Дизельное топливо.

Один из основных показателен качества дизельного топлива — воспламеняемость, которая характеризует способность топлива воспламеняться без источника зажигания и оценивается цетановым числом. Цетановое число определяется на лабораторной установке с одноцилиндровым двигателем сравнением температуры са­мовоспламенения испытуемого образца топлива с эталонным. В качестве эталонного топлива применяется смесь, состоящая из двух углеводородов: цетана, или гексадекана, самовоспламеняемость которого принята за 100, и а-метилнафталина - с ну­левой самовоспламеняемостью. Цетановым числом называется ус­ловная единица, чис­ленно равная процен­ту (по объему) цетана в смеси, состоящей из цетана и а-метилпафталина, и равнозначная по самовоснламепяемости данному топ­ливу. Например, если испытуемое топливо ведет себя так же, как смесь, состоящая из 45% цетана и 55% а-метилнафталина, то цетановое число данного дизельного топлива равно 45. Температура самовоспламенения дизельного топлива снижается с увеличением цетанового числа. Цетановое число влияет па легкость и надежность за­пуска двигателя, давление сгорания, удельный расход топлива и другие показатели. Использование топлива с более высоким цетановым числом приводит к непол­ному сгоранию, увеличению дымности выхлопа и сни­жении мощности двигателя.

От фракционного состава дизельного топлива зависит качество образования топливно-воздушной смеси и полпота ее сгорания, дымность выхлопа и другие показатели работы двигателя, а также температура вспышки горючей смеси при поднесении огня. При определении температуры вспышки топливо нагревают в закрытом тигле и периодически подносят к его по­верхности запальную лампочку. Температура вспышки характеризует огнеопасность топлива для применения, транспортирования и хранения.

Вязкость является важным эксплуатационным свойством и определяет подвижность дизельного топлива (т. е. сопротивление, которое оказывают частицы жид­кости друг другу при перемещении под действием силы), степень его распыления и однородность горючей смеси. При пониженной вязкости происходит чрезмерное рас­пыление топлива, его подтекание через зазоры, снижа­ется давление впрыска, ухудшаются его смазывающие свойства, и наоборот, при повышенной вязкости увели­чивается сопротивление при движении топлива по тру­бопроводам, ухудшаются: процессы распыления и смесеобразования, топливо сгорает неполностью, повы­шается его расход. Дизельное топливо обычно харак­теризуется кинематической вязкостью, которая пред­ставляет собой удельный коэффициент внутреннего трения жидкости. Вязкость дизельного топлива зависит от температуры (рис. 65) и повышается при ее сниже­нии: в топливах для быстроходных дизелей она опреде­ляется при 20°С, а для тихоходных — при 50°С. Кинема­тическую вязкость устанавливают по времени истечения заданного количества топлива через капилляр виско­зиметра при температуре 20°С. Вязкость дизельного топлива для быстроходных двигателей 1, 8—8, 0 мм2/с, а для тихоходных — до 36 мм2/с. В холодное время года необходимо применять зимние сорта дизельного топлива, имеющие меньшие показатели вязкости, которые при понижении температуры несколько повышаются.

На работу двигателя при низкой температуре влияют также температура помутнения, начала кристаллизации и застывания топлива. Температурой помутнения называется такая температура, при которой топливо теряет свою фазовую однородность и становится мутным. При этом изменяется его внешний вид вследствие образова­ния твердых углеводородов. Дальнейшее охлаждение топлива приводит к повышению содержания твердой фазы, появлению кристаллов. Температура образований первых кристаллов называется температурой начала кристаллизации. Температура полной потери подвиж­ности топлива является температурой застывания. Тем­пература помутнения, начала кристаллизации и засты­вания зависят от фракционного состава дизельного топлива. Например, парафиновые углеводороды имеют низкую температуру застывания и применяются для вы­работки летних сортов топлива, а нафтеновые, с высо­кой температурой застывания, — для получения зимних сортов топлива. Для нормальной работы двигателя необходимо, чтобы температура помутнения была на 3—5°С ниже минимальной температуры окружающей среды, а температура застывания — на 10—12°С ниже.

Содержание серы в дизельном топливе всегда выше, чем в бензине, так как основная часть сернистых соединений перегоняется из нефти с углеводородами, выки­пающими при температуре более 200°С. Сера и сер­нистые соединения вызывают коррозию деталей двигателей, особенно

быстроходных. Поэтому быстроходные дизе­ли должны по возмож­ности эксплуатироваться на малосернистом топливе. Кроме ТОГО, при работе двигателя на сернистом топливе повышаются износ и нагарообразование, снижается его мощность и ускоряются процессы окисления масла. Чтобы снизить вредное действие серы, необходимо тща­тельно удалять ее из топлива при очистке. Эффектив­ным способом борьбы с сернистой коррозией является использование антикоррозионных присадок, добавляе­мых к дизельному топливу (например, нафтената цин­ка), а также правильный подбор для двигателя мотор­ного масла, содержащего определенные композиции присадок. Наличие активных сернистых соединений определяется пробой па медную пластинку.

Коррозионная активность дизельного топлива зависит также от содержания водно-растворимых кислот и щелочей, кислородных соединений, смол, механических примесей и воды. Наличие в топливе минеральных кислот или веществ, вызывающих кислотную реакцию, а также наличие механических примесей и воды недопустимо. Механические примеси вызывают износ деталей топливоподающей аппаратуры; их содержание опреде­ляют фильтрацией средней пробы топлива через бумаж­ный фильтр. Содержание воды в дизельном топливе может быть выше, чем в бензине, так как оно более гигроскопично. Вода образует с топливом эмульсии, которые вызывают коррозию топливоподающей аппара­туры двигателя.

От химического состава используемого топлива зави­сит интенсивность образования смолистых веществ и нагара, что ухудшает качество распыла топлива, вызывает перегрев двигателя и снижение его мощности. Для улучшения свойств дизельного топлива к нему добавляют присадки, повышающие цетановое число, ингибиторы коррозии, дезактиваторы металлов и т. д. Так, добавление 1% изопропилнитрата повышает цетановое число дизельного топлива на 10—12 единиц, улучшает его пусковые характеристики.

В зависимости от условий применения промышлен­ность выпускает дизельное топливо трех марок: Л (лет­нее)— для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0°С и выше; 3 (зимнее)—для эксплуатации при температуре окружающего воздуха —20°С и выше; А (арктическое)—для эксплуатации при температуре окружающего воздуха—50°С и выше. Норма цетанового числа для всех трех марок дизельного топлива уста­новлена не менее 45. По содержанию серы дизельные топлива делятся на два вида: I—не более 0, 2% и II— не более 0, 5% (для марки А-—не более 0, 4%). В мар­кировку топлива Л входят содержание серы и темпе­ратура вспышки; топлива 3- содержание серы и тем­пература застывания, топлива А — содержание серы.