Улучшение пусковых качеств автотракторных дизелей в зимний период эксплуатации
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
нижении температуры контрольного образца дизельного топлива от +20С до -4С (? = 700 нм) и до -8С (? = 1000 нм) происходит (рис. 2.4) постепенное уменьшение коэффициента пропускания с Т = 100 до Т1 = 80%, т.е. происходит постепенное отвердевание углеводородов и образование очагов последующей кристаллизации. Дальнейшее понижение температуры контрольного образца приводит к резкому падению коэффициента пропускание с Т = 80% до Т = 5%, т.е. происходит интенсивный рост кристаллов парафинов. При этом наблюдается смещение линий коэффициента пропускание в сторону отрицательных температур при увеличении длины волны пропускаемого света. Коэффициент пропускания Т = 0% соответствует температуре застывания топлива и для ? = 700 нм равен -13С, а для ? = 1000 нм соответствует -16С.
Рис. 2.4. Зависимость коэффициента пропускания от температуры дизельного топлива
Таким образом, наши исследований показали, что процесс образования парафинов в дизельном топливе протекает в две стадии: медленной в диапазоне температур с положительных до -4...-8С, когда начинают образовываться первые очаги кристаллизации преимущественно из высокоплавких углеводородов; и быстрой в диапазоне от температуры помутнения до температур застывания, когда процесс кристаллизации имеет почти лавинообразный характер при разных длинах волн спектра пропускания.
Например, при охлаждении дизельного топлива до температуры помутнения в нем образуются кристаллические зародыши размером от 20 до 50 мкм в летних топливах и до 20 мкм в зимних [32]. При дальнейшем понижении температуры на 3...5 0С в малосернистых парафинистых топливах размеры образовавшихся кристаллических структур достигают 110...130 мкм рис . 2.5.
Рис. 2.5. Развитие кристаллической структуры дизельных топлив:
- гидроочищенное tп =-1 0С, tз=-15 0С; 2 - гидроочищенное tп=-1 0С, tз=- 13 0С; 3 - прямогон-ное (сера 1.1 %) tп=-5 0С, tз=-11 0С; 4 - прямогонное (сера 0.9 %) tп=-3 0С, tз=-17 0С
Хотя при помутнении топливо не теряет своей текучести, размеры микрокристаллов не позволяют проходить через фильтры тонкой очистки, в результате чего подача топлива прекращается. Прокачиваемость дизельных топлив при низких температурах оценивается по ГОСТ 22254-76. Выделяющиеся из топлива кристаллы высокоплавких углеводородов (в основном парафиновых) в начальный период мало различаются по размерам. Скорость их роста зависит от скорости охлаждения топлива, интенсивности его перемешивания, вязкости и наличия в нем поверхностно-активных веществ [40]. Разность между температурами начала кристаллизации и застывания у дизельных топлив не постоянна и зависит от количества парафиновых углеводородов и температуры их плавления.
Температуру застывания принято считать нижней границей работоспособности топливоподающей системы дизелей, т.к. при этой температуре топливо теряет подвижность. Это объясняется тем, что микрокристаллы парафиновых углеводородов срастаются и образуют пространственную кристаллическую решетку. Для большинства дизельных топлив разница между температурами застывания по ГОСТ 8513-57 и помутнения по ГОСТ 5060-56 составляет 5...10 0С.
Для обеспечения требуемых температур помутнения и застывания дизельное топливо марки "З" получают, в соответствии с ГОСТ 305-82, в основном (до 88 % от всего производства) облегчением фракционного состава от 360 0С до 320 0С. Однако производство дизельных топлив рассчитанных на низкие температуры не выгодно [41] см. таблицу 2.13.
Таблица 2.13. Выход дизельного топлива из нефти в зависимости от температуры застывания
Показательтемпература застывания К ,(0С)263 (-10)248 (-25)238 (-35)228 (-45)218 (-55)выход топлива, .725.521.217.514.4затраты, 0103106110115
Рост парка автотракторной техники опережает рост добычи нефти. Это ведет к увеличивающемуся дефициту стандартных моторных топлив, особенно дизельных. Возникшую диспропорцию между производством и увеличением потребности в моторных топливах пытаются снизить путем утяжеления фракционного состава и вторичной переработки нефти. Однако эти способы ухудшают низкотемпературные свойства дизельных топлив, которые характеризуют его подвижность при отрицательных температурах. Таким образом, возникла еще одна составляющая загрязнения дизельного топлива. При низких температурах может образоваться такое количество кристаллов н-парафинов, что топливо превращается в желеобразную массу, которая закупоривает не только фильтр, но и всю систему топливоподачи. Выделяющаяся из топлива твердая фаза представляет собой высокоплавкие углеводороды, преимущественно парафинового ряда, а также ароматические и нафтеновые углеводороды с длинными боковыми цепями.
Выявлено, что даже небольшое количество нормальных парафиновых углеводородов (до 3% мас.) заметно влияет на повышение температуры помутнения топлива. При дальнейшем увеличении концентрации парафинов рост температуры помутнения не столь значителен. Содержание парафинов в топливе до 1% практически не сказывается на величине температуры застывания. Такого количества парафинов недостаточно для образования в топливе связанной кристаллической структуры. В этом случае наблюдается типичное "вязкостное" застывание топлива. При введении в топливо н-парафинов до 10-15 % температура застывания топлива резко повышается, а при дальнейшем увеличении концентрации парафинов рост ее становится менее значительным [22].
Величина температур застывания и помутнения и разность между ними в основном зависит от общего содержания парафинов, а ?/p>