Дизельное топливо – продукт прямой перегонки нефти с использованием процессов гидроочистки (удаление соединений серы) и депарафинизации (удаление парафиновых углеводородов с высокой температурой плавления). Температура вспышки ДТ составляет 35-80°С. Температура застывания ниже -5°С.
Автомобильное дизельное топливо получают из керосиновых, газойлевых и соляровых фракций прямой перегонки нефти при температурах от 200 до 350°С. По внешнему виду ДТ представляет собой прозрачную, более вязкую, чем бензин, жидкость, желтого или светло-коричневого цвета.
Дизельное топливо применяется для быстроходных дизелей. Дизели примерно на 30% экономичнее карбюраторных двигателей.
Температура перегонки 50% топлива характеризует легкость пуска дизельного двигателя. Температура перегонки 96% топлива ограничивает содержание в топливе тяжелых фракций, облегченный фракционный состав характеризует лучшую испаряемость, но ухудшает воспламеняемость.
Чрезмерное содержание в топливе тяжелых фракций ведет к ухудшению распыления, испарения и сгорания топлива. В результате этого экономичность двигателя снижается, автомобиль имеет дымный выхлоп. Из-за смывания масла со стенок цилиндра несгоревшими тяжелыми фракциями топлива повышается износ дизельного двигателя.
С фракционным составом связана температура вспышки, при которой пары нефтепродуктов с воздухом образуют горючую смесь, вспыхивающую при поджигании. От этой температуры зависит пожароопасность при транспортировке, хранении и применении дизельного топлива.
Вязкость влияет на характер факела топлива, впрыснутого в цилиндр. При увеличении вязкости размер капель в факеле увеличивается, а распыление и испарение топлива ухудшается. Чрезмерное снижение вязкости ведет к образованию мелких капель, снижает длину факела и как следствие к ухудшению однородности топливовоздушной смеси. Плотность ДТ влияет на смесеобразование. При высокой плотности длина факела увеличивается сверх оптимального значения. При слишком низкой плотности она становится неоднородной.
Воспламеняемость ДТ оценивается цетановым числом. Это условный показатель, равный содержанию цетана в такой смеси с α-метил-нафталина, который при стандартных условиях испытания имеет одинаковую самовоспламеняемость с исследуемым ДТ. При использовании ДТ с более низким цетановым числом, чем требуется для данного двигателя, возрастают нагрузки на поршень, вызывающие повышенный износ деталей кривошипно-шатунного механизма и снижения экономичности двигателя. При использовании ДТ с повышенным цетановым числом происходит его неполное сгорание, в результате чего снижается экономичность двигателя. Поэтому одним из самых важных показателей ДТ является цетановое число.
Низкотемпературные свойства ДТ характеризуются температурами застывания и помутнения, а также предельной температурой фильтрации.
Температура застывания – это температура полной потери подвижности топлива.
Температура помутнения– температура, при которой теряется фазовая однородность топлива. Предельная температура фильтрации – низшая температура, при которой возможна прокачка топлива через фильтр тонкой очистки. Для сохранения подвижности ДТ необходимо выбирать такой сорт топлива, у которого температура помутнения на 3-5°С, а температура застывания на 10-15°С ниже температуры окружающей среды.
В условиях эксплуатации существенный вред наносит присутствие в ДТ смол. Их количество контролируется по содержанию фактических смол, которое определяется при выпаривании 10 мл топлива в струе пара при температуре 225°С. Увеличение содержания смол в 2-3 раза выше нормы приводит к снижению моторесурса двигателя до 40%.
Содержание в топливе предельных углеводородов характеризует стабильность хранения дизельного топлива и как следствие склонность к нагарообразованию. Количество этих углеводородов контролируется с помощью йодного числа, представляющего собой количество йода, реагирующего в предельных условиях с испытуемым топливом. Йодное число пропорционально содержанию непредельных углеводородов.
Для более полной оценки ДТ используют показатели коксуемость и зольность. Коксуемостью называется способность топлива образовывать угольный остаток при высокотемпературном разложении без доступа воздуха. Контроль коксуемости осуществляется по содержанию кокса в 10% остатка топлива после перегонки, количество которого не должно превышать 0,3%. Коксуемость увеличивается при повышении вязкости и тяжелом фракционном составе.
Зольность – это минеральный остаток, образующийся после сжигания топлива в воздухе при температуре 800-850°С, из-за абразивных свойств золы она увеличивает нагар и ведет к повышенным износам в двигателе, поэтому допустимое содержание золы от 0 до 0,1%. Причинной коррозионной агрессивности ДТ является наличие водорастворимых кислот и щелочи, органических кислот и сернистых соединений.
Основным методом контроля наличия активной серы являются коррозионные испытания на медной пластине. Дополнительно контролируется содержание меркаптановой серы. Оно не должно превышать 0,01%. А также сероводорода, его вообще не должно быть. Количество механических примесей определяют методом фильтрации средней пробы топлива через беззольный бумажный фильтр. В ДТ в том или ином количестве находятся нафтены. Нафтены не растворяются в ДТ и представляют собой желеобразную массу, способную забивать бумажный фильтр.
Способность топлива предотвращать забивку фильтров оценивают коэффициентом фильтруемости. Сущность коэффициента фильтруемости: через бумажный фильтр последовательно пропускают 10 порций топлива по 2 мл. Коэффициент фильтруемости подсчитывается как отношение времени фильтрации последний 2 мл по времени истечения первых 2 мл. Чем ниже значение коэффициента фильтруемости к 1, тем выше качество топлива. Соблюдение норм на коэффициент фильтруемости ДТ обеспечивает минимальное содержание в нем всех видов загрязнителей и обеспечение необходимой работоспособности топливной системы.
В соответствии с ГОСТ 305-2003 промышленностью выпускается 3 марки ДТ. Их обозначение:
— Л – летнее
— З – зимнее
— А – арктическое
Эти топлива предназначены для использования на всех моделях дизельных двигателей наземной и судовой техники. Толиво «Л» для дизелей, эксплуатирующихся при температуре окружающей среды 0°С и выше. Топливо «З» должно иметь температуру застывания не выше -35°С.при эксплуатации с температурой окружающего воздуха -20°С и не выше -45°С при температуре -30°С. Температура застывания «А» ДТ не превышает -55°С. Это топливо для дизельных двигателей, работающих в условиях Сибири и Севера.
Для мало- и среднеоборотистых дизелей (частота вращения вала до 1000 об/мин), используемых в стационарных и полустационарных установках вырабатывают топливо марок ДТ и ДМ. Топливо ДТ имеет более высокие показатели эксплуатационных свойств, его используют в двигателях, не оборудованных средствами предварительной подготовки. Топливо ДМ (мазут) используют только в тех установках, где можно провести предварительную подготовку (подогрев до 60-70°С).