И СЕРТИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ

Стандарт ГОСТ Р 15.201-2000 «Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство» устанавливает порядок ее разработки и постановки на производство.

Подготовку и освоение производства, которые представляют собой этапы постановки продукции на производство, осуществляют с целью обеспечения готовности производства к изготовлению и выпуску (постановке) вновь разработанной (модернизированной) либо выпускавшейся ранее другими предприятиями продукции в заданном объеме, соответствующей требованиям конструкторской документации.

Подготовку производства считают законченной, когда изготовителем продукции получена вся необходимая документация, разработана (отработана) технологическая документация на изготовление продукции, опробованы и отлажены средства технологического оснащения и технологические процессы, подготовлен персонал, занятый при изготовлении, испытаниях и контроле продукции, и установлена готовность к освоению продукции.

На этапе освоения производства проводят квалификационные испытания и все необходимые работы для. последующей обязательной по законодательству сертификации продукции.

Результаты квалификационных испытаний считают положительными, если продукция (установочная серия, первая опытно-промышленная партия) выдержала испытания по всем пунктам программы квалификационных испытаний, положительно оценена технологическая оснащенность производства и стабильность технологического процесса изготовления для возможности.

выпуска в заданных объемах продукции, соответствующей технической и технологической документации.

При положительных результатах квалификационных испытаний освоение производства считается законченным.

С целью упорядочения работ по организации проведения приемочных и квалификационных испытаний новых и модернизированных нефтепродуктов, с учетом особенностей их производства и потребления, Госстандарт России Постановлением от 14.02.2001 г. № 16 утвердил и ввел в действие «Правила организации прове­дения приемочных испытаний топлив, масел, смазок и специальных жидкостей для различных видов техники».

Со 2 октября 2001 года Госстандарт России ввел в действие «Положение о Межведомственной Комиссии (МВК) по допуску к производству и применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей при Госстандарте России», которое устанавливает структуру, функции, права, обязанности и ответственность МВК.

Основные задачи, возложенные на МВК:

защита интересов потребителей ГСМ, а также производителей техники и нефтепродуктов;

определение единой технической политики в области испытаний, производства и применения нефтепродуктов для различных видов техники;

проведение единой политики в области разработки методов испытаний нефтепродуктов и создания оборудования для их реализации;

обеспечение оперативной связи между производителями техники, нефтепродуктов и государственными органами по стандартизации с целью разработки технической документации на новые нефтепродукты, организации их испытаний и допуска к производству и применению.

МВК состоит из руководящих работников и экспертов различных министерств и крупнейших нефтяных компаний страны, представляющих в равной степени интересы потребителей и производителей.

Для экспертного рассмотрения результатов испытаний нефтепродуктов и выдачи обоснованных рекомендаций МВК по принятию решения о производстве и применении указанной продукции в технике, созданы рабочие группы научной экспертизы (РГНЭ). Для организации текущей деятельности МВК создан рабочий аппарат МВК (РА МВК).

Принятый порядок допуска к производству и применению нефтепродуктов базируется на положительно зарекомендовавших себя ранее технических принципах и включает приемочные и квалификационные испытания.

Приемочные испытания. Проводятся с целью подтверждения соответствия качества вновь разрабатываемой продукции техническим требованиям и состоят из нескольких этапов испытаний.

Квалификационные испытания. Это испытания образца модернизированного нефтепродукта с целью оценки его физико-химических и эксплуатационных свойств.

Квалификационные испытания проводят в срок до 3 месяцев в объеме требований НД или ТУ и КМКО на вид нефтепродукта.

Комплекс методов квалификационной оценки автомобильных бензинов. Комплекс методов предназначен для квалификационной оценки эксплуатационных свойств автомобильных бензинов в дополнение к методам, пре­дусмотренным стандартами и техническими условиями на автобензины в следующих случаях:

для подтверждения соответствия качества автомобильных бензинов требованиям нормативной документации (ГОСТ, ТУ и др.) и комплекса методов квалификационной оценки при изменении состава и качества сырья, изменения компонентного состава и принятой технологии производства базовых и высокооктановых компонентов или при передаче производства другому предприятию;

при приемочных лабораторно-стендовых (первый этап) испытаниях опытных образцов автобензинов;

при периодических проверках эксплуатационных свойств товарных авобензинов.

Первый комплекс методов квалификационной оценки автомобильных бензинов был разработан в 1969 г., после чего он периодически уточнялся. Состав действующего комплекса методов квалификационной оценки автомобильных бензинов, утвержденный МВК при Госстандарте РФ 27 мая 2000 г., приведен в приложении.

В соответствии с Федеральным законом от 25 сентября 1998 г. № 158-ФЗ «О лицензировании отдельных ви­дов деятельности» и «Положением о лицензировании деятельности по переработке нефти, газа и продуктов их переработки», утвержденным постановлением Правительства РФ от 28 августа 2002 г. № 637, определен порядок лицензирования деятельности по переработке нефти, газа и продуктов их переработки, осуществляемый юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями.

Деятельность по переработке нефти и продуктов ее переработки включает в себя производство нефтепродуктов, соответствующих требованиям стандартов и технических условий.

Лицензирование деятельности по переработке нефти, газа и продуктов их переработки осуществляется Министерством энергетики Российской Федерации.

Лицензионными требованиями и условиями при осуществлении деятельности по переработке нефти, газа и продуктов их переработки являются:

а) соблюдение требований нормативных правовых актов Российской Федерации и нормативных технических документов, регулирующих деятельность по переработке нефти, газа и продуктов их переработки;

б) наличие сертификатов на продукцию, подлежащую обязательной сертификации в случаях, предусмотренных законодательством Российской Федерации;

в) подтвержденное документами наличие у лицензиата, принадлежащих ему на правах собственности или на ином законном основании производственных помещений и сооружений, соответствующих техническим нормам и требованиям эксплуатации технологического оборудования и инвентаря;

г) наличие у лицензиата работников, имеющих высшее или среднее профессиональное техническое образование либо иное высшее или среднее профессиональное образование, при условии прохождения ими переподготовки с целью осуществления лицензируемой деятельности, а также специалистов, прошедших специальную подготовку в установленном порядке;

д) наличие технологических схем и балансов переработки нефтяного и газового сырья с данными о его качестве и глубине переработки;

е) наличие и содержание в работоспособном состоянии средств противопожарной защиты (пожарной сигнализации и пожаротушения), противопожарного водоснабжения и расчетного запаса специальных огнетушащих средств, необходимых для ликвидации пожара.

Лицензия на осуществление деятельности по перера­ботке нефти, газа и продуктов их переработки предоставляется на 5 лет. Срок действия лицензии может быть продлен по заявлению лицензиата в порядке, предусмотренном для переоформления лицензии.

Контроль за соблюдением лицензиатом лицензионных требований и условий осуществляется путем проведения лицензирующим органом проверки. Плановая проверка проводится лицензирующим органом не чаще 1 раза в 2 года.

Общепризнанным способом подтверждения того, что продукция полностью отвечает установленным требованиям, служит сертификация соответствия.

Эта процедура подтверждения соответствия, посредством которой независимая от изготовителя (продавца, исполнителя) и потребителя (покупателя) организация удостоверяет в письменной форме, что продукция соответствует установленным требованиям.

Сертификат соответствия - документ, выданный по правилам системы сертификации, удостоверяющий, что должным образом идентифицированная продукция соответствует установленным требованиям.

Сертификация может носить обязательный и добровольный характер.

В соответствии с Законом РФ от 10.06.93 г. № 5152-1 «О сертификации продукции и услуг», Федеральным законом от 09.01.96 г. № 2-ФЗ «О защите прав потребителей» и постановлением Правительства РФ от 13.08.97 г. № 1013 «Об утверждении перечня товаров, подлежащих обязательной сертификации, и перечня работ и услуг, подлежащих обязательной сертификации» Постановлением Госстандарта России от 08.10.98 г. № 78 утверждены и введены в действие «Правила проведения сертификации нефтепродуктов», которые учитывают особенности производства нефтепродуктов, условия поставки потребителям, международные требования и соглашения на нефтяном рынке.

Документ устанавливает правила, процедуры и порядок проведения обязательной сертификации нефтепро­дуктов, проводимой органами по сертификации, аккре­дитованным в установленном порядке.

Автомобильные бензины включены в номенклатуру продукции, подлежащей обязательной сертификации. Нормативную базу подтверждения соответствия при обязательной сертификации в системе ГОСТ Р составляют стандарты.

На автомобильные бензины, обязательная сертификация которых проводится с 1993 г., распространяются ГОСТ 2084-77 «Бензины автомобильные. Технические условия» (только в части бензина А-76 неэтилированный), ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия» и ГОСТ Р 51866 (ЕН228-99) «Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия».

В настоящее время в России выпускается много марок автомобильных бензинов по отдельным техническим условиям, обязательная сертификация которых ранее не проводилась в связи с отсутствием нормативной базы.

С введением ГОСТ Р 51313 «Бензины автомобильные. Общие технические требования» обязательной сертификации на соответствие подлежат автомобильные бензины, выпускаемые по всем видам документации.

На сертификацию рекомендуется принимать нефтепродукты, имеющие техническое заключение (допуск) на их производство и применение, оформленное Межведомственной Комиссией по испытанию топлив, масел, смазок и специальных жидкостей при Госстандарте, России.

Сертификационные испытания бензинов проводятся по показателям качества заявленного документа, в состав которых должна входить номенклатура показателей, установленная ГОСТ Р 51313.

В сертификате соответствия указывается ГОСТ Р 51313-99 и заявленный документ (технические условия).

В случае появления рекламаций, претензий по качеству бензинов, другой негативной информации, органы по сертификации вправе принять решение о проведении проверки состояния производства по полной программе.

Разрешается проведение сертификационных испытаний одновременно с проведением квалификационных испытаний бензинов.

Срок действия сертификата соответствия устанавливает орган по сертификации, но не более 3 лет. Информация о том, что бензин сертифицирован, должна указываться в технической (паспорт качества, этикетка и пр.) и в товаросопроводительной документации.

Для подтверждения требований безопасности, охраны здоровья и окружающей среды потребитель вправе потребовать от изготовителя санитарно-эпидемиологическое заключение на вырабатываемый автомобильный бензин, которое выдается Государственной Санитарно-эпидемиологической службой Российской Федерации по заявке производителя автомобильного бензина или разработчика технической документации на этот бензин (ГОСТ, ТУ).

В этом заключении указываются гигиеническая характеристика бензина, область применения и необходимые условия использования, хранения, транспортирования и меры безопасности.

ДИЗЕЛЬНІ ПАЛИВА

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Дизельні двигуни широко застосовують в усіх галузях народного господарства. Основна їхня перевага - висока економічність, менші витрати палива порівняно з бензиновими двигунами (на 30-40 %), більша надійність у роботі. Дизельне паливо дешевше порівняно з бензином, що зумовлено технологією одержання, та менш пожежо-небезпечне. Але дизельне паливо має значний недолік: набагато обмеженіша сировинна база порівняно з бензином. Дизельне паливо одержують в основному атмосферною (прямою) перегонкою та каталітичним крекінгом, після чого проводять очистку, тоді як бензини - різними методами з нафти, різних нафтопродуктів (з важких, а також із дизельного палива), з газів та іншої сировини.

Основна відмінність у роботі дизельного і карбюраторного двигунів полягає в сумішоутворенні і запалюванні робочої суміші. В дизельних двигунах немає примусового запалювання робочої суміші. В циліндрі двигуна стискується не робоча суміш, а повітря. Тиск повітря становить 30-70 МПа, залежно від ступеня стиску, який коливається в межах 12-20. За рахунок високого тиску температура повітря підвищується до 500-800 °С. В це стиснуте повітря під високим тис­ком (до 15 МПа) через форсунку впорскується паливо, яке випаро­вується, нагрівається до температури самозаймання і згоряє. Всі ці процеси відбуваються за тисячні долі секунди, 20-40° повороту колінчастого вала.

Щоб паливо повністю випарувалось і згоріло, треба його розпилю­вати на найдрібніші краплинки і рівномірно розподіляти їх по всьому об'єму камери згоряння. Тому в сучасних двигунах використовують систему живлення пальним, що забезпечує повноту сумішоутворення. Для цього використовується об'ємне сумішоутворення, при якому паливо випаровується безпосередньо при виході з форсунки в дрібно-розпиленому стані; плівкове сумішоутворення, при якому впорскування палива передбачається на стінку камери згоряння і випаровування палива здійснюється з утвореної плівки палива. Плівкове сумішоутворення має місце, наприклад, у дизелях РАБД-МАН, якими обладнані автобуси „Икарус". При такому сумішоутворенні невелика частина палива під час впорскування надходить в об'єм камери згоряння і спалахує, підпалюючи пари палива, які утворюються при випаровуванні з стінок камери згоряння.

У дизелях з турбонаддуванням може бути змішане сумішоутворення. Двигун з турбонаддуванням - один з найефективніших для поліпшення техніко-економічних показників автомобілів з дизелями. Турбонаддування - попередній стиск повітря перед подачею його в циліндри. Збільшуються потужність і крутний момент двигуна на 15-20 %, тому що підвищується густина повітря, яке подається у циліндри. Економічності досягають за рахунок роботи двигунів на збіднених сумішах. Зменшується токсичність відпрацьованих газів. При надходженні в циліндри частини відпрацьованих газів (за рахунок рециркуляції) зменшується кількість горючої суміші, що веде до зниження максимальної температури в камері згоряння, сприяє зменшенню кількості оксидів азоту у відпрацьованих газах. При рециркуляції догоряє деяка кількість оксидів вуглецю і вуглеводнів. Двигун працює на порівняно важких паливах. Складність виробництва і висока вартість агрегатів для турбонаддування стримує його широке застосування.

Щоб забезпечити нормальну роботу двигуна, паливо повинно мати властивість прокачування для безперебійної роботи паливного насоса високого тиску; забезпечувати тонке розпилювання палива, легкий пуск, повне згоряння палива s „м'яку" роботу двигуна; не повинно утворювати відкладень, нагарів і лаків; не повинно викликати корозію резервуарів, баків, паливної системи, деталей двигуна; повинно забезпечувати малі витрати масла і утворення нетоксичних сполук у відпрацьованих газах.

Дизельне паливо .- це горюча рідина. Вибухонебезпечна концентрація його парів у суміші з повітрям становить 2...3 % (за об'ємом); температура самозаймання - +300...+330 °С; температурна межа запалювання - +69...+119 °С ( для літнього палива), +62...+105 °С (для зимового палива),+57...+100 °С (для арктичного палива). Гранично допустима концентрація парів палива в повітрі робочої зони становить 300 мг/м³. Дизельне паливо - це малотоксична речовина, що подразнює слизову оболонку і шкіру людини.

Якщо паливо розлито, його слід зібрати в окрему тару, місце розливу протерти сухою ганчіркою; на відкритій площадці місце розливу треба засипати піском із подальшим його видаленням.

При роботі з паливом не допускається користування інструмента­ми, що дають іскру. Засоби пожежогасіння: вуглекислий газ, склад СЖБ, склад 3,5 і перегріта пара.

Ємкості, в яких зберігається і транспортується паливо, повинні бути захищеними від статичної електрики.

При одержанні споживачем парти дизельного палива треба перевірити за документами показники якості: густину, випаровування (фракційний склад), цетанове число, низькотемпературні властивості (температури застигання і помутніння), корозійність тощо, порівняти їх із стандартними. Для точного обліку витрат треба знати значення густини кожної одержаної партії палива. Густина дизельних палив при 20 °С становить для літньої марки не більше 860 кг/м³, для зимової - не більше 840 кг/м³, арктичної - не більше 830 кг/м³.

ПРОКАЧУВАННЯ ПАЛИВ

Система живлення дизеля складається з паливного бака, па-ливопідкачувального насоса, фільтрів грубої Г тонкої очистки та запобіжних фільтрів високого тиску, насоса високого тиску та форсунок, призначення для подачі палива з бака автомобіля до камери згоряння.

Прокачування палива, робота паливного насоса, спрацювання прецизійних пар насоса високого тиску, для яких паливо одночасно є й мастилом, тонкість розпилювання і повнота згоряння палива, його витрати, склад відпрацьованих газів значною мірою залежать від в'язкості дизельних палив.

Розрізняють кінематичну і динамічну в'язкість. Динамічна в'язкість (коефіцієнт динамічної в'язкості) - це відношення діючого дотичного напруження до коефіцієнта швидкості. Вона є мірою опору рідини течії. Динамічна в'язкість h обчислюється як добуток кінематичної в'язкості v і її густини r при тій самій температурі. В Сі одиницею динамічної в'язкості є паскаль-секунда (Па×с). На практиці використовують 1 МПа×с = 10-³ Па×с. Допускається застосувати сантипуази (1 сП= 1 МПа×с). Кінематична в'язкість - це відношення динамічної в'язкості до густини при тій же температурі, міра опору рідини течії під впливом гравітаційних сил. У Сі одиницею кінематичної в'язкості є квадратний метр на секунду (м²/с). На практиці користуються меншою одиницею: 1 мм²/с = 10^-6 м²/с; допускається застосовувати сантистокс (1 сСт = 1 мм²/с). Визначають кінематичну в'язкість скля­ними віскозиметрами. Сутність методу визначення кінематичної в'язкості скляними віскозиметрами ньютонівських рідин, тобто у яких напруження зрушення пропорційне швидкості деформації, полягає у вимірюванні часу витікання визначеного об'єму досліджуваної рідини під впливом сили тяжіння.

В'язкість дизельних палив не є величиною постійною, вона зміню­ється із зміною температури (табл. 1). Для дизельних палив в'язкість визначають при температурі 20 °С. Паливо з дуже великою в'язкістю може спричинити перебої в подачі його до насоса внаслідок опору при Протіканні по системі живлення через фільтри і отвори форсунок. Критичні значення в'язкості, при яких мають місце ускладнення в подачі палива в циліндри, неоднакові для різних конструкцій паливо-подавальної системи.

Таблиця 1 - Залежність в'язкості дизельних палив від температури

В'язкість, густина, поверхневий натяг палива впливають на тонкість розпилювання, витрати палива. Чим менше значення цих показників, тим краще розпилювання, тим меншого діаметра краплинки утворюються при розпилюванні палива, тим краще випаровування. Але при цьому зменшується далекобійність струменя, тому що маленькі краплинки мають малий запас кінетичної енергії. Спостерігаються нерівномірність горючої суміші, неповнота згоряння і перевитрати палива за рахунок недовикористання кисню, із зниженням в'язкості зменшується цетанове число, погіршуються змащувальні властивості.

З підвищенням в'язкості палива глибина проникнення струменя збільшується, тому що утворюються краплі великого діаметра, поліпшується однорідність горючої суміші. Але при цьому погіршується випаровування палива, повнота його згоряння. Це веде до перевитрат палива, недобору ^потужності, підвищення димності і токсичності відпрацьованих газів. Оптимальні значення в'язкості дизельних палив залежать від конструктивних особливостей паливного насоса, камери згоряння, сезонності використання.

Великого значення для забезпечення пуску та нормальної роботи дизельних двигунів при низьких температурах оточуючого повітря набувають низькотемпературні властивості, які характеризуються температурою помутніння і температурою застигання. Дизельні палива мають різні низькотемпературні властивості залежно від їхнього хімічного складу. Палива, у складі яких багато нафтенових і ароматичних вуглеводнів, з охолодженням втрачають свою рухомість при температурах -55...-60 °С. Палива, що складаються з великої кількості н-парафінових вуглеводнів, мають погані низь­котемпературні властивості внаслідок кристалізації парафінів навіть при позитивних температурах. Кристали парафінів забивають систему живлення двигуна, особливо паливні фільтри, утворюючи на них тоненьку парафінову плівку, порушують, а частіше припиняють подачу палива.

Температурою помутніння називають температуру, при якій змінюється фазовий склад палива, тому що поряд з рідкою фазою з'являється тверда. При цьому паливо втрачає свою прозорість, мутнішає внаслідок виділення мікроскопічних кристалів льоду (якщо в паливі є вода) і, основне, твердих вуглеводнів. При помутнінні паливо не втрачає рухомості. Розміри кристалів такі, що вони проходять через елементи фільтрів грубої очистки і не проходять через елементи фільтрів тонкої очистки, на яких утворюється тонка парафінова плівка. За рахунок відкладення парафінових кристалів у системі живлення двигуна можливе порушення подачі палива під час пуску і прогрівання дизеля.

Із подальшим зниженням температури кристали парафіну почина­ють зрощуватись, утворюючи просторову решітку, всередині якої знаходиться рідка фаза палива. При температурі застигання кристалічна решітка настільки зміцнюється, що паливо втрачає текучість, подача такого палива неможлива. Температура, при якій паливо втрачає рухомість, називається температурою застигання. Між температурою помутніння і застигання дизельного палива є розрив у 8-35 °С залежно від хімічного складу палива. Температура повітря, при якій можлива експлуатація дизельного палива, повинна бути на 5-10 °С вищою від температури помутніння для запобігання порушен­ням у подачі палива в двигун. Наприклад, паливо з температурою помутніння -19 °С можна використовувати при температурах повітря не нижчих від - 14 °С.

Крім хімічного складу, на низькотемпературні властивості дизельних палив значно впливає фракційний склад (табл. 2). Чим вища температура википання палива, тим гірші ці властивості.

Таблиця 2 - Залежність низькотемпературних властивостей палива

від фракційного складу

Низькотемпературні властивості палива можна поліпшити виділен­ням частини н-парафінових вуглеводнів (депарафінізацією). При депарафінізації можна одержати паливо із заздалегідь заданою температурою застигання. Але не слід забувати, що при депарафініза­ції виділяються високоцетанові компоненти - н-парафінові вуглеводні, тобто знижується цетанове число. Палива з поганими низькотемпературними властивостями мають високі цетанові числа, а палива з високими низькотемпературними властивостями - незадовільні цетанові числа. Для збереження цетанового числа на необхідному рівні проводять неглибоку депарафінізацію, а для поліпшення низькотемпературних властивостей до палив додають спеціальні присадки - депресанти, серед яких найпоширенішими є полімерні продукти. Добавка депресантів економічно вигідна і перспективна.

Витрати палива для пуску двигуна значною мірою залежать від температури повітря. Вплив температури повітря на роботу автомобіля дуже великий (табл. 3).

Таблиця 3 - Вплив температури повітря на роботу автомобіля

Перевитрати палива автомобілем у зимовий період залежать від таких причин: до 20 % - за рахунок погіршення теплового режиму роботи двигуна; до 10 % - за рахунок поганих дорожніх умов і снігового покриву; до 15 % - за рахунок збільшення непродуктивного часу роботи двигуна при пусках і прогріванні, до 20 % - за рахунок необхідності періодичного прогрівання двигуна на стоянках автомобілів; до 15 % - за рахунок використання палив і масел, що не відповідають сезонним вимогам. Палива можуть прокачуватись при температурах нижчих від температури їхнього помутніння, якщо паливний фільтр розміщений в підкапотному просторі. Велике значення для забезпечення прокачування палива має відповідність його якості температурно-кліматичним умовам експлуатації. З цією метою промисловість випускає арктичне, зимове та літне паливо. Однак зимового палива випускається значно менше, ніж літнього, тому часто в зимовий період експлуатації надходить на підприємство літнє паливо. Використання літнього палива при низьких температурах оточуючого повітря веде до перебою в роботі двигуна, робить подачу палива неможливою. При відсутності підігрівання двигуна при низьких температурах повітря і відсутності зимового палива, як виняток, для зниження температури застигання дизельних палив в умовах експлуатації допускається добавка гасу. З цією метою використовують низькозастигаючі гаси (типу реактив­них палив) в кількості до 25 %: при температурах повітря до - 25 °С добавляють до 10 % гасу, при температурах нижче - 25 °С - до 25%. При значному розведенні дизельного палива гасом знижується цетанове число, що веде до жорсткої роботи двигуна, погіршення змащувальних властивостей палива, в зв'язку з чим підвищується спрацювання плунжерних пар, збільшуються витрати палива і масла, підвищуються димність і токсичність відпрацьованих газів. Добавка звичайного гасу недопустима, тому що він має погані низькотемпературні властивості: температура помутніння технічного гасу дорів­нює -12...-15 °С. Тому перед тим, як добавляти гас, треба уточнити температуру його помутніння, яка повинна бути не вищою від - 25 °С, інакше добавка гасу не має значення. При добавці 25 % низькозастигаючого гасу до дизельного палива температура застигання суміші знижується на 8-10 °С.

Марку дизельного палива (сезонність його застосування) можна визначити експрес-аналізом. Для цього готують охолодну суміш із снігу з сіллю. Замість снігу Можне використовувати дрібнотовчений лід. У суху чисту пробірку заливають на ¼ висоти дизельне паливо, закривають корком (чи щільно ватою) і ставлять вертикально в охолодну суміш. Через 20 хв пробірку виймають із охолодної суміші, протирають із зовні від снігу і солі та переглядають вміст пробірки. Якщо паливо помутніло, втратило прозорість (а тим більше рухомість), воно є літньої марки.

Одна з головних причин відказів живлення і паливної апаратури (від 30 до 95 %) - наявність води і механічних домішок у дизельному паливі. Вода і механічні домішки потрапляють у паливо по всьому шляху транспортування (від нафтозаводу до двигуна) і можуть становити іноді дуже великі кількості:

Більшість механічних домішок абразивного характеру (пісок), мають дуже велику твердість і спричинюють підвищене спрацювання двигуна. Особливо небезпечні домішки для паливних насосів високого тиску і форсунок. Прецизійні пари мають зазор 1,5-3,0 мкм. Тому навіть невелика кількість механічних домішок, розмір яких сумірний із зазором плунжерних пар, викликає підвищене спрацювання їх. Паливні фільтри (повстяні, паперові) треба регулярно чистити. Забруднені паперові фільтруючі елементи паливного фільтра тонкої очистки заміняють новими (при ТО-2).

Механічні домішки в паливі підвищують смолоутвореннл, забруднюють паливну систему, збільшують утворення смолистих відкладень та нагарів на форсунках і в камері згоряння, внаслідок чого погіршуються надійність і довговічність системи живлення, значно збільшуються витрати палива, димність і токсичність відпрацьованих газів. При використанні забрудненого палива строкслужби паливної апаратури скорочується в 5-6 разів. Значну увагу треба приділяти герметичності пробок горловин паливних баків на автомобілях, ос­кільки вони знаходяться в місцях найбільшого запилення. Фільтри грубої і тонкої очистки палива забруднюються через 500-2500 км пробігу залежно від умов роботи. Несвоєчасне промивання фільтра грубої очистки і заміна фільтруючих елементів у фільтрі тонкої очистки призводять до різкого збільшення вмісту механічних домішок у паливі. Перед заправкою в автомобіль паливо повинно відстоюватись не менш як 10 діб. Чистота верхніх і нижніх шарів після відстою буде неоднаковою. Навіть при відстої протягом 10 діб у нижніх шарах палива залишаються найдрібніші частки механічних домішок, які викликають найбільшу небезпеку для паливної апаратури (табл. 4). Тому забирати паливо для автомобілів треба з верхніх шарів палива. Для очистки палив від механічних домішок під час транспортування, зберігання і видачі споживачам передбачені герметизація ємкостей і фільтрація палива при перекачуванні.

Вміст механічних домішок у дизельному паливі не допускається. Наявність механічних домішок у паливі можна визначити уплямі палива, яка розтікається на склі при нанесенні кількох краплин палива (на склі їх добре видно), або за плямою на фільтрувальному папері.

Вода в дизельному паливі може бути у вільному і розчинному станах (в дуже незначній кількості). Кількість розчиненої води в дизельних паливах значно менша, ніж у бензинах (табл. 5) та гасі. Небезпечною є вода, яка попадає в паливо ззовні і яка знаходиться у вільному стані. При зниженні температури вода перетворюється в кристали льоду. В утворенні кристалів може брати участь паливо. Щоб запобігти утворенню кристалів і, отже, порушенням у роботі паливної системи двигуна, можна використати присадки, зокрема метилцелозольв, багатоатомні спирти, що добавляють у паливо до 0,3 %. Щоб запобігти утворенню кристалів льоду та інею в паливах в авіації застосовують присадки ТГФ (тетрагідрофурфуриловий спирт), рідину И (етилцелозольв), а також ці присадки модифіковані - ТГФ-М та И-М. Ці присадки вводять у гас до 0,3 %. Присадки можна використати в дизельному паливі, що дасть змогу застосовувати літні палива у зимових умовах. Використання них присадок ускладнюється тим, що вони водорозчинні і можуть вимитись водою при зберіганні та транспортуванні. Тому краще було б застосовувати їх безпосередньо при експлуатації на підприємствах. При роботі з ними треба бути дуже обережними, тому що ці присадки - високотоксичні речовини. У паливних баках при використанні антикристалізуючих присадок може утворитися низькозастигаючий водний розчин присадок, який треба зливати перед заправкою свіжим паливом.

Таблиця 4 -Осадження механічних домішок з дизельного палива у горизонтальному резервуарі діаметром 2 м при температурі 20 °С

Таблиця 5 - Залежність розчинності води в паливах від температури

Наявність води в дизельному паливі призводить до порушень у ро­боті двигуна, підвищення корозійності, збільшення його спрацювання. Вода в паливі може бути причиною зупинки двигуна після його пуску, тому що, „просочуючи" паливні фільтри, вона припиняє подачу палива.

Наявність різноманітних домішок (у тому числі механічних домішок і води) у дизельному паливі характеризується ще таким показником, як коефіцієнт фільтрації- співвідношення часу фільтрації останніх 2 мл палива до часу фільтрації перших 10 мл палива в спеціальному приладі. Із збільшенням вмісту домішок у паливі підвищується коефіцієнт фільтрації, тобто підвищується ступінь забивання приладу. При збільшенні коефіцієнта фільтрації погіршується робота паливної апаратури.

В умовах експлуатації наявність води в паливі можна визначити експрес-аналізом. Для цього в суху чисту пробірку заливають на ½ висоти добре перемішане паливо і кидають 2-3 кристалики перманганату калію. Закривши отвір пробірки корком чи пальцем, добре перемішують її вміст. При наявності води в паливі кристалики перманганату калію утворюють водні розчини навколо кристалика. Наявність води в паливі можна визначити інакше. Для цього в пробірку заливають на ¼ її висоти добре перемішана паливо. Нахиляють пробірку під кутом 45° отвором від себе і дно пробірки підігрівають сірником (послідовно не більше двох сірників). При наявності води в паливі утворюється піна, яка буде підніматись по стінці пробірки.

Виділити воду з дизельного палива в умовах експлуатації можна методом відстою палива (чим вища температура, тим менший час відстою) або центрифугуванням (при цьому разом з водою виділяються механічні домішки). Використання центрифугування можливе з одночасним охолодженням палива для викристалізовування води і швидкої очистки. Воду і механічні домішки з палива можна виділити фільтрацією через фільтри із капрону і тирси (але не хвойних дерев).

ВИПАРОВУВАННЯ 1 ЗГОРЯННЯ ДИЗЕЛЬНИХ ПАЛИВ

Випаровування дизельних палив впливає на повноту згоряння, економічність його використання, пуск і роботу двигуна, нагаро- і лакоугво-рення, спрацьованість двигуна, склад відпрацьованих газів, витрати масла.

Паливо подається під тиском у камеру згоряння через форсунку і перемішується з повітрям. Згоряння палива відбувається в газоподібному стані. Випаровування палива оцінюється фракційним складом. При визначенні фракційного складу дизельного палива фіксують температуру початку кипіння, википання 50 і 90 %, температуру кінця кипіння (96 %), вимірюють залишок, після перегонки і підраховують збитки. На пуск двигуна фракційний склад, зокрема температура википання 50 % палива, впливає більше, ніж цетанове число. При пуску двигуна утворюються найменш сприятливі умови для сумішоутворення і згоряння внаслідок недостатньо високої темпе­ратури в камері згоряння. Чим більше Б паливі легко-киплячих фракцій, тим швидше і повніше вони випаровуються. Теплоємність дизельних палив різного хімічного складу відрізняється незначно. Тому час нагрівання і випаровування крапель палива залежить від їхнього розміру. Чим легше паливо, тим менший діаметр утворюваних крапель, тим більша площа випаровування їх. Чим нижча температура википання 50 % палива, тим легше запустити двигун, особливо, при низьких температурах повітря. Так, час для прокручування колінчастого вала до пуску двигуна на паливі з цетановим числом 47,5 і температурою википання 50% палива, що становить 225 °С, майже в 9 разів менший порівняно з часом, необхідним для пуску двигуна на паливі з цетановим числом 52, але більш високою температурою википання 50% палива, що становить 285 °С. Але це не значить, що для поліпшення випаровування і полегшення пуску двигуна можна застосовувати дуже легкі палива типу бензину. Полегшення фракційного складу, тобто поліпшення випаровування, посилюється іншим фактором - збільшенням періоду затримки самозаймання. Для зменшення вмісту легких фракцій у дизельних паливах фракційний склад обмежують температурою початку кипіння.

Щоб полегшити пуск двигуна та зменшити витрати палива, використовують розігрів двигуна, спеціальні пускові рідини, наприклад пускову рідину „Холод-40” (див. табл. 8), яка містить 58-62 % ефіру, 13-17% газового бензину і 8-12% мало-в'язкого масла, забезпечує пуск холодного двигуна при температурі повітря до - 40 °С. Подають пускову рідину у впускну трубу дизеля в момент обертання колінчастого вала спеціальним пристроєм. Використовувати чистий ефір для полегшення пуску двигуна неприпустимо, тому що ефір змиває змащувальну плівку з поверхні ЦПГ, може створити умови для сухого тертя.

Паливо важкого фракційного складу з високою температурою википання 90 % і кінця кипіння не встигає повністю випаруватись, отже, і згоріти. Неповнота згоряння веде до перевитрат палива, збільшення димності і токсичності відпрацьованих газів, недобору потужності, підвищення нагаро- і лакоутворєння. При неповному використанні кожних 10 % потужності двигуна витрати палива збільшуються на 4-5 %. Незгоріле паливо частково підлягає крекінгу і полімеризації, утворюючи тверді коксові осади, які спричинюють механічне спрацювання деталей двигуна. Частина палива в рідкому стані стікає по стінках циліндра в масляний картер, змиваючи змащувальний шар і підвищуючи спрацювання двигуна. Економічність і моторесурс двигуна зменшуються. Тому надмірне обважніння палива, як і полегшення, небажане. Основна частина палива повинна википати при температурі 250-330 °С.

Важлива властивість дизельного палива - його можливість забезпечувати чистоту двигуна і паливної апаратури. Ця властивість значною мірою залежить від хімічного і фракційного складу палива. При згорянні палива спостерігається нагароутворення на стінках камери згоряння і впускних клапанах, а також має місце утворення відкладень на розпилювачах та голках розпилювачів форсунок, на штоках випускних клапанів, поршнях, у канавках поршневих кілець, камері згоряння тощо. На стінках камери згоряння, днищі поршня і впускних клапанах утворюється твердий нагар темного кольору, а на розпилювачах та голках розпилювачів форсунок нагар м'який, смолистого характеру, жовтуватого кольору, іноді - у вигляді лакової світло-коричневої плівки. Відкладення нагарів на стінках камери згоряння погіршує відведення теплоти в систему охолодження двигуна Відкладення нагару на впускних клапанах сприяє їхньому закоксовуванню, в результаті чого зникає герметичність посадки клапана на сідло. Відбувається витікання розжарених газів і обгоряння посадочних поверхонь клапана і сідла, в окремих випадках можливе зависання клапану. Утворення нагарів, наприклад, на продувних вікнах двотактного дизеля погіршує умови продування циліндру.

Найбільші ускладнення в роботі дизельних двигунів пов'язані з відкладеннями на форсунках. Нагар, який утворюється на розпилювачах, сприяє погіршенню якості розпилювання палива і скривленню факела. При погіршенні розпилювання палива порушується сумішоутворення, відбувається неповне згоряння, що врешті-решт, веде до димлення дизеля, втрат потужності і перевитрат палива. Випадіння смолистих відкладень на голках розпилювачів сприяє їхньому зависанню. Закоксованість сопел і зависання голок розпилювачів супроводжується підтіканням палива, тому що в цьому випадку голка не сідає на ущільнюючий конус розпилювача і не перекриває його канал. При підтіканні палива падає потужність і економічність дизеля і збільшується його димлення.

Нагароутворення в двигуні залежить, у першу чергу, від наявності асфальтосмолистих речовин, вміст яких побічно можна характери­зувати кількістю залишку в колбі після перегонки палива при визна­ченні фракційного складу на спеціальному апараті. Зі збільшенням вмісту смол у паливі підвищується здатність до нагароутворення на деталях двигуна. Утворення нагару та лаку залежить також від наявності сірчаних сполук, ароматичних вуглеводнів у паливі, від конструктивних особливостей двигуна, його технічного стану, режиму роботи, якості моторного масла тощо. Підвищення вмісту сірки в паливі при його згорянні сприяє збільшенню нагарів і лаків, причому щільність нагару значно підвищується. Найбільший вплив на нагароутворення мають із сірчаних сполук меркаптани, які приско­рюють процеси окислення, полімеризації нестабільних сполук дизель­ного палива і сприяють їх випаданню і відкладенню на деталях двигу­на. Наприклад, при вмісті сірчаних сполук у паливі 0,06 % на кільцях і в поршневих канавках утворюється 2,1 г відкладень після 80 год роботи дизеля. При підвищенні вмісту сірчаних сполук до 0,85 % кількість відкладень збільшується до 5,8 г.

Сірчані сполуки разом із органічними кислотами викликають корозію деталей двигуна і інші несправності. Основна маса дизельних палиа виробляється з сірчаних нафт. При перегонці одержують дистиляти з вмістом сірки до 1,3 %. Дистиляти підлягають складному процесу каталітичного виділення сірчаних сполук з палива, який дозволяє знизити вміст сірки до 0,2-0,5 %. Встановлено, що загальне спрацювання деталей двигуна майже прямо пропорційна вмісту сірки в дизельному паливі. Наприклад, при підвищенні вмісту сірки з 0,2 % до 0,6 % спрацювання гільз циліндрів і поршневих кілець підвищується приблизно на 15 %, а при збільшенні вмісту сірки до 1 % спрацювання цих деталей збільшується в 1,5 рази. Основним об'єктом корозійного спрацювання продуктами згоряння сірчаних сполук є ЦПГ, органічними кислотами - плунжерні пари. Підвищення Кислотності палив веде до корозійного спрацювання плунжерних пар паливного насоса високого тиску, зростання відкладень і погіршення потужно-економічних показників двигуна. Наприклад, підвищення кислотності палива з 4 мг КОН/100 мл палива до 50 мг КОН/100 мл "палива збільшує спрацювання плунжерів в 1,5 рази, знижує потужність двигуна більш як в 4,5 рази.

Продукти згоряння палива, які містять сірчаний і сірчистий ангідиди, проникають через нещільності циліндропоршневої групи в картер. Тут вони утворюють сірчану і сірчисту кислоти. Змішуючись з маслом, кислоти погіршують його якості. Для боротьби з корозією в моторні масла (іноді - в палива) добавляють присадки.

Однією з переваг дизелів порівняно з бензиновими двигунами вважається менша токсичність відпрацьованих газів за рахунок повнішого згоряння палива (табл. 6).

Таблиця 6 - Склад відпрацьованих газів двигунів

Слід зазначити, що це положення може бути віднесене до технічно справних двигунів, при використанні кондиційних і відповідних даному двигуну палив і масел. Склад відпрацьованих газів не залишається постійним. На повноту згоряння палива, вміст токсичних сполук впливають режим роботи двигуна, його технічний стан, оптимальність регулювань, якість палива і масла, майстерність водія, експлуатаційні фактори (дорога, температура повітря тощо). При пуску і прогріванні двигуна у відпрацьованих газах міститься значна кількість акролеїну (до 0,13-0,15 %), який має підвищену токсичність. Допустима концентрація акролеїну у виробничих приміщеннях - 0,0007 мг/л. На це треба звертати особливу увагу при розрахунках вентиляції узакритих приміщеннях при експлуатації рухомого транспорту з дизелями, їх ремонті, обслуговуванні тощо. Неповнота згоряння палива, поява великої кількості сажі у відпрацьованих газах не тільки призводять до забруднення атмосфери, але й погіршують видимість на дорогах, що сприяє виникненню аварійних ситуацій. При роботі з несправного системою живлення дизелів масовий вміст сажі у відпрацьованих газах може зрости до 70-90 %. Сажа, потрапляючи з повітрям в органи людини, адсорбує з повітря токсичні сполуки, веде до збільшення онкологічних захворювань органів дихання людей. До високотоксичних речовин у відпрацьованих газах дизелів належить бенз-a-пірен, вміст якого різко збільшується у випадках неповного згоряння палива (наявність „хвоста" за дизелем). Бенз-a-пірен також спричинює онкологічні захворювання.

У зв'язку з тим що в дизельних двигунах немає примусового запалення робочої суміші, суттєву роль в оцінці якості дизельного палива відіграє температура самозаймання, тобто та нижча температура нагрівання палива, при якій воно загорнеться без стороннього джерела вогню. Для займання палива без примусового запалювання необхідно, щоб температура, при якій самозаймається розпилене паливо, була нижчою від температури, яка розвивається при стисненні повітря в циліндрі двигуна. Паливо, яке має високу температуру самозаймання, не може використовуватись для дизелів. Чим важче паливо, тим нижча температура його самозаймання (табл. 7). Вона залежить від фракційного і хімічного складу. На займання палив великий вплив мають ступінь стиску, конструкція камери стиску, тиск розпилювання, матеріал поршня, тепловий режим двигуна та інші фактори.

Таблиця 7 - Температура самозаймання перів палив у потоці гарячого повітря*

*Тиск повітря - 0,3 МПа.

Паливо, що надходить у циліндри двигуна, спалахує не відразу, минає деякий час, протягом якого паливо переміщується з повітрям, випаровується, нагрівається до температури спалаху, а тоді вже починає горіти. Цей час називається періодом затримки самозаймання. Йому передує ряд фізичних і хімічних процесів. Паливо розпилюється в стиснутому повітрі, його краплі підігріваються до високої темпера тури і випаровуються. Під впливом високої температури і кисню повітря відбуваються передполуменеві реакції багатостадійного окислення вуглеводнів, які входять до складу палива. 8 горючій суміші накопичуються кисневмісні нестійкі сполуки, які потім починають роз­кладатись із виділенням частини теплової енергії (10-15 %) і кисню, тим самим провокуючи окислення інших молекул вуглеводнів. Хо-лоднополуменеве окислення призводить до підвищення температури робочої суміші і появи безлічі осередків займання. В цю Мить з'являється голубе світіння, яка називається холодним полум'ям. У результаті підвищення температури робочої суміші прискорюються хімічні реакції і виникає її самозаймання, тобто поява гарячого полум'я. Таким чином відбувається двостадійне самозаймання палив, яке має місце в більшості випадків у дизельних двигунах, і при цьому період затримки самозаймання складається з періоду затримки хо­лодного полум'я і другого періоду затримки. Крім того, загальний період затримки можна поділити на час, який затрачається на проход­ження фізичних процесів (розпилювання палива, випаровування, змішування парів з повітрям) і час, необхідний для хімічних реакцій (передполуменеві реакції і формування осередків самозаймання). v момент, коли починається горіння палива, більша частина палива, яке надійшло на той момент, встигає випаруватись і процес горіння охоплює есе нові порції пализоловітряної суміші. Паливо продовжує подаватись форсункою в камеру згоряння, воно інтенсивно перемі­шується з повітрям, випаровується і швидко згоряє. Подане паливо в основному запалюється за рахунок змішування з гарячими продук­тами згоряння палива, що потрапило я циліндр у період затримки самозаймання. В результаті швидкого згоряння палива тиск у цилінд­рі значно підвищується. В цей період виділяється основна кількість теплової енергії циклічної подачі палива (до 70 %), подача палива форсункою продовжується, тиск підвищується і досягає максимального значення в циліндрі. 8 кінці швидкого згоряння темп нарощування тиску падає, швидкість згоряння знижується, починається період сповільненого згоряння, тиск змінюється незначно. В цей період припиняється подача палива, але процес згоряння продовжується і росте температура газів, виділяється близько 20 % теплової енергії палива. Зниження тиску в кінці періоду пояснюється збільшенням об'єму камери згоряння в зв'язку з рухом поршня до н. м. т. Кінець періоду сповільненого згоряння умовно приймається тоді, коли досягається максимальна температура газів у камері згоряння. Після цього догоряють залишки незгорілого палива і продукти неповного згоряння. Чим важче паливо, вища його в'язкість та густина, тим більш тривалий період догоряння. Фаза догоряння може охоплювати до 70° кута повороту колінчастого вала після в. м.т.; процес догоряння, власне, впливає на димність і токсичність відпрацьованих газів.

При великій затримці самозаймання (великому значенні періоду затримки самозаймання) паливоповітряної суміші в циліндрі дизеля накопичиться і зразу згорить велика частина палива. Це веде до різкого наростання тиску на кожний градус повороту колінчастого вала, буде мати місце так звана жорстка робота двигуна. Зовнішні ознаки жорсткої роботи двигуна ідентичні детонаційному згорянню бензину в карбюраторних двигунах; прослуховується характерний металевий стук за рахунок ударної хвилі на поршень двигуна. Стуки в дизелі супроводжуються вібрацією та перегріванням поршня і головок циліндра. Хоч зовнішні ознаки детонації в карбюраторному двигуні і жорстка робота дизеля ідентичні, причини їх різні. Всі ті фактори, що викликають або підсилюють детонацію в карбюраторних двигунах, ліквідують або зменшують жорстку роботу дизеля. Під час жорсткої роботи двигуна спостерігається підвищене спрацювання корінних підшипників колінчастого вала, особливо вкладишів, за рахунок удар­ної хвилі на них; пригоряють, деформуються, а іноді й ламаються, поршневі кільця; збільшується прорив газів у масляний картер, підвищуються витрати палива і масла, а також димність і токсичність відпрацьованих газів. Жорстка робота двигунів різної конструкції спостерігається під час різної інтенсивності наростання тиску. М'яка робота двигуна забезпечується підвищенням тиску на 0,25-0,5 МПа, а жорстка робота - на 0,6-0,9 МПа на кожний градус повороту колінчастого вала. При більшому наростанні тиску робота двигуна буде дуже жорсткою. Робота дизелів узимку більш жорстка, ніж улітку, внаслідок низьких температур повітря, що надходить.

Властивості палива, його хімічний та фракційний склад найбільше впливають на період затримки самозаймання. У табл. 8 наведено температури самозаймання вуглеводнів. Найнижчі температури самозаймання мають н-парафінові вуглеводні, чим вища їх молекулярна маса, тим нижча температура самозаймання.

Для визначення самозаймання палив введено поняття цетанового числа, яке вказує на швидкість підвищення тиску при згорянні рідкого нафтового палива в поршневих двигунах із займанням паливо-повітряної суміші від стиску, яке виражається в одиницях еталонної шкали. Як еталонні палива вибрані н-парафіновий вуглеводень - н-цетан (н-гексадекан) і ароматичний вуглеводень - a-метилнафталін. Цетан має дуже малий перехід затримки самозаймання, його цетанове число умовно прийнято за 100. a-Метилнафталін має великий період затримки самозаймання, і його цетанове число умовно прийнято за 0. Суміш н-цетану і a-метилнафталіну в різних співвідношеннях має неоднакове самозаймання. Цетанове число дизельного палива визначають таким чином: запускають двигун на досліджуваному палив! і зміною ступеня стиску досягають умов, щоб самозаймання палива почалося точно у в.м.т., тобто період затримки самозаймання дорівнював 13°; далі підбирають таку суміш н-цетану і a-метилнафталіну, яка б при тому ж ступені стиску також займалася у в.м.т., тобто мала такий же період затримки займання (13°), як і досліджуване паливо. Цетановим числом називається процентний (об'ємний) вміст н-цетану в суміші з я-мєтилнафталіном, яка за самозайманням аналогічна досліджуваному паливу. Наприклад, якщо досліджуване дизельне паливо має цетанове число 45, це значить, що за самозайманням воно еквівалентне штучній суміші еталонних палив, яка містить 45 % н-цетану і 55 % a-метилнафталіну.

Цетанове число дизельного палива залежить від його хімічного складу, здатності до окислення. Найшвидше окислюються і розпадаються н-парафінові вуглеводні, в результаті чого утворюються пероксиди та інші легкозаймисті сполуки. Нормальні парафінові вуглеводні мають найвищі цетанові числа (табл. 9). Ароматичні вуглеводні самозаймаються при високих температурах і мають найнижчі цетанові числа. Тому збільшення вмісту ароматичних вуглеводнів у дизельному паливі веде до погіршення його самозаймання, тобто до зниження цетанового числа. Для підвищення цетанового числа дизельних палив можна використовувати різні присадки - нітрати, перрксиди, наприклад ізопропілнітрат. Одночасно з підвищенням цетановоі-о числа присадки поліпшують пускові властивості палива.

Таблиця 8 - Температура самозаймання вуглеводнів

Таблиця 9 - Цетанові числа вуглеводнів

Чим нижче цетанове число, тим жорсткіша робота двигуна. Значення цетанового числа впливає й на інші показники роботи двигуна: його пуск, максимальний тиск згоряння, питомі витрати палива, температуру вихлопу, відкладення в двигуні, димність і токсичність відпрацьованих газів. Із підвищенням цетанового числа палива полегшується пуск двигуна і збільшується максимальний тиск згоряння, останні показники знижуються, робота двигуна поліпшується. Наприклад, якщо цетанове число палива дорівнює 35, дизель пускається легко при температурі повітря +35 °С і вище, тоді як цетанове число палив становить 50, двигун легко пускається при температурі повітря +4 °С. На паливі з цетановим числом 53 дизель запускається протягом 3 с, а на паливі з цетановим числом 36 - за 45...50 с (при відповідній температурі оточуючого повітря).

Для сучасних автотракторних дизельних двигунів, дизелів дорожно-будівельної техніки тощо треба користуватись паливами з цетановими числами 45-50, що забезпечують м'яку роботу двигуна. При цетановому числі палива 40 і нижче дизелі працюють жорстко, підвищуються спрацьованість деталей двигуна, витрати палива, токсичність і димність відпрацьованих газів. Однак підвищення цетанових чисел палива більше 50 не впливає суттєво на поліпшення роботи дизеля, а питомі витрати палива збільшуються. Це пояснюється тим, що при високих цетанових числах період затримки самозапалювання дуже малий і згоряння відбувається біля розпилювача форсунки. Повітря, що знаходиться в віддалених від форсунки місцях, не бере участі в процесі згоряння. Тому має місце неповне згоряння палива, що веде не тільки до його перевитрат, але й до підвищення токсичності та димності відпрацьованих газів, до перевитрат масла. Підвищення цетанового числа дизельного палива веде до Його подорожчання.

АСОРТИМЕНТ ДИЗЕЛЬНИХ ПАЛИВ

Дизельні палива поділяють на три марки: А - арктичне, 3 - зимове, Л - літнє. За вмістом сірки розрізняють два види палива: І - з вмістом сірки не більше 0,2 %; II - з вмістом сірки не більше 0,5 % (для марки А - не більше 0,4 %). Основною відзнакою різних марок дизельних палив є температура помутніння і температура застигання, тобто низькотемпературні властивості. Марки дизельних палив відрізняються також випаровуванням (фракційним складом) і в'язкістю. Літне дизельне паливо використовують при температурі навколишнього повітря О °С і вищій, зимове - при - 20...-30 °С і нижче, арктичне - при -50 °С і нижче.

При використанні дизельного палива з підвищеним вмістом сірки (більше 0,2 %) треба застосовувати моторні масла більш високих за якістю груп з більшим вмістом лужних присадок (з високим значенням лужного числа), щоб запобігти підвищеному спрацюванню деталей двигуна продуктами згоряння сірчаних сполук. Для одержання дизельних палив використовують гас, газойлеві і солярові фракції, одержані атмосферною (прямою) перегонкою нафти. Ці фракції в разі необхідності піддають гідроочистці від сірчаних сполук і депарафінізації, потім змішують з каталітичним газойлем (до 20 %), при цьому вводять до 1 % ізопропілнітрату для підвищення цетанового числа. У зимових ди­зельних паливах міститься більше гасових фракцій, у літніх - солярових.

У зв'язку з переведенням значної кількості техніки на дизельні двигуни збільшується необхідність розширення сировинних джерел для одержання палив. Цього можна досягти за рахунок зміни фракційного складу: підвищення температури кінця кипіння і зниження температури початку кипіння. Паливо з температурою початку кипіння 60-80 °С і температурою википання 90 %, що становить 360 °С, перспективне як єдине дизельне паливо. Паливо такого фракційного складу одержують із конденсатів деяких газоконденсатних родовищ, вони знаходять безпосереднє використання в північних та північно-східних районах Росії. При використанні чистих конденсатів газоконденсатних р'одовищ без зміни регулювання паливної апаратури знижується потужність двигуна на 2-9 %, зростає економічність на 1,5-3 %, приблизно на 30 % знижується нагароутворення на ЦПГ, спрацювання основних деталей паливних насосів буде в межах норми. Можна добавляти конденсати газоконденсатних родовищ у товарні дизельні палива до 50 %, при цьому не треба регулювати паливну апаратуру. Слід звертати увагу на якість добавлених конденсатів. Так, конденсати українських родовищ придатні як добавки до дизельних палив улітку.

Розширення сировинних джерел для одержання дизельних палив можна досягти за рахунок використання палив широкого фракційного складу (ШФС), що. містять 40 % бензинових важких фракцій (з температурою початку кипіння 80 °С) і 60 % стандартного палива. В паливі ШФС бензинові фракції знижують в'язкість, поліпшують низькотемпературні властивості, але разом з тим знижують цетанове число, тем­пературу займання, погіршують змащувальні властивості. При роботі на ШФС збільшуються динамічні і теплові навантаження, надійність і моторесурс двигуна знижуються порівняно з двигунами, що працю­ють на стандартних дизельних паливах. Строк заміни масла при роботі двигуна на ШФС однаковий із строком заміни масла при роботі двигунів на малосірчаному дизельному паливі. Собівартість палива ШФС на 20-25 % нижча собівартості бензину і на 15-20 % нижча собівартості гідроочищеного дизельного палива. Але при виготовленні палива ШФС скорочуються сировинні джерела для одержання бензинів.

Розшире