Исследования качества дизельного топлива, предоставленного ООО "Ферронордик торговый дом"
Автор: Иовлева Е.Л.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Химическая технология
Статья в выпуске: 3 (81), 2019 года.
Бесплатный доступ
Компания «Ферронордик» является официальным дилером Volvo Construction Equipment, Dressta, Mecalac и Rottne. Помимо продаж и предоставления послепродажной поддержки техники Volvo Construction Equipment, компания является дилером по сервисному обслуживанию Volvo и Renault Trucks, а также дилером Volvo Penta по обслуживанию индустриальных и морских двигателей в некоторых регионах России. Компания сотрудничает с другими известными брендами и несколькими поставщиками навесного оборудования. Шведский концерн Volvo Group поставляет на российский рынок грузовые автомобили, оснащённые дизельными двигателями с системой впрыска Common Rail, а также с насос-форсунками. Дизельные механические и электронные насос-форсунки выполняют своевременный и дозированный впрыск рабочей смеси в камеры сгорания цилиндров дизельного двигателя. Механические форсунки приводит в действие топливный насос высокого давления, а электронные - управляются системой электронного впрыска Common Rail и все время находятся под интенсивными механическими нагрузками...
Дизельное топливо, топливная аппаратура, насос-форсунки, физико-химические свойства, качество топлива
Короткий адрес: https://sciup.org/140246393
IDR: 140246393 | DOI: 10.20914/2310-1202-2019-3-208-212
Текст научной статьи Исследования качества дизельного топлива, предоставленного ООО "Ферронордик торговый дом"
«Ферронордик» – официальный дилер Volvo Construction Equipment, Dressta, Mecalac и Rottne в России.
Шведский концерн Volvo Group поставляет на российский рынок грузовые автомобили, оснащённые дизельными двигателями с системой впрыска Common Rail, а также с насос-форсунками. Они отличаются высокой мощностью, экономичным расходом топлива и минимальной токсичностью выхлопных газов, что соответствует современным мировым стандартам.
Топливная аппаратура служит для подачи определенного количества топлива в заданный момент, с заданным давлением и качеством распыла. От параметров топливоподачи зависят такие показатели дизельных двигателей, как эффективная мощность, удельный эффективный расход топлива, состав отработанных газов. Нарушение параметров топливоподачи приводит к перегреву деталей цилиндропоршневой группы и клапанов, их закоксовыванию и повышенному износу. В результате значительно снижается ресурс двигателя, что приводит к необходимости его капитального ремонта или замены [1].
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License
Износ элементов топливной аппаратуры приводит к нарушению теплового режима работы двигателя.
Соблюдение правил технической эксплуатации позволяет избежать преждевременных неисправностей и отказов, и, следовательно, повышенных расходов[2]. Важным правилом эксплуатации является применение качественного топлива, которое существенно влияет на работу топливной аппаратуры. А от качества работы топливной аппаратуры зависят мощностные и экономические показатели двигателя [3].
Современные высокофорсированные дизели в большей мере подвержены сернистой коррозии, чем двигатели старых конструкций. При работе современного дизеля на топливе, содержащем повышенное количество серы, образуется заметно больше твердого и плотного нагара. Повышенное содержание серы заметно увеличивает износ двигателя и топливной аппаратуры из-за сернистой коррозии, коррозионного износа и быстрого окисления масла [4].
Например, применение топлива с низким цетановым числом приводит к увеличенному периоду задержки или запаздыванию самовоспламенения. В этом случае в камере сгорания накапливается большая масса топлива, которая затем мгновенно сгорает (взрывное горение). При этих условиях давление в цилиндре нарастает скачкообразно, происходит жесткая работа дизеля (слышится металлический стук), вследствие этого происходит большая нагрузка на коренные подшипники, повышается их износ и более быстрый выход из строя. Кроме того, увеличивается расход топлива и дымность отработавших газов [5–10].
С аналогичными проблемами эксплуатации дизельной техники VOLVO с системой впрыска Common Rail столкнулась компания «Ферронордик».
Цель работы – исследование качества дизельного топлива, взятого из топливоприем-ника, находящегося в рабочем участке Алданского района Республики Саха (Якутия) компании ООО «Ферронордик Торговый Дом».
Отражены результаты отчета научноисследовательской работы, выполненной кафедрой «Машиноведение» автодорожного факультета СВФУ им. М.К. Аммосова и испытательной лабораторией Якутской нефтебазы АО «Саха-нефтегазсбыт».
Материалы и методы
Проба была взята с топливозаправщика: Урал Next 5881 ТВ–АТЗ10.0–5557 N 14.04.2019 г.
В рамках работы были исследованы основные эксплуатационные характеристики дизельного топлива, такие, как: плотность, ЦЧ, фракционный состав, массовая доля серы, массовая доля воды, температура вспышки в закрытом тигле, ПТФ и температура помутнения. Чтобы достичь поставленной цели, в работе были использованы стандартные методики [6]:
ГОСТ Р 51096–97 «Нефть и нефтепродукты. Метод определения плотности, относительной плотности и плотности в градусах API ареометром»; ГОСТ 33–2000 «Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости»; ГОСТ 2177–99 «Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава нефтепродуктов»; EN 23015 «Нефтепродукты. Определение температуры помутнения»; ГОСТ 22254–92 «Топливо дизельное. Метод определения предельной температуры фильтруемости на холодном фильтре»; ГОСТ 6356–75 «Нефтепродукты. Метод определения температуры вспышки в закрытом тигле»; ГОСТ 52660 «Метод определения содержания серы рентгенофлуоресцентной спектрометрией с дисперсией по длине волны»; ГОСТ 5985–79 «Нефтепродукты. Метод определения кислотности и кислотного числа»; ГОСТ 2070–82 «Нефтепродукты светлые. Методы определения йодных чисел и содержания непредельных углеводородов»; ISO 12937 «Определение содержания воды. Метод кулонометрического титрования по Карлу Фишеру»; «Определение цетаного числа ДТ проводилось на Октанометре SHATOX SX-100М».
По физико-химическим и эксплуатационным показателям топливо должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.
Таблица 1.
Требования к дизельному топливу
Table 1.
Diesel fuel requirements
|
Наименование показателя | Name of indicator |
Значение | Value |
Метод испытания | Test method |
|
1 |
2 |
3 |
|
Цетановое число, не менее | Cetane number, not less |
51,0 |
По ГОСТ 32508, ГОСТ 3122, по стандартам | According to GOST 32508, GOST 3122, according to standards |
|
Цетановый индекс, не менее | Cetane index, not less |
46,0 |
По стандартам | according to standards |
Продолжение табл.1 | Continuation of table 1
|
1 |
2 |
3 |
|
Плотность при 15 °С, кг/м3 | Density at 15° С, kg / m3 |
820,0–845,0 |
По ГОСТ 31392 | according to standards GOST 31392 |
|
Массовая доля полициклических ароматических углеводородов1, %, не более | Mass fraction of polycyclic aromatic hydrocarbons 1, %, no more |
8,0 |
По ГОСТ EN 12916 | According to GOST EN 12916 |
|
Массовая доля серы, мг/кг, не более, для топлива: | Mass fraction of sulfur, mg / kg, no more, for fuel: |
||
|
К3 |
350,0 |
По ГОСТ 32139, ГОСТ ISO 20846, ГОСТ ISO 20884 | According to GOST 32139, GOST ISO 20846, GOST ISO 20884 |
|
К4 |
50,0 |
По ГОСТ ISO 20884, ГОСТ ISO 20846 | According to GOST ISO 20884, GOST ISO 20846 |
|
К5 |
10,0 |
По ГОСТ ISO 20884, ГОСТ ISO 20846 | According to GOST ISO 20884, GOST ISO 20846 |
|
Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, выше | Flash point, determined in a closed crucible, ° С, higher |
55 |
По ГОСТ ISO 2719, ГОСТ 6356 | According to GOST ISO 2719, GOST 6356 |
|
Коксуемость 10 %-ного остатка разгонки2), % масс., не более | Coking property of a 10 % distillation rеsiduе2), % wt., not more than |
0,3 |
По ГОСТ 32392, ГОСТ 19932 | According to GOST 32392, GOST 19932 |
|
Зольность, % масс., не более | Ash content, % mass., No more |
0,01 |
По ГОСТ 1461 | According to GOST 1461 |
|
Коррозия медной пластинки (3 ч при 50 °С), единицы по шкале | Copper plate corrosion (3 hours at 50 °C), units on a scale |
Класс 1 \ Grade 1 |
По ГОСТ ISO 2160, ГОСТ 32329 | According to GOST ISO 2160, GOST 32329 |
|
Окислительная стабильность | Oxidative Stability |
||
|
Общее количество осадка, г/м3, не более часов, не менее | Total amount of sediment, g/m3, no more than hours, no less |
25 |
По стандартам | By standards |
|
Смазывающая способность: скорректированный диаметр пятна износа (wsd 1,4) при 60 °С, мкм, не более | Lubricity: adjusted diameter of the wear spot (wsd 1.4) at 60° C, microns, not more than |
460 |
По ГОСТ ISO 12156–1 | According to GOST ISO 12156–1 |
|
Кинематическая вязкость при 40 °С, мм2/с | Kinematic viscosity at 40 °С, mm2/s |
2,000 – 4,500 |
По ГОСТ 33, ГОСТ 31391 | According to GOST 33, GOST 31391 |
|
Фракционный состав: | Fractional composition: |
По ГОСТ ISO 3405, ГОСТ 2177 (метод А) | According to GOST ISO 3405, GOST 2177 (method A) |
|
|
при температуре 250 °С, % об., менее | at a temperature of 250 °C, % vol., less |
65 |
|
|
при температуре 350 °С, % об., не менее | at a temperature of 350 °C, % vol., not less |
85 |
|
|
95 % об. перегоняется при температуре, °С, не выше | 95 % vol. distilled at a temperature, °C, not higher |
360 |
Результаты и обсуждение
Результаты исследований по показателям: плотности, фракционного состава, массовой доли серы, массовой доли воды, температуры вспышки, ПТФ, температуры помутнения подкреплялись протоколами, выданными аккредитованной лабораторией.
В таблице 2 показаны данные исследования по сравнению со значениями ГОСТ. По массовой доле серы, содержанию воды и по температуре вспышки ГОСТ Р 52368–2005 не устанавливает показатели, по температуре помутнения и ПТФ ГОСТ 32511–2013 не устанавливает показатели.
Предоставленное топливо имело ярко выраженный желтый цвет, при этом паспорта качества и ГОСТ, по которому изготавливалось топливо, не было. Предположительно это было зимнее ДТ по ГОСТ 305–82. По фракционному составу, кинематической вязкости, содержанию воды, температуре вспышки и температуре помутнения предоставленное ДТ отвечает всем трем ГОСТам. По массовой доле серы топливо относится ко II виду ГОСТ 305–82, по ГОСТ 32511–2013 топливо относится к дизельным Евро экологического класса К5.
По плотности ДТ отвечает требования ГОСТ Р 52368–2005 и ГОСТ 32511–2013, однако по ГОСТ 305–82 имеется незначительное отклонение. Так же как и ПТФ, у исследуемого образца имеется незначительное отклонение. Однако цетановое число у предоставленного топлива не отвечает ни одному из перечисленных ГОСТов.
Таблица 2.
Сравнительный анализ физико-химических показателей дизельного топлива предоставленного ООО «Торговый дом ФЕРРОНОРДИК»
Table 2.
Comparative analysis of physico-chemical indicators of diesel fuel provided by LLC Trading House FERRONORDIK
|
Наименование показателей | Name of indicator |
ГОСТ 305–82 GOST 305–82 |
ГОСТ Р 52368–2005 GOST 52368–2005 |
ГОСТ 32511–2013 GOST 32511–2013 |
Полученные значения Values obtained |
|
Фракционный состав: Fractional composition: до температуры 180о С, % (по объему) to a temperature of 180° C, % (by volume) |
65 |
7 |
||
|
до температуры 340о С, (по объему) % to a temperature of 340° C (in volume) % |
255 |
10 |
85 |
97 |
|
95 % отгона перегоняется при температуре, о С 95 % of distillation is distilled at a temperature, ° C |
330 |
95 |
360 |
353 |
|
Кинематическая вязкость при 20 С, мм²|с (сСт) | Kinematic viscosity at 20 C, mm² | s (сSt) |
1,5–4,0 |
1,40–4,00 |
2,000 – 4,500 |
2,529 |
|
Массовая доля серы, %, не более, в топливе: Mass fraction of sulfur, %, not more than, in fuel: Вида I | Kind I Вида II | Kind II |
0,2 0,5 |
– |
К3 350,0 К4 50,0 К5 10,0 |
< 5 |
|
Содержание воды, мг|кг | The water content, mg | kg |
Отсутствие | Lack of |
- |
≤200 |
< 30 |
|
Плотность при 15о С, кг|м², не более | Density at 15 оС, kg | m², no more |
830 |
800–840 |
820,0–845,0 |
834,5 |
|
Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, выше | Flash point, determined in a closed crucible, ° С, higher |
35 |
- |
55 |
46 |
|
Температура помутнения, не выше ºС | Cloud point, not higher than ºС |
-35 |
-28 |
- |
-27 |
|
Предельная температура фильтруемости, не выше ºС | Maximum temperature of filtering ability, not higher than ºС |
- |
-38 |
- |
-37 |
|
Цетановое число не менее | Cetane number not less |
45 |
47 |
51 |
41,9 |
Заключение
Топливо, которое было передано на исследование, является зимним II вида (по ГОСТ 305–82), которое можно использовать до температуры окружающего воздуха – 37. По экологическому классу относится к топливу Евро ДТ-З – К5 минус 38 (ГОСТ 32511–2013) с низким цетановым числом.
Список литературы Исследования качества дизельного топлива, предоставленного ООО "Ферронордик торговый дом"
- Берштейн А.И., Чередник А.Г. Проблемы технической эксплуатации топливной аппаратуры дизельных двигателей автомобилей // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 8-3. С. 429-432.
- Ишков А.М., Иовлева Е.Л. Влияние качества топлива на надежность дизельных двигателей в условиях севера // Наука и образование. 2015. № 1 (77). С. 65-70.
- Халфин М.Л. Качество и надежность новой и отремонтированной сельскохозяйственной техники // МТС. 1998. № 5. С. 37-41.
- Тузов Н.С., Попов Е.В. Рекомендации по планированию и производству работ по ТО и Р на автотранспортных предприятиях // Автомобильный транспорт Дальнего Востока. 2014. № 1. С. 369-381.
- Носова Е.В., Сапрыгина В.Н. Экспериментальное исследование качества дизельного топлива // Вестник ИрГТУ. 2011. № 6 (53). С. 69-72.
- Иовлева Е.Л., Захарова С.С., Лебедев М.П., Попова Л.И. Перспективы улучшения низкотемпературных характеристик фракций дизельного топлива // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2013. Т. 2. № 2 (71). С. 116-120.
- Li T., Liu H., Ding D. Predictive Energy management of fuel cell supercapacitor hybrid construction equipment // Energy. 2018. V. 149. P. 718-729.
- Reddy S.M., Sharma N., Gupta N., Agarwal A.K. Effect of non-edible oil and its biodiesel on wear of Fuel injection equipment components of a genset engine // Fuel. 2018. V. 222. P. 841-851.
- Lewis P., Karimi B., Shan Y., Rasdorf W. Comparing the economic, energy, and environmental impacts of biodiesel versus petroleum diesel fuel use in construction equipment // International Journal of Construction Education and Research. 2019. V. 15. № 4. P. 276-290.
- Kim M., Choi W., Jun P., Park J. The Development of Performance Test Equipment For Evaluating Endothermic Performance of Fuel Supply and Cooling System in High-Speed Vehicles // Journal of Aerospace System Engineering. 2019. V. 13. № 4. P. 43-49.
