Табл. 12. Накопление загрязнений дизельного топлива в летний период (средняя климатическая зона)
Низкое качество отечественного топлива, особенно дизельного, а также несвоевременность технического обслуживания (например, смены фильтров) приводит к тому, что с течением времени накапливается столько загрязнений и отложений (особенно на форсунках), что возникают различные проблемы в работе двигателя и в последующем параметрические отказы, такие как:
— трудный запуск двигателя, особенно в холодное время года;
— неустойчивая работа двигателя на малых оборотах коленчатого вала, в том числе на холостом ходу;
— повышенный расход топлива;
— низкая приемистость, наличие провалов и рывков при увеличении нагрузки, недостаточная мощность, развиваемая двигателем;
— завышенные показатели токсичности (СО, СН) отработавших газов;
— быстрый отказ датчика кислорода (лямбда — зонда) и каталитического нейтрализатора отработавших газов.
В современной автомобильной технике предусмотрена возможность саморегулирования топливной системы с помощью бортового компьютера в зависимости от октанового числа используемого топлива: октановое число снижается — автоматически корректируется степень сжатия, и детонация двигателя не происходит. Признаком некачественного топлива на таких автомобилях является его увеличенный расход.
Степень сжатия — в двигателях внутреннего сгорания соотношение объемов над поршнем при его положении в нижней и в верхней мертвых точках.
Образование отложений и последующего нагара на деталях цилиндропоршневой группы приводит к значительному повышению расхода масла на угар, интенсивности изнашивания трущихся поверхностей деталей цилиндропоршневой группы и направляющих клапанов, что в целом ведет к снижению межремонтного ресурса двигателя.
Основными причинами ухудшения мощностных и экономических показателей, как дизельных, так и бензиновых двигателей, являются: неравномерность распределения топливовоздушной смеси по цилиндрам, несвоевременность воспламенения топлива, неудовлетворительная работа системы топливоподачи, а также низкое качество используемого топлива. По данным различных источников, от 25 до 50 % отказов дизельных двигателей связано с неудовлетворительной работой системы питания.
Изготовление моторного топлива, соответствующего современным требованиям, практически невозможно без использования специальных присадок различного назначения.
В настоящее время ассортимент присадок к топливу составляет более 20 наименований основных типов, а число их композиций, применяемых на автомобильном транспорте, насчитывает несколько сотен. Большинство из них предназначено, главным образом, для улучшения процессов сгорания топлива, что способствует снижению токсичности отработавших газов. Все они могут быть условно разделены на три группы.
К первой группе следует отнести присадки, предназначенные для повышения качества базового топлива до требований стандартов. Например, европейские нормативы строго ограничивают концентрацию серы, ароматических и полициклических углеводородов, а также требуют более высокий уровень цетанового числа дизельного топлива, регламентируют характеристику «смазывающая способность топлива». К таким присадкам относятся цетаноповышающие, противоизносные, депрессорные и диспергирующие, антикоррозионные, антиокислительные, антистатические, антиобледенительные присадки и деактиваторы металлов.
Ко второй группе относятся многофункциональные пакеты топливных присадок, обеспечивающие получение дополнительных эксплуатационных и экологических свойств, позволяющих позиционировать эти виды топлива как топливо повышенного качества. Например, нефтехимическая компания BASF выпускает пакеты моющих присадок марки Keropur, а также пакеты присадок для комплексной стабилизации топлива марки Keropon .
Специфическую третью группу присадок составляют специальные красители и маркеры для фирменной идентификации видов топлива и предотвращения их фальсификации, что особенно актуально для России, вследствие вышеуказанных причин.
Постоянно возрастающие экологические требования к автомобилю требуют резкого сокращения эмиссии окислов азота в отработавших газах двигателя. Стандарт «Евро-4» для коммерческих автомобилей, вступивший в силу в октябре 2005 года, потребовал снижения содержания оксидов азота на 30 %, а содержания твердых частиц — на 80 % по сравнению с предыдущим стандартом «Евро-3». В 2010 году введен еще более жесткий стандарт «Евро-5» (табл.13).
Табл. 13. Евростандарты вредных выбросов легковых автомобилей с отработавшими газами
*Для «Евро-0» нормы выброса рассчитывались в граммах на испытание
Ряд европейских производителей (в том числе Daimler Chrysler AG, BASF AG, Iveco S. p. A., Total SA, Renault Trucks) участвуют в совместным проекте SCR (селективная каталитическая очистка выхлопных газов — Selective Catalytic Reduction), для чего потребовалась модернизация автозаправочной инфраструктуры этих компаний.
Технология S CR с реагентом «AdBlue» (рис. 20) идеально сочетает экологические требования и экономичность. Она уже используется в пределах всей Европы, поскольку может применяться с дизельным топливом разного качества; не требует специального обслуживания и рассчитана на весь срок службы автомобиля; никак не сказывается на интервалах между техобслуживанием и заменой масла; обеспечивает снижение расхода топлива на 2…5 % по сравнению с аналогичными автомобилями, соответствующими стандарту «Euro -3»; увеличивает дальность пробега автомобиля при условии, что он оборудован баком для «AdBlue» с оответствующей вместимости.
Рис. 20. Схема применения технологии S CR с реагентом «AdBlue» на бензиновом двигателе
Реагент «AdBlue» — это жидкость, необходимая для использования технологии SCR . Он представляет собой высококачественный стандартизованный раствор мочевины на водной основе, который заправляется в специальный бак и не доставляет никаких дополнительных проблем водителю. Сама технология проста: «AdBlue» автоматически подмешивается к горячему потоку отработавших газов, в котором содержатся ядовитые окислы азота, а катализатор SCR преобразует эту смесь в безвредный азот и водяной пар по реакциям:
(NH2)CO (AdBlue) → NH3 + CO2,
NH3 + NOx → N2 + H2O.
Реагент «AdBlue» уже производится во многих странах Европы. Его выпускают ведущие европейские производители карбамида, которые совместно с партнёрами по реализации организуют широкую сеть заправочных станций в Европе.
Специалисты российской компании «Лаборатория триботехнологии» предложили новый оригинальный путь снижения эмиссии вредных примесей в отработавших газах. По их предложению полезный эффект достигается за счет использования растворимых в моторном топливе производных мочевины вместе с наноразмерными частицами диоксида церия. Новая технология, которая получила название «Urea & NanoCatalyst in Fuel», также не предусматривает внесение изменений в конструкцию топливной аппаратуры двигателя внутреннего сгорания и в способ заправки топливом на автозаправочных станциях.
Фирмой был разработан специальный препарат «FaberOx», представляющий собой дисперсию нанокапсулированного диоксида церия в органическом растворе производных мочевины, который добавляется непосредственно в топливо любого типа. На основе этих разработок получены и поставлены на рынок автохимии специальные препараты.
Для улучшения других показателей качества топлива применяются различные добавки, которые в основном направлены на повышение октанового (октан — корректоры) и цетанового (цетан — корректоры) чисел, снижение токсичности и дымности выхлопных газов, частично — на ослабление коррозионных процессов. Однако их правильное и своевременное применение — это проблема и забота потребителя.
В настоящее время многие известные европейские производители топлива, имеющие свою фирменную сеть АЗС, используют моющие присадки для создания топливных марок (брендов), которые позиционируются на рынке как топливо повышенного качества.
Краткая история продвижения на российский рынок топлива с высокими эксплуатационными качествами такова.
В 2006 году компания «Лукойл» презентует и начинает реализацию топлива под брендом «Экто» в России, «Eco Force» в Казахстане и «Ventus» в Украине.
В этом же году компания ТНК — BP запускает в продажу топливо BP Ultimate 95 и BP Ultimate 98 на своих автозаправочных комплексах.
В 2009 году компания Shell начинает реализацию высокоэффективного топлива Shell V‑Power, разработанного в рамках технического партнерства Shell и Ferrari и отлично зарекомендовавшего себя у европейского потребителя.
Одновременно ТНК — BP выводит на рынок бензин ТНК Pulsar с октановым числом 95, соответствующий экологическому стандарту Euro- 4 и значительно превосходящий нормы стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 51866.
В этом же году «Лукойл» начинает продажи нового автомобильного бензина премиум — класса «Экто Plus» (октановое число 95) и «Экто Sport» (октановое число 98). Как указывается производителем, пакет присадок в новых бензинах позволяет двигателю развивать 100 % заявленной мощности, увеличивает ресурс работы и сокращает выброс оксида углерода.
Вопрос: Как можно ранжировать топливные присадки?
Ответ: Топливные присадки можно условно разделить по моющим свойствам и решаемым задачам на три категории.
Сильнодействующие. Эти препараты, как правило, относятся к «ремонтной» категории, имеют направленное действие, высокую эффективность и, как следствие, высокую стоимость. Основная задача — обеспечить работоспособность системы подачи топлива в достаточно короткий промежуток времени и/или в особо «тяжелых» случаях. Предназначены в основном для очистки инжекторов (форсунок) подачи топлива и/или очистки топливной системы в целом.