Низкотемпературные свойства

Главные эксплуатационные характеристики дизельного топлива – его низкотемпературные свойства и подвижность при отрицательных температурах определяют работу системы питания. Топлива, содержащие большое количество парафиновых углеводородов, имеют плохие низкотемпературные свойства вследствие кристаллизации этих углеводородов даже при положительных температурах. Выделяющиеся кристаллы могут засорить систему питания двигателя, особенно топливные фильтры.

Низкотемпературные свойства характеризуются температурой помутнения, предельной температурой фильтрации и температурой застывания. Температурой помутнения называют температуру, при которой изменяется фазовый состав топлива, так как наряду с жидкой фазой появляется твердая. При этом топливо теряет свою прозрачность, мутнеет из-за выделения микроскопических кристаллов льда (если в топливе имеется вода) и в основном твердых углеводородов. Однако при помутнении текучесть топлива не меняется. Размеры кристаллов таковы, что они проходят через фильтры. При предельной температуре фильтрации размеры кристаллов твердых углеводородов увеличиваются и они не проходят через фильтры, т.е. текучесть топлива ухудшается. При температуре застывания кристаллическая решетка настолько упрочняется, что топливо теряет текучесть.

Температура помутнения и предельная температура фильтрации топлива характеризуют условия его применения. Для большинства дизельных топлив разность температур помутнения и застывания составляет 5...7ºС. Если топливо не содержит депрессорных присадок, то предельная температура фильтрации равна температуре помутнения или ниже ее на 1...2ºС. Температура воздуха, при которой возможна эксплуатация дизельного топлива, должна быть на 5...10ºС выше температуры помутнения для предотвращения нарушений подачи топлива в двигатель.

Низкотемпературные свойства можно улучшить, удалив из топлива часть парафиновых углеводородов, т.е. д е п а р а ф и н и з а ц и е й. При этом можно получить топливо с заранее заданной температурой застывания. Однако следует помнить, что при депарафинизации удаляются высокоцетановые компоненты – парафиновые углеводороды, т.е. снижается цетановое число дизельного топлива. Топлива с плохими низкотемпературными свойствами имеют высокие цетановые числа, а топлива с хорошими низкотемпературными свойствами обладают неудовлетворительными цетановыми числами. Для сохранения цетанового числа на необходимом уровне проводят неглубокую депарафинизацию.

Для обеспечения необходимых температур помутнения и застывания зимние сорта топлива получают за счет облегчения фракционного состава. При производстве зимних сортов дизельного топлива используют депрессорные присадки. Добавляя эти присадки в сотых долях процента, можно снизить предельную температуру застывания на 15...20 ºС. При введении депрессорных присадок температура помутнения топлива не изменяется. Механизм действия депрессорных присадок заключается в модификации структуры кристаллизующихся парафинов, уменьшении их размеров. Низкотемпературные свойства дизельных топлив с деп- рессорными присадками оценивают по температуре помутнения и предельной температуре фильтрации, а топлив без депрессатора, выпускаемых по ГОСТ 305–82 – по температурам помутнения и застывания.

Для снижения температуры застывания дизельных топлив в условиях эксплуатации допускается в виде исключения добавлять керосин. С этой целью используют низкозастываюшие сорта керосина (типа реактивного топлива) в количестве до 25%. При сильном разбавлении дизельного топлива керосином снижается цетановое число, что приводит к жесткой работе двигателя, и резко ухудшаются смазочные свойства, в связи с чем повышается износ плунжерной пары. При температуре воздуха от –20 до –30ºС двигатели работают на смеси, состоящей из 90% дизельного топлива и 10% керосина, а при температуре от -30 до -35ºС они работают на смеси, состоящей из 75% дизельного топлива и 25% керосина. Обычный осветительный керосин непригоден для данной цели, так как имеет плохие низкотемпературные свойства. Температура помутнения осветительного керосина составляет-12...-15ºС.

Температуры помутнения, начала кристаллизации и кристаллизации определены ГОСТ 5066—91 (ИСО 3013-74).

Прибор для определения температуры застывания дизельного топлива показан на рисунке 3.5. Испытуемое топливо заливают в пробирку 2 и помещают в стеклянную пробирку-муфту 1. Сверху пробирку-муфту закрывают пробкой 3, в которую вставлен термометр 4. Прибор помешают в сосуд с охлаждающей смесью.

Рис. 4.5 Прибор для определения температуры застывания дизельного топлива:

1 – пробирка-муфта:2 – пробирка: 3 – пробка: 4 – термометр; 5 – мешалка.

Применяют следующие охлаждающие смеси:

– для получения температур от 0 до –20°С – в сосуд засыпают попеременно слой поваренной соли и слой снега или измельченного до 3 см льда. Па одну часть соли берут две части снега или льда;

– для получения температур ниже -20 "С – в сосуд со слоем изоляции наливают этиловый спирт. Затем вводят в спирт мелкими порциями твердый диоксид углерода.

Перед определением испытуемое дизельное топливо обезвоживают, для чего его взбалтывают в течение 10... 15 мин со свежепрокалениым и измельченным сульфатом натрия или с зернистым хлорисгым кальцием. Затем топливо отстаивают и фильтруют. Обезвоженное дизельное топливо наливают в пробирку 2 и закрывают се пробкой. Пробирку вставляют в пробирку-муфту 1, в которую предварительно заливают 1 мл серной кислоты для поглощения влаги из воздуха и предупреждения появления на стенках пробирки-муфты воды при охлаждении.

Собранный прибор опускают в охлаждающую смесь и устанавливают строго вертикально. Начиная с температуры, которая на 9ºС выше предполагаемой температуры застывания дизельного топлива, через каждые 3ºС вынимают пробирку из пробирки-муфты и наблюдают за подвижностью дизельного топлива при наклоне. В процессе опыта дизельное топливо перемешивают мешалкой 5.

За температуру застывания испытуемого дизельного топлива принимают температуру, при которой топливо в горизонтально расположенной пробирке остается неподвижным в течение 5 с. Температура застывания определяет условия складского хранения, так как при этой температуре невозможно перекачать топливо из одного резервуара в другой.