Выпуск №85
(24 октября 2007г.)

Тема номера:
Дизельное топливо
1. Дизельное топливо: проблемы и решения

А также:
Газовые двигатели
2. Газовые двигатели: история и перспективы

Главная > Архив статей нашей рассылки > Выпуск №85. Статья №1. ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО: проблемы и решения Версия для печати >>	ОАО "Михневский РМЗ" осуществляет ПОКУПКУ И ПРОДАЖУ Б/У ТЕХНИКИ
	Покупаем б/у тракторы и бульдозеры (Т-130/170) в любом состоянии. Продаём капитально отремонтированные. Выгодные цены! Гарантия - 6 месяцев!
	Обращайтесь в СЛУЖБУ СЕРВИСА АО "Михневский РМЗ" Коротаев Олег Владимирович
	8-800-550-07-58 , (499) 262-22-88        (496) 646-61-62, 646-66-64

Рудольф Дизель (1858-1913) был талантливым изобретателем и инженером, но удачи в жизни ему это не принесло. В 1893-м он разработал и изготовил двигатель внутреннего сгорания с КПД 26%. Это более чем вдвое превышало КПД паровых двигателей того времени. В 1898 г. он продемонстрировал двигатель, который работал на арахисовом масле и имел КПД 75%. В 1913 г. Рудольф Дизель внезапно погибает при странных обстоятельствах, возможно это было самоубийство, но это только одна из версий. Дизель направлялся в Англию, чтобы организовать там производство и эксплуатацию своих двигателей, и упал за борт парохода. Вскоре после гибели изобретателя началась Первая мировая война, и немецкие подводные лодки с дизельными двигателями стали сеять смерть и разрушение в рядах флота Антанты.

Работы Дизеля продолжили другие первопроходцы, в частности Клесси Л. Камминс. До 1920-х гг. дизельные двигатели были в основном стационарными и работали на биотопливе. В 1920-х годах стали применяться и двигатели, работающие на более жидких видах топлива, которые производила зарождающаяся нефтеперерабатывающая промышленность. Началось время нефтяных магнатов и быстрого развития дизельных технологий.

Современные дизели имеют более высокую мощность и к.п.д., оборудованы турбонаддувом и более экономичны, чем их далекие предшественники. Эти усовершенствования стали результатом широкого применения электроники и в свою очередь сделали необходимым применение топлива и масел более высокого качества.

Использование топлива - непростой вопрос. Разобравшись во всех тонкостях, можно предотвратить неисправности и сэкономить немало средств за время эксплуатации машины. Дизельное топливо характеризуется рядом качеств, которые в совокупности и определяют эффективность его работы. Нельзя сказать, какое из них более важное, чем другие. Все они способствуют выполнению функций топлива в процессе сгорания.

Каковы же эти функции? Прежде всего топливо - источник энергии, но этим его функции не ограничиваются. Топливо охлаждает камеру сгорания, а также смазывает трущиеся поверхности деталей и очищает форсунку. Рассмотрим некоторые характеристики дизельного топлива.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Цетановое число
Этот показатель характеризует способность дизельного топлива воспламеняться после впрыска в камеру сгорания двигателя, т. е. определяет период задержки воспламенения смеси от впрыска в цилиндр до начала горения. Чем выше цетановое число, тем легче топливо воспламеняется, тем короче задержка и тем более спокойно и плавно горит топливовоздушная смесь.

Удивительный факт: налоговая политика в нашей стране такова, что чем выше цетановое число дизтоплива, тем выше акцизный налог, т. е. государство не поощряет промышленность к производству высококачественного топлива!

Большинство производителей двигателей рекомендуют использовать дизельное топливо с цетановым числом не менее 40. От величины цетанового числа зависят пусковые качества при холодном пуске, скорость прогрева двигателя и равномерность его работы. В Европе выпускают дизельное топливо с цетановым числом около 51, в Японии - приблизительно 50. Согласно российскому стандарту цетановое число летнего и зимнего дизтоплива должно быть не менее 45, поэтому мощность современных дизелей зарубежного производства (которыми оснащают и зарубежную, и отечественную технику), рассчитанных на «европейское» или японское дизельное топливо, может несколько снижаться при работе на российской солярке. К тому же на дизтопливе с более низким цетановым числом двигатели работают жестче.

Удивительный факт: налоговая политика в нашей стране такова, что чем выше цетановое число дизтоплива (и октановое - бензина), тем выше акцизный налог, т. е. ситуация парадоксальная - государство не поощряет промышленность к производству высококачественного топлива! Если же предприятие все-таки производит высокоцетановое топливо, цена его для потребителей резко возрастает по сравнению с низкокачественным топливом. Таковы «гримасы» неразумной налоговой политики.

Фракционный состав
Иногда, чтобы улучшить низкотемпературные качества, дизтопливо разбавляют керосином, т. е. более легкими фракциями нефти, имеющими более низкую температуру кипения. Использование разбавленного керосином топлива приводит к повышенному расходу и снижению мощности, двигатели работают жестче, сокращается их ресурс. Особенно чувствительны к такому топливу турбодизели с непосредственным впрыском.

Вязкость
Это еще один важный параметр, мера «жирности» дизельного топлива. Частицы вязкого топлива меньше разлетаются, т. е. от этой характеристики зависит форма распыляемого форсункой факела, а от формы факела зависит протекание процесса сгорания топлива. Процесс сгорания должен идти как можно более равномерно. Это означает, что температура по всей камере сгорания должна быть одинаковой, без «холодных» и «горячих» зон. Это в свою очередь означает снижение уровня токсичности отработавших газов (ОГ) при сохранении прочих рабочих характеристик двигателя. Уровень токсичных окислов азота N0x повышается, когда сгорание происходит при высоких температурах, поэтому понижение температуры позволяет понизить их содержание в ОГ и продлить ресурс двигателя, поскольку «горячие точки» порождают зоны концентрации напряжений. В результате такого перегрева поршни и гильзы могут разрушиться. К сожалению, переход на менее вязкое топливо наряду с положительным эффектом имеет и отрицательные последствия. Чтобы обеспечить смазывание деталей топливной аппаратуры, вязкость дизтоплива должна быть не ниже 1,3 сСт. Чрезмерно жидкое топливо не обладает достаточной вязкостью, чтобы смазывать детали топливного насоса, и это может стать причиной проблем: топливный насос может выйти из строя либо продукты износа деталей топливного насоса - твердые частицы - попадут в топливо и повредят детали системы питания, располагающиеся после насоса. И то, и другое нежелательно.

Смазывающая способность и содержание серы
Топливо уменьшает силу трения деталей в топливных насосах и форсунках, а также поршня о зеркало цилиндра. Загрязняющие вещества также снижают смазывающую способность топлива. Особенно сильное влияние в этом плане оказывает вода. Твердые частицы могут стать причиной ускоренного износа деталей и выхода из строя агрегатов системы питания. Методики определения смазывающих свойств топлива не настолько глубоко разработаны, как это должно быть. Существует две стандартные методики проверки этого свойства: методы HFRR (стендовые испытания на высокочастотное возвратно-поступательное движение) и SBLOCLE (трение шарика в цилиндре), однако ни один из методов не дает однозначно точных результатов.

Исследования показали, что побочным эффектом процессов гидроочистки, использующихся для удаления из топлива соединений серы, является снижение содержания соединений, от которых зависят смазывающие свойства топлива. В Европе и США особенно обострилась проблема смазывающих свойств в последние годы в связи с ужесточением норм содержания серы в топливе: сразу же возросло количество неисправностей топливных насосов высокого давления.

Содержание серы - главный «экологический» показатель дизтоплива. Продукты сгорания серы при взаимодействии с водой образуют кислоты. Сера причиняет ущерб не только природе, но и двигателю - продукты ее сгорания провоцируют коррозию металла, а при контакте их с моторным маслом образуются твердые отложения (двигатель закоксовывается).

Согласно российскому ГОСТу содержание серы в дизтопливе не должно превышать 0,2%. Европейские и московские городские требования жестче - не более 0,05%. Некоторые отечественные нефтеперерабатывающие заводы уже начали выпуск дизтоплива с содержанием серы не более 0,035%, однако считается, что российское дизтопливо с низким содержанием серы обладает плохой смазывающей способностью, и для компенсации этого недостатка производители вводят в него противоизносные присадки.

Коэффициент фильтруемости
Исключительно важный параметр, характеризующий наличие в дизтопливе механических примесей, воды, смолистых веществ и парафинов, влияющих на эффективность и надежность работы топливной аппаратуры. Он определяется по степени засорения тарированного бумажного фильтра после пропускания через него 20 мл топлива при атмосферном давлении. По российскому ГОСТу коэффициент фильтруемости дизтоплива должен быть не менее 3,0. У дизельного топлива высшего сорта коэффициент фильтруемости не превышает 2,0. Как вы понимаете, особенно чувствительны к чистоте топлива дизели зарубежного производства. Срок службы бумажных топливных фильтров сильно зависит от степени загрязнения топлива. По некоторым данным, при изменении коэффициента фильтруемости от 3,0 до 2,0 срок службы фильтров увеличивается более чем вдвое.

Посторонние примеси в топливе
Некоторые посторонние вещества присутствуют в топливе изначально (например, сера), другие появляются после переработки нефти. В дизельном топливе могут размножаться микроводоросли и бактерии! Если микроорганизмы сильно размножатся, они могут засорить топливную систему и вывести из строя форсунки и насосы. Это случается, если цистерны топливозаправщиков не проходят регулярную обработку. В перечне работ, выполняемых при обслуживании топливных цистерн, обязательно должны быть предусмотрены меры по предотвращению размножения микроорганизмов. И все же следует точно убедиться, прежде чем применять средства уничтожения микроорганизмов, что они не повлияют отрицательно на полезные свойства дизельного топлива.

Еще одно вещество, оказывающее отрицательное влияние на качества дизельного топлива,- это парафин. Он ухудшает сгорание и засоряет систему питания. Для растворения парафина в солярку иногда добавляют спирт, но делать это категорически не рекомендуется! Смесь спирта с дизтопливом взрывоопасна! Кроме того, добавка небольшого количества спирта ухудшит смазывающую способность. Надо отметить также, что при добавлении спирта увеличивается цетановоз число топлива.

Наиболее часто встречающийся вид посторонних примесей - твердые частицы, например пыль. Пыль может попадать в топливо, если не соблюдать правила эксплуатации топливозаправщика, например, использовать грязную палку в качестве топливоизмерительного щупа.

ЧТО ДЕЛАТЬ?

Какие же меры нужны, чтобы предотвратить неисправности машин, связанные с использованием топлива? Как выстроить отношения с компанией, поставляющей топливо? Проще всего застраховаться от этих проблем - четко указать в договоре, что поставщик отвечает за качество доставленного (а не полученного на нефтеперерабатывающем заводе!) топлива. Многие руководители парков техники применяют эту меру довольно успешно. В настоящий момент поставщики топлива дорожат клиентами, особенно крупными, и готовы взять на себя ответственность за качество, тем более что хорошее топливо стоит дороже. В хозяйствах, где обращают должное внимание на качество топлива, его регулярно проверяют в лаборатории и в случае обнаружения некондиции меняют поставщика.

Если топливо поступает некачественное и применить описанные выше меры невозможно, будет сложно «найти виноватого» и все может окончиться неприятным судебным разбирательством, после которого, скорее всего, обе стороны останутся неудовлетворенными. Бывает и так, что топливная компания не имеет собственного транспорта и пользуется услугами стороннего автоперевозчика, который вносит неизвестное слагаемое в данное уравнение.

Условия хранения топлива на месте доставки также могут быть неудовлетворительными, и если цистерны, в которые сливают топливо, плохо очищают, топливо будет попадать в баки машин уже грязным. В стремлении выдержать рыночную конкуренцию мелкие поставщики топлива идут на поставки некачественного топлива. Даже если топливо не загрязнено, оно может не соответствовать требованиям стандарта по иным характеристикам.

Итак, есть масса причин, от которых качество топлива может ухудшиться, а выход в том, чтобы улучшать качество топлива как можно ближе к моменту его заправки в баки машин. Организовать и контролировать этот процесс должен тот, кто больше всего заинтересован, - конечный пользователь.

Известно два способа решения проблемы, и каждый имеет сторонников и противников. Один способ - это фильтрация и сепарация, второй - применение присадок. Эти методы будут рассмотрены в следующей статье.