Отечественные стандарты, так же как и западные, категорически не допускают наличия в дизельном топливе влаги и механических примесей. Однако на автозаправочных станциях этим требованиям дизтопливо соответствует крайне редко. Концентрация фактических смол в дизельном топливе отечественными стандартами также ограничена и для разных видов топлива не превышает значений 200…400 мг/л, т. е. в среднем она в 4 раза выше, чем в российских бензинах.
Содержание механических примесей определяют путем фильтрования 100 г нефтепродукта, разбавленного в бензине, через высушенный и взвешенный бумажный фильтр. Осадок на фильтре промывают бензином. Затем фильтр опять высушивают и взвешивают.
В связи с вышесказанным, российские требования к качеству дизтоплива требуют ужесточения, а промышленные технологии его изготовления — значительного усовершенствования. Основное преимущество дизеля — экономичность, может быть нивелировано при использовании отечественного дизельного топлива. Однако применение различных присадок и добавок, оптимизирующих процесс сгорания дизельного топлива, позволяет улучшить не только характеристики горючего, но и работу дизельного двигателя (табл. 20).
Таблица 20. Взаимосвязь физико — химических свойств дизельного топлива и условий работы дизеля
Сегодня трудно себе представить дизельное топливо высокого качества без присадок, имеющих разные функциональные назначения. Производятся и поставляются на рынок депрессорные, цетаноповышающие, диспергирующие, противоизносные, антиокислительные, антидымные, ингибиторы коррозии, моющие и другие любительские препараты.
Цетановое число (ЦЧ) — показатель воспламеняемости дизельного топлива, численно равный объемному проценту цетана в эталонной смеси, состоящей из смеси цетана и a — м етилнафталина. Определяется по формуле: ЦЧ = 1,5879×[(V 20 + 17,8)/ p 20], где V20 — кинематическая вязкость при +20 °C; p20 — плотность топлива при температуре +20 °C.
Регулярное профилактическое использование препаратов автохимии позволяет значительно увеличить межремонтный ресурс дизельной автомобильной техники.
В последнее время передовые нефтехимические фирмы также начали выпускать дизельные виды топлива, соответствующие требованиям EN 590 (Евро-4), т. е. более высокого качества. Такое дизтопливо отличается от требований ДСТУ 3868—99 более низким содержанием серы (не более 50 мг/кг, в то время как у Л-0,20–62 — не более 2000 мг/кг) и полициклических ароматических углеводородов, а также более высоким цетановым числом (не менее 51 ед., в отличие от дизтоплива Л-0,20–62, у которого цетановое число не менее 45 ед.).
Высокое цетановое число и низкое содержание серы дизтоплива по Евро-4 оптимизируют процесс сгорания топлива, снижают шум и вибрации, облегчают запуск, особенно в холодное время года, значительно снижают коррозионные процессы, продлевают работу сажевых фильтров, а также уменьшают количество лаковых и карбоновых отложений на деталях цилиндропоршневой группы дизеля.
Наличие в составе дизтоплива специальных противоизносных присадок позволяет уменьшить износ деталей двигателя и топливной аппаратуры. При эксплуатации техники на таком топливе снижается дымность отработанных газов, а также выброс вредных соединений в атмосферу: сажи, оксидов азота и углерода, несгоревших углеводородов и т. д.
В настоящее время одним из наиболее важных направлений работ для нефтеперерабатывающей промышленности является десульфуризация (снижение содержания серы) дизельного топлива. В европейском стандарте EN 590 регламентируется допустимое содержание серы в дизельном топливе в количестве 50 ppm, а также 10 ppm для топлива с ультранизким содержанием серы. Следствием десульфуризации стало то, что в отличие от сернистого дизельного топлива (свыше 350 ppm серы), дизельные виды топлива с низким и ультранизким содержанием серы перестали обладать необходимой смазывающей способностью деталей топливной аппаратуры, особенно прецизионных деталей ТНВД и форсунок. Поэтому для снижения износа деталей дизеля в пакет присадок добавляют антифрикционные, противоизносные компоненты, например смесь жирных кислот и их производных.
ppm (англ. parts per million — частей на миллион) — единица измерения концентрации вещества (примеси), миллионная доля.
Вопрос: Как подобрать комплекс присадок в дизельное топливо для постоянного круглогодичного пользования, когда и как их использовать?
Ответ. Для надежной и эффективной эксплуатации дизеля рекомендуется использовать (иметь в химмотологической аптечке водителя) следующий набор препаратов топливной автохимии для безразборного сервиса:
· очиститель форсунок и системы питания дизеля — применяется в начале эксплуатации (если автомобиль имеет пробег), далее профилактически с периодичностью, указанной на упаковке;
· очиститель форсунок для дизеля — в случае явных перебоев в работе двигателя или при снижении его приемистости, но не реже одного раза в сезон (осень — зима, весна — лето) или одного раза в год (если годовой пробег менее 10 000 км);
· цетан — корректор для дизтоплива — регулярно при сомнительном качестве дизтоплива лучше применять постоянно, так как хорошие цетан — корректоры, как правило, содержат специальную смазку топливной аппаратуры, позволяющую значительно увеличивать ресурс дорогостоящих элементов топливной системы, в т. ч. ТНВД;
· суперантигель для дизтоплива — постоянно (осень, зима, ранняя весна).
Антигель — депрессорная присадка к дизельному топливу, препятствующая образованию кристаллов парафина и обеспечивающая работоспособность дизеля при отрицательных температурах.
Несомненно, это общие рекомендации, которые в каждом конкретном случае нужно корректировать.
Очистители дизельного двигателя
Одним из важнейших эксплуатационных качеств дизтоплива является его способность обеспечивать чистоту топливной аппаратуры и деталей цилиндропоршневой группы дизеля. При сгорании топлива на стенках камеры сгорания и впускных клапанах, а также на распылителях и иглах распылителей форсунок образуется нагар. При этом на днищах поршней, впускных клапанах и стенках камеры сгорания нагар плотный, твердый темного цвета, а на распылителях и иглах форсунок — мягкий смолистый нагар желтоватого цвета или светло — коричневый, типа лаковой пленки. Нагарообразование в двигателе зависит от содержания в дизтопливе фактических смол и серы, фракционного состава, содержания непредельных и ароматических углеводородов, зольности и коксуемости.
Наличие нагара на стенках камеры сгорания и днище поршня (рис. 27) ухудшает отвод теплоты в систему охлаждения двигателя и приводит к уменьшению объема камеры сгорания. Образование нагара на впускных клапанах (см. рис. 26) приводит к их закоксовыванию, вследствие чего нарушается необходимая посадка соединения тарелка клапана — седло . В результате наблюдается прорыв раскаленных газов и обгорание посадочных поверхностей клапана и седла, а в отдельных случаях зависание клапана.
Рис. 27. Нагар на днище поршня
Наибольшее число параметрических отказов в работе дизелей приходится на отложения нагара на форсунках. Из‑за нагара на распылителях форсунок ухудшается качество распыления топлива и деформируется факел распыла. Закоксовывание сопел и зависание игл распылителей приводит к подтеканию топлива, так как в этом случае игла не садится на уплотняющий конус распылителя и полностью не перекрывает его канал. Из‑за загрязнений внутри форсунки в камеру сгорания впрыскивается недостаточное количество топлива (нарушается состав топливно — воздушной смеси), при этом оно плохо распыляется, что приводит к нарушению равномерности топливно — воздушной смеси и, как результат, — дымление, снижение мощности и экономичности работы дизеля (рис. 28).
Рис. 28. Распыление топлива форсункой: а) при наличии загрязнений (несколько струй); б) очищенной форсункой (тумановидное распыление)
Использование известных технологий безразборного сервиса автомобильной техники с применением препаратов автохимии позволяет достаточно эффективно проводить очистку (промывку) топливной системы на работающем двигателе.
Основными компонентами присадок для дизельного топлива служат детергенты на основе полиизобутилена. Специальные пакеты присадок включают также химические соединения для повышения эксплуатационных свойств дизеля, такие как пеногасители, деэмульгаторы, смазывающие и цетаноповышающие компоненты. Кроме этого, в присадки (пакеты присадок) для дизельного топлива на передовых нефтехимических предприятиях могут добавляться специальные красители, маркеры и отдушки.
Применение моющих присадок к дизельному топливу существенно снижает количество отложений в дизеле, в том числе на инжекторной игле, а распыление топлива осуществляется в оптимальном режиме, что значительно повышает эксплуатационные характеристики двигателя.
Среди очистителей можно выделить препараты, которые просто добавляются в топливный бак, и препараты, которые нужно заливать непосредственно в систему впрыска, т. е. не смешивая с дизтопливом. Несмотря на то, что второй способ также относится к технологиям безразборного сервиса двигателя, однако применяемые препараты формально уже не являются присадками к топливу.
Первый способ обеспечивает очистку всей топливной системы и предотвращает образование отложений в камере сгорания и системе впрыска, его рекомендуется применять через каждые 2000…3000 км, и особенных комментариев она не требует.
Очистка по второму способу заключается в том, что снимается топливный шланг, идущий к насосу, и помещается в банку с препаратом — очистителем. Затем пускается двигатель и вырабатывается содержимое банки на холостых оборотах коленчатого вала. Такие препараты не допускается заливать непосредственно в топливный бак, так как они могут разрушить его внутренний окрашенный слой. В то же время эффективность очистки таким методом, например, форсунок дизеля очень высока. При такой обработке с них удаляется не только нагар, но и лаковые отложения, которые даже после разборки с трудом поддаются даже ультразвуковой очистке. Не случайно, немецкий автомобильный концерн B