Определение свойств дизельного топлива и его элементов

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.