Сгорание смеси и оценка самовоспламеняемости дизельных топлив

Мягкая работа характеризуется минимальным периодом задержки воспламенения, что характерно для топлив с большим количеством окисляющихся углеводородов (парафиновые нормального строения).

При жесткой работе двигателя период задержки воспламенения увеличивается за счет парафиновых и ароматических углеводородов циклического строения и ароматиков.

Цетановое число – процентное содержание метана в смеси с альфаметилнафталином при условии что эта смесь на стандартной установке и режиме испытания имеет такую же задержку воспламенения, что и исследуемое топливо.

При испытании фиксируется вспышка индикаторной лампы машины ИТД – 69 или ИТ9 -3М в момент впрыскивания и воспламенения топлива (сравнивают задержку воспламенения исследуемого и эталонного топлива).

Цетановое число зависит от числа атомов углерода и длины углеродной цепи, чем больше молекулярное число и длиннее углеводородная цепь, тем выше цетановое число.

Способы повышения цетанового числа:

1. регулирование углеводородного состава, а именно увеличение концентрации нормальных парафиновых углеводородов и снижение содержания ароматических

2. введение специальных присадок – органических перекисей, сложных эфиров азотной кислоты

3. использование в зимнее время пусковых жидкостей (холод Д - 40)

Связь между цетановым числом и работой двигателя:

1. Протекание процесса сгорания

если цетановое число Ј 40, наблюдается жесткая работа двигателя, резкое возрастание давления за один градус поворота коленчатого вала

если цетановое число і 50, снижается малый период задержки самовоспламеняемости, топливо сгорает вблизи форсунки, не успевая распространиться по всей камере сгорания. В результате снижается экономичность и повышается дымность работы двигателя.

2. Пусковые качества топлива

если цетановое число Ј 40, то запустить двигатель в холодное время практически не возможно, для запуска используют предварительный разогрев или пусковые жидкости

Оптимальное цетановое число от 40 до 50

Показатели качества, влияющие на образование

высокотемпературных отложений

Содержание фактических смол, коксуемость, смольность, йодное число, содержание серы, механические примеси.

Количество фактических смол ГОСТ 8489 – 85 определяется выпариванием 10 мл топлива, горячим воздухом или в струе пара Т= 225°С. Для зимних топлив Ј 30мл/100см³ топлива, для летних топлив Ј40 см/100см³ топлива.

При содержании фактических смол в 2-3 раза больше стандартного моторесурс двигателя снижается на 45-50%.

Коксовое число (ГОСТ 19952 – 84) – способность топлива образовывать углистый осадок при высокотемпературном разложении Т= 800 - 900°С без доступа воздуха. Обычно коксовое число не должно превышать 0,03%.

Коксуемость – 10% остаток топлива после фракционной перегонки (не должна превышать Ј 0,3%). Коксуемость увеличивается при повышении вязкости и утяжелении фракционного состава.

Зольность (ГОСТ 1461 – 85) – вводится для ограничения в топливе количества не горючих компонентов, определяемых как масса золы отнесенная к массе навески топлива и выражается в %. Зольность не должна превышать 0,01%.

Йодное число (ГОСТ 2070 – 8 – это содержание йода в граммах, вступающее в реакцию со 100 мл топлива и способное присоединиться к содержащимся в нем непредельным углеводородам.

Йодное число обычно пропорционально количеству олефинов или других продуктов каталитического крекинга, являющихся непредельными т.е. малостабильными углеводородами. Оно не должно превышать 6г йода на 100мл топлива.

Содержание серы.

Сернистые соединения бывают активными и не активными. Наиболее агрессивны меркаптаны. Их содержание не должно превышать 0,01%. По содержанию неактивных сернистых соединений дизельное топливо делится на две подгруппы:

I S Ј 0,2%

II S Ј 0,4% - для арктических видов топлив

S Ј 0,5% - для летних и зимних видов топлив

Если количество серы в топливе превышает стандартное значение, и достигает 1,5 – 3% то существует ряд источников защиты двигателя:

- применение моторных масел специальной марки «Е» (М – 16 – Е)

- добавление в топливо воздушную смесь (0,1 – 0,16%) газообразного аммиака, который распадается с образованием азота и снижает нагарообразование

- добавление специальных присадок (нафтенат цинка 0,25 – 0,3%)

- изготовление деталей ГРМ из легированной стали или хромирование компрессионных колец.

Коррозионные свойства топлива

Минеральные кислоты и щелочи не допускаются. Ограничивается число органических кислот не выше 5 мл КОН/100 мл топлива. Сернистые соединения должны давать отрицательный результат на медную пластинку.

Ассортимент дизельных топлив

По ГОСТ 305 – 82 дизельные топлива подразделяются на три группы:

Л – летние t_засті -10°С

З – зимние t_засті -35-40°С

А – арктические t_засті -55°С

Маркировка дизельных топлив:

Л – 0,2 – 40 (Л- летнее, 0,2- содержание серы в %, 40- температура вспышки).

З – 0,4 – 40 (З- зимнее, 0,4- содержание серы, 40- температура застывания).

Для увеличения ресурсов дизельного топлива принимают:

- топливо широкого фракционного состава (ШФС), которое включает в себя легкокипящие углеводороды t_нк= 50 - 60°С, t_90%= 350 - 360°С, вязкость пониженная до 1,7 – 2,7 мм²/с,температура застывания t_заст= - 20 - 25°С, температура вспышки t_вспі40°С;

- топливо расширенного фракционного состава (РФС) добавка 10 – 30% бензина и 70 –90% утяжеленного фракционного состава (УФС) r = 860кг/м³, t₉₀= 360°C, t₅₀=270°C. УФС вызывает дымление и увеличение образования сажи в 2 – 3 раза.

Дата добавления: 2014-12-08