Новости

Фракционный состав дизельного топлива

Ключевые параметры, влияющие на мощность двигателя:

  1. Фракционный состав (90-360)
  2. Вязкость
  3. коксование

Температура кипения 50% топлива определяет наличие пусковых фракций, а 96% топлива — полноту сгорания и склонность к нагарообразованию.

Если в дизельном топливе много легких углеводородов, то нарушается процесс сгорания (резко нарастает давление на градус угла поворота коленвала). Тяжелое, с высокой температурой кипения, топливо при распыливании образует более крупные капли, ухудшается качество горючей смеси, повышается расход топлива. При значительном утяжелении топлива существенно увеличивается коксование распылителей форсунок, возрастает количество нагара в зоне цилиндропоршневой группы. Современные форсированные дизели могут надежно работать только на топливе нормированного фракционного состава: t%% = 340...360 °С (в зависимости от марки ДТ). Установлено, что за счет увеличения температуры конца кипения с 360 до 380 °С ресурсы дизельного топлива могут быть увеличены на 3—4%. Расширение фракционного состава, т.е. отбор дизельных топлив в интервале температур от 106 до 380 °

Пониженное цетановое число отрицательно скажется также на пусковых свойствах топлива, но этим обстоятельством можно пренебречь, так как решающее значение при пуске двигателя имеет не цетановое число, а фракционный состав дизельного топлива

При эксплуатации двигателей в зимнее время применяют топливо, выкипающее в пределах 140 - 340 С, а в летнее время - в пределах 170 - 360 С. Такой фракционный состав дизельного топлива при правильно отрегулированной системе питания обеспечивает полное сгорание топлива и мягкую работу современных быстроходных дизелей.  

При облегчении топлива ухудшается пуск дизелей, так как легкие фракции имеют худшую по сравнению с тяжелыми фракциями самовоспламеняемость. Поэтому пусковые свойства дизельных топлив для автомобилей в некоторой степени определяет температура выкипания 50 % топлива. Температура выкипания 96 % топлива регламентирует содержание в топливе наиболее тяжелых фракций, увеличение которых ухудшает смесеобразование, снижает экономичность, повышает нагарообразование и дымность отработавших газов. 

При избытке легких фракций горение сопровождается стуками, а при избытке тяжелых - дымлением и за-грязнением двигателя


 Пусковые свойства дизельных топлив в какой-то мере характеризует лишь температура выкипания 50% (об.) топлива. Применение очень легких топлив при низких температурах воздуха не облегчает, а наоборот, затрудняет пуск двигателя. Дело в том, что на испарение большого количества легких фракций топлива затрачивается тепло, вследствие чего снижается температура в конце сжатия и скорость протекания предпламенных реакций уменьшается

Для дизеля начало кипения не ниже 60С, т.к. ниже начинают образовываться воздушные пробки

Облегчение фракционного состава, т. е. снижение температуры начала перегонки и 10 % выкипания, а также снижение температуры перегонки 96 %, кроме жесткой работы двигателя затрудняет его пуск и прогрев из-за увеличения теплоты испарения топливовоздушной смеси, снижения температуры в камере сгорания и возрастания периода задержки воспламенения легких углеводородов по сравнению с тяжелыми [2].


Утяжеление фракционного состава, т. е. повышение температуры выкипания 90 % и 96 %, приводит к неполному испарению топлива в процессе смесеобразования, и снижению теплоты сгорания тяжелых углеводородов по сравнению с легкими, и ухудшению экономичности двигателя. Несгоревшие тяжелые фракции топлива, стекая по стенкам цилиндра, смывают масло и увеличивают износ цилиндро-поршневой группы, а также вызывают разжижение масла в картере двигателя. Тяжелые фракции дизельного топлива положительно влияют на его воспламеняемость за счет снижения температуры самовоспламенения нестабильных тяжелых углеводородов.


Фракционный состав дизельных топлив имеет важное значение для работы дизеля. При увеличении содержания легких фракций в дизельном топливе повышается критическое давление воспламенения рабочей смеси, появляются стуки в цилиндрах и разжижается картерное масло. Слишком тяжелые ф ракции сгорают неполно и увеличивают отложение нагара в камере сгорания. Газойлевые фракции прямой перегонки парафинистых нефтей имеют высокие цетановые числа, сгорают в дизеле плавно, без стуков и являются хорошим топливом для быстроходных дизелей. Фракции же вторичного происхождения, содержащие значительное количество ароматических и олефиновых углеводородов, имеют низкие цетановые числа, сгорают в дизеле со стуком и дают большое отложение нагара на поршнях, клапанах и стенках камеры сгорания двигателя. Поэтому газойли, получаемые при вторичных процессах переработки нефти, в чистом виде в быстроходных дизелях не применяют, их в небольших количествах ( до 20 %) добавляют к дизельным топл ивам прямой перегонки.


Температура перегонки 50 % топлива характеризует равномерность распределения углеводородов, полностью испаряющихся в процессе смесеобразова­ния.Температура перегонки 90 % топлива характеризует содержание трудноиспаряющихся углеводоро­дов, при чрезмерном содержании в которых уменьшается скорость испарения распы­лённого топлива, что может привести к не­полному испарению отдельных капель топлива и неполноте их сгорания; при этом мощность и экономичность двига­теля понижаются, увеличиваются отложе­ние нагара в камере сгорания, дымность и токсичность отработавших газов.