Влияние свойств дизельного топлива на нагарообразование и коррозию деталей двигателей

Способность топлива обеспечивать чистоту топливоподающей системы, деталей двигателя и не вызывать их коррозии — очень важный эксплуатационный показатель. Большие неполадки в работе двигателя вызывает закоксовывание отверстий распыливателей форсунок; ухудшается распыл топлива, снижается, а иногда и пре­кращается его подача. Нагары и лаковые отложения накапливаются в камере сгорания, на клапанах, в глушителях и на других деталях, что вызывает перегрев дви­гателя, снижает его мощность и экономичность. Повы­шенное образование высокотемпературных отложений приводит к неполному сгоранию топлива, продукты ко­торого оседают на горячих деталях. Обычно неполное сгорание наблюдается при увеличенной вязкости топли­ва, тяжелом фракционном составе, большом количестве высокомолекулярных соединений (смолисто-асфальто­вых веществ). Кроме того, на накопление нагаров влия­ют зольность и количество неорганических механических примесей, содержащихся в топливе. Определенное зна­чение имеет и стабильность топлива: если в нем содер­жатся малоустойчивые непредельные углеводороды, то под действием времени при хранении, повышенной тем­пературе, контакте с кислородом воздуха они окисляют­ся, образуя смолистые соединения и органические кисло­ты: первые увеличивают скорость нагарообразования, а вторые вызывают коррозию.

В стандартах нормирует ряд показателей качест­ва, влияющих на образование нагаров и возникновение коррозионного износа деталей. Скорость накопления на­гаров зависит от коксового числа (коксуемости), содер­жания серы, фактических смол, зольности и количества механических примесей, а часто от склонности топли­ва к лакообразованию.

Коксовое число — это способность топлива об­разовывать углистый остаток при высокотемпературном (800—900° С) разложении топлива без доступа воздуха. Количество кокса зависит от глубины очистки топлива, главным образом от смолисто-асфальтовых соединений. Коксуемость также увеличивается при повышенной вяз­кости и тяжелом фракционном составе. В соответствии с ГОСТом коксовое число не должно превышать 0, 03%. Это значение очень невелико, поэтому иногда определя­ют коксуемость 10%-ного остатка топлива после его раз­гонки. Естественно, в этом случае допустимое значение будет в десять раз больше, т, е. не выше 0, 3%.

Зола представляет собой минеральный остаток, обра­зующийся после сжигания топлива в воздухе, при температуре 800—850° С. Она не только участвует в образова­нии нагаров, но и повышает износ деталей двигателя. Количество золы не должно превышать 0, 02%.

Склонность к лакообразованию оценивают по содер­жанию лака в миллиграммах на 10 мл топлива. Опреде­ляют лак путем испарения небольшого количества топ­лива в специальном лакробоазователе при высокой тем­пературе.

К механическим примесям относятся все находящиеся в топливе посторонние органические и минеральные частицы. В топливе для быстроходных дизелей механичес­кие примеси не допускаются.

Коррозию металлов вызывают сернистые соединения, минеральные кислоты и щелочи, органические кислоты и вода. Также как и для бензинов, водорастворимые кис­лоты и щелочи, вода и активные сернистые соединения в дизельном топливе не допускаются, так как они обладают сильным корродирующим действием. В топливе для быстроходных дизелей допускается небольшое ко­личество менее активных органических кислот, а также сернистых соединений, непосредственно не действующих на металл. Как уже говорилось, именно они и вызывают основную коррозию деталей двигателя при сгорании топ­лива. Причем чувствительность двигателей разной кон­струкции и теплонапряженности к сернистой коррозии неодинакова. Сильнее ей подвержены форсированные быстроходные дизели, поэтому для них чрезвычайно важ­но возможно более глубокое удаление серы при очистке топлива (гидроочистка).