Turinys
Įvadas 1Degumas/ cetano skaičius 2Klampa ir tankumas 3Žemų temperatūrų savybės 3Sieros junginiai 4Plyksnio temperatūra 4Dyzelinis kuras – Futura 4Dyzelinis kuras – D Fortis 5Dyzelinis kuras – Ventus 5Arktinis dyzelinas 6Biodyzelinas 7Išvados 9Naudota literatūra 10ĮvadasVarikliai su užsidegimu nuo kompresijos (dyzeliai) dirba naudojant distiliacinį kurą (gaunami kompaunduojant tiesioginio varymo ir hidro išvalytas frakcijas) su aukštesnėmis negu benzino išgaravimo ribomis.Svarbios dyzelinio kuro savybės yra lakumas, degumas/ cetano skaičius, žemos temperatūros takumas, klampa, sieros kiekis ir stabilumas saugojant. Įvairių markių dyzelinio kuro lakumas ir šilumingumas mažai varijuoja, lemiamas tankumo, frakcinės sudėties ir nežymiai veikia variklio darbą.
Degumas/ cetano skaičiusNuo degumo priklauso, kaip lengvai paleidžiamas variklis, kaip ilgai kyla „baltieji dūmai“ jį paleidus, variklio dinamiškumas iki pašildymo ir „dyzelinio bildesio“ intensyvumas esant tuščiai eigai.Degumas tiesiogiai nustato kenksmingų komponentų (CO ir CH) kiekį variklio sunaudotose dujose. Kuo greičiau vyksta užsidegimas, tuo anksčiau prasideda degimo procesas ir kenksmingų komponentų kiekis sunaudotose dujose mažėja. Užsidegimo vėlavimas matuojamas cetano skaičiaus bandymu GOST 3122-67 (ASTM D 613), kuriame naudojamas vieno cilindro variklis su reguliuojamu kompresijos laipsniu, analogiškas varikliui, naudojamam nustatant oktaninį benzino skaičių. Užsidegimo vėlavimą matuoja esant fiksuotam kompresijos laipsniui, o rezultatus lygina su standartiniu etaloniniu kuru, kurį sudaro normalus cetano ir alfametilnaftalino (kai kuriose šalyse heptametilnoanolo) mišinys. Cetano skaičius (CS) – tai cetano kiekis mišinyje, dėl kurio įvyksta tas pats užsidegimo vėlavimas kaip ir dėl bandomojo kuro.Dyzeliniai varikliai labai skiriasi pagal reikalavimus cetano skaičiui ir nėra visų pripažintų vienodų kelių šiems reikalavimams nustatyti. Dyzelių reikalavimai naudojamo kuro kokybei priklauso nuo greičio. Greitaeigiai dyzeliai su vidutiniu greičiu virš 10m/ sek. kelia aukštesnius reikalavimus cetano skaičiui negu varikliai su vidutiniu greičiu mažiau kaip 10m/ sek. Bendru atveju su mažesniu nominaliniu apsisukimų skaičiumi naudojamas kuras su mažesniu cetano skaičiumi. Stambūs laivų dyzeliai paprastai dirba naudojant kurą su cetano skaičiais iki 20, o šiuolaikinių lengvųjų automobilių didelių apsisukimų dyzeliai reikalauja kuro su cetano skaičiumi ne mažiau kaip 55. Daugelis krovininių automobilių dyzelių gamintojų reikalauja minimalaus cetano skaičiaus 40-45. Kuo aukštesnis cetano skaičius, tuo žemesnis slėgio kilimo greitis – tokiu būdu variklis dirba ne taip stipriai. Tačiau didinant cetano skaičių aukščiau optimalaus, šiek tiek mažėja variklių ekonomiškumas ir daugėja sunaudotų dujų dūmų išsiskyrimas. Greitaeigiams dyzeliams optimaliausias cetano skaičius yra 40-50. Vasarą sėkmingai galima naudoti kurą su cetano skaičiumi ne daugiau kaip 40. Siekiant garantuoti variklio paleidimą žiemą, cetano skaičius turi būti ne mažesnis kaip 45. Didžiausius cetano skaičius turi normalios struktūros parafininiai angliavandeniai. Žemiausius cetano skaičius turi aromatiniai angliavandeniai, neturintys šoninių grandžių. Siekiant padidinti cetano skaičių (2-7 vienetais), gali būti naudojami atitinkami priedai, paprastai izopropilas arba ciklogeksilnitratai. Tačiau jie turi būti naudojami ribotai, t.y. dėl jų naudojimo mažėja plyksnio temperatūra ir didėja kuro koksavimas. Užsienyje dyzelinio kuro degumui įvertinti kartu su cetano indeksu naudojamas dyzelinis indeksas (DI). DI konkrečiam kurui nustatomas pagal tankumo reikšmes esant 15ºC ir 50 proc. kuro išgaravimo temperatūrai. Degimo variklio degimo kameroje proceso pobūdį iš esmės lemia frakcinė kuro sudėtis, apibūdinanti jo lakumą. Lengvesnės frakcinės sudėties kurui sudegti reikia mažiau oro, nes trumpėja laikas, reikalingas kuro bei oro mišiniui susidaryti. Tuo metu visiškai vyksta mišinio susidarymo procesai. Kuro frakcinės sudėties įtaka variklių su įvairiu mišinio susidarymu darbui nevienoda. Varikliai su prieškameriniu ir sūkuriniu susidarymu mažiau jautrūs frakcinei sudėčiai, palyginus su varikliais su tiesioginiu įpurškimu. Esamos a…ukštos temperatūros prieškamerio sienelės užtikrina palankesnes sąlygas mišiniui susidaryti. Dėl pernelyg lengvos frakcinės sudėties variklis gali pradėti dirbti geriau.Klampa ir tankumas
Kuro klampą ir tankumą iš esmės lemia garingumo ir mišinio susidarymo procesai dyzeliuose. Jiems didėjant auga lašų diametras ir prastėja degimo sąlygos, dėl ko padidėja kuro sunaudojimas ir sunaudotų dujų dūmų kiekis. Kuro klampa lemia kuro pripildymą ir nuotėkį per plunžerių angas. Jei variklis dirba naudojant mažos klampos kurą, kuro siurblio detalės susidėvi greičiau, todėl į jo sudėtį reikia primaišyti priedų, apsaugančių nuo nusidėvėjimo. Kuro klampa priklauso nuo jo angliavandenių sudėties, todėl gali smarkiai varijuoti.Žemų temperatūrų savybėsŽemų temperatūrų savybės vertinamos užšalimo temperatūros, susidrumstimo ir ribinės filtravimosi temperatūros rodikliais. Užšalimo temperatūra padeda nustatyti kuro sandėliavimo sąlygas. Susidrumstimo ir filtravimosi ribinė temperatūra lemia kuro naudojimą techninėje įrangoje.Yra trys dyzelinio kuro su žema užšalimo temperatūra gamybos būdai: 1. Sunkiųjų frakcijų kiekio mažinimas (kuro virimo pabaigos temperatūros mažinimas) ir/ arba lengvesnių frakcijų įmaišymas. Šio būdo trūkumas yra – variklinio kuro gamybos mažėjimas ir dyzelinio kuro plyksnio temperatūros mažėjimas. 2. Depresorinių priedų naudojimas. Naudojant depresantus, kuro gaminimas ne mažėja, tačiau jie leidžia sumažinti tik užšalimo temperatūrą ir mažai veikia susidrumstimo temperatūrą, ribojančią jų naudojimą. 3. Efektyviausias būdas yra technologijų, leidžiančių keičiant angliavandenių sudėtį mažinti užšalimo, susidrumstimo ir filtravimosi temperatūras, taikymas. Tai leidžia panaudoti papildomą sunkiųjų frakcijų kiekį DK ir toliu būdu didinti dyzelinio kuro gamybą.Rusijos naftos kompanijos dyzelinį kurą gaminamos trys dyzelinio kuro rūšys, L-vasarinis, naudojamas esant aplinkos oro temperatūrai, ne aukštesnei kaip 0ºC, Z – dviejų rūšių žieminis, naudojamas esant aplinkos oro temperatūrai ne iki 20ºC (užšalimo temperatūra –25ºC) ir -30ºC (užšalimo temperatūra –35ºC) ir A rūšies – arktinis, naudojamas esant temperatūrai iki -50ºC. Sieros kiekis L ir Z rūšies dyzeliniame kure neviršija 0,2 proc. (rūšis 1) ir 0,5 proc. (rūšis 2), arktiniame kure – 0,2 ir 0,4 proc.
Dyzelinio kuro švarumo laipsnis lemia kuro aparatūros efektyvumą ir patikimumą. Didesnės nei 4 mkm dalelės kelia plunžerių nusidėvėjimo riziką. Kuro švarumas vertinamas filtravimosi koeficientu, kuris yra filtravimosi per filtrą laiko esant atmosferiniams slėgiui ir dešimtosios filtruojamo kuro porcijos pirmosios atžvilgiu santykis. Kuro filtravimąsi veikia vandens, mechaninių priedų, dervinių medžiagų, nafteninių rūgščių kiekis.Sieros junginiaiSieros junginiai, neribiniai angliavandeniai ir metalai (vanadis, natris) veikia nuosėdų atsiradimo dyzelyje procesą, dėl esančio jų kiekio detalės greičiau nusidėvi ir rūdija. Jų kiekis kure yra reglamentuotas. Sieros kiekis tiesiogiai lemia kenksmingus komponentus variklio sunaudotose dujose. Mažinant sieros kiekį iki 0,035 proc. lygio ir žemiau (ekologiškai švarus dyzelinis kuras), kuro tepimo savybės blogėja, jų lygis reglamentuojamas rodikliu „nusidėvėjimo dėmė“ ant trinties mašinos. Todėl mažą sieros kiekį turinčiame kure naudojami priedai, apsaugantys nuo nusidėvėjimo. Pastaba. Atliekų lygis ne mažiau lemia aromatinių angliavandenių kiekį.Plyksnio temperatūraGaisro pavojaus laipsnis nustatomas pagal kuro plyksnio temperatūrą. Gaisro pavojaus atveju, kai variklis yra uždaroje patalpoje, naudojamas kuras su padidinta plyksnio temperatūra. Bendros paskirties dyzeliams su plyksnio temperatūra, ne žemesne kaip 40ºC, laivų, šilumvežių, kalnų mašinoms su plyksnio temperatūra, ne žemesne kaip 62ºC. Tokią temperatūrą galima pasiekti padidinus kuro virimo pradžios temperatūrą. Dėl tokio kuro virimo pradžios temperatūros padidinimo sunaudojama mažiau dyzelinio kuro. Todėl kuras su padidinta plyksnio temperatūra turi būti naudojamas griežtai pagal paskirtį.Dyzelinis kuras – FuturaNeste A24 degalinėse prekiaujama dyzeliniu kuru Futura, kurio kokybės rodikliai atitinka europietiško kokybės standarto EN 590 reikalavimus. Nuo gruodžio 1d. iki vasario 28d. Neste A24 degalinėse prekiaujame arktinės klasės žieminiu dyzelinu “Futura Diesel -32°C”, kurio žieminės charakteristikos padeda išvengti rūpesčių dėl neužsivedančio ar užšalusio variklio, esant iki -32°C temperatūrai.Specialūs priedai Futura padidina dyzelinio kuro cetaninį skaičių – dviem vienetais. Didesnis dyzelinio kuro Futura Diesel cetaninis skaičius sutrumpina šalto variklio užvedimo laiką ir sumažina jo triukšmingumą.Žiemos metu keičiantis temperatūroms degalų bake ir kuro sistemoje atsiranda vandens kondensato, dėl kurio gali pradėti rūdyti metalinės dalys ir užsiteršti degalų sistema. Antikoroziniai Furtura priedai efektyviai apsaugo kuro sistemą ir variklį nuo korozijos.Dyzelinis kuras – D FortisD fortis – naujas Statoil dyzelinas, atitinkantis ES standartus (EN 590). Tai kuras pasižymintis mažu sieros ir aromatinių angliavandenilių kiekiu, todėl degimo metu išsiskiria ir susikaupia mažiau suodžių, lėtėja korozija ir variklio nusidėvėjimas.Naudojant priedą Fortis cilindrai išlieka švaresni ir variklis ilgiau tarnauja. Šis kuras tinka visų automobilių dyzeliniams varikliams.Dyzelinis kuras – VentusDyzeliniuose varikliuose, taip pat kaip ir benzininiuose, susidaro nuodegos. Be to, ypač svarbus tolygus kuro paskirstymas, nuo kurio priklauso tiek variklio darbo efektyvumas, tiek ir susidarančių nuodegų kiekiai. Be šios problemos, griežtėjant ekologiniams reikalavimams ir mažėjant sieros kiekiui dyzeline, būtina užtikrinti vidinį variklio vožtuvų tepimą. Šią funkciją atlikdavo sieros organiniai junginiai, kurių sumažinus iki tam tikros ribos, būtina naudoti tepumą pagerinančius priedus. Pilant dyzelinį kurą aktuali yra putojimo problema. Tai pailgina talpyklų pildymo laiką, o pilant degalinėse į kuro baką putos tiesiog gali “išlipti”. Putojimui mažinti naudojamas priedas. Dyzelinių degalų priedai “Ventus” pagaminti specialiai AB “Mažeikių nafta” gaminamai produkcijai ir išbandyti BASF AG degalų bandymo ir variklių laboratorijoje Vokietijoje. Atsižvelgiant į bandymų rezultatus buvo nustatyta optimali priedo sudėtis ir kiekis, pagerinantis dyzelino eksploatacines charakteristikas. “Ventus” yra daugiafunkcinis priedas, kuris, naudojamas dyzeliniui kurui, pagerina šias eksploatacines jo savybes:1. Pašalina nuosėdas ir nuodegas nuo kuro įpurškimo purkštukų ir tokiu būdu užtikrina tolygų kuro paskirstymą.2. Esantys antikoroziniai priedai apsaugo degalų tiekimo sistemą nuo korozijos.3. Pagerina tepumo savybes, kurių kuras netenka išvalius jį nuo sieros junginių.4. Sumažina degalų sąnaudas ir kenksmingas išmetamąsias dujas.5. Sumažina dyzelino putojimą pylimo metuArktinis dyzelinasLietuvoje keletą metų nebuvus “tikros” žiemos, dyzelinių mašinų savininkai buvo primiršę žiemos negandas. Beje “netikros” žiemos sąlygojo ir standartuose numatytų rodiklių (klasės) pasirinkimą. Priklausymas vienai ar kitai klimatinei klasei pasirenkama atsižvelgiant į žemiausią vidutinę temperatūrą. Todėl iki 2003 metų galioję standartai numatė ribinę filtruojamumo temperatūrą ne daugiau – 260C. Statistiškai tokios vidutinės temperatūros Lietuvoje pasiekti neįmanoma, tačiau kartais atskirais laikotarpiais ji būna žemesnė. Tada kai kuriems vairuotojams gali atsirasti problemų.2003 metais dėl ypatingai šaltos žiemos, buvo nuspręsta pakeisti reikalavimus ir vietoj statistinių vidutinių temperatūrų už pagrindą nustatant klimatinius reikalavimus paimti žemiausias įmanomas Lietuvoje temperatūras. Taip Lietuva pagal klimatinius reikalavimus dyzeliniui kurui, atsirado arktinėje klimato zonoje. Pagal galiojančius Lietuvoje reikalavimus drumstimosi temperatūra turi būti ne aukštesnė kaip – 220C laipsniai. Faktinis AB „Mažeikių nafta“ pagamintos dyzelino rodiklis yra – 220C / – 250C. Ribinė filtruojamumo temperatūra pagal reikalavimus privalo būti ne aukštesnė kaip – 320C. Vienas iš pagrindinių kokybės rodiklių – cetaninis skaičius – taip pat žymiai geresnis, nei reikalaujama (norma ne mažiau kaip 48, faktinis dydis – 48,5 / 51 ). Būtent dėl šio rodiklio UAB “Mažeikių naftos” prekybos namų tiekiamas dyzelinis kuras pralenkia kitų gamintojų produktus. Vienas iš svarbesnių kokybės rodiklių, netiesiogiai nusakantis pagaminto produkto eksploatacines charakteristikas – klampa – taip pat yra minimali. Tai įtakoja mažesnį purkštukų dilimą. To pasiekta kaip pagrindinį arktinio dyzelino komponentą naudojant frakciją, kurios virimo temperatūros ribos yra tarp 200 ir 300 0C. Sieros kiekis dėl mažesnio sunkesnių frakcijų kiekio yra 7, neretai 35 kartus mažesnis už normą ir faktiškai sudaro nuo 10 iki 50 miligramų vienam kilogramui degalų. Dėl tos pačios priežasties beveik du kartus mažesnis ir policiklinių aromatinių junginių kiekis – tai žymiai sumažins nesudegusių angliavandenilių (suodžių) kiekį arba dūmingumą.BiodyzelinasPagrindiniai energijos šaltiniai šiuo metu yra nafta, gamtinės dujos ir anglis, tačiau jie sparčiai senka, o iš jų pagaminta energija nuolat brangsta. Be to, deginant iš Žemės gaunamas iškasenas, į atmosferą išsiskiria dideli kiekiai žmonių bei gyvūnų sveikatai pavojingų junginių, ore sparčiai didėja anglies dvideginio koncentracija, kuri didina šiltnamio efektą. Dėl šių priežasčių vis didesnis dėmesys skiriamas alternatyvioms degalų rūšims iš atsinaujinančių energijos šaltiniųRiebalų rūgščių metilo esteris (RRME) – tai iš rapsų aliejaus esterifikacijos būdu pagamintas rapsų metilo esteris, skirtas tik dyzeliniams varikliams. Paprastai dyzeliniams varikliams yra naudojamas tradicinių dyzelinių degalų ir RRME mišinys – biodyzelinas. Optimalus biologinių dyzelinių degalų mišinys gaunamas 35 % RRME sumaišius su 65 % tradicinių dyzelinių degalų. RRME gamintojų UAB “Rapsoila” teigimu, RRME santykį galima didinti iki 50 %. Biodyzelinas gerina variklio tepimą. Vartojant biodyzeliną deginių dūmingumas sumažėja iki 60 %, palyginus su mineralinių dyzelinu, todėl vykdant mašinų techninę apžiūrą, biodyzelinu galės dirbti mašinos, kurių techninė būklė neleistų jomis važinėti vartojant tradicinius dyzelinius degalus. RRME pasižymi ir didesniu deguonies kiekiu, palyginti su dyzeliniu kuru (10,8 %) , todėl jis geriau sudega variklyje. Naudojant biodegalus praktiškai neišmetami į aplinką sieros junginiai. Biožaliava yra neutrali CO2 emisijų požiūriu.RME pliūpsnio temperatūra yra didesnė kaip 120° C, kai dyzelinių degalų pliūpsnio temperatūra tik apie 55° C. Priešgaisriniu požiūriu RME labiau tinka stacionariems varikliams, dirbantiems uždarose patalpose bei tų transporto priemonių varikliams, kurios veža žmones, degalus, pavojingas medžiagas ir panašiai. Dyzelinių degalų cetaninis skaičius yra ne mažesnis kaip 51 (žiemos laikotarpiu minimali riba yra 48), o RME cetaninis skaičius yra 51, taigi šie degalai yra labai panašūs. Kuo cetaninis skaičius yra didesnis, tuo greičiau degalai užsidega, kartu lengviau paleisti variklį, o ypač tai aktualu žiemos metu. Variklis tyliau dirba ir mažiau dyla. Tankis yra labai svarbi degalų charakteristika. Iš jo galima spręsti apie degalų cheminę ir frakcinę sudėtį, klampą ir šilumingumą. Dyzelinių degalų tankis 0,82-0,845 g/cm3, o RRME tankis 0,84-0,89 g/cm3 15° C temperatūroje. RRME tankis mažiau priklauso nuo temperatūros. Kadangi RRME tankis yra didesnis, tokių degalų sunaudojama mažiau nuvažiuoti tą patį atstumą.Kinematinė dyzelinių degalų klampa, 40° C temperatūroje yra 4,5 mm2/s, o RRME 3,5-5,0 mm2/s. Šiuo atžvilgiu šiek tiek geresnėmis savybėmis pasižymi dyzeliniai degalai, nes geriau filtruojasi pro valymo filtrus, geresnis jų takumas, tačiau klampesni degalai turi geresnes tepimo ir sandarinimo savybes.Peleningumas didina ne tik nuodegų kiekį, bet ir cilindro išdilimą, todėl jis neturi būti didesnis kaip 0,01 %, o RRME jų yra 0,02 %. Tačiau RME pelenai yra biologinės kilmės ir nepasižymi abrazyvinėmis savybėmis.Mūsų šalyje vis daugiau įsigyjama naujų Vakarų šalyse pagamintų traktorių bei savaeigių žemės ūkio mašinų, todėl, kad neprarastume gamintojo garantijų, būtina įsitikinti, ar šios mašinos turi gamintojo leidimą kurui naudoti RRME. Prieš naudojant biodyzeliną reikalinga perskaityti įmonės gamintojos automobilio techninį aprašymą ir įsitikinti dėl biodyzelino naudojimo galimybės.Biodyzelinas tirpdo per ilgesnį laiką degalų bakuose, filtrų korpusuose bei vamzdynuose susikaupusias nuosėdas. Staiga padidėjęs teršalų kiekis gali užkimšti kuro sistemos filtrus ir sutrikdyti visos maitinimo sistemos darbą. Tai aktualu, kai degalai laikomi atsitiktinėse nešvariose talpyklose ir į bakus pilami nefiltruoti. Todėl prieš biodyzelino panaudojimą rekomenduojama išplauti visą maitinimo sistemą, pakeisti ar išplauti filtravimo elementus.Biodyzelinas nežymiai veikia gumines detales, tačiau tyrimai, atlikti Čekijoje, rodo, kad naudojant RRME ir mineralinio dyzelino mišinį 30/70 proporcijomis neigi…ami poveikiai nėra tokie ryškūs ir mišinį galima naudoti įprastuose varikliuose nekeičiant jų konstrukcijos bei eksploatavimo reikalavimų.IšvadosPer paskutinius dešimtį metų dyzelinių degalų suvartojimas vis auga. Kasmet vis parduodama daugiau lengvųjų automobilių su dyzeliniais varikliais. Nepaisant to, kad variklio konstrukcija ir priežiūra yra sudėtingesnė, jie – ekonomiškesni už benzininius variklius. Brangstant naftai, vis ieškoma naujų alternatyviųjų degalų. Vienas iš daugelio – biodyzeliniai degalai. Daugiausiai naudojami žemės ūkio mašinose ir traktoriuose, taip pat didžiųjų Europos miestų viešasis transportas.Naudota literatūraLukiol prekių žinynaswww.statoil.ltwww.lukoil.ltwww.nafta.ltwww.neste.lt