Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

  • Дизельное топливо, предназначенное для быстроходных дизелей, должно удовлетворять следующим основным требованиям:
  • бесперебойно поступать в цилиндры дизеля в любых условиях эксплуатации;
  • образовывать в камере сгорания двигателя топливовоздушную смесь, способную своевременно воспламеняться и полностью сгорать; обеспечивать мягкую, без стуков, работу дизельного двигателя; не вызывать значительной коррозии деталей двигателя; образовывать как можно меньше нагара на деталях двигателя; не содержать механических примесей и воды.

Основные свойства дизельного топлива

Весовая плотность (отношение массы топлива к его объему) дизельного топлива зависит от его фракционного состава и колеблется в пределах 820—890 кг/м2 (0,82—0,89 г/см3). Плотность измеряют при температуре +20° С. Если плотность была определена при другой температуре, то полученные данные приводят к температуре +20° С по формуле:

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

где pf — плотность при температуре окружающей среды, кг/м3 (г/см3);

к — температурная поправка на 1° С; для топлива плотностью 0,84—0,89 г/см3 к=0,00073, для топлива плотностью 0,84—0,86 г/см3 к=0,00070.

Плотность не является оценочным показателем качества топлива, поэтому в ГОСТ ее значение не приводится.

Однако при эксплуатации дизелей необходимо знать величину весовой плотности, так как топливный насос отмеряет по объему требуемое количество топлива.

Позтому его весовое количество, а следовательно количество тепловой энергии, зависит не только от объема топлива, впрыснутого в цилиндр, но и от плотности топлива.

Существует следующая зависимость между весовым количеством поданного топлива Q и объемным V :

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

где рt — плотность топлива, кг/м3 (г/см3) при температуре t; t — температура впрыснутого топлива, °С.

При определении производительности топливных насосов следует иметь в виду, что плотность дизельного топлива колеблется и пределах 0,82—0,89, поэтому в данные замеров следует вносить соответствующие поправки.

Элементарный состав дизельного топлива

Топливо состоит из углеводородов и небольшого количества кислорода, азота и серы. Элементарный состав топлива следует знать для определения состава продуктов сгорания, подсчета требуемого количества воздуха и оценки других показателей работы двигателя. В дизельном топливе содержится в среднем 85,5—86,0% углерода, 12,5—13% водорода и других элементов 1-2%.

Вязкость дизельного топлива

Под вязкостью понимается свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении одного слоя жидкости относительно другого. Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную. В технических условиях на дизельное топливо указывается кинематическая вязкость. Единицей кинематической вязкости является стокс.

Вязкостью в один стокс обладает жидкость с плотностью 1 г/см3, в которой для относительного перемещения со скоростью 1 см/сек двух слоев площадью в 1 см2, отстоящих один от другого на расстоянии 1 см, требуется сила в 1 дину. Кинематическая вязкость топлива обычно выражается в сотых долях стокса— сантистоксах (сст).

Вязкость является важным показателем качества дизельного топлива. Она влияет на качество распыливания и смесеобразования. Чем больше плотность дизельного топлива, тем больше его вязкость, тем более крупные капли топлива получаются при впрыске форсункой и тем больше дальнобойность струи.

Прокачиваемость дизельного топлива ухудшается при низких температурах с увеличением вязкости.

При повышении температуры вязкость уменьшается (рис. 11). В связи с этим увеличивается утечка дизельного топлива через неплотности в прецизионных парах насоса и форсунки и уменьшается его подача.

На рисунке 12 показано влияние вязкости топлива на коэффициент подачи при среднем давлении впрыска 30 Мн/м2 (300 кГ/см2). При повышении давления вязкости топлива увеличивается (рис. 13).

В момент впрыска топлива в цилиндр вихрекамерного дизельного двигателя оно сжимается до двухсот и более атмосфер, вязкость его возрастает по сравнению с вязкостью при атмосферном давлении.

Для обеспечения постоянства мощностных и экономических показателей желательно, чтобы при нагреве или охлаждении дизеля во время эксплуатации вязкость дизельного топлива изменялась как можно меньше.

Зависимость производительности насоса от температуры топлива показана на рисунке 14. Эти свойства топлива необходимо учитывать при регулировке топливной аппаратуры.

Фракционный состав. Для нормального протекания рабочего процесса в дизеле топливо, поступившее в камеру сгорания, прежде чем воспламениться, должно перейти из жидкого в парообразное состояние. Испаряемость влияет на период задержки воспламенения топлива, его сгорание в двигателе, пусковые качества и экономичность двигателя.

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

 Рис. 11. Зависимость вязкости v и плотности р топлива от его температуры t.

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

Рис. 12. Зависимость коэффициента подачи nн от вязкости топлива при давлении впрыска топлива  Pнф.пр= 300 кГ/см2:1 — при 400 оборотах коленчатого вала в минуту; 2 — при 1000 оборотах коленчатого вала в минуту.

 Поэтому в ГОСТ 305—62 указывается, что температура, при которой выкипает 96% дизельного топлива, должна быть не выше 360° С, иначе наблюдается повышенное нагарообразование.

По ГОСТ 4749 — 49 топлива делятся: на арктическое ДА, предназначенное для использования при температуре окружающего воздуха ниже минус 30° С, температура выкипания 90% не превышает 300° С; дизельное зимнее ДЗ — для использования при температуре выше минус 30° С, температура выкипания 90% не превышает 335 °С и дизельное летнее ДЛ — для использования в теплое время года, температура выкипания 90% не превышает 350 °С.

По ГОСТ 305 — 62 топлива делятся на арктическое А, зимнее 3 и летнее Л (табл. 1).

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

Рис. 13. Зависимость вязкости дизельного топлива от давления Р (n' — вязкость при давлении Р; n — начальная вязкость при атмосфер, ном давлении).

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

Рис. 14. Зависимость величины подачи топлива за цикл qц от темцературы tT топлива в головке насоса.

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

Температура вспышки дизельного топлива — это температура, до которой необходимо нагреть топливо в нормальных условиях, чтобы пары над его поверхностью вспыхнули при поднесении пламени.

Она указывает на степень пожарной опасности данного вида дизельного топлива.

В стандартах указывается, что для арктических сортов дизельного топлива температура вспышки должна быть не ниже плюс 30—35 °С, для зимних — не ниже плюс 35—50 °С, для летних плюс 40—60 °С.

Температура застывания дизельного топлива — это температура, при которой топливо в определенных условиях испытания теряет текучесть и загустевает. Для эксплуатации в различных условиях желательно, чтобы температура застывания была как можно ниже.

Если температура застывания высокая, то зимой забиваются фильтры и топливопроводы, ухудшается запуск двигателя, затрудняется перекачивание топлива на нефтебазах и при заправке тракторов. В стандартах указывается, что температура застывания должна быть для летних сортов топлив не выше минус 10 °С.

Для зимних — не выше минус 35—45 °С, для арктических — не выше минус 55—60 °С.

Коксообразование

При сгорании топлива в двигателе образуется нагар и отложения кокса, которые вызывают закоксовывание форсунок, поршневых колец и других деталей. Наличие смол в дизельном топливе вызывает дополнительный износ деталей двигателя (рис. 15). Коксуемость топлив зависит от их химического состава, степени очистки, наличия смолистых отложений.

Способность топлив к коксо- и смолообразованию определяется лабораторным методом: взвешиванием остатка пробы топлива после выпаривания. Чем меньше остаток, тем выше качество топлива. По ГОСТ 305—62 допускается содержание фактических смол в дизельном топливе не более 60 мг на 100 мл топлива.

По ГОСТ 4749—49 содержание фактических смол в топливе не оговаривается.

Содержание серы в дизельном топливе

Дизельные топлива изготовляют из нефти, содержащей серу. В процессе производства топливо не удается полностью освободить от присутствия серы.

При сгорании топлива в дизельном двигателе образуются сернистый и серный газы и тем больше, чем больше содержание серы в дизельном топливе.

В зонах низких температур газы образуют с парами воды сернистую и серную кислоты, а в зонах высоких температур возникает газовая коррозия металла.

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

Рис. 15. Зависимость износа поршневых колец от содержания смол в дизельном топливе.

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

Рис. 16. Зависимость износа поршневых колец от содержания серы в дизельном топливе.

Нагар и коксующиеся отложения в двигателе при наличии серы в топливе приобретают повышенную твердость и более высокие абразивные свойства. Все это вызывает повышенный износ деталей дизельного двигателя (рис. 16).

Если в топливе содержится серы более 0,2%, то для устранения ее вредного действия топливо применяют в тех двигателях, в которых используют дизельное масло с присадкой ЦИАТИМ-339, АзНИИ-7 или ВНИИНП-360. Содержание серы в дизельном топливе допускается не более 1 %.

Кислотность дизельного топлива

В процессе производства дизельного топлива используют минеральные кислоты и щелочи, которые при последующей очистке топлива не удается удалить полностью.

Присутствие этих кислот в топливе вызывает коррозию деталей двигателя и топливной аппаратуры. Кислотность дизельного топлива оценивается количеством КОН в мг, предназначенным для нейтрализации 100 мл топлива.

Стандартом допускается кислотность не более 5 мг КОН на 100 мл.

Зольность дизельного топлива

При сгорании топлива образуется зола, в которой содержатся минеральные вещества. Попадание их между трущимися поверхностями вызывает износ деталей дизельного двигателя. Содержание золы определяют выпариванием топлива.

Механические примеси представляют собой частички песка, глины, окалины и кокса.

Они засоряют фильтрующие элементы, вследствие чего нарушается нормальная работа топливной аппаратуры. Особенно большую опасность представляют механические примеси из кварца, так как они вызывают абразивный износ прецизионных деталей топливного насоса и форсунок.

Поэтому содержание механических примесей в дизельном топливе по ГОСТ не допускается.

Вода в  дизельном топливе содержится во взвешенном состоянии и в виде эмульсии. Частички воды заполняют поры хлопчатобумажных фильтров и прекращают доступ топлива к насосу. Кроме того, ухудшается пропускная способность бумажных фильтров при обводнении. При температуре ниже нуля частички воды, содержащиеся в топливе, замерзают и в виде мелких кусочков льда забивают топливопроводы и фильтры.

  1. Вода понижает теплотворную способность топлива и вызывает коррозию топливной аппаратуры, поэтому она не должна содержаться в дизельном топливе.
  2. Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ
  3. Пароль на архив: privetstudent.com

Основные эксплуатационные свойства дизельных топлив и их влияние на работу дизельного двигателя

  • Условия применения и требования к качеству дизельных топлив.
  • Условия применения дизельного топлива определяются особенностями рабочего процесса дизельного двигателя, основными из которых являются впрыск топлива в камеру сгорания в среду сильно нагретого воздуха.
  • За короткое время (0,003–0,006 с) происходит впрыск и распыливание топлива, распределение его по объему камеры сгорания, испарение, предпламенные химические превращения, воспламенение и горение топливно-воздушной смеси.
  • В соответствии с особенностями рабочего процесса дизельного двигателя, к дизельным топливам предъявляются следующие требования:
  • — обеспечивать надежную и бесперебойную подачу топлива в камеру сгорания;
  • — иметь оптимальную воспламеняемость, обеспечивающую легкий пуск, плавную работу двигателя на всех эксплуатационных режимах и высокую скорость горения рабочей смеси;
  • — не образовывать отложения в двигателе и не вызывать коррозию средств хранения, транспортирования, заправки, перекачки и деталей двигателей;
  • — обладать высокой стабильностью при хранении и не быть токсичными.
  • Основные эксплуатационные свойства дизельных топлив и их влияние на работу дизельного двигателя.
  • К основным эксплуатационным свойствам дизельных топлив относятся:
  • — прокачиваемость;
  • — испаряемость;
  • — воспламеняемость;
  • — лако- и нагарообразующая способность;
  • — коррозионность.
  • Под прокачиваемостъю дизельного топлива понимают его подвижность и способность обеспечивать определенную скорость перекачки или подачи в системе питания дизеля.
  • Прокачиваемость дизельных топлив характеризуется: плотностью, вязкостью, температурой помутнения, застывания, наличием воды и механических примесей.
Читайте также:  Лада урбан 4 на 4: габариты и масса

Вязкость – важнейший показатель, характеризующий прокачиваемость. Она сильно зависит от температуры окружающего воздуха и поэтому должна быть меньше у зимних и арктических топлив. Вязкость дизельных топлив при температуре +20 0С устанавливает ГОСТ 305-2013, она находится в пределах 1,5–6,0 мм2/с. Зависимость вязкости дизельного топлива от температуры видна из графика, рисунок 1.

С повышением вязкости топлива увеличивается гидравлическое сопротивление в топливной системе и несколько ухудшается прокачиваемость, особенно зимой, когда из-за низкой температуры вязкость топлива возрастает, а испаряемость падает.

Пониженная вязкость топлива улучшает распыливание, но чрезмерно малая вязкость также нежелательна, так как использование маловязких топлив сопровождается подтеканием их через форсунки и плунжерные пары насосов, что нарушает дозировку впрыска.

Кроме этого, плунжерная пара насосов высокого давления смазывается самим топливом и малая его вязкость ухудшает смазывание прецизионных пар, что приводит к повышенным их износам.

Плотность дизельных топлив при +20 0С лежит в пределах 830–860 кг/м3. С повышением плотности топлива подача его увеличивается и рабочая смесь обогащается, так как топливо при впрыске дозируется насосом по объему. Плотность определяется ареометром.

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

  1. 1– топливо летнее; 2 – топливо зимнее
  2. Рисунок 1 – Зависимость вязкости дизельных топлив от температуры
  3. При понижении температуры часть растворенных в дизельном топливе высокоплавких углеводородов (парафина и церезина) и воды начинает выпадать в виде микрокристаллов, вследствие чего топливо теряет прозрачность и мутнеет.
  4. Температурой помутнения называется температура, при которой топливо теряет прозрачность и становится мутным.
  5. По ней судят о низшей температурной границе применения топлива в системе питания дизеля.

Топливо должно иметь температуру помутнения на 3…4 0С ниже температуры окружающего воздуха.

При помутнении топливо не теряет текучести, может проходить по трубопроводам и наполнять тару и баки. Но при прокачивании по системе питания микрокристаллы углеводородов или льда задерживаются фильтром тонкой очистки, оседают на его поверхности в виде парафиновой ледяной корки и вскоре прекращают подачу топлива в двигатель.

При дальнейшем понижении температуры микрокристаллы углеводородов срастаются и образуют пространственную решетку, связывающую жидкую фазу и придающую топливу студнеподобный вид.

  • Температура, при которой дизельное топливо теряет текучесть, называется температурой застывания.
  • Моментом застывания условно считают потерю текучести, при которой налитое в пробирку дизельное топливо в условиях опыта не изменяет первоначального положения мениска в течение одной минуты при наклоне пробирки на угол в 45 0С.
  • Застывшее топливо не только не может быть прокачено из топливного бака в двигатель, но им даже нельзя заправить топливный бак машины или перелить его из одной тары в другую.
  • Температура застывания топлива должна быть ниже температуры окружающего воздуха не меньше, чем на 150С.
  • При эксплуатации машины температуру застывания дизельного топлива понижают добавлением в него керосина.

Добавление 25% керосина понижает температуру застывания топлива на 8…10 0С.

Температуры помутнения и застывания дизельных топлив устанавливаются стандартами. Так температура застывания различных дизельных топлив находится в пределах от минус 10 до минус 55 0С.

Причиной перебоев в подаче топлива являются также механические примеси и вода, которые забивают топливные фильтры системы питания. Вода в топливе может находиться в виде эмульсии и в растворенном состоянии.

Для полного осаждения эмульсионной воды из дизельного топлива в летних условиях требуется не менее 3 суток, а осенью 6…8 суток.

  1. Механические примеси являются весьма нежелательными включениями в дизельное топливо, так как они не только засоряют топливные фильтры тонкой очистки и вызывают перебои в подаче, но самое главное – они являются причиной повышенных износов насосов высокого давления и форсунок.
  2. Для предупреждения попадания механических примесей в топливные баки машин необходимо отстаивать дизельное топливо в резервуарах и таре, а также фильтровать его через фильтры из искусственной замши или фетра при перекачки и заправке машин.
  3. Отстаивание механических примесей также как и отстаивание эмульсионной воды, идет в дизельном топливе очень медленно, особенно зимой, когда вязкость его сильно возрастает.

К исходу 10 суток полнота осаждения примесей достигает 98 %. При отстаивании топлива в первую очередь от механических примесей очищается верхний слой, по этому при заправке машин не следует опускать приемный рукав заправочного насоса до самого дна резервуара.

В отличие от бензиновых двигателей, где испарение и образование горючей смеси происходит во впускном трубопроводе при сравнительно невысоких температурах, в дизельных двигателях испарение происходит в среде раскаленного воздуха, в условиях интенсивного воздействия на процесс испарения высоких температур.

Поэтому, несмотря на малое время, отводимое в дизельных двигателях на смесеобразование, в качестве дизельных топлив используют нефтепродукты с более тяжелым, чем у бензинов, фракционным составом.

Практикой эксплуатации и многочисленными исследованиями установлено, что начало перегонки дизельных топлив должно быть примерно 120…2000С, конец перегонки – в пределах 330–360 0С.

С повышением испаряемости до определенного предела улучшается пуск двигателя, однако, повышение испаряемости увеличивает жесткость работы дизельного двигателя, так как значительная часть горючей смеси успевает испариться.

Воспламенение и горение большого количества однородной по составу смеси, сопровождающееся высокой скоростью нарастания давления в цилиндрах, вызывает жесткую работу двигателя.

Повышение до определенных пределов жесткости работы увеличивает мощность и экономичность, не снижая надежность двигателя.

  • Оптимальная испаряемость дизельных топлив обеспечивается за счет подбора фракционного состава.
  • ГОСТ на дизельные топлива нормирует температуру перегонки 50% (t50%) и 96% (t96%) она же (tKП).
  • Фракционный состав является основным показателем, характеризующим испаряемость дизельного топлива, однако, по этим точкам нельзя выполнить такую же эксплуатационную оценку, как и бензина.
  • Под воспламеняемостью понимают способность дизельного топлива воспламеняться без воздействия постороннего источника зажигания.
  • В дизелях воспламенение рабочей смеси происходит под влиянием высокой температуры, в цилиндрах двигателя в конце такта сжатия.
  • От хорошей воспламеняемости топлива в большей степени зависит плавное протекание процесса сгорания рабочей смеси, мягкая и экономичная работа дизельного двигателя и максимальное использование энергии сгорания.

Последствием плохого воспламенения является жесткая работа двигателя. Это объясняется длительным периодом задержки воспламенения. Периодом задержки воспламенения называется время от начала впрыска топлива до момента воспламенения смеси.

Чем длительнее период задержки воспламенения, тем больше за это время испаряется топлива и резче возрастает давление в цилиндрах. При небольшой скорости нарастания давления после воспламенения работу дизельного двигателя считают «мягкой».

Высокая скорость нарастания давления вызывает «жесткую» работу двигателя, при которой силовые нагрузки на основные детали поршневой и шатунно-кривошипной групп увеличиваются и приобретают ударный характер.

Это в свою очередь ведет к преждевременному износу поршневых колец, пальцев, шатунных и коренных подшипников.

Жесткая работа дизельных двигателей сопровождается стуками, дымным выпуском отработавших газов, повышением удельного расхода горючего, перегревом двигателя и этим внешне напоминает детонацию в бензиновых двигателях.

Воспламеняемость дизельных топлив оценивают сравнением ее с воспламеняемостью эталонных горючих и выражают цетановым числом (ЦЧ).

Определение цетанового числа заключается в искусственном подборе такой смеси эталонных горючих, которая воспламеняется и сгорает в двигателе установки ИТ-9-3 одинаково с испытуемым горючим. В качестве эталонных горючих приняты два индивидуальных углеводорода: нормальный цетан (СН16Н34) и ароматический углеводород альфаметилнафталин (CH3C10H7).

Цетан обладает очень хорошей воспламеняемостью, условно принимаемой за 100 единиц, а альфаметилнафталин обладает плохой воспламеняемостью, принимаемой за нуль.

Для испытания приготавливают смеси этих эталонных горючих в различных соотношениях. В зависимости от содержания цетана эти смеси имеют воспламеняемость численно равную содержанию цетана в смеси, так, воспламеняемость смеси из 45% (по объему) цетана и 55% альфаметилафталина выражают цетановым числом равным 45.

Цетановым числом (ЦЧ) называется условный показатель самовоспламеняемости дизельных топлив, численно равный процентному содержанию цетана в такой смеси с альфаметилнафталином, которая по характеру самовоспламенения эквивалентна испытуемому топливу.

С целью повышения «ЦЧ» в дизельные топлива при необходимости добавляют до 1% изопропилнитрата.

Необходимо отметить, что параметры эффективности рабочего процесса двигателя (мощность, удельный расход топлива, полнота сгорания топлива) зависят прежде всего от периода задержки самовоспламенения, скорости нарастания давления в цилиндрах и давления сгорания, на что, кроме свойств топлива оказывают влияние, как конструктивные, так и эксплуатационные факторы. К числу конструктивных относятся: степень сжатия, способ смесеобразования, рабочий объем цилиндров, форма и материал головки поршня.

  1. Важнейшим эксплуатационными факторами, влияющими на рабочие процессы дизельного двигателя являются угол опережения и давление впрыска топлива, частота вращения коленчатого вала двигателя, величина подачи топливной смеси.
  2. С увеличением угла опережения впрыска топлива увеличивается период задержки воспламенения и жесткость работы двигателя.
  3. Повышение частоты вращения коленчатого вала двигателя усиливает турбулентность смеси, повышает тепловой режим, что снижает период задержки воспламенения.

Увеличение подачи топлива повышает тепловой режим и мощность двигателя, снижает период задержки самовоспламенения. Влияние воспламеняемости топлива на основные параметры двигателя проиллюстрировано на рисунке 3.2

При эксплуатации дизельных двигателей наблюдается образование различных отложений в системе питания и в камере сгорания. Образование отложений зависит как от режима работы и состояния дизельных двигателей, так и от качества топлива.

На образование различных отложений в камере сгорания и системе питания сказывается в большей степени присутствие в дизельных топливах фактических смол, которые образуются при окислении.

Присутствие в дизельных топливах большого количества фактических смол приводит к выпадению смолистых пленок на фильтрующих элементах, вследствие чего резко снижается их пропускная способность и уменьшается подача топлива в двигатель.

Кроме того, при работе дизельных двигателей наблюдается такое образование нагара, который покрывает стенки камеры сгорания, днища поршней и головки форсунок. Закоксование выпускных клапанов ведет к нарушению посадки и потере герметичности, снижению давления сжатия и падению мощности двигателя.

  • Склонность дизельных топлив к отложению зависит от наличия фактических смол, углеводородного состава и наличия серы (рисунок 3).
  • Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя
  • Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя
  • Ne – мощность, кВт; dp/dφ – жесткость работы; ge – удельный расход топлива, г/кВт·ч,
Читайте также:  Двигатель 4zz тойота королла какое масло лить в двигатель

tвоспл. – период задержки воспламеняемости, град.; tпуска. – период пуска, град.;

  1. Рисунок 2 – Зависимость воспламеняемости горючего основных
  2. параметров дизельного двигателя
  3. Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя
  4. 1 – малосернистое топливо, не содержащее непредельных углеводородов; 2 – сернистое топливо; 3 – сернистое топливо, содержащее непредельные углеводороды
  5. Рисунок 3 – Влияние качества топлива на величину отложений
  6. Дизельные топлива изготавливаются, как правило, из продуктов прямой перегонки нефти, а содержание серы и фактических смол в них ограничивается стандартом (серы – 0,2-0,5%, фактических смол не более 40 мг/100 см3).
  7. Для снижения склонности топлив к отложениям к ним добавляют специальные присадки (моющие).
  8. Коррозионность дизельных топлив определяется наличием в них органических кислот и, особенно, серы, таблица 1.
  9. Таблица 1 Влияние серы на износ двигателя
Вид испытания и длительность, км Содержание соединений серы, % Износ компрессионных поршневых колец (уменьшение веса), мг Износ цилиндра в верхнем поясе, мкм
Дорожные 0,12 1,37
испытания, 0.30 1,6
пробег 26000 0,57 5,2

Наличие сернистых соединений в дизельном топливе вызывает разрушение подшипников из свинцовистой бронзы, а в присутствии органических кислот – коррозию деталей.

При повышенной температуре наблюдается газовая коррозия в результате взаимодействия газообразных сернистых соединений с металлами. Коррозию деталей вызывают также органические кислоты, поэтому их количество в топливах ГОСТ ограничивает 5 мг КОН на 100 см3. Для уменьшения коррозионности топлив добавляют присадки.

Вязкость топлива

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя 11.11.2019 09:36

Продажей дизтоплива в Москве занимаются многие компании. Но при покупке дизеля обязательно нужно учитывать его вязкость. Поговорим подробнее, что то такое.

Каким должно быть дизельное топливо

Дизельное топливо – продукт перегонки нефти. Его состав определяет свойства и влияет на работу мотора.

Важный показатель – вязкость топлива. От неё зависит, как будет работать двигатель.

  • Топливо должно хорошо распыляться.
  • Полностью сгорать в моторе.
  • Хорошо прокачиваться через топливную аппаратуру.
  • Образовывать низкий нагар.
  • Не вызывть коррозии.
  • Не терять свои свойства при длительном хранении.

Как связана вязкость с другими характеристиками

Густота горючего связана со всеми другими свойствами.

Цетановое число и индекс влияют на мощность двигателя. Если вязкость оптимальная, сырье хорошо сгорает и мотор работает эффективно.

Плотность меняется вместе с температурой окружающей среды. В холодный сезон и плотность, и вязкость становятся больше.

При низкой температуре дизель кристаллизируется. Поэтому есть такое свойство как температура помутнения. Если топливо густое, то кристаллы образуются быстрее.

Чем выше вязкость, тем больше концентрация углеродов или коксуемость. Если углеродов много, образуется нагар и двигатель перестает работать.

Когда в топливе слишком много сернистых соединений, то его экологичность будет очень низкой. Оно затвердевает быстрее при пониженной температуре.

Все трущиеся детали двигателя нуждаются в смазке. Превышение допустимых значений вязкости затрудняет смазку.

На что влияет вязкость дизеля

В двигателе на дизеле воспламенение топлива проходит без свечей зажигания. При этом вязкость влияет на подачу горючего, подготовку и воспламенение смеси.

Если этот показатель низкий, то капли горючего получаются мелкими. Они сгорают, не попадая в форсунки. Тогда форсунки могут перегреваться и деформироваться.

Зависимость густоты от температуры

Купить дизельное топливо с доставкой в Москве можно в различных вариантах.

  • Летнее,
  • зимнее,
  • арктическое.

Выбирают его по сезону. Играет роль вязкость.

При небольшом морозе дизель может загустеть. Но многие водители не учитывают этот фактор. Поэтому заливают летний дизель зимой и наоборот.

Также многие недобросовестные продавцы занимаются продажей разбавленного дизтоплива, смешанного с другим горючим либо вовсе откровенной подменой топлива.

Чтобы избежать проблем с работой машины, нужно заранее покупать соответствующую марку дизеля в зависимости от погоды. Приобретать дизтопливо лучше с доставкой.

Летние сорта

Сорта для лета обладают высокой вязкостью. Поэтому становятся плотными уже при — 3-5 градусов. В горючем кристаллизуются частицы парафина.

Получается, что при минусовой температуре, летними марками пользоваться нельзя.

Рекомендуется задолго до наступления зимы и уже при прохладной погоде заливать соответствующее горючее.

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

Зимние марки

У зимнего топлива меньше вязкость, поэтому двигатель хорошо работает в холодное время года. Нижний предел его замерзания – минус 30С.

Также его можно использовать в осенне-весенний период. Параметры вязкости у него шире.

К зимнему дизелю относится и арктическое. Его не применяют при 0 С.

Разница в стоимости марок дизтоплива

Дизельное топливо по цене отличается. Так, дизтопливо с доставкой будет стоить дешевле. Влияют также его качество (стандартное или евро) и сезонность.

Арктическое стоит на 20% больше, чем летнее и на 30% дороже зимнего.

Использовать горючее для лета зимой нельзя. Оно моментально загустевает, топливный насос перестает работать и придется ремонтировать машину.

Также и при плюсовых градусах зимние марки плохо влияют на мотор.

Разница в цене дизеля зависят от затрат на его производство, а также, есть ли необходимость в присадках.

Свойства дизельного топлива

Вязкость дизельного топлива и его влияние на работу двигателя

Дизельное топливо используется для быстроходных дизелей. Оно должно быстро и непрерывно поступать в цилиндры, независимо от погодных условий. В процессе работы в камере сгорания образуется топливовоздушная смесь, которая обладает способностью воспламеняться и полностью сгорать. При этом работа двигателя должна быть мягкой и без стука. Очень важно купить дизельное топливо хорошего качества, которое не провоцирует коррозии элементов двигателя, при этом на них образуется меньше нагара. Также должны отсутствовать механические примеси и вода.

Главные свойства топлива

Весовая плотность – это показатель массы топлива относительно к объему. Этот показатель не указывается в ГОСТе, но при этом нужно знать эту цифру, потому что топливный насос отмеряет по объему то количество топлива, которое необходимо для нормальной работы двигателя.

Какие элементы входят в состав

В состав топлива для дизеля входят такие элементы, как углеводороды, кислород, азот и сера. Соотношение элементов необходимо знать для того, чтобы точно определить количество продуктов сгорания и оценки остальных показателей работы мотора. Топливо дизель содержит примерно 13% водорода, 86% углерода и других элементов 1-2%.

Вязкость

Под вязкостью подразумевается качество топлива создавать сопротивление при перемещении разных слоев жидкости относительно друг друга. Вязкость может быть кинематической, динамической, условной. Кинематическая вязкость измеряется в таких единицах, как стокс. Один стокс соответствует 1 г/см3.

Вязкость – это важный показатель дизельного топлива. Он влияет на качество смесеобразования и распыливания. Чем плотнее дизельное топливо, тем выше его вязкость.

Это увеличивает дальнобойность струи, а также получаются капли топлива при впрыске форсункой гораздо крупнее. Увеличение температуры влияет на снижение степени вязкости дизельного топлива.

Желательно, чтобы вязкость дизельного топлива изменялась по минимуму.

Температура вспышки дизельного топлива – это тот показатель, до которого следует нагреть топливо при нормальных условиях, чтобы пары его воспламенились при поднесении пламени.

Этот показатель будет определять степень пожароопасности дизельного топлива.

В соответствии со стандартами этот показатель для арктического топлива должен соответствовать не ниже плюс 30—35 °С, для зимнего — не ниже плюс 35—50 °С, для летнего плюс 40—60 °С.

Температура застывания топлива для дизеля – это параметр, при котором оно начинает терять текучесть и загустевает. Независимо от условий эксплуатации очень важно, чтобы эта температура была очень низкой.

При высокой температуре застывания быстро забиваются фильтры и топливопроводы, мотор запускается плохо и усложняется перекачка топлива при заправке. Для летних сортов эта температура соответствует показателю не более минус 10 °С.

Для зимних — не выше минус 35—45 °С, для арктических — не выше минус 55—60 °С.

Коксообразование

При сгорании топлива в двигателе появляется нагар и откладывается кокс, что в результате приводит к закоксовыванию форсунок, поршневых колец и прочих элементов. Смолы в дизельном топливе провоцируют быстрый износ двигателя.

Его коксуемость зависит от химического состава, степени очистки и смолистых отложений. Для определения коксо- и смолообразования проводятся лабораторные исследования. Для этого взвешивается остаток пробы после выпаривания. Чем меньше будет остаток, тем лучше считается качество топлива.

Допустимым считается содержанием смол в размере не более 60 мг на 100 мл топлива.

Сера в дизельном топливе

Для производства дизельного топлива используется нефть, с содержанием серы. Даже после длительной переработки полностью освободить ее от серы не получится.

В процессе сгорания в двигателе дизельного типа образуется сернистый и серный газы.

При низкой температуре газы соединяются с парами воды и способствуют образованию сернистой и серной кислот, а при увеличении температур происходит коррозия металла газом. Содержание серы в топливе допускается в размере не более 1%.

Кислотность дизельного топлива

При его переработке используются минеральные кислоты и щелочи, которые в процессе очистки полностью удалить не получается. Присутствие кислот провоцирует коррозию элементов двигателя и аппаратуры. Допустимо содержание не более 5 мг КОН на 100 мл.

Зольность

Во время сгорания дизельного топлива образуется зола, в которой присутствуют минеральные вещества. Проникая в пространство между трущимися поверхностями, зола способствует быстрому износу элементов двигателя. Количество золы в топливе можно узнать методом выпаривания.

Механические примеси состоят из частичек песка, глины, кокса, окалины. Со временем оно провоцируют засорение фильтрующих элементов, что ухудшает работу топливного оборудования.

Особую опасность представляют кварцевые механические примеси, так как они способствуют абразивному износу прецизионных деталей топливного насоса. Их содержание по ГОСТу не допустимо.

В дизельном топливе не должно быть воды, так как она способна забивать поры хлопчатобумажных фильтров, останавливая проход топлива. При низких температурах воды замерзает и в виде мелких кусочков льда забивает топливопроводы и фильтры. Также вода провоцирует коррозию топливной аппаратуры.

Читайте также:  Датчик температуры двигатель не заводиться 406

Вязкость дизельного топлива — виды и определение

Дизельное топливо — это продукт перегонки нефтяного сырья в виде углеводородов с высокой температурой кипения. Фракционный состав такого горючего определяет его основные характеристики, которые в свою очередь влияют на эффективность работы дизеля. Немаловажным параметром остается и вязкость топлива, от которой во многом зависит работа топливной автоматики и элементов поршневой группы.

Определение вязкости

Под этим параметром понимают способность горючего перетекать по выбранному сечению с определенной скоростью. Вязкость связана с плотностью жидкости и как следствие зависит от температуры окружающего воздуха. Поэтому для выбранного вида дизтоплива это значение будет соответствующим:

  • летнее — 4-6 кв. мм/с;
  • зимнее — 1,9-5,0 кв. мм/с;
  • арктическое — 1,5-4,0 кв. мм/с.

Уменьшение вязкости приводит к снижению напора, подтеканиям насосов и форсунок. Из-за малой скорости движения частиц топлива снижается мощность и экономичность дизеля.

При более высоких значениях вязкости моторного топлива увеличивается сопротивление в трубопроводах и форсунках, ухудшается наполнение топливных насосов и распыл смеси.

Появляются продукты неполного сгорания, образуется нагар, повышается расход топлива и износ двигателя. 

Вязкость связана со всеми основными характеристиками дизтоплива:

  1. Цетановое число и индекс. От этих значений зависит мощность и экономичность дизеля. При оптимальной вязкости удается добиться наиболее полного сгорания смеси, а значит двигатель будет работать более эффективно. 
  2. Плотность. Этот параметр изменяется с температурой окружающей среды. В холодную погоду плотность и вязкость увеличиваются.
  3. Температура помутнения и кристаллизации. При понижении температуры воздуха тяжелые парафины переходят в кристаллическую форму, что приводит к невозможности запуска и работы дизеля. В более вязком топливе эти процессы происходят быстрей.
  4. Коксуемость. Чем выше вязкость, тем больше концентрация углеводородов. При достижении определенных значений возможно появление нагара, из-за чего снижаются сроки эксплуатации двигателя.
  5. Массовая доля серы. Если в топливе много сернистых элементов, то экологичность будет очень низкой. Такое топливо быстрее становится вязким при снижении температуры.
  6. Смазывающая способность. Все трущиеся детали топливной системы нуждаются в смазке, поэтому топливо должно обеспечивать отвод тепла и механических частиц износа. Превышение допустимых значений вязкости затрудняет смазку.

Основное отличие дизельных двигателей от бензиновых заключается в способе воспламенения топливной смеси. В дизеле этот процесс протекает без использования свечей зажигания. При этом работа топливной автоматики напрямую связана с вязкостью дизельного топлива, которая влияет на процесс подачи горючего в камеру сгорания, подготовку и воспламенение смеси.

Динамическая вязкость дизельного топлива

Это собственно и есть вязкость в том понимании, к которому все привыкли: перемещение одного слоя жидкости относительно другого под действием внешних сил или собственного веса. Согласно определению вязкость топлива измеряется в Паскалях в секунду. Значение не зависит от плотности жидкости.

Кинематическая вязкость дизельного топлива

Для получения этого значения вычисляют соотношение динамической вязкости и плотности топлива. Расчет выполняют при температуре +20 °C. Значение кинематической вязкости напрямую зависит от количества сернистых соединений, потому эта величина важна для определения экологичности дизтоплива.

Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7

Свойства дизельного топлива и их влияние на область использования |

Основными и важнейшими свойствами дизельного топлива являются следующие параметры и характеристики: испаряемость, цетановое число, температурные показатели, вязкость, содержание серы и температура. Рассмотрим, как перечисленные показатели влияют на использование дизельного топлива.

Воспламеняемость (цетановое число)

Этот показатель определяет, насколько легко запускается двигатель.

От него зависит и то, какое время после запуска дизельного двигателя будет «белое дымление» и жесткость работы двигателя на холостом ходу, которое еще называют «дизельный стук».

Воспламеняемость дизтоплива влияет на наличие вредных компонентов в отработанных газах, таких как СО и СН. Чем меньше период воспламеняемости, тем быстрее происходит сгорание топлива. Это ускоряет работу двигателя и увеличивает его мощность.

Различные модели дизельных двигателей имеют свои требования к цетановому числу. Так, например, быстроходные двигатели требуют дизельное топливо с более высоким цетановым числом, а двигатели менее оборотистые благополучно используют топливо с небольшим цетановым числом.

Для примера можно привести работу крупного судового двигателя, который работает на топливе с ЦЧ около 15 и высокооборотных двигателей легковым машин, цетановое число дизельного топлива которых не менее 50.

Для грузовых машин нормальным цетановым числом дизельного топлива является значение от 40 до 45.

Если цетановое число высокое, скорость нарастания давления будет ниже, а значит двигатель будет работать не так жестко. С увеличением цетанового числа выше нормы ухудшается экономичность двигателя и увеличивается дымность выхлопных газов. Для отечественных дизельных двигателей цетановое число равно 40-50. Для топлива в зимних условиях цетановое число должно быть не менее 45.

Вязкость и плотность

Такие показатели, как вязкость и плотность определяют уровень испарения и смесеобразования дизельного топлива.

Более плотное и вязкое топливо хуже воспламеняется и сгорает, что приводит к большему расходу дизельного топлива и дымности выхлопных газов. Маловязкое топливо в процессе эксплуатации увеличивает износ деталей топливного насоса.

Для уменьшения износа часто в дизельное топливо добавляют противоизносные присадки, что частично компенсирует этот недостаток маловязкого дизельного топлива.

Испаряемость

Сам процесс сгорания дизельного топлива зависит от его химического состава и характеризуется испаряемостью. Что бы спалить определенное количество топлива легкого фракционного состава, необходимо меньше воздуха, чем для дизельного топлива более плотного фракционного состава.

Фракционный состав дизельного топлива влияет на работу двигателей с разным смесеобразованием по-разному. Предкамерные и вихревые образующие двигатели имеют небольшую чувствительность к составу топливо, в то время как двигатели с непосредственным впрыском более чувствительны. Нагретые стенки предкамеры двигателя способствуют благоприятному смесеобразованию.

Слишком сильное облегчение фракционного состава способно привести к увеличению более жесткой работе двигателя.

Низкотемпературные свойства

Это свойство определяет температуру, при которой дизельное топливо начинает мутнеть, застывать и превращаться в кристаллы.

От него зависит область применения и условия эксплуатации дизельного топливо, в частности, климатические показатели региона. Так же, температурные свойства дизельного топлива определяют условия, при которых можно хранить дизтопливо на складе.

На нефтеперерабатывающих заводах, применяя специальные технологии, производят специальное низкотемпературное топливо.

Степень чистоты дизтоплива

Чем более чистое дизельное топливо, тем качественнее и эффективнее работает двигатель. Эта характеристика дизельного топлива является очень важной. Для определения характеристики чистоты топлива используют коэффициент фильтруемости.

Фильтруемость определяют соотношением времени, за которое топливо проходит через фильтр при определенном атмосферном давлении. В основном, фильтруемость дизтоплива зависит от содержания воды, механических примесей, смол и нафтеновых кислот в дизельном топливе.

Согласно ГОСТ 6370-83, если в дизельном топливе количество механических примесей не превышает 0,002-0,004%, считается, что примесей в топливе нет.

Содержание серы

От содержания серы в дизельном топливе зависит содержание вредных веществ в выхлопных газах, что и определяет экологичность топлива.

При содержании серы до 0,035% топливо считается экологически чистым.

Уменьшение количества серы в топливе приводит к повышению износа двигателя, поэтому, в некоторых случаях в дизтопливо добавляют присадки, которые способны уменьшить износ деталей и механизмов двигателя.

Температура вспышки

Этот показатель определяет пожарную опасность топлива. В двигателях, которые эксплуатируются в закрытых помещениях, а так же в пожароопасных местах, применяется топливо с повышенной температурой вспышки.

По ГОСТ 305-82 дизельное топливо является общего назначения и применения, и имеет температуру вспышки не менее 40°С. Для топлива, применяемого в судовых и тепловозных двигателях, горных машин температура вспышки не менее 60°С.

Такое топливо имеет ограничение по использованию.

Вязкость — мера «жирности» дизтоплива

Почему необходимо каждому автолюбителю знать такой параметр, как вязкость (плотность) солярки и как она влияет на работу дизельного движка? Вязкость — это, мера «жирности» дизтоплива. Параметр вязкости иногда характеризуется как «жирность».

При проверке солярки визуальными методами, пятно ДТ хорошей плотности должно оставлять на листе бумаги после полного испарения, жирное пятно, без разводов и потемнений по краям. Если пятно еле видно или присутствуют желтоватые или коричневые оттенки или вкрапления темных частиц, то ДТ явно разбавляли.

Влияние вязкости (плотности) дизтоплива на работу ДВС

Вязкость ДТ – это способность молекул противостоять перемещению под воздействием внешних факторов. Как влияет избыточная или недостаточная плотность топлива на двигатель и топливную аппаратуру:

  • Недостаточная плотность приводит к потерям топлива сквозь зазоры секций топливного насоса.
  • Малая вязкость увеличивает износ деталей двигателя (плунжеров, форсунок, гильз и нагнетательных клапанов насоса). При малой вязкости «жирность» снижается и отсутствует достаточная смазка деталей двигателя и всей топливной системы.
  • Высокая плотность топлива не дает топливной системе нормально прокачивать ДТ по трубопроводу и через топливные фильтры, ухудшает распыление форсунок. А это ведет к более продолжительному сгоранию и пониженному показателю испарения ДТ.
  • Сопла распылителей форсунок закоксовываются и нагар оседает в камере сгорания, так как слишком плотное топливо полностью не сгорает в камере.
  • В зимнее время года повышенная вязкость затрудняет пуск двигателя, так как при снижении температуры плотность еще более увеличивается. Чем выше плотность при 20 градусах, тем быстрее она увеличивается при снижении температуры. Именно поэтому зимнее ДТ менее плотное, чем летнее.

Лучшими характеристиками отличается ДТ со средней плотностью (вязкостью) — от 2,5 до 4,0 мм2/с при температуре 20 градусов. Это топливо не меняет свойств при понижении температуры, его текучесть по трубопроводу остается неизменной.

На что важно обратить внимание

Плотность взаимосвязана с температурой окружающей среды. А на НПЗ часто расчеты ведутся в тоннах (по массе). Покупатель же считает топливо в литрах. Даже при незначительном изменении температуры меняется плотность и объем ДТ, литраж уменьшается, а масса не меняется.

Поэтому расчет топлива надо проводить не по объему, а по массе, эта величина всегда постоянна. Чтобы подсчитать массу ДТ надо литраж умножить на показатель плотности.

Топливная компания «ExpressDiesel» предлагает все виды ДТ напрямую от производителя по лучшим ценам в северо-западном регионе. Мы считаем топливо по массе и всегда рады долгосрочному взаимовыгодному сотрудничеству.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector