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 | УДК: 662.758.2 | DOI: 10.20914/2310-1202-2019-3-208-212
Research on the quality of diesel fuel provided by LLC Ferronordic trading house
Ferronordic is the official dealer for Volvo Construction Equipment, Dressta, Mecalac and Rottne. In addition to sales and after-sales support for Volvo Construction Equipment, the company is a dealer for servicing Volvo and Renault Trucks, as well as a dealer for Volvo Penta for servicing industrial and marine engines in some regions of Russia. The company collaborates with other well-known brands and several suppliers of attachments. The Swedish concern Volvo Group supplies to the Russian market trucks equipped with diesel engines with Common Rail injection system, as well as with pump nozzles. Diesel mechanical and electronic pump nozzles perform timely and metered injection of the working mixture into the combustion chambers of the cylinders of a diesel engine. The mechanical nozzles are driven by a high-pressure fuel pump, while the electronic ones are controlled by the Common Rail electronic injection system and are constantly under intense mechanical stress. Poor quality diesel fuel leads to: loss of power, lack of traction and instability of the engine; overexpenditure and fuel leakage from sprayers; change in spray angle and time; change in the amount of injected mixture; the appearance of knocks and noises, black and bluish smoke during exhaust...
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.
