Температура горения дизельного топлива
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Температура горения дизельного топлива

Основные характеристики дизтоплива (солярки)

В производстве дизельного топлива используются десятки параметров и характеристик этого продукта нефтепереработки. Мы остановимся на ключевых показателях, тех, что влияют на главные потребительские свойства солярки. ГОСТы и регламенты выделяют следующие основные характеристики дизтоплива или, говоря научным языком, основные эксплуатационные показатели дизельных топлив.

Цетановое число — определяет мощностные и экономические показатели двигателя; обычный диапазон значений цетанового числа колеблется от 40 до 55. Фактически, эта цифра означает отрезок времени от подачи топлива в цилиндр до его воспламенения. Более высокое цетановое число означает меньшее время воспламенения, и, соответственно, лучшее горение топлива. Более высокое цетановое число повышает экологичность выхлопа. Однако если этот показатель превышает 60, то не происходит прирост мощности двигателя.

Цетановый индекс – цетановое число (расчетное), до добавления повышающей присадки в дизельное топливо. Цетаноповышающие присадки по-разному влияют на физический и химический состав топлива, поэтому следует избегать их передозировки. Во избежание изменения состава, необходимо чтобы разница между цетановым числом и цетановым индексом была минимальной.

Фракционный состав – влияет на полноту сгорания топлива, дымность и токсичность выхлопных газов. При увеличении содержания легких фракций в дизельном топливе повышается критическое давление воспламенения рабочей смеси, появляются стуки в цилиндрах, и разжижается картерное масло. Слишком тяжелые фракции сгорают неполно и увеличивают отложение нагара в камере сгорания.

Вязкость – определяет процесс нагнетания и впрыска топлива. Она 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. Зависит от температуры окружающего воздуха – при понижении температуры плотность увеличивается, объем топлива уменьшается – происходит усадка, и наоборот. Для определения изменения объема можно пользоваться простой формулой: «Один литр на одну тонну на один градус».

Низкотемпературные свойства – характеризуют подвижность топлива при отрицательной температуре. Низкотемпературные свойства оцениваются по значениям температуры помутнения и застывания:

  • Температура помутнения – это температура, при которой меняется фазовый состав топлива, так как наряду с жидкой фазой появляется твердая. При этой температуре топливо начинает мутнеть. При помутнении дизельное топливо не теряет текучести.
  • Температура застывания – это температура, при которой топливо полностью теряет текучесть и приобретает студнеобразный вид. Температура застывания ниже температуры помутнения на 5-10 °С.

Коксуемость топлива – характеризуется чистотой двигателя и топливоподающей аппаратуры. При сгорании топлива в двигателе образуются нагар на стенках камеры сгорания и впускных клапанах, а также отложения на распылителях и иглах распылителей форсунок. Нагарообразование в двигателе зависит от следующих показателей применяемого дизельного топлива: коксуемости, содержания фактических смол и серы, фракционного состава, количества непредельных и ароматических углеводородов и зольности. Чем выше коксуемость топлива, тем больше образуется нагара во время работы дизеля.
Температура вспышки в закрытом тигле – самое низкое значение температуры топлива, при которой над поверхностью образуется воспламеняющаяся смесь паров, газов и воздуха. 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. Содержание серы – главный экологический показатель дизтоплива. Продукты сгорания серы при взаимодействии с водой образуют кислоты. Сера причиняет ущерб не только природе, но и двигателю – продукты ее сгорания провоцируют коррозию металла, а при контакте их с моторным маслом образуются твердые отложения – двигатель закоксовывается. Благодаря требованиям регулирующих органов, прописанным в современных стандартах, за последние 20 лет производители снизили содержание серы в дизтопливе более, чем в 50 раз.

Смазывающая способность дизельного топлива – характеристика, которая определяет срок службы элементов топливной системы. Использование топлива с недостаточными смазывающими свойствами может привести к быстрому износу или заклиниванию движущихся частей элементов топливной системы.

Содержание воды и твердых взвешенных частиц. При хранении топлива в неполной емкости вода может попасть в топливо из-за конденсации, а при перевозке топлива в цистерне в него могут попадать механические примеси, поэтому рекомендуется обязательно фильтровать топливо перед заливкой его в топливный бак. Повышенное содержание в топливе водных фракций и твердых взвешенных частиц существенно снижает срок службы фильтров, а также всей системы подачи топлива в целом.

Несмотря на обилие параметров при классификации дизтоплива используется только два из них: массовая доля серы и температура помутнения. Но в паспортах качества дизтоплива обычно указываются 15-20 ключевых показателей солярки.

Температура горения дизельного топлива и бензина

Температура кипения, горения и вспышки бензина

Любой, кто решит отыскать информацию о температуре кипения, горения или вспышки бензина обнаружит интересную вещь: даже в довольно авторитетных источниках между указываемыми значениями одного и того же параметра наблюдается существенная разница. Почему так происходит и каковы реальные величины?

Что такое бензин?

Этот пункт идёт первым, потому что он крайне важен для понимания вопроса. Забегая вперёд, скажем так: вы никогда не найдёте химической формулы бензина. Как, например, можно без проблем отыскать формулу метана или другого однокомпонентного нефтепродукта. Любой источник, который покажет вам формулу автомобильного бензина (не важно, будь то вышедший из оборота АИ-76 или наиболее распространённый сейчас АИ-95) однозначно заблуждается.

Дело в том, что бензин – это многокомпонентная жидкость, в которой как минимум присутствует не менее десятка различных веществ и ещё больше их производных. И это только база. Перечень присадок, используемых в различных бензинах, в разные промежутки времени и для различных условий эксплуатации, занимает внушительный лист из нескольких десятков позиций. Поэтому невозможно выразить одной химической формулой состав бензина.

Краткое определение бензина можно дать такое: легковоспламеняющаяся смесь, состоящая из лёгких фракций различных углеводородов.

Температура испарения бензина

Температура испарения – это тот тепловой порог, при котором начинается самопроизвольное перемешивание бензина с воздухом. Эта величина не может быть однозначно определена одной цифрой, так как зависит от большого количества факторов:

  1. базовый состав и пакет присадок – наиболее весомый фактор, который регулируется при производстве в зависимости от условий эксплуатации ДВС (климата, системы питания, степени сжатия в цилиндрах и т. д.);
  2. атмосферное давление – с повышением давления температура испарения незначительно снижается;
  3. способ исследования этой величины.

Для бензина температура испарения играет особую роль. Ведь именно на принципе испарения построена работа карбюраторных систем питания. Если бензин перестанет испаряться – он не сможет смешаться с воздухом и попасть в камеру сгорания. В современных авто с прямым впрыском эта характеристика стала менее актуальной. Однако после впрыска форсункой топлива в цилиндр именно испаряемость определяет, насколько быстро и равномерно туман из мелких капель перемешается с воздухом. А от этого зависит эффективность работы мотора (его мощность и удельный расход топлива).

В среднем температура испаряемости бензина находится в пределах от 40 до 50°C. В южных регионах эта величина часто бывает выше. Её не контролируют искусственно, так как в этом нет нужды. Для северных районов наоборот, её занижают. Обычно это делается не за счёт присадок, а за счёт формирования базового бензина из наиболее лёгких и летучих фракций.

Температура кипения бензина

Температура кипения бензина – также интересная величина. Сегодня мало кто из молодых водителей знает, что в своё время при жарком климате закипевший в топливопроводе или карбюраторе бензин мог обездвижить авто. Это явление просто создавало пробки в системе. Лёгкие фракции чрезмерно разогревались и начинали отделяться от более тяжёлых в виде пузырьков горючего газа. Автомобиль остывал, газы становились снова жидкостью – и можно было продолжать путь.

Сегодня бензин, реализуемый на АЗС, закипит (с очевидным бурлением с выделением газа) примерно при +80 °C с разбежкой в +-30% в зависимости от конкретного состава того или иного топлива.

Температура вспышки бензина

Температура вспышки бензина – это такой тепловой порог, при котором свободно отделяющиеся, более лёгкие фракции бензина воспламеняются от источника открытого пламени при нахождении этого источника непосредственно над исследуемым образцом.

На практике температуру вспышки определяют методом нагрева в открытом тигле.

В небольшую открытую ёмкость наливают исследуемое топливо. Далее его медленно разогревают без привлечения открытого пламени (например, на электроплите). Параллельно контролируется температура в режиме реального времени. Каждый раз при повышении температуры бензина на 1°C на небольшой высоте над его поверхностью (так, чтобы открытое пламя не соприкасалось с бензином) проводят источником пламени. В тот момент, когда появится огонь, и фиксируют температуру вспышки.

Проще говоря, температура вспышки отмечает тот порог, при котором концентрация в воздухе свободно испаряющегося бензина достигает величины, достаточной для воспламенения под воздействием открытого источника огня.

Температура горения бензина

Этот параметр определяет, какую максимальную температуру создаёт горящий бензин. И здесь также вы не найдёте однозначной информации, отвечающей на этот вопрос одной цифрой.

Как ни странно, но именно для температуры горения главную роль играют условия протекания процесса, а не состав топлива. Если посмотреть на теплотворную способность различных бензинов, то разницы межу АИ-92 и АИ-100 вы не увидите. На самом деле октановое число определяет исключительно стойкость топлива к появлению детонационных процессов. И на качество самого топлива, а уж тем более на температуру его горения, не влияет никак. Кстати, зачастую простые бензины, такие как вышедшие из оборота АИ-76 и АИ-80, более чистые и безопасные для человека, чем тот же AИ-98, модифицированный внушительным пакетом присадок.

В двигателе температура горения бензина находится в пределах от 900 до 1100°C. Это в среднем, при пропорции воздуха и топлива, близкой к стехиометрическому соотношению. Реальная температура горения может как опускаться ниже (например, активация клапана ЕГР несколько снижает тепловую нагрузку на цилиндры), так и повышаться при определённых условиях.

На температуру горения в значительной мере влияет и степень сжатия. Чем она выше, тем горячее в цилиндрах.

Открытым пламенем бензин горит при более низких температурах. Приблизительно, около 800-900 °C.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Storogilov › Блог › Матчасть 9. Дизельное топливо.

Доброе утро, как я и обещал поговорим о солярке.

Информации мало, но будем оперировать тем что есть, поехали.

Термины будут выделяться жирным, на что стоит обратить внимание курсивом

необходимо разобраться что есть дизтопливо и с чем его едят.

Дизельное топливо обладает рядом специфических характеристик, определяющих не только эффективность работы двигателя, но и влияющих на срок службы узлов топливной системы.

Основной характеристикой принято считать цетановое число (аналогично октановому числу у бензина). Оно характеризует работу двигателя с точки зрения воспламенения дизельного топлива и его сгорания. От цетанового числа, в свою очередь, зависит мощность, дымность и шумность двигателя. Обычный диапазон значений цетанового числа колеблется от 40 до 50. Фактически, эта цифра означает срок задержки возгорания (отрезок времени от подачи топлива в цилиндр до его воспламенения). Более высокое цетановое число означает меньший период воспламенения, и, соответственно, лучшее горение топлива. Кроме того, при его повышении улучшаются экологические характеристики выхлопа. Однако если этот показатель превышает 60, то прирост мощности двигателя прекращается. В свою очередь, солярку с низким цетановым числом производить проще, поэтому на практике изготавливают дизельного топливо с цетановым числом не менее 40-45.

Цетановый индекс — расчетное цетановое число до добавки в топливо цетаноповышающей присадки. Величина цетанового индекса во избежание передозировки присадок должна быть максимально близка к цетановому числу. Цетановый индекс фактически определяет качество топлива на промежуточном цикле производства.

Фракционный состав-наряду с цетановым числом является одним из наиболее важных показателей качества дизельного топлива. Он оказывает влияние на расход топлива, дымность выпуска, легкость пуска двигателя, износ трущихся деталей, нагарообразование и закоксовывание форсунок, пригорание поршневых колец.

Средняя испаряемость (температура при которой выкипает 50% первоначального объема топлива) характеризует рабочие фракции топлива. Именно они обеспечивают запуск, прогрев, приёмистость и устойчивость работы двигателя, а также определяют характеристики переходных режимов.

Температура выкипания 95% топлива. Определяет полноту испарения топлива в двигателе. При слишком высоких значениях топливо не успевает полностью испаряться и конденсируется на внутренних поверхностях камеры сгорания, приводя к повышенному нагарообразованию, разжижению масла и ускорению процессов износа деталей цилиндро-поршневой группы и клапанов.

Температура вспышки в закрытом тигле
— наименьшая температура, при которой пары топлива способны вспыхивать при появлении открытого источника огня, не образуя при этом устойчивого горения. Температура вспышки определяет условия безопасности применения топлива.

Массовая доля серы — количество серы, присутствующее в топливе. Наличие серы в топливе имеет как отрицательные, так и положительные стороны. С одной стороны, повышенное содержание серы в топливе ухудшает экологические параметры выхлопа, приводит к образованию серных и сернистых кислот в системе смазки, провоцирующих ускорение окисления моторного масла. Это приводит к снижению смазывающих, противоизносных, противозадирных и моющих свойств масла и образованию нагара в камере сгорания. Следовательно, при работе двигателя на топливе с повышенным содержанием серы приходится сокращать межсервисные интервалы.

Читать еще:  Как сдать на механике назад

Однако, снижение содержания серы приводит к ухудшению смазывающих свойств топлива, что приводит к ускоренному износу деталей ТНВД и топливных форсунок.

Кинематическая вязкость и плотность-определяют возможность нормальной, бесперебойной подачи топлива, образования топливо-воздушной смеси и работоспособность системы фильтрации.

Смазывающая способность
— характеристика, показывающая способность гидродинамической и граничной смазки двигающихся частей ТНВД. Определяет срок службы элементов топливной системы.

Степень чистоты топлива — определяет эффективность и надежность работы двигателя, особенно топливной аппаратуры. В парах трения топливных насосов зазоры составляют 1,5-4,0 мкм., соответственно частицы размер которых превышает эти значения приводит к ускоренному износу деталей.

Углеродистый нагар, а точнее, способность к его образованию. Зависит от качества топлива. Чем оно ниже, тем интенсивнее нагар образуется на внутренних поверхностях камер сгорания, что со временем приводит к постепенному снижению мощности двигателя.

Плотность топлива — энергетический показатель дизельного топлива. Чем плотность выше, тем больше энергии вырабатывается в процессе сгорания смеси и, соответственно, возрастают показатели эффективности и экономичности.

Температура помутнения — температура, при которой начинается процесс кристаллизации содержащегося в топливе парафина. При этой температуре парафин неравномерно распределяется в объеме топлива, образуя своеобразные «облака».

Точка закупорки — минимальная температура, при которой топливо способно протекать в канал диаметром 45 мкм. Значение температуры точки закупорки напрямую зависит от температуры помутнения. Понижение температуры до этого значения приводит к закупорке топливных фильтров кристаллами парафина.

Несгораемые шлаки
— показатель влияет на степень чистоты топлива. Практически любое дизельное топливо содержит некоторое количество несгораемых, трудно фильтруемых металлических включений — шлаков.

Как видно, характеристик, влияющих на качественные показатели дизельного топлива немало. И основная беда российской солярки — по-прежнему значительная доля нефтеперерабатывающих заводов работающих на оборудовании, произведенном еще в СССР. Соответственно и их продукция полностью подходит для дизельных двигателей тех лет, устанавливавшихся на МАЗах, КамАЗах, МТЗ и прочих неприхотливых «рабочих лошадках». Справедливости ради стоит заметить, что в последние годы, особенно с началом введения европейских экологических стандартов семейства Euro, ситуация начала стремительно меняться: многие НПЗ, принадлежащие крупным компаниям взяли курс на техническое перевооружение. Естественно дизельное топливо выпускаемое этими предприятиями соответствует всем современным стандартам качества, но к сожалению, доля такого топлива на рынке пока что ощутимо мала, а в большинстве случаев на АЗС предлагается солярка недостаточного качества для безопасной и долгой эксплуатации двигателей, разработанных и произведенных за рубежом. Но другого топлива у нас пока что нет. И единственным выходом представляется использование специальных присадок в топливо, способных «подтянуть» показатели до требуемых величин. Но стоит помнить, что категорически не рекомендуется одновременно применять присадки от различных производителей, т.к. они могут оказаться несовместимыми и вместо улучшения свойств топлива вполне можно приблизить необходимость визита к мотористу и в специализированную мастерскую по ТНВД и топливным системам. Тем более, что у ведущих производителей автохимии в ассортименте присутствуют присадки практически на любой случай.

Главная / Подшивка / 2008 год / №2 (396) / Супертест: Чем опасно российское дизтопливо?
Требуйте долива!
Юрий ВЕТРОВ, фото автора Тест примерно 2008 года, так что сейчас с соляркой я думаю что почи везде ок)

Что бы ни говорили о качестве отечественной солярки, доля дизельных машин на нашем рынке все-таки растет. В 2006 году — всего 3,4% от общего объема продаж, в 2007 году — уже 4,6%… Более половины внедорожников Volkswagen Touareg — с моторами на тяжелом топливе. А ведь раньше западные автопроизводители боялись российского дизтоплива как огня! Что изменилось? Неужели солярка в России теперь не хуже европейской? Мы взяли 15 канистр — и отправились за пробами.

В середине 2006 года, то есть всего через восемь месяцев после нашего последнего теста дизтоплива (см. АР №21, 2005), произошло судьбоносное событие — вступил в действие ГОСТ Р 52368-2005, в точности копирующий евронормаль EN-590. Новый стандарт допускает выпуск солярки трех видов: с содержанием серы 10, 50 и 350 миллиграмм на килограмм топлива: это означает соответствие нормам Евро-5, Евро-4 и Евро-3.

Революции не произошло. По настоя­нию госструктур (прежде всего военных), эксплуатирующих технику с древними дизельными двигателями, чей выхлоп не соответствует даже требованиям Евро-1, не был отменен древний ГОСТ 305-82, разрешающий убийственное для нейтрализатора и сажевого фильтра современного дизеля содержание серы — до 2000 мг/кг! В России также не регламентированы и выбросы твердых частиц. Поэтому и сажевого фильтра нет ни на одной официально поставляемой к нам иномарке.

А нефтеперерабатывающие заводы, как и раньше, абсолютно свободны в выборе. Зачем им тратиться на техническое перевооружение для выпуска «чистого» дизтоплива, если можно по-прежнему гнать высокосернистую солярку и продавать ее по тем же ценам? Резона может быть только два: желание продавать дизтопливо за границу и… требования местных властей. Так, постановлением правительства Москвы №222 ПП от 28 марта 2006 года в пределах МКАД запрещена продажа дизтоплива, не соответствующего нормам Евро-3. Отсюда — многообразие заводских норм и ТУ (технических условий): где-то содержание серы не более 50 мг/кг, где-то — 250 мг/кг. Черт ногу сломит! А за МКАДом, как и во всей остальной России, властвует старый ГОСТ.

Именно поэтому мы решили взять пробы на одном из самых «дачных» подмосковных направлений — на участке Яро­славского шоссе до Сергиева Посада. Объять необъятное, то есть проверить качество дизтоплива на всех просторах нашей Родины, у нас все равно не выйдет (особенно учитывая дороговизну таких испытаний). Зато в рамках этого теста мы сможем сравнить «московскую» и «российскую» солярку, то есть «чистое» топливо, которое должно продаваться в столице, и обычное горючее, выпускаемое по старому ГОСТу.

На Ярославке есть и все «фирменные» заправки, и маленькие частные АЗС, и так называемые франчайзинговые станции, использующие лейбл известной компании за определенную плату. На них у Лукойла и ТНК-ВР, к примеру, имеется большой зуб: часто франчайзинговые АЗС не брезгуют низкокачественным топливом, из-за чего страдает репутация «основного» бренда. Но меры воздействия у каждой компании разные. На улице Новомосковской, где мы взяли первую пробу, «почти Лукойл» похож на сержанта, разжалованного в рядовые: фирменные шевроны сорваны, лейблы закрашены. А вот бело-синяя заправка ООО «Магистраль» в деревне Голыгино отличается от фирменного комплекса ТНК только раскраской. Как нас заверили в головном офисе, настоящая заправка ТНК — только оранжево-синяя.

Именно на такой, оранжево-синей АЗС ТНК в деревне Кощейково мы купили самую дорогую на Ярославке солярку — 18 рублей 68 копеек за литр, на рубль дороже, чем в среднем на этом направлении. А самое доступное дизтопливо (17,4 руб./литр) — совсем рядом: заправка Евро-Ойл всего в трех километрах от ТНК.

Первый тест — на честность оператора, то есть на недолив — был провален с треском. Ни на одной из 15 АЗС нам не налили в поверенный мерник заказанных пяти литров! И если заправки Shell, Роснефть, AMI, Тандем, Лукойл и ВР еще можно признать условно честными (недолив хоть и выше допустимых 25 мл, но в «разумных» пределах — 250 мл), то операторы остальных станций нагло обманывают водителей. На неприметной заправке ВПК-Экспресс мы недосчитались в своей канистре почти литра топлива из пяти заказанных!

На двух заправках (Тандем и, опять­таки, ВПК-экспресс) не брезговали и прямыми нарушениями правил торговли — не было паспортов качества, которые обязаны предъявить по первому требованию клиента. А ведь в паспорте — вся или почти вся правда о том, что течет из топливораздаточных колонок в данный момент. Если верить этим документам строгой отчетности, то на семи АЗС (МТК, Shell, ЮКОС, Татнефть, Мега-Ойл, Лукойл и лже-Лукойл) нам продали чистейшую солярку, соответствующую стандарту Евро-4. На четырех (ВР, AMI, «белой» и «оранжевой» ТНК) — укладывающуюся в нормы Евро-3. А вот Роснефть и Евро-Ойл продавали топливо, удовлетворяющее лишь древнему ГОСТу 305-82.

В аккредитованной Госстандартом лаборатории содержимое наших пронумерованных «обезличенных» канистр первым делом проверили на наличие воды и механических примесей, губительных для топливной аппаратуры. Ни в одной пробе их не было. Уже хорошо!

вот низкотемпературные свойства солярки — это в России крайне актуально. Согласно ГОСТу зима в Москве и Московской области наступает первого ноября, а заканчивается 31 марта. Предписанное стандартом дизтопливо Класса 1 для нашего региона должно прокачиваться до –26°С: только при более низких температурах парафины, образующиеся в застывающей солярке, могут забить тарированный топливный фильтр. «Переходный период» предусмотрен лишь в октябре и апреле: «промежуточное» топливо Сорта Е, получаемое обычно из летнего добавлением депрессорных присадок, застывает при температуре ниже –16°С. Мы отбирали пробы в середине ноября, когда температура на улице была –3…–5°С. В такую погоду можно продавать и летнюю солярку, которая перестает прокачиваться при –6°С — на свой страх и риск. Что, как показали наши измерения предельной температуры фильтруемости, и делали на заправках Роснефть, «оранжевой» ТНК, Тандем, Евро-Ойл и Мега-Ойл.

Юкос, Татнефть, МТК, Лукойл и лже-Лукойл в тот день торговали «переходным» дизтопливом. И только Shell, ВР, AMI, «белый» ТНК и ВПК-Экспресс предлагали настоящее зимнее топливо, которое можно без опаски использовать в мороз до –26°С.

Проверили мы и температуру помутнения — это начало образования парафиновых «нитей», забивающих фильтр тонкой очистки. По разнице между ней и предельной температурой фильтруемости можно судить, спасет ли солярку от застывания флакончик с депрессорной присадкой, если его залить в бак перед морозной ночью. Чем меньше разница температур, тем больше шансов на успех. В топливо с колонок Лукойла, Татнефти и МТК присадки уже добавлены на НПЗ — дополнительные дозы вряд ли помогут снизить температурный порог в –15…–19°С. А вот юкосовскую «переходную» солярку можно будет «дотянуть» до зимних стандартов.

С одной стороны, повод для оптимизма есть — даже несколько. В Москве и Подмосковье продают достаточно качест­венную солярку без воды, бензина и механических примесей. Нормализовалась ситуация с антифрикционными свойст­вами очищенного от серы «экологичного» дизтоплива — риск нарваться на недешевый ремонт топливной аппаратуры из-за низкой смазывающей способности отечественного дизтоплива сейчас существенно ниже, чем раньше. Об этом говорят и представители зарубежных производителей: за последний год у фирмы Volkswagen не было ни одного гарантийного обращения, связанного с низким качеством российской солярки.

Но есть и минусы. Во-первых, недолив, судя по нашим тестам, у колонок с дизтопливом явно больше, чем у бензиновых ТРК. Во-вторых, топливо стандарта Евро-3 нам продали только на фирменных заправках Лукойла, ЮКОСа, Татнефти, ВР, Shell и… франчайзинговой ТНК. А очищенную от серы солярку по нормам Евро-4 — только на АЗС Лукойл и ЮКОС. Так что даже в Москве с ее жесткими евронормативами можно запросто нарваться на высокосернистую солярку, а это — полная «нейтрализация» нейтрализатора. Хотя, рассуждая цинично, в этом нет ничего страшного — просто выхлоп вашей дизельной иномарки станет более токсичным. Не работающий нейтрализатор все равно будет пропускать выхлопные газы, а на прогретом автомобиле под полным дросселем сажа и так выгорит — без всякого катализа.

А в-третьих, и это главное, владельцу дизельного автомобиля по-прежнему надо быть очень осторожным при заправке поздней осенью и зимой. На пяти АЗС из 15 нам продали летнюю солярку в ноябре, когда температура вполне может опуститься до –20…–25°С! Чтобы не залить осенью и зимой летнюю солярку, надо требовать на АЗС паспорт качества на реализуемое топливо и обращать внимание на указанную предельную температуру фильтруемости. Гарантии, впрочем, это тоже не дает…

А теперь выводы и личный опыт:
Ездил на пежо партнер, с дизельным 1,6, никаких проблем ни зимой ни летом(осень 2008 — весна 2009 года), как правило зимой заводился с пол пинка, кроме морозов -30, и то, потому что мы олени, и влили летнюю солярку, но все решилось присадками в впуск, и дело в шляпе)


Наверное все что я вам могу сказать по итогу прочтения: НЕТУ беды с плохой соляркой, если вы заправляетесь на нормальной заправке.

Дизельное топливо и его характеристики

Дизельное топливо состоит из большого числа различных углеводородов, точка кипения которых находится в пределах примерно от 180°С до З60°С. Топливо получается с помощью ступенчатой перегонки неочищенной нефти. В дизельное топливо вводятся различные добавки, которые получаются из тяжелых масел путем крекинга с использованием тепла, давления и каталитических добавок.

Требования, предъявляемые к дизельным топливам, определяются национальными стандартами различных стран. В Германии действует стандарт DIN 51601. Наиболее важными параметрами топлива по этому стандарту являются следующие.

Цетановое число, качество воспламенения

Так как дизельный двигатель работает без внешнего воспламенения, то после впрыска дизельного топлива в горячий сжатый воздух, находящийся в камере сгорания, оно должно самовоспламениться с минимально возможной задержкой (периодом задержки воспламенения).

Качество воспламенения определяется как такое свойство топлива, которое определяет начало его самовоспламенения в дизельном двигателе. Качество воспламенения выражается с помощью так называемого цетанового числа (CN). Чем выше цетановое число, тем легче воспламенить топливо.

Углеводород цетан имеет очень хорошую характеристику воспламеняемости, которая соответствует цетановому числу 100, тогда как углеводород метилнафталин, имеющий очень плохую воспламеняемость, имеет цетановое число, равное 0, Стандарт DIN 51601 для дизельного топлива определяет минимальное цетановое число в 45 единиц.

Однако для оптимальной работы современных дизельных двигателей (тихая работа, уменьшение вредных выбросов) желательно иметь топливо с повышенным цетановым числом около 50. Высококачественное дизельное топливо содержит большое количество парафинов с высокими цетановыми числами. В противоположность этому, различного типа ароматические углеводороды, содержащиеся в крекинговых соединениях, ухудшают качество воспламенения.

Читать еще:  Солекс как переставить привод дроссельных заслонок

Поведение дизельного топлива при низких температурах, фильтруемость

При низких температурах осаждение кристаллов парафина может вызвать забивание топливного фильтра и, следовательно, прекращение подачи топлива. Начало осаждения парафина может в самом неблагоприятном случае начаться при температурах около 0°С. Чтобы предотвратить это, нужно при наступлении холодов заранее позаботиться о зимнем дизельном топливе.

Обычно добавки для улучшения текучести добавляются в процессе производства дизельного топлива. Они и не предотвращают осаждение парафина, а значительно ограничивают рост их кристаллов. Образующиеся кристаллы будут настолько малы, что они смогут проходить через поры топливного фильтра. В результате этого фильтруемость топлива может сохраняться вплоть до низких температур. Сопротивляемость к воздействию холода может быть улучшена еще больше с помощью добавок, которые предотвращают осаждение кристаллов парафина. Зимнее дизельное топливо, которое широко распространено в настоящее время, гарантирует сопротивление замерзанию (по российским стандартам до температуры -30°С, а арктическое топливо до -50°С). Дополнительными мерами являются подогрев топливного фильтра или добавление керосина в дизельное топливо. Подмешивание низкооктанового бензина также может воспрепятствовать осаждению парафина, однако в этом случае качество воспламенения ухудшится, и температура вспышки заметно уменьшится (бензин имеет очень низкое цетановое число).

Температура вспышки дизельного топлива

Температура вспышки — это температура, при которой воспламеняемая жидкость дает достаточное количество пара в окружающий ее воздух, чтобы смесь воздуха с парами над поверхностью жидкости могла быть воспламенена от источника воспламенения. Из соображений безопасности (транспортировка, хранение) дизельное топливо должно иметь класс безопасности AIII, т.е. оно — должно иметь температуру вспышки выше 55°С. К примеру, содержание бензина в концентрации менее 3% в дизельном топливе может уменьшить температуру вспышки до такого уровня, что воспламенение возможно при комнатной температуре.

Температура вспышки дизельного топлива может быть в диапазоне от 52 °С до 96 °С в зависимости от типа двигателя, для которого оно применяется и условий его работы. Поскольку дизтопливо применяется в двигателях с высокой степенью сжатия, дизельное топливо должно обладать высокой температурой вспышки и низкой температура самовоспламенения.

Область кипения дизельного топлива

Значение области кипения влияет на параметры, которые важны для рабочего -поведения- дизельного топлива. Хотя расширение этой обрасти в сторону низких температур и приведет к тому, что топливо будет применимо для работы при низких температурах, но цетановое число в то же время уменьшится и это ухудшит, в частности, смазывающие свойства. Это ухудшение смазывающих свойств увеличит риск износа деталей системы впрыска. Если, с другой стороны, конечная температура кипения увеличивается, что желательно для достижения полноты использования нефти, то это может привести к увеличению выбросов серы и закоксовыванию форсунок (осаждение результатов сгорания).

Плотность дизельного топлива

Теплотворная способность дизельного топлива зависит в большей степени от его плотности и увеличивается с увеличением плотности. Следовательно, если топливо с сильно различающейся плотностью используется на топливном насосе высокого давления (ТНВД) при той же самой ei и установке, то в этом случае дозировка объема, создаваемого насосом постоянна — в смесеобразовании происходит перемена из-за флуктуаций в величине теплотворной способности, что, в свою очередь, приведет к увеличению выбросов серы для повышенной плотности.

Дизельное топливо содержит серу в форме химических соединений в зависимости от качества нефти и компонентов, используемых в смеси. В частности, компоненты, участвующие в крекинге, имеют высокое содержание серы, но они могут быть уменьшены с помощью введения водорода в технологическом процессе. Так как сера преобразуется в двуокись серы при сгорании в двигателе (это соединение очень неблагоприятно воздействует на окружающую среду из-за его кислотной реакции), то законодательно ограничено допустимое содержание серы. В последние годы оно постепенно уменьшается и в соответствии со стандартами не должно превышать 0,2% по весу. Не считая этого, сера увеличивает массу частиц в выхлопных газах и ухудшает эффективность работы каталитических преобразователей, когда они используются для уменьшения выбросов серы.

Добавки (присадки)

Улучшение качества путем добавления присадок, что является обычной практикой для бензина уже в течение многих лет, стало недавно популярным и для дизельного топлива (дизельное топливо марок Super и Premiom). Используются в основном такие добавки, которые оказывают множественное действие:

  • присадки для улучшения воспламенения увеличивают цетановое число и отвечают, в частности, за более «мягкое» сгорание;
  • моющие присадки (детергенты) используются для предотвращения закоксовывания форсунок;
  • ингибиторы (замедлители) коррозии необходимы для предотвращения коррозии металлических деталей (в случае попадания воды в топливную систему);
  • антивспенивающие присадки служат для облегчения заполнения топливного бака.

Общая концентрация присадок обычно не превышает 0,1%, так что такие физические характеристики топлива как плотность, вязкость и кривая кипения не изменяются.

Состав и характеристики дизтоплива

Дизельное топливо (ДТ) — это нефтепродукт, состоящий из смеси углеводородов, которые получают методом перегонки и отбора из них определенных фракций. Сейчас ДТ широко применяется в качестве горючего для ДВС сельскохозяйственных и строительных машин, тепловозов, судов, легковых авто.

Особенность углеводородов в высоком пороге температуры кипения — от 300°С, а производство и переработка дизельного горючего предполагает его соответствие установленным стандартам, по которым определяются марки и классы. Основные (базовые) виды дизельного топлива:

В этих трех марках заложены ключевые характеристики и свойства дизельного топлива:

  • температурный порог воспламенения от давления;
  • температурный предел применения;
  • температура загустевания.

Важный параметр дизтоплива — цетановое число, характеризующее качество горючей смеси. По нему определяют, как быстро происходит возгорание смеси в цилиндрах силового агрегата. Чем меньше цетановое число, тем больше требуется времени на возгорание. Следовательно, чем число больше, тем эффективнее будет работа двигателя. Если говорить по-другому, то цетановым числом отображается задержка по времени между поступлением смеси в цилиндры и зажиганием ее от сжатия.


Часто возникает вопрос — дизельное топливо и солярка одно и то же? Состав дизельного топлива с числом меньше 40 считается низкокачественным, и работа мотора с таким горючим будет неустойчивой: падение мощности, детонация. В народе такое топливо еще называют соляркой. Это слово произошло из немецкого языка, что означает Solaröl (солнечное масло). В XIX столетии так называли получаемую от перегонки нефти тяжелую фракцию желтого цвета. Несмотря на то, что использование солярки в ДВС малоэффективно, сфера ее применения не менее обширна: это различные нагревательные приборы, используемые в быту, строительстве и на производствах, электрогенераторы.

Для ДВС легковых автомобилей в Европе цетановое число дизеля должно быть 54-56 единиц. В России же, эти стандарты менее жесткие, по сравнению с европейскими. У нас допускаются характеристики дизельного топлива для ДВС тяжелой техники с числом 48 (для зимнего ДТ). Существуют исключения для летних марок с депрессорными присадками, где это число может быть снижено до 42 единиц.

Но и ДТ с повышенным цетановым числом — тоже нехорошо. Если этот показатель выше 60, то такое горючее не успевает сгорать в цилиндрах, следствие — чрезмерная дымность выхлопов, повышенный расход.

Состав и плотность

Летнее дизтопливо (ДТЛ), согласно ГОСТу, предназначается для применения при температуре внешней среды выше 0° Цельсия, так как ниже этой отметки летний дизель начинает густеть, а при t° -10 — застывать. Зимний дизель (ДТЗ) рассчитан на применение в холодный период или в северных регионах до нижнего температурного предела – 20-30°С в зависимости от добавок. Арктическое горючее (ДТА) сохраняет свои свойства даже при температуре -55°С.

Основные составляющие сырья для производства дизтоплива включают сероводороды, щелочь, кислоты, воду и прочие примеси в меньшем процентном соотношении. Этих включений не должно быть в готовом продукте, так как они не позволяют использовать его в ДВС безопасно. Каждый из этих компонентов по-своему влияет на узлы и различные части, из которых состоит мотор, вызывает коррозию и изменение физико-химических свойств стали, чугуна, меди, алюминия, резины, пластика.


Свойства дизельного топлива отличаются также и по содержанию в их составе серы (количество единиц на определенный объем). В ДТЛ этот показатель составляет 0,2% на 1 л, в ДТЗ — 0,5%, в ДТА — 0,4%. Благодаря включениям серы в составе дизельного горючего, улучшается его смазывающее свойство, однако слишком большая сернистость является причиной повышенной токсичности отработанных выхлопов. На нефтеперегонных заводах процент включения серы снижают до указанных выше значений, получая, таким образом, основу для дальнейшего производства определенных марок ДТ.

Все марки топлива имеют отличия по плотности в килограммах на кубический метр (или в граммах на куб. см) с коэффициентом от 0,76 до 0,9. Чем выше температура окружающей среды, тем больший объем приобретает любая жидкость, но если говорить о нефтепродуктах в сравнении с водой, то этот показатель расширения объема выше на 15-25%. Но увеличенный объем не означает повышение массы, она остается неизменной при любых температурах.

В процессе перегонки нефти, фракции дизеля нагревают до высоких температур: ДТЛ — до 345°С; ДТА — не выше 335°С. Чем больше нагрев, тем выше будет плотность дизеля на выходе, а следовательно и предел температуры замерзания готового продукта.

Виды дизтоплива: параметры

Нередко водители или операторы техники забывают о таком недостатке ДТ, как способность его загустевания даже при незначительном морозе. Поэтому возникают ситуации, когда двигатель не запускается, и приходится решать проблему методами нагрева топливных баков открытым огнем, что довольно небезопасно. Чтобы избежать подобных проблем, следует заблаговременно и правильно приобретать соответствующую марку дизтоплива в зависимости от погодных условий и знать ее особенности. Ниже рассмотрим характеристики ДТ по его классам.

Летние марки

Особенность ДТЛ — сохранение рабочего жидкого состояния требуемой плотности при t°= 0 и больше градусов. Основные параметры летнего дизеля следующие:

  • цетановое число — больше 51 ед. при температуре использования до 45°С окружающего воздуха;
  • плотность — 845-865 кг/м 3 при t использования 20-25°С;
  • вязкость — 4-6,1 кв. мм/ с при t°=19-25°С;
  • порог замерзания — -10°С.

Однако следует учесть, что в действительности, несмотря на то, что двигатель и работает, при незначительных температурах ниже «нуля», летние марки ДТ уже теряют свои эксплуатационные качества.

К недостаткам летнего ДТ можно отнести повышенную способность образования водяного конденсата, вода внутри бака с топливом отслаивается и скапливается внизу. Сбои в работе ДВС по большей части происходят именно по причине водяных пробок, которые блокируют ТНВД. Некоторые водители, чтобы избежать проблем с забором образовавшейся воды, располагают всасывающую трубку в баке несколько выше и время от времени отвинчивают пробку на его дне для слива конденсата. Специалисты рекомендуют водителям еще задолго до наступления холодов полностью сливать летнее ДТ и даже при умеренных температурах начинать пользоваться качественными зимними сортами.

Зимнее

ДТЗ — это наиболее популярный вид горючего в России, в средней полосе его используют преимущественно всесезонно. Нижний предел замерзания ДТЗ — минус 30. Однако для полярных регионов в зимний период рисковать применять этот вид ДТ не нужно. Главные характеристики зимнего горючего следующие:

  • цетановое число — 48 единиц при t использования от минус 30°С окружающего воздуха;
  • плотность — 825-845 кг/м 3 при t использования от -30 до +15°С;
  • вязкость — от 1,8 до 5.1 кв. мм/с максимум при t от -20 до +15°С.

Параметры вязкости для ДТЗ здесь имеют более широкий диапазон ввиду его использования не только в мороз, но при плюсовых весенне-осенних температурах.

Арктическое

ДТА — это незаменимый вид топлива в регионах, где температура окружающего воздуха часто опускается ниже тридцати. Этот дизель способен выдерживать даже антарктические условия зимы, а со специальными присадками сохранять рабочие свойства при температуре минус 55°С. Характерные показатели арктического топлива следующие:

  • цетановое число — 40 единиц при t использования от -30°С;
  • плотность — 760-820 кг/м 3 при t использования от -30 до 0°С;
  • вязкость — от 1,45 до 4,6 кв.мм/с максимум при t -30 — 0°С.

Указанные параметры не приводятся для плюсовых температур, так как горючее данного вида нецелесообразно использовать в моторах при t выше «нуля» и по свойствам, и по цене.

Разница стоимости марок дизтоплива

Арктическое дизтопливо, в сравнении с летним, стоит на 20% больше, и на 30% выше в сравнении с зимним ДТ. Использовать летнее горючее при температуре ниже допустимой нельзя. Состав дизельного топлива моментально парафинизируется и загустевает, топливный насос ДВС просто не будет работать, а иногда и просто может выйти из строя, после чего потребуется недешевый ремонт. Однако ДТЗ, ДТА летом допускается кратковременно использовать, при условии, если на данный момент нет летнего варианта горючего. При плюсовых температурах зимние марки ДТ негативно влияют на мотор: появляется детонация, снижается мощность, увеличивается токсичность выхлопных газов.

Отличия в стоимости различных типов ДТ объясняется также затратами на их выработку, наличием пакетов добавок и моторных присадок, которые необходимы для улучшения характеристик ДТ по сезонам. Каждая определенная присадка может повысить цетановое число, понизить температурный порог застывания, умерить токсичность, увеличить смазывающие свойства и ресурс элементов топливного насоса и ДВС в целом.

Биодизель

Этот вид дизельного продукта заслуживает особого внимания. Это инновационная разработка европейских инженеров. Технология производства биологического дизтоплива подразумевает использование и переработку растительных масел. Главное отличие биодизеля от обычных марок ДТ — экологичность. Полный распад его продуктов сгорания без вредных последствий в природной среде происходит уже через 30 суток после попадании в почву, воду или атмосферу.

Читать еще:  Как на машине закрасить сколы

В борьбе за экологию сейчас вынуждены выступать правительства индустриально развитых стран и специально созданные по этому вопросу международные организации. К этому времени были введены новые стандарты в производстве и эксплуатации биотоплива.

Биодизель предназначен, в первую очередь, для использования в ДВС легкового транспорта, далее — для грузовиков и в промышленности. На его основе изготавливаются обычно летние марки высококачественного ДТ. Цетановое число биодизеля 58 единиц, а температура возгорания — 100°C, у него отличные смазывающие свойства, пониженный процент выброса в атмосферу СО 2 . Благодаря совокупности таких характеристик, разработчики продукта предоставили возможность автолюбителям и предприятиям не только значительно увеличить ресурс ДВС и уменьшить затраты на обслуживание, ремонт, но и существенно снизить риски взрывов и пожаров.

Особенность биологического ДТ — наличие в массе растительных и животных жиров. Структура биотоплива натуральна, а сам продукт есть результат переработки таких сельскохозяйственных культур как рапс, соя и прочие маслосодержащие виды растений, жир крупного рогатого скота. Отличительные характеристики дизельного топлива данного типа в том, что его можно применять в качестве добавок к традиционным видам горючего.

Биодизель имеет специальные обозначения. К примеру, в Соединенных Штатах Америки биологическое топливо в названии включает литеру «B», за которой идет цифровое значение, указывающее на процент содержания биодобавки в общей массе топлива. Цетановое число не ниже 50 ед.

Биодизель производят по технологии, аналогичной изготовлению дизтоплива из нефти. Сегодня существуют марки биодизеля не только летние, но для условий межсезонья и зимы в умеренных широтах.

Летнее дизельное биотопливо используется только при плюсовых температурах, промежуточные марки — до -10° ниже нуля, зимний биодизель — до минус 15-20°С. Морозоустойчивость зимних марок достигается благодаря применению специальных присадок, изначально разработанных для улучшения свойств ДТ.

Стандарты экологичности

Евро 3

Несмотря на инновационность разработки, этот стандарт ДТ уже устарел, он был актуальным в странах Европейского Союза до 2006 года. С того времени третий стандарт постепенно был вытеснен с производства. Международные организации ввели и утвердили новые требования, из-за которых стандарт Евро 3 перестал удовлетворять усовершенствованным нормам.

Евро 4

Этот стандарт постепенно приходил на смену Euro 3, начиная с 2005 года. Все ввозимые транспортные средства на территорию России с 2013 г. должны соответствовать этому стандарту, исключение — автомобили до 2012 г. выпуска, для которых еще допустимы требования стандарта Евро 3. Здесь следует акцентировать внимание автовладельцев на том, что в ближайшем времени международное сообщество намерено совсем запретить эксплуатацию ТС с двигателями стандарта экологичности ниже Евро 4.

Евро 5

Этот стандарт введен с 2009 г. Он обязателен для всех транспортных средств, выпускаемых мировой промышленностью с 2010 года. В Российской Федерации этот стандарт также введен в действие, как в отечественном автомобилестроении, так и для ввозимого автотранспорта из-за границы.

Евро 6

Новый стандарт Евро 6 был введен в странах ЕС осенью 2015 г. Он подразумевает доработку под него ДВС с новой схемой рециркуляции выхлопов EGR, системой селекции газов SCR, сажевых фильтров. Благодаря применению катализаторов и дополнительных химических присадок в обновленных двигателях эффективнее нейтрализуются вредные выбросы, в выхлопе присутствуют только вода и безвредные газы.

В РФ этот стандарт пока не действует, ввиду необходимости перестройки производств автопрома и НПЗ. Однако сейчас действуют нормы Евро 5.

Содержание вредных веществ в экологических классах

Главные эксплуатационные характеристики дизтоплива

Устойчивость к низким температурам — это основной параметр дизельного топлива, которым определяются условия его использования и особенности хранения.

Другим основным показателем качества ДТ является вышеупомянутое цетановое число. Чем выше его значение, тем увереннее можно судить о более продолжительном ресурсе ДВС. Двигатель равномерно работает, исключена детонация, повышена динамика машины.

По показателю температуры воспламенения определяется степень безопасности использования дизтоплива в ДВС. По фрикционному составу в ДТ определяется, полностью ли будет в цилиндрах сгорать смесь, уровень дымности и степень токсичности выхлопов.

От плотности ДТ зависит, насколько эффективной будет подача горючего по каналам топливной системы, его фильтрация и распыление в форсунках.

Содержание серы. Ее отсутствие в составе делает горючее слишком «пресным» — возникает нехватка в смазке элементов топливной аппаратуры. Однако повышенное содержание серы приводит к преждевременному появлению коррозии на деталях ДВС, быстрому накоплению нагара, повышенному уровню износа ТНВД.

В число основных характеристик ДТ, особенно в современных условиях, вошел показатель чистоты продукта. Это не только продление ресурса узлов и элементов транспортных средств, но и поддержание в норме экологии в местах промышленного производства.

Вывод

Дизельное топливо сравнительно недавно вышло на позиции второго основного горючего для легковых автомобилей, хотя для тяжелых машин и в промышленности оно используется уже многие десятилетия. По причине широкого распространения ДТ в легковом транспорте, вырос на него спрос, следовательно, и рынок отреагировал повышением стоимости.

И если в недалеком прошлом было выгодно приобретать дизельные автомобили только из-за экономии на цене дизтоплива, то теперь целесообразность использования дизельных авто основана на экологичности, продолжительности ресурса ДВС и всё той же экономии. ДТ по-прежнему остается, хоть и не намного, но дешевле бензина.

И если вы сделали выбор в пользу приобретения автомобиля с дизельным мотором, то очень важно знать о горючем для него как можно больше. Только так вам удастся избежать сложностей в эксплуатации техники, связанных с особенностями этого вида топлива.

Как температура и давление в цилиндрах дизеля влияют на работу мотора

Дизельный двигатель сегодня является вторым по степени распространенности типом ДВС после бензинового агрегата. Конструктивно дизельный мотор похож на бензиновый аналог, так как имеет все те же цилиндры, шатуны, поршни, коленвал и т.д. При этом все детали более массивные и тяжелые, ведь они должны выдерживать повышенные нагрузки.

Дело в том, что степень сжатия в дизеле выше, чем в агрегатах на бензине. Если в бензиновом моторе указанный средний показатель составляет от 9-и до 11-и единиц, то в дизельном уже целых 20-24. По этой причине дизельный двигатель тяжелее и крупнее бензинового агрегата.

После подачи в цилиндры рабочая смесь воспламеняется в камере сгорания от искры. При этом в дизельном двигателе топливо и воздух подаются отдельно, при этом смесь воспламеняется самостоятельно от резкого сжатия и нагрева.

Далее мы поговорим о том, какие процессы протекают в камере сгорания дизельного двигателя, как реализована подача дизтоплива, каким образом происходит смесеобразование и воспламенение заряда, а также какое давление и температура в камере сгорания дизеля.

Камеры сгорания дизельных двигателей и особенности работы такого ДВС

Начнем с того, что камеры сгорания дизельных двигателей несколько отличаются от бензиновых. Существует два основных типа камер:

  • неразделенная камера сгорания дизельного мотора;
  • разделенная камера сгорания дизельного ДВС;

Неразделенный тип является однообъемной камерой, как правило, простой формы, которая согласована с расположением форсунок. Такие камеры обычно выполняются в днище поршней, также могут быть изготовлены частично в днище и частично в ГБЦ, редко только в головке блока.

Если говорить о плюсах и минусах, первый тип позволяет обеспечить двигателю лучший КПД, однако температуры в такой камере сгорания выше. Также растут и ударные нагрузки. Что касается разделенных камер сгорания, КПД меньше, однако удается реализовать более полноценное сгорание топлива, такой дизель меньше коксуется, дымит и т.д.

Как сгорает топливо в дизельном двигателе

Теперь давайте рассмотрим сам процесс горения. Как известно, для горения топлива необходимо определенное количество кислорода, а также источник, который позволит смеси воспламениться.

В дизеле вместо внешней искры таким источником является высокая температура, то есть нагрев.

Другими словами, топливно-воздушная смесь в дизельном двигателе самовоспламеняется от высокого давления и нагрева. При этом нормальная работа мотора сильно зависит от правильно настроенного впрыска, качественного сжатия смеси, а также от полноты сгорания заряда в цилиндрах.

В самом начале в цилиндр подается воздух, сжимается и нагревается. Далее топливо впрыскивается в камеру сгорания дизельного двигателя, во время впрыска происходит его распыление.

Затем возникает самовоспламенение, пламя распространяется по цилиндру. Впрыск горючего останавливается, а остатки топлива продолжают гореть. Далее процесс повторяется.

Как видно, хотя подача и горение заряда в дизеле протекает за очень короткий промежуток времени, этот отрезок можно разделить на этапы:

  • Первый этап- впрыск топлива до начала его воспламенения (задержка воспламенения). Форсунки на данном этапе подают солярку, причем в распыленном виде. Образуется топливный «туман», который распространяется в сильно сжатом и нагретом воздухе.

Фактически туман представляет собой мельчайшие капли топлива, но они не воспламеняются. Дело в том, что сначала горючее должно испариться.

Только после этого произойдет смешивание испаренного дизтоплива с воздухом, а сама смесь нагреется до температуры, необходимой для самостоятельного воспламенения. Отметим, что задержка воспламенения должна быть короткой.

  • Второй этап-воспламенение и распространение фронта пламени по цилиндру. Дело в том, что после воспламенения сразу горит не весь объем, а возникают точечные «очаги» возгорания. Они локализуются в местах, где топливо наиболее качественно смешалось с воздухом, а температура в камере около 1700 К.

Такое начальное горение приводит к повышению температуры и давления в цилиндре. В результате топливо, которое еще не загорелось, активно испаряется и смешивается с воздухом. В этот момент фактически происходит полное возгорание смеси в цилиндре, при этом резко увеличивается давление.

  • Наступает третий этап, года топливо непосредственно сгорает. Инжекторная форсунка еще впрыскивает солярку, горючее уже сразу загорается от контакта с пламенем в камере сгорания. Пламя в этот момент эффективно распространяется по всему объему, давление также максимально.

Именно на данном этапе давление в результате сгорающего топлива с большой силой толкает поршень, заставляя двигатель совершать полезную работу. Что касается температуры, показатель растет до 2200 К.

  • Завершающий четвертый этап является моментом, когда остатки топлива догорают в цилиндре. В это время поршень уже перемещается вниз, что означает падение давления и температуры.

Если возникнут сбои, распространение пламени будет нарушено, температура в камере сгорания дизельного двигателя повышается, возникает риск детонации, топливо не сгорает в полном объеме и т.д.

Частые проблемы дизелей: момент впрыска и компрессия

Если сжатие смеси в цилиндре оказывается недостаточным, во время работы двигателя можно услышать шумы и металлические стуки. Дело в том, что в таком случае смеси нужно больше времени, чтобы нагреться до температуры воспламенения.

Получается, снижение компрессии дизельного двигателя увеличивает время до воспламенения заряда.

При этом в цилиндре несгоревшей смеси будет больше, чем нужно. В результате в момент возгорания такого заряда процесс горения приобретает взрывной характер, давление резко увеличивается, появляется ударная волна и детонация, разрушая ЦПГ и оказывая значительные нагрузки на детали мотора.

Затем поршень идет вниз, температура и давление дополнительно снижаются, нет условий для горения. Получается, несгоревшая солярка испаряется и далее попадает в выпускную систему

То же самое происходит и в том случае, если впрыск дизтоплива слишком поздний. Другими словами, компрессия в цилиндрах нормальная, но подача топлива с опозданием приводит к тому, что поршень уже идет вниз, нет нужного сжатия и давления для самовоспламенения.

Если же выхлоп черный, это может указывать на то, что форсунки «переливают», то есть подача горючего происходит в большем объеме, чем необходимо. Простыми словами, дизтоплива много, а кислорода просто недостаточно на такое количество горючего.

Имеющийся кислород позволяет выгореть только части топлива, а несгоревшие остатки превращаются в углерод, что и проявляется в виде характерного черного дыма из выхлопной трубы.

Еще отметим, что к похожим проблемам может приводить недостаточная подача воздуха (например, забит воздушный фильтр), завоздушивание системы питания дизельного двигателя и т.д.

В итоге, если нарушается нормальный процесс смесеобразования, это закономерно влияет на момент воспламенения и последующую эффективность сгорания топливного заряда в цилиндрах.

Что в итоге

С учетом вышесказанного становится понятно, что дизель особенно нуждается в высокоточном топливном впрыске. От этого напрямую завит КПД, ресурс мотора, экономичность, уровень токсичности отработавших газов и ряд других важных параметров.

По этой причине дизельные форсунки на современных типах указанных моторов способны обеспечить так называемый фазированный (многофазный) впрыск, подавая дизтопливо до 10 раз за один рабочий такт мотора.

Подобные решения в сочетании с турбокомпрессором позволяют современному дизельному мотору уверенно конкурировать на рынке с бензиновыми аналогами, при этом высокая топливная экономичность остается главным преимуществом дизельного двигателя.

Показатель компрессии дизельного двигателя. Главные причины и основные признаки снижения компрессии. Запуск мотора с недостаточным давлением в цилиндрах.

Высокая компрессия в двигателе и основные причины повышения компресссии. Почему также происходит снижение компресссии по цилиндрам. Советы и рекомендации.

Влияние степени сжатия на мощность и другие характеристики мотора. Тюнинг и увеличение степени сжатия, а также понижение параметра в отдельных случаях.

Почему топливно-воздушная смесь детонирует в камере сгорания. Причины, вызывающие детонацию. Последствия детонационного сгорания топлива в цилиндрах ДВС.

Низкая комрессия в цилиднрах двигателя: главные причины. Как поднять компрессию в двигателе без ремонта мотора, доступные способы. Советы и рекомендации.

Проблемы с запуском дизеля. Признаки низкой компрессии и причины неисправности: ГРМ, зеркало цилиндров, поршень и кольца. Производим замер компрессии.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector