Вплив фракційного складу нафтопродукту на роботу двигуна

Важливим етапом у забезпеченні сільськогосподарського виробництва нафтопродуктами є перевірка їх якості. У нафтопереробній системі “завод — нафтобаза” за якість нафтопродуктів відповідає постачальник, а на сьогодні — це комерційна структура. Під час обстеження окремих регіонів України виявлено, що 80% нафтобаз і всі АЗС не мають лабораторій і не перевіряють якість нафтопродуктів під час приймання та відпускання. А перевірка в стаціонарних лабораторіях виявила, що близько 40% нафтопродуктів не відповідають вимогам стандартів. Так, наприклад, в останні роки під час збирання врожаю надходять бензини, які за своїм фракційним складом були визнані зимовими або легшими від літніх марок майже вдвічі.

Автомобільні бензини мають відповідати таким вимогам: мати високі карбюраційні властивості, тобто добре випаровуватися, створюючи паливну суміш, забезпечувати легкий пуск, високу економічність, мати високу детонаційну стійкість, високу хімічну та фізичну стабільність у баці автомобіля, під час зберігання і транспортування не викликати корозії, забезпечувати максимальну потужність двигуна, повністю згоряти з мінімальним виділенням токсичних і канцерогенних речовин. Для бензинових автомобільних двигунів випускаються бензини за ГОСТ 2084–77 таких марок: А-76, АИ-93, АИ-95 і АИ-98. Усі бензини, за винятком АИ-98 (всесезонний), розподіляють на літні та зимові. Літні бензини вводяться з 1 квітня по 1 жовтня, зимові — з 1 жовтня по 1 квітня.
Одним із важливих показників бензинів є його випаровуваність, яка оцінюється за фракційним складом, що є умовним показником, тобто характеризується википанням різних фракцій за різних температур 10; 50; 90% бензину і закінчення википання бензину. Від фракційного складу залежить пуск двигуна, час його прогрівання, спрацювання двигуна, витрата палива, токсичність спрацьованих газів тощо. Між температурою википання 10% бензину і температурою повітря існує пряма залежність. Знаючи температуру википання 10% бензину, можна визначити температуру, за якої уможливлений пуск двигуна, за формулою:

t° повітря = 0,5t10% — 50,5.

Наприклад, якщо температура 10% википання бензину дорівнює 50°С, то, підставляючи в формулу це значення, отримаємо мінус 25,5°С, тобто за цієї температури можна запустити двигун.
Наявність великої кількості легких фракцій у бензинах улітку викликає інші ускладнення, створюється парова фаза, так звані “парові пробки”. Властивість бензину до створення “парових пробок” можна визначити за температурою википання 10% бензину за формулою:

t°повітря = 2t10% — 93.

Наприклад, якщо температура 10% википання бензину становить 55°С, то, підставляючи це значення у формулу, отримаємо +17°С. Це температура, за якої можливе створення “парових пробок”.

***Фракційний склад палив визначається приладом АРНС-9 згідно з ГОСТ 2177–82. Його легко встановити та освоїти у будь-якій лабораторії чи нафтобазі.
Під час роботи двигуна на дизельному паливі фракційний склад має більший вплив, ніж цетанове число.
Що більше в дизпаливі легких фракцій, то швидше і у більшому об’ємі вони випаровуються. Пускові властивості дизпалива характеризуються температурою википання 50%. Що нижча ця температура, то легше запустити двигун, особливо за низьких температур повітря. І навпаки, паливо важкого фракційного складу з високою температурою википання 90% і кінця википання не встигають повністю випаровуватись, а потім і згоряти. Неповнота згоряння призводить до перевитрат палива, збільшення кількості диму в спрацьованих газах, зниження потужності, підвищення створювання нагарів і лаків. Не згорівши, паливо піддається крекінгу, полімеризації. Створюються тверді коксові осади, які викликають механічне спрацювання деталей двигуна. Частина палива в рідкому вигляді стікає по стінках циліндра в масляний картер, змиваючи масло, і призводить до значнішого спрацювання двигуна. Економічна ефективність і довговічність двигуна погіршується. Тому палива занадто важкого фракційного складу, як і полегшеного, не бажані. Основна частина палива має википати за температури в інтервалі 250...330°С. На спрацювання деталей двигуна відчутно впливає вміст сірки в паливі. При переробки нафти отримують дистиляти з вмістом сірки до 1,3%, які мають піддаватися процесу десульфурації, що дасть змогу знизити вміст сірки до 0,2–0,5% згідно з ДСТУ 3868–99. Дослідним шляхом встановлено, що спрацювання деталей двигуна прямо пропорційне вмісту сірки. На жаль, ще зустрічається в продажу дизельне паливо з вмістом сірки до 1% (Херсонський нафтопереробний завод).
У господарствах дизельне паливо, яке має кінематичну в’язкість від 3 до 6 мм2/с, заливається в техніку без 10-добового відстоювання води, що викликає вихід із ладу паливної апаратури. Наявність незначної кількості води за 0°С викликає помутніння дизпалива, створюються мікроскопічні кристалики льоду, які проходять через фільтр грубого очищення, але не проходять через фільтр тонкого очищення, утворюючи тонку парафінову плівку. Через це у багатьох господарствах зафіксовано вихід із ладу паливної апаратури (Київська область).***Останнім часом трапляються випадки, коли вимог до фракційного складу мастил не дотримуються.
Використання олив, які містять понад 5% легких фракцій і які википають за 320...325°С, призводить до збільшення витрат оливи, або ж вона повністю вигоряє, залишаючи на деталях поршня нагари та шлами (господарства Васильківського району Київської області). У процесі експлуатації змінюються хімічний склад і властивості оливи: вона окислюється під дією високої температури, воно може розкладатися, полімеризуватися, коксуватися. Окислення може відбуватися під дією нейтральних і кислих сполук, які викликають корозію металу. Швидкість окислення оливи залежить від умов експлуатації, від якості палива, охолоджувальної рідини тощо.
В УкрЦВТ на базі стаціонарної лабораторії створено пересувну лабораторію контролю нафтопродуктів ЛПКН-1, за допомогою якої експрес-методом визначають основні показники нафтопродуктів. Тут проводять семінари та навчання фахівців із питань контролю якості під час зберігання та використання нафтопродуктів.
Г. Погоріла,
завлаб ПММ, УкрНДІПВТ