Судовые двигатели

Топливо для судовых двигателей

Для судовых двигателей внутреннего сгорания применяют в основном жидкое топливо, являющееся продуктом перегонки нефти. О качестве дизельного топлива можно судить по его хими­ческим и физическим свойствам. Результаты химического анализа топлива свидетельствуют о его элементарном составе. Топливо также содержит внешний балласт — негорючую часть: влагу и золу.

Основные характеристики топлива следующие:

Теплотворная способность — количество тепла, которое выде­ляется при полном сгорании единицы его массы.

Вязкость — способность частиц топлива сопротивляться взаим­ному смещению. Вязкость определяет степень текучести топлива и влияет на качество распыла. С увеличением температуры вяз­кость уменьшается. С повышением давления вязкость топлива воз­растает. Различают вязкость кинематическую и условную. Кине­матической вязкостью называется сила сопротивления двух пере­мещающихся слоев жидкости, отнесенная к ее плотности. Единица измерения кинематической вязкости — стокс или сантистокс (со­тая часть стокса). На практике пользуются понятием условной вязкости — это отношение времени истечения через калибровое отверстие 200 см3 топлива при постоянной температуре 293 или 323° К ко времени истечения 200 см3 дистиллированной воды при 293° К. Условная вязкость измеряется в градусах Энглера (°Е) или в условных градусах (ВУ).

Удельная масса — позволяет судить о преобладании в топливе легких или тяжелых фракций.

Фракционный состав топлива — количество различных фрак­ций, которое зависит от температуры их кипения. Наличие в ди­зельном топливе легких фракций приводит к жесткой работе дви­гателя, а тяжелые фракции вызывают неполное горение и нагарообразование.

Температура вспышки — тепловое состояние топлива, при ко­тором выделяющиеся из него пары способны воспламениться при наличии воздуха и искры. Для топлива судовых дизелей темпера­тура вспышки не выше 611° К.

Температура самовоспламенения— минимальная температура топлива или горючей смеси, при которой они самовоспламеняются без постороннего источника зажигания и продолжают гореть.

Температура застывания — температура жидкого топлива, при которой его поверхность в пробирке, наклоненной на 45°, не воз­вращается в горизонтальное положение в течение 1 мин. Знать температуру застывания очень важно для топлива наиболее тя­желых сортов (ДТЗ). Для повышения текучести такого топлива следует предусматривать его подогрев; иногда в дизельное топ­ливо добавляют керосин. Для дизельного топлива быстроходных двигателей температура застывания равна (263) — (213)° К, а для тихоходных — (—268) ? ( + 278)° К.

Содержание серы и сернистых соединений является нежела­тельным в топливе, так как при их сгорании образуются SO2 и SO3, которые вызывают химическую коррозию цилиндров, клапа­нов, выпускного коллектора, деталей поршневой группы и др. В топливе для быстроходных дизелей допускается не выше 1 % серы, а для тихоходных — до 2,5%.

Кислотность — содержание кислотных соединений в топливе. Кислотность выражается в миллиграммах КОН, необходимого для нейтрализации 100 мл топлива. Повышенная кислотность обуслов­ливает повышенный коррозионный износ двигателя.

Механические примеси в топливе в виде частиц песка, окалины и т. п. загрязняют и увеличивают износ топливной аппаратуры: фильтров, форсунок и топливных насосов. В топливе для быстро­ходных дизелей не должно быть механических примесей, а в топ­ливе для тихоходных разрешается менее 0,1% от массы.

Вода в дизельном топливе понижает теплотворную способность топлива, увеличивает коррозию и приводит к срывам работы дви­гателя. Допускается не более 1,0%. воды в топливе для тихоход­ных двигателей; в топливе для быстроходных двигателей ее не должно быть.

Коксообразование — склонность топлива к нагарообразованию из-за содержащихся в нем смолистых веществ. Это вызывает закоксовывание сопловых отверстий форсунок, загорание поршневых колец, заедание направляющих клапанов и др. Коксуемость топ­лива тихоходных двигателей должна быть не более 3—4%, а быст­роходных — не более 0,05—0,1 % .

Важнейшей характеристикой способности топлива к самовос­пламенению является период задержки воспламенения, под кото­рой понимают время от момента достижения температуры само­воспламенения до момента самовоспламенения смеси. Качество самовоспламенения топлива характеризуется цетановым числом. Цетановым числом называют показатель самовоспламеняемости дизельного топлива, численно равный процентному содержанию цетана в смеси с ?-метилнафталином, которая имеет такую же величину периода задержки самовоспламенения, как и испытуемое топливо. Значения цетановых чисел дизельных топлив составляют у двигателей тихоходных 30—50 и быстроходных 40—60. Боль­шему цетановому числу соответствует меньший период задержки воспламенения. При большой задержке воспламенения сгорание топлива протекает с очень быстрым нарастанием давления, что со­провождается сильными стуками в цилиндре, т. е. жесткой рабо­той двигателя. Чем меньше задержка воспламенения, тем «мягче» работает двигатель.