Улучшение пусковых качеств автотракторных дизелей в зимний период эксплуатации
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?орсункой [22]. С увеличением вязкости топлива возрастает сопротивление топливной системы, уменьшается степень наполнения насоса.
При предельном значении вязкости потери напора становятся настолько большими, что топливная струя разрывается, нарушается нормальная подача топлива к насосу, и он начинает работать с перебоями. Топливо с невысокой вязкостью хорошо распыливается, однако при слишком малой вязкости оно подтекает через распыливающие отверстия форсунок, что приводит к их закоксовыванию [23]. Из-за недостаточной дальнобойности струи топливо сгорает у распылителя форсунки, в результате чего наблюдается неоднородность рабочей смеси, ухудшается процесс сгорания и падает мощность двигателя. Кроме того, топливный насос смазывается дизельным топливом, поэтому износ плунжерных пар зависит от его вязкости и чистоты. Исследованиями [25] установлено, что для топливной аппаратуры двигателя ЯАЗ-204 изменение вязкости топлива в пределах 2,0...6,0 сСт практически не влияет на износ плунжерных пар. В тоже время при снижении вязкости топлива с 6,14 сСт до 1,7 сСт повышается износ на 10…15 % топливной аппаратуры двигателя Д-6 [26].
Вязкость дизельного топлива зависит от его углеводородного состава и температуры окружающей среды, как и для других нефтепродуктов она возрастает с понижением температуры и наоборот рис.2.1.
Рис.2.1 Зависимость кинематической вязкости топлива от его температуры: 1 - летнее, 2 - зимнее, 3 - арктическое
Летнее дизельное топливо, получаемое из западносибирской нефти, в котором преобладают парафино-нафтеновые углеводороды, имеет вязкость при 20 С 3,5-4,0 мм2/с; такое же по фракционному составу топливо из сахалинских нефтей, в котором преобладают нафтено-ароматические углеводороды, - 5,5-6,0 мм2/с. Стандартом на дизельное топливо вязкость нормируется в достаточно широких пределах, что обусловлено различием углеводородного состава перерабатываемых нефтей. Попытки ограничить вязкость топлива в узких пределах приведут к сокращению ресурсов его производства, так как потребуется снизить температуру конца кипения топлива. В зарубежных стандартах кинематическая вязкость нормируется обычно при 40 С, в то время как отечественные ГОСТ и ТУ регламентируют вязкость при 20 С.
Из всех классов углеводородов наименьшая вязкость у алифатических. Эти же углеводороды в меньшей степени изменяют свою вязкость при охлаждении, т.е. имеют наиболее пологую вязкостно-температурную кривую. Алифатические углеводороды разветвленного строения, имеющие в боковых цепях два-три атома углерода, обладают более высокой вязкостью и при охлаждении она изменяется более резко, чем у углеводородов нормального строения. Присутствие двойной связи снижает вязкость алифатического углеводорода. Ароматические и нафтеновые кольца в молекуле углеводорода повышают вязкость и ухудшают вязкостно-температурную зависимость. Бициклические углеводороды при одинаковой молекулярной массе с моноциклическими имеют не только более высокую вязкость, но и более крутую кривую зависимости вязкости от температуры.
Хотя вязкость дизельных топлив при понижении температуры и повышается, поведение топлива, как правило, продолжает подчиняться закону Ньютона (вязкость не зависит от градиента сдвига) вплоть до выпадения кристаллов твердых углеводородов.
Вязкость дизельного топлива оказывает существенное влияние на качество распыливания. Например, при температуре топлива 80 0С диаметр отпечатка впрыснутого топлива равен 80 мм; при температуре 60 0С - 73 мм; при 40 0С - 53 мм; при 20 0С - 42 мм. При высокой вязкости струя топлива распадается на крупные капли диаметром от 150 мкм до 300 мкм, рис.2.2.
Рис.2.2. Зависимость тонкости распыла топлива (среднего диаметра капель) от его условной вязкости
Топлива являются смазочным материалом для движущихся деталей топливной аппаратуры быстроходных дизелей, пар трения плунжерных топливных насосов, запорных игл, штифтов и других деталей.
Смазывающие свойства топлив значительно хуже, чем у масел, так как и вязкость, и содержание поверхностно-активных веществ (ПАВ) в топливах меньше, чем их содержание в маслах. Противоизносные свойства топлив улучшаются с увеличением содержания ПАВ, вязкости и температуры выкипания.
В связи с ужесточением требований к качеству дизельных топлив по содержанию серы и переходом на выработку экологически чистых топлив, гидроочистку их проводят в жестких условиях. При этом из дизельных топлив удаляются соединения, содержащие серу, кислород и азот, что негативно влияет на их смазывающую способность. Наиболее реальным способом улучшения смазывающих свойств дизельного топлива является применение противоизносных присадок.
Химическая стабильность дизельного топлива - способность противостоять окислительным процессам, протекающим при хранении. Эта проблема возникла с углублением переработки нефти и вовлечением в состав товарного дизельного топлива среднедистиллятных фракций вторичной переработки нефти, таких, как легкого газойля каталитического крекинга, висбрекинга, коксования. Последние обогащены ненасыщенными углеводородами, включая диолефины и дициклоолефины, а также содержат значительное количество сернистых, азотистых и смолистых соединений. Наличие гетероатомных соединений, особенно в сочетании с ненасыщенными углеводородами, способствует их окислительной полимеризации и поликонденсации, тем самым влияя на образование смол и осадков. Самыми сильными пром