Свойства дизельного топлива – Миксент

Свойства дизельного топлива

Дизельное топливо это жидкий продукт, получающийся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти, который обладает целым набором характеристик.

• Цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя;
• Фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработанных газов двигателя;
• Вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливания в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;
• Низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды;
• Степень чистоты, характеризующая надёжность и долговечность работы системы фильтрования топливной аппаратуры и цилиндр-поршневой группы двигателя;
• Температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива на дизелях;
• Наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износы.  

Цетановое число дизельного топлива

Цетановое число – основной показатель воспламеняемости дизельного топлива. Оно определяет запуск двигателя, жёсткость рабочего процесса (скорость нарастания давления), расход топлива и дымность отработанных газов. Чем выше цетановое число топливо, тем ниже скорость нарастания давления и тем менее жёстко работает двигатель.

Однако с повышением цетанового числа топлива сверх оптимального, обеспечивающего работу двигателя с допустимой жёсткостью, ухудшается его экономичность в среднем на 0,2-0,3% и дымность отработанных газов на единицу цетанового числа повышается на 1-1,5 единицу Хартриджа.

Цетановое число топлив зависит от их углеводородного состава.

Наиболее высокими цетановыми числами обладают нормальные парафиновые углеводороды, причём с повышением их молекулярной массы оно повышается, а по мере разветвления – снижается.

Чем выше температура кипения топлива, тем выше цетановое число, и эта зависимость носит почти линейный характер; лишь для отдельных фракций цетановое число может понижаться, что объясняется их углеводородным составом.

Цетановые числа дизельных топлив различных марок, вырабатываемых отечественной промышленностью, характеризуются следующими значениями: цетановое число, ед.  47-51; 45-49; 40-42; 38-40.

Известны присадки для повышения цетанового числа дизельных топлив -изопропил – или циклогексилнитраты. Они допущены к применению, например, “Миксент 2000”.

Установление оптимальных цетановых чисел имеет большое практическое значение, поскольку с углублением переработки нефти в состав дизельного топлива будут вовлекаться лёгкие газойли каталитического крекинга, коксования и фракции, обладающие относительно низкими цетановым числами.

Бензиновые фракции также имеют низкие цетановые числа, и добавление их в дизельное топливо всегда заметно снижает цетановое число последнего.

Цетановое число определяют по ГОСТ 3122-67, сравнивая воспламеняемость испытуемого топлива с эталонным (смеси цетана с а-метилнафталином в разных соотношениях). За рубежом для характеристики воспламеняемости топлива наряду с цетановым числом используют дизельный индекс. Этот показатель нормируется и в отечественной технической документации на дизельное топливо, поставляемое на экспорт, – ТУ 38001162-85.

Между дизельным индексом и цетановым числом топлива существует такая зависимость:

Дизельный индекс 20  30  40  50  62  70  80
Цетановое число  30  35  40  45   55  60  80

Фракционный состав

Характер процесса горения в двигателе определяется двумя основными показателями – фракционным составом и цетановым числом. На сгорание топлива более лёгкого фракционного состава расходуется меньше воздуха, при этом за счёт уменьшения времени, необходимого для образования топливовоздушной смеси, более полно протекают процессы смесеобразования.

Влияние фракционного состава топлива для различных типов двигателей неодинаково. Двигатели с предкамерным и вихрекамерным смесеобразованием вследствие наличия разогретых до высокой температуры стенок предварительной камеры и более благоприятных условий сгорания менее чувствительны к фракционному составу топлива, чем двигателя с непосредственным впрыском.

Вязкость и плотность

Вязкость и плотность определяют процессы испарения и смесеобразования в дизеле. Более низкая плотность и вязкость обеспечивают лучшее распыливание топлива; с повышением указанных показателей качества увеличивается диаметр капель и уменьшается полное их сгорание, в результате увеличивается удельный расход топлива, растёт дымность отработанных газов.

С увеличением вязкости топлива возрастает сопротивление топливной системы, уменьшается наполнение насоса, что может привести к перебоям в его работе. При уменьшении вязкости дизельного топлива количество его, просачивающееся между плунжером и втулкой, возрастает по сравнению с работой на более вязком топливе, в результате снижается производительность насоса.

От вязкости зависит износ плунжерных пар. Вязкость топлива в пределах 1,8-7,0 мм/с практически не влияет на износ плунжеров топливной аппаратуры современных быстроходных дизелей.

Степень чистоты дизельного топлива

Этот показатель определяет эффективность и надёжность работы двигателя, особенно его топливной аппаратуры.

Чистоту топлива оценивают коэффициентом фильтруемости, который представляет собой отношение времени фильтрования через фильтр из бумаги БФДТ при атмосферном давлении десятой порции фильтруемого топлива к первой.

На фильтруемость топлив влияет наличие воды, механических примесей, смолистых веществ, мыл нафтеновых кислот.

В товарных дизельных топливах содержится в основном растворённая вода от 0,002 до 0,008%, которая не влияет на коэффициент фильтруемости. Не растворённая в топливе вода -0,01% и более – приводит к повышению коэффициента.

Присутствие в топливе поверхностно-активных веществ – мыл нафтеновых кислот, смолистых и серо-органических соединений – усугубляет отрицательное влияние эмульсионной воды на фильтруемость топлива. Содержание механических примесей в товарных дизельных топливах, выпускаемых НПЗ, составляет 0,002-0,004%. Это количество не отражается на коэффициенте фильтруемости при исключении других отрицательных факторов. Коэффициент фильтруемости дизельных топлив, отправляемых с предприятий, находится в пределах 1,5-2,5.

Температура вспышки

Сернистые соединения, непредельные углеводороды и металлы влияют на нагарообразование в дизелях и являются причиной повышенной коррозии и износов. При сгорании топлив, содержащих непредельные углеводороды, вследствие окисления в цилиндре двигателя образуются смолистые вещества, а затем нагар. В результате этого падает мощность и повышается износ деталей двигателя.

Содержание непредельных углеводородов определяют по йодному числу и нормируют стандартом – 6212/100 Г. Соединения серы при сгорании образуют 8С>2 и БОз (последний сильнее влияет на нагарообразование, износ и коррозию в двигателе, на изменение качества масла), что повышает точку росы водяного пара, усиливая этим процесс образования серной кислоты.

Продукты взаимодействия кислоты с маслом – смолистые вещества, нагар, – способствуют износу деталей двигателя. Причиной повышенной коррозии и износа является присутствие в топливе металлов. Считают, что при содержании У>5«10>о и №>20*10^% срок службы лопаток газовых турбин снижается в 2-3 раза.

Низкотемпературные свойства

Сократить потери при производстве зимнего дизельного топлива можно введением в топливо депрессорных присадок (в сотых долях процента от 0,3 до 1,0 кг/т). Депрессорные присадки, достаточно эффективно понижая температуру застывания, практически не влияют на температуру помутнения топлива, что в значительной мере ограничивает температуру его применения (товарный вид).

Нередки случаи, когда для снижения температуры застывания на местах применения используют смеси летних сортов дизельных топлив с реактивным топливом (ТС) и бензином.

Неквалифицированное разбавление летнего, топлива керосином, а в ряде случаев бензином приводит к резкому увеличению износа двигателей и повышению пожаровзрывоопасности транспортных средств. В этих условиях практически единственным технически и экономически правильным решением, позволяющим эффективно и надёжно эксплуатировать автотракторную технику в осенне-зимний период, является увеличение выпуска топлив с депрессорными присадками.

Правильность выбора данного направления подтверждается и мировой практикой (в странах Западной Европы низкозастывающие топлива с депрессорными присадками широко используются на транспорте с середины 60-х годов). Применение депрессорных присадок с целью улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив намного экономичнее получения зимних топлив по классической схеме на основе керосино-газойлевых дистиллятов, так как в последнем случае снижается общий выход дизельных топлив на нефть в среднем с 30% до 16%, а в состав таких топлив приходится вовлекать до 70% дефицитных керосиновых фракций.

В настоящее время испытаны и допущены к применению дизельные топлива с отечественными и зарубежными депрессорными присадками, например: “Миксент 2010”, “Keroflux”, “Dodiflow”. Указанные топлива должны маркироваться как ДЗп (топливо дизельное зимнее с депрессорной присадкой).

Большой опыт, накопленный при проведении испытаний топлив с депрессорными присадками, позволил выявить при их применении ряд особенностей, учёт которых необходим для обеспечения безотказной, высокопроизводительной и долговечной работы автотракторной техники.

Нижний температурный предел применения топлив ДЗп во многом определяется тонкостью фильтрации топливных фильтров тонкой очистки (ФТО) дизельных двигателей различных марок. При этом основным фактором является то обстоятельство, что депрессорные присадки, значительно понижая температуру фильтруемости и застывания топлива, практически не оказывают влияния на температуру его помутнения (т.е. температуру начала образования в топливе кристаллов парафиновых углеводородов).

В результате исследований установлено, что введение в летнее топливо депрессорной присадки обеспечивает более качественный пуск дизелей без средств подогрева при более низкой температуре воздуха. Применение депрессорной присадки позволяет значительно (до 15%) сократить эксплуатационный расход топлива, так как отпадает необходимость прогрева двигателей.

В процессе испытаний топлив с депрессорными присадками доказано, что после 12-15 дней эксплуатации техники на таком топливе заметно (на 10-15%) снижается часовой расход топлива и уменьшается дымность отработавших газов двигателей вследствие раскоксовывания распылителей форсунок и как результат – улучшается тонкость распыла топлива.

Происходит это вследствие того, что, обладая высокими поверхностно-активными свойствами, депрессорная присадка значительно улучшает моющие свойства топлива, а это обеспечивает удаление высокотемпературных отложений с деталей узлов и агрегатов топливной аппаратуры двигателя.

Специальными испытаниями доказана возможность приготовления топлива с депрессорными присадками не только в промышленных условиях, но и непосредственно на местах применения с использованием технических средств (автоцистерн, автотоплиромаслозаправщиков), что значительно расширяет возможность и повышает эффективность применения депрессорных присадок в случае отсутствия на местах эксплуатации техники необходимого количества зимнего дизельного топлива.

Свойства дизельного топлива – Fueland

 

 

 

 

 

 

 

 

Дизельное топливо — это жидкий нефтепродукт, состоящий из смеси углеводородов, которые получают методом перегонки и отбора из них керосиново-газойлевых фракций.

 

В производстве дизельного топлива используются десятки параметров и характеристик этого продукта нефтепереработки. Мы остановимся на ключевых показателях, тех, что влияют на главные потребительские свойства дизельного топлива.

 

* Цетановое число – определяет мощностные и экономические показатели двигателя;

 

* Фракционный состав – влияет на полноту сгорания топлива, дымность, и токсичность выхлопных газов двигателя;

 

* Вязкость и плотность – обеспечивают нормальную подачу топлива, распыливания в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;

 

* Низкотемпературные свойства – характеризуют подвижность топлива при отрицательной температуре;

 

* Степень чистоты (коксуемость топлива) – характеризует надежность и долговечность двигателя и топливоподающей аппаратуры;

 

* Температура вспышки – определяет условия безопасного применения топлива в двигателях, чем она выше, тем меньше вероятность случайного возгорания топлива;

 

* Массовая доля серы – определяет образование нагара, коррозию и износ дизельного двигателя.

    

 

 

ЦЕТАНОВОЕ ЧИСЛО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

 

 

 

Цетановое число – характеризует воспламеняемость дизельного топлива, определяющая период задержки горения рабочей смеси. Чем выше цетановое число, тем меньше задержка, и тем более спокойно и плавно горит топливная смесь.

 

Оптимальную работу современных дизельных двигателей, обеспечивают дизельные топлива с цетановым числом от 45 до 55. При цетановом числе меньше 40, резко возрастает задержка горения (время между началом впрыскивания и воспламенением топлива) и скорость нарастания давления в камере сгорания, увеличивается износ двигателя. Стандартное топливо характеризуется цетановым числом 48-51, а топливо высшего качества (премиальное) имеет цетановое число 51-55. 

 

Наша цетаноповышающая присадка LAWRUN CETANE разработана для увеличения цетанового числа дизельного топлива и снижения периода задержки его воспламенения. При дозировке 100 гр/тонну повышает ЦЧ на 1 ед, при 500 гр на 5 ед.

 

 

 

 

 

 

 

Заказать

 

 

 

Согласно российским стандартам, цетановое число летнего и зимнего дизтоплива должно быть не менее 48 единиц.

 

Кроме того, технические условия для зимних сортов с депрессорными присадками, разрешают выпуск арктического топлива с цетановым числом не менее 40.

 

Хотим представить вам, нашу новую установку компаундирования автомобильного топлива FUELAND CS-37, которая предназначена для подготовки зимнего и арктического дизельного топлива, для быстроходных дизельных двигателей наземной техники.

 

 

 

 

 

 

 

Смотреть

 

 

 

Ознакомьтесь с нашим видео, в котором вы узнаете, как производится высококачественное дизельное топливо арктических и зимних сортов, путем добавления присадок торговой марки LAWRUN различного назначения, позволяющих улучшить низкотемпературные, экологические свойства, повысить цетановое число и смазывающую способность.

  

 

 

ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ

   

 

 

Два основных показателя, характеризующих процесс горения в двигателе – это фракционный состав и цетановое число. В процессе сгорания топлива легких фракций расходуется меньше воздуха, а также более полно протекают процессы смесеобразования.

 

Фракционный состав топлива по-разному влияет на различные типы двигателей. Двигатели с предкамерным и вихрекамерным смесеобразованием, менее чувствительны к фракционному составу топлива, чем двигателя с непосредственным впрыском.

 

 

 

ВЯЗКОСТЬ И ПЛОТНОСТЬ

 

 

  

Вязкость и плотность определяют процессы испарения и смесеобразования в дизеле. Вязкость влияет также на смазывающие характеристики. Низкая вязкость топлива приводит к быстрому износу топливного насоса и форсунок. Напротив, высокая вязкость топлива усложняет холодный запуск, а также неблагоприятно сказывается на топливоподводящей системе, приводя к трещинам головок форсунок и подтеканию топлива, также может быть затруднен процесс регулировки подачи топлива.

 

Плотность – определяет энергоемкость топлива. Чем выше плотность топлива, тем больше энергии вырабатывается в процессе его сгорания и, соответственно, возрастают показатели эффективности и экономичности.

  

 

 

СТЕПЕНЬ ЧИСТОТЫ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

 

 

 

От чистоты дизельного топлива напрямую зависит надежность, эффективность работы и долговечность топливной аппаратуры. Наличие в дизтопливе механических частиц, размер которых превышает 4 мкм, приводит к ускоренному износу плунжерных пар и деталей поршневой системы.

 

Степень чистоты дизельного топлива определяется коэффициентом фильтруемости. Этот показатель равен отношению времени прохождения через фильтрующий элемент десятой порции проверяемого топлива, к времени прохождения первой порции при атмосферном давлении.

 

На коэффициент фильтруемости влияет наличие в топливе воды, смолистых фракций, механических примесей, мыл нафтеновых кислот. В зимнее время также оказывают влияние кристаллы льда и парафины, находящиеся во взвешенном состоянии, из-за малой разницы между их плотностью и плотностью дизельного топлива.

  

 

 

ТЕМПЕРАТУРА ВСПЫШКИ

 

 

 

Непредельные углеводороды, как правило, не полностью разлагаются в камере сгорания, что приводит к коксообразованию, и на свечах и цилиндрах образуется нагар. В результате этого падает мощность и увеличивается износ деталей двигателя.

 

Для решения данной проблемы, в нашем портфеле присадок есть катализатор горения LAWRUN C100 D для дизельного топлива. Благодаря присадки прекращаются выхлопы сажи, нагара и запаха выхлопных газов. Снижается расход топлива до 20%, расход масла до 30%, а также снижается вероятность поломок двигателя, выхлопных и топливных систем.

 

 

 

 

 

 

Заказать

 

 

 

 

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВОЙСТВА

 

 

 

Благодаря введению в топливо депрессорных присадок, можно сократить потери при производстве зимнего дизельного топлива. Депрессорно-диспергирующие присадки LAWRUN, обеспечивают снижение температуры застывания дизельного топлива, и предотвращают выпадение парафинов при длительном хранении при низких температурах.

 

 

 

 

 

 

 

Заказать

 

 

 

 

Иногда, чтобы снизить температуру застывания, летнее дизельное топливо мешают с керосином.

 

Применение депрессорных присадок, с целью улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив, намного экономичнее, получения зимних топлив по классической схеме на основе керосино-газойлевых дистиллятов, так как в последнем случае, снижается общий выход дизельных топлив на нефть, в среднем, с 30% до 16%, а в состав таких топлив приходится вовлекать до 70% дефицитных керосиновых фракций.

 

В результате исследований установлено, что введение в летнее топливо депрессорной присадки обеспечивает более качественный пуск дизелей без средств подогрева при более низкой температуре воздуха. Применение депрессорной присадки позволяет значительно (до 15%) сократить эксплуатационный расход топлива, так как отпадает необходимость прогрева двигателей.

 

В процессе испытаний топлив с депрессорными присадками доказано, что после 12-15 дней эксплуатации техники на таком топливе заметно (на 10-15%) снижается часовой расход топлива, и уменьшается дымность отработавших газов двигателей, вследствие раскоксовывания распылителей форсунок, и как результат — улучшается тонкость распыла топлива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Появились вопросы?

 

 

Звоните нам на +7(800) 511-87-99

 

 

Или пишите на info@fueland. ru

 

Часть 1: Свойства и характеристики дизельного топлива

Рудольф Дизель мог бы гордиться глобальным признанием дизельного двигателя и значительными улучшениями, внесенными в него за последние 100 лет. Дизельные двигатели были разработаны, чтобы использовать преимущества высокого содержания энергии и, как правило, более низкой стоимости дизельного топлива. Дизельное топливо обладает различными свойствами, которые необходимо поддерживать для эффективной работы современных дизельных двигателей. Мы поговорим об этих различных свойствах, и станет ясно, почему вам нужно убедиться, что ваше дизельное топливо безопасно и надежно для вашего двигателя:

1. Теплота сгорания
2. Качество воспламенения/цетановое число
3. Вязкость
4. Содержание серы
5. Содержание воды и отложений
6. Угольный остаток
7. Температура вспышки
8. Температура застывания
9. Точка помутнения
10. Активная сера, содержание коррозии в медной полосе
11. Ясень
12. Перегонка
13. Удельный вес
14. Проблемы с зимним топливом

В этом сообщении блога мы поговорим о первых семи в списке. Оставайтесь с нами для следующих семи в сообщении в блоге, которое появится на следующей неделе.

1. Теплотворная способность

Теплотворная способность дизельного топлива измеряется с помощью калориметра, чтобы определить, сколько энергии дает топливо при сгорании. По сути, сжигается определенное количество топлива, а количество тепла тщательно измеряется в британских тепловых единицах (БТЕ).

• Теплотворная способность дизельного топлива номер 2 139500 БТЕ на галлон.
• Теплотворная способность дизельного топлива номер 1 составляет 125 500 БТЕ на галлон, что примерно на 10% ниже, чем у дизельного топлива номер 2.
• Для сравнения, теплотворная способность бензина составляет 124 500 БТЕ на галлон.

Чем выше теплотворная способность топлива, тем больше мощности может генерировать двигатель, следовательно, потребляя меньше топлива для выполнения того же объема работы.

2. Качество воспламенения/цетановое число

Цетановое число является мерой качества воспламенения топлива. Легкость воспламенения дизельного топлива и способ его горения влияют на запуск двигателя и неравномерность сгорания. Чистый цетан представляет собой бесцветный жидкий углеводород с превосходными свойствами воспламенения и имеет рейтинг 100. Чем выше цетановое число, тем короче время задержки между моментом поступления топлива в камеру сгорания и моментом начала его горения. Дизельное топливо хорошего качества с высоким цетановым числом имеет время запаздывания примерно 0,001 секунды .

Требования к цетановому числу зависят от размера двигателя, конструкции, нагрузки и атмосферных условий. Например, двигатели, работающие на больших высотах или при более низкой температуре, требуют топлива с более высоким цетановым числом для правильного запуска и работы. Типичное цетановое число для дизельного топлива № 2 составляет 46–48. Дизельное топливо № 1 обычно составляет около 51–53 .

Примечание: Цетановое число не указывается на большинстве заправочных станций. Владельцам дизельных двигателей следует покупать топливо в хорошо известных и надежных источниках, которые часто используются для обеспечения покупки свежего топлива.

Примечание: Рекомендуемое минимальное цетановое число для современных дизельных двигателей составляет 40. Повышение цетанового числа выше 48 не рекомендуется, так как это не улучшит работу двигателя и может вызвать детонацию топлива.

3. Вязкость

Вязкость — это просто мера сопротивления потоку. Вязкость уменьшается с повышением температуры. Вязкость топлива является важным фактором в работе современных двигателей, оснащенных топливной системой высокого давления Common-Rail (HPCR).

Топливо с низкой вязкостью образует мелкодисперсный топливный туман, который улучшает его смешивание с поступающим воздухом, способствуя полному сгоранию для повышения мощности и снижения выбросов.

Топливо с высокой вязкостью приводит к более густому туману топлива, что может привести к затрудненному запуску и проблемам с белым дымом.

4. Содержание серы

Содержание серы в дизельном топливе в последнее время привлекает большое внимание из-за повышенного износа следующих компонентов:

• Поршни
• Кольца
• Клапаны
• Цилиндры

Этому повышенному износу способствует коррозионное воздействие сероводорода в топливе в сочетании с диоксидом серы (или триоксидом серы), образующимся в процессе сгорания. Износ менее значителен при постоянных нагрузках и при работе в условиях высоких температур.

Некоторые компании, занимающиеся послепродажным обслуживанием, предлагают присадки к топливу, чтобы компенсировать потерю смазки из-за пониженного содержания серы (сниженной смазывающей способности) дизельного топлива. Если качество топлива сомнительно, замените его топливом из хорошего источника, чтобы убедиться, что компоненты топливной системы не неисправны.

5. Содержание воды и отложений

Содержание воды и отложений в топливе также может вызвать коррозию и повреждение компонентов топливной системы. Дизельное топливо с высоким содержанием воды может привести к образованию частиц оксида железа внутри топливного бака. Это вызывает внутреннюю ржавчину топливопроводов, насосов и компонентов впрыска, когда двигатель не используется.

Мы видели эту проблему с двигателями, хранившимися осенью, которые отлично работали весь сезон. Когда весной снова сняли двигатель, мы обнаружили, что двигатель нуждается в замене компонентов топливной системы из-за проблем с ржавчиной/загрязнением.

6. Углеродный остаток

Черный закопченный материал, остающийся после сжигания дизельного топлива, называется углеродистым остатком. Допустимое количество нагара зависит от производителя двигателя и условий эксплуатации двигателя.

7. Температура вспышки

Температура вспышки дизельного топлива определяется как минимальная температура, до которой топливо должно быть нагрето до образования легковоспламеняющихся паров, которые могут воспламениться. Чем ниже температура вспышки, тем выше риск взрыва.

Прочтите Часть 2: Характеристики дизельного топлива

Запчасти для дизельных двигателей в магазине

AMF

Состав бензина и дизельного топлива

Бензин и дизельное топливо состоят из сотен различных молекул углеводородов. Кроме того, распространены некоторые компоненты биологического происхождения, такие как этанол в смеси с бензином.

Бензин содержит в основном алканы (парафины), алкены (олефины) и ароматические соединения. Дизельное топливо состоит в основном из парафинов, ароматических углеводородов и нафтенов. Углеводороды бензина обычно содержат 4–12 атомов углерода с температурой кипения от 30 до 210 °C, тогда как дизельное топливо содержит углеводороды с приблизительно 12–20 атомами углерода и температурой кипения от 170 до 360 °C. Бензин и дизельное топливо содержат примерно 86 мас.% углерода и 14 мас.% водорода, но соотношение водорода и углерода несколько меняется в зависимости от состава.

Парафиновые углеводороды, особенно нормальные парафины, улучшают воспламеняемость дизельного топлива, но низкотемпературные свойства этих парафинов имеют тенденцию к ухудшению.

Ароматические соединения в бензине имеют высокие октановые числа. Однако ароматические соединения и олефины могут ухудшить чистоту двигателя, а также увеличить отложения в двигателе, что является важным фактором для новых сложных двигателей и устройств доочистки. Ароматические соединения могут привести к образованию канцерогенных соединений в выхлопных газах, таких как бензол и полиароматические соединения. Олефины в бензине могут привести к увеличению концентрации реакционноспособных олефинов в выхлопных газах, некоторые из которых являются канцерогенными, токсичными или могут увеличить потенциал образования озона. Для обеспечения адекватных свойств бензина и дизельного топлива могут потребоваться присадки.

Традиционный бензин и дизельное топливо не охвачены подробно в «Системе информации о топливе AMF». Вместо этого основное внимание уделяется альтернативным вариантам смешивания или замены бензина и дизельного топлива. Тем не менее, технология двигателя вместе с законодательством и стандартами для бензина и дизельного топлива обсуждаются кратко.

Бензин – законодательство и стандарты

Двигатель и технология доочистки выхлопных газов предъявляют требования к качеству топлива. Основные анализы топлива были разработаны для проверки общих характеристик и работоспособности топлива в двигателях внутреннего сгорания. Свойства топлива, важные с точки зрения окружающей среды, такие как совместимость топлива с устройствами ограничения выбросов, были определены впоследствии. Функциональность и общие характеристики бензина можно определить, например, с точки зрения октанового числа, летучести, содержания олефинов и присадок. Экологические характеристики можно определить, например, с точки зрения содержания ароматических соединений, олефинов, бензола, оксигенатов, летучести и серы (свинец запрещен в большинстве стран). Свойства топлива регулируются законодательством и стандартами на топливо. Существует также ряд других региональных и национальных стандартов на топливо.

В Европе Директива о качестве топлива 2009/30/EC определяет требования к основным характеристикам топлива для бензина. Европейский стандарт EN 228 включает более обширные требования, чем Директива по качеству топлива, для обеспечения надлежащего функционирования бензина на рынке. CEN (Европейский комитет по стандартизации) разрабатывает стандарты в Европе.

В США ASTM D 4814 является спецификацией для бензина. Стандарт ASTM включает ряд классов, изъятий и исключений с учетом климата, региона и, например, содержания этанола в бензине. В 2011 году Агентство по охране окружающей среды США приняло отказ от использования смеси этанола 15 об.% для автомобилей 2001 года и новее. В США бензино-оксигенатные смеси считаются «практически аналогичными», если они содержат углеводороды, алифатические эфиры, алифатические спирты, отличные от метанола, до 0,3 об.% метанола, до 2,75 об.% метанола с равным объемом бутанола или спирт с более высокой молекулярной массой. Топливо должно содержать не более 2,0 мас.% кислорода, за исключением топлива, содержащего алифатические эфиры и/или спирты (за исключением метанола), которые не должны содержать более 2,7 мас.

% кислорода. В США для автомобилей FFV разрешено так называемое топливо серии P, состоящее из бутана, пентанов, этанола и сорастворителя метилтетрагидрофурана (MTHF), полученного из биомассы.

Производители автомобилей и двигателей определили рекомендации по топливу во «Всемирной топливной хартии» (WWFC). Категория 4 является наиболее строгой категорией WWFC для «рынков с дополнительными повышенными требованиями к контролю выбросов, позволяющими использовать сложные технологии последующей обработки NOx и твердых частиц».

Отдельные требования и свойства топлива показаны в таблицах 1 и 2 ниже.

Таблица 1. Некоторые требования к свойствам бензина в Европе и США, а также рекомендации автопроизводителей (WWFC). Полные требования и стандарты можно получить в соответствующих организациях.

Таблица 2. Примеры некоторых неограниченных свойств бензина.

Дизельное топливо – законодательство и стандарты

Двигатель и технологии доочистки выхлопных газов предъявляют требования к качеству топлива. Основные анализы топлива были разработаны для проверки общих характеристик и работоспособности топлива в двигателях внутреннего сгорания. Свойства топлива, важные с точки зрения окружающей среды, такие как совместимость топлива с устройствами ограничения выбросов, были определены впоследствии. Функциональность и общие характеристики дизельного топлива можно определить, например, с точки зрения качества воспламенения, перегонки, вязкости и присадок. Экологические характеристики можно определить по содержанию ароматических соединений и серы.

Свойства топлива регулируются законодательством и стандартами на топливо. В Европе Директива о качестве топлива 2009/30/EC определяет требования к основным свойствам дизельного топлива. Европейский стандарт EN 590 включает более обширные требования, чем Директива по качеству топлива, для обеспечения надлежащей функциональности дизельного топлива на рынке. В Европе стандарты разрабатывает CEN (Европейский комитет по стандартизации).

В США ASTM D 975 является спецификацией для дизельного топлива. Стандарт ASTM включает несколько классов. Существует также ряд других региональных и национальных стандартов на топливо.

Производители автомобилей и двигателей определили рекомендации по топливу во «Всемирной топливной хартии» (WWFC). Категория 4 является наиболее строгой категорией WWFC для «рынков с дополнительными повышенными требованиями к контролю выбросов, позволяющими использовать сложные технологии последующей обработки NOx и твердых частиц».

Отдельные требования и свойства топлива показаны в таблицах 3 и 4 ниже.

Таблица 3. Некоторые требования к свойствам дизельного топлива в Европе и США, а также рекомендации автопроизводителей (WWFC). Полные требования и стандарты можно получить в соответствующих организациях.

Таблица 4. Примеры некоторых неограниченных свойств дизельного топлива. a,b

Технология двигателя

БЕНЗИН – Бензиновые двигатели с искровым зажиганием являются основным источником энергии для легковых автомобилей. Двигатели с искровым зажиганием просты и дешевы по сравнению с дизельными двигателями с воспламенением от сжатия. Кроме того, стехиометрическое соотношение воздух-топливо позволяет использовать трехкомпонентный катализатор (TWC), который способен восстанавливать монооксид углерода (CO), углеводороды (HC) и оксиды азота (NO 9).0209 x ) излучения одновременно и эффективно. Недостатком двигателей с искровым зажиганием является их более низкий КПД по сравнению с двигателями с воспламенением от сжатия. Поэтому расход топлива двигателей с искровым зажиганием выше, чем у двигателей, работающих на дизельном топливе, как в энергетическом, так и в объемном выражении.

Бензиновые автомобили с карбюраторными двигателями выпускались до конца 1980-х гг. Сегодня двигатели с искровым зажиганием представляют собой двигатели с распределенным впрыском топлива, в основном оснащенные многоточечным впрыском топлива (MPFI, впрыск топлива во впускной канал). В 19В 90-х годах на рынке появились двигатели с искровым зажиганием и непосредственным впрыском, отличающиеся более высоким КПД и меньшим расходом топлива. Модели, работающие на обедненной смеси с избытком воздуха, также были представлены в 1990-х годах, но вскоре исчезли с рынка. Двигатели с искровым зажиганием, как с непрямым, так и с непосредственным впрыском, теперь основаны на стехиометрическом соотношении воздух/топливо и оснащены катализатором TWC.

Выбросы выхлопных газов двигателей с искровым зажиганием, использующих стехиометрическое соотношение воздух/топливо, можно эффективно контролировать с помощью трехкомпонентного каталитического нейтрализатора (TWC). В ТВС происходит окисление оксида углерода и несгоревших углеводородов одновременно с восстановлением оксидов азота. С TWC даже больше 9Достигнуто 0% снижение выбросов CO, HC и NO при выходе из двигателя _x , выбросы происходят в основном при холодном запуске или резком ускорении. Однако в некоторых условиях катализатор TWC может генерировать выбросы аммиака и закиси азота. TWC эффективно работают только в очень узком лямбда-диапазоне, близком к стехиометрическому соотношению воздух/топливо, и поэтому TWC нельзя использовать в двигателях, работающих на обедненной смеси, таких как дизельные двигатели. Преимущество обедненной смеси будет заключаться в улучшении расхода топлива, но за счет увеличения выбросов NO 9.Выбросы 0209 x . Рециркуляция отработавших газов (EGR) является одной из распространенных технологий, используемых для снижения выбросов NO _x в дизельных двигателях, а также в двигателях с искровым зажиганием. Для автомобилей с искровым зажиганием с непосредственным впрыском выбросы твердых частиц высоки, и поэтому могут потребоваться сажевые фильтры.

Современные двигатели с искровым зажиганием менее чувствительны к топливу, чем двигатели предыдущих поколений, а абсолютные массовые выбросы низки. Однако при холодном пуске, тяжелых условиях вождения и низких температурах могут быть большие различия, абсолютные и относительные, между видами топлива для всех автомобилей. В прошлом карбюраторные двигатели были особенно чувствительны к топливу, например, возникали проблемы с управляемостью и паровыми пробками. Большинство современных автомобилей, работающих на бензине, могут выдерживать содержание этанола не менее 10 об. % в Европе и США9.0003

ДИЗЕЛЬ – Благодаря своему высокому КПД дизельные двигатели с воспламенением от сжатия являются ведущим источником энергии в большегрузных транспортных средствах из-за их высокого КПД. Сегодня дизельные двигатели становятся все более популярными и в легковых автомобилях. Устройства контроля выбросов и внутренние решения двигателя оказывают решающее влияние на выбросы выхлопных газов. Дизельные двигатели работают на бедной смеси, что снижает расход топлива, но за счет увеличения выбросов оксидов азота (NO _x ). № 9Выбросы 0209 х образуются из азота в воздухе при высоких температурах. Еще одной проблемой дизельных двигателей являются высокие выбросы твердых частиц (ТЧ).

Избирательная каталитическая нейтрализация (SCR) и рециркуляция отработавших газов (EGR) являются распространенными технологиями, используемыми для снижения выбросов NO _x дизельных двигателей. EGR — это внутренняя технология двигателя, тогда как SCR — это устройство дополнительной обработки выхлопных газов с использованием восстановителя, такого как аммиак или мочевина. При рециркуляции отработавших газов часть выхлопных газов возвращается в цилиндры двигателя, что снижает температуру сгорания и, следовательно, NO 9.Выбросы 0209 x . Высокий коэффициент рециркуляции отработавших газов может привести к проблемам с чистотой двигателя, а выбросы твердых частиц могут увеличиться. Катализатор окисления снижает выбросы летучих органических соединений. Сажевые фильтры эффективно снижают выбросы твердых частиц.

Ссылки

Chiba, F., Ichinose, H., Morita, K., Yoshioka, M., Noguchi, Y. and Tsugagoshi, T. Влияние этанола высокой концентрации на двигатель SI

Degaldo, R ., Араужо, А. и Фернандес, В. (2007) Свойства бразильского бензина, смешанного с гидратированным этанолом, для технологии гибкого топлива. Технология переработки топлива 88 (2007) 365-368.

Выбросы (2010 г.) Технический документ SAE 2010-01-1268.

Заявление EMA. (2010) Техническое заявление об использовании кислородсодержащих бензиновых смесей в двигателях с искровым зажиганием. Ассоциация производителей двигателей. Январь 2010 г. http://www.enginemanufacturers.org/.

Кабасин Д. и др. (2009) Форсунки с подогревом для холодного запуска на этаноле. Технический документ SAE 2009-01-0615.

Лупеску, Дж., Чанко, Т., Ричерт, Дж. и ДеВриес, Дж. (2009 г.) Очистка выбросов транспортных средств от сжигания Е85 и бензина с катализируемыми ловушками углеводородов. Общество Автомобильных Инженеров. Технический документ 2009 г.-01-1080.

Мерфи, М. (1998) Варианты моторного топлива для дизельных двигателей большегрузных автомобилей: свойства и характеристики топлива. Баттель.

Муртонен, Т., Аакко-Сакса, П., Куронен, М., Микконен, С. и Лехторанта, К., Выбросы от тяжелых дизельных двигателей и транспортных средств, использующих топливо FAME, HVO и GTL с DOC+ и без него ПОК после обработки. Международный журнал топлива и смазочных материалов SAE, 2010: 2, стр. 147-166. Также как технический документ SAE 2009-01-2693. 20 р.

Оуэн, К. и Коли, Т.