Что такое вязкость дизельного топлива
Привет студент
Дизельное топливо
Дизельное топливо
Дизельное топливо, предназначенное для быстроходных дизелей, должно удовлетворять следующим основным требованиям:
бесперебойно поступать в цилиндры дизеля в любых условиях эксплуатации;
образовывать в камере сгорания двигателя топливовоздушную смесь, способную своевременно воспламеняться и полностью сгорать; обеспечивать мягкую, без стуков, работу дизельного двигателя; не вызывать значительной коррозии деталей двигателя; образовывать как можно меньше нагара на деталях двигателя; не содержать механических примесей и воды.
Основные свойства дизельного топлива
Весовая плотность (отношение массы топлива к его объему) дизельного топлива зависит от его фракционного состава и колеблется в пределах 820—890 кг/м 2 (0,82—0,89 г/см 3 ). Плотность измеряют при температуре +20° С. Если плотность была определена при другой температуре, то полученные данные приводят к температуре +20° С по формуле:
где pf — плотность при температуре окружающей среды, кг/м 3 (г/см 3 );
к — температурная поправка на 1° С; для топлива плотностью 0,84—0,89 г/см 3 к=0,00073, для топлива плотностью 0,84—0,86 г/см 3 к=0,00070.
Плотность не является оценочным показателем качества топлива, поэтому в ГОСТ ее значение не приводится. Однако при эксплуатации дизелей необходимо знать величину весовой плотности, так как топливный насос отмеряет по объему требуемое количество топлива. Позтому его весовое количество, а следовательно количество тепловой энергии, зависит не только от объема топлива, впрыснутого в цилиндр, но и от плотности топлива.
Существует следующая зависимость между весовым количеством поданного топлива Q и объемным V :
где рt — плотность топлива, кг/м 3 (г/см 3 ) при температуре t; t — температура впрыснутого топлива, °С.
При определении производительности топливных насосов следует иметь в виду, что плотность дизельного топлива колеблется и пределах 0,82—0,89, поэтому в данные замеров следует вносить соответствующие поправки.
Элементарный состав дизельного топлива
Вязкость дизельного топлива
Вязкость является важным показателем качества дизельного топлива. Она влияет на качество распыливания и смесеобразования. Чем больше плотность дизельного топлива, тем больше его вязкость, тем более крупные капли топлива получаются при впрыске форсункой и тем больше дальнобойность струи. Прокачиваемость дизельного топлива ухудшается при низких температурах с увеличением вязкости.
При повышении температуры вязкость уменьшается (рис. 11). В связи с этим увеличивается утечка дизельного топлива через неплотности в прецизионных парах насоса и форсунки и уменьшается его подача. На рисунке 12 показано влияние вязкости топлива на коэффициент подачи при среднем давлении впрыска 30 Мн/м 2 (300 кГ/см 2 ). При повышении давления вязкости топлива увеличивается (рис. 13). В момент впрыска топлива в цилиндр вихрекамерного дизельного двигателя оно сжимается до двухсот и более атмосфер, вязкость его возрастает по сравнению с вязкостью при атмосферном давлении.
Для обеспечения постоянства мощностных и экономических показателей желательно, чтобы при нагреве или охлаждении дизеля во время эксплуатации вязкость дизельного топлива изменялась как можно меньше.
Зависимость производительности насоса от температуры топлива показана на рисунке 14. Эти свойства топлива необходимо учитывать при регулировке топливной аппаратуры.
Фракционный состав. Для нормального протекания рабочего процесса в дизеле топливо, поступившее в камеру сгорания, прежде чем воспламениться, должно перейти из жидкого в парообразное состояние. Испаряемость влияет на период задержки воспламенения топлива, его сгорание в двигателе, пусковые качества и экономичность двигателя.
Рис. 11. Зависимость вязкости v и плотности р топлива от его температуры t.
Рис. 12. Зависимость коэффициента подачи nн от вязкости топлива при давлении впрыска топлива Pнф.пр= 300 кГ/см 2 :1 — при 400 оборотах коленчатого вала в минуту; 2 — при 1000 оборотах коленчатого вала в минуту.
Поэтому в ГОСТ 305—62 указывается, что температура, при которой выкипает 96% дизельного топлива, должна быть не выше 360° С, иначе наблюдается повышенное нагарообразование.
По ГОСТ 4749 — 49 топлива делятся: на арктическое ДА, предназначенное для использования при температуре окружающего воздуха ниже минус 30° С, температура выкипания 90% не превышает 300° С; дизельное зимнее ДЗ — для использования при температуре выше минус 30° С, температура выкипания 90% не превышает 335 °С и дизельное летнее ДЛ — для использования в теплое время года, температура выкипания 90% не превышает 350 °С.
По ГОСТ 305 — 62 топлива делятся на арктическое А, зимнее 3 и летнее Л (табл. 1).
Рис. 13. Зависимость вязкости дизельного топлива от давления Р (n’ — вязкость при давлении Р; n — начальная вязкость при атмосфер, ном давлении).
Рис. 14. Зависимость величины подачи топлива за цикл qц от темцературы tT топлива в головке насоса.
Температура вспышки дизельного топлива — это температура, до которой необходимо нагреть топливо в нормальных условиях, чтобы пары над его поверхностью вспыхнули при поднесении пламени. Она указывает на степень пожарной опасности данного вида дизельного топлива. В стандартах указывается, что для арктических сортов дизельного топлива температура вспышки должна быть не ниже плюс 30—35 °С, для зимних — не ниже плюс 35—50 °С, для летних плюс 40—60 °С.
Температура застывания дизельного топлива — это температура, при которой топливо в определенных условиях испытания теряет текучесть и загустевает. Для эксплуатации в различных условиях желательно, чтобы температура застывания была как можно ниже. Если температура застывания высокая, то зимой забиваются фильтры и топливопроводы, ухудшается запуск двигателя, затрудняется перекачивание топлива на нефтебазах и при заправке тракторов. В стандартах указывается, что температура застывания должна быть для летних сортов топлив не выше минус 10 °С. Для зимних — не выше минус 35—45 °С, для арктических — не выше минус 55—60 °С.
Коксообразование
Содержание серы в дизельном топливе
Дизельные топлива изготовляют из нефти, содержащей серу. В процессе производства топливо не удается полностью освободить от присутствия серы. При сгорании топлива в дизельном двигателе образуются сернистый и серный газы и тем больше, чем больше содержание серы в дизельном топливе. В зонах низких температур газы образуют с парами воды сернистую и серную кислоты, а в зонах высоких температур возникает газовая коррозия металла.
Рис. 15. Зависимость износа поршневых колец от содержания смол в дизельном топливе.
Рис. 16. Зависимость износа поршневых колец от содержания серы в дизельном топливе.
Нагар и коксующиеся отложения в двигателе при наличии серы в топливе приобретают повышенную твердость и более высокие абразивные свойства. Все это вызывает повышенный износ деталей дизельного двигателя (рис. 16).
Если в топливе содержится серы более 0,2%, то для устранения ее вредного действия топливо применяют в тех двигателях, в которых используют дизельное масло с присадкой ЦИАТИМ-339, АзНИИ-7 или ВНИИНП-360. Содержание серы в дизельном топливе допускается не более 1 %.
Кислотность дизельного топлива
Зольность дизельного топлива
Механические примеси представляют собой частички песка, глины, окалины и кокса. Они засоряют фильтрующие элементы, вследствие чего нарушается нормальная работа топливной аппаратуры. Особенно большую опасность представляют механические примеси из кварца, так как они вызывают абразивный износ прецизионных деталей топливного насоса и форсунок. Поэтому содержание механических примесей в дизельном топливе по ГОСТ не допускается.
Вода в дизельном топливе содержится во взвешенном состоянии и в виде эмульсии. Частички воды заполняют поры хлопчатобумажных фильтров и прекращают доступ топлива к насосу. Кроме того, ухудшается пропускная способность бумажных фильтров при обводнении. При температуре ниже нуля частички воды, содержащиеся в топливе, замерзают и в виде мелких кусочков льда забивают топливопроводы и фильтры.
Вода понижает теплотворную способность топлива и вызывает коррозию топливной аппаратуры, поэтому она не должна содержаться в дизельном топливе.
Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ
Вязкость дизельного топлива
Ели мы покупаем бензин оптом, то в первую очередь смотрим на октановое число, а уж потом на другие параметры, В отличие от бензина, дизельное топливо имеет свою специфику и особенности, что обуславливается, прежде всего, определенными характеристиками, что позволяет использовать его для быстроходных дизелей. Чтобы достичь высокого КПД, снизить риски коррозии деталей, а также образовывать в камере сгорания топливно-воздушную смесь, ДТ должно иметь определенные свойства.
Основные свойства дизельного топлива
К числу главных характеристик любого ДТ относится фракционный состав и весовая плотность, от чего зависит коэффициент полезного действия, а также способность топлива воспламеняться при конкретной температуре окружающей среды. Не менее важным показателем является и вязкость дизтоплива, которая определяет свойства жидкости оказывать определенное сопротивление в результате перемещения слоев относительно друг друга.
Важно отметить, что при повышении температуры вязкость уменьшается, в связи с чем риск утечки дизельного топлива через неплотности в конструкциях насоса или форсунки увеличивается. Что касается фракционного состава, то для исправного протекания процесса топливо, поступающее в камеру сгорания, должно своевременно переходить из жидкого в парообразное состояние. Именно от характеристик его испаряемости зависит период задержки воспламенения топлива, полнота и возгорание, пусковые качества, а также экономичность мотора.
Определение вязкости
При анализе данного показателя важно выделять условную, динамическую и кинематическую вязкость, однако в технических условиях на ДТ указывается именно кинематическая вязкость. Единицей ее измерения является стокс, под которым определяют жидкость, плотностью 1 г. на 1 см2, которая перемещается на 1 см/сек. относительно 2 слоев. При этом она выражается таком параметре, как сантистокс (сст).
Как можно понять, цена на дизтопливо тоже зависие от его вязкости, которая напрямую связана с плотностью жидкости, и поэтому зависит от температуры воздуха. При этом каждое ДТ имеет свои показатели вязкости в зависимости от класса топлива:
Чем меньше вязкость, тем ниже риск подтеканий в форсунках и насосах. Вместе с тем, важно использовать топливо, характеристики которого соответствуют оптимальным показателям конкретной температуры окружающей среды.
Дело в том, что при малой вязкости скорость движения частиц уменьшается, в результате чего экономическая мощность двигателя снижается. При более высоких значениях увеличивается сопротивление в форсунках и трубопроводах, что также приводит к снижению мощности, поэтому соответствие топлива своему классу имеет очень важное значение.
Динамическая вязкость дизельного топлива
Классическим понятием является динамическая вязкость дизельного топлива, под которой подразумевают перемещение одного слоя жидкости относительно другого при воздействии на нее внешних сил, а также собственного веса. Данный параметр измеряют в паскалях/секунду — кг/(м·с).
Кинематическая вязкость дизельного топлива
Еще одним важным параметром является кинематическая вязкость, для вычисления значения которой соотносят динамическую вязкость и плотность топлива. При этом расчет осуществляют при температуре в районе +20 градусов по Цельсию, что позволяет добиться получения оптимальных параметров. Стоит также добавить, что значение напрямую зависит от объема сернистых соединений, поэтому при расчете важно принимать во внимание и этот показатель.
Вязкость дизельного топлива — виды и определение
Дизельное топливо — это продукт перегонки нефтяного сырья в виде углеводородов с высокой температурой кипения. Фракционный состав такого горючего определяет его основные характеристики, которые в свою очередь влияют на эффективность работы дизеля. Немаловажным параметром остается и вязкость топлива, от которой во многом зависит работа топливной автоматики и элементов поршневой группы.
Определение вязкости
Под этим параметром понимают способность горючего перетекать по выбранному сечению с определенной скоростью. Вязкость связана с плотностью жидкости и как следствие зависит от температуры окружающего воздуха. Поэтому для выбранного вида дизтоплива это значение будет соответствующим:
Уменьшение вязкости приводит к снижению напора, подтеканиям насосов и форсунок. Из-за малой скорости движения частиц топлива снижается мощность и экономичность дизеля. При более высоких значениях вязкости моторного топлива увеличивается сопротивление в трубопроводах и форсунках, ухудшается наполнение топливных насосов и распыл смеси. Появляются продукты неполного сгорания, образуется нагар, повышается расход топлива и износ двигателя.
Вязкость связана со всеми основными характеристиками дизтоплива:
Основное отличие дизельных двигателей от бензиновых заключается в способе воспламенения топливной смеси. В дизеле этот процесс протекает без использования свечей зажигания. При этом работа топливной автоматики напрямую связана с вязкостью дизельного топлива, которая влияет на процесс подачи горючего в камеру сгорания, подготовку и воспламенение смеси.
Динамическая вязкость дизельного топлива
Это собственно и есть вязкость в том понимании, к которому все привыкли: перемещение одного слоя жидкости относительно другого под действием внешних сил или собственного веса. Согласно определению вязкость топлива измеряется в Паскалях в секунду. Значение не зависит от плотности жидкости.
Кинематическая вязкость дизельного топлива
Для получения этого значения вычисляют соотношение динамической вязкости и плотности топлива. Расчет выполняют при температуре +20 °C. Значение кинематической вязкости напрямую зависит от количества сернистых соединений, потому эта величина важна для определения экологичности дизтоплива.
Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7
Дизельное топливо
Дизельное топливо (ДТ) – это нефтепродукт, используемый как топливо для ДВС, т. е. двигателей внутреннего сгорания. Является одним из самых известных и востребованных среди существующих сегодня. ДТ получают при первичной переработке нефти после отгона из нее определенных фракций.
Фракционный (химический) состав, особенности и характеристики дизельного топлива (ДТ)
Традиционно дизельное топливо представляет собой комбинацию газойлевых и керосиновых фракций нефти. В основе нефтепродукта смесь углеводородов, выкипающих при температуре 180-360 °C. В зависимости от вязкости выделяют 2 вида дизтоплива:
Цетановое число
Качество горючего отражает цетановое число. Этот показатель отражает время, которое происходит до возгорания топливной смеси в двигателе. Для легковых автомобилей число должно быть не менее 42, для тяжелой техники – от 48. Слишком высокие показатели (больше 60) не рекомендованы. Топливо не успевает сгореть, что ведет к дымным выхлопам и повышенному расходу.
Марки топлива
Дизтопливо классифицируется на несколько видов:
Основная разница между указанными видами заключается в температурных показателях. Зимнее топливо дороже, но оно необходимо, поскольку летнее дизтопливо зимой просто загустевает. Во всех перечисленных марках не должна содержаться вода, поскольку водяная пробка в магистрали приводит к остановке работы двигателя.
Характеристики летних марок:
Характеристики межсезонных марок:
Характеристики зимних марок:
Характеристики арктических марок:
Способы получения дизельного топлива (ДТ)
Для получения дизельного топлива нефть подвергают переработке с использованием ректификационных колонн, где она нагревается до нужной температуры и делится на фракции. Дизельная фракция – около четвертой части – получается при нагреве до 180-360 °C. Остальное получают в результате крекинг-процессов с катализаторами в виде металла, водорода или температуры. На этапе крекинга получают до 80% объема дизельного топлива. В конце его подвергают щелочной очистке от примесей.
Способы (область) применения и виды
Дизтопливо используют в качестве горючего для транспорта:
В тихоходных агрегаторах часто используют один из аналогов дизельного топлива – соляровое масло (в народе «солярка»). Их часто сравнивают между собой, но солярка – отдельный нефтепродукт, выступающий лишь частью дизтоплива.
Использование солярового масла в ДВС не слишком эффективно, но ввиду невысокой стоимости его активно применяют в быту, строительстве и на производстве. Солярка может использоваться как горючее на котельных. Дополнительно она применяется для пропитки кожи, в обработке металла, а также как смазочно-охлаждающее средство или закалочная жидкость.
Особенности транспортировки и хранения
Дизельное топливо транспортируют по правилам перевозки опасных грузов. Используется водный, воздушный, железнодорожный и автомобильный транспорт. Последний считают наиболее удобным и доступным. Для перевозки используют автоцистерны вместимостью до 1500 л.
Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)
Дизельное топливо ЕВРО производится в соответствии с ГОСТ 32511-2013 (EN 590:2009), а обычное – по ГОСТ 305-2013.
Устройство автомобилей
Дизельные топлива
В системе питания дизелей используют жидкое топливо, которое получают в результате прямой перегонки нефти при температуре 230…380 ˚С. Такое топливо назвают дизельным топливом или дизтопливом.
Для получения необходимых свойств к дизельному топливу прямой перегонки добавляют керосиногазойлевые фракции различных технологических процессов переработки нефти и газовых конденсатов.
В зависимости от условий применения выпускают три марки дизельного топлива:
Эти топлива отличаются между собой фракционным составом, вязкостью, плотностью, температурами застывания, помутнения и другими показателями.
Ввиду особенностей устройства системы питания дизелей топливо для них должно обладать хорошими смазывающими свойствами, достаточной прокачиваемостью и особенно фильтруемостью.
Цетановое число дизельного топлива
Температура вспышки для автомобильного дизельного топлива должна быть не выше 70 °C.
Температура вспышки дизельного топлива может быть в диапазоне от 52 °С до 96 °С в зависимости от типа двигателя, для которого оно применяется и условий его работы. Поскольку дизтопливо применяется в двигателях с высокой степенью сжатия, дизельное топливо должно обладать высокой температурой вспышки и низкой температура самовоспламенения.
Цетановое число топлива определяет мощностные и экономические показатели дизельного двигателя.
Диапазон значений цетанового числа используемых в двигателях дизельных топлив колеблется от 40 до 55. Фактически, эта цифра означает отрезок времени от подачи топлива в цилиндр до его воспламенения.
Более высокое цетановое число означает меньшее время воспламенения, и, соответственно, лучшее горение топлива, что повышает экологичность выхлопа. Однако если этот показатель превышает 60, то прироста мощности двигателя не происходит.
Применение топлива с низким цетановым числом приводит к увеличенному периоду задержки или запаздыванию самовоспламенения. В этом случае в камере сгорания накапливается большая масса топлива, которая затем мгновенно сгорает (взрывное горение).
При этих условиях давление в цилиндре нарастает скачкообразно, дизель работает жестко (слышится металлический стук), вследствие этого возрастает нагрузка на коренные подшипники, повышается их износ, что приводит к преждевременному выходу подшипников из строя.
При нормальном цетановом числе период запаздывания воспламенения топлива мал, оно воспламеняется сразу же при входе в камеру сгорания. Давление в цилиндре нарастает плавно, двигатель работает мягко, без стуков и процесс сгорания топлива в цилиндре идет нормально.
Дизельное топливо с чрезвычайно высоким цетановым числом (выше 70. 75) не успевает полностью перемешиваться с воздухом, процесс сгорания происходит при недостаточном количестве воздуха, вследствие чего топливо догорает в процессе такта рабочего хода, из-за чего падает экономичность дизеля, появляется дымный выхлоп, увеличивается нагарообразование и т. д.
Физические свойства дизельных топлив
Физические свойства дизельных топлив регламентируются упомянутым выше ГОСТ 305-82.
Летнее дизельное топливо
Зимнее дизельное топливо
Получают зимнее дизельное топливо смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180. 340 °C.
Также зимнее дизельное топливо получается из летнего дизельного топлива добавлением специальной депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания топлива, практически не влияя на температуру предельной фильтруемости.
В условиях кустарных и частных АЗС чаще всего зимнее дизельное топливо получают, добавляя в летнее дизельное топливо до 20% керосина, при этом эксплуатационные свойства топлива практически не меняются.
Арктическое дизельное топливо
Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число (35-40) и недостаточные смазывающие свойства, что неприемлемо для нормальной работы ТНВД и форсунок, поскольку смазывающие свойства дизтоплива используются для снижения трения в узлах и приборах системы питания.
Для улучшения смазывающих свойств арктического дизельного топлива в него добавляют минеральные моторные масла и цетаноповышающие присадки.
Плотность дизельного топлива
Обозначение и маркировка дизельных топлив
В 2011 г. в рамках Технического регламента Таможенного союза Белоруссии, Казахстана и России приняты новые обозначения марок дизельного топлива, которые включают следующие группы знаков, расположенных в определенной последовательности через дефис:
Третья группа: символы, обозначающие экологический класс дизельного топлива.
Таким образом, группа символов ДТ-З-К5 согласно ТР ТС 013/2011 обозначает дизельное топливо автомобильное зимнее экологического класса 5 (соответствует Евро-5).
Необходимо отметить, что в настоящее время (с 2014 г.) в России запрещено использование дизельного топлива экологического класса К2, с 1 января 2015 г. выведено из обращения топливо класса К3, а с 1 января 2016 г. на территории Российской Федерации разрешен выпуск и обращение дизельного топлива экологического класса не ниже К5.
С 1 июля 2014 года в России введен в действие ГОСТ Р 55475-2013 «Топливо дизельное зимнее и арктическое депарафинированное». Это топливо производится с применением современного метода каталитической депарафинизации. В соответствии с данным ГОСТом, дизельное топливо для районов с холодным климатом обозначается следующим образом:
При этом выпуск и использование дизельного топлива по ГОСТ Р 52368-2005 не ограничивается.
Современная маркировка дизельного топлива
Старый ГОСТ 305-52, который действовал с середины прошлого века, предусматривал простую классификацию дизельного топлива по маркам: летнее топливо, зимнее дизельное топливо и арктическое топливо. В настоящее время сорта дизельного топлива маркируются по ГОСТ Р 52368-2005, разработанном в соответствии с европейскими стандартами ЕВРО 5, а именно – спецификации EN 590. Этими стандартами уделяется больше внимания показателям массовой доли серы в дизтопливе.
Дизтопливо изготавливают зимних и летних сортов, маркируют по сере и, кроме того, летние — по температуре вспышки, зимние — по температуре застывания.
Обозначение марок дизтоплива начинается, как правило, с одной из трех букв: Л (летнее), 3 (зимнее) или А (арктическое).
Затем идет цифра 0.2, 0.4 или 0.5, обозначающая максимально допустимое содержание серы в процентах. Далее идет цифра, которая для летнего дизтоплива характеризует температуру вспышки в закрытом тигле, а для зимнего — температуру застывания.
С целью исключения ошибок «минус» перед значением температуры пишется словом, а не знаком «-«.
Виды дизельного топлива
В настоящее время в России и за рубежом можно встретить различные маркировки дизельного топлива, не всегда удобные для понимания. В таблице 1 приведены наиболее часто встречающиеся виды дизельного топлива, расшифровка их обозначения и маркировки, а также описание свойств и физических характеристик.
Таблица 1. Виды дизельного топлива и его маркировка
0.5pct, gasoil Singapore regular 1.0pct
Стоимость дизельного топлива
Стоимость дизельного топлива в разных странах может варьировать в достаточно широких пределах, и зависит она 
от собственных нефтяных ресурсов и мощностей по их переработке, налоговых сборов и субсидий, а также от экономического благосостояния страны.
В странах с развитой экономикой и высоким уровнем жизни населения цена любого топлива, в том числе дизельного, существенно выше, чем в слаборазвитых странах и странах, производящих и экспортирующих нефть. Некоторое исключение составляет США, где цены на нефтепродукты, несмотря на богатую экономику, относительно низкие.
Средняя цена дизельного топливо по всему миру (на конец сентября 2016 г.) составляет 0,86 долларов (американских) за литр.
Конечно же, цена дизельного топлива разных марок и сорта может существенно отличаться от базовой.
В качестве примера ниже приведена средняя стоимость дизельного топлива в отдельных странах (в американских долларах за литр):
У нас в стране можно ориентироваться по цене дизельного топлива в столичном регионе и Москве – здесь (по состоянию на конец сентября 2016 года) оптовая цена на дизельное топливо составляет 28…32,5 рубля, розничная – в среднем 35 рублей за литр.
Благодаря современным средствам информационных коммуникаций купить дизельное топливо любого качества и в любом количестве можно посредством поставщиков, предлагающих нефтяную продукцию через Интернет.