Некоторые эксплуатационные свойства дизельных топлив

Рабочий процесс в дизельных двигателях принципиально иной, чем в бензиновых: топливо смешивается с воздухом непосредственно в камере сгорания и отсутствует принудительное воспламенение рабочей смеси. Отсюда и специфические требования к качеству дизельного топлива. В цилиндрах дизеля сжимается не рабочая топливовоздушная смесь, а воздух. В сжатый до 3…7 МПа и нагретый за счёт высокого давления до 500…800 ⁰С воздух под высоким давлением через форсунку впрыскивается топливо. Оно испаряется, нагревается до температуры воспламенения, перемешивается с горячим воздухом и самовоспламеняется.

Для обеспечения полного и качественного сгорания топлива оно должно обладать:

• хорошей прокачиваемостью для бесперебойной работы ТНВД;

• тонким распылом и хорошим смесеобразованием;

• отсутствием: нагарообразования на клапанах, кольцах, поршнях; зависания иглы; закоксовывания форсунки;

• отсутствием коррозионного воздействия на резервуары, топливопроводы;

• химической стабильностью.

Низкотемпературные свойства. При понижении температуры в дизельном топливе появляются разрозненные кристаллы парафинов, которые оседают на фильтрах и ухудшают подачу топлива в цилиндры.

Показатели, характеризующие начало кристаллизации и потерю подвижности топлива, стандартизованы. К ним относятся:

• температура помутнения, при которой топливо теряет прозрачность из-за начавших выпадать кристаллов парафинов;

• температура застывания, при которой дизельное топливо теряет подвижность из-за образования кристаллической решётки из выпавших парафинов. Определяют её в стандартном приборе, наклонённом под углом в 45⁰ в течение одной минуты.

Нормальная работа двигателя возможна в условиях, когда температура окружающего воздуха на 5…10 ⁰С выше температуры застывания.

Вязкостные свойства. Понижение или повышение вязкости (для топлив различных марок вязкость изменяется в пределах 1,8…6,0 мм²/с) приводит к нарушению работы топливоподающей аппаратуры, а также процессов смесеобразования и сгорания.

Загустевание топлива приводит к повышению сопротивления подачи топлива и к нарушению нормальной работы двигателя. Крупные капли повышенной вязкости испаряются медленнее, частично оседают на днище поршня и стенках цилиндра, что приводит к ухудшению процесса горения, снижению КПД и увеличению нагара.

Испаряемость. Топлива, содержащие высококипящие углеводороды, в условиях камеры сгорания во время рабочего процесса испаряются медленно и неполно. Это затрудняет пуск двигателя, снижает его экономичность и увеличивает дымность отработавших газов. С другой стороны, если топливо имеет облегчённый фракционный состав, оно способно испариться быстро и полно. Однако из-за плохой самовоспламеняемости возникают трудности с запуском двигателя, а после прогрева его работа становится жёсткой. Поэтому дизельное топливо должно обладать оптимальной испаряемостью.

Для повышения поверхности испарения топливо тщательно распыляют, что достигается при прохождении его с большой скоростью через сопло форсунки.

Такой показатель, как температура выкипания 50 % фракции, характеризует пусковые качества дизельных топлив, а температура выкипания 96 % фракции указывает на содержание в топливе трудноиспаряющихся фракций, которые ухудшают смесеобразование и вызывают неполное сгорание.

Склонность к образованию отложений. Высокой химической стабильностью отличаются топлива, получаемые при разгонке нефти с низким содержанием сернистых соединений.

Образование нагара и смолистых отложений зависит не только от состояния и режимов работы двигателя, но и от качества топлива. Наибольший вред приносит присутствие в них смолистых веществ. Оказывают влияние также вязкость, углеводородный и фракционный составы.

На процесс нагарообразования оказывают влияние зольность и количество неорганических механических примесей.