На что влияет содержание серы в дизельном топливе: На что влияет сера в дизтопливе – 403 — Доступ запрещён

На что влияет сера в дизтопливе

Большинство автовладельцев даже не задумываются о существовании серы в их топливе и стремятся оградить себя от подобной информации. На практике последствия серы в дизельном топливе могут оказаться катастрофическими для окружающей среды. Причина у этого простая —  она практически не наносит никакого вреда для человека, но взаимодействует с природой, оставляя на ней свой неизгладимый отпечаток.

Современная наука стремится минимизировать содержание серы в горючем, чтобы передвижение на транспорте приносило пользу человеку, а для природы проходило. Существующий прогресс достижений можно наблюдать при сравнении солярки и ДТ Евро-3-4-5.

Чем больше, тем лучше?

Нередко люди по старинке связывают серу именно со смазкой двигателя, из-за чего она оказывается одним из важнейших составляющих с их точки зрения. Долгое время это было так, но правильно подобранные присадки окажут благотворное воздействие, причем эффективность возрастает многократно. К тому же большое количество серы в горючем оказывает и свой негативный эффект — образование серной кислоты в ДВС, которая смывает смазку и даже может начать разъедать неметаллические детали, с которыми будет соприкасаться.

Современный подход

Ученые уже давно выяснили, на что влияет сера в дизельном топливе, поэтому активно стремятся изменить сложившуюся ситуацию. Современные марки отличаются крайне низким содержанием данного элемента, т.к. он успешно компенсируется различными добавками и присадками. Среди достоинств такого подхода можно выявить наиболее важные:

• минимизация воздействия на окружающую среду;
• улучшение смазывающей способности;
• увеличение безремонтного эксплуатационного периода всей топливной системы;
• повышенная устойчивость к низким температурам.

Имеются и иные достоинства практикуемых методов решения проблемы, которые позволили повысить экономичность использования топлива и иные важные критерии в различной степени.

Современные ДВС в большинстве случаев плохо реагируют с устаревшими марками ДТ, т.к. в них повышенное содержание серы, которое быстро приводит топливную систему в нерабочее состояние.

Марки топлива

Сегодня все марки топлива можно разделить на солярку и современное топливо Евро образца. По содержанию серы их можно разделить:

• Очень много. К данной категории относится солярка (соляровое масло), которая актуальна для сельхоз техники, котлов на жидком топливе и в аналогичных ситуациях.
• Средне. Данную позицию стабильно удерживают Евро-3 и Евро-4, потому что у них доли приблизительно равнозначные.
• Минимум. Лидирующую позицию уже много лет удерживает стандарт Евро-5, который регламентирует минимальное содержание серы и при этом максимальный КПД.

Каждый вариант пользуется заслуженной популярностью в определенных ситуациях, поэтому всегда нужно консультироваться перед покупкой с нашим менеджером. Нередко поддержка специалиста помогает сэкономить немало денег и сил.

Сера в дизельном топливе — Справочник химика 21

    Содержание элементарной серь Октановое число бензина. Содержание серы в дизельном топливе, %…..  [c.122]

    В общем, интервал замены масла зависит от условий работы и содержания серы в дизельном топливе. Для конкретного двигателя следует руководствоваться инструкцией по обслуживанию. [c.212]

    Хотя содержание серы в дизельных топливах всегда больше, чем в бензинах, тем не менее оно должно поддерживаться низким. Повышение содержания серы от 0,2 до 1,0% вызывает серьезное нагарообразование в двигателе и увеличение износа поршневых колец и цилиндра [335—340]. [c.440]

    Содержание серы в дизельном топливе вызывает коррозию и способствует ускоренному износу частей двигателя, сокращая тем самым срок их службы. Одновременно сера способствует повышенному нагарообразованию. Содержание серы в топливе определяют по методам ГОСТ 1771—48 и ГОСТ 1431—64.  [c.15]

    Содержание общей серы в дизельных топливах определяют по методу ГОСТ 19121-73 (см. гл. 2). В зависимости от содержания общей серы современные отечественные топлива для быстроходных дизелей делятся на два вида первый-с содержанием серы до 0,2% (масс.), второй-с содержанием серы от 0,2 до 0,5% (масс.). [c.104]

    По данным некоторых опубликованных работ, оценку противоизносных свойств дизельных топлив проводили в результате измерения износа плунжеров полноразмерной топливной аппаратуры после проведения длительных испытаний. Так, установлено, что при снижении содержания серы в дизельном топливе с 1,0 до 0,03% уменьшается износ плунжеров в 

[c.115]

    Поэтому, если содержание общей серы в дизельных топливах и керосинах не превышает 0,5 %, а в бензинах — 0,2 %, то за рубежом используют экономичные процессы окислительной демеркаптанизации. Возможна также очистка бензинов и с более высоким содержанием общей серы в тех случаях, если доля демеркаптанизированного бензина в товарном продукте будет сравнительно невысока. Это связано с тем, что в процессе окислительной демеркаптанизации общее содержание серы в топливах не снижается, а происходит лишь перевод меркаптанов в дисульфиды. Дисульфиды в отличие от меркаптанов инертны по отношению к металлам, имеют более высокую температуру кипения, т.е. менее летучи, являются ингибиторами окисления [15,52]. 

[c.20]

    Дизельные топлива из нефтей Башкирии получают летней марки с высокими цетановыми числами (от 47 до 60 единиц), низкими температурами застывания (в пределах от—10 до —30°С). Содержание серы в дизельных топливах колеблется от [c.76]

    С другой стороны, качество основных нефтепродуктов, вырабатываемых на НПЗ Италии, до последнего времени было заметно ниже, чем в других развитых капиталистических странах. Так, в Италии действовали самые высокие предельно допустимые нормы на содержание антидетонационных присадок на основе свинца в бензине (табл. П1.18), а также на содержание серы в дизельном топливе — 1,1% (масс.). Относительно невелик и удельный вес вторичных процессов, обеспечивающих повышение качества нефтепро- 

[c.51]

    В последние годы заметно возросли мощности процессов риформинга и гидроочистки (см. табл. 111.17), что связано с ужесточением требований к качеству моторных топлив (снижение предельно допустимых норм на содержание свинца в автобензинах до 0,4 г/л и серы в дизельном топливе до 0,5% масс,). [c.52]

    Следует отметить, что хотя абсолютный спрос на нефтепродукты за истекшее десятилетие снизился, требования к их качеству заметно возросли. ФРГ является одним из лидеров капиталистического мира в области повышения требований к качеству нефтепродуктов с точки зрения их безвредности для окружающей среды. В 1976 г. ФРГ первой среди стран Западной Европы установила самые строгие стандарты на содержание свинца в бензине (не выше 0,15 г/л) к 1986 г. весь автобензин предполагается выпускать неэтилированным. В 1979 г. были введены самые жесткие в Европе нормы на содержание серы в дизельном топливе — до 0,3% (масс.) и мазуте — до 2,8% (масс.). 

[c.59]

    МПа. При этом потребление водорода возросло примерно на треть (от 20 до 27 м /м ), содержание серы в дизельном топливе снизилось менее чем до 0.05%, содержание ароматических соединений — менее чем до 20% (об.). Таким образом была обеспечена возможность получения топлива класса 2 по шведской классификации. 

[c.40]

Сера в топливе

 

 

ГОСТ 305-2013 выделяет вид I со значением массовой доли серы 0,20% (сернистое) и вид II – 0,05% (малосернистое). Но на сегодняшний день этот ГОСТ применяется в основном только для топлива, применяющегося в сельскохозяйственной технике. К автомобильной технике применяется более современный ГОСТ Р 53268-2005, который предъявляет к содержанию серы в топливе усиленные требования: I вид – 0,035%, II вид – 0,005%, III вид – 0,001%.

 

До 80-х годов XX века проблемам загрязнения окружающей среды уделялось не так много внимания. Проблема серы в топливах обуславливалась её негативным воздействием на дизельные двигатели. Сера может вызвать износ узлов, что вызвано коррозионными свойствами продуктов её сгорания, а также повышением количества отложений в камерах сгорания и на поршнях. Высокосернистое топливо нежелательно для дизельных двигателей любых типов с чисто технической точки зрения. Однако ее негативное воздействие на двигатель снижается при его работе в режиме увеличенной нагрузки и высокой рабочей температуры. При низкотемпературных условиях сера из топлива реагирует с конденсированной влагой внутри двигателя, образуя кислые растворы, которые вызывают коррозию металлических узлов и укоряют износ движущихся частей.

 

В последние годы в связи с неблагополучной экологической обстановкой постоянно обновляются и ужесточаются нормы выбросов автомобилями каких-либо загрязнителей воздуха. Наличие соединений серы в топливе увеличивает токсичность отработавших газов:

• во-первых, за счет повышения концентрации оксидов серы и твердых частиц в газах;

• во-вторых, за счет уменьшения эффективности и надежности работы современных систем управления составом отработавших газов.

Поэтому помимо разработки и производства техники, отвечающей новым стандартам на выбросы вредных веществ, постепенно устанавливаются более строгие ограничения на содержание серы в автомобильных топливах.

 

Анализ на содержание серы в топливах регламентируется несколькими методиками. Одним из наиболее современных методов является ГОСТ Р 51947-2002 Определение серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии (аутентичен ASTM D4294-98). Он позволяет быстро и точно определить содержание серы в топливах в диапазоне от 0,002 до 5%. Это тот диапазон, который позволяет определить максимально допустимые показатели серы во всех топливах: дизельном – не более 0,2% для I вида, не более 0,05% для II вида, газотурбинном – не более 2,5%, мазуте — не более 3,5%.

Исполнение данного метода возможно только в условиях лаборатории, т.к. при его воспроизведении имеется множество нюансов. Исследование топлива в лаборатории может дать объективную оценку используемого или закупаемого топлива, а показатель уровня сернистых соединений отразит один из наиболее важных качественных характеристик.

 

Требование предъявлеямые к топливу ( часть 2 )

 

Содержание смолистых веществ.

Смолистые вещества (нейтральные смолы, асфальтены и др.) образуются в результате окисления и полимеризации химически нестойких молекул непредельных углеводородов, содержащихся в продуктах переработки нефти. Особенно большое количество смол и асфальтенов содержится в топочных мазутах крекинг- остатков и в газотурбинном топливе. Топлива с высоким содержанием смолистых веществ нестабильны при хранении, обусловливают отложения  нагаров  на  распылителях форсунок и на других деталях ЦПГ.

Выпадение осадка в цистернах часто наблюдается при смешивании топлив, содержа­щих большое количество смолистых веществ, с некоторыми дру­гими сортами. Существует явление несовместимости топлив. Во избежание выделения осадка целесообразно избегать смешивания на судне топлив разных сортов пли предварительно проверять их на несовместимость.

Интенсивность смолообразования зависит от содержания в топливе непредельных углеводородов, склонных к окислению. Их содержание оценивается йодным числом, которое показывает, какое количество граммов йода присоединяется к непредельным углеводородам, содержащимся в 100 мл топлива. Йодное число нормируется для дистиллятных  топлив. У дизельных топлив йод­ное число должно быть не более 6, у газотурбинных топлив — не более 45 г /₂/100 мл топлива.

 

 

Коксуемость.

Под коксом имеется в виду нагар, образующийся на нагретых поверхностях деталей в результате разложения топлива при вы­соких температурах.

Использование топлива с высокой коксуемостью приводит к образованию нагаров вокруг сопел форсунок, в канавках уплотнительных поршневых колец, на стенках камеры сгорания, в вы­пускном тракте, в продувочных и выпускных окнах двухтактных дизелей. Помимо этого, высокая коксуемость топлив приводит к  лакообразованию   на  стенках   поршней,       втулок   цилиндров и

в канавках уплотнительных поршневых колец. Лак не держит масляную пленку. Это может привести к повышению механических потерь. нарушению подвижности поршневых колец и к задирам поршней.

Коксуемость топлив определяют в приборах Конрадсона и оце­нивают в процентах. Коксуемость дистиллятных топлив обычно не превышает 0,5%. У тяжелых топлив коксуемость достига­ет 10%.

 

 

Кислотность.

Показателем содержания в топливе органических кислот, об­разующихся в результате окисления топлива кислородом воздуха  является кислотность. Повышенная кислотность способствует коррозии топливной аппаратуры и деталей ЦПГ.

Кислотность  топлива   оценивается косвенным   показателем   — количеством миллиграммов  щелочи,  которое  требуется  для   нейтрализации   100  мл   топлива.   Кислотность  дизельных  топлив   не должна превышать 5 мг КОН на 100 мл    топлива.      Кислотность

тяжелых топлив в стандартах не нормируется.

Содержание минеральных (водорастворимых) кислот и щелочей,  вызывающих интенсивную коррозию, не допускается ни в дистиллятных, ни в тяжелых топливах.

 

 

Зольность.

Характеризуется зольность величиной твердого остатка, образующегося после сгорания топлива. Зола — это неорганическая составляющая топлива. Она содержит соли и окислы металлов, остающиеся в топливе после переработки нефти в составе раство­ренных метало — органических соединений. В состав золы входят также механические примеси, попадающие в топливо при транс­портировке и хранении.- Значительная часть зольных элементов удаляется в процессе очистки топлива на судне. Некоторая часть их остается в топливе в растворенном виде или в коллоидном со­стоянии. К ним относятся соединения кремния, железа, ванадия, натрия. Соединения кремния и железа вызывают абразивный износ деталей топливной аппаратуры.

Зола, образующаяся после сгорания топлива в цилиндре, спо­собствует абразивному износу деталей ЦПГ, а соединения вана­дия и натрия, содержащиеся в золе, способствуют коррозии де­талей ЦПГ, выпускных клапанов, соплового и лопаточного аппа­рата турбокомпрессора.

Ванадий содержится преимущественно в средневязких (моторных)  топливах и мазутах, в которых      его количество достигает 0,02% массы.

 

 

Содержание серы в топливе.

Применяемые в судовых дизелях топлива характеризуются относительно высоким содержанием серы, которая может нахо­диться в элементарном виде и в составе ее соединений (меркап­танов и сульфидов). В дизельном топливе содержание серы со­ставляет не более 0,2%,  в газотурбинном достигает 2,5%,  а в мазутах — до 4,5%.

 Сера является вредной примесью, так как ее соединения в оп­ределенных условиях способствуют коррозии деталей топливной аппаратуры, ЦПГ и газовыпускного тракта, а также увеличению нагарообразования в цилиндрах и повышенному износу трущихся деталей. Меркаптаны, например, вызывают коррозию и усилен­ное смолообразование в топливной аппаратуре. Меркаптаны (тиоспирты. тиолы) — это соединения, имеющие общую формулу RSH. где R — углеводородный радикал (СН₃> С₂Н₅ и т.п.). Со­держание меркаптанов нормируется, для дизельных топлив и по должно превышать 0,01%. Совершенно не допускается содержание в топливах сероводорода.

Сернистые соединения, образующиеся в результате сгорания серы, являются одной из основных причин коррозии втулок цилиндров. В продуктах сгорания сернистого топлива образуются сернистый и  серный ангидриды (SO2 и 5Оз). При наличии  в топливе ванадия в процессе сгорания образуется пятиокись ванадия V₂O₅, которая действует как катализатор реакции окисления серы в серный ангидрид.

В результате соединения серного ангидрида с парами воды, содержащимися  в   продуктах   сгорания,  образуются  пары   агрессивной к металлам серной кислоты.  При пониженных температурах стенок цилиндра, когда они оказываются ниже точки росы паров серной кислоты, происходит конденсация ее паров на зеркале втулки, что способствует активному проте­канию электрохимической коррозии металла втулки и порш­невых колец. Кроме этого, про­дукты сгорания серы и ее соединений увеличивают абразивный износ трущихся деталей.

 

Содержание воды в топливе.

Попадание воды в топливо возможно при его хранении и тран­спортировке.

Присутствие воды в топливе нежела­тельно — это приводит к коррозии топливных цистерн и топлив­ной аппаратуры, затрудняет пуск двигателя и может вызвать перебои в его работе.

В дистиллярных топливах допускается только следы воды. В тяжелых топливах до 0,3%. Если выше, то коррозия плунжерных пар ТНВД и их заклинивание. Зарубежные топлива содержат < 1% H₂O.

В отечественных мазутах до 2%.

 

 

Содержание механических примесей в топливе.

Механические примеси в топливе состоят из частиц органичес­кого и неорганического происхождения. Основными составляющими механических примесей являются частицы кокса, пыли, металла и окалины, попадающие в топливо при его переработке, хранении, транспортировке и перекачке по трубопроводам. Наличие механи­ческих примесей в топливе приводит к загрязнению емкостей и фильтров, повышенному износу трущихся пар топливных насосов  и форсунок, засорению сопловых отверстий форсунок, заеданию плунжеров топливных насосов и игл форсунок, а также, способствует повышенному износу втулок цилиндров и поршневых ко­лец. В стандартах на топлива строго нормируется количество ме­ханических примесей в топливах. В дизельных топливах, напри­мер, содержание механических примесей не допускается, в средневязком (моторном) — должно быть не более 0,1%, в мазутах — до 0,8% по массе. В дизельных установках, приспособленных для использования тяжелых топлив, предусматривается их очистка от ме

Эволюция ограничений на содержание серы в дизельных топливах

В нефти сера присутствует в виде элементарной серы, сероводорода и различных органических соединений; в более тяжелых фракциях серы содержится больше, чем в легких. Соединения с высокой коррозийной агрессивностью в бензинах и дизельных топливах не допускали (серу или сероводород) или строго ограничивали (меркаптаны). Общее содержание соединений серы в топливе ограничивают предельной нормой показателя «массовая доля серы». Обеспечение более низких значений этого показателя требует дополнительных затрат на производство топлива, что повышает его стоимость, сокращает ресурсы. Поэтому на рынке часто присутствуют топлива, выпускаемые по стандартам с различным ограничением на содержание серы, — сернистые и малосернистые. Однако смысл ограничений, вкладываемых в эти термины, в последние десятилетия изменился.

В период 50 — 70 годов производители совсем не имели или имели минимальные ограничения по выбросам вредных веществ, содержание серы нормировали, исходя из возможности обеспечения работы двигателя без существенного снижения его ресурса. При сгорании сернистые соединения превращаются в оксиды серы, выбрасываются в атмосферу, однако часть их образовывает с водой кислоты, увеличивающие коррозионное изнашивание цилиндров, поршневых колец, вкладышей и других деталей. Пониженный тепловой режим работы двигателя, характерный для запуска и прогрева в условиях эксплуатации для большинства регионов нашей страны, способствует образованию серной кислоты и, следовательно, износу деталей. Эти проблемы были существенны для этапа, когда к сернистым дизельным топливам относили сорта с содержанием серы не более 0,2%. В этом диапазоне концентрации повышение содержания серы в дизельном топливе заметно (в 1,5 — 2 раза) увеличивает риск износа деталей цилиндропоршневой группы двигателя, способствует нагарообразованию, нарушающему теплоотвод от поршня и подвижность поршневых колец, снижает компрессию. На основе многочисленных исследований и опыта эксплуатации техники было найдено решение этих проблем путем придания дизельным маслам с помощью щелочных моющих присадок нейтрализующей способности. Присадки практически полностью предотвращают повышенное коррозионное изнашивание деталей двигателей и нагарообразование. При достаточной щелочности масла (около 8 — 10 мг КОН/г) износ комплекта поршневых колец при работе на топливах с содержанием серы 1,0% 0,5 и 0,2% практически одинаков, если смена масла выполняется своевременно. При работе на топливе с высоким содержанием серы щелочное число масла убывает быстрее и пробег до смены масла сокращается.

В период 1990 — 2000 годов отношение на рынке дизельных топлив к ограничениям на содержание серы существенно изменялось. К сернистым стали относить топлива, содержащие 0,2% серы, а к малосернистым — топлива, содержащие 0,035% серы и менее. Это было обусловлено тем, что в связи с остротой проблемы загрязнения окружающей среды от эксплуатации автотранспорта предъявлялись все более строгие требования производителям техники и топлив по показателям, которые установлены как факторы, определяющие опасность выбросов для окружающей среды. К таким показателям отнесены содержание в отработавших газах ряда токсичных соединений (оксида углерода, оксидов азота, несгоревших углеводородов), твердых частиц и других загрязнителей. Для обеспечения соответствия более жестким экологическим нормам производители техники применяют в конструкциях автомобилей различные системы управления выбросами (дожигатели, каталитические нейтрализаторы, фильтры и т.д.), бортовые системы управления режимом работы и диагностики двигателя, а также совершенствуют организацию процессов сгорания и впрыска.

Снижение содержания серы в топливе влияет на уменьшение выбросов от автомобилей как напрямую (по содержанию в отработавших газах оксидов серы и твердых частиц), так и косвенно, обеспечивая долгосрочную эффективность работы каталитических систем очистки отработавших газов от оксидов азота, монооксида углерода и несгоревших углеводородов. В целом снижение содержания серы в топливе обеспечивает сокращение выбросов загрязняющих веществ для всех эксплуатируемых автомобилей, оснащенных нейтрализаторами. Отмечено также, что продукты сгорания соединений серы снижают надежность работы систем бортовой диагностики.

Тесная связь ограничений на содержание серы в топливе с уровнем вредных выбросов от автомобилей, реализуемых на рынке и формирующих парк потребителей топлива, как правило, учитывается в международных документах, соглашениях, директивах о защите окружающей среды. В требованиях к характеристикам топлив во Всемирной топливной хартии (ВТХ), подготовленной к 2000 году с участием производителей техники ряда стран, как и в директивах Европейского Союза, касающихся качества автомобильных топлив, переход от 1-й категории для рынков стран, где не имеют или имеют минимальные требования к контролю за выбросами, до 4-й категории, отвечающей самым передовым технологиям контроля за выбросами, предусматривают значительное ужесточение требований к содержанию в топливе серы (табл.1 и 2).

Окончание в следующем номере.

Дизельное топливо. Виды, характеристики и очистка

Дизельное топливо (солярка) представляет собой нефтепродукт, являющийся результатом перегонки нефти. Смешивание гидроочищенных и прямогонных фракций в определенных пропорциях (компаундирвание) определяет конкретную марку солярки. Обычно смесь делается из прямогонного дизельного топлива прямой и первичной перегонки и легкого газойля, получаемого путем каталитического крекинга.

ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО: ОСНОВНЫЕ ВИДЫ

В соответствии с ГОСТ, при перегонке нефти могут получаться три марки дизельного топлива:

• Л(летнее дизельное топливо) – для температуры выше 0 °С;
• З(зимнее дизельное топливо) для температуры до -20-30 °С;
• А(арктическое) для самых низких температур, до -50 °С.

Каждый вид солярки предполагает нормированное содержание серы и серных соединений, а также определенную температуру замерзания.

Одним из существенных недостатков использования дизельного топлива является необходимость перехода с летнего вида на зимний и наоборот при существенном изменении погодных условий. Основное отличие состоит в предельной температуре окружающей среды, при которой дизельное топливо еще обладает необходимыми эксплуатационными свойствами. Например, зимнее дизельное топливо можно использовать при температуре -30ºС. Для районов с более суровым климатом необходимо арктическое дизельное топливо, сохраняющее свои качества даже при температуре -50ºС.

В теории отличить летнее дизельное топливо от зимнего можно по цвету, но на практике это не так просто. Основная разница состоит в кинематической вязкости. Этот показатель для зимнего дизельного топлива меньше, что обусловлено отличиями во фракционном составе.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ В ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ

Многих искушает более низкая оптовая цена на летнее дизельное топливо. В результате нередки случаи, когда зимой в бак заливается именно летнее топливо. Делать этого не стоит, даже если вы проживаете в регионах с относительно теплым климатом, где температура окружающей среды редко опускаются ниже нуля на протяжении года. Все дело в том, что дизельное топливо содержит немало серы и парафина. Летом это практически не сказывается, но вот при наступлении морозов летнее дизельное топливо начинает густеть, что является следствием выпадения кристаллов парафина. В результате двигатель запускается очень плохо. Также при температуре ниже -10ºС возможно замерзание летнего топлива с образованием ледяных пробок в топливопроводах. Их появление приводит к остановкам двигателя.

Для понижения содержания серы и очистки дизельных топлив от различных примесей рекомендуется использовать установки типа УВР торговой марки GlobeCore. Данное оборудование позволяет осветлять дизельные топлива, удалять из них соединения сероводорода, снижать концентрацию серы и парафинов, удалять непредельные углеводороды. После обработки дизельного топлива на установках УВР оно повторно не окисляется и не темнеет.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Существует множество различных параметров и  характеристик дизельного топлива: фракционный состав, кинематическая вязкость, температура перегонки, цетановое число, густота при 20°С, йодистое число, коэффициент фильтрации, содержание воды, массовая часть серы и серных соединений, концентрация смол, содержание механических примесей, предельная температура фильтрации, температура замерзания, химическая стабильность, кислотность, температура вспышки, коксуемость, зольность и другие. Рассмотрим более подробно самые основные характеристики дизельного топлива.

• Цетановое число (детонационная стойкость) характеризует работу двигателя с точки зрения воспламенения дизельного топлива и его сгорания. От цетанового числа, в свою очередь, зависит мощность, дымность и шумность двигателя. Эталоном определения детонационной стойкости или цетанового числа является цетан или н-гексадекан. Значение цетанового числа для цетана при этом устанавливается на уровне 100, а аналогичный показатель альфаметилнафталина – на уровне 0. Для солярки обычный диапазон значений цетанового числа колеблется от 40 до 50. Фактически, эта цифра означает срок задержки возгорания (отрезок времени от подачи топлива в цилиндр до его воспламенения). Более высокое цетановое число означает меньший период воспламенения, и, соответственно, лучшее горение топлива. Более высокое цетановое число повышает экологичность выхлопа. Однако если этот показатель превышает 60, то не происходит прирост мощности двигателя. В свою очередь, солярку с низким цетановым числом производить проще, поэтому на практике изготавливают дизельное топливо с цетановым числом не менее 40-45. Оно определяется аналогично октановому числу бензина, то есть, используя моторный или же исследовательский метод. Корректировать цетановое число можно с помощью специальных технологий.
• Плотность и вязкость дизельного топлива определяют процесс испарения и образования смесей в двигателе.
• Низкотемпературные характеристики дизельного топлива (предельная температура фильтрации, температура застывания, температура помутнения) также являются важными параметрами. Что касается температуры застывания, то она составляет порядка -10 °С для летних марок и не выше -35 °С для зимних марок, в соответствии с ГОСТом. Температура помутнения составляет обычно около -5 °С.
• Химическая стабильность дизельного топлива – это его способность к сопротивлению окислению в процессе хранения. Окисление приводит к образованию осадка на дне бака с топливом, во избежание чего добавляются специальные присадки.

Тем не менее, качество топлива определяется не только вышеприведенными показателями. Попадание в топливо, а соответственно, в двигатель, воды, различных механических и прочих примесей приводит к негативному эффекту. Самой простой способ борьбы с этой проблемой – заправляться только на надежных автозаправочных станциях, успевших хорошо себя зарекомендовать. Такие АЗС заинтересованы в приобретении только качественной продукции, чтобы гарантировать неизменно высокое качество конечному потребителю.

СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Для улучшения характеристик дизельного топлива применяются следующие способы:

• Способ фильтрации;
• Способ сепарации.

Приобретение солярки в сомнительных местах, на собственный страх и риск, к сожалению, редко является лучшим вариантом, и отстаивание с фильтрацией в этом случае не поможет, поскольку оно требует определенное время, оборудование и опыт.

ФИЛЬТРАЦИЯ

Фильтрация топлива очень важна. Каждый раз, когда происходит заправка топливом, в горловину топливного бака может попасть пыль, которая способна нанести значительный ущерб трущимся поверхностям двигателя и всей системе питания. Пыль через форсунки может проникнуть в цилиндры двигателя, засорять каналы распылителя форсунки. Это может привести к тому, что мощность двигателя упадет из-за нехватки топлива в камере сгорания двигателя. Строение фильтра несложное. Состоит он из корпуса, в котором находиться фильтрующий элемент, обычно это бумага, целлюлоза или волокна синтетические. Назначение и возможности фильтров различные. При выборе фильтра главное выбрать нужный фильтр для фильтрации, в ином случае от фильтра пользы не будет. Более универсальные фильтры способны задерживать не только твердые частицы, но и воду, которая содержится в топливе. При использовании таких фильтров очень важно следить за его состоянием. Наполненный водой, он не будет пропускать топливо. В этом случае неочищенное дизельное топливо пойдет в обход фильтра, что приведет к неправильной работе двигателя и его возможной поломке. Выбор фильтра очень важный и сложный процесс. Самый простой совет: покупать фильтры только известных производителей. Бывает, вам предлагают новый продукт. В этом случае следует попросить справочные документы и внимательно ознакомиться с ними. Встречаются фильтры, характеристики которых просто слишком великолепны. Задумайтесь, а на самом деле это так? К тому же, на рынках достаточно много подделок известных марок. Будьте внимательны при покупке фильтра.

СЕПАРАЦИЯ

Сепарация – это та же фильтрация, но более надежная. В случаях, когда дизельное топливо имеет повышенную загрязненность, обычные фильтры не могут очистить его полностью. В этом случае на помощь приходят сепараторы, которые способны очистить топливо от вредных веществ, независимо от количества их содержания в топливе. Как и фильтры, сепараторы так же могут удалять из топлива не только твердые частицы, но и воду. В отличие от фильтров, сепараторы более сложная вещь. По принципу действия сепараторы бывают двух видов: механические и химические. Сепараторы отделяют воду и вредные вещества от топлива и откладывают их на дне очистителя. Часто в сепараторах используется специальная бумага Aquacon, которая способна задерживать водную эмульсию очень больших объемов. Если отработанный фильтр просто меняется на новый, то сепаратор будет служить дольше, если за ним ухаживать. Обычно, достаточно промывать сепаратор и очищать дно, на котором откладывались вредные вещества. Эти простые периодические действия способны вернуть их нормальную работоспособность.

Источник: globecore.ru

Защита дизельного двигателя при работе на отечественном топливе

ВВЕДЕНИЕ

Условия производства, транспортировки и хранения и дизельного топлива (ДТ) могут быть неудовлетворительными с точки зрения потребителя, эксплуатирующего современную технику, да и само топливо изначально может оказаться не соответствующим предъявляемым к нему требованиям нашего времени. Есть масса причин, влияющих на качество топлива, а исправлять ситуацию вынужден тот, кто больше всего заинтересован в использовании качественного продукта, т.е. конечный потребитель.

Информация, собранная в данной статье, представляет собой электронную версию брошюры, в которой воедино даны основные характеристики ДТ, различия между «летним» и «зимним» топливом обобщен опыт сотрудников, ежедневно работающих с топливной аппаратурой; исследований, проводимых авторитетными организациями и опубликованных в открытых источниках, и предназначена непосредственно для индивидуальных потребителей ДТ, эксплуатирующих современный дизельный двигатель с системой Common Rail или с насос- форсунками. Выражаем уверенность, что предоставленная информация поможет Вам понять суть процессов и с минимальными затратами предпринять необходимые меры по искоренению общих причин выхода из строя топливной системы дизельного двигателя современного автомобиля.

СОДЕРЖАНИЕ

Показатели дизельного топлива

Метод коррекции (способ устранения)

Степень чистоты топлива (общее загрязнение твердыми частицами, размер частиц) Наличие воды Смазывающая способность ДТ (низкие смазывающие свойства- «сухая» солярка) Низкое цетановое число Температура помутнения (использование «летнего» ДТ в холодное время года) Массовая доля серы Шлакообразование

Сепарация топлива Фильтрация топлива Механический: сепарация топлива Химический: использование связующих присадок антигелей Надежный и дешевый: добавление в ДТ сгораемых масел*. «Продвинутый» и более затратный: использование присадок, повышающих смазывающие свойства ДТ Использование присадок, повышающих ЦЧ Использование сепараторов с подогревом Использование дополнительных подогревающих элементов Уменьшение межсервисного интервала по замене масла Сепарация топлива для предотвращения условий образования серной, сернистой кислот в ЦПГ Промывка топливных магистралей, элементов топливной системы Добавление в ДТ сгораемых масел*

* Влияние продуктов сгорания двухтактных масел, масел марок М8 («Автол») на окружающую среду не изучалось.

Основные характеристики дизельного топлива

Дизельное топливо обладает рядом специфических характеристик, определяющих не только эффективность работы двигателя, но и влияющих на срок службы узлов топливной системы.

Цетановое число (ЦЧ) характеризует работу двигателя с точки зрения воспламенения дизельного топлива и его сгорания. От цетанового числа, в свою очередь, зависит мощность, дымность и шумность двигателя. Обычный диапазон значений ЦЧ колеблется от 45 единиц (По ГОСТ 305-82) до 55 единиц. По Евростнадарту EN- 590 ЦЧ дизельного топлива составляет 52 ед. Фактически, эта цифра означает срок задержки возгорания (отрезок времени от подачи топлива в цилиндр до его воспламенения). Более высокое ЦЧ означает меньший период воспламенения, и, соответственно, лучшее горение топлива. Кроме того, при его повышении улучшаются экологические характеристики выхлопа. Однако если этот показатель превышает 60 единиц, то прирост мощности двигателя прекращается. В свою очередь, ДТ с низким ЦЧ проще производить, поэтому часто встречается ДТ с ЦЧ 40-45 единиц. Следует помнить, если ЦЧ меньше 40 ед. – резко возрастает время между началом впрыска и воспламенением топлива (так называемая «задержка воспламенения»), скорость нарастания давления в камере сгорания и износ ЦПГ двигателя. Запуск зимой весьма проблематичен. В дополнение в ДТ с малым ЦЧ может находиться большое количество полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), обладающих высокими мутагенными и канцерогенными свойствами.

Фракционный состав — наряду с ЦЧ является одним из наиболее важных показателей качества дизельного топлива. Он оказывает влияние на ресурс элементов топливной системы, износ прецензионных деталей, нагарообразование, закоксовывание распылителей, легкость пуска двигателя, расход топлива, мощностные характеристики, дымность выпуска.

Смазывающая способность — характеристика, показывающая способность гидродинамической и граничной смазки двигающихся частей ТНВД, индивидуального топливного насоса (PLD) или насос- форсунки. Определяет срок службы элементов топливной системы.

Степень чистоты топлива — определяет эффективность и надежность работы двигателя, особенно топливной аппаратуры. В парах трения топливных насосов зазоры составляют 1,5-4,0 мкм., соответственно частицы размер которых превышает эти значения приводит к ускоренному износу деталей.

Средняя испаряемость (температура при которой выкипает 50% первоначального объема топлива) характеризует рабочие фракции топлива. Именно они обеспечивают запуск, прогрев, приёмистость и устойчивость работы двигателя, а также определяют характеристики переходных режимов.

Температура помутнения — температура, при которой начинается процесс кристаллизации содержащегося в топливе парафина. При этой температуре парафин неравномерно распределяется в объеме топлива, образуя своеобразные «облака».

Точка закупорки — минимальная температура, при которой топливо способно протекать в канал диаметром 45 мкм. Значение температуры точки закупорки напрямую зависит от температуры помутнения. Понижение температуры до этого значения приводит к закупорке топливных фильтров кристаллами парафина.

Массовая доля серы — количество серы, присутствующее в топливе. Наличие серы в топливе имеет как отрицательные, так и положительные стороны. С одной стороны, повышенное содержание серы в топливе ухудшает экологические параметры выхлопа, а при взаимодействии с водой (водяными парами) приводит к образованию серных и сернистых кислот в топливной системе, системе смазки, и системе выпуска. Образование кислот провоцирует химическое окисление поверхностей элементов топливной системы, ускорение окисления моторного масла.

Это приводит к снижению смазывающих, противоизносных, противозадирных и моющих свойств масла и образованию нагара в камере сгорания. Следовательно, при работе двигателя на топливе с большим содержанием серы необходимо сокращать межсервисные интервалы. Обратная сторона: снижение содержания серы- также является основой для снижения смазывающих свойств ДТ, что приводит к ускоренному износу деталей пары топливный насос- форсунка.

Имеется и ряд других показателей ДТ: плотность ДТ, кинематические вязкость и плотность, температура вспышки, температура выкипания 95% топлива, способность к образованию углеродистого нагара, несгораемые шлаки, зольность.

Как видно, характеристик, влияющих на качественные показатели дизельного топлива, существует немало. И знать их все потребителю вовсе не к чему. Основная беда российского ДТ- по-прежнему значительная доля устаревшего оборудования НПЗ, произведенного еще в СССР. Соответственно и их продукция подходит для дизельных двигателей, разработанных 30 лет назад. Справедливости ради необходимо отметить, что в последние годы, с началом введения европейских экологических стандартов семейства «Евро», ситуация меняется: часть НПЗ проводят техническое перевооружение. ДТ, выпускаемое этими предприятиями, соответствует современным стандартам качества, но, к сожалению, доля такого топлива на рынке пока что ощутимо мала. Также необходимо понимать, что между выходом ДТ за ворота НПЗ и пистолетом на АЗС существует еще несколько элементов. Это, как минимум, 1 емкость хранения (на практике их число 2 и более), емкости транспортных средств, перевозящих ДТ с НПЗ на промежуточное хранение и на АЗС. И если емкости большинства новых АЗС относительно новые, то емкости нефтебаз были установлены, как правило, не вчера, и не в прошлом году. Практика хранения ДТ на нефтебазах такова, что в одной емкости может находиться ДТ разных производителей разного качества. Такое нередко происходит и на «несетевых» АЗС. И получается, что на выходе из пистолета колонки АЗС идет некое «среднее арифметическое». Хотя изначально, ДТ соответствовало заявленным параметрам производителя и упрекнуть его не в чем. Заливая ДТ в топливный бак Вашего автомобиля, всегда помните про «ложку дегтя», которая может испортить все остальное. Но другого топлива часто нет. И единственным выходом представляется использование средств по защите именно Вашего автомобиля.

Отличия «зимнего» ДТ от «летнего»

Основными проблемами при эксплуатации дизельной техники в зимний период является подача ДТ к элементам топливной системы двигателя и сам пуск дизельного двигателя. При отрицательных температурах начинается «загустение» ДТ, делающее невозможной прокачку топлива через топливные фильтры к насосу высокого давления, ухудшается испаряемость топлива (см. характеристики ДТ: средняя испаряемость, температура помутнения, точка закупорки).

Летнее ДТ отличается от зимнего и марки «Арктика» высоким содержанием длинноцепочных молекул парафинов, температура кристаллизации которых чуть выше 0°С. Что бы значительно уменьшить их количество еще на стадии перегонки нефти при производстве нефтепродуктов устанавливают рабочую температуру не менее 320°С (для сравнения, при производстве «летнего» ДТ указанная температура колеблется в пределах: 180- 360°С. Как говорится, почувствуйте разницу). При условии высокотемпературного процесса перегонки длинноцепочные парафины выпадают из получаемого в процессе производства ДТ. Но и самого горючего на выходе получится примерно в полтора раза меньше. Поэтому и его стоимость будет выше, чем у летнего варианта.Данное обстоятельство, а также площадь востребованности «зимнего» ДТ, время его использования (на европейской части России: около 4 месяцев, в других районах без учета Крайнего Севера до 6 месяцев) делает экономически более целесообразным для производителя производство «летнего» ДТ. Именно его, в основном, и изготовливают на российских НПЗ.

Преобразовать «летнее» ДТ в «зимнее» можно используя один из двух имеющихся путей: депарафинизацией или путем использования депрессорных присадок.

Депарафинизация производится с помощью карбамида или специальных молекулярных фильтров – цеолитов. Данный способ крайне эффективен, но имеет существенный недостаток: исключительно высокую стоимость. Более подробно мы его не рассматриваем.

При использование депрессорных присадок вводят в ДТ, например, полимеры метакриловой кислоты или сополимеры этилена с винилацетатом. Указанные добавки воздействуют на ДТ одним из двух способов. Суть первого в том, что молекулы депрессора как бы «обволакивают» кристаллы парафина и не дают им срастаться в большие конгломераты, тем самым обеспечивается надлежащая прокачиваемость ДТ. При втором способе депрессоры с понижением температуры создают искусственные очаги кристаллизации парафинов и притягивают их к себе. В итоге и в первом, и во втором случае количество кристаллов парафина превышает аналогичный показатель у ДТ без депрессора. Но сами размеры этих кристаллов оказываются существенно меньше, благодаря чему они не столь быстро забивают фильтр тонкой очистки. И, в конечном итоге, дизельный двигатель штатно заводится и работает при значительно низких температурах окружающей среды.

Крайне эффективен также подогрев ДТ в топливных магистралях на одном из участков от топливного бака к топливному насосу, что будет рассмотрено в данной статье позднее в разделе «Сепарация ДТ».

Таким образом, для комфортной эксплуатации дизельного двигателя в холодное время года необходимо наличие в топливной системе автомобиля промежуточного подогревателя ДТ и наличие в запасе антигеля для «работы» с молекулами парафина, присутствующими в ДТ. Необходимо помнить, что если на заправке Вам сказали, что продают как раз «зимнее» ДТ, не спешите верить, особенно в переходный период ноябрь- декабрь. Ведь вчера еще был ноль, а сегодня уже -15°С. Очень часто единственное, что роднит это горючее с зимним вариантом — это цена. К сожалению, такие «умельцы» встречаются довольно часто, разбавляя ДТ не то, что керосином, а обычным бензином (сравните цену на бензин АИ-80 и ДТ и Вы все поймете), а то и совершенно немыслимыми составами. Основной признак такого ДТ: запах. Никогда!!! не заправляйтесь ДТ, имеющим явные запахи бензина, ацетона, других летучих углеводородов. Это может привести к серьезным поломкам элементов систем дизельного двигателя. При обнаружении такого топлива в топливном баке его необходимо слить. При отсутствии такой возможности необходимо добавить в ДТ масло для двухтактных двигателей или сгораемое минеральное масло марок «М8» из расчета до 3%. Это поможет топливной системе, но не может гарантировать ее безаварийную работу.

Как улучшить дизельное топливо.

Как уже говорилось ранее, условия хранения и транспортировки ДТ могут быть неудовлетворительными, да и само ДТ может оказаться некачественным изначально. Существует масса причин, от которых качество топлива может ухудшиться, а исправлять эту ситуацию, увы, должен тот, кто больше всего в этом заинтересован, т.е. конечный потребитель. Известно два способа решения проблемы, и каждый имеет сторонников и противников. Первый способ – физический (механическая очистка): фильтрация и (или) сепарация. Второй- физико- химический: применение присадок. Наибольший эффект даст комбинация указанных способов, т.к. они воздействуют на различные характеристики ДТ. Ниже приведены данные по индивидуальным способам защиты (на каждый дизельный двигатель). Но существуют аналогичные способы и для более объемного применения (например, для автохозяйства), что будет затронуто в другой статье.

Механическая очистка (фильтрация ДТ)

Давление впрыска в современных дизельных двигателях достигает 1800 бар, а в перспективе 2500 бар. Для создания такого рода давления зазоры прецензионных деталей топливной аппаратуры высокого давления крайне малы и могут составлять 1,5- 2 мкрн. Для сравнения, человеческий глаз может различить частицы размером 20- 25 мкрн. Попадание твердых частиц в прецензионные детали элементов топливной системы выводит их из строя.

На приведенном фото с увеличением (? поршня =10мм) видны насечки, оставленные твердыми частицами размером порядка 15 мкрн.. Результат: отсутствие гидроплотности клапанного узла насос форсунки, насос- форсунка неработоспособна.

Фильтрация позволяет защитить от твердых частиц п?ры взаимодействующих поверхностей элементов топливной системы дизельного двигателя. Без применения процесса фильтрации невозможна продолжительная и надежная работа современного дизельного двигателя. Фильтр состоит из корпуса и фильтрующего элемента, обычно изготавливаемого из специальной бумаги, целлюлозы, картона или синтетического волокна. Эффективность фильтра описывается различными характеристиками (нормативный документ: ANSI/B93.31). Это может быть максимальный диаметр частиц, которые могут пройти сквозь фильтр. А также бета-норма фильтрации, когда оценивается отношение количества частиц определенного размера в поступающем в фильтр ДТ к количеству таких же частиц в выходящем ДТ после фильтрации. По этой оценке фильтр с высоким значением бета- нормы является «хорошим» для частиц размера X. Как правило, топливные фильтры тонкой очистки предназначены для решения поставленной перед ними задачи за единственную операцию. Это означает, что они должны обладать довольно значительной пористостью. Так степень очистки ДТ для системы Common rail должна составлять порядка 2-3 мкрн. А поставляемые топливные фильтра делают фильтрацию порядка 6-8 мкрн. Проблема не в том, что невозможно сделать фильтра с такой ячейкой. Они производятся. Но их ресурс при фильтрации неподготовленного (неочищенного) ДТ значительно сокращен. Т.е. производитель выбирает «золотую середину» и сознательно увеличивает величину фильтрации, (размер частиц, которые фильтр может эффективно задерживать). Также почти все существующие штатные топливные фильтры не рассчитаны на удаление значительного количества воды. Иными словами, фильтр может отделить только то количество жидкости, отличной от топлива по своим физическим свойствам, которое он может абсорбировать (принять). После наступления «момента истины» все, с чем фильтр должен бороться либо не идет вовсе, что встречается реже, либо идет мимо него. Ведь нахождение фильтра тонкой очистки топлива после насоса высокого давления означает значительное воздействие на фильтрующий элемент со стороны подаваемого топлива (возможно поступление большого количества примесей под давлением в единицу времени, на работу с объемом которых фильтр просто не рассчитан конструктивно). К тому же месторасположение элементов топливной системы в данном случае делает незащищенным насос низкого давления от механических примесей, что приводит к его износу и выходу из строя. Мы рекомендуем использовать только оригинальные фильтра, рекомендованные производителем дизельного двигателя. Если Вы решили использовать что- то иное, попросите предоставить справочные документы, тщательно ознакомьтесь с ними. Если заявленные характеристики фильтра необычайно хороши, следует подумать: а правда ли это? Чаще всего такие «суперхарактеристики» не соответствуют действительности. Будьте внимательны!

Механическая очистка (сепарация ДТ)

Если возможности топливного фильтра ограничены- значит необходимо помочь ему, т.е. организовать необходимую очистку ДТ до поступления его к фильтрующему элементу. Самым надежным помощником здесь выступает топливный сепаратор. Топливные сепараторы в отличие от топливных фильтров решают проблему выделения и задержки примесей, находящихся в ДТ благодаря применению технически целесообразной конструкции и многоступенчатой очистки (механической сепарации- завихрения потока с использованием специальной центрифуги, когда вещества с отличными от ДТ физическими характеристикам выпадают к внешней стороне воронки и осаживаются на дне отстойника, а также ступенчатой фильтрации). Поэтому, просьба не путать данные элементы с фильтрами грубой очистки топлива, фильтрами- отстойниками с иными принципами фильрации.

Топливные сепараторы способны удалить из ДТ посторонние вещества (до 99,9% воды и до 97% механических примесей), даже если концентрация их очень высока и являются единственной реальной защитой на сегодняшний день, если топливо сильно загрязнено. Сепараторы топлива нуждаются в техническом обслуживании, но для этого необходимо лишь периодически — в зависимости от загрязненности — осуществлять слив отстоя (большинств