Присадки к дизельному топливу

В 1892 немецкий изобретатель Рудольф Кристиан Карл Дизель изобрел двигатель внутреннего сгорания. Особенностью этого двигателя был высокий КПД и впервые применяемое новое топливо. Оно состояло из частично очищенной нефти.

Производство дизельное топливо (дизтопливо) сложный процесс и осуществляется на заводах переработки нефти. Во время прямой перегонки нефть разделяется на отдельные фракции. Этот процесс происходит при высоком атмосферном давлении и при определенных температурах. Полученный продукт относится к светлым нефтепродуктам, таким как бензин, нафта, керосин. Все эти виды топлива используются в двигателях внутреннего сгорания, в основном в железнодорожном или грузовом транспорте и сельскохозяйственной технике. Дизельное топливо бывает арктическим, зимним или летним. Основное отличие в температуре предельной фильтруемости, помутнения и застывания. Летнее топливо зимой (уже при −20 °C) может замерзать и использование затруднительно. Дизтопливо характеризуется несколькими параметрами. Это цетановое число, прокачиваемость, вязкость и низкотемпературные свойства.

Под цетановым числом подразумевается воспламеняемость дизельного топлива. Это промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала горения. Более высокое число способствует быстрому воспламенению и плавному сгоранию топлива. Цетаное число дизельного топлива определяется в специальной моторной установке. От цетанового числа зависит и температурная характеристика дизтоплива. Именно ЦЧ разграничивает дизтопливо на зимние и летнее. Зимнее ДТ имеет число в 50-65 единиц, а летнее – около 45. В международных стандартах вместо цетанового числа используют дизельный индекс (diesel index) и цетановый индекс (cetane index).

Вторым важным свойством дизтоплива является прокачиваемость. Это свойство обеспечивает необходимую подачу топлива в цилиндры. Прокачиваемость зависит от количества в топливе механических примесей, смол, влияющих на прохождение топлива через фильтр.

Очень важной характеристикой дизельного топлива является вязкость. Слишком большая вязкость повышает выделение дыма в процессе сгорания топлива и увеличивает потребление топлива, что снижает экономичность двигателя. Это объясняется тем, что из-за повышенной вязкости снижается прокачиваемость топлива через фильтры и ухудшается процесс смесеобразования. И наоборот, топливо с пониженной вязкостью хуже герметизирует и смазывает зазоры плунжерных пар в топливном насосе высокого давления (ТНВД). Дизтопливо пониженной вязкости иногда становиться причиной выхода из строя ТНВД.

Следующим показателем качества топлива является его низкотемпературные характеристики. Выделяют три категории, которые определяют место и время использования топлива. Первая категория, это арктическое дизтопливо, которое способно проходить через фильтр при температуре -50 градусов Цельсия. Такое топливо используется в странах, в которых температура воздуха крайне низкая, и использование другого дизельного топлива невозможно. К следующей категории относится зимнее дизтопливо. При крайне низких температурах происходит процесс кристаллизация парафина. Температура, при которой топливо сохраняет свои рабочие свойства, не превышает -35°C. И третья категория – летнее дизтопливо, которое при температуре ниже 10 °C полностью теряет свою работоспособность.

Часто дизельное топливо называют солярой или соляркой. Это абсолютно неправильно. Солярка (соляровое масло) - фракция нефти, прошедшая щелочную очистку. Служит топливом для тракторных и судовых дизелей, а также, смазкой для некоторых механизмов.

Самые популярные у потребителя марки дизтоплива:
Л-0,2-62. То летнее дизельное топливо, высшего сорта.
топливо дизельное автомобильное (ТДА) сорт С,Е, марка (EN 590)
топливо дизельное экологическое ДЭК-3. Имея улучшенные экологические показатели, это топливо обычно применяется в городских условиях.

Для улучшения свойств топлива в них часто добавляют различные присадки. Они очищают топливную систему от воды, маслянистых отложений, что способствует увеличению работоспособности двигателя.

От фильтров и сепараторов присадки существенно отличаются. Суть присадки не очистить топливо, а изменить его свойство с помощью некоторых химических веществ. Так как разнообразие присадок очень велико, химические свойства так же многочисленны, очень легко стать жертвой обмана. Очень часто покупая дорогую присадку, водитель разочаровывается. Обещанный в рекламе результат не наблюдается. Применение присадок очень полезно и опасно для двигателя. Неправильно подобранная присадка способна привести к плачевным последствиям. Необходимо помнить, что у очень эффективных присадок могут быть отрицательные свойства. После печальных последствий неправильного применения присадок, многие владельцы автопарков отказались от использования присадок. Особенно, это касается применения присадок в иностранной технике. Зарубежные двигатели, особенно японские, очень чувствительные к качеству топлива и на наличие присадок в нем реагируют по- разному. Неправильное использование присадок в таких двигателях часто приводит к поломке дорогой технике.

Дизельное топливо обладает рядом специфических характеристик, определяющих не только эффективность работы двигателя, но и влияющих на срок службы узлов топливной системы.

Основной характеристикой принято считать цетановое число (аналогично октановому числу у бензина). Оно характеризует работу двигателя с точки зрения воспламенения дизельного топлива и его сгорания. От цетанового числа, в свою очередь, зависит мощность, дымность и шумность двигателя. Обычный диапазон значений цетанового числа колеблется от 40 до 50. Фактически, эта цифра означает срок задержки возгорания (отрезок времени от подачи топлива в цилиндр до его воспламенения). Более высокое цетановое число означает меньший период воспламенения, и, соответственно, лучшее горение топлива. Кроме того, при его повышении улучшаются экологические характеристики выхлопа. Однако если этот показатель превышает 60, то прирост мощности двигателя прекращается. В свою очередь, солярку с низким цетановым числом производить проще, поэтому на практике изготавливают дизельного топливо с цетановым числом не менее 40-45.

Цетановый индекс - расчетное цетановое число до добавки в топливо цетаноповышающей присадки. Величина цетанового индекса во избежание передозировки присадок должна быть максимально близка к цетановому числу. Цетановый индекс фактически определяет качество топлива на промежуточном цикле производства.

Фракционный состав -наряду с цетановым числом является одним из наиболее важных показателей качества дизельного топлива. Он оказывает влияние на расход топлива, дымность выпуска, легкость пуска двигателя, износ трущихся деталей, нагарообразование и закоксовывание форсунок, пригорание поршневых колец.

Средняя испаряемость (температура при которой выкипает 50% первоначального объема топлива) характеризует рабочие фракции топлива. Именно они обеспечивают запуск, прогрев, приёмистость и устойчивость работы двигателя, а также определяют характеристики переходных режимов.

Температура выкипания 95% топлива. Определяет полноту испарения топлива в двигателе. При слишком высоких значениях топливо не успевает полностью испаряться и конденсируется на внутренних поверхностях камеры сгорания, приводя к повышенному нагарообразованию, разжижению масла и ускорению процессов износа деталей цилиндро-поршневой группы и клапанов.

Температура вспышки в закрытом тигле - наименьшая температура, при которой пары топлива способны вспыхивать при появлении открытого источника огня, не образуя при этом устойчивого горения. Температура вспышки определяет условия безопасности применения топлива.

Массовая доля серы - количество серы, присутствующее в топливе. Наличие серы в топливе имеет как отрицательные, так и положительные стороны. С одной стороны, повышенное содержание серы в топливе ухудшает экологические параметры выхлопа, приводит к образованию серных и сернистых кислот в системе смазки, провоцирующих ускорение окисления моторного масла. Это приводит к снижению смазывающих, противоизносных, противозадирных и моющих свойств масла и образованию нагара в камере сгорания. Следовательно, при работе двигателя на топливе с повышенным содержанием серы приходится сокращать межсервисные интервалы.

Однако, снижение содержания серы приводит к ухудшению смазывающих свойств топлива, что приводит к ускоренному износу деталей ТНВД и топливных форсунок.

Кинематическая вязкость и плотность -определяют возможность нормальной, бесперебойной подачи топлива, образования топливо-воздушной смеси и работоспособность системы фильтрации.

Смазывающая способность - характеристика, показывающая способность гидродинамической и граничной смазки двигающихся частей ТНВД. Определяет срок службы элементов топливной системы.

Степень чистоты топлива - определяет эффективность и надежность работы двигателя, особенно топливной аппаратуры. В парах трения топливных насосов зазоры составляют 1,5-4,0 мкм., соответственно частицы размер которых превышает эти значения приводит к ускоренному износу деталей.

Углеродистый нагар, а точнее, способность к его образованию. Зависит от качества топлива. Чем оно ниже, тем интенсивнее нагар образуется на внутренних поверхностях камер сгорания, что со временем приводит к постепенному снижению мощности двигателя.

Плотность топлива -энергетический показатель дизельного топлива. Чем плотность выше, тем больше энергии вырабатывается в процессе сгорания смеси и, соответственно, возрастают показатели эффективности и экономичности.

Температура помутнения - температура, при которой начинается процесс кристаллизации содержащегося в топливе парафина. При этой температуре парафин неравномерно распределяется в объеме топлива, образуя своеобразные «облака».

Точка закупорки - минимальная температура, при которой топливо способно протекать в канал диаметром 45 мкм. Значение температуры точки закупорки напрямую зависит от температуры помутнения. Понижение температуры до этого значения приводит к закупорке топливных фильтров кристаллами парафина.

Несгораемые шлаки - показатель влияет на степень чистоты топлива. Практически любое дизельное топливо содержит некоторое количество несгораемых, трудно фильтруемых металлических включений - шлаков.

В России на данный момент работают более 100 нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Более трех тысяч заводов производят топливо. В основном, все НПЗ производят чисто топливо, без добавления присадок и прочей химии. Далее топливо поступает в места распределения топлива по АЗС. Именно тут есть специальное оборудование для проверки качества топлива. Для увеличения прибыли от продажи топлива на этих распределительных участках в топливо добавляются различные присадки, причем, намного выше допустимых норм. К сожалению, государство этот процесс не контролирует, что и способствует большому количеству некачественного топлива на наших АЗС.

Если хранить топливо в баке длительно время, в самом топливе могут появиться и размножаться микроводоросли и бактерии. В этом случае необходимо применять антибактериальный присадки, которые способны уничтожить бактерии и воспрепятствовать их образованию. Такие присадки избавляют только от бактерий и микроводорослей, но не изменяют химических свойств топлива, таких как цетановое число или вязкость.

В наши дни очень часто выпускается дизельное топливо, содержание серы в котором очень низкое. Низкое содержание серы имеет слабое смазывающее свойство, что способно нанести небольшой ущерб подвижным механизмам и деталям двигателя. Для предотвращения этого ущерба применяют противоизносные присадки. Они способны компенсировать низкое содержание серы и увеличить срок службы двигателя.

Для улучшения пуска двигателя, особенно в зимнее время, и увеличения эффективности работы двигателя применяют присадки, способные повысить цетановое число. Присадки для увеличения цетанового числа не имеют отрицательного воздействия на характеристики топлива, поэтому очень полезны и часто применяются в автопарках строительной техники. Рекомендуется применять цетановые присадки лишь в случаях, когда топливо обладает большой смазывающей способностью. К сожалению, повышение цетанового числа с помощью присадки может понизить смазывающее свойство топлива. Обычно, добавление присадки в топливо с низкими смазывающими свойствами может привести к ускорению износа деталей двигателя и выходу из строя форсунок. Это может очень дорого стоить владельцу автомобиля, поэтому необходимо проверить цетановую присадку, убедиться, что характеристики присадки пригодны для использования с данным топливом, не изменит существенно смазывающее свойство топлива и не нанесет ощутимого вреда.

Для использования топлива в суровых условиях, когда температура воздуха понижается до минус 20 – 40 градусов по Цельсию, применяют присадки – депрессоры. Они снижают температуру, при которой топливо начинает мутнеть и застывать, тем самым становится невозможным для прохода через фильтры. В России производят специальное дизельное топливо (ДЗп), которое уже содержит присадку – депрессор. Получают ДЗп обычным добавлением в летнее топливо депрессора.

Практически все присадки – депрессоры не предотвращают образования слоев в топливном баке при его длительном хранении. Поэтому, в топливном баке в верхнем слое будет прозрачная жидкость, а на дне – мутная, насыщенная парафинами жидкость. Если залить в машину такое топливо, она может работать не стабильно, с перебоями. Для решения этой проблемы предназначены присадки, называемые деспергаторы. Они образуют из парафина небольшие кристаллы, которые не оседают на дно, а распределяются равномерно по всему объему топливного бака.

Несмотря на всевозможные фильтры, сепараторы и присадки, двигатель все равно со временем засоряется. Особенно, это касается старых двигателей. Для решения этой проблемы предназначены моющие присадки. Их популярность во всем мире очень большая. Моющие присадки способны удалять отложения, которые образовались в двигателе. Эти отложения представляют собой нагар или лаковые вещества, которые ухудшают процесс сгорания топлива, а так же способствуют увеличению токсичности выхлопных газов. Сразу после применения моющей присадки токсичность резко уменьшается. Так же возможно повышение мощности двигателя и уменьшения расхода топлива.

Некоторые производители присадок утверждают о том, что они располагают универсальными, многоцелевыми присадками. К таким присадкам надо относиться с особой осторожностью, тщательно проверяя правомерность слов производителя.

Таким образом, владельцы автомобилей ежедневно сталкиваются с сложным выбором: где купить топливо, что бы оно было качественное, какую присадку при необходимости добавить в топливо, что бы не навредить двигателю, какой фильтр поставить, что бы правильно очистить топливо. На данный момент существует два способа улучшить качество топлива. Эти способы применение фильтров и присадок и не всегда эти способы совместимы. Топливные фильтры предназначены для определенных видов топлива. А применение присадки не исключает возможность, когда топливо благодаря присадке меняет свои свойства так, что наличие фильтра абсолютно бесполезно. Или наоборот, топливный фильтр может отфильтровать присадку от топлива, таким образом, в камеру сгорания топливо попадет без присадки. Очень часто некоторые водители допускают эту ошибку, совмещая фильтр и присадку, неподходящие друг к другу. В результате, или присадка абсолютно бесполезна или фильтр, а водитель винит продавцов в продаже некачественного фильтра или присадки. Поэтому, настоятельно рекомендуем перед использованием новых фильтров или присадок внимательно ознакомиться с их свойствами и характеристиками, что бы избежать подобных ситуаций, которые могут привести к нежелательным результатам.

Покупая присадку, возникает вопрос, на каком этапе ее применять. Заливать присадку в каждую машину во время заправки трудоемкий и сложный способ. Можно конечно ввести присадку в топливную цистерну. В этом случае необходимо сливать топливо из цистерны полностью, что бы в следующий раз правильно рассчитать количество вводимой присадки. Более удачным способом применения присадки было бы производить добавление присадки на самом заводе или нефтебазе. Но и этот метод не идеальный. Практически невозможно проконтролировать работу завода или нефтебазы, а значит, нет никаких гарантий, что получаемое топливо надлежащего качества и нужных характеристик. Снова возникает вопрос ответственности за оконечный продукт. Современные технологии позволяют решить эту проблему. В некоторых случаях уже используются специальные устройства, которые контролирует количество присадки, которое добавляется в процессе закачки топлива в цистерну. Это позволяет максимально точно добавлять количество присадки в объем топлива.

Заключение

Как видно, характеристик, влияющих на качественные показатели дизельного топлива немало. И основная беда российской солярки - по-прежнему значительная доля нефтеперерабатывающих заводов работающих на оборудовании, произведенном еще в СССР. Соответственно и их продукция полностью подходит для дизельных двигателей тех лет, устанавливавшихся на МАЗах, КамАЗах, МТЗ и прочих неприхотливых «рабочих лошадках». Справедливости ради стоит заметить, что в последние годы, особенно с началом введения европейских экологических стандартов семейства Euro, ситуация начала стремительно меняться: многие НПЗ, принадлежащие крупным компаниям взяли курс на техническое перевооружение. Естественно дизельное топливо выпускаемое этими предприятиями соответствует всем современным стандартам качества, но к сожалению, доля такого топлива на рынке пока что ощутимо мала, а в большинстве случаев на АЗС предлагается солярка недостаточного качества для безопасной и долгой эксплуатации двигателей, разработанных и произведенных за рубежом. Но другого топлива у нас пока что нет. И единственным выходом представляется использование специальных присадок в топливо, способных «подтянуть» показатели до требуемых величин. Но стоит помнить, что категорически не рекомендуется одновременно применять присадки от различных производителей, т.к. они могут оказаться несовместимыми и вместо улучшения свойств топлива вполне можно приблизить необходимость визита к мотористу и в специализированную мастерскую по ТНВД и топливным системам. Тем более, что у ведущих производителей автохимии в ассортименте присутствуют присадки практически на любой случай.

 

Список литературы

 

1.Гуреев А.А., Серегин Е.П., Азев B.C.Квалификационные методы испытаний топлив. М, Химия, 2004.- 200 с.; ил.

2. Кондрашева Н.К., Ахметов А.Ф. Дизельные топлива. Уфа: Гилем, 2008. 143с.

3. Топлива,смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Т 581 Справочник / И.Г. Анисимов, К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов и др.; Под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-е перераб. и доп. - М.: Издательский центр "Техинформ", 2009.-596 с.: ил.

4. Т.Н. Митусова, Е.В. Полина, М.В. Калинина. Современные дизельные топлива и присадки к ним — М.: Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2009. — 64 с.

5. Топливо дизельное автомобильное (EN 590) ТУ 38.401-58-296-2001