДТне допускається, а зміст обмежується 5мг гідрооксиду калію - КОН на100мл палива.
Ця концентраціягарантує, що хімічна корозія металів буде виключена. Якщо гідрооксидукалію - КОН на 100мл палива буде більше, то можлива корозія.
Таким чином, наявність уДТ кислих сполук характеризується кислотністю, яка при підвищенніприскорює зношування корінних і шатунних підшипників колінчастого валу.
Щоб не допуститируйнуючої дії кислот, їх нейтралізують, тобто в дизельні масла додаютьпротикорозійні присадки. Наприклад, нафтенатцінка (0,25 ... 0,3%). Якщодвигун буде працювати на такому маслі, то тоді можна використовувати ДТ з вмістомсірки не більше 0,2%.
Отже, щобзнизити корозійні знос двигуна, необхідно, щоб:
1)час на пускдвигуна і прогрів його було б скорочено;
2)постійнопідтримувати його оптимальний тепловий режим.
3.2Освітавідкладень в дизельному двигуні і їх причини
При разгонке нафти знизьким вмістом сірчаних сполук, отримують дизельні палива з високоюхімічною стабільністю. Такі палива довго зберігають свої якості (більше 5років зберігання).
У нафти з вмістомвеликої кількості сірки (тобто зі значною кількістю олефінів -неграничних вуглеводнів і меркаптанів) хімічна стабільність ДТ невисокаі воно швидко за короткий термін змінює свою якість.
Після застосування такогопалива в дизельному двигуні з'являється нагар і смолянисті відкладення. Причиноюцього є неповне випаровування і погане розпорошення ДТ всередині циліндрів черезвеликої в'язкості палива з важким фракційним складом. Крім цього, наявністьмеханічних домішок в ДТ є причиною нагарообразования.
Отже,присутність в паливі сірки, фактичних смол, золи (неспалимих домішок) ісхильність такого палива до нагароутворення визначає динаміку накопиченнянагару, яка характеризується коксівним числом, тобто здатністю паливаутворювати вуглистий залишок при високотемпературному (понад 800 ... 900 Лљ С)розкладанні палива без доступу повітря.
вуглистих залишок абомінеральний залишок є золою, тобто неспалимій домішкою, підвищувальноїнагарообразование. Крім цього, зола потрапляючи в моторне масло викликаєприскорений знос деталей ДВЗ. Тому кількість золи обмежується нормою небільше 0,01%. Таким чином, причиною утворення углистого залишку єнаступні фактори:
1)недостатняглибина очищення палива від смолисто-асфальтенових з'єднань;
2)підвищенав'язкість дизельного палива;
3)важкийфракційний склад палива.
Також схильність ДТ донагару характеризується вмістом в ньому фактичних смол, тобто домішок,залишаються після очищення базових дистиляторів. Фактичні смоли викликаютьосмоленого палива, через наявність у паливі ненасичених вуглеводнів, прокількості яких судять за йодного числа.
Йодное число - цепоказник неграничних вуглеводнів (олефинов) в дизельному паливі, чисельнорівний кількості грамів йоду, що приєдналися до ненасичених вуглеводнів,які містяться в 100г палива.
Зазвичай, неграничнівуглеводні (олефіни) вступають в реакцію сполуки з йодом. Тобто, чимбільше в паливі неграничних вуглеводнів, тим більше йоду вступає в реакцію.Нормальним вважається така кількість неграничних вуглеводнів, яківступають в реакцію з йодом не перевищує більш 6г йоду на 100г зимового аболітнього дизельного палива.
Чим більше в дизельномупаливі фактичних смол, тим вище схильність його до нагароутворення. Томузміст фактичних смол не повинне перевищувати:
В·для зимових ДТ -30мг на 100мл;
В·для літніх ДТ -60мг на 100мл.
Зміст фактичнихсмол нормується йодним числом.
Схильність ДТ долакообразованію оцінюється за змістом лаку в мг на 100мл палива. Для цьогопаливо випаровують у спеціальному лакообразователе при температурі 250 Лљ С.
Висновки:
1)При роботідизельного двигуна на сірчистому паливі утворюються міцні трудноудаляємиєнагар і лакові відкладення, що викликає знос деталей двигуна, коли вінпрацює на зниженій температурі.
2)Коксованістьпалива також призводить до утворення нагару і лакообразованію, в результатічого може відбутися заклинювання поршневих кілець.
3)Через наявність упаливі частинок меркаптовой сірки при окисленні палива утворюються смоли, якіу поєднанні зі смолами, що утворюються з олефінів і ще фактичними смолами,які є в ДТ, на зоморних голках форсунок осаджуються лакові плівки, що зічасом викликає зависання голок всередині форсунок.
4)Багатофункціональніприсадки та їх вплив на властивості дизельних палив.
Поліпшення властивостей ДТдосягається шляхом введення до їх складу багатофункціональних присадок, таких як:
В·Депресорні;
В·Підвищуютьцетанове число;
В·Антиокислювальні;
В·Мийно-дісперсірующіе;
В·Знижуютьдимність відпрацьованих газів та ін
Антідимние присадки марокМСТ-15, АДП-2056, ЕФАП-6 в концентрації 0,2 ... 0,3 дозволяють знизити димністьвідпрацьованих газів на 40 ... 50% і зменшити вміст сажі.
Протикорозійнийприсадка марки нафтенат цинку в концентрації 0,25 ... 0,3%, додана в моторнемасло ефективно нейтралізує руйнівну дію кислот.
Для підвищення цетановогочисла ДТ поліпшення його пускових властивостей використовують присадки: тіонітрати RNSO; ізпропілнітрати; перекису RCH 2 ONO в концентрації 0,2 ... 0,25%.
Депресорні присадки -співполімери етилену і вінілацетана з концентрацією 0,001 ... 2,0% використовуються длязниження температури застигання. Вони покривають мономолекулярним шароммікрокрісталлікі застигаючого парафіни, перешкоджають їх укрупнення і випадання.
антиокислювальніприсадки в концентрації 0,001 ... 0,1% підвищують термоокислювальну стійкістьпалив.
Антикорозійні присадкив концентрації 0,0008 ... 0,005% знижують корозійну агресивність дизельнихпалив.
біоцидних присадки вконцентрації 0,005 ... 0,5%, які пригнічують розмноження мікроорганізмів впаливі.
Багатофункціональніприсадки, що складаються з депресорних, миючих та протидимних компонентів,які не тільки розширюють низькотемпературні властивості палив, але і знижуютьтоксичність відпрацьованих газів. Наприклад, введення присадки АДДП в дизельнепаливо в кількості 0,05 ... 0,3% знижує температуру застигання палива на20 ... 25%, а температура фильтруемости при цьому знижується на 10 ... 12 Лљ С,димність - на 20 ... 55 Лљ С, а нагарообразование - на 50 ... 60%.
Таким чином, введення вдизельне паливо різних присадок і добавок значно покращує йогоексплуатаційні властивості.
Висновки по лекції № 5:
1.Дизельнийдвигун буде працювати надійно і економічно, якщо робоча суміш в циліндрахзгоратиме повністю. Для цього необхідно:
В·Правильнопідбирати дизельне паливо;
В·Правильновстановлювати кут випередження впорскування.
2.Випаровуваність ДТвизначається його фракційним складом, який на відміну від бензиніврегламентується лише температурами википання 50 і 96% палива.
Це пояснюється тим, щоміж температурою википання 10% дизельного палива та роботою дизельнихдвигунів однозначної зв'язку не встановлено.
При підвищенні температуривикипання 10% палива, тобто утяжелении палива, його витрата відпрацьованих газів ідимність збільшуються.
При полегшенні палива,коли його легкі фракції будуть мати гіршу самовоспламеняемости, у порівнянніз важкими фракціями, пуск двигуна погіршується.
Виходячи з цього, пусковівластивості дизельних палив визначаються температурою википання 50% палива, атемпература википання 96% палива регламентує вміст у паливі найбільшважких фракцій.
Збільшення важкихфракцій погіршує сумішоутворення, знижує економічність, підвищуєнагарообразование і димність відпрацьованих газів.
3.Здатністьдизельного палива самозайматися характеризує його займистість.
Займистістьхарактеризує і визначає підготовчу фазу процесу згоряння, тобто періодзатримки запалення, який складається з часу витрачається:
В·На розпад надрібні краплі паливної струменя;
В·Часткове їхвипаровування;
В·Змішування парівпалива з повітрям (фізична складова);
В·Часу,необхідного для завершення предпламенних реакцій;
В·Формуваннявогнищ самозаймання (хімічна складова).
Фізична складовачасу на затримки запалення залежить від конструктивних особливостейдвигуна.
Хімічна складовачасу залежить від властивостей застосовуваного палива.
Тривалість періодузатримки запалення серйозно впливає на наступне протягом всього процесузгоряння.
Якщо період затримкизаймання тривалий (великий), то в циліндрах двигуна збільшуєтьсякількість палива, що впорскується, яке хімічно стає (тобтопідготовлено) для самозаймання. При цьому згорання буде відбуватися звеликою швидкістю і різким наростанням тиску, який досягнувши швидкістьнаростання більше 0,4 ... 0,6 МПа на 1 Лљ повороту колінчастого валу називаютьВ«ЖорсткоюВ». При такій В«жорсткоїВ» роботі виникають ударні навантаження на поршень,підшипники ковзання, викликаючи їх прискорений знос, а іноді навіть руйнування.
Якщо період затримкизаймання буде знижуватися, то тиск буде наростати більш плавно, ідвигун стане працювати м'якше. Але при В«м'якійВ» роботі, надмірне скороченняперіоду затримки самозаймання призводить до погіршення процесусумішоутворення і, як наслідок, до падіння потужності та економічностідвигуна.
Тому для забезпеченнянормальної роботи двигуна необхідно застосовувати дизельне паливо з оптимальноютривалістю періоду затримки запалення, що характеризується цетановимчислом.
4.Цетанове число -умовна одиниця виміру самозаймання палива, чисельно рівнийвмісту цетана З 16 Н 13 (%) в суміші з О±-метилнафталиномЗ 11 Н 10 , яка еквівалентна по самовоспламеняемостиданого паливу.
цетана має гарнусамовоспламеняемости, яку приймають за 100ед., а О±-метилнафталіномволодіє поганою самовоспламеняемости, її приймають за 0 (нуль).
Варіюючи змістзазначених компонентів у еталонної суміші, можна змінювати від 100 до 0.
Тому, чим меншецетанове число, тим більше період затримки запалення палива.Отже, застосування палив з цетановим числом менше 45% призводить дожорсткої роботі двигуна, а підвищення цетанового числа вище 50% викликаєзбільшення питомої витрати палива.
Пускові властивості паливазавжди поліпшуються при зростанні цетанового числа.
5.Прокачиваемостьдизельного палива по системі живлення двигуна є основною вимогою дойого якості, тому воно забезпечує подачу необхідної кількості палива вциліндри для заданого режиму роботи двигуна.
прокачуваностіоцінюється наступними показниками:
В·В'язкістю;
В·Температурамипомутніння і застигання;
В·Змістоммеханічних домішок;
В·Коефіцієнтомфильтруемости;
В·Граничноютемпературою фильтруемости.
6.В'язкість паливабезпосередньо впливає на процес утворення ТВ-суміші. Від в'язкостізалежать надійність і ресурс паливної апаратури дизельних двигунів.
В·Якщо в'язкістьпалива підвищена, то задовільну тонкість розпилювання його за допомогоюфорсунки не вдається. Це погіршує процес сумішоутворення і призводить дозниження економічності роботи двигуна і підвищенню димності обробитигазів;
В·Якщо в'язкістьпалива знижена, то буде з'являтися підтікання палива в зазорах плунжернихпар насоса і форсунок, а також не буде здійснюватися задовільнамастило
Тому для літньоїексплуатації швидкохідних дизельних двигунів в'язкість палива при 20 Лљ Сповинна бути від 3,0 до 6,0 сСт (мм 2 /с), а для зимової експлуатації від1,8 до 6,0 сСт. Для арктичних умов - в межах 1,5 ... 4,0 сСт.
Зі зменшенням температурив'язкість палива збільшується. Практично це помітно в інтервалі температур- Від температури помутніння до температури застигання палива.
7.Температурипомутніння і застигання палива, а також гранична температура фильтруемостизвичайно характеризують низькотемпературні властивості дизельного палива, тобтохарактеризують здатність палива зберігати текучість при зниженні температуриі не викликати труднощів при перекачуванні його по трубопроводах.
Таким чином, можнасформулювати параметри дизельного палива таким чином:
В·Температурапомутніння - це температура, яка визначає початок випадіння з паливависокоплавкие вуглеводнів у вигляді кристалів (парафінів), яких в дизельномупаливі набагато більше, ніж у бензині;
В·Температуразастигання - це температура, при якій паливо втрачає свою текучість. За цимпоказником судять про можливості заправки, транспортування, зливу і наливупалива;
В·Коефіцієнтфильтруемости характеризує термін служби фільтрів тонкого очищення. Значення йогозалежить від вмісту в паливі механічних домішок, води, мильних продуктівнафтенових кислот та інших смолистих продуктів окислення. Зазвичай нормакоефіцієнта фильтруемости не перевищує 3 одиниць. Це дозволяє обмежитивміст у паливі усіх забруднень і, тим самим, забезпечити надійністьроботи паливної апаратури.
8.Сірчистіз'єднання міститися в дизельному паливі у великих кількостях, ніж убензині. До них відносяться продукти активної сірки, такі як: меркаптани,сірководень, елементарна сірка і т.д. Всі вони при згоранні утворюють оксидисірки, тобто газоподібні продукти, які при високій температурі в газовійсфері чинять корозійний вплив на метали. А при низьких температурахвони легко розчиняються в краплях води, що конденсується з продуктів згорання.При цьому утворюються сірчана і сірчиста кислоти.
Встановлено, що зносдеталей дизельних двигунів приблизно пропорційний вмісту в паливі сірки.Виходячи з цього показника дизельні палива підрозділяють на два види:
В·Перший - звмістом сірки до 0,2%;
В·Другий - звмістом сірки до 0,5%.
Найбільшкорозійно-агресивними сполуками сірки є меркаптани і сірководень.Зміст їх в нафтопродуктах суворо регламентується.
9.Дизельне паливоволодіє схильністю до утворення нагаро-й лакоотложеній в двигуні, якіпризводять до порушень робочого процесу двигуна. В результаті погіршуєтьсятехніко-економічні та екологічні показники двигуна, а такожзбільшується знос деталей його механізмів.
На освіту відкладеньвпливають такі фактори, такі як:
В·Фракційнийсклад палива;
В·Змістсірчистих з'єднань;
В·Зміст неграничнихі ароматичних вуглеводнів;
В·Змістнеорганічних домішок.
Велика кількість нагарузалишають в камерах згорання більш важкі палива, в яких міститьсявелика кількість сірки та її сполук. Також зростає схильність палив до нагароутворенняіз збільшенням вмісту в них ароматичних і ненасичених вуглеводнів.
Стандартним показникомкількості ненасичених вуглеводнів в паливі регламентується йодним числом,яке із збільшенням ненасичених вуглеводнів зростає.
Йодное числовідповідає кількості йоду в грамах, здатного приєднатися до 100гнафтопродукту. Йод здатний реагувати лише з олефінами, тому чим їхбільше буде в паливі, тим вище буде йодне число, яке по стандарту неповинно перевищувати 6г йоду на 100г палива (як для зимових, так і для літніхвидів палива).
Кількість смолистихречовин в дизельних паливах оцінюється кількістю фактичних смол.
Зольність і коксованістьоцінюватися як схильність ДТ до нагароутворення.
Немає коментарів:
Дописати коментар