Вплив властивостей дизельного палива на утворення відкладень у двигуні та нагароутворення

Хімічна стабільність дизельного палива залежить від наявності в ньому різних вуглеводнів та інших компонентів. Дизельне паливо, яке одержують при перегонці нафти з низьким умістом сірки, характеризується високою хімічною стабільністю. При зберіганні його протягом п'яти і більше років воно практично не змінює своїх властивостей, тоді як дизельне паливо зі значною кількістю олефінів та меркаптанів значно змінює свої властивості за тих самих умов.

Внаслідок окиснення олефінів при транспортуванні та зберіганні дизельного палива кількість фактичних смол у ньому збільшується, що порушує нормальну роботу системи живлення двигуна, а коли ці смоли потрапляють у камеру згоряння, утворення нагару на деталях двигуна посилюється. Це погіршує його економічні та силові показники. В реальних умовах існує рівноважний стан, при якому кількість утвореного нагару зрівноважується і його ріст на поверхнях камери згоряння, розпилювальних форсунках та в інших місцях припиняється. Головну роль при цьому відіграє режим роботи двигуна. Чим більше його навантаження і вищий температурний режим, тим повніше встановлюється його рівновага при більш тонкому шарі нагару. За певних умов нагар може повністю вигоряти та знову утворюватись.

Інтенсивність утворення нагарузалежить від багатьох чинників, у тому числі властивостей палива, наявності в ньому сірки, смол, золи тощо.

Вплив сірки на утворення нагару пов'язаний із більш ефективним процесом окисної полімеризації вуглеводнів у присутності сполук сірки, в тому числі продуктів її згоряння.

Фактичні смоли, що є в дизельному паливі, – це домішки, які залишилися після очистки базових дистилятів.

Наявність у паливі смол також збільшує нагар і закоксованість кілець. Тому їх кількість у паливі суворо обмежується стандартом. Залежно від марки дизельного палива вміст смол не повинен перевищувати ЗО...40 мг на 100 мл палива, що не дуже багато. Проте на утворення нагару в камері згоряння впливають не тільки смоли, а й фракційний склад палива та в'язкість і, як наслідок, погане розпилювання палива, неповні його випаровування та згоряння. Неповне згоряння палива призводить до утворення високотемпературних відкладень, продукти яких осідають на деталях двигуна.

На процес нагароутворення впливають також якість неорганічних домішок і стабільність палива.

Найбільше на цей процес впливає зниження тиску впорскування, через що різко погіршується якість розпилювання палива. Ось чому не рекомендується тривала робота дизелів на малих обертах.

Вплив властивостей дизельного палива на утворення відкладеньу двигуні оцінюють коксованістю, зольністю та йодним числом.

Коксованість – здатність нафтопродукту утворювати кокс під час згоряння. Коксованість оцінюється коксовим числом.

Коксове число характеризує здатність палива утворювати вугільний залишок при високотемпературному (800...900 °С) розкладанні палива без доступу повітря. Коксованість палива залежить від його хімічного складу і наявності в ньому продуктів окисної полімеризації, а також від кількості вуглеводнів, що мають низьку термоокисну стабільність.

Коксованість дизельного палива має бути не більшою за 0,3 %, а палива підвищеної якості – не більшою за 0,035 %.

Показник, що характеризує вміст ненасичених сполук у нафтопродукті, який виражається кількістю грамів йоду, витраченого на реакцію з 100 г нафтопродукту, дістав назву йодного числа. Це число визначається наявністю у паливі олефінів. При його визначенні створюються такі умови, коли йод здатний реагувати тільки з олефінами. Цей показник характеризує один з аспектів хімічної стабільності нафтопродуктів.

Чим більше йодне число, тим більше олефінів міститься у паливі і тим гірше воно за якістю, оскільки олефіни у процесі зберігання та транспортування окиснюються із видаленням смол, які на шляху від бака до циліндра двигуна порушують роботу системи живлення, осідаючи у паливопроводах, фільтрах і форсунках, а коли потрапляють у камеру згоряння, збільшують нагароутворення. Йодне число не повинно перевищувати 6 г йоду на 100 г палива.

Схильність палива до лакоутворення оцінюють за вмістом лаку в міліграмах на 100 мл палива, для чого випаровують невелику кількість палива у спеціальному лакоутворювачі при температурі 250 °С.

Зольність палива – це відношення маси золи до маси палива, що подається, у відсотках. Зольність не повинна перевищувати 0,01 %.

Методика виявлення зольності полягає у випаровуванні проби палива та проколюванні залишку у фарфоровому тиглі. Масу взятої проби визначають на аналітичних терезах.