Свойства автомобильных дизельных топлив

Интенсивность износа деталей двигателя зависит от коррозионных свойств топлива, самовоспламеняемости и наличия в нем механических примесей. В зависимости от качества топлива интенсивность износа деталей двигателя может возрастать более чем в 2 раза. Из-за недостаточного качества топлива увеличиваются затраты на техническое обслуживание двигателя, так как появляется необходимость в проведении работ или же их приходится выполнять через более короткие межсмотровые пробеги.

Самовоспламеняемость дизельного топлива (ДТ) - способность воспламеняться без постороннего источника зажигания.

От момента поступления в камеру сгорания первых капель топлива до их воспламенения проходит некоторое время, называемое периодом задержки самовоспламенения (ПЗС). В зависимости от условий протекания процесса сгорания продолжительность ПЗС составляет 0, 0005—0, 0002 с. За это время происходит его испарение и нагрев. Чем больше этот период, тем больше за это время в цилиндр поступит топлива, и воспламенение охватывает сразу большой объем топлива. Вследствие этого значительно повышается давление в цилиндре и нагрузки на детали. Двигатель работает жестко.

Если ПЗС очень маленький, то работа двигателя будет мягкой, но при этом снижается полнота сгорания, увеличивается расход топлива, дымность отработанных газов и нагарообразование.

Склонность ДТ к самовоспламенению оценивается цетановым числом (ЦЧ), численно равное процентному (объему) содержанию цетана в такой его смеси с метилнафталином, которая равноценна данному топливу по самовоспламеняемости при испытании в стандартном двигателе. ЦЧ дизельных топлив зависят от их химического и фракционного состава. Наиболее высокие ЦЧ у парафиновых углеводородов, более низкие — у нафтеновых, и самые низкие — у ароматиков. От величины ЦЧ зависят пусковые свойства ДТ. У топлива с более высоким ЦЧ лучшая самовоспламеняемость и двигатель на нем лучше запускается. ЦЧ дизельного топлива может быть повышено с помощью высокоцетановых компонентов или специальных присадок. Для обеспечения нормальной эксплуатации дизельных двигателей необходимо применять топлива с оптимальным значением ЦЧ 45...55.

Для повышения ЦЧ ДТ допускается введение присадок (изопропил- или циклогексинилнитрата) в концентрации до 1 и 0, 5 % для повышения ЦЧ с 35...37 до 40...45, но эти присадки увеличивают коксуемость топлива.

Добавление воды в ДТ катастрофично. При высоком давлении и воде в составе топлива образуется серная кислота, которая губит прецизионные детали.* Кроме того, при попадании картерных газов в масло, сера сокращает срок его службы. Поэтому в инструкциях импортных автомобилей производители пишут, что срок замены масла в странах бывшего СССР (где ещё продается соляр с серой в 0, 2 %) сокращается вдвое. Кроме того, кислоты сокращают срок службы катализаторов и сажевых фильтров. Наличие воды в ДТ повышает температуру помутнения: кристаллы замерзшей воды служат катализатором, ускоряя процесс кристаллизации парафина. Вода, имеющая плотность около 1 кг/л, отслаивается при хранении ДТ и собирается внизу. Водяная пробка в магистрали может полностью блокировать работу двигателя.

От вязкости ДТ зависят смазка прецизионных деталей топливной аппаратуры, качество распыливания и смесеобразования, производительность плунжерной пары топливного насоса высокого давления, пусковые свойства топлива.

При большой вязкости ДТ ухудшается его прокачиваемость через фильтры и по трубопроводам, ухудшается качество распыливания и смесеобразование. В момент впрыска образуются крупные капли топлива и требуется больше времени на их испарение. Вследствие этого ДТ не успевает полностью сгореть, возникает дымление двигателя, образуются нагары, увеличивается расход топлива. Все это приводит к необходимости ограничивать верхний предел вязкости до 6 мм²/с при 20^ОС.

В связи с тем, что большая часть добываемой в стране нефти является высокосернистой, а удаление серы из дизельного топлива в процессе его получения сложно и дорого, допускается значительно большее, чем в бензине, содержание серы. Если в бензине допускается лишь не более 0, 1 % общей серы, а меркаптановой (активной) вообще нет, то в дизельном топливе общее содержание серы доходит до 0, 5 %, а меркаптановой – до 0, 01 %. Поэтому борьба с сернистой коррозией – это одна из актуальных задач.

Основными источниками загрязнения ДТ механическими примесями являются атмосферный воздух, продукты коррозии металлов, нерастворимые продукты окисления топлива, плохо очищенные емкости и трубопроводы, несоблюдение правил заправки машин и т. п. Наиболее опасны механические примеси в виде песка и глинозема, обладающие очень высокой твердостью. Попадая в зазоры между трущимися деталями, они образуют на их поверхностях риски и царапины и вызывают ускоренный износ.

Основными видами отложений в дизельном двигателе, образование которых зависит от качества топлива, являются нагар и смолы. ДТ значительно стабильнее бензинов, поэтому при длительном хранении автомобильной техники может находиться в топливных баках до 6 лет.

*- в ТНВД - плунжеры и гильзы, нагнетательные клапана и их седла, в форсунке – игла и корпус распылителя.

Контрольные вопросы:

1. ПЗС и его влияние на работу двигателя.

2. Оценка склонности дизельного топлива к самовоспламенению и способы ее повышения.

3. Как наличие воды в дизельном топливе влияет на его свойства?

4. Влияние вязкости дизельного топлива на работу двигателя.

5. Основные источники загрязнения дизельного топлива.