А. Н. КартАшевич в. С. товСтыка а в. ГордееНКо топливо, СмАзочНые мАтериАлы
 Скачать 2.39 Mb.
|
Стабильность топлива, склонность к образованию отложений и нагарообразованиюПод стабильностью топлива понимают его способность сохра- нять свойства в допустимых пределах для конкретных эксплуата- ционных условий. Стабильность топлив зависит от их физико- химических свойств, наличия различных примесей и др. В эксплу- атационных условиях, когда топливо подвергается воздействию таких внешних факторов, как кислород воздуха, нестабильная температура, загрязнение влагой и механическими примесями, ухудшаются его фракционный и химический состав. Условно раз- личают физическую и химическую стабильность топлива. Физическая стабильность топлива определяет способность его сохранять фракционный состав (изменения вызываются потерей наиболее низкокипящих фракций в результате их испарения) и однородность. Физическую стабильность бензина оценивают по давлению насыщенных паров и наличию легких фракций. Недостаточная физическая стабильность бензина обусловливает его высокую ис- паряемость. Конструкция топливных баков должна исключать возмож- ность свободного сообщения их внутреннего объема с атмосферой. Для исключения испарения топливные баки защищают от прямых солнечных лучей. Физическую стабильность топлива контролируют, периодиче- ски определяя плотность, фракционный состав, давление насы- щенных паров, температуру помутнения и кристаллизации и дру- гие показатели. Химическаястабильностьхарактеризует способность бензина сохранять свой первоначальный химический состав без изменений при длительном хранении, перекачках и транспортировании. Хи- мическая стабильность бензинов связана, прежде всего, с наличи- ем в их составе непредельных углеводородов, которые характери- зуются повышенной склонностью к окислению. Наиболее склонны к окислению углеводороды, имеющие сопряженные двойные свя- зи, особенно циклические. Малоустойчивы к окислению и арома- тические углеводороды с двойной связью в боковой цепи. К окислению наиболее склонны бензины, полученные терми- ческим и каталитическим крекингом, коксованием, пиролизом и содержащие много олефиновых и диолефиновых углеводородов. Более химически стабильны бензины, полученные каталитиче- ским риформингом и прямой перегонкой, а также алкилбензин. На пути следования от завода-изготовителя до бака автомоби- ля происходит автоокисление бензина, т.е. окисление его неста- бильных соединений кислородом окружающего воздуха с образо- ванием продуктов сложного состава. Чем дольше хранится бензин, длиннее путь транспортирования и больше перевалочных пун- ктов, тем больше возможность образования продуктов окисле- ния — смолистых веществ и различных кислых соединений (орга- нических кислот, оксикислот и т.п.). Большая часть образующихся продуктов окисления находится в бензине в растворенном состоя- нии, а меньшая выпадает в осадок. Окисление бензина ускоряется различными отстоями и осадками, накапливающимися в резервуа- рах, а также за счет каталитического воздействия металлов (на- пример, меди). Чем больше в бензине содержится непредельных углеводородов, тем быстрее он окисляется. При окислении изме- няется цвет бензина. Например, неэтилированный бензин приоб- ретает окраску от светло-желтой до интенсивно-желтой. Появля- ется резкий запах, на дне резервуара образуется масляный слой, слаборастворимый в бензине, повышается кислотность бензина, т.е. увеличивается его коррозионность. Химическую стабильность характеризуют следующими пока- зателями: индукционный период; содержание фактических смол; суммарное количество продуктов окисления; кислотность. Кислотность и содержание фактических смол характеризуют содержание в бензине конечных продуктов окисления на момент их определения. По ним можно судить о запасе качества бензина, т.е. о разнице между допустимым и фактическим содержанием продуктов окисления. Индукционный период и количество про- дуктов окисления характеризуют скорость окисления бензинов в процессе хранения и применения. В условиях длительного хранения некоторые из соединений (сернистые, кислородные, азотистые и металлорганические) могут вступать в реакции окисления, полимеризации и конденсации. Та- кие отрицательные явления, как окисление и осмоление бензинов, выпадение осадка антидетонатора, обусловливаются недостаточ- ной химической стабильностью топлива. Содержание фактических смол является показателем уровня химической стабильности бензинов и нормируется стандартами. Для повышения химической стабильности бензинов в них вводят антиокислительные присадки (ингибиторы): древесно-смоляной антиокислитель ДСА (0,05...0,15 %), смесь фенолов ФЧ-16 (0,03...0,10 %), синтетические ингибиторы — ионол (0,03...0,10 %), агидол-1, агидол-12 (до 0,3 %). Углеводородный состав бензинов является одним из главных факторов, определяющих их склонность к нагарообразованию в двигателе. Анализ имеющихся данных показывает, что склон- ность автомобильных бензинов к нагарообразованию зависит, главным образом, от содержания в них непредельных и аромати- ческих углеводородов. Строение непредельных углеводородов, их химическая актив- ность и склонность к превращениям под действием высоких тем- ператур в значительной мере обусловливают возможность нагаро- образования автомобильными бензинами. Строение ароматических углеводородов оказывает существенное влияние на нагарообра- зование. С повышением молекулярного веса углеводорода и тем- пературы его кипения вероятность нагарообразования, как прави- ло, увеличивается. Высококипящие ароматические углеводороды под воздействием высоких температур претерпевают окислитель- ные превращения и, очевидно, служат основным источником об- разования нагара. Ароматические углеводороды являются ценными составляю- щими автомобильных бензинов, так как обладают высокой детона- ционной стойкостью. Однако содержание их в товарных бензинах должно быть ограничено вследствие повышения нагарообразова- ния в двигателе. Прямое сопоставление детонационной стойкости бензинов и их склонности к нагарообразованию в зависимости от содержания ароматических углеводородов позволило предложить норму содержания ароматических углеводородов в товарных авто- мобильных бензинах. Установлено, что удельный прирост количе- ства нагара в камере сгорания, т.е. увеличение отложений нагара, в результате добавления ароматических углеводородов в количе- стве, соответствующем повышению детонационной стойкости то- плива на 1 октановую единицу, остается практически неизменным для различных ароматических углеводородов, когда содержание их в бензине изменяется в пределах от 0 % до 40...45 %. При боль- шем содержании ароматических углеводородов резко повышается удельный прирост количества нагара. Таким образом, содержание ароматических углеводородов в товарных автомобильных бензи- нах не должно быть более 40 %. Спецификации ЕURO-3 и ЕURO-4 также в обязательном по- рядке определяют наличие в автобензине моющих присадок, сни- жающих последствия нагарообразования. |