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.
|