Експертиза дизельного палива

Вимоги Всесвітньої паливної хартії до дизельного палива

цетанове число - це характеристика компресійного займання палива. Збільшення цетанового числа зменшує час провертання колінчастого вала двигуна до пуску, а також помітно знижує викиди шкідливих речовин, витрата палива і гучність роботи. Від даного параметра залежить рівень шуму, що виділяється диму і потужність двигуна. Прийнятний для універсального використання діапазон показників цетанового числа - від 40 до 50. За фактом ця цифра відображає певну затримку загоряння. Однак якщо цей показник перевищує 60 позначку, таке паливо ніяк не впливатиме на потужність.

Якщо ще кілька десятиліть тому використання дизпалива для легкових автомобілів не представлялося можливим, то сьогодні ситуація змінилася. Все більше власників транспортних засобів переходять на використання даного продукту з огляду на його доступності та ефективності. Але його якість - незмінний критерій, від якого варто відштовхуватися при покупці.

Ключова характеристика солярки - рівень її займистості. Він визначає, скільки часу знадобиться палива від надходження в циліндр до його безпосереднього займання. Чим коротший цей проміжок часу, тим вище буде цетанове число. Його високий показник також покращує роботу двигуна, сприяє більш правильної та безпечної роботи механізму. Чому цей параметр так важливий при визначенні якості?

За цетановому показником можна відстежити хімічний склад. Рівень займистості буде прямо залежати від вуглеводневого складу пального. Найкраще горять склади на основі парафіну, найгірше - ароматичні. Отже, в даній пропорції потрібно відстежувати кількість саме ароматичних вуглеводнів, оскільки по ним і визначається якість солярки. Так, якщо показник буде менше 40, це буде гарантувати додаткове навантаження на двигун і роботу в більш жорсткому режимі. Регулярна заправка такого палива негативно позначиться на стані двигуна, прискоривши його знос.

цетановий індекс - це цетанове число палива, яке обчислюється на основі вимірювання властивостей палива. Цетанове число визначається на випробувальному двигуні і відображає вплив паливних присадок, що поліпшують цетанове число палива.

Цетановий індекс і цетанове число по-різному впливають на експлуатаційні характеристики автомобіля. Отже, щоб уникнути передозування паливних присадок, необхідно зберігати мінімальну різницю між цетановим індексом і цетановим числом.

Щільність і кінематична в'язкість. Зміни щільності (і кінематичної в'язкості) палива призводять до зміни потужності двигуна і, отже, до зміни викидів з двигуна і витрати палива. Щоб зробити роботу двигуна і викиди вихлопних газів оптимальними, і мінімальне, і максимальне граничні значення для щільності повинні бути визначені в досить вузькому діапазоні.

Знижена щільність буде зменшувати викиди твердих частинок з усіх дизельних автомобілів і викиди NOx з важко навантажених автомобілів. Однак знижена щільність також буде збільшувати витрата палива і знижувати потужність, що знімається з двигуна. Зміни кінематичної в'язкості палива (зниження щільності зазвичай призводить до зниження в'язкості) можуть посилити вплив щільності на потужність (але необов'язково на витрату пального), особливо в поєднанні з паливними насосами розподільного типу.

Серійні дизельні двигуни налаштовуються на деяку стандартну щільність, яка визначає кількість палива, що впорскується пального. Об'ємне кількість вприскування палива - це параметр управління для систем очищення відпрацьованих газів, таких як система рециркуляції вихлопних газів (РВГ). Отже, зміни щільності палива призводять до не оптимальною рівнями РВГ для даної навантаження і даної швидкості в порівнянні з закладеними в програму автомобіля і, як наслідок, впливають на характеристики вихлопних газів.

Подача пального і регулювання впорскування також залежать від в'язкості палива. Висока в'язкість може знизити швидкість витрати пального, приводячи до недостатньої подачі палива. Дуже висока в'язкість палива може призвести до деформації насоса. Низька в'язкість, з іншого боку, буде збільшувати протікання з насосних елементів і в гіршому випадку (низька в'язкість плюс висока температура) може привести до повної втрати палива в результаті витоку. Так як на в'язкість впливає температура навколишнього середовища, важливо мінімізувати діапазон між мінімальною і максимальною граничним значенням в'язкості, щоб зробити роботу двигуна оптимальною.

Паливна система, встановлена на дизельних агрегатах будь-якого призначення, має специфічне пристрій. Вона включає в себе бак, сукупність насосів топливопроводов і фільтри спеціального очищення. Останні бувають декількох видів в залежності від свого призначення. Так, фільтри грубої очистки необхідні для утримування механічних частинок, розмір яких не перевищує 60 мкм. Фільтри дрібної очищення відповідають за утримання твердих елементів, чиї параметри коливаються в межах від 2 до 5 мкм.

На якість проходження солярки по системі харчування впливає маса її ключових параметрів: низькотемпературні показники, рівень в'язкості, наявність у складі води і нафтенових кислот.

Самий «проблемний» параметр з усього перерахованого вище - це в'язкість. Чим вона більше, тим складніше прокачується паливо. Особливо актуальна проблема в зимовий час. Щоб нейтралізувати негативний вплив морозу на стан пального, подача насоса, що підкачує, який і бере на себе основне навантаження, перевищує необхідну подачу для оптимальної роботи дизельного двигуна в 5 разів.

Температура кипінняхарактеризує повноту випаровування солярки в двигуні. Якщо вона буде занадто високою, пальне не зможе повністю випаруватися, і в результаті осяде на внутрішній частині всієї камери згоряння. Це, в свою чергу, призведе до прискореного зносу основних деталей системи.

Температура спалаху - це найменші температурні показники, при яких можливо спалахування парів при наявності відкритого джерела вогню. При цьому не повинно виникати стійкого процесу горіння.

сірка є природним компонентом сирої нафти. Якщо сірку не видалити під час процесу переробки нафти, вона буде забруднювати автомобільне паливо. Сірка дизельного палива визначає кількість викидів дрібних твердих частинок (ТЧ) у відпрацьованих газах через утворення сульфатів, як в двигуні, так і пізніше в атмосфері. Сірка може привести до корозії і зносу систем двигуна. Більш того, ефективність деяких систем очищення відпрацьованих газів знижується при збільшенні концентрації сірки в паливі, в той час як інші системи повністю виходять з ладу через отруєння сіркою. Вплив сірки на викиди твердих частинок загальновизнано і вважається істотним.

Фільтри твердих частинок. Дизельні фільтри твердих частинок з безперервною регенерацією (ДФТЧНР) і каталітичні дизельні фільтри твердих частинок (КДФТЧ) представляють собою два підходи до регенерації дизельних фільтрів твердих частинок (ДФТЧ). ДФТЧНР здійснює регенерацію фільтра, безперервно генеруючи NO₂ з NO, викинутого з двигуна, на дизельному окислювальному каталізаторі, вміщеному перед ДФТЧНР. КДФТЧ здійснює регенерацію ДФТЧ, використовуючи каталітичне покриття на елементі ДФТЧ, щоб сприяти окисленню зібраних ТЧ, використовуючи кисень, наявний в дизельному вихлопі.

ароматичні вуглеводні - це ті молекули палива, які містять, принаймні, одне бензольне кільце. Вміст ароматичних вуглеводнів в дизельному паливі впливає на температуру згоряння і, отже, на викиди NOx під час згорання. Поліароматичні вуглеводні в паливі впливають на утворення твердих частинок і викиди поліароматичних вуглеводнів (Паув) з дизельного двигуна.

Фракційний склад. Крива фракційного складу дизельного палива показує кількість палива, яке википить при даній температурі. Вміщені в паливі легкі фракції впливають на легкість запуску. Занадто велика частка важких фракцій призводить до закоксовування і підвищеним викидам сажі, диму і твердих частинок. Від нього залежить витрата ресурсу, знос деталей, прогорание поршневих кілець і оптимальний запуск транспортного засобу.

Для досягнення оптимальних робочих показників дизеля принципове значення має освіту паливно-повітряної суміші в циліндрі. Для нього важливо не тільки якість розпилення, а й швидкість його випаровування. Показник випаровуваності визначається фракційним складом. Особливе значення даний показник має для швидкісних дизелів. Проте, висока концентрація в паливі легких фракцій має від'ємне значення для якості згоряння.

Паливо з високою концентрацією важких фракцій буде значно повільніше випаровуватися, не до кінця згоряти, тим самим, засмічуючи двигун. Тому для високого рівня експлуатації техніки, що працює на солярці, необхідно якісну сировину із середнім фракційним складом. У ньому не повинно бути легких бензинових з'єднань, що забезпечують додаткове ускладнення в роботі двигуна. Але важливо й мінімальна концентрація важких фракцій, які до кінця не згорають. Як наочно демонструють проведені дослідження, якісна солярка повинна мати в своєму складі максимальну кількість фракцій, отриманих шляхом перегонки в температурному діапазоні від 250 до 350 градусів за Цельсієм.

Плинність при низьких температурах. Дизельне паливо може мати високий вміст (до 20%) парафінів, яким властива обмежена розчинність в паливі і при достатньому охолодженні виділятися з розчину у вигляді твердого парафіну. Отже, достатня плинність при низьких температурах - це одна з основних характеристик дизельного палива. Плинність при низьких температурах зазвичай визначається фракційним складом пального, вуглеводневим складом (вміст парафінів, нафтенов, ароматичних вуглеводнів) і використанням паливних присадок.

Технічні вимоги до плинності дизельного палива при низьких температурах повинні встановлюватися відповідно до сезонних і кліматичними потребами регіону, в якому використовується це паливо. Парафін в автомобільних паливних системах - це потенційне джерело проблем з експлуатацією. Отже, низькотемпературні властивості дизельних паливо визначаються випробуваннями, пов'язаними з утворенням парафіну:

• температура помутніння - температура, при якій найважчі парафіни починають випадати в осад і утворювати кристали воску: паливо стає «мутним»;
• гранична температура фільтрування - найменша температура, при якій паливо може проходити через фільтр під час стандартизованого випробування на фільтрацію;
• температура втрати текучості - цей показник використовується на ринках США і Канади.

Однією з важливих характеристик при використанні дизельного палива вважається його здатність протистояти низьких температур і при цьому зберігати свою рухливість. Ці властивості обумовлені наявністю в пальному парафінів, які з пониженням температурних меж випадають кристалами. Від ступеня помутніння і застигання залежать його властивості.

Температурою помутніння прийнято позначати ту, коли паливо змінюється так, що разом з рідкою утворюється тверда фаза. Тоді воно стає більш каламутним, але при цьому рухливість все одно зберігається через те, що кристали, що утворюються в ньому, дуже малі. Температурою застигання називають момент втрати їм рухливості.

Помутніння, незважаючи на збереження плинності, все ж може привести до порушень під час запуску двигуна подачі палива. Щоб цього уникнути, потрібно щоб навколишнє повітря був тепліше температури помутніння при прогріванні і пуску.

Після помутніння може наступити застигання, яке виражається в тому, що пальне набуває вигляду студенистой маси, перестає бути текучим. Двигун буде працювати нормально за умови, що навколишнє атмосфера буде тепліше застигання самого дизпалива десь на 8-12 градусів.

Вспенивание. Дизельне паливо має схильність до піноутворення під час заправки паливного бака, що уповільнює цей процес і викликає ризик переливу. Антипінні присадки іноді додаються в дизельне паливо, причому часто як компонент багатофункціонального пакета присадок, щоб прискорити і забезпечити більш повне наповнення баків автомобіля. Їх використання також знижує ймовірність протоки палива на землю. Кремнійорганічні поверхнево-активні присадки ефективні при придушенні схильності до піноутворення дизельних палив. Важливо, щоб обрана антипінних присадка не створювала жодних проблем для довгострокової надійності систем очищення відпрацьованих газів.

Ефіри рослинних масел (ЕРМ) все більшою мірою використовуються як додатковий ресурс дизельного палива або замінник дизельного палива. Це обумовлено зусиллями деяких країн використовувати продукцію сільського господарства або знизити залежність від імпорту нафтопродуктів. Існують дані, які свідчать про позитивний вплив цих продуктів на екологічних показники. Однак існують і сумніви з питання використання цих ефірів в дизельних паливах високої якості.

Технічні переваги метилового ефіру в основному полягають в тому, що вони забезпечують змащення паливної апаратури, яка погіршується при видаленні з дизельного палива сірки, і зменшують викиди твердих частинок з відпрацьованими газами. Недоліки метилових ефірів такі:

• вони вимагають особливих запобіжних заходів при низьких температурах, щоб уникнути надмірного зростання в'язкості і втрати плинності. Можуть знадобитися паливні присадки для усунення цих проблем;
• так як ці ефіри гігроскопічні, особливі запобіжні заходи потрібні для запобігання підвищеного вмісту води і подальшого ризику корозії;
• зростає схильність до утворення відкладень, тому настійно рекомендується обробка дизельного палива миючими присадками;
• прокладки і композитні матеріали в паливній системі піддаються впливу метилових ефірів, якщо вони не підібрані для цього палива.

З огляду на технічний ефект ефірів, їх зміст обмежується 5%. Застосування ефірів в більш високих концентраціях вимагає адаптації двигунів до цього виду палива.

Чистота паливної форсунки. Стійка робота двигуна залежить від якості роботи паливної форсунки. У разі її забруднення матимуть місце підвищені шум, дим і викиди.

Кінчик паливної форсунки піддається дуже жорстким діям, так як він знаходиться безпосередньо в зоні згоряння, як в форкамерних двигунах, так і в двигунах прямого вприскування. Тверді продукти горіння утворюють відкладення на кінчику паливної форсунки, що значно впливає на роботу форсунки. У форкамерних двигунах продукти відкладення частково блокують безперебійну подачу палива при частковому навантаженні, і горіння може стати більш нестійким. Аналогічно, в двигунах прямого вприскування часткова або повна закупорка одного з тонких розпилювальних отворів порушить розпорошення паливної струменя і роботу двигуна.

У разі форкамерних двигунів, закоксовиваніє неминуче через типу використовуваної паливної форсунки, і при виборі форсунки необхідно враховувати це. Однак рівень закоксовиванія залежить і від якості палива. Паливні форсунки двигунів прямого вприскування спочатку більш стійкі до закоксовування, але низька якість палива може, врешті-решт, привести до закупорки розпилювального отвори.

Вирішення цієї проблеми необхідно шукати у використанні миючих присадок в паливі. Великі дози цих присадок можуть частково відмити вже сильно закоксовавшіеся паливну форсунку, а менші дози можуть підтримувати прийнятний рівень чистоти форсунки. Багато дистриб'юторів пального включають такі паливні присадки в товарне дизельне паливо. Чистота паливних форсунок стане ще більш важливою в недалекому майбутньому, так як системи упорскування високого тиску все в більшій мірі використовуються як в важконавантажених, так і в слабонавантажених двигунах прямого вприскування.

Змащуюча здатність. Насоси дизельного палива, що не мають зовнішніх систем змащення, розраховані на змащувальні властивості самого дизельного палива. Процеси очищення, що проводяться для видалення сірки з дизельного палива, одночасно зменшують кількість компонентів палива, які забезпечують природне змащення. Недостатня змазує здатність може привести до підвищених викидів з вихлопними газами, підвищеного зносу паливного насоса і, в деяких випадках, аварійним поломкам.

Паливо дизельне Євро

Дизельне паливо Євро ГОСТ - це різновид солярки, що випускається нафтопереробними заводами за європейським стандартом якості. Вона виключає поділ на сезонні види, сорти і марки, прийняті в 1983 році. Згідно з європейською стандартизації продукції таке паливо диференціюється за наступними критеріями:

• Класи: від 0 до 4;
• Сорти: A, B, C, D, E, F;
• Види: I, II, III.

Кожна із зазначених груп має свої підрозділи, тобто, той чи інший сорт дизпалива має свій вид. Така класифікація розроблена для зручності пошуку оптимального продукту на ринку. Умовні позначення кожного з видів вказуються в супровідній документації. Розшифровуються вони в такий спосіб:

• «Клас» є показником температурного значення, при якому солярка почне темніти;
• «Вид» позначає відсоток концентрації сірки в загальній масі;
• «Сорт» має на увазі градус фільтрації. Для кожної кліматичної зони діапазон температур буде свій.

Для арктичного клімату - від -22° С до -44° С, для помірного - від -5° С до-20° С.

Також виділяють додаткові технічні вимоги до Євро стандарту. Це показники фракційного складу, кінематична в'язкість і змазує ефективність.

Поліпшення дизельного палива (присадки)

Якщо в силу певних обставин необхідно змінити хімічні властивості палива, оптимальним рішенням буде використання спеціальних присадок. На відміну від тих же сепараторів і фільтрів, вони не очищають пальне, а шляхом додавання тих чи інших речовин змінюють його склад. Маючи убоге уявлення про їх особливості, багато споживачів купують неякісний продукт, який може спричинити за собою навіть поломку двигуна. Крім того, потрібно мати на увазі, що навіть найякісніші присадки можуть нести негативний ефект за умови їх неправильного застосування. Особливо це важливо для зарубіжних транспортних засобів, які відрізняються особливою чутливістю до палива, в складі якого є дані компоненти.

Проблема актуальна для вітчизняного ринку через самого механізму доповнення присадками. Та ж солярка проводиться на нафтопереробних заводах країни, після чого вона потрапляє на автозаправки. Сучасні технології дозволяють власникам заправних станцій відстежувати стан свого продукту і при необхідності його «вдосконалити». Але оскільки це ніяк не контролюється державою, кількість низькопробного палива за останні роки різко збільшилася.

У паливі, яке протягом тривалого часу знаходиться в баку, починають розмножуватися бактерії. Для боротьби з ними використовуються спеціальні присадки, що вбивають їх і не сприяють подальшому зростанню.

Для дизельного палива з невеликою концентрацією сірки застосовують протизносні присадки. Оскільки такий вид пального характеризується низьким змащує властивістю, його застосування може надати серйозної шкоди всім рухомим елементам двигуна. Вони компенсують низький відсоток сірки.

Для поліпшення запуску двигуна і його загальної ефективності застосовуються паливні різновиди присадок. Вони відповідають за збільшення цетанового числа. До них раціонально вдатися в тих випадках, якщо продукт має велику змазує здатністю.

Якщо солярка використовується в регіонах, в яких можливі постійні мінусові температури (до -40 градусів за Цельсієм), то в таких випадках раціонально додати спеціальні депрессори. Вони знижують температуру, при якій пальне замерзає.

Суміш дизельного палива і гасу

Дизельне паливо буває декількох видів. Так, влітку механізми працюють на пальному марки Л - воно використовується, коли температура навколишнього атмосфери нуль або вище нуля градусів. Для більш холодних умов застосовується зимова марка - З, яке допускає роботу в холодних умовах при зниженні навколишнього середовища до -20 градусів. Існує також спеціальне дизельне паливо, іменоване арктичним, воно дозволяє працювати механізму при суперхолодна режимі до -50 градусів.
У ситуаціях, коли солярки потрібної марки немає під рукою, можна застосовувати різні замінники. У тому числі замінювати її освітлювальним гасом або ж використовувати його в сумішах з дизпаливом інших марок. Скільки конкретно потрібно додавати гасу в солярку, залежить від температурного режиму, при якому відбувається застигання. Розрахунок проводиться з 25 відсотків добавки гасу на 8-12 градусів зниження.

При цьому треба знати, що постійно використовувати замінники не рекомендується, так як підвищення жорсткості роботи двигуна, яке неодмінно відбувається при заміні, призводить до підвищення зносу самого двигуна.