Виктор Балабанов - Автомобильные присадки и добавки

Температура фильтруемости (предельная) — температура, при достижении которой дизельное топливо забивает фильтр и перестает поступать в топливный насос высокого давления.

Следует отметить, что зимняя эксплуатация дизельного двигателя начинается с тех пор, как температура окружающей среды опускается до +5 °C. С этой температуры, если не предпринять соответствующих мер, появляются сложности с его запуском и эксплуатацией.

Условия эксплуатации дизельной техники в России дополнительно сопряжены с рядом особенностей, накладываемых качеством производимого и поставляемого на заправочные станции отечественного дизельного топлива. Из экономических соображений нефтеперерабатывающие заводы выпускают в основном летнее дизтопливо, составляющее около 90 % общего объема производства. На зимнее дизтопливо приходится менее 10, а на арктическое вообще около 1 %.

Поэтому в холодное время года нельзя быть абсолютно уверенным, что на АЗС под видом зимнего топлива не продается смесь зимнего и летнего или вообще чистое летнее топливо, что наиболее вероятно в осенний период (табл. 21).

Таблица 21. Фракционный состав (%) различных видов дизтоплива

Летнее дизтопливо отличается от зимнего большей концентрацией так называемых длинноцепочных молекул парафинов, которые начинают кристаллизоваться уже при положительных температурах (табл. 22). Помутнение дизельного топлива свидетельствует о том, что парафины начали выпадать в осадок.

Таблица 22. Характерные температуры дизельного топлива

Температура помутнения — температура, при которой в охлаждаемом в стандартных условиях масле или дистиллятном топливе появляется облако кристаллов парафина. Характеризует тенденцию вещества забивать фильтры или небольшие отверстия в холодную погоду.

Однако для дизельного двигателя наиболее важным является параметр предельной фильтруемости, так как при помутнении топливо еще способно проходить через фильтры. В этих условиях двигатель, хотя и с некоторыми перебоями, но продолжает работать до тех пор, пока не начнется агломерация — соединение молекул парафинов. Как только парафиновые агломераты достигнут размеров, сопоставимых с диаметром микропор фильтра тонкой очистки топлива, он будет заблокирован белым парафиновым гелем (рис. 29).

Рис. 29. Топливный фильтр дизеля, заблокированный парафинами

Дальнейшее охлаждение топлива до температуры застывания приведет к тому, что все содержащиеся в дизтопливе парафины полностью кристаллизуются и лишат его жидкотекучести (рис. 30).

Рис. 30. Блокировка парафинами топливного фильтра

В результате, горючее не будет поступать в цилиндры, двигатель перестанет работать, а все попытки запустить его будут безуспешны. Температуру, при которой фильтр перестает пропускать топливо, называют температурой предельной фильтруемости.

Значительно уменьшить содержание в дизтопливе длинномерных парафинов можно еще при перегонке нефти, когда для отгонки дизтоплива вместо температуры 180…360 °C применять температуру около 320 °C. В этом случае длинноцепочные парафины в топливо не попадут, но такого дизельного топлива получится почти в полтора раза меньше, а по стоимости оно окажется значительно дороже.

Также можно применять технологию депарафинизации, при которой с помощью карбамида или специальных молекулярных фильтров — цеолитов, происходит механическое отделение длинномерных парафинов.

Наиболее распространен в России более дешевый способ — применение специальных депрессорных присадок (антигелей). Молекулы депрессора оседают на кристаллах парафина (рис. 31) и не позволяют им срастаться в агломераты с размерами более 3…5 мкм, которые будут задерживаться топливными фильтрами и приводить к отказу топливной системы двигателя. С понижением температуры, наоборот, молекулы депрессорной присадки создают искусственные очаги кристаллизации парафинов, притягивая их к себе. В обоих случаях кристаллов парафина оказывается больше, чем в солярке без депрессора (рис. 32). При этом размеры кристаллов намного меньше, и они не так быстро забивают фильтр тонкой очистки (рис. 33).

Рис. 31. Кристалл парафина, покрытый защитным, антиагломератным депрессорным веществом антигельной присадки

Рис. 32. Прохождение через топливный фильтр мелких частиц парафина, обработанных депрессорной присадкой

Присадка — антигель препятствует замерзанию топлива в топливопроводе и не дает забиваться фильтрам тонкой очистки. Кроме этого, эта присадка связывает воду из топлива.

Рис. 33. Дизельное топливо до (а) и после (б) применения антигеля

Депрессорные присадки (депрессия — понижение) к дизельному топливу (антигели) в основном состоят из алифатических и ароматических дистиллятов нефти, полимеров метакриловой кислоты или сополимеров этилена с винилацетатом.

Например, компания BASF поставляет на российский рынок депрессоры, основой которых являются сополимеры этилена с винилацетатом (торговая марка Keroflux) .

Часто продаются топливные препараты с несколькими функциональными возможностями (например, diesel antigel & conditioner) , что подразумевает наличие в присадке специальной добавки — кондиционера, способствующей нормализации и других свойств топлива, например цетанового числа.

Встречаются и более универсальные присадки ( diesel fuel treatment) , содержащие в себе обширный пакет функциональных возможностей. Они способны препятствовать превращению топлива в гель, очищают фильтры и форсунки двигателя, улучшают пуск двигателя при отрицательных температурах, снижают дымность, обеспечивают сепарацию воды и т. д.

Для улучшения стабильности топлива в процессе хранения при низких температурах вместе с депрессорными присадками используют также диспергаторы парафинов. Их применение, за счет взаимодействия с «модифицированными» парафинами, обеспечивает образование еще более мелких кристаллов с низкой склонностью к осаждению.