Дизельное топливо (дизтопливо)

Факторы влияющие на продолжительность первой фазы сгорания

1. Воспламеняемость топлива, которая оценивается цетановым числом. Чем выше цетановое число, тем лучше воспламеняемость.

2. Давление и температура воздушного заряда в начале впрыска топлива. При увеличении давления и температуры период задержки воспламенения сокращается.

3. Тип камеры сгорания, который оказывает влияние на задержку воспламенения, гак как в зависимости от типа камеры по разному будет проходить распространение топлива по объему воздушного заряда и в пристеночной зоне. Кроме того температура стенок камеры сгорания также будет зависеть от ее типа.
4. Интенсивность направленного движения заряда в камере. Увеличение интенсивности движения заряда несколько сокращает период задержки воспламенения. На рисунке показаны способы создания вихревого движения заряда в цилиндре при впуске.
5. Тип распылителя форсунки. Форсунка закрытого типа сокращает период задержки воспламенения. Разделенные камеры сгорания имеют основную и вспомогательную полости, соединенные горловиной. В настоящее время применяют в основном вихревые камеры сгорания и предкамеры, где ось соединительной горловины направлена по касательной к внутренней поверхности камеры сгорания. Разделенные камеры сгорания обеспечивают более полное сгорание топлива и менее жесткую работу за счет сокращения времени задержки воспламенения.
6. Нагрузка. С ростом нагрузки увеличивается давление и температура цикла, что приводит к повышению теплового режима двигателя, а это к свою очередь вызывает сокращение времени задержки воспламенения.
7. Частота вращения коленчатого вала. Увеличение частоты вращения коленчатого вала приводит к улучшению распыления, увеличению давления и температуры конца сжатия, что способствует сокращению первой фазы горения, особенно в дизелях с разделенными камерами сгорания. Продолжительность первой фазы горения при этом растет.

Вторая фаза горения (02) — самовоспламенение и быстрое горение начинается с момента воспламенения (см. рис. точка 2) и заканчивается в момент достижения максимального давления в цилиндре (точка 3). В первую очередь сгорают однородные слои смеси топлива и воздуха хорошо перемешанные между собой. При этом пламя распространяется очень быстро, соответственно быстро растет давление, в определенных случаях с образованием ударной волны, распространяющейся со скоростью звука. Но в отличие от карбюраторных двигателей в дизелях эти волны не переходят в детонационные, так как структура смеси по всему объему камеры сгорания неравномерна. Это позволяет получать более высокую степень сжатия.

После того, как сгорит хорошо подготовленная к воспламенению топливовоздушная смесь, горение продолжается в зонах, где структура смеси более неравномерна. Здесь на индикаторной диаграмме наблюдается некоторый спад роста давления.

В течение второй фазы выделяется 30—45 % всей теплоты. Температура рабочего тела возрастает до 1600—1800 К. Максимальное давление может достичь 6—9 МПа, а при наддуве превысить 10 МПа. Продолжительность второй фазы 0,8—1,5 мс, что соответствует 10—20° поворота коленчатого вала.

Как хранить дизельное топливо

Для обычного потребителя, имеющего личное авто с дизельным двигателем, вопрос хранения дизельного топлива не стоит.

А вот для отраслей промышленности, где топливо покупается оптом и достаточно долго хранится, проблема хранения очень актуальна.

Хранение дизельного топлива возможно при температуре 20°С в течение года и при температуре выше 30C от полугода до года в герметичных емкостях, защищенных от прямого попадания солнечного света.

При хранении топливо не должно контактировать с медью, латунью или цинком, чтобы топливо не засорялось продуктами химических реакций с этими металлами. Кроме того, оно должно быть защищено от попадания влаги и пыли и не должно иметь присадок, которые могут распадаться при хранении. Например, в виды дизельного топлива с высоким классом экологичности добавляют присадки для увеличения смазывающих характеристик, которые разлагаются очень быстро.

Эффективность этого топлива высока, сфера его применения неуклонно растет. Появляются новые марки дизельного топлива и новые источники его получения. Сейчас уже есть новые разработки, и дизельное топливо производится не только из нефти. Может быть, будущее принадлежит дизельному топливу из растительных масел.

Формулы расчета плотности, веса и объема дизтоплива

Для расчета плотности, массы и объемного количества солярки используются онлайн-калькулятор или расчетные формулы. Для подсчета параметров необходимо учитывать температуру окружающей среды и уточнять сорт горючего, залитого в резервуар. При подсчете учитывается корректировочный коэффициент и разница в температурах (между измеренной и эталонной). Полученный результат является примерным, поскольку измерительное оборудование имеет погрешность. Точные данные определяются только в ходе лабораторного анализа.

Формула определения веса ДТ

Для определения веса используется уравнение вида m=р*V, где:

• m — расчетная масса (в кг или т);
• р — приведенная к температуре плотность;
• V — объем резервуара, в котором хранится горючее.

Для определения вместимости требуется измерить габариты емкости, а затем высчитать объем по формулам. На нефтебазах используются цистерны, в которых нанесены метки, указывающие на полное заполнение емкости. На внешней стороне цистерны имеется заводская маркировочная табличка, на которой указаны объем и погрешность измерения.

Формула определения объема ДТ

Для определения объема используется уравнение вида V=m/p, где:

• m — заявленная масса груза (в кг или т);
• р — приведенная к температуре плотность;
• V — объем резервуара, в котором хранится горючее.

Масса указывается в сопроводительных документах на груз. Приложенная документация должна содержать раздел, указывающий сорт доставленного горючего. Если параграф отсутствует, то производится расчет плотности при помощи ареометра и поправочных коэффициентов (для определения веса при нормативной температуре 20°С).

Формула определения плотности ДТ

Для определения плотности используется уравнение вида p=m/V, где:

• m — заявленная масса груза (в кг или т);
• р — приведенная к температуре плотность;
• V — объем цистерны с топливом.

Масса определяется по сопроводительным документам или путем взвешивания автоцистерны или иной емкости (необходимо знать вес пустой емкости или порожнего автомобиля). Для расчета объема используется метка, нанесенная внутри емкости. Вместимость можно уточнить, слив жидкость в поверенный резервуар. Затем производится определение плотности, которая приводится к эталонным значениям путем суммирования или вычитания поправочного коэффициента, умноженного на разницу температур.

Как проверить плотность дизтоплива самостоятельно?

Проверить плотность солярки можно несколькими способами.

Способ первый

1. Проверка проводится при температуре от -10 ˚С.
2. На металлическую поверхность наливают небольшое количество топлива.
3. Смотрят на наличие помутнения и степень изменения текучести.

Если горючее не застывает и хорошо стекает, качество высокое. Наличие небольших помутнений и повышение вязкости говорят о плохом качестве. Хорошее топливо на зиму замерзает при t˚ от -45 ˚С.

Способ второй

1. Приобрести ареометр.
2. Наполнить соляркой ёмкость небольших размеров.
3. Поместить сосуд в место с температурой от +17 до +20 ˚С и дождаться прогрева топлива. Можно оставить на ночь.
4. По истечении некоторого времени измерить плотность ареометром, сравнив с принятыми стандартами, о которых говорилось выше.

Способ третий

Взять заправочный пистолет и проанализировать капли топлива, находящиеся на конце. Если они застывают, качество горючего оставляет желать лучшего.

Можно осуществить дополнительную проверку и заправить этим топливом автомобиль, смешав свежее горючее с тем, что находится в баке.

Методы определения температурной вспышки

Определить тепловой порог воспламенения легко испаряющегося топлива от источника открытого пламени согласно ГОСТ можно двумя способами. Для этого потребуются тигли – химические сосуды. С помощью открытых и закрытых тиглей можно нагревать, сжигать материал. На практике метод выглядит так:

• исследуемое топливо помещают в открытый тигель до установленной отметки;
• жидкость постоянно перемешивают и разогревают с помощью электроплиты или другого источника без привлечения открытого пламени;
• с каждым повышением температуры топлива на 1 градус по Цельсию над поверхностью емкости (на небольшой высоте) проводят источником огня (без прикосновения с исследуемым материалом);
• температура вспышки устанавливается в момент появления синего пламени.

Известные специальные аппараты для определения величины искомого параметра. Они состоят из мощного электрического нагревателя, стандартного сосуда вместительностью порядка 70 мл, мешалки, воспламенителя и термометра.

Как понять что топливо попало в масло

А как вообще определить топливо в масле двигателя? Проще всего это сделать с помощью контрольного щупа, с помощью которого проверяется уровень масла в картере двигателя. Если уровень масла со временем немного повышается, то это означает, что какая-то технологическая жидкость смешивается с ним. Это может быть либо антифриз либо топливо. Однако если это будет антифриз — то масло примет беловатый оттенок и жирную консистенцию. Если же дизтопливо попало в масло, то соответствующая смесь будет пахнуть соляркой, особенно «на горячую», то есть, при прогретом двигателе. Также на щупе зачастую видны как бы уровни повышения, по которым возрастает уровень масляной смеси в картере.

Уровень масла в картере при попадании в него солярки может и не расти. Это может произойти в случае, если двигатель подъедает масло. Это самый худший случай, поскольку говорит о неисправности мотора в целом, и что в дальнейшем большой объем масла будет заменен соляркой.

Для диагностики можно попробовать вязкость на пальцах. Так, для этого со щупа нужно взять каплю между большим и указательным пальцем и растереть ее. После этого разомкнуть пальцы. Если масло более-менее вязкое, то оно будет растягиваться. Если же оно ведет себя как вода — нужна дополнительная характеристика.

Еще одна проверка — капнуть диагностируемое масло в теплую (важно!!!) воду. Если масло чистое, то есть, без примесей, то оно будет расплываться подобно линзе

Если же в нем есть даже небольшая доля топлива — в капле на свет будет наблюдаться «радужка», такая же как у разлитого бензина.

При лабораторном анализе чтобы определить есть ли солярка в масле проверяют температуру вспышки. Температура вспышки свежего моторного масла 200 градусов. Прошедшее 2-3 тыс км. воспламеняется уже при 190 градусах, а если в него попало довольно большое количество дизтоплива, то оно загорается при 110 градусах. Существует еще несколько косвенных признаков, которые могут указывать, в том числе на то, что топливо попадает в масло. К ним относится:

• Потеря динамических характеристик. Попросту говоря, машина теряет мощность, плохо разгоняется, не тянет в загруженном состоянии и при езде в гору.
• Двигатель «троит». Троение наблюдается когда плохо работает одна или несколько форсунок. При этом зачастую из неисправной форсунки льется (а не распыляется) солярка, и, соответственно, попадает в картер двигателя.
• Увеличение расхода топлива. При незначительной утечке ее можно не заметить, а вот при значительной и длительной поломке обычно увеличение расхода очевидно ощущается. Если уровень масла в картере увеличивается одновременно с расходом топлива, то однозначно солярка пошла в масло.
• Из сапуна выходит темный пар. Сапун (другое название — «дыхательный клапан») предназначен для сбрасывания избыточного давления. Если есть солярка в масле, то через него выходит пар с явным запахом солярки.

Также при разжижении масла соляркой во многих случаях наблюдается снижение давления масла в системе. Это можно видеть по соответствующему прибору на панели. Если масло будет слишком жидким, а его давление слабым — может наблюдаться, что двигатель пойдет «в разнос». А это чревато полным приходом его в негодность.

Как определить солярку в масле двигателя по капле

Одним из самых распространенных и простых методов для изучения качества масла в домашних условиях является капельный тест. Он повсеместно используется автолюбителями во всем мире. Суть теста по капле моторного масла заключается в том, чтобы капнуть одну-две капли разогретого масла со щупа на чистый лист бумаги и через несколько минут посмотреть на состояние получившегося пятна.

С помощью такого капельного теста можно не только определить, есть ли солярка в масле, но и оценить общее состояние масла (нужно ли его менять), самого двигателя, состояние прокладок, общее состояние (в частности, нужно ли его менять).

Что касается наличия топлива в масле, то нужно заметить, что капельное пятно расплывается на четыре области. Первая область указывает на наличие в масле стружки металла, продуктов сгорания и грязи. Вторая — состояние и старение масла. Третья — указывает, присутствует ли в масле охлаждающая жидкость. И лишь четвертая (по окружности) способствует определению того, есть ли топливо в масле. Если таки солярка есть, то внешний расплывчатый край будет иметь серый оттенок. Нет такого кольца — значит топливо в масле отсутствует.

Характеристики автомобильного топлива

Теплотворная способность топлива

Обычно чистая теплотворная способность H_n обуславливает энергетическое содержание топлива; она соответствует используемому количеству теплоты, выделяемому во время полного сгорания. Полная теплотворная спо­собность H_g, с другой стороны, определяет полную теплоту, включая как механически создаваемое тепло, так и тепло, выделяемое при конденсации водяных паров. Однако, этот компонент не учитывается примени­тельно к автомобилям.

Чистая теплотворная способность дизель­ного топлива, равная 42,9-43,1 МДж/кг, не­много выше, чем у бензина (40,1-41,9 МДж/кг).

Окислители, то есть, топлива или компо­ненты топлива, содержащие кислород, такие как спиртовые топлива, эфир или метиловые эфиры жирной кислоты, имеют меньшую теплотворную способность, чем чистые угле­водороды, поскольку кислород, присутству­ющий в этих соединениях, не способствует процессу сгорания. Поэтому двигатель, име­ющий сопоставимую мощность с мотором, питаемым обычным топливом, имеет повы­шенный расход топлива.

Теплота сгорания топливовоздушной смеси

Теплота сгорания топливовоздушной смеси определяет выходную мощность двигателя. При стехиометрическом соотношении воздух/топливо теплота сгорания для сжижен­ных газообразных и жидких автомобильных топлив составляет примерно 3,5-3,7 МДж/м3.

Содержание серы в автомобильном топливе

В интересах сокращения эмиссии диоксида серы SO₂ и защиты каталитических нейтра­лизаторов отработавших газов, содержание серы в бензине и дизельном топливе было ограничено с 2009 года до 10 мг/кг на всей территории Европы. Топливо, соответствую­щее этому предельному значению, известно как «топливо, свободное от серы». Таким об­разом, достигается обессеривание топлива. До 2009 года для использования в Европе было разрешено, введенное в начале 2005 года, использование топлива с содержанием серы <50 мг/кг. Германия занимает лидирую­щие позиции в обессеривании топлива — уже с 2003 года, под действием мер в области на­логообложения, в этой стране используется топливо, свободное от серы.

В США, предельное значение содержания серы в бензинах, выпускаемых в промыш­ленном масштабе, с 2006 года ограничивается величиной 80 мг/кг, при этом среднее значение для общего количества проданного и импортированного топлива составляет 30 мг/кг. Отдельные штаты, например, Кали­форния, установили более низкие ограниче­ния.

Кроме того, с 2006 года в США выпуска­ется свободное от серы дизельное топливо (содержание серы составляет максимум 15 мг/кг, ULSD — дизель с ультранизким со­держанием серы). К концу 2009 года, однако, только 20% топлива имело содержание серы не более 500 мг/кг.

Содержание серы в сертифицированном топливе служит основанием для изменения регулирующих документов.

Вязкость

Показатель вязкости определяет температурные условия использования топлива. Исходя из
этого, выделяют летний, зимний и арктический виды горючего с нормами содержания 3-6,
1,8-5 и 1,5-4 мм2/с.

Летнее ДТ загустевает, если температура -5°С и ниже, а застывает при -10°С. Плотное и вязкое
горючее ухудшает сгорание вещества и приводит к тому, что расход топлива увеличивается,
возрастает дымообразование, выбрасывается большое количество сажи.

С другой стороны, маловязкое топливо отрицательно влияет на износ деталей насосов, т.к.
провоцирует подтекание форсунок. Это способствует образованию нагара. Поэтому такой вид
ДТ требует добавления противоизносных присадок.

Независимо от того, какая вязкость горючего, продукты распада использованного продукта
попадают в атмосферу и наносят экологический вред. Чтобы снизить отрицательное
воздействие выхлопов, производители занимаются разработкой систем очистки отработанного
топлива, устанавливают фильтры, на которые оседает сажа, вводят нейтрализующие вещества.