15. Прокачиваемость и испаряемость дизельного топлива. Показатели.
Прокачиваемость На прокачиваемость дизельного топлива влияют следующие примеси и свойства топлива: присутствие в топливе механических примесей и воды, вязкостно-температурные свойства топлив, температура помутнения и застывания.
ДТ должно удовлетворять высоким требованиям по чистоте, так как в дизеле, в топливоподающей аппаратуре, имеются прецизионные детали (зазор в плунжерной паре топливного насоса составляет всего 1,5-2 мкм). Контроль за выполнением требований на механические примеси и воду осуществляется специальным стандартным методом. Суть метода состоит в том, что через бумажный фильтр пропускают разбавленное бензином ДТ. Увеличение первоначальной массы фильтра, отнесенное к массе пропущенного через фильтр топлива (в %), характеризует количество примесей.
Испаряемость ДТ Испарение ДТ идёт при высоких температурах, давлениях и вихревых движениях воздуха. Несмотря на то, что физические параметры ДТ, такие как давление насыщенных паров, коэффициент диффузии, силы поверхностного натяжения и фракционный состав иные, чем у бензина, но все же ДТ успевает испариться в камере сгорания, так как условия испарения в дизелях отличаются от условий испарения в ДВС с искровым зажиганием. Испаряемость ДТ характеризуется временем его испарения, на которое влияет частота вращения коленчатого вала и зависит от фракционного состава ДТ, сил поверхностного натяжения, давления насыщенных паров.
16. Маркировка дизельного топлива.
Нефтеперераб. промышл-ю выраб-ся ДТ по ГОСТу трех марок:
1. Л — летнее, применяемое при температурах окружающего воздуха выше 0 °С; 2. З — зимнее, применяемое при температурах до -20 °С (в этом случае зимнее ДТ должно иметь температуру застывания меньше (-35) °С и температуру помутнения не более (-25) °С, или зимнее, применяемое при температурах до (-30) °С, тогда топливо должно иметь температуру застывания менее (-45) °С и температуру помутнения не более (-35) °С; 3. А — арктическое, температура применения которого — до (-50) °С.
Содержание серы в дизельном топливе марок Л и З не должно превышать 0,2 % — для летнего топлива и 0,5 % — для зимнего вида топлива, а для марки А — 0,4 %. Для удовлетворения потребности в дизельном топливе разрешается, по согласованию с потребителем, выработка и применение топлива с температурой застывания 0 °С без нормирования температуры помутнения.
В соответствии с ГОСТ 305–82 принято следующее условное обозначение дизельного топлива: летнее топливо обозначают с учетом содержания серы и температуры вспышки (Л-0,2-40), зимнее — с учетом содержания серы и температуры застывания (З-0,2-35) – температура застывания минус 35 0 С. В условное обозначение на арктическое ДТ входит только содержание серы: А-0,2.
17. Классификация моторных масел по sae и api.
В США используется классификация моторных масел по вязкости, разработанная SAE. Эта классификация, принятая в США и Западной Европе, делит масла на 12 классов: 6 летних и 6 зимних. Буква W – обозначает «зимнее» масло, для которых кроме минимальной вязкости при +100 0 С, определяется также предельная температура прокачиваемости и вязкость при низких температурах. Всесезонные масла обозначаются двойным индексом.
Классификация по эксплуатационным свойствам API (Американский институт нефти), принятая в США, разделяет моторные масла на две категории: S – для бензиновых двигателей и С – для дизельных.
Масла, которые можно использовать как в бензиновых, так и в дизельных двигателях, обозначаются дробной маркировкой – они называются универсальными.
Маркировка любого масла состоит из обозначения класса вязкости по SAE и уровня эксплуатационных свойств по API. Например: SAE 15W-40 API SC/CD — это всесезонное масло, по вязкости при минусовых температурах удовлетворяет требованиям к зимним маслам класса 15W (W- зимнее), при плюсовых — к летним маслам класса 40; по качеству это масло относится к «бензиновым» маслам категории SC и к «дизельным» категории CD, то есть является универсальным.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Прокачиваемость топлив , в основном, определяется их фильт-руемостыо. Тогда как увеличение вязкости реактивных топлив несущественно влияет на их прокачиваемость по топливной системе, вязкость значительно влияет на степень распиливания топлива форсунками. Известно, что для хорошего распыливания [5] вязкость топлив не должна быть выше 15 ест. Таким образом, верхний предел вязкости реактивных топлив ограничивается именно этим требованием, а не условиями прокачиваемости. [2]
Прокачиваемость топлива характеризует его скорость перемещения ( текучесть) в топливных системах двигателей, а также средствах транспортирования и заправки. [3]
Прокачиваемость топлив для судовых ГТУ оценивается аналогично дизельным топливам по кинематической вязкости, температуре помутнения и застывания, коэффициенту фильтруемости, содержанию воды и механических примесей. Особенностью применения топлив в судовых условиях является повышенная вероятность их обводнения. В связи с этим дополнительно оценивается скорость деэмульсации. Описание методов определения показателей, оцениваемых для дизельных топлив, приведено в гл. [4]
Для улучшения прокачиваемости топлив при пониженном внешнем давлении необходимо применять топлива с меньшим давлением насыщенных паров. [6]
В результате ухудшается прокачиваемость топлива через фильтры и трубопроводы. [7]
Как уже отмечалось, прокачиваемость топлив по трубопроводам определяется прежде всего их вязкостно-температурными свойствами; при данной температуре вязкость определяет подвижность и легкость прохождения топлива по топливной системе, вплоть до камер сгорания. Перекачка высоковязкого топлива приводит к гидравлическим потерям в системе, что влечет за собой некоторое уменьшение производительности топливных насосов и, как следствие этого, понижение давления впрыска и ухудшение качества распыли-вания топлив. При подаче чрезмерно вязкого продукта, оказывающего большое сопротивление при протекании по подающей системе, может произойти разрыв струи жидкости и нарушение нормальной подачи топлива или полное прекращение подачи. [8]
Правильно выбранный депрессор улучшает прокачиваемость топлива и обеспечивает безотказную работу дизельного двигателя. Температура застывания топлива при этом снижается приблизительно на 20 — 30 С. Применение депрессоров более выгодно и безопасно, чем практикующееся до настоящего времени разбавление топлива керосином. Кроме того, при добавлении керосина в дизельное топливо наблюдается повышенный износ деталей двигателя. [9]
Присадка улучшает текучесть и прокачиваемость топлив , она совместима с присадками, добавляемыми к топливу для улучшения других эксплуатационных свойств. [10]
Из условии эксплуатации на прокачиваемость топлив оказывают влияние: температура, давление, влажность, загрязненность воздуха, относительная площадь соприкосновения с воздухом, концентрация кислорода над поверхностью топлива, скорость перекачки топлива. [11]
В судовых котельных установках необходимая прокачиваемость топлива обеспечивается за счет его нагрева и как следствие-изменения вязкости. Однако, как и для других топлив, прокачиваемость зависит от их чистоты, характеризуемой наличием воды и механических примесей, а также от температуры застывания остаточных топлив. Исходя из судовых условий на прокачиваемость большое влияние оказывает склонность топлива удерживать попавшую в него воду. [12]
Наиболее часто причиной нарушений прокачиваемости топлив на самолетах является присутствие в топливах свободной воды и мехпримесей. По техническим требованиям их присутствие в топливе не допускается. Для удаления мехпримесей и эмульсионной воды топливо перед заправкой самолетов подвергается многократной очистке фильтрами и фильтрами-сепараторами с размером отверстий 5 — 10 мкм. [13]
На рис. 18 приведены данные по прокачиваемости топлив ( ДА, ДС, Т-1 и ТС-1) в различных условиях. [15]
Прокачиваемость дизельного топлива и другие показатели качества
Чтобы автомобиль работал исправно, необходимо не только следить за его техническим состоянием, но и за качеством топлива: второе неизменно влияет на первое.
Какие параметры определяют качество дизтоплива?
- Обладать низкой температурой возгорания: с ней легче заставить работать холодный двигатель.
- Быстро воспламеняться, медленно гореть. Между моментом вспышки и возгоранием должен быть какой-то временной промежуток: топливо распыляется, смешивается с воздухом, нагревается.
- Обладать адекватным фракционным составом: чем больше в топливе легкокипящих фракций, тем лучше показатели смесеобразования и тем полнее оно сгорает.
- Характеризоваться цетановым числом в диапазоне от 45 до 50 единиц. Чем выше задержка перед воспламенением (в рамках упомянутых показателей), тем эффективнее горит топливо.
- Иметь хороший (низкий) уровень вязкости: фильтрация проходит легче, двигатель работает без перерывов.
- Иметь подходящую для сезона температуру застывания, тогда прокачиваемость будет хорошей, и топливо будет без перебоев поступать в цилиндры. Поэтому необходимо покупать именно зимнее топливо дизельное на заправках при морозах.
Прокачиваемость дизельного топлива
Перед поступлением в цилиндр топливо проходит через фильтры. Именно фильтры очищают топливо от примесей и чужеродных мелких частиц: они бывают мелкой и грубой очистки – в зависимости от назначения. Чтобы горючее хорошо проходило по этой системе нужно обращать внимание на низкотемпературные характеристики, присутствие нафтеновых кислот и воды в топливе, а также на уже упомянутый уровень вязкости. Чем вязкость больше, тем хуже прокачивается горючее и тем интенсивнее работает насос, перегрузка которого дает быстрый износ.
Какое оборудование предлагает ООО «БМЦ Лаб» для проверки качества дизтоплива?
Мы предлагаем высокоточные устройства для проведения исследований дизтоплива:
— Анализатор автоматический фракционного состава нефтепродуктов «АФСА»;
— Аппарат для определения фракционного состава нефтепродуктов «АФС 02»;
— Устройство термостатирующее измерительное «Термостат-А2М»;
— Устройство термостатирующее измерительное «ПОС-А»;
— Комплекс для определения смазывающей способности дизельных топлив «Смазка-ДТ»;
Дизельные топлива
Дизельное топливо являются топливами для двигателей с воспламенением от сжатия и представляют собой фракции нефти с температурой выкипания от 150 до 360оС. Свойства и качество дизельных топлив определяются характером смесеобразования и сгорания в дизельном двигателе.
Требования к качеству дизельных топлив
— обеспечивать надёжную и бесперебойную подачу топлива в камеру сгорания;
— иметь оптимальную воспламеняемость, обеспечивающую лёгкий пуск, плавную работу двигателя на всех режимах и высокую скорость горения рабочей смеси;
— не образовывать отложений в двигателе;
— не вызывать коррозии деталей двигателя;
— обладать высокой стабильностью при хранении;
— не быть токсичными.
Основные эксплуатационные свойства дизельных топлив
Основными эксплуатационными свойствами дизельного топлива являются: прокачиваемость, испаряемость, воспламеняемость, склонность к образованию отложений, коррозионность.
— наличием механических примесей;
— наличием воды в топливе;
— наличием фактических смол ;
Температурой помутнения называют температуру, при которой топливо теряет прозрачность, становясь мутным из-за выделения из него мельчайших кристаллов парафиновых углеводородов. Выделившиеся из топлива кристаллы забивают фильтрующие элементы, прекращая подачу топлива.
Для обеспечения бесперебойной подачи топлива его температура помутнения должна быть ниже температуры окружающей среды на величину от 3 до 50 С.
Температурой застывания называют наивысшую температуру, при которой топливо полностью теряет подвижность. По этой температуре судят о нижней границе перекачки топлива и заправки его в баки машин. Для обеспечения бесперебойной работы дизельного двигателя температура застывания топлива должна быть ниже температуры окружающей среды не менее чем на величину от 15 до 200 С.
От температуры помутнения и застывания зависит сезонность применения дизельных топлив, которая указывается в их маркировке.
Вязкость топлива, то есть сопротивление относительному перемещению его слоёв, зависит от химического состава топлива и с понижением температуры может повыситься значительно, вплоть до полного прекращения подачи топлива в двигатель. Кинематическую вязкость измеряют в мм2/с или сантистоксах.
Понижение вязкости ниже допустимого предела нежелательно, так как это приводит к подтеканию топлива через зазоры плунжерных пар насоса и усилению износа его деталей и деталей форсунок вследствие недостаточной их смазки.
Механические примеси и вода в топливе приводит к засорению элементов фильтров и отверстий форсунок, что ухудшает прокачиваемость дизельного топлива.
Фактические смолы в топливе в большом количестве приводят к образованию смолистых плёнок на поверхности фильтрующих элементов топливных фильтров, вследствие чего резко снижается их пропускная способность.
Отложение смол может привести к зависанию игл распылителей форсунок, образованию нагара в камере сгорания и на форсунках, закупориванию распыливающих отверстий.
Исходя из приведённых факторов, влияющих на прокачиваемость, в стандартных образцах дизельного топлива температура помутнения нормируется от минус 5 для летней до минус 350 С для арктической марки, температура застывания – от минус 10 до минус 550 С, содержание воды и механических примесей не допускается, кинематическая вязкость устанавливается от 1,5 до 6,0 мм2 /с.
Испаряемость дизельного топлива оказывает влияние на его распыливание, полноту сгорания, дымность выпуска, нагарообразование и разжижение картерного масла.
-температура перегонки 10%;
-температура перегонки 50%;
-температура перегонки 96%.
Температура перегонки 10% указывает на наличие в топливе низкокипящих фракций углеводородов, которые плохо воспламеняются в дизельных двигателях. Большое количество их недопустимо, поэтому в стандартных дизельных топливах этот показатель допускается не ниже 2000 С.
Температура перегонки 50% характеризует пусковые свойства и в стандартных дизельных топливах нормируется в пределах от 2550С для арктического до 2800 С для летнего топлива, не выше этих значений.
Температура перегонки 96% характеризует наличие в топливе тяжёлых фракций, ухудшающих смесеобразование и повышающих нагарообразование и дымность отработавших газов. В стандартных дизельных топливах температура перегонки 96% допускается не выше предела от 330 до 3600 С.
Воспламеняемость дизельных топлив характеризует лёгкость пуска, мягкость и экономичность работы двигателя.
Воспламеняемость связана с периодом задержки воспламенения, то есть временем от начала впрыска до момента воспламенения топлива. Если период задержки воспламенения велик, то в цилиндрах двигателя к моменту воспламенения накопится большое количество топлива, способное привести к резкому нарастанию давления в цилиндрах. Работа двигателя при скорости нарастания давления равной от 0,7 до 0,8 МПа на 10 поворота коленчатого вала считают мягкой, а более – жёсткой. Жёсткая работа двигателя приводит к возникновению ударных нагрузок на детали кривошипно-шатунного механизма, деформации и поломке поршневых колец, разрушению шатунных и коренных подшипников двигателя.
Жёсткая работа двигателя сопровождается стуками, дымным выпуском отработавших газов, повышением удельного расхода топлива, перегревом двигателя.
Воспламеняемость зависит от углеводородного состава топлива и оценивается цетановым числом.
Чем меньше цетановое число, тем больше период задержки воспламенения, тем жёстче работа дизельного двигателя. В стандартных дизельных топливах отечественного производства цетановое число нормируется не менее 45.
Коррозионность дизельных топлив объясняется теми же причинами что и у бензинов, однако ресурсы сырья и способ производства не позволяют снизить её до уровня бензинов.
— содержание меркаптановой серы;
— испытание на медной пластинке;
— содержание водорастворимых кислот и щелочей.
В стандартных дизельных топливах содержание водорастворимых кислот и щелочей не допускается, кислотность нормируется не более 5 мг КОН на 100 см3 топлива, массовая доля меркаптановой серы не более 0,01%, массовая доля серы не более 0,2% для топлива вида 1 и не более 0,5% для топлива вида 2.
Показатели основных эксплуатационных свойств дизельного топлива, установленные ГОСТ 305-82, а также их влияние на работу дизельных двигателей, представлены в приложении Б.
Марки дизельных топлив и порядок их применения на военной автомобильной технике
а) массовая доля серы не более 0,2 %;
б) массовая доля серы не более 0,5 % (для марки «А» не более 0,4 %).
Содержание серы указывается в их маркировке. К марке летнего топлива добавляют цифры, соответствующие содержанию серы (в %) и температуры вспышки (в оС) ( Л- 0,2- 40), к марке зимнего — массовая доля серы и температура застывания ( З- 0,2 минус 35), к марке арктического — массовая доля серы (А — 0,4).
Для применения на военной автомобильной технике в качестве основной марки рекомендовано топливо дизельное марок «Л», «З» и «А» с массовой долей серы не более 0,5 %, за исключением Л-0,5-62. В качестве дублирующей марки рекомендовано топливо дизельное марок «Л», «З» и «А» с массовой долей серы не более 0,2 %, и марка Л-0,5-62 [1].
В качестве резервных марок рекомендованы автомобильный бензин марки А-76; смесь автомобильного бензина АИ-93 с 25 % и более дизельного топлива марок «Л», «З» и «А»; топливо Т-2, ТС-1, РТ; топливо Т-6, Т-8В.
— «З» (зимнее) — от минус 20 (температура застывания минус 35 оС) до минус 30 оС (температура застывания минус 45 оС).