CC BY
68
lui
Транспорт
3. http://www.trafficcalming.org
4. http://www.ite.org/traffic/tcstate.htm
5. Liveable Neighbourhoods. Street Layout, Design and Traffic Management Guidelines. Western Australian Planning Commission. JUNE 2000. 59 p http://www.planning.wa.gov.au/ publica-tions/liveable/LNTMG.pdf
6. PIARC: XXth Wold Road Congress. Montreal, 3 - 9 Septam-ber. / Transportation and Urban Space Planning. / National Reports. 20.22.E 1995. 487 p.
7. http://www.nyc.gov/html/dot/html/sidewalks/pedestrian_project s.shtml
УДК 629.113.001
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА Е.В.Носова1, В.Н.Сапрыгина2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Приведены результаты второго этапа экспериментальных исследований качества дизельного топлива, представленного с АЗС (автозаправочных станций) г. Иркутска и Усолья - Сибирского. На первом этапе было исследовано качество дизельного топлива, предлагаемого потребителям по более низкой стоимости, чем на АЗС [4]. Экспериментальные исследования проводились совместно кафедрами автомобильного транспорта и химической технологии. Установлено, что выбранные основные показатели качества дизельного топлива (ГОСТ 305-82): плотность, вязкость, фракционный состав, цетановое число (определялось на анализаторе качества ГСМ) - значительно отличаются от нормативных значений из-за присутствия в них легкокипящих фракций. Показатели качества топлива (представленного на исследование) хорошо коррелируют между собой и с цетановым числом, достоверно оценивают качество дизельного топлива. Ил. 6. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: дизельный двигатель; топливный насос высокого давления; дизельное топливо; показатели качества топлива; анализатор ГСМ; фракционный состав; плотность; вязкость; цетановое число.
EXPERIMENTAL STUDY OF DIESEL FUEL QUALITY E.V. Nosova, V.N. Saprygina
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article presents the results of the second phase of experimental studies of the quality of diesel fuel sampled from Irkutsk and Usolye - Siberian gas stations. At the first stage the quality of diesel fuel available to consumers at a lower cost than at the gas station [4] was examined. Experimental studies were carried out jointly at the Department of Automobile Transport and the Department of Chemical Technology. It is established that the selected key indicators of diesel fuel quality (Standard 305-82) such as density, viscosity, fractional composition, cetane number (that was determined on the analyzer of POL quality) are significantly different from normative values due to the presence of low-boiling fractions. The indicators of fuel quality (sampled for the research) are in good correlation with each other and the cetane number, and are reliable in evaluation of the diesel fuel quality. 6 figures. 4 sources.
Key words: diesel engine; high pressure fuel pump; diesel fuel; indicators of fuel quality, POL (Petroleum, Oil and Lubricants) analyzer; fractional composition; density; viscosity; cetane number.
Качество дизельного топлива оказывает большое влияние на надежность и долговечность двигателя. Значительное число отказов дизельных двигателей связано с нарушением работы системы питания. Использование дизельного топлива низкого качества приводит к ухудшению работы топливного насоса высокого давления, возникновению жесткой работы двигателя, повышению нагарообразования, снижению полноты сгорания, увеличению дымности отработанных газов, снижению экономичности и др. Контроль
качества дизельного топлива в процессе эксплуатации является одним из наиболее важных аспектов обеспечения надежности двигателей грузовых автомобилей. В этом направлении необходимы дополнительные экспериментальные исследования.
Контроль качества дизельного топлива осуществляется на нефтеперерабатывающем заводе (НПЗ) при его получении, но при доставке топлива потребителю его свойства могут измениться. В процессе эксплуатации автомобилей, особенно в отдаленных районах
1Носова Евгения Викторовна, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильного транспорта, тел.: 89025195194, e-mail: nosova@istu.irk.ru
Nosova Evgeniya, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Automobile Transport, tel.: 89025195194, e-mail: nosova@istu.irk.ru
2Сапрыгина Вера Николаевна, кандидат технических наук, доцент кафедры химической технологии, тел.: 89643560422, email: nosova@istu.irk.ru
Saprygina Vera, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Chemical Technology, tel.: 89643560422, e-mail: nosova@istu.irk.ru
ВЕСТНИК ИрГТУ №б (бЗ) 2011
б9
области, контроль качества топлива не осуществляется, в результате чего ресурс двигателей снижается. Подобная картина наблюдается и в автотранспортных предприятиях (АТП) г. Иркутска.
Для получения объективных результатов по оценке качества дизельного топлива и выявления показателей качества, которые можно контролировать в процессе эксплуатации автомобилей, было проведено экспериментальное исследование качества дизельного топлива в лабораторных условиях.
Образцы дизельных топлив для проведения экспериментального исследования были представлены фирмами и АТП, занимающимися грузовыми перевозками (десять образцов). Все образцы были разделены на две группы: 1) топлива, предлагаемые потребителям на АЗС г. Иркутска, 2) топлива, предлагаемые потребителям на АЗС г. Усолье - Сибирское. За эта-
углеводороды обладают меньшей плотностью, чем ароматические, а нафтеновые занимают промежуточное положение. Кроме того, легкокипящие фракции имеют плотность меньшую, чем высококипящие. Значит, по плотности топлив можно судить о преобладании в них тех или иных групп углеводородов. Дизельное топливо при впрыске дозируется насосом по объему. Следовательно, с повышением плотности топлива подача его увеличивается и рабочая смесь обогащается. Плотность дизельных топлив для быстроходных дизелей при 20°С лежит в пределах 820 - 840 кг/м3. Анализ результатов исследования показал, что большинство представленных образцов топлив имеют плотность, близкую к 800 кг/м3 и менее (кроме образцов №4, №5 из первой группы и №6). Это говорит о том, что в составе топлив больше легкокипящих фракций, чем требуется по стандарту (рис. 1).
Рис. 1. Распределение значений плотности (при 20 °С)
лонный образец было взято дизельное топливо с НПЗ ОАО «АНХК» (образец топлива на последней стадии изготовления).
Для экспериментального исследования были выбраны следующие основные показатели качества (ГОСТ 305-82,): плотность, вязкость, фракционный состав (температура начала разгонки, температура перегонки 50% топлива), цетановое число, температура застывания.
Анализ результатов экспериментального исследования представлен в виде гистограмм распределения значений показателей качества, для первой и второй группы образцов дизельного топлива. В каждую группу образцов дизельного топлива для сравнения были включены результаты исследования эталонного образца (№6). Эталонный образец исследовался по тем же показателям качества и на том же оборудовании, что и образцы остальных топлив.
Плотность углеводородов, входящих в состав дизельного топлива, неодинакова. Так, парафиновые
Вязкость топлива не должна быть слишком высокой, так как при этом ухудшается его прокачиваемость и снижается степень распыливания. Однако снижение вязкости дизельного топлива ниже определенного предела приводит к увеличению износа топливных насосов. Стандартом на дизельное топливо вязкость нормируется в достаточно широких пределах, что обусловлено различием углеводородного состава перерабатываемой нефти, а также получением летних и зимних сортов топлива. Значение вязкости лежит в пределах 1,8 - 6,0 мм2/с. Представленные образцы имеют минимальное значение вязкости, близкое к 2,0 мм2/с (кроме образцов №4 и №5 из первой группы, №2 из второй, №6), что говорит о наличии большого количества легкокипящих фракций в топливе (рис. 2).
Дизельное топливо должно обладать оптимальной испаряемостью. Испаряемость дизельного топлива определяется фракционным составом. Фракционный состав топлив оценивается температурами выкипания 10, 50 и 90% топлива. Отечественные дизельные
Рис. 2. Распределение значений кинематической вязкости (при 20 °С)
70
ВЕСТНИК ИрГТУ №6 (53) 2011
топлива имеют, как правило, начало разгонки (НР) от 180 до 200оС, а конец разгонки (КР) от 330 до 360оС.
Экспериментальные исследования показали, что большинство представленных образцов топлив имеют температуру начала разгонки ниже 130оС. Это облегченный фракционный состав для дизельного топлива. В допустимые пределы уложились образцы №4 и №5 из первой группы и эталонный образец №6 (рис. 3).
Чрезмерное облегчение фракционного состава вызывает жесткую работу дизельного двигателя и ухудшение работы топливного насоса высокого давления. Из-за повышенной испаряемости топлива к моменту самовоспламенения рабочей смеси в цилиндре двигателя накапливается большое количество паров, воспламенение которых приводит к резкому возрастанию давления.
Температура выкипания 50% фракций дизельного топлива для зимних и летних сортов должна находиться в пределах от 270 до 280оС. Температура пе-
топлив с цетановым числом ниже 45 единиц приводит к жесткой работе дизельного двигателя.
Представленные выше результаты исследования образцов дизельных топлив по основным показателям качества свидетельствуют о том, что большинство образцов топлива имеют чрезмерное облегчение фракционного состава и, значит, они должны иметь низкое цетановое число.
Цетановое число образцов топлива было определено на анализаторе качества ГСМ «ОКТАНОМЕТР» типа БИЛТОХ БХ-100М (рис. 5).
Анализатор состоит из датчика, представляющего собой неразборную конструкцию в виде стакана емкостью 75 мл, в который встроен элемент, чувствительный к изменениям температуры образца топлива. Электронный вычислительный блок анализатора обрабатывает сигнал датчика, производит все необходимые вычисления.
Рис. 3. Распределение значений температуры начала разгонки (НР) топлива
Рис. 4. Распределение значений температуры перегонки 50% топлива
регонки 50% характеризует отчасти пусковые качества дизельных топлив, так как первая вспышка рабочей смеси в дизельных двигателях зависит не только от испаряемости топлива, но и от его воспламеняемости. Температура перегонки 50% топлива исследуемых образцов находится в пределах от 210 до 230оС, (кроме образцов №4 и №5 из первой группы, № 6), что также подтверждает их облегченный фракционный состав. Результаты исследования представлены на рис.4.
Основным показателем самовоспламеняемости дизельного топлива служит его цетановое число. Цетановое число топлив зависит от их углеводородного состава. Наиболее высокими цетановыми числами обладают нормальные парафиновые углеводороды. Самые низкие цетановые числа у ароматических углеводородов. Чем выше температура кипения топлива, тем выше цетановое число, и эта зависимость носит почти линейный характер [1]. Для высокофорсированных дизельных двигателей значение цетанового числа лежит в пределах от 45 до 50 единиц. Применение
Рис. 5. Анализатор качества ГСМ «ОКТАНОМЕТР» типа ЭНДТОХ ЭХ-1ййМ
Результаты измерения цетанового числа всех образцов топлив представлены на рис. 6. Из рисунка видно, что только эталонный образец топлива (№6) имеет цетановое число, близкое к 40 единицам. Остальные образцы топлив показали результаты це-танового числа в диапазоне от 13 до 29 единиц. Образцы топлив № 4 и № 5 из первой группы имеют лучшие результаты по всем определяемым показате-
ВЕСТНИК ИрГТУ №6 (53) 2011
71
lui
Транспорт
лям качества и цетановое число у них выше, чем у остальных образцов топлив (29,1 и 27,9 соответственно). Это говорит о меньшем их разбавлении более легкими фракциями.
При определении анализатором цетановых чисел в качестве факультативного параметра приводится температура застывания дизельных топлив. Для представленных образцов температура застывания лежит в пределах от [-440С] образец №6, до [-560С] образец №4 из второй группы, что еще раз подтверждает наличие большого количества легких фракций в топливе (рис. 6).
2. Фракционный состав топлив - значения температуры начала разгонки и температуры перегонки 50% топлива значительно ниже допустимых пределов, что подтверждает вывод о наличии в топливах большого количества легкокипящих фракций.
3. Цетановое число (определено анализатором качества ГСМ) всех исследуемых образцов топлив имеет очень низкое значение по сравнению с нормативным значением (ГОСТ 305-82) и цетановым числом эталонного образца.
4. Выбранные основные показатели качества хорошо коррелируют между собой и цетановым числом,
Рис. 6. Распределение значений цетанового числа
Результаты выполненного экспериментального исследования позволяют сделать следующие выводы: 1. Значения плотности и вязкости большинства исследуемых образцов топлива ниже типичных значений и значений для эталонного образца, что говорит о наличии большого количества легкокипящих углеводородов в топливе.
достоверно оценивают качество дизельного топлива.
5. Показателями качества топлива - плотностью и цетановым числом (определяемым анализатором качества ГСМ), можно оценивать качество дизельного топлива в процессе эксплуатации автомобилей в условиях АТП.
Библиографический список
1. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: справочник / И.Г. Анисимов [и др.]; под ред. В.М. Школьникова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Техинформ, 1999. 596 с.
2. Геленов А.А., Сочевко Т.И., Спиркин В.Г. Контроль качества автомобильных эксплуатационных материалов: практикум: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования М.: Издательский центр «Академия», 2010. 112 с.
3. Фукс И.Г., Спиркин В.Г., Шабалина Т.Н. Основы химмотологии. Химмотология в нефтегазовом деле: учеб. пособие М.: Нефть и газ, 2004. 280 с.
4. Носова Е.В., Сапрыгина В.Н. и др. Анализ качества дизельного топлива, предлагаемого на рынке нефтепродуктов. // Материалы Всерос. науч.- практ. конф. с междунар. участием. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. С. 91-93.
УДК 625.712
ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ДЕТЕКТОРОВ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА С.Т.Тебеньков1, А.Г.Левашев2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены современные детекторы транспорта. Приведена их классификация и основные технические свойства. Представлены результаты исследований характеристик радиолокационного детектора SmartSensor SS125 производства Wavetronix. Ил. 2. Табл. 3. Библиогр. 6 назв.
Ключевые слова: транспортный коридор; анализ транспортных потоков; детекторы транспорта; радиолокационные детекторы.
1Тебеньков Сергей Евгеньевич, аспирант, тел.: (3952) 405408, e-mail: transport@istu.edu Tebenkov Sergey, Postgraduate, tel.: (3952) 405408, e-mail: transport@istu.edu
2Левашев Алексей Георгиевич, доцент кафедры менеджмента на автомобильном транспорте, тел.: (3952) 405408, e-mail: transport@istu.edu
Levashev Aleksei, Associate Professor of the Department of Management in Automobile Transport, tel.: (3952) 405408, e-mail: transport@istu.edu
72
ВЕСТНИК ИрГТУ №б (53) 2011
