ОПУТ 18 ОП 12 Автомобильные эксплуатационные материалы
Тема: Свойства дизельных топлив.
д\з: 1. Составить письменный отчет. 2. Ответить на контрольные вопросы:
1. Виды дизельного топлива.
2. Показатели качества Д/Т.
3. Сорта Д/Т.
СВОЙСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
СВОЙСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Дизельное топливо это жидкий продукт, получающийся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти, который обладает целым набором характеристик.
· Цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя;
· Фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработанных газов двигателя;
· Вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливания в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;
· Низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды;
· Степень чистоты, характеризующая надёжность и долговечность работы системы фильтрования топливной аппаратуры и цилиндр-поршневой группы двигателя;
· Температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива на дизелях;
· Наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износы.
ЦЕТАНОВОЕ ЧИСЛО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Цетановое число - основной показатель воспламеняемости дизельного топлива. Оно определяет запуск двигателя, жёсткость рабочего процесса (скорость нарастания давления), расход топлива и дымность отработанных газов. Чем выше цетановое число топливо, тем ниже скорость нарастания давления и тем менее жёстко работает двигатель.
Однако с повышением цетанового числа топлива сверх оптимального, обеспечивающего работу двигателя с допустимой жёсткостью, ухудшается его экономичность в среднем на 0,2-0,3% и дымность отработанных газов на единицу цетанового числа повышается на 1-1,5 единицу Хартриджа.
Цетановое число топлив зависит от их углеводородного состава.
Наиболее высокими цетановыми числами обладают нормальные парафиновые углеводороды, причём с повышением их молекулярной массы оно повышается, а по мере разветвления - снижается.
Чем выше температура кипения топлива, тем выше цетановое число, и эта зависимость носит почти линейный характер; лишь для отдельных фракций цетановое число может понижаться, что объясняется их углеводородным составом.
Цетановые числа дизельных топлив различных марок, вырабатываемых отечественной промышленностью, характеризуются следующими значениями: цетановое число, ед. 47-51; 45-49; 40-42; 38-40.
Известны присадки для повышения цетанового числа дизельных топлив -изопропил - или циклогексилнитраты. Они допущены к применению, например, "Миксент 2000".
Установление оптимальных цетановых чисел имеет большое практическое значение, поскольку с углублением переработки нефти в состав дизельного топлива будут вовлекаться лёгкие газойли каталитического крекинга, коксования и фракции, обладающие относительно низкими цетановым числами.
Бензиновые фракции также имеют низкие цетановые числа, и добавление их в дизельное топливо всегда заметно снижает цетановое число последнего.
Цетановое число определяют по ГОСТ 3122-67, сравнивая воспламеняемость испытуемого топлива с эталонным (смеси цетана с а-метилнафталином в разных соотношениях). За рубежом для характеристики воспламеняемости топлива наряду с цетановым числом используют дизельный индекс. Этот показатель нормируется и в отечественной технической документации на дизельное топливо, поставляемое на экспорт, - ТУ 38001162-85.
Между дизельным индексом и цетановым числом топлива существует такая зависимость:
Дизельный индекс 20 30 40 50 62 70 80
Цетановое число 30 35 40 45 55 60 80
ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ
Характер процесса горения в двигателе определяется двумя основными показателями - фракционным составом и цетановым числом. На сгорание топлива более лёгкого фракционного состава расходуется меньше воздуха, при этом за счёт уменьшения времени, необходимого для образования топливовоздушной смеси, более полно протекают процессы смесеобразования.
Влияние фракционного состава топлива для различных типов двигателей неодинаково. Двигатели с предкамерным и вихрекамерным смесеобразованием вследствие наличия разогретых до высокой температуры стенок предварительной камеры и более благоприятных условий сгорания менее чувствительны к фракционному составу топлива, чем двигателя с непосредственным впрыском.
ВЯЗКОСТЬ И ПЛОТНОСТЬ
Вязкость и плотность определяют процессы испарения и смесеобразования в дизеле. Более низкая плотность и вязкость обеспечивают лучшее распыливание топлива; с повышением указанных показателей качества увеличивается диаметр капель и уменьшается полное их сгорание, в результате увеличивается удельный расход топлива, растёт дымность отработанных газов.
С увеличением вязкости топлива возрастает сопротивление топливной системы, уменьшается наполнение насоса, что может привести к перебоям в его работе. При уменьшении вязкости дизельного топлива количество его, просачивающееся между плунжером и втулкой, возрастает по сравнению с работой на более вязком топливе, в результате снижается производительность насоса.
От вязкости зависит износ плунжерных пар. Вязкость топлива в пределах 1,8-7,0 мм/с практически не влияет на износ плунжеров топливной аппаратуры современных быстроходных дизелей.
СТЕПЕНЬ ЧИСТОТЫДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Этот показатель определяет эффективность и надёжность работы двигателя, особенно его топливной аппаратуры.
Чистоту топлива оценивают коэффициентом фильтруемости, который представляет собой отношение времени фильтрования через фильтр из бумаги БФДТ при атмосферном давлении десятой порции фильтруемого топлива к первой.
На фильтруемость топлив влияет наличие воды, механических примесей, смолистых веществ, мыл нафтеновых кислот.
В товарных дизельных топливах содержится в основном растворённая вода от 0,002 до 0,008%, которая не влияет на коэффициент фильтруемости. Не растворённая в топливе вода -0,01% и более - приводит к повышению коэффициента.
Присутствие в топливе поверхностно-активных веществ - мыл нафтеновых кислот, смолистых и серо-органических соединений - усугубляет отрицательное влияние эмульсионной воды на фильтруемость топлива. Содержание механических примесей в товарных дизельных топливах, выпускаемых НПЗ, составляет 0,002-0,004%. Это количество не отражается на коэффициенте фильтруемости при исключении других отрицательных факторов. Коэффициент фильтруемости дизельных топлив, отправляемых с предприятий, находится в пределах 1,5-2,5.
ТЕМПЕРАТУРА ВСПЫШКИ
Сернистые соединения, непредельные углеводороды и металлы влияют на нагарообразование в дизелях и являются причиной повышенной коррозии и износов. При сгорании топлив, содержащих непредельные углеводороды, вследствие окисления в цилиндре двигателя образуются смолистые вещества, а затем нагар. В результате этого падает мощность и повышается износ деталей двигателя.
Содержание непредельных углеводородов определяют по йодному числу и нормируют стандартом - 6212/100 Г. Соединения серы при сгорании образуют 8С>2 и БОз (последний сильнее влияет на нагарообразование, износ и коррозию в двигателе, на изменение качества масла), что повышает точку росы водяного пара, усиливая этим процесс образования серной кислоты.
Продукты взаимодействия кислоты с маслом - смолистые вещества, нагар, - способствуют износу деталей двигателя. Причиной повышенной коррозии и износа является присутствие в топливе металлов. Считают, что при содержании У>5«10>о и №>20*10^% срок службы лопаток газовых турбин снижается в 2-3 раза.