Современные требования к качеству дизельных топлив

УДК 66/67

СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ

Гришкин Дмитрий Викторович, студент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет -МСХА имени К. А. Тимирязева», г. Москва, РФ.

Аннотация: В статье рассмотрена специфика дизельных двигателей и дизельного топлива. Обозначены преимущества дизельного топлива. Обозначены общие требования к топливам. Обозначены конкретные современные требования к качеству дизельных топлив, на основе утвержденных ГОСТ. Описаны последствия использования несоответствующего стандартам топлива.

Ключевые слова: дизельное топливо; качество; дизельный двигатель.

MODERN REQUIREMENTS TO QUALITY OF DIESEL FUELS.

Grishkin Dmitriy Viktorovich, student, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Russian Timiryazev State Agrarian University», Moscow, Russia.

Summary: In article reviewed specifics of diesel engines and diesel fuel. Marked advantages of diesel fuel. Marked the general requirements to diesel fuels. Marked concrete modern requirements to quality of diesel fuels, on the basis of the approved GOST. Described consequences of use inappropriate to standards fuel. Keywords: diesel fuel; quality; diesel engine.

Нашу жизнь уже невозможно представить без техники, машин, различных механизмов. А для оптимальной их работы необходим качественный материал: электричество, древесина, топливо. О последнем и пойдет речь в данной статье, в частности о дизельном топливе и современных требованиях к его качеству. Основания для актуальности данного вопроса более чем веские: дизельные двигатели применяются для привода стационарных силовых установок, военной техники, на рельсовых и безрельсовых транспортных средствах, самоходных машинах и механизмах, а также в судостроении, в качестве главных и вспомогательных двигателей и обработке металлов. То есть можно

сказать, что значительная часть техники, без которой невозможно представить нашу жизнь - работает на дизельном топливе. А это значит, что требования к его качеству являются обязательным аспектом для изучения.

Прежде чем говорить о специфике дизельного топлива, необходимо разобраться со спецификой дизельного двигателя.

Дизельный двигатель - это поршневой двигатель внутреннего сгорания, который работает на основе принципа сжатия воздуха, который разогревается и приводит к самовоспламенению распыленное топливо. [1].

Для дизельных двигателей спектр топлива весьма широк:

• все фракции нефтеперегонки от керосина до мазута;

• ряд продуктов природного происхождения;

• возможна работа на сырой нефти.

Специфика дизельного двигателя, в

отличие от бензинового, в способе воспламенения рабочей смеси в цилиндрах. Это обусловливает принципиально разный подход к конструкции деталей и узлов данных моторов. Основные детали и узлы дизеля отличаются большей массивностью и запасом прочности, ввиду того, что изначально рассчитаны на то, что будут выдерживать большую нагрузку. Дизельный насос высокого давления и форсунки сложнее по устройству и дороже, чем узлы для бензиновых моторов. Зато стоимость дизельного двигателя вполне компенсируется годами службы, которые в разы выше, в сравнении с бензиновым. Но наряду с этим, существует ряд проблем, и одна из главных - это потребность дизельного двигателя в тщательном уходе и контроле качества топлива. Прежде всего, автомобиль необходимо заправлять топливом, которое соответствует всем стандартам, не имеет примесей и подходит под конкретные погодные условия. В противном случае, серьезных и затратных поломок не избежать. Именно поэтому у многих автовладельцев складывается предвзятое отношение к дизелю, как к трудному в уходе и обслуживании двигателю. Но, на мой взгляд, дизель - как топливо, имеет очень большие перспективы и в некоторых аспектах существенно превосходит бензин. И, на мой взгляд, просто важно подробнее разобраться в специфике и стандартах дизельного топлива для того, чтобы понимать, каким образом необходимо ухаживать за дизельным двигателем, дабы предотвратить поломки.

Топливо - вещества органического происхождения, при сжигании которых выделяется значительное количество тепловой энергии [1].

Различие в химических свойствах сказывается, в частности, на склонности к детонации некоторых углеводородов, которые входят в состав моторного топлива. Детонация моторного топлива представляет собой чрезвычайно быстрое разложение (взрыв) углеводородов, которое происходит при сжатии горючей смеси в цилиндре двигателя. Антидетонационные свойства моторного топлива характеризуют октановым числом. Чем оно выше -тем больше энергоемкость того или иного топлива, то есть тем большую энергию оно сможет дать при сгорании [2, 453-460

с.].

Современные бензины должны обеспечивать экономичную и надежную работу двигателя, а также удовлетворять экологическим требованиям и требованиям эксплуатации [5, ч. 1-2.]:

• иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;

• обладать необходимым количеством тепла, которое выделяется при сгорании 1 единицы топлива;

• иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя;

• безвредность продуктов горения;

• не изменять своего состава и свойств при длительном хранении;

• не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия.

• иметь значительные запасы в природе.

Это общие требования к топливам. Теперь рассмотрим подробнее правила качества для дизельных топлив.

В зависимости от условий использования, устанавливаются три марки дизельных топлив:

1) Летнее - предназначено для использования в климатических условиях с температурой воздуха от 0 °С и выше.

2) Зимнее - предназначено для использования в климатических условиях с температурой воздуха:

• от минус 20 °С

• от минус З0 °С (при этом температура застывания не превышает минус 45 °С).

3) Арктическое - предназначено для использования в климатических условиях

Показатели диз

с температурой воздуха от минус 50 °С и выше.

Изготовитель должен гарантировать соответствие дизельного топлива требованиям действующего стандарта при соблюдении условий транспортирования и хранения.

Упаковка, маркировка, хранение и транспортирование дизельного топлива -по ГОСТ 1510.

Пробы дизельного топлива отбирают по ГОСТ 2517. Масса объединенной пробы - 2 дм3 топлива. Температура застывания дизельного топлива определяется по ГОСТ 20287.

Гарантийный срок хранения дизельного топлива - 5 лет со дня изготовления.

Согласно ГОСТ 305-2013 и ГОСТ Р 52709, действующих на территории России, регламентируются следующие показатели для дизельных топлив (табл. 1) [3].

Таблица 1

льного топлива

Летнее Зимнее Арктическое ГОСТ

Плотность при 20°С <860кг/м3 <840кг/м3 <830кг/м3 По ГОСТ 3900

Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле Для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин По ГОСТ Р ЕН ИСО 2719 или ГОСТ 6356

62 °С 40 °С 35 °С

Для дизелей общего назначения

40 °С 35 °С 30 °с

Температура застывания, для климатических зон Умеренной зоны По ГОСТ 20287 с дополнением по п. 5.2. ГОСТ 305

-10 °С —35 °С —

Холодной зоны

— —45 °С —55 °С

Температура помутнения, для климатических зон Умеренной зоны По ГОСТ 5066

—5 °С —35 °С —

Холодной зоны

— —35 °С —

Климатиче- 3,0...6,0 1,8.5,0 1,5.4,0 По ГОСТ 33

ская вязкость

при 20°С мм2/с

Фракционный 50 % перегоняется при температуре, не выше По ГОСТ 2177

состав 280°С 280°С 255°С

96% перегоняется при температуре

360°С 340°С 330°С

Массовая доля Вида I По ГОСТ

серы в топливе 0,20% 0,20% 0,20% 19121 или по

Вида II ГОСТ 51947

0,50% 0,50% 0,40%

Концентрация 40 30 30 По ГОСТ 8489

фактических

смол, мг на 100

см3 топлива

Предельная -5 °С - - По ГОСТ

температура 22254

фильтруемости

Общие технические требования качества для дизельных топлив, согласно ГОСТ 305-82 [3].

1. Получаются путем смешения пря-могонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций, с разной температурой выкипания.

2. Цетановым числом не менее 45 (по ГОСТ 3122). Или же допускается вырабатывание и поставка топлива для марок А и З, с температурой застывания -45°С, и цетановым числом не менее 40 только для федеральных государственных нужд по государственному оборонному заказу продукции (по ГОСТ Р 52709). Топливо марки З с цетановым числом не менее 45 по требованию потребителей допускается вырабатывать с температурой застывания не выше минус 40°С.

3. Массовой долей меркаптановой серы, не более 0,01% (по ГОСТ 17323).

4. Отсутствием сероводорода (по

ГОСТ 17323).

5. Отсутствие водорастворимых кислот и щелочей (по ГОСТ 6307).

6. Кислотности не более 5 мг КОН на 100 см3 топлива (по ГОСТ 5985).

7. Йодное число, не более 6 г йода на 100 г топлива (по ГОСТ 2070).

8. Зольности не более 0,01 % (по ГОСТ 1401). Для дизельных топлив марок З и А, вырабатываемых из бакинских нефтей, допускается зольность не более 0,02 % (кроме топлив, предназначенных для газовых турбин) и концентрация фактических смол не более 60 мг на 100 см3 топлива.

9. Коэффициентом фильтруемости не более 3 (по ГОСТ 19006).

10. Отсутствием механических примесей (по ГОСТ 6370).

Дополнительные сведения, касательно дизельных топлив, обозначены в табл. 2.

Таблица 2

Требования к дизельным топливам

Вид топлива Дополнительные сведения

Л Рост температуры конца выкипания приводит к усиленному закоксовыва-нию форсунок и дымности. Для данного дизельного топлива, вырабатываемого из газовых конденсатов, допускается кинематическая вязкость 3,0.6,0 мм2/с.

З Зимнее дизельное топливо получается из летнего дизельного топлива добавлением депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания топлива, однако слабо меняет температуру предельной фильтруемо-сти. Кустарным способом в летнее дизельное топливо добавляют до 20 % керосина ТС-1 или КО, при этом эксплуатационные свойства практически не меняются.

А Пределы кипения топлива А примерно соотносятся с пределами выкипания керосиновых фракций, поэтому можно сказать, что это топливо - утяжеленный керосин. Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число 35.40 и недостаточные смазывающие свойства (сильный износ ТНВД). Для устранения данных проблем в арктическое топливо добавляют цета-ноповышающие присадки и минеральное моторное масло для улучшения смазывающих свойств. Более дорогой способ получения арктического дизельного топлива — де-парафинизация летнего дизельного топлива.

По данным исследования консалтингового агентства J.D. PowerAsiaPacific, около 25 % всех новых моделей автомобилей в мире, выпускаются именно с дизельными двигателями, причем популярность этого вида топлива с каждым годом растет. Согласно прогнозам, до 2018 года доля автомобилей на дизеле, будет ежегодно увеличиваться на 1,5.2 % [6]. Причиной тому, неумолимый рост цен на топливо и ужесточение экологических норм. Во многих странах даже есть такая практика - скидки на автомобили с дизельным двигателем. Также, несомненным плюсом (и причиной) нарастающей популярности машин на дизеле - это возможность заправляться рапсовым маслом

и другими природными аналогами топлива. Безусловно, дизельные моторы весьма прихотливы в использовании и требуют более серьезного контроля за качеством топлива, зато спектр возможностей работы на разных вариациях топлива - очень широк, как уже было сказано выше. Не исключено, что через некоторое время, автомобили с дизельным двигателем, практически вытеснят с рынка автомобили с бензиновым двигателем, а производство топлива для них, выйдет на новые уровни энергоемкости, экономичности и экологично сти.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1969 1978.

2. Глинка. Н. Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. - 27-е изд., стереотипное / Под ред. В. А. Рабиновича. - Л.: Химия, 1988. - 704 с.

3. ГОСТ 305-2013. Топливо дизельное. Технические условия. - Введ. 2015 01 01. - М. : Госстандарт России, 2014. - 15 с.

4. Нефтепродукты. Справочник, под ред. Б. В. Лосикова. - М., 1966.

5. Товарные нефтепродукты, их свойства и применение. Справочник, под ред. Н. Г. Пучкова. - М., 1971.

6. J. D. Power Study. Finds Long-Term Vehicle Dependability in India Improves for Third Consecutive Year. PressReleases: July 21, 2016.

REFERENCES

1. Bol'shaya sovetskaya entsiklopediya. - M.: Sovetskaya entsiklopediya, 1969 1978.

2. Glinka. N. L. Obshchaya khimiya: Uchebnoe posobie dlya vuzov. - 27-e izd., stereotipnoe / Pod red. V. A. Rabinovicha. - L.: Khimiya, 1988. - 704 s.

3. GOST 305-2013. Toplivo dizel'noe. Tekhnicheskie usloviya. - Vved. 2015 01 01. - M. : Gosstandart Rossii, 2014. - 15 s.

4. Nefteprodukty. Spravochnik, pod red. B. V. Losikova. - M., 1966.

5. Tovarnye nefteprodukty, ikh svoystva i primenenie. Spravochnik, pod red. N. G. Puchkova. - M., 1971.

6. J. D. Power Study. Finds Long-Term Vehicle Dependability in India Improves for Third Consecutive Year. PressReleases: July 21, 2016.

Материал поступил в редакцию 07.12.2016

© Гришкин Д. В., 2016