Потребительские свойства дизельного топлива поставляемого в Московский регион
Поставщиками дизельного топлива в Московский регион являются:
- Московский НПЗ, поставляющее топливо дизельное автомобильное (ЕН 590) сорта С, изготовленное по ТУ 38.401-58-296-2005.
- Крупнейшие заводы России, осуществляющие поставку дизтоплива марки Л-0,2-62 изготовленное по ГОСТ 305-82.
- Самарские НПЗ (ЮКОС), предоставляющие дизельное топливо экологически чистое марки ДЛЭЧ-0,05-62, изготовленное по ТУ 38.1011348-2003.
- Рязанский НПЗ, поставляющий дизельное топливо «ЕВРО», изготовленное по ГОСТ Р 52368-2005.
- Нижегородский НОС (Лукойл), реализующий компании «Поставком» «топливо дизельное ЛУКОЙЛ ЕН 590 (EN 590)», изготовленное по ТУ 0251 -018-00044434-2002.
- Орский НОС (РуссНефть), поставляющий топливо дизельное автомобильное (ЕН 590) ЕВРО-3, сорта С, изготовленное по ТУ 38.401-58-296-2005.
Ниже приведена таблица, из которой очевидно, что жесткие условия конкуренции на столичном рынке России в совокупности с экологическим прессингом со стороны Московского Правительства, привели к переходу на европейский стандарт ЕВРО-3. С марта 2006 года «ЛУКОЙЛ» начал поставку на собственные заправки дизельное топлива, соответствующее нормам ЕВРО-4.
Продукция Московского, Рязанского НПЗ, а также Орского НОС производится в соответствии с различными отечественными стандартами. В своем большинстве они соответствуют нормам ЕВРО-3. Продукция заводов «ЛУКОЙЛ» отвечает нормам ЕВРО-4.
Главное отличие нового экологического топлива от ГОСТ 305-82 заключается в пятикратном снижение по сере - не более 0,035%, (у ЛУКОЙЛа 40-кратное), а также увеличении цетанового числа от 45 до 51 ед. Предусмотрено введение 4 новых показателей:
- Показатель, определяющий число цетаноповышающих добавок в топливе - цетановый индекс (не менее 46).
- Показатель, указывающий на число токсичных окислов азота и твердых частиц в выхлопных газах двигателя - предельное содержание полициклических ароматических углеводородов (не более 11%).
- Показатель присутствия в топливе дистиллятных фракций вторичных процессов - окислительная стабильность (не более 25 мг/м3).
- Показатель срока эксплуатации топливных насосов высокого давления - смазывающая способность (не более 460 мкм).
Зимние дизельные топлива
По сравнению с традиционными зимними дизельными топливами (ГОСТ 305-82), морозостойкость которых достигается посредством повышения керосиновой фракции в составе топлива, современные экологические дизельные топлива производят за счет добавления в летние сорта депрессорных присадок. Чаще всего данное топливо имеет обозначение с индексом «п» - ДЗп.
По сравнению с прежним обозначением температуры помутнения и температуры застывания для экологически дизельных топлив введен новый показатель - предельная температура фильтруемости.
Стандарт ЕN 590 предусматривает выпуск дизельных топлив для умеренной климатической зоны шести марок (сортов):
И пять классов для районов с холодной климатической зоны:
Класс топлива |
|||||
Температура помутнения, °С |
|||||
Предельная температура фильтруемости, °С |
Арктическое дизельное топливо по ГОСТ 305-72 в московский регион не поступает.
Как известно, зима всегда приходит неожиданно. Заводы не успевают перестроиться на выпуск зимних сортов топлива в достаточном количестве. В этом случае допускается и практикуется добавление в летние сорта дизельного топлива авиационного керосина (ТС-1 или РТ) в следующих пропорциях:
Температура окружающего воздуха, °С |
|
От -5 до -10 |
|
От -10 до -15 |
|
От -15 до -20 |
|
От -20 до -25 |
|
От -25 до -30 |
|
От -30 до -35 |
Добавление керосина облегчается запуск холодного двигателя, поскольку керосин имеет более легкий фракционный состав (от 150 до 250°С), но при этом снижается цетановое число и как следствие падает мощность двигателя, увеличивается его дымность и расход топлива. Низкое содержание в смеси парафиновой фракции увеличивает трение в плунжерных парах и ускоряет их износ.
С высокой долей уверенности можно утверждать, что на АЗС таких компаний как ТНК, ВР, Магистраль, Татнефть, РуссНефть, ЮКОС, Сибнефть, МТК, Лукойл клиент получает товарное экологически чистое дизельное топливо. Здесь же следует отметить, что потребности заправочного комплекса собственно города Москвы составляют 70-80 тыс. тонн в месяц и ресурсные возможности нефтяных компаний обеспечить город экологически чистым дизельным топливом согласно постановлению Правительства Москвы от 28.12.2004 № 952-ПП «О стандартах на моторное топливо с улучшенными экологическими характеристиками» безусловно существуют.
Остальные потребности региона в количестве (120-160) тыс. тонн в месяц покрываются дизельным топливом по ГОСТ 305-82, поступающего по системе Мостранснефтепродукт через нефтебазы «Володарская», «Солнечногорская», «Нагорная», «Новоселки», а также железнодорожным транспортом на подмосковные нефтебазы.
Следует отметить, что в последние годы значительно сократилась, но, тем не менее, к сожалению, сохранилась еще практика продажи суррогата под маркой дизельного топлива. Обычно это дизельные фракции первичной переработки нефти на небольших мини-НПЗ, судовое маловязкое топливо или печное топливо, поступающее из Российских регионов на областные нефтебазы ЖД транспортом.
Грешат торговлей таким топливом, как правило, независимые небольшие частные АЗС, а также джобберы, прикрываясь брендами популярных нефтяных компаний. С 2005 года департамент природопользования Москвы составляет список заправок, торгующих некачественным топливом. По состоянию на декабрь 2005 года в «черный список» входило 40 АЗС, к июню 2006 года 12 АЗС, причем только две АЗС принадлежат ВИНКам, остальные – мелким частным АЗС. По нашим расчетам объем «бодяжного» дизельного топлива достигает 10% от общего объема продаж в регионе. За пределами Московской области эта цифра составляет до 20-25%.
Более чем 12-летний опыт работы нашей Компании на Московском рынке нефтепродуктов, дает нам право назвать нефтебазы, которые строго соблюдают соответствие паспортных данных на товар его реальному качеству: это автотерминал Московского НПЗ в Капотне, нефтебазы ОАО «Мостранснефтепродукт» (Володарская, Нагорненская, Солнечногорская, Новоселки), Подольская нефтебаза ЮКОСа и нефтебаза ЛУКОЙЛа в г. Видное.
Потребительские свойства дизельного топлива
Дизельное топливо - это нефтяная фракция, основу которой составляет смесь углеводородов с температурами кипения от 200 до 350 0 С. По внешнему виду – это прозрачная жидкость от светло-желтого или светло-коричневого цвета в зависимости от содержания смол. На отечественных заводах выход дизельной фракции составляет, в среднем 25% из переработанной нефти.
Эксплуатационные требования к качеству дизельных топлив
Рабочий процесс в дизельном двигателе принципиально отличается от процесса сгорания топливовоздушной смеси в бензиновом двигателе. В цилиндрах дизеля сжимается не рабочая смесь, а воздух, причем степень сжатия достигает 20 – 30 (в бензиновых двигателях – 9 – 12). В воздух, сжатый до 3 – 7 МПа (30-70 атм.) и нагретый за счет сжатия до 500 – 800 0 С, под высоким давлением (до 150 МПа) через форсунку впрыскивается дизельное топливо. Оно практически мгновенно испаряется, перемешивается с горячим воздухом, нагревается до температуры самовоспламенения и сгорает. Принудительное зажигание рабочей смеси отсутствует.
Сложные процессы смесеобразования и сгорания топлива происходят в дизеле в течение очень малого промежутка времени, соответствующего повороту коленчатого вала на угол около 20 0 . Чем быстроходней двигатель, тем это время меньше. В бензиновом двигателе при равной частоте вращения коленчатого вала на смесеобразование и сгорание приходится в 10-15 раз больше времени. Отсюда и специфические требования к качеству дизельного топлива.
Надежная и экономичная работа дизеля обеспечивается, когда правильно подобрано топливо, установлен оптимальный угол опережения впрыска, а смесь полностью сгорает во время рабочего хода. Иначе увеличивается дымность выхлопа, падает мощность, повышается удельный расход топлива.
Для обеспечения полного и качественного сгорания к дизельному топливу предъявляются следующие требования: хорошая прокачиваемость, как условие бесперебойной и надежной работы топливного насоса высокого давления (ТНВД); обеспечение тонкого распыла и хорошего смесеобразования; полное сгорание топлива; предотвращение нагарообразования на клапанах, поршнях и поршневых кольцах, зависания игл и закоксовывания распылителей форсунок; отсутствие коррозионного воздействия на детали двигателя, топливоподающую систему, топливопроводы и топливные баки; высокая химическая стабильность.
Свойства дизельных топлив
К свойствам дизельных топлив, отвечающим всем эксплуатационным требованиям, относятся: цетановое число, вязкость и плотность, низкотемпературные свойства, фракционный состав и испаряемость, противокоррозионные свойства и стабильность топлива, наличие механических примесей и воды, удовлетворение экологическим требованиям.
Цетановое число (ЦЧ) - это показатель воспламеняемости дизельного топлива, численно равный объемному проценту цетана в эталонной смеси, которая в условиях испытания равноценна по воспламеняемости эталонному топливу.
Цетановое число - это один из самых важных параметров дизтоплива, антипод октанового числа бензина. Если октановое число характеризует стойкость бензина к самовоспламенению (детонации), то ценатовое число, наоборот, отражает способность дизтоплива воспламеняться при нагревании.
Цетановый индекс – это расчетное значение цетанового числа до введения цетаноповышающих добавок. В состав эталонной смеси входит цетан и а-метилнафталин. Склонность цетана к самовоспламенению оценивают в 100 единиц, а а-метилнафталина - в 0 единиц. Так, если смесь состоит из 45% цетана и 55% а-метилнафталина, то считается, что ее цетановое число равно 45.
Оценку самовоспламеняемости дизельных топлив для быстроходных дизелей производят аналогично методу оценки детонационной стойкости бензинов. Испытываемый образец в обоих случаях сопоставляется с эталонным топливом на одноцилиндровой установке серии ИТ-9 с изменяемой степенью сжатия.
Цетановое число дизельного топлива по ГОСТ 305-82 должно быть не менее 45. Чем выше ЦЧ, тем лучше воспламеняемость топлива. В то же время при использовании топлива с повышенным цетановым числом (более 50) происходит преждевременное воспламенение топливной смеси, которое снижает экономичность и мощность дизеля, вызывает обильное дымление. Применение топлива с цетановым числом менее 40 приводит к жесткой работе двигателя (возникает характерный металлический стук, напоминающий детонацию в бензиновом двигателе, вибрация, перегрев поршней и головок цилиндров и др.)
Цетановое число топлива может быть повышено регулированием углеводородного состава или введением в состав топлива специальных присадок. Однако передозировка цетаноповышающими добавками может негативно отразиться на качестве топлива. Наилучшим показателем является минимальная разница между цетановым числом и цетановым индексом, что свидетельствует о минимальном количестве цетаноповышающей добавки.
Вязкость и плотность дизельных топлив влияют на процессы испарения и смесеобразования. Пониженное или повышенное значение кинематической вязкости (для топлив различных марок оптимальное значение лежит в пределах 1,5 – 6,0 мм 2 /с) приводит к нарушению работы топливоподающей аппаратуры, а также процессов смесеобразования и сгорания рабочей смеси.
При пониженной вязкости топливо вытекает через зазоры в плунжерных парах топливного насоса высокого давления, вследствие чего изменяется его дозировка, снижается давление впрыска, увеличивается нагарообразование. Снижение вязкости топлива ухудшает и его смазочные свойства, что приводит к увеличению интенсивности изнашивания прецизионных плунжерных пар ТНВД, так как их износ определяется физическим состоянием топлива. Кроме того, при этом увеличивается опасность подтекания и просачивания маловязкого топлива и, как следствие, роста его расхода.
Повышенная вязкость топлива приводит к ухудшению качества смесеобразования, при распылении образуются крупные капли и длинная струя с малым углом. При этом продолжительность процесса испарения возрастает, топливо сгорает не полностью, увеличивается его расход, повышается нагарообразование, возникает дымление (цвет отработавших газов становится темным).
Более мелкие и однородные по составу капли рабочей смеси улучшают процессы испарения, смесеобразования и сгорания, что характерно для распыления дизельного топлива с кинематической вязкостью 2,5 – 4,0 мм 2 /с при температуре +20 0 С. Топливо с такой вязкостью при отрицательных температурах сохраняет такие эксплуатационные свойства, как текучесть и проходимость по трубопроводам, через фильтры тонкой очистки и насос высокого давления.
Поскольку с понижением температуры вязкость значительно возрастает, существенно ухудшаются пусковые свойства топлива, особенно в холодное время года.
Плотность дизельного топлива нормируется (в отечественных стандартах) при температуре +20 0 С: для летнего топлива – не более 860 кг/, зимнего – не более 840 кг/м 3 и арктического – не более 830 кг/м 3 .
В зарубежных стандартах плотность нормируется при температуре +15 0 С. По европейскому стандарту ЕN 590 плотность летних дизельных топлив должна составлять 820 – 850 кг/м 3 , зимних – 800 – 845 кг/м 3 .
Низкотемпературные свойства дизельных топлив, характеризуемые температурам помутнения и застывания, оценивают, устанавливая предельно низкую температуру окружающей среды (воздуха), при которой его подача из топливного бака к двигателю происходит бесперебойно.
Температурой помутнения называется температура, при которой топливо теряет прозрачность в результате выпадения кристаллов парафиновых углеводородов или микрокристаллов льда, но не теряет текучести. Микрокристаллы высокоплавких углеводородов образуют в фильтре тонкой очистки непроницаемую для топлива парафиновую пленку, в результате чего подач топлива прекращается. Чаще всего это проявляется при пуске и прогреве дизеля, так как в это время в подкапотном пространстве еще сохраняется низкая температура.
Бесперебойная подача обеспечивается при температуре помутнения топлив на 5-10 0 С ниже температуры окружающего воздуха, при которой эксплуатируется автомобиль.
Температурой застывания называется температура, при которой дизельное топливо не обнаруживает подвижности (текучести) при наклоне под углом 45 0 в течение 1 мин. Подвижность топлива определяют в стандартном приборе. Восстановить текучесть на некоторое время можно перемешиванием застывшего топлива, однако затем оно обычно вновь застывает.
Разница между температурой помутнения и застывания составляет 5 – 15 0 С в зависимости от химического состава топлива. Например, для летнего дизельного топлива (с температурой конца перегонки 360 0 С) при использовании его в умеренной климатической зоне температура помутнения равна – 5 0 С, а температура застывания равна – 10 0 С. Для зимнего топлива (с температурой конца перегонки 340 0 С) в той же климатической зоне температура помутнения составляет -25 0 С, а температура застывания -35 0 С.
Для экологически чистых дизельных топлив введен новый показатель – предельная температура фильтруемости . Данную температуру определяют путем прямой фильтрации топлива при заданной температуре или в определенном интервале температур. Предельная температура фильтруемости для летнего дизельного топлива составляет -5 0 С, а для зимнего -25 0 С.
Учитывая, что в нашей стране преобладает холодный климат, для зимних и арктических марок дизельных топлив установлены требования к низкотемпературны свойствам.
Низкотемпературные свойства дизельных топлив улучшают двумя способами удалением из их состава высокоплавких парафинов нормального строения или добавлением в них депрессорных присадок.
Дизельные топлива с депрессорными присадками маркируют как ДЗп. Добавление депрессорных присадок в дизельное топливо приводит к снижению температуры застывания с –10 0 С до –35 0 С и снижению предельной (соответствующей температуре применения топлива) температуры фильтрации от минус 5 0 С до минус 20 0 С.
Депрессорные присадки существенно снижают температуру застывания и предельную температуру фильтруемости, но практически не изменяют температуру помутнения.
Депрессорные присадки вводятся в летние топлива из расчета 2 грамма на 1 кг топлива. Присадки могут обеспечивать бесперебойную работу дизеля до температуры –20 0 С, что значительно сокращает время пуска холодного двигателя.
Некоторые присадки к дизельным топливам снижают только температуру застывания, но не влияют на температуру фильтруемости, что приводит к образованию в топливных баках двух слоев: верхнего (прозрачного) слоя, обладающего пониженным цетановым числом, и нижнего (мутного), содержащего мелкие кристаллы парафина.
При отсутствии зимнего товарного дизельного топлива допускается в виде исключения добавлять в него керосин (топливо ТС-1 или РТ). Однако следует помнить, что разбавленное керосином дизельное топливо теряет часть своих смазывающих свойств, что приводит к ускоренному изнашиванию плунжерных пар топливной аппаратуры.
Фракционный состав и испаряемость дизельного топлива определяются его физико-химическими свойствами. Если на первую стадию смесеобразования – распыливание – решающее влияние оказывает вязкость топлива, то на вторую стадию (испарение) – его испаряемость.
По ГОСТ 305-82, испаряемость дизельного топлива, характеризуемая фракционным составом, определяется температурами выкипания 50 и 96 процентов топлива (соответственно t 50 % и t 96%). Температура начала кипения дизельных топлив обычно находится в пределах 170 - 200 °С, t 50 % составляет 255 - 280 °С, а температура конца перегонки (t 96 %) примерно равна 330 - 360 °С.
Показатель температуры t 50 % характеризует пусковые качества топлива. Чем эта температура ниже, тем более облегчен фракционный состав данного топлива, тем быстрее и полнее оно испаряется в камере сгорания. Однако после прогрева двигателя до рабочей температуры топливо с облегченным фракционным составом вызывает жесткую работу дизеля.
Температура t 96 o / o указывает на содержание в топливе высококипящих углеводородов (трудноиспаряющаяся фракция), которые во время рабочего процесса в камере сгорания испаряются медленно и неполно. Повышение доли этой фракции ухудшает смесеобразование и вызывает неполное сгорание топлива, затрудняет пуск дизеля, снижает его экономичность и увеличивает дымность отработавших газов. Поэтому дизельные топлива должны обладать оптимальной испаряемостью.
Противокоррозионными свойствами дизельные топлива должны обладать для обеспечения минимального воздействия коррозионного разрушения деталей дизеля. Причины коррозионной агрессивности дизельных топлив те же, что и у бензинов: наличие в их составе сернистых соединений, водорастворимых кислот и щелочей, а также органических кислот.
При работе дизеля на сернистом топливе образуются прочные трудноудаляемые нагар и лаковые отложения. Кроме того, из окислов серы образуются сильнодействующие кислоты, вызывающие коррозию деталей, разрушающие масло в двигателе. Дизельные топлива с содержанием более 0,2% применяют только при условии, что в двигателе применяется масло с противокоррозионной присадкой.
При производстве дизельных топлив из сернистых нефтепродуктов получают газойлевые и соляровые дистилляты с содержанием серы до 1,0 - 1,3 %. Серу из дистиллятов удаляют каталитическим способом, позволяющим снизить ее содержание до 0,2-0,5%, что по ГОСТ 305-82 является допустимой нормой. Повышенное до 0,6 % содержание серы в топливах приводит к увеличению износа гильз цилиндров и поршневых колец в среднем на 15%, а повышение до 1 % ускоряет этот процесс в 1,5 раза.
Из активных сернистых соединений (свободная сера , меркаптановая сера , сероводород ) наибольшей коррозионной агрессивностью обладает меркаптановая сера. Содержание ее в топливах не должно превышать 0,01 % (норма по ГОСТ). При повышении массовой доли меркаптановой серы до 0,06% коррозионный износ плунжерных пар и деталей форсунок увеличивается в 2 раза. Поэтому при производстве дизельных топлив обязательно проводят их коррозионные испытания медной пластинкой . Если медная пластинка выдерживает испытания, то коррозионная агрессивность топлива отсутствует.
Кроме того, учитывая высокую коррозионную агрессивность и низкую химическую стабильность меркаптанов, помимо испытания на медную пластинку (качественная оценка), содержание в топливе меркаптановой серы определяют еще и потенциометрическим методом.
Минеральные кислоты и щелочи обнаруживают по реакции водной вытяжки. Присутствие водорастворимых кислот и щелочей в дизельных топливах не допускается. Кислотность согласно ГОСТ 305-82 не должна превышать 5 мг КОН для нейтрализации 100 см 3 топлива.
Механические примеси и вода в топливах для автомобильных дизелей по ГОСТ 305-82 недопустимы. При наличии в дизельном топливе механических примесей происходит засорение фильтрующих элементов, ускоренный износ топливоподающей аппаратуры. При понижении температуры из воды, находящейся в топливе, образуются кристаллы льда, которые забивают фильтрующие элементы, что уменьшает подачу топлива в двигатель. Применение дизельного топлива с водой при положительной температуре приводит к разрушению фильтрующих элементов. Однако в связи с предельной «чувствительностью» метода оценки содержания механических примесей (ГОСТ 6370-83) и воды (ГОСТ 2477-65) за отсутствие загрязнений принимаются содержание в топливе механических примесей до 0,005 % и воды до 0,03 % (по массе).
Содержание в топливе загрязнений, способных закупоривать поры бумажных фильтров и нарушать работу топливной аппаратуры (механических примесей, воды, смол, серы, и др.) регламентируется коэффициентом фильтруемости , значение которого тем выше, чем больше в топливе примесей. Степень очистки дизельного топлива, определяемая коэффициентом фильтруемости, не должна превышать 3. Наиболее опасными считаются механические примеси.
Экологические требования к дизельным топливам.
Основными показателями качества, ответственными за экологические последствия выбросов отработавших газов дизелей, являются:
· массовая доля серы;
· массовая доля ароматических углеводородов, связанная с цетановым числом дизельного топлива;
· фракционный состав, характеризующий пределы выкипания топлива.
Отечественные дизельные топлива по ГОСТ 305–82 не соответствуют европейским нормам ЕN 590 по содержанию серы и имеют в среднем несколько меньшее цетановое число.
3,6 кг/тонну при содержании серы в топливе 0,2%;
- 1,8 кг/тонну при содержании серы в топливе 0,1%;
- 0,9 кг/тонну при содержании серы в топливе 0,05%;
Если предположить, что среднее содержание серы в дизельном топливе составляет 0,1%, то за один год в атмосферу Московского региона только от сжигаемого дизельного топлива (бензин не в расчет) попадает около 540 тонн диоксида серы, что составляет 30-40 граммов на каждого среднестатистического жителя и гостя 15-миллионного Московского региона.
В 1996 году в Европе было введено ограничение на содержание серы в дизельных топливах до 0,05 % (Европейский стандарт ЕN 590).
Фракционный состав дизельных топлив с улучшенными экологическими свойствами установлен на уровне летнего топлива со следующими показателями: температура выкипания 50 % объема – не выше 280 0 С, температура выкипания 96 % объема (конец перегонки) – не выше 360 0 С; температура вспышки в закрытом тигле – не ниже 40 0 С.
Содержание ароматических углеводородов для большинства товарных дизельных топлив, выпускаемых отечественной промышленностью, составляет 23 – 28 %. Колебания состава ароматических углеводородов зависят от природы перерабатываемой нефти, их компонентного состава и технологии производства топлив. Для удовлетворения экологических требований массовая доля ароматических углеводородов должна быть не более 11 %.
Европейский стандарт ЕN 590 предусматривает выпуск дизельных топлив для различных климатических регионов. Для районов с умеренным климатом выпускается 6 марок дизельных топлив (А, В, С, D, Е и F), имеющих предельные температуры фильтруемости соответственно +5, 0, -5 , -10, -15 и -20 0 С. Для районов с холодным климатом предусмотрен выпуск 5 классов (0, 1, 2, 3,4) дизельного топлива с низкотемпературными свойствами.
Все вышеприведенные характеристики топлив количественно регламентируются нормативными техническими документами: государственными стандартами (ГОСТ), Отраслевыми Стандартами (ОСТ), Техническими Условиями (ТУ).
дизельное топливо Москва, дизельное топливо зимнее
Маркировка указывает на тип дизельного топлива, географическую область применения и сезонность, а также наглядно показывает уровень его экологичности.
В 2011 году на территории Республики Казахстан, Российской Федерации и Республики Беларусь был принят технический регламент ТР ТС 013/2011, регламентирующего способ обозначения дизельного топлива, маркировка которого обозначается в виде трех групп знаков:
- В первой группе знаков указывается принадлежность к виду дизельного топлива: ДТ.
- Во второй группе указывается сезонность топлива:
- Летнее (без определения температуры фильтруемости) – Л;
- Межсезонное (-15°С) – Е;
- Зимнее (-20°С) – З;
- Арктическое (-38°С) – А.
- К2 (не более 500мг/кг);
- К3 (не более 350мг/кг) – соответствие с вид I (ГОСТ Р 52368-2005);
- К4 (не более 50мг/кг) – соответствие с вид II (ГОСТ Р 52368-2005);
- К5 (не более 10мг/кг) – соответствие с вид III (ГОСТ Р 52368-2005).
В результате на рынке Российской Федерации появилось два действующих документа, регламентирующих обозначение дизельного топлива.
1 июля 2014 года на территории РФ начал действовать ГОСТ Р 55475-2013 «Топливо дизельное зимнее и арктическое депарафинированное» для видов топлива, предназначенных к применению в условиях холодного климата, изготовленных методом каталитической депарафинизации.
Маркировка топлива по данному стандарту состоит из четырех групп знаков. Первая группа – принадлежность к типу дизтоплива (ДТ). Вторая группа обозначает сезонность – арктическая или зимняя. Третья группа – экологический класс (К3, К4 и К5) соответствует экологическому классу ТР ТС 013/2011. Четвертая группа обозначает минимальную температуру фильтруемости дизельного топлива, знак отрицательной температуры обозначается как «минус».
Данный стандарт не отменяет действия ГОСТ Р 52368-2005.
Необходимо указать, что с 01.01.2016 года на территории Российской Федерации дизельное топливо ниже экологического класса К5(вид III) запрещено к выпуску и обращению.
В настоящее время маркировка дизтоплива дает информацию о количестве серы и температуре использования, остальная информация приводится в паспорте качества.
Сравнительная таблица характеристик различных марок дизельного топлива
Марка | Границы кипения, °С | Сера, % не более | Температура применения, °С | Температура помутнения, °С | Температура застывания, °С | Температура вспышки в закрытом тигле, °С | Кинематическая вязкость, Ст (сантистокс) | Цетановое число |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ДТЛ-0,5-40 (summer diesel L-0,5-40) | 180÷360 | 0,5 | 0 | -10 | -5 | +40 | 3÷6 | - |
ДТЛ-0,2-40 (summer diesel L-0,2-40) | 180÷360 | 0,2 | 0 | -10 | -5 | +40 | 3÷6 | - |
А-0,2 (arcticdiesel A-0,2) для тепловозных и судовых двигателей | 180÷360 | 0,2 | -50 | - | -55 | +35 | - | - |
ДТЛ-0,5-62 (summer diesel L-0,5-62) | 180÷360 | 0,5 | 0 | -10 | -5 | +62 | 3÷6 | - |
ДТЛ-0,2-62 (summer diesel L-0,2-62) | 180÷360 | 0,2 | 0 | -10 | -5 | +62 | 3÷6 | - |
А-0,4 (arcticdiesel A-0,4) | 180÷360 | 0,4 | -50 | - | -55 | +30 | - | - |
А-0,2 (arcticdiesel A-0,2) для автотракторных дизелей | 180÷360 | 0,2 | -50 | - | -55 | +30 | - | - |
arctic diesel ecologicaly safe | 180÷360 | 0,05 (0,1) | -50 | - | -55 | +30 | - | - |
ДЗп winter diesel DZp | 180÷360 | 0,2 | -15 | -5 | -35 | +40 | 3÷6 | - |
ДТ ДЛЭЧ diesel (summer ecologicaly safe) | 180÷360 | 0,2-0,5 | -15 | -5 | -35 | +62 | 3÷6 | - |
ДТ ДЛЭ summer diesel (export grade) | 180÷360 | 0,2 | 0 | -5 | -10 | +65 | 3÷6 | - |
ДТДЗЭ winter diesel (export grade) | 180÷360 | 0,2 | -30 | - | - | +60 | 2,7÷6 | - |
3-0,5 минус 35 winter diesel Z-0,5 minus 35 | 180÷360 | 0,5 | -20 | -25 | -35 | +65 | 3÷6 | - |
3-0,2 минус 35 winter diesel Z-0,2 minus 35 | 180÷360 | 0,2 | -20 | -25 | -35 | +65 | 3÷6 | - |
3-0,5 минус 35 winter diesel Z-0,5 minus 45 | 180÷360 | 0,5 | -30 | -35 | -45 | +65 | 3÷6 | - |
3-0,2 минус 35 winter diesel Z-0,2 minus 45 | 180÷360 | 0,2 | -30 | -35 | -45 | +65 | 3÷6 | - |
gasoilmotuer | 180÷360 | 0,3 | - | - | - | - | 48 | |
lowsulphur №2 oil | 180÷360 | 0,05 | - | - | - | +54 | - | 40÷45 |
gasoilJapan-A | 180÷360 | 0,5 | - | -5 (Л) -10 (З) | - | - | - | 45 |
gasoilJapan-A | 180÷360 | 0,5 | - | -5 (Л) -10 (З) | - | - | - | 50 |
gasoil Singapore regular 0,5pct | 180÷360 | 0,5 | - | 6÷15 | - | 1,8÷5,5 | - | 48 |
gasoil Singapore regular 1pct | 180÷360 | 0,5 | - | 6÷15 | - | 1,8÷5,5 | - | 48 |
В настоящее время также можно встретить запросы с устаревшей маркировкой дизельного топлива.
Ранее существовал стандарт маркировки ГОСТ 305-82 (дата введения: 01.01.83, в настоящее время устарел). Маркировка дизельного топлива зависела от сезонности с обязательным указанием максимально возможного процентного содержания серы. Сезонность топлива обозначалась литерами, обозначая летнее «Л» (фильтруемость до 0°С), зимнее «З» (-20°С) или арктическое «А» (-50°С) топливо. Максимально допустимое процентное содержание серы регламентировалось в пределах 0,2;0,4 или 0,5 процента. В маркировке летней марки топлива должна была указываться температура вспышки, в маркировке зимних должно было быть указание температуры застывания. При маркировании зимнего топлива в целях исключения ошибок при чтении маркировки знак отрицательного числа не мог обозначаться знаком «–», обозначение делалось словом «минус» или «minus».
На смену устаревшего стандарта в 2005 году был принят к исполнению стандарт ГОСТ 52368-2005, действовавший до 2014 года. Данный государственный стандарт действовал на территории Российской федерации. Регламент принимал европейский тип классификации дизельного топлива EN 590, более известного под названием ЕВРО-5.В данном стандарте ограничивалось содержание массовой доли серы:
- Вид I – максимальное содержание серы до 350 мг/кг;
- Вид II – до 50 мг/кг;
- Вид III – до 10 мг/кг.
Также дизельное топливо по данному стандарту классифицировалось по климатическим зонам. В качестве классификатора принималась температура фильтруемости топлива, при котором топливо уже не может течь по топливным магистралям.
В этой статье мы рассмотрим виды и характеристики дизельного топлива. Компания «Ренетоп» предлагает низкие с доставкой по Уралу. Мы эксперты по дизтопливу и знаем о нем все, или почти все.
Зимнее дизельное топливо ЕВРО класса 2, экологического класса 5 (ДТ-З-К5)
Экологический класс 5 дизельного топлива регулирует содержание серы. Оно не превышает 10 мг/кг. Производство дизтоплива и его качество регламентируется ГОСТ 32511-2013.
Температура помутнения составляет не выше -220С метод испытания по ГОСТ 5066. Предельная температура фильтрации - 320С проверка по ГОСТ 22254.
Фракционный состав, испытания проводятся методом А по ГОСТ 2177:
- Перегонка до 1800С - 9%.
- Перегонка дл 3600С - 96,5%.
- 95% перегоняется при температуре 3570С.
Цетановое число не менее 48. Плотность дизельного топлива при температуре 150С составляет 800-840 кг/м3.
Компания «Ренетоп» предлагает жителям Урала:
Зимнее дизельное топливо ЕВРО класса 1, экологического класса 5 (ДТ-З-К5)
Технический регламент таможенного союза ТР ТС 013/2011 и ГОСТ 32511-2013 - основные нормативные документы, в соответствии с которыми производится ДТ-З-К5 класса 1.
Температура помутнения не выше -150С, предельная температура фильтрации не выше минус 26 градусов по Цельсию.
95% перегоняется при температуре 3240С. Цетановое число не менее 49. Плотность дизельного топлива при температуре 15 градусов по Цельсию составляет 800-845 кг/м3.
Зимнее дизельное топливо экологического класса К5
Массовая доля серы не превышает 10 мг/кг. Предельная температура фильтрации не выше -320С, температура помутнения не превышает -220С.
95% перегоняется при температуре 3310С. Цетановое число не менее 48. Плотность дизельного топлива при температуре 15 градусов по Цельсию составляет 800-855 кг/м3.
Топливо дизельное TANECO зимнее класс 2, экологический класс К5 ЕВРО (ДТ-З-К5)
ДТ соответствует:
- Техническому регламенту Таможенного союза ТР ТС 013/2011 "О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту";
- СТО 11605031-085-2014.
Топливо дизельное TANECO зимнее класс 1, экологический класс К5 ЕВРО (ДТ-З-К5)
Температура застывания: минус 63 °С.
Фракционный состав по ГОСТ Р ЕН ИСО 3405 (EN ISO 3405, ISO 3405):
- Отгон при температуре 210°С - 25%;
- Отгон при температуре 250°С - 50 %;
- Отгон при температуре 350°С - 97%.
Дизельное топливо содержит присадки:
- Противоизносную "Oli 5500" в количестве до 0,02 % масс.
- Депрессорно-диспергирующую "Keroflux 3670" в количестве до 0,03 % масс.
Топливо дизельное TANECO межсезонное сорт F, экологический класс К5 ЕВРО (ДТ-Е-К5)
Температура помутнения дизельного топлива составляет минус 4,5°С. Предельная температура фильтрации не выше минус 15 градусов по Цельсию. Фракционный состав:
- При температуре 250 градусов по Цельсию перегоняется 35%.
- При температуре 350°С перегоняется 93%.
- 95% по объему перегоняется при температуре 355 градусов по Цельсию.
Применяется для дизельных агрегатов в межсезонный период.
Топливо дизельное ЕВРО, межсезонное, сорта Е, экологического класса К5 (ДТ-Е-К5)
Цетановое число в соответствии с государственным стандартом имеет значение не ниже 51. Предельная температура фильтрации не превышает минус 15 градусов по Цельсию. Температура помутнения - минус 8°С. Массовая доля полициклических ароматических углеводородов не превышает 8%.
Топливо дизельное ЕВРО, летнее, сорта С, экологического класса К5 (ДТ-Л-К5)
Предельная температура фильтрации не выше минус 5 градусов по Цельсию. Цетановое число не менее 51. Фракционный состав:
- При 250°С перегоняется 60%.
- При 350°С перегоняется 97%.
- 95% перегоняется при температуре 332°С.
Массовая доля воды составляет 15мг/кг, при требованиях, предъявляемых государственным стандартом не менее 200 мг/кг.
Топливо дизельное TANECO летнее сорт С, экологический класс К5 ЕВРО (ДТ-Л-К5)
Температура помутнения минус 4,1 градуса по Цельсию, предельная температура фильтрации минус 23°С.
Массовая доля воды менее 30 мг/кг. Цетановое число 56,9. Плотность при температуре 15°С составляет 819 кг/м3.
Бензин и дизельное топливо — продукты дистилляции сырой нефти. Они состоят из множества различных углеводородов. Температура кипения бензина находится в диапазоне от 30 до 210 °С, а дизельного топлива — от 180 до 370 °С. Дизельное топливо воспламеняется в среднем при температуре приблизительно 350 °С (нижний предел — 220 °С), то есть значительно при меньших температурах, по сравнению с бензином (в среднем-500 °С).
Содержание
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/м 3 .
Содержание серы в автомобильном топливе
В интересах сокращения эмиссии диоксида серы SO 2 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.
Бензины
В Германии продаются следующие : Normal, Super и Super Plus. Отдельные поставщики заменили Super Plus на топливо с октановым числом 100 (V-Power 100, Ultimate 100, Super 100), у которых, кроме октанового числа, были изменены присадки.
В США бензин продается под марками Regular и Premium; они примерно сопоставимы, соответственно, с выпускаемыми в Германии Normal и Super. Бензины Super или Premium, благодаря более высокому ароматическому содержанию основы и добавлению компонентов, содержащих кислород, демонстрируют высокое сопротивление детонации и имеют более предпочтительное применение в двигателях с более высокой степенью сжатия.
Переформулированный бензин — термин, используемый для описания бензина, который, благодаря измененному составу, отличается меньшими испаряемостью и эмиссией отработавших газов, чем обычный бензин. Требования к переформулированному бензину приводятся в Законе о чистом воздухе, принятом в США в 1990 году. Этот закон регламентирует, например, меньшие значения давления насыщенных паров, содержания ароматиков и бензола и температуры выкипания. Он также предписывает использование присадок, очищающих топливную систему от загрязнений и отложений.
Топливные стандарты для бензинов
Европейский стандарт EN 228 (2008) определяет требования к неэтилированному бензину для использования в двигателях с искровым зажиганием. Определенные для каждой страны отдельные значения изложены в национальных приложениях к этому стандарту. Этилированный бензин в Европе запрещен. Технические требования США к топливам для двигателей с искровым зажиганием содержатся в ASTM D4814 (ASTM — Американское общество по испытанию материалов).
Большинство топлив для двигателей с искровым зажиганием, которые продаются сегодня, имеют в своем составе компоненты, которые содержат кислород (окисляются). В этом отношении особое практическое значение получил этанол, так как «Директива биотоплива ЕС» предусматривает минимальный объем выпуска для возобновляемого топлива (см. ).
Многие страны определили минимальные доли для биогенных компонентов в бензинах, которые достигнуты по большей части за счет использования биоэтанола. Но также используются и эфиры, произведенные из метанола или этанола — МТВЕ (метилбутиловые эфиры) и ЕТВЕ (этилбутиловые эфиры), их добавляют в Европе до 15% по объему.
Добавление спиртов может привести к некоторым трудностям. Спирты увеличивают испаряемость, могут повредить материалы, используемые в топливной системе, например, могут вызвать распухание эластомера и коррозию. Кроме того, в зависимости от содержания алкоголя и температуры, появление даже небольшого количества воды может привести к расслоению и формированию водной спиртовой фазы.
Эфиры в бензине
Эфиры не сталкиваются с проблемой расслоения. Эфиры, обладая более низким давлением насыщенных паров, более высокой теплотворной способностью и более высоким октановым числом, чем этанол, являются химически устойчивыми компонентами с хорошей физической совместимостью. Поэтому они демонстрируют преимущества с точки зрения, как логистики, так и работы двигателя. По причинам большей устойчивости и большего сохранения СO 2 , при установлении квот для биогенного топлива, в основном отдается предпочтение ЕТВЕ. Существующие заводы МТВЕ переоборудуются на производство ЕТВЕ.
В европейском стандарте бензина EN 228 содержание этанола ограничено 5 % по объему (Е5). В Америке примерно одна треть всех бензинов содержит этанол — до 10% по объему (Е10), для которого давление насыщенных паров, превышающее приблизительно 7 кПа, разрешено согласно американскому стандарту ASTM D4814.
В настоящее время на европейском рынке не все транспортные средства оборудованы материалами, позволяющими функционировать с Е10. Европейский стандарт для Е10 продолжает действовать. Чтобы позволить топливу Е10 быть введенным на немецком рынке, в апреле 2010 года был издан стандарт Е DIN 51626-1:2010-04. Он устанавливает, в дополнение к характеристикам Е10, требования, охраняющие существующий стандарт с максимальным содержанием этанола 5% по объему для транспортных средств, которые не являются совместимыми с Е10. В Бразилии бензин всегда содержит этанол в количестве 22-26% по объему.
Характеристики бензинов
Плотность бензинов
Европейский стандарт EN 228 ограничивает плотность бензинов диапазоном 720-775 кг/м 3 . Поскольку топливо повышенного качества, в основном, включает более высокую пропорцию ароматических соединений, оно имеют большую плотность, чем высокооктановый бензин, а также обладает немного более высокой теплотворной способностью.
Антидетонационные свойства (октановое число)
Октановое число определяет детонационную стойкость бензина (сопротивление детонации). Чем выше октановое число, тем больше сопротивление детонации. Наибольшей детонационной стойкостью обладает изооктан, его стойкость принимается за 100 единиц, наименьшей — п-гептан, стойкость которого принимается равной нулю.
Октановое число топлива определяется на стандартизированном испытательном двигателе. Численное значение соответствует пропорции (в % по объему) изооктана в смеси изооктана и п-гептана, которая демонстрирует то же самое сопротивление детонации, как топливо, которое будет испытываться.
Исследовательский и моторный методы определения октанового числа
Октановое число, определяемое испытаниями по исследовательскому методу, имеет сокращение RON (исследовательское октановое число). RON характеризует детонационную стойкость бензинов при использовании их в двигателях, работающих в условиях неустановившихся режимов (движение по городу). Октановое число, определяемое испытаниями по моторному методу, имеет сокращение MON (моторное октановое число). MON определяет детонационную стойкость топлива при высоких скоростях.
Моторный метод отличается от исследовательского метода использованием предварительно подогреваемых смесей, более высокой частотой вращения коленчатого вала двигателя и переменным распределением зажигания, таким образом, созданием более строгих тепловых требований к топливу при испытании. Значения MON для одного и того же топлива ниже, чем RON.
Увеличение сопротивления детонации
Нормальный (неочищенный) бензин прямой гонки показывает низкие антидетонационные свойства. Только смешиванием такого бензина с различными компонентами нефтеперегонки, обладающими сопротивлением детонации, (преобразованные компоненты) можно получить топливо с высоким октановым числом, подходящим для современных двигателей. Можно увеличить сопротивление детонации, добавляя компоненты, содержащие кислород, такие как спирты и эфиры.
Испаряемость бензинов
Для обеспечения успешной эксплуатации двигателя бензины должны удовлетворять достаточно жестким требованиям по испаряемости. С одной стороны, автомобильное топливо должно содержать большое количество высоколетучих соединений для обеспечения надежного запуска холодного двигателя, но, с другой стороны, имеются ограничения по испаряемости топлива, с тем чтобы не ухудшать эксплуатацию и запуск прогретого двигателя. Кроме того, потери топлива за счет испарения, в соответствии с действующими нормативными актами по охране окружающей среды, должны быть на низком уровне. Испаряемость бензинов определяется различными способами.
Стандарт EN 228 классифицирует испаряемость топлив по классам, различающимся по уровням давления насыщенных паров, зависимости температуры испарения от индекса образования паровой пробки VLI. В зависимости от местных климатических условий в европейских странах разработаны свои национальные стандарты испаряемости автомобильного топлива. Различные значения испаряемости устанавливаются в стандартах для лета и зимы.
Температура перегонки бензинов
Для того чтобы оценить действие топлива, необходимо рассмотреть различные значения температуры перегонки. Стандарт EN 228 определяет предельные значения, установленные для испаряемых объемов топлива при 70, 100 и 150 °С. табл.. Объем испаряемого топлива при 70 °С должен быть достаточным для того, чтобы гарантировать легкий запуск холодного двигателя (это было важно для карбюраторных двигателей). Однако, объем перегоняемого при этой температуре топлива не должен быть слишком большим, иначе на горячем двигателе в топливе будут образовываться пузырьки пара. Объем топлива, перегоняемого при 100 °С, определяет характеристики прогретого двигателя, влияющие на ускорение и реакцию двигателя, нагретого до нормальной рабочей температуры. Объем топлива, перегоняемого при 150 °С, должен быть достаточно высоким, чтобы минимизировать разжижение моторного масла. В особенности это важно для холодного двигателя, когда плохо испаряемые нелетучие компоненты бензина могут пройти из камеры сгорания по стенкам цилиндров в моторное масло.
Давление насыщенных паров
Давление насыщенных паров, измеряемое при температуре 37,8 °С (100 °F), в соответствии со стандартом EN 13016-1, является показателем безопасности, при котором топливо может прокачиваться из топливного бака автомобиля и закачиваться в него. У давления насыщенных паров существуют пределы, прописанные в технических требованиях. В Германии, например, это максимум 60 кПа летом и максимум 90 кПа зимой.
При разработке системы впрыска топлива также важно знать давление насыщенных паров при более высоких температурах (80-100 °С), поскольку повышение давления насыщенных паров из-за примеси спиртов, например, особенно становится очевидным при более высоких температурах. Если давление насыщенных паров превышает давление впрыска, например, из-за роста температуры двигателя во время эксплуатации автомобиля, это может привести к сбоям, вызванным формированием пузырьков пара.
Фракционный состав бензина
По фракционному составу, выражаемому в относительном объеме испаряемого топлива, оценивается склонность топлива к перегонке.
Падение давления в топливной системе (например, во время движения автомобиля в условиях высокогорья), сопровождающееся повышением температуры топлива, способствует испаряемости топлива и изменению фракционного состава, приводящим к ухудшению условий эксплуатации. Стандарт ASTM D4814 устанавливает, например, для каждого класса испаряемости температуру, при которой отношение пара к жидкости не должно быть больше 20.
Индекс образования паровой пробки
Индекс образования паровой пробки (VLI) является математически рассчитываемой общей суммой десятикратного давления насыщенных паров (в кПа при 37,8 °С) и семикратного объема топлива, которое испаряется при 70 °С. С помощью этого дополнительного предельного значения можно ограничить испаряемость топлива так, чтобы в итоге максимальные значения давления насыщенных паров и температуры конца кипения не могли быть достигнуты в ходе производства топлива.
Присадки в бензины
Присадки добавляются для улучшения качества топлива, чтобы противодействовать ухудшению работы двигателя и токичности отработавших газа во время эксплуатации автомобиля. Пакеты присадок в основном используются в сочетании с отдельными компонентами с различными признаками. Чрезвычайная осторожность и точность требуются при испытании присадок и определении их оптимальных составов и концентраций. Следует избегать нежелательных побочных эффектов. Присадки обычно добавляются к индивидуально маркируемым топливам на бензозаправочных станциях нефтеперерабатывающего завода, когда автоцистерны заполнены (дозирование конечного состояния). Введение присадок в топливный бак автомобиля подвергает транспортное средство риску технических сбоев, если эти присадки несовместимы с конструкцией автомобиля.
Ингибиторы загрязнения топливной системы (моющие присадки)
Системы подачи топлива автомобильного двигателя (топливные форсунки, пусковые клапаны) необходимо предохранять от загрязнений и осадочных отложений. Поддержание этих систем в незагрязненном состоянии является обязательным условием безопасной эксплуатации двигателя и снижения до минимума содержания токсичных компонентов в отработавших газах. Для достижения этого в топливо добавляются специальные моющие присадки.
Ингибиторы коррозии для бензинов
Проникновение извне воды/влажности может привести к коррозии компонентов топливной системы. Коррозия может быть эффективно устранена добавлением ингибиторов коррозии, которые формируют тонкую защитную пленку на металлической поверхности.
Стабилизаторы окисления для бензинов
Присадки, противодействующие старению топлива (антиоксиданты) добавляются в топливо, для того чтобы улучшить его стабильность во время хранения. Эти присадки предотвращают быстрое окисление топлива кислородом воздуха.
Дизельное топливо
Топливные стандарты для дизельного топлива
Требования для дизельных топлив в Европе устанавливает стандарт ЕN 590 (2009). Наиболее важные характеристки дизельных топлив изложены в табл.. Даже особые марки дизельных топлив, продаваемые на некоторых бензозаправочных станциях (например, Super, Ultimate, V-Power), удовлетворяют этому стандарту. У всех этих дизельных топлив существуют различия в основных характеристиках и в составе присадок. V-Power содержит 5% по объему синтетического дизельного топлива.
В соответствии со стандартом EN 590, в допускается добавлять до 7% по объему биодизеля (FAME — мети-лэфиры на основе жирных кислот), качество которого предусмотрено нормами EN 14214 (2009). Добавка биодизеля улучшает смазывающую способность топлива, но также уменьшает стабильность к окислению. С целью проверки стабильности к окислению, в 2009 году был дополнен стандарт EN 590, в который также был включен параметр запаса по старению, измеряемый как индукционный период при 110 °С, составляющий, по крайней мере, 20 часов в условиях испытаний, определенных нормами EN 15751.
Стандарт США для дизельных топлив ASTM D975 определяет меньшее число характеристик и устанавливает менее строгие ограничения. Он разрешает добавлять максимум 5% по объему биодизеля, который должен удовлетворять требованиям стандарта ASTM D6751.
Характеристики дизельного топлива
Цетановое число и дизельный индекс
Цетановое число (CN) характеризует воспламеняемость дизельного топлива. Чем выше цетановое число, тем больше тенденция топлива к воспламенению. Поскольку дизельный двигатель обходится без подаваемой извне искры зажигания, топливо должно воспламеняться спонтанно (самовоспламенение) и с минимальной задержкой воспламенения при впрыскивании в горячий воздух, сжатый в камере сгорания. Цетановое число, равное 100, соответствует легко воспламеняемому н-гексадекану (цетану), а цетановое число, равное 0, соответствует медленно воспламеняющемуся альфаметилнафталину. Цетановое число дизельного топлива определяется на стандартизированном одноцилиндровом испытательном двигателе CFR (CFR — объединенный комитет по изучению моторных топлив). Степень сжатия измеряется с постоянной задержкой воспламенения. Сравниваемые топлива, содержащие цетан и альфаметилнафталин, испытываются с установленной степенью сжатия. Содержание цетана в смеси изменяется, пока не будет получена та же самая задержка воспламенения. Содержание цетана в процентах определяет цетановое число.
Цетановое число, превышающее 50, более предпочтительно для оптимальной работы современных двигателей, особенно в условиях холодного старта. Высококачественные дизельные топлива содержат большой процент парафинов с высокими цетановыми числами. Наоборот, ароматические углеводороды имеют низкую воспламеняемость.
Еще одним параметром воспламеняемости топлива является дизельный индекс, который вычисляется на основе плотности топлива и различных точек на кривой кипения. Этот чисто математический параметр не принимает во внимание влияние присадок, улучшающих свойства цетана, на воспламеняемость. Для того чтобы ограничить регулирование цетанового числа посредством присадок, улучшающих свойства цетана, цетановое число и дизельный индекс были включены в список требований стандарта EN 590. Топливо, цетановое число которого увеличено присадками, улучшающими свойства цетана, действует по-другому во время сгорания в двигателе, чем топливо с тем же самым естественным цетановым числом.
Температурный диапазон изменения фракционного состава
Температурный диапазон изменения фракционного состава топлива, то есть температурный диапазон, при котором испаряется топливо, зависит от состава топлива. Низкая точка кипения делает топливо более подходящим для использования в условиях холодного климата, но также означает более низкое цетановое число и плохая смазывающая способность. Это увеличивает риск изнашивания компонентов системы впрыска. Однако, если точка кипения высокая, это может привести к большей эмиссии сажи и появлению нагара в распылителях форсунок. Это, в свою очередь, вызывает образование отложений в результате химического разложения нелетучих топливных компонентов в отверстиях и колодце распылителя и добавление остаточных продуктов сгорания. Когда точка кипения выше, возможно протекание топлива по стенкам цилиндров и смешивание с моторным маслом. Поэтому процент нелетучих топливных компонентов не должен быть слишком высоким. Ограничение добавки биодизеля до максимальных 7% по объему также вызвано его высокой точкой кипения (320-360 °С).
Предел фильтрации дизельного топлива
Осаждение кристаллов парафина при низких температурах может привести к забиванию топливного фильтра и, в конечном счете, к прерыванию подачи топлива. В худшем случае макрочастицы парафина начинают выпадать при 0 °С или при еще больших температурах. Пригодность топлива для использования в холодное время оценивается «пределом фильтрации» (CFPP). Европейский стандарт EN 590 регламентирует показатель CFPP для различных классов дизельных топлив, и, кроме того, это предельное значение может быть установлено отдельными государствами-членами ЕС, в зависимости от преобладающих географических и климатических условий.
Прежде, владельцы автомобилей с дизельным двигателем иногда добавляли в топливный бак высокооктановый бензин, чтобы улучшить показатели дизельного топлива на холоде. Эта практика не требуется в настоящее время, когда топливо соответствует стандартам, и это может в любом случае привести к повреждению, особенно в системах с топливным впрыском под высоким давлением.
Точка воспламенения дизельного топлива
Точка воспламенения — температура, при которой количество испарений топлива, накопившихся в атмосфере, оказывается достаточным для воспламенения топливовоздушной смеси. Соображения безопасности (при перевозке и хранении топлив) диктуют необходимость соответствия дизельного топлива требованиям стандарта класса A III «Опасные материалы», где определено, что точка воспламенения должна быть выше 55 °С. Добавление в дизельное топливо менее 3% бензина оказывается достаточным для того, чтобы возгорание горючей смеси могло произойти при комнатной температуре.
Плотность дизельного топлива
Энергетическое содержание дизельного топлива в единице объема увеличивается с ростом плотности. Учитывая постоянное срабатывание форсунок (то есть, постоянный впрыск определенного количества топлива), использование топлива с плотностью, изменяющейся в широких пределах, вызывает изменение состава смеси (изменение коэффициента избытка воздуха λ) из-за колебаний теплотворной способности топлива. Когда двигатель работает на топливе, у которого имеется большой разброс по плотности, это приводит к увеличению эмиссии сажи; если плотность топлива уменьшается, этот параметр также снижается. Поэтому должны соблюдаться требования к низкому разбросу плотности дизельного топлива.
Вязкость дизельного топлива
Вязкость дизельного топлива — мера сопротивления течения топлива из-за внутреннего трения. Если вязкость слишком мала, это приводит к увеличенным потерям утечек топлива, большему нагреванию системы впрыска и усиленному риску изнашивания и кавитационной эрозии. Слишком большая вязкость, имеющая место, например, при использовании чистого биодизеля (FAME), вызывает пиковое давление впрыска при высоких температурах в таких, например, топливных системах, как электронно-управляемые насос-форсунки, по сравнению с нефтяным дизельным топливом. И наоборот, система впрыска топлива не может развивать допустимое пиковое давление при использовании нефтяного дизельного топлива. Высокая вязкость также изменяет форму распыла из-за формирования больших капель.
Смазывающая способность дизельного топлива
Смазывающая способность дизельных топлив важна не столько при гидродинамическом трении, сколько при смешанном. Применение новых гидрогенизированных и десульфированных дизельных топлив с улучшенными экологическими характеристиками приводит к повышенному износу топливных насосов высокого давления.
Десульфирование также приводит к удалению компонентов топлива, которые важны для обеспечения смазывающей способности. В топливо приходится добавлять специальные присадки, улучшающие смазочную способность, чтобы избежать этих проблем. Стандарт EN 590 предписывает обеспечение минимальной смазочной способности, определяемой диаметром пятна изнашивания, который должен составлять максимум 460 мкм при испытаниях на установке с высокочастотным возвратно-поступательным движением рабочего органа (установка HFRR).
Показатель углеродистых отложений
Показатель углеродистых отложений характеризует свойство дизельного топлива образовывать нагар на поверхностях выпускного отверстия топливных форсунок. Механизм образования нагара имеет комплексный характер и не поддается простому описанию. Продукты испарения дизельного топлива оказывают незначительное влияние на образование нагара (закоксовывание).
Общее загрязнение
К общему загрязнению относятся суммарные включения нерастворимых посторонних макрочастиц в топливе, таких как песок, продукты коррозии, и нерастворимых органических компонентов, включая продукты старения полимеров, содержащихся в топливе. Стандарт EN 590 допускает максимальное общее загрязнение топлива 24 мг/кг. Имеющие большую твердость силикаты, которые содержатся в минеральной пыли, особенно разрушительны для топливных систем впрыска высокого давления с узкими распыливающими отверстиями. Даже фракция твердых макрочастиц с допустимым общим уровнем загрязнения может вызывать эрозионное и абразивное изнашивание (например, в соленоидных клапанах). Изнашивание такого рода приводит к утечке клапана, что понижает давление впрыска, ухудшает работу двигателя и увеличивает эмиссию твердых частиц с отработавшими газами. Типичные европейские дизельные топлива содержат приблизительно 100000 макрочастиц на 100 мл. Особенно критичные размеры макрочастиц — 4-7 мкм. Поэтому необходимы высокоэффективные топливные фильтры с хорошей эффективностью фильтрации, с тем чтобы предотвратить ущерб, наносимый макрочастицами.
Вода в дизельном топливе
Дизельное топливо может абсорбировать воду в количестве приблизительно 100 мг/кг при комнатной температуре. Предел растворимости определяется составом дизельного топлива, его присадками и окружающей температурой. Стандарт EN 590 допускает максимальное содержание воды в топливе 200 мг/кг. Хотя во многих странах бывает более высокое содержание воды в дизельном топливе, исследование рынка показывает, что содержание воды редко превышает 200 мг/кг. Образцы часто не обнаруживают воды, или обнаружение является неполным, так как вода оседает на стенках в форме нерастворенной «свободной» воды, или она скапливается на дне топливного бака. Принимая во внимание, что растворенная вода не повреждает топливную систему впрыска, нужно иметь ввиду, что даже очень небольшое количество свободной воды за короткий период времени может вызвать изнашивание или коррозионное повреждение компонентов системы впрыска.
Присадки в дизельное топливо
Присадки к автомобильным бензинам находят применение и для дизельного топлива. Различные вещества объединены в пакеты присадок, чтобы одной добавкой достигнуть множества целей. Поскольку полная концентрация комплекта присадок в топливе не превышает 0,1%, физические характеристики топлива — такие как плотность, вязкость, и фракционный состав — остаются неизменными.
Присадки, повышающие смазывающую способность
Смазывающую способность дизельных топлив с бедными свойствами смазывания, вызванными, например, процессами гидратации во время десульфирования, можно улучшить, добавляя в топливо жирные кислоты или глицериды. Биодизель также содержит глицериды как побочный продукт. В этом случае, в дизельное топливо, если оно уже содержит какую-то добавку биодизеля, присадки, улучшающие смазывающую способность, можно не добавлять.
Присадки, повышающие цетановое число
Присадками, повышающими цетановое число, являются спиртовые производные сложных эфиров азотной кислоты, добавление которых приводит к сокращению задержки воспламенения. Эти присадки помогают, особенно во время холодного пуска, предотвратить увеличение шума сгорания (шум двигателя) и сильное дымление.
Присадки, повышающие текучесть
Присадки, повышающие текучесть, состоят из полимерных материалов, которые понижают предел фильтрации. Они, в основном, добавляются в зимний период, чтобы гарантировать безотказную работу двигателя при низких температурах. Хотя эти присадки не могут предотвратить выпадение парафиновых кристаллов в дизельном топливе, они могут строго ограничить их рост. Размеры образуемых кристаллов становятся настолько маленькими, что они могут проходить через поры топливного фильтра.
Моющие присадки
Моющие присадки чищают систему подачи топлива с целью формирования эффективной рабочей смеси; замедляют образование отложений на поверхностях выпускного отверстия форсунок топливного насоса.
Ингибиторы коррозии
Ингибиторы коррозии, покрывающие поверхности металлических деталей, повышают коррозионную стойкость металлических элементов топливной системы двигателя.
Антипенные присадки
Добавление антипенной присадки позволяет избежать чрезмерного вспенивания топлива, когда автомобиль быстро заправляется горючим.
В следующей статье я расскажу об
.
Дизельное топливо (ДТ) бывает арктическим, зимним или летним. Основное отличие их друг от друга в температуре предельной способности к фильтрации, помутнения и застывания. Летнее топливо зимой при минус 20°С может замерзнуть и его использование станет невозможным.
Дизтопливо характеризуется такими параметрами:
- цетановым числом (ЦЧ),
- прокачиваемостью,
- вязкостью,
- низкотемпературными свойствами.
Под цетановым числом подразумевается воспламеняемость дизельного топлива.
Это промежуток времени от впрыскивания топлива в цилиндр до начала горения. Более высокое число способствует быстрому воспламенению и плавному сгоранию топлива. От цетанового числа зависит и температурная характеристика дизтоплива. Именно ЦЧ разграничивает дизтопливо на зимнее и летнее.
Зимнее ДТ имеет число 50-65 единиц, а летнее - около 45. В международных стандартах вместо цетанового числа используют дизельный индекс (diesel index) и цетановый индекс (cetan 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.
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 становится причиной выхода из строя ТНВД.
Еще одним показателем качества топлива являются его низкотемпературные характеристики.
Первая категория - арктическое дизтопливо, способное проходить через фильтр при температуре минус 50°С. Такое топливо используется в странах, где температура воздуха крайне низкая и использование другого ДТ 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 минус 35°С.
Самые популярные марки дизтоплива такие:
- летнее дизельное топливо высшего сорта Л-0,2-62;
- топливо дизельное автомобильное (ТДА) сорт С, Е, марка (EN 590);
- топливо дизельное экологическое ДЭК-3. Имея улучшенные экологические показатели, это топливо обычно применяют в городских условиях.
Для улучшения свойств топлива в них часто добавляют различные присадки, которые очищают топливную систему от воды, маслянистых отложений, что способствует увеличению работоспособности двигателя.
Чем чище дизельное топливо, тем качественнее и эффективнее работает двигатель. Эта характеристика дизельного топлива является очень важной.
Для определения характеристики чистоты топлива используют коэффициент фильтруемости, который определяют соотношением времени, за которое топливо проходит через фильтр при определенном атмосферном давлении.
В основном фильтруемость дизтоплива зависит от содержания воды, механических примесей, смол и кислот в дизельном топливе.
Фильтрация топлива очень важна. Каждый раз, когда происходит заправка топливом, в горловину топливного бака может попасть пыль, способная нанести значительный ущерб трущимся поверхностям двигателя и всей системе питания. Пыль через форсунки может проникать в цилиндры двигателя, засорять каналы распылителя форсунки, что может снизить мощность двигателя из-за недостаточного поступления топлива в камеру сгорания.
Поэтому целесообразно покупать фильтры только известных производителей.
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 отказались от их использования. Особенно это касается применения присадок для иностранной техники. Зарубежные двигатели, особенно японские, очень чувствительны к качеству топлива и на наличие присадок в нем реагируют по-разному.
Неправильное использование присадок в таких двигателях часто приводит к поломке дорогой техники.
Для улучшения пуска двигателя, особенно в зимнее время, и увеличения эффективности его работы применяют присадки, способные повысить цетановое число.
Присадки для увеличения цетанового числа не оказывают отрицательного воздействия на характеристики топлива.
Их рекомендуется применять лишь в случаях, когда топливо обладает большой смазывающей способностью. К сожалению, повышение цетанового числа с помощью при-садки может снизить смазывающее свойство топлива. Обычно добавление присадки в топливо с низкими смазывающими свойствами может привести к ускоренному износу деталей двигателя и выходу из строя форсунок.
Несмотря на всевозможные фильтры, сепараторы и присадки, все равно со временем засоряется. Особенно это касается старых двигателей. Для решения этой проблемы предназначены моющие присадки, популярность которых во всем мире очень большая. Моющие присадки способны удалять отложения, образовавшиеся в двигателе. Эти отложения представляют собой нагар, который ухудшает процесс сгорания топлива, а также способствуют увеличению токсичности выхлопных газов. Сразу после применения моющей присадки токсичность резко уменьшается и, кроме того, наблюдается повышение мощности двигателя и уменьшение расхода топлива.
Некоторые производители присадок утверждают, что они изготавливают универсальные, многоцелевые присадки. К таким присадкам надо относиться с особой осторожностью, тщательно проверяя истинность рекламы производителя.
Владельцы автомобилей ежедневно сталкиваются со сложным выбором: где купить топливо, чтобы оно было качественным; какую присадку добавить в топливо, чтобы не навредить двигателю и получить пользу; какой фильтр установить, чтобы он хорошо очищал топливо.
Для выполнения этих задач существует два пути: применение хороших фильтров и присадок, однако, следует учитывать, что они не всегда совместимы. Топливные фильтры предназначены для конкретного вида топлива, а применение присадки не исключает вероятности изменения свойств топлива, например вязкости, и фильтр не сможет выполнять свою функцию.
Может быть и такой вариант, когда топливный фильтр отфильтрует присадку из топлива, и в камеру сгорания топливо попадет без присадки.
Поэтому перед использованием новых фильтров или присадок следует внимательно ознакомиться с их свойствами и характеристиками, чтобы избежать неприятных случаев.