Дизельное топливо помимо своей основной задачи - производства энергии при сгорании - выполняет также еще две важные функции - охлаждение и смазка прецизионных узлов топливной системы, таких как топливные форсунки и топливный насос, а также регулирование параметров выхлопа на двигателях с контролем эмиссии.
Основные характеристики дизельного топлива
Вязкость
Этот параметр важен для процессов нагнетания топлива и его последующего впрыска. Влияет также на смазывающие характеристики. Параметры вязкости должны соответствовать европейскому стандарту ISO 3104.
Цетановое число
Цетановое число - параметр, влияющий на запуск и длительность прогрева двигателя. При эксплуатации двигателя в условиях низких температурах окружающего воздуха, желательно использовать дизельное топливо с более высоким цетановым числом. Тем не менее, следует иметь в виду, что топливо с цетановым числом выше 55 приводит к увеличению дымности выхлопа. Цетановые характеристики дизельного топлива регулируются европейским стандартом ISO 5165.
Содержание серы
Дизельное топливо обычно содержит некоторое количество сернистых соединений, влияющих на общие показатели кислотности топлива, работу выхлопной системы и ее коррозионную стойкость. Использование топлива с большим содержанием серы приводит к необходимости повышения смазывающих характеристик (TBN) для компенсации процессов кислотной коррозии. Использование такого топлива существенно снижает срок службы катализаторов и узлов выхлопной системы. Категорически не рекомендуется использовать марки топлива, содержание сернистых соединений в которых превышает рекомендованные величины. Следует иметь в виду, что в дизельном топливе помимо стабильных соединений могут присутствовать активные соединения серы, значительно усиливающие процессы коррозии. Содержание серы в топливе регулируются европейским стандартом ISO 4260.
Содержание воды и твердых взвешенных частиц
Поскольку гарантировать отсутствие в используемом топливе воды и посторонних взвесей сложно, настоятельно рекомендуется производить фильтрацию топлива перед заливкой его в топливный бак. Некоторое количество воды может попасть в топливо в неполном баке ввиду процессов конденсации из-за перепада температур. Необходимо своевременно производить замену топливных фильтров, а также фильтрующих элементов топливного насоса и подводящих топливных патрубков. При регулярном использовании предварительно неотфильрованного топлива с большим содержанием посторонних взвесей рекомендуется производить смену фильтров чаще, чем того требуют инструкции по эксплуатации.
Углеродистый нагар
При сгорании дизельное топливо образует углеродистый нагар, оседающий на внутренних поверхностях камер сгорания. Чем ниже качество используемого топлива, тем больше образуется нагара в процессе работы. Это, в свою очередь, приводит к постепенному снижению мощности двигателя.
Плотность топлива
Плотность топлива является его энергетическим показателем. Чем выше плотность топлива, тем больше энергии вырабатывается в процессе его сгорания и, соответственно, возрастают показатели эффективности и экономичности. Характеристики плотности топлива регулируются европейским стандартом ISO 3675.
Температура помутнения
Температуру, при которой начинается процесс кристаллизации содержащегося в топливе парафина, называют температурой помутнения. При этом кристаллизовавшийся парафин расположен в топливе неравномерно, подобно облакам. Показатели помутнения регулируются европейским стандартом ISO 3015.
Точка закупорки
Точкой закупорки называют минимальную температуру, при которой дизельное топливо способно протекать в канал диаметром 45 мкм. Эта характеристика тесно связана с показателем температуры помутнения. Понижение температуры до этой точки приводит к закупорке топливных фильтров из-за начавшегося процесса кристаллизации парафина.
Несгораемые шлаки
Практически в любом дизельном топливе содержится некоторое количество несгорамых, трудно фильтруемых металлических молекулярных включений, называемых шлаками. Содержание несгорамых шлаков в топливе регулируется стандартом ISO 6245.
Возгонка
До 90% дизельного топлива полностью испаряется при температуре 360ОС, оставшаяся часть испаряется при температуре 385ОС. Показатели возгонки регулируются стандартом ISO 3405.
Смазывающие характеристики
Смазывающая способность - характеристика жидкости, обеспечивающая гидродинамическую и граничную смазку двигающихся частей. Топливо с низким содержанием сернистых соединений и низкой вязкостью обладает более низкой смазывающей способностью. Смазывающие характеристики регулирубтся стандартом ISO 12156.
Рекомендуемые характеристики топлива
|
Характеристика
|
Рекомендуемые величины
|
|
Вязкость
|
от 1,3 до 5,8 мм в сек. (сантистокс) при температуре 40 град. C
|
|
Цетановое число
|
не менее 42 при эксплуатации выше 0 град.C, не менее 45 при t<0 град.C
|
|
Содержание серы
|
не более 0,5% в массовых долях *
|
|
Активные соединения серы
|
не выше n.2(ISO 4260) через 3 часа работы (50 град.C)
|
|
Содержание воды
|
не более 0,05% в объемных долях
|
|
Углеродистый нагар
|
не более 0,35 в массовых долях на каждые 10% объема нагара
|
|
Плотность
|
от 0,816 до 0,876 гр/см3 при температуре 15 град.C
|
|
Температура помутнения
|
на 6 град.C ниже минимальной температуры эксплуатации
|
|
Несгораемые шлаки
|
не более 0,02% в массовых долях (0,05% при смешивании с маслом)
|
|
Возгонка
|
кривая возгонки должна быть максимально плавной и непрерывной
|
|
Смазывающие показатили
|
3100 гр. или более SLBOCLE, или 0,45 мм. max при 60 град.С
|
* - Государственные или региональные стандарты могут требовать более низкого содержания серы в дизельном топливе. С другой стороны, использование топлива с содержанием серы свыше рекомендованного показателя, недопустимо, так как это приводит к преждевременной коррозии, увеличению вредных выбросов в атмосферу, а также существенно снижает интервалы выполнения профилактических работ по замене масла, фильтров и других подверженных быстрому износу частей и узлов.
Внимание! При невозможности использования топлива, соответствующего данным требованиям, допускается использование имеющегося топлива в течение короткого промежутка времени. Однако, следует иметь в виду, что использование иного топлива снимает с производителя любую гарантийную ответственность.
Характеристики топлива, допустимые в течение непродолжительного отрезка времени
|
Характеристика
|
Рекомендуемые величины
|
|
Вязкость
|
от 1,3 до 13,1 мм в сек. (сантистокс) при температуре 40 град. C
|
|
Цетановое число
|
не менее 35 при эксплуатации выше 0 град.С, не менее 40 при t<0 град.С
|
|
Содержание серы
|
не более 2% в массовых долях *
|
|
Активные соединения серы
|
не выше n.2(ISO 4260) через 3 часа работы (50 град.С)
|
|
Содержание воды
|
не более 0,5% в объемных долях
|
|
Углеродистый нагар
|
не более 5% в массовых долях на каждые 10% объема нагара
|
|
Плотность
|
от 0,750 до 0,965 гр/см3 при температуре 15 град.С
|
|
Температура помутнения
|
мин. температура, при которой не происходит кристаллизация
|
|
Потеря текучести
|
мин. температура, при которой топливо сохраняет текучесть
|
|
Несгораемые шлаки
|
не более 0,05% в массовых долях
|
|
Возгонка
|
90% по объему при температуре 395 град.С
|
|
Смазывающие показатили
|
не менее 2300 гр. или более SLBOCLE, или 0,6 мм. max при 60 град.С
|
|
Содержание Ванадия
|
не более 5 ppm (промилей)
|
|
Содержание Алюминия
|
не более 1 ppm (промилей)
|
|
Содержание Кремния
|
не более 1 ppm (промилей)
|
|
Содержание Натрия
|
не более 1 ppm (промилей)
|
* - Каталитические элементы и некоторые элементы выхлопной системы могут быть выведены из строя даже при непродолжительном использовании топлива с высоким содержанием сернистых соединений.
Влияние недостаточных показателей топлива на работу двигателя и его эксплуатационные характеристики
Вязкость
Низкая вязкость топлива приводит к быстрому износу топливного насоса и форсунок. Напротив, высокая вязкость топлива усложняет холодный запуск, а также неблагоприятно сказывается на топливоподводящей системе, приводя к трещинам головок форсунок и подтеканию топлива. При высокой вязкости может быть затруднен процесс регулировки подачи топлива.
Несоответствующее рекомендованному цетановое число
Слишком низкое цетановое число применяемого топлива усложняет запуск двигателя, приводит к выделению большого количества дыма, делает нестабильной работу двигателя на холостом ходу. Топливо с цетановым числом выше 55 может привести к неконтролируемому разгону двигателя или его нестабильной работе.
Несоответствующее рекомендованному содержание серы
Чрезмерное содержание в дизельном топливе сернистых соединений приводит к быстрой коррозии поверхностей форсунок, поршневых колец и подшипников. Что, в свою очередь, сокращает требуемые интервалы между выполнением профилактических и ремонтных работ. Использование топлива с содержанием серы более 0,5% в массовых долях влечет за собой необходимость применения масел с показателем TBN более 10, а это, в свою очередь, сокращает сроки службы заменяемых элементов системы смазки. Каталитические элементы и некоторые элементы выхлопной системы могут быть полностью выведены из строя даже при непродолжительном использовании топлива с высоким содержанием сернистых соединений. Особенно неблагоприятное влияние на коррозионную стойкость внутренних частей двигателя оказывают активные соединения серы.
Содержание воды и твердых взвешенных частиц
Повышенное содержание в топливе водных фракций и твердых взвешенных частиц существенно снижает срок службы фильтров и всей системы подачи топлива в целом.
Превышение допустимых показателей углеродистого нагара
Углеродистый нагар, оседающий на внутренних поверхностях камер сгорания приводит к быстрому загрязнению масла и необходимости частой его замены, включая замену масляных фильтров.
Недостаточная текучесть
Потеря текучести дизельного топлива обычно приводит к сбою запуска ДГУ. Большинство топливных насосов не в состоянии работать должным образом, если топливо находится в состоянии, близком к точке потери текучести. Температура топлива должна поддерживаться на уровне 10О - 15ОС выше этой точки.
Несоответствие температура помутнения топлива рекомендованным параметрам
В условиях, близких к температуре помутнения топлива, вероятен сбой работы ДГУ из-за закупорки топливных фильтров кристаллизовавшимся парафином. Подача топлива может не прекратиться полностью, но значительно уменьшиться, что приведет к существенной потере мощности установки. Именно поэтому рекомендуется тщательно подбирать топливо для эксплуатации в зимних условиях и в регионах Крайнего Севера.
Слишком высокая температура возгонки
Топливо с чрезмерно высокой температурой возгонки (свыше 385ОС) оставляет в трубопроводах топливной системы и ее элементах смолистый осадок, который, постепенно накапливаясь, ухудшает подачу топлива.
Недостаточные смазывающие свойства
Использование топлива с недостаточными смазывающими свойствами может привести к быстрому износу или заклиниванию движущихся частей элементов топливной системы.
Избыток Ванадия, Алюминия, Кремния и Натрия - приводит преждевременному износу поршневых колец, втулок и муфт топливной и масляной систем. Кроме того, Натрий, образуя каталитические соединения с Ванадием способствует быстрому подгоранию клапанов.
Избыток Цинка - приводит к постепенному уменьшению диаметра отверстий форсунок. Поэтому категорически не рекомендуется использование оцинкованных элементов (патрубков, баков и т.п.) в топливной системе.
Влияние качества топлива и его температуры на мощность ДГУ
Выходная мощность дизельгенератора в значительной степени зависит от плотности и вязкости используемого дизельного топлива. На некоторые характеристики топлива, в свою очередь, оказывает влияние температура, при которой эксплуатируется ДГУ. Температура топлива на входе топливного насоса не должна превышать 70ОС. Повышение температуры топлива приводит к снижению его плотности, что, с свою очередь, приводит к снижению мощности. Чем выше плотность топлива, тем большая мощность вырабатывается установкой. Несоответствие показателей вязкости топлива рекомендованным ведет к снижению мощности, выдаваемой установкой или затруднению регулировки работы двигателя.
Экспериментальные и нестандартные виды топлива и топливные смеси
Смеси дизельного топлива с маслом
Компания Cummins допускает использование смеси топлива с маслом для улучшения характеристик. В качестве добавки к топливу применяется как новое, так и использованное масло. Для достижения качественного смешивания рекомендуется перемешиватель Cummins Lube Oil Blender (P/N 3376362, 220 В, 50 Гц). Перед смешиванием необходимо убедиться, что характеристики топлива в результате не будут ухудшены.
Смеси дизельного топлива с дизельным топливом
Допускается использование смеси топлива с топливом для улучшения характеристик. Рекомендуется использовать только топливо класса премиум. Смешивание разных сортов топлива может изменить в лучшую сторону показатели вязкости и откорректировать температуру помутнения, при которой происходит кристаллизация парафина. Категорически не рекомендуется производить смешивание топлива при отсутствии соответствующего опыта и безопасных условий производства подобных процедур.
Внимание! Не рекомендуется добавление в дизельное топливо бензина, керосина или спирта, т.к. это может привести к взрыву. Кроме того, добавление бензина не является эффективным средством для корректировки температуры помутнения. Добавление в топливо 20% бензина изменяет температуру помутнения всего на 4ОС, но при этом существенно ухудшает показатели вязкости и влияет на цетановое число.
Смеси дизельного топлива со спиртами
В настоящее время существуют марки дизельного топлива, содержащего до 15% спирта - oxy-diesel и e-diesel. Компания Cummins не рекомендует использование топлива этих марок ввиду их высокой взрывоопасности. К настоящему времени подобные сорта топлива не являются должным образом опробованными и потому их следует считать экспериментальными. Использование такого топлива влечет за собой прерывание гарантийных обязательств производителя.
Смеси дизельного топлива с водой
Добавление в дизельное топливо воды (до 20%) в комбинации с определенными присадками, принято считать эффективным средством экономии и снижения вредности выхлопа. Действительно, таким образом вредные выбросы в атмосферу могут быть уменьшены на величину от 8 до 30%, а затраты на топливо на 15%, в зависимости от типа двигателя. Тем не менее, двигатели Cummins не ориентированы на использование подобных топливных смесей. Компания Cummins допускает, но не рекомендует использование топливных смесей с водой. Все возможные гарантийные претензии в этом случае снимаются.
Рекомендации по выбору топлива
Допускается использование следующих сортов отечественного дизельного топлива: Л-0.2-40 (летнее, высший и первый сорт), Л-0.2-62 (летнее, высший и первый сорт), 3-0.2 минус 35 (зимнее, высший и первый сорт), 3-0.2 минус 45 (зимнее, высший и первый сорт), А-0.2 (арктическое, высший и первый сорт) в соответствии с ГОСТ 1667-68.
Внимание! Не рекомендуется применять следующие сорта отечественного дизельного топлива: Л-0.5-40 (летнее), Л-0.5-62 (летнее), 3-0.5 минус 35 (зимнее), 3-0.5 минус 45 (зимнее), А-0.4 (арктическое) в соответствии с ГОСТ 305-82; ДТ (высший и первый сорт) в соответствии с ГОСТ 305-82.
Внимание! Категорически запрещено использование дизельного топлива марки ДМ в соответствии с ГОСТ 1667-68 для малооборотистых дизельных двигателей.
Дизельное топливо для дизельгенераторов - ДГУ
http://www.energospace.ru
