Очистка моторных масел Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

др.стран. Екатеренбург,2005.

4. Татарчук А.Т., Донник И.М., Красноперов В.А. Уральская система оздоровительных противолейкозных мероприятий. Екатеринбург, 1996.

УДК 631.3

ОЧИСТКА МОТОРНЫХ ТОПЛИВ

Л.Г. Татаров к.т.н., доцент; О.Н. Степанидина, ассистент;

Ю.С. Тарасов, аспирант Ульяновская ГСХА

Экологические и экономические проблемы обеспечения нормального функционирования автотранспортных средств (АТС) во многом определяются качеством применяемых ими моторных топлив. Качество моторных топлив характеризуется показателями, которые по времени не изменяются либо слабо изменяются, и показателями, зависящими от условий хранения, транспортирования, перекачки, заправки и применения топлив.

Топлива, масла и специальные жидкости можно эффективно использовать только тогда, когда их физико-химические и эксплуатационные свойства соответствуют требованиям стандартов или технических условий.

Первые показатели определяются технологией переработки нефтепродуктов на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), от которой зависит величина концентрации в моторном топливе серы, свинца, бензола и т.п. Вторые показатели зависят от степени загрязненности взвешенными веществами и водой моторных топлив в процессе их доставки от НПЗ до баков потребителей.

От качества такого топлива зависят основные технико-экономические показатели двигателей внутреннего сгорания (ДВС) АТС, такие, как экономичность, надежность работы, легкость пуска при отрицательных температурах окружающего воздуха, срок службы, и другие, не менее важные, такие, как экологическая безопасность окружающей среды при эксплуатации АТС.

Вода является постоянным спутником всех видов моторных топлив, причем вода может находиться в различных состояниях: в растворенном или в свободном виде, в химически связанном виде с нефтепродуктами, образуя гидраты, и в виде кристаллов льда. Экспериментальные исследования показывают, что жидкие углеводороды способны растворять от 0,003 % до 0,12 % воды в интервале температур от 0 0С до 40 0С.

При этом интенсивность обводнения не-

фтепродуктов зависит от температуры окружающего воздуха, влажности, атмосферного давления, величины активной поверхности зеркала нефтепродуктов в резервуаре и т.п. Так, например, для горизонтального резервуара емкостью 10 м3, при уровне остатка в 17 см, количество подтоварной воды с остатками нефтепродуктов составит 600800 литров.

При отрицательных температурах происходит кристаллизация микрокапель воды, причем скорость кристаллизации и размеры кристаллов зависят от скорости охлаждения и присутствия в нефтепродуктах посторонних примесей. При быстром охлаждении нефтепродуктов, не содержащих примесей, в них образуются продолговатые кристаллы размером 4-10 мкм, а при медленном охлаждении — 15-40 мкм.

Присутствие в топливе механических примесей ведет к образованию кристаллов гораздо больших размеров, вплоть до 1 см. Кристаллы льда могут образовываться также при конденсации на поверхности нефтепродуктов паров воды из воздуха, если его температура повышается, а нефтепродукт имеет температуру ниже 0 0С.

Наличие в моторных топливах воды и взвешенных веществ приводит к неполноте сгорания топлива, а значит, и к выбросу в атмосферу и на грунт вредных веществ, таких, как оксид углерода (СО), углеводороды (СН), окиси азота (N0^, соединения серы, свинца, твердых частиц (сажи) и других компонентов. Это приводит к повышению содержания токсичных веществ в атмосфере и на грунте.

Кроме экологических проблем, вызванных применением загрязненного топлива в ДВС АТС, имеют место и чисто механические воздействия на режим работы ДВС, в частности, происходит коррозия топливной аппаратуры, трубопроводов, топливных насосов и других элементов систем питания двигателей, обмерзание узлов и

агрегатов топливной системы двигателей, образование кавитационных процессов, приводящих к разрушению головок форсунок дизельных двигателей.

Решения проблемы очистки моторных топлив традиционно направлены по пути фильтрации взвешенных веществ, тяжелых металлов, сажи и т.п. в пористых перегородках. Эта задача весьма успешно решается путем применения традиционных фильтрующих элементов, изготовленных из бумажных, синтетических, керамических и других материалов. Фильтрация воды из-за трудности ее отделения на молекулярном уровне от углеводородов является сложной технической задачей, особенно для режима очистки топлива в потоке при его выдачи из резервуара. В этом случае применяемый метод отстаивания не отвечает требованиям, как по качеству, так и по времени очистки моторных топлив.

Топливные фильтры обеспечивают полную очистку топлива от частиц твёрдых примесей, особенно опасных для элементов топливной системы и двигателя.

Система подачи топлива современных ДВС включает в себя много точных элементов, чья безукоризненная работа обязательна для плавной работы двигателя. Топливный насос, карбюратор или инжекторы очень чувствительны к любым примесям, содержащимся в топливе. Установлено, что каждый литр топлива может содержать до миллиграмма различных примесей. Специальные фильтры устанавливаются в топливную систему автомобиля, чтобы обеспечить лучшие эксплуатационные условия двигателя, и увеличить срок службы его составных частей. Задача этих фильтров состоит в том, чтобы удалить твердые составляющие, воду, парафиновые вкрапления в топливе, и осадки органических веществ (бактерий, живущих в воде, которая попадает в топливо).

Реальная эффективность топливных фильтров зависит от качества используемого топлива, а также от особенностей строения самого двигателя. В карбюраторных топливных системах бензиновых двигателей фильтры с эффективностью 99 % задерживают частицы размером до 8 миллиметров в диаметре, а в инжекторных топливных системах фильтры достигают такой же эффективности только с частицами диаметром 2-3 миллиметра.

Получение такой высокой степени очистки и, в то же время поддержание продолжительного срока службы фильтра, стало возможным благодаря применению многоступенчатой очистки. Все фильтры, используемые в топливных системах - проточные, и поэтому все топливо, попадающее в камеру сгорания, должно пройти через них. Продвигаясь от топливного бака до камеры сгорания, топливо проходит, по крайней мере, через один фильтр, но иногда даже через три. Фильтры подразделяются на:

• Вспомогательные фильтры, которые обычно представляют собой решетки. Их задача состоит в том, чтобы удалить из топлива большие твёрдые частицы, а также грязь, органические остатки и воду.

• Предварительные фильтры, чьей очищающей частью является не плетеная ткань или войлок, разработанные для средней очистки топлива от твердых загрязнителей, а фильтрующий материал.

• Отделители воды могут являться как отдельными элементами топливной системы, так и составной частью фильтров. Они удаляют воду из топлива по принципу коалесценции или седиментации.

• Улучшенные фильтры, которые обычно имеют бумажные средства очистки, гарантируют большую эффективность процесса очистки и большую ёмкость.

Литература

1. Кузнецов А.В. Топливо и смазочные материалы. - М: Колос, 2005 - 199 с.

2. Коваленко В.П. Основы техники очистки жидкостей от механических загрязнений. / В.П. Коваленко, А.А. Ильинский. - М.: Химия, 1982. - 247 с.

3. Коваленко В.П. Очистка нефтепродуктов от загрязнений /

4. В.П. Коваленко, В.Е.Турчанинов. - М.: Недра, 1990.- 247 с.

5. Григорьев М.А. Очистка топлива в двигателях внутреннего сгорания / М.А. Григорьев, Г.В. Борисова. - М.: Машиностроение, 1991. - 208 с.

6. Чертков Я.Б. Загрязнения и методы очистки нефтяных топлив / Я.Б. Чертков, К.В. Рыбаков, В.Н. Зрелов. - М.: Химия, 1970. - 239 с.