О чем речь? Вязкость дизельного топлива – параметр, характеризующий степень текучести горючего. Летнее, зимнее, арктическое ДТ имеют разные свойства, а значит, пригодны для использования при определенных температурах.
На что влияет? Вязкость напрямую влияет на работу двигателя, состояние магистральных топливных линий, возможные протечки. Если летнее топливо залить в бак зимой, оно непременно замерзнет, станет гелеобразным и не даст завести автомобиль.
В этой статье:
Понятие вязкости дизельного топлива
Дизельное топливо получается путем переработки сырой нефти, что приводит к образованию углеродных соединений с высокой точкой кипения. Химический состав топлива существенно влияет на его эффективность в работе дизельных двигателей, включая процесс сгорания. Основным показателем качества топлива является вязкость.
Понятие вязкости дизельного топлива
Топливо для дизельных двигателей производится из нефти и включает в себя различные углеродосодержащие соединения:
- Парафиновые углеводороды имеют преимущественно прямую цепь углеродных атомов и составляют от 10 до 40 % дизельного топлива.
- Циклические углеводороды содержат кольцевые структуры и составляют от 20 до 60 % топлива.
- Ароматические углеводороды присутствуют во многих конечных продуктах из нефти, содержат циклические ароматические углеродные структуры, такие как бензольные кольца, и занимают в составе топлива от 15 до 30 %.
В моторном топливе могут присутствовать механические частицы, смолянистые вещества, влага, сернистые соединения, красящие вещества (за исключением зеленого и голубого) и вещества-метки для идентификации и отслеживания топлива. Разрешается добавление присадок при условии, что они не содержат металлы (за исключением антистатических).
Состав конкретного вида топлива зависит от следующих факторов:
- География добычи нефти.
- Условия переработки.
- Наличие присадок в топливе для оптимизации состава.
Вязкость дизельного топлива является важным параметром, обозначающим способность течь по некоторому сечению с определенной скоростью. Для каждой разновидности топлива это обозначение будет своим.
- Летнее топливо — от 4 до 6 мм2/с.
- Зимнее — от 1,9 до 5,0 мм2/с.
- Арктическое — от 1,5 до 4,0 мм2/с.
Понятие вязкости дизельного топлива
Какие показатели дизельного топлива зависят от вязкости:
- Цетановое число и его производное цетановый индекс. Цетановое число отражает скорость самовоспламенения топлива, важный параметр для эффективности работы дизельного двигателя. Цетановый индекс также играет роль в оценке качества топлива.
- Параметр плотности зависит от температуры воздуха. Вязкость и плотность возрастают при минусовых температурах, что затрудняет сгорание солярки и снижает производительность двигателя.
- Температура кристаллизации. В морозы в дизельном топливе из парафина начинают формироваться твердые отложения, что снижает его прозрачность. Этот процесс может привести к проблемам в системе подачи топлива.
- Коксуемость. При повышенных показателях вязкости топлива образуется кокс (углеродные отложения), нагар ухудшает работу двигателя и ускоряет его износ.
- Высокий процент серы в составе топлива может ослабить работу системы очистки и снизит ее экологичность.
- Смазывающие свойства дизельного топлива зависят от его консистенции. Солярка образует пленку между движущимися деталями, что помогает снижать износ и повышать эффективность работы двигателя.
Существенное различие между дизельными и бензиновыми двигателями заключается в том, что в бензиновом двигателе смесь топлива и воздуха зажигается искрой от свечи зажигания, а в дизельном двигателе топливо самовоспламеняется под высоким давлением. Ключевой фактор работы дизеля – консистенция используемого горючего. Она отражается на механизме впрыскивания топлива в цилиндры, его подготовке и возгорании. Поэтому важно поддерживать оптимальную вязкость топлива для эффективной работы двигателя.
Виды вязкости дизельного топлива
Существуют различные виды вязкости дизельного топлива: абсолютная вязкость оценивается через динамическую и кинематическую вязкость, условная вязкость указывает на текучесть топлива в конкретных условиях. Для дизельного топлива в качестве меры вязкости используется кинематическая вязкость. Динамическая вязкость дизельного топлива может определяться в пуазах (П) или cантипуазах (сП) и устанавливается в виде коэффициента внутреннего сопротивления жидкости.
Более универсальными единицами измерения считаются такие, как мм²/с. Эта характеристика определяет, как легко топливо будет двигаться или переливаться при перемещении его слоев, например, при наливе из канистры или в процессе движения автомобиля.
Виды вязкости дизельного топлива
Определение кинематической вязкости дизельного топлива производится по формуле:
ν = η / ρ, где:
- ν – кинематическая вязкость;
- η – динамическая вязкость;
- ρ – плотность (удельный вес) дизтоплива.
Вязкость дизельного топлива меняется при изменении температуры окружающего воздуха, поэтому в описаниях указывается температурный режим, при котором проводятся измерения основных свойств топлива. Кинематическая вязкость дизельноготоплива обозначается в мм²/с или cантистоксах (сСт, сотая доля стокса). Один cантистокc соответствует вязкости дистиллированной воды при температуре +20 градусов по Цельсию.
В таблице содержатся единицы измерения внутреннего трения дизельного топлива.
| Вид абсолютной вязкости | Система единиц | Единица измерения | Размерность |
|---|---|---|---|
| Динамическая | СГС (сантиметр-грамм-секунда) | Пуаз (П), сантипуаз (сП) | г/см⋅с |
| МКС (метр-килограмм-секунда) | Килограмм-сила секунда на квадратный метр | кгс⋅с/м2 | |
| СИ (метр-Ньютон-секунда) | Ньютон-секунда на квадратный метр | Н⋅с/м2 | |
| Кинематическая | СГС | Стокс (Ст) или сантистокс (сСт) | см2/с |
| МКС | Квадратный метр на секунду | м2/с | |
| CИ | Квадратный метр на секунду | м2/с |
Измерение условной вязкости дизельного топлива применяется редко из-за ее непрактичности. Этот показатель рассчитывается в сантистоках или миллистоках, отражает разницу во внутреннем трении компонентов топлива при определенной температуре от аналогичного показателя дистиллированной воды при +20 °C. Характеристики условной вязкости определены стандартом ГОСТ 6258-82.
При анализе и управлении вязкостью топлива обычно используют кинематические характеристики внутреннего трения, которые стандартизированы для различных масел. В случае слабой текучести для определения вязкости дизельного топливапринято использовать кинематические вискозиметры.
Влияние вязкости дизельного топлива на работу двигателя
Вязкость зимнего топлива влияет на способность его проникать через форсунки и обеспечивать правильное смешивание топлива с воздухом в камере сгорания. Вязкость связана с функционированием двигателя, топливных фильтров и других составляющих системы во время эксплуатации.
Влияние вязкости дизельного топлива на работу двигателя
Какая вязкость дизельного топлива может негативно повлиять на работу автомобиля?
- Если топливо слишком вязкое, то оно плохо распыляется при впрыске, что приведет к неполному сгоранию и возникновению нагара в двигателе. При повышенной вязкости дизельного топлива возникают затруднения с процессом прокачки через каналы и фильтры, из-за этого оно распределяется в системе неравномерно. Процесс горения жидкости замедляется, она не полностью сгорает, в результате на стенках камеры оседает нагар. Сопла распылителей также подвергаются нагарообразованию. Это станет причиной недостаточной мощности двигателя, снижения экологичности и повреждения деталей силового агрегата.
- Если топливо слишком жидкое, то оно может утечь из форсунок до момента впрыска, что также приведет к неполному сгоранию и ухудшению работы двигателя. Из-за низкого внутреннего трения частиц топлива происходит ослабление смазывающих свойств, что приводит к износу механизма ДВС и топливной системы.
Вязкость дизельного топлива при повышении температуры уменьшается. Нужно иметь в виду, чем больше вязкость горючего при температуре +20 градусов, тем скорее оно уплотняется при снижении температуры. Поэтому зимняя солярка менее густая и плотная, чем летняя.
Часто задаваемые вопросы о вязкости дизельного топлива
Как вязкость топлива влияет на образование смеси?
Зависимость вязкости дизельного топлива от температуры имеет важное значение в эффективности его распыления при впрыске в цилиндры.
При высокой вязкости топлива получаются большие капли, они медленно испаряются, частично оседают на поршне и стенках камеры сгорания. Это приводит к нагарообразованию, стенки цилиндров становятся толще, снижается теплообмен, двигатель может перегреться, в итоге будет работать менее эффективно.
При слишком низкой вязкости топлива образуются очень маленькие капли, которые не могут эффективно рассеиваться при впрыске, они слипаются и перегорают около форсунок. В итоге форсунки подвергаются перегреву и деформации. Кроме того, не весь воздух участвует в образовании равномерной смеси.
Для летних сортов дизельного топлива оптимальными свойствами считаются значения вязкости y20 в диапазоне от 3 до 6 мм2/с, в то время как для зимних видов идеальная величина y20 от 1,8 до 4 мм2/с. Такие величины гарантированно обеспечивают образование мелких и однородных капель, что способствует улучшению смешивания и сгорания. В морозы зимнее топливо хорошо проходит через трубопроводы, системы фильтрации и впрыска.
На какие параметры нужно обращать внимание при покупке дизельного топлива?
На производстве продукция нефтепереработки измеряется в тоннах, а в магазинах – в литрах. Следует иметь в виду, что температура окружающей среды влияет на плотность и вязкость дизельного топлива, поэтому даже небольшие колебания температуры могут привести к изменению объема топлива. При падении температуры плотность растет, в результате чего объем уменьшается, а вес остается неизменным. В таких условиях, чтобы получить объективные результаты, следует рассчитывать вес дизтоплива, так как он остается стабильным вне зависимости от изменений температуры.
Чтобы рассчитать массу дизельного топлива, необходимо умножить объем в литрах на текущую плотность при конкретной температуре.
Что делать, если дизельное топливо замерзло?
Зима пришла как снег на голову? Вы замечали, как некоторые ваши соседи подолгу пытаются запустить свой дизельный двигатель? Возможно, кое у кого просто вылетело из головы, что дизельное топливо может замерзать при низких температурах, или они не в курсе, что в морозы нужно использовать специальное зимнее топливо. Если в баке оставалось немного летнего горючего, можно решить эту проблему, залив в топливный бак больше зимнего топлива, предварительно разогрев его до +20 и добавив максимальную дозу «антигеля».
Если уровень топлива в баке превысил две трети, необходимо прибегнуть к использованию размораживателя для дизельного топлива и добавить его в бак, размораживатель не должен быть холодным. Также рекомендуется прогреть топливный фильтр и трубки под капотом при помощи горячей воды.
Если бак полный, к сожалению, ничего уже не поможет. Придется ждать, когда топливо оттает при наступлении тепла, или доставить автомобиль в теплое место, где солярка отогреется, и тогда можно ее заменить на зимний вариант.
Качество дизельного топлива и входящие в его состав химические элементы имеют непосредственное влияние на процесс сгорания. Добавление присадок в топливо может улучшить его характеристики, однако неправильный выбор или использование некачественных присадок может привести к нежелательным последствиям.
Включение механических частиц в топливо недопустимо, так как это может сказаться на увеличении вязкости, повышении температуры вспышки, содержании сернистых соединений, а также поднятии температуры кипения. Важно отметить, что температура вспышки дизельного топлива не должна превышать 120 °C для летнего, 105 °C для зимнего и 100 °C для арктического.
