CC BY
1410. Dorogi avtomobil'nye i ulicy. Trebovaniya k ekspluatacionnomu sostoyaniyu, dopustimomu po usloviyam obespecheniya bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya. Metody kontrolya, GOST R 50597-2017 (Automobile roads and streets. The requirements to the level of maintenance satisfied the traffic safety. Methods of testing, State standard R 50597-2017), Мoscow, FGUP Standartinfo, 2017, 27 p.
11. Osobennosti povrezhdenij, diagnostiki, remonta reduktorov gruzovika URAL 4320, available at: https://az-ural.ru/use/articles/osobennosti-povrezhdeniy-diagnostiki-remonta-reduktorov-gruzovika-ural-4320 (05.09.2021).
Рецензент: Б.Ф. Еникеев, канд. техн наук МАДИ
Статья поступила 08.11.2021
УДК 629.331
К ЧЕМУ ПРИВОДИТ НЕКАЧЕСТВЕННОЕ ТОПЛИВО В СОВРЕМЕННОМ АВТОМОБИЛЕ. ЦИКЛ СТАТЕЙ. ЧАСТЬ 1. ОТКАЗЫ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ
Александр Юрьевич Малахов, канд. техн. наук, [email protected];
Алексей Николаевич Ливанский, канд. техн. наук, [email protected];
Максим Анатольевич Карпов, канд. техн. наук, [email protected];
Булат Фаридович Еникеев, канд. техн. наук, [email protected]; Анвар Асхатович Хазиев, канд. техн. наук, [email protected];
МАДИ, Россия, 125319, Москва, Ленинградский проспект, 64
Аннотация. Цикл статей, посвященных теме «К чему приводит некачественное топливо в современном автомобиле» разделён на три части: отказы топливной аппаратуры, отказы двигателя внутреннего сгорания и отказы каталитического нейтрализатора отработавших газов. Данная статья является первой из цикла и описывает повреждения деталей топливной аппаратуры из-за использования некачественного топлива. В статье приводятся актуальные в Российской Федерации нормативные документы, регламентирующие качество автомобильного топлива. Представлены примеры повреждений деталей топливной аппаратуры автомобиля, которые эксперты исследуют в ходе проведения автотехнических экспертиз, и которые непосредственно связаны с отклонениями конкретных параметров качества используемого топлива.
Ключевые слова: автотехническая экспертиза, некачественное топливо, топливная аппаратура, форсунка, топливный насос высокого давления.
WHAT DOES LOW-QUALITY FUEL IN A MODERN CAR LEAD TO? A SERIES OF ARTICLES. PART 1. FUEL EQUIPMENT MALFUNCTIONS
Аleksandr Yu. Malakhov, Ph.D., [email protected];
Aleksey N. Livanskiy, Ph.D., [email protected];
Maksim A. Karpov, Ph.D., [email protected];
Bulat F. Enikeev, Ph.D., [email protected];
Anvar А. Khaziev, Ph.D., [email protected];
MADI, 64, Leningradsky Prosp., Moscow, 125319, Russia
Abstract. A series of articles on the topic: "What low-quality fuel leads to in a modern car" is divided into three parts: fuel equipment failures, internal combustion engine failures and failures of the catalytic converter of exhaust gases. This article is the first of the series and describes the consequences for fuel equipment parts due to the use of low-quality fuel. The article presents current regulatory documents in the Russian Federation regulating the quality of automobile fuel. Examples of damage to parts of the fuel equip-
ment of the car are presented, which experts examine during the course of automotive technical examinations and which are directly related to deviations of specific parameters of the quality of the fuel used.
Keywords: automobile-technical expertise, low-quality fuel, fuel equipment, nozzle, high-pressure fuel pump.
Введение
Некачественное автомобильное топливо достаточно острая проблема, существующая в настоящее время в Российской Федерации. Согласно надзорным проверкам, осуществлённым Росстандартом РФ за 2020 год, при которых с различных АЗС было отобрано и испытано 1 942 образца автомобильного бензина и дизельного топлива, 152 образца (7,8 %) из них не соответствовали установленным нормам. По качеству бензина доля выявленных нарушений составила около 3,5 %, по дизельному топливу - 15,1 % [1].
Недобросовестные изготовители и продавцы автомобильных топлив готовы пойти даже на значительное ухудшение качества их продукции, чтобы сэкономить. Их совершенно не интересуют последствия, к которым может привести использование в автомобиле такого некачественного топлива. В результате за всё приходится платить ни в чём невиновным владельцам автомобилей, так как, зачастую, судиться с такими нечистыми на руку производителями топлива - безрезультатная трата денег, времени, нервов и сил, а дилерские станции признают данный вид отказа автомобиля эксплуатационным (нарушение правил эксплуатации автомобилем в виде заправки его топливом несоответствующего качества).
Одна заправка автомобиля таким некачественным топливом может привести к серьёзной поломке автомобиля. Как раз про то, к чему же может привести использование в современном автомобиле некачественного топлива и пойдёт речь в цикле статей.
Настоящая статья является первой из цикла и посвящена отказам топливной аппаратуры автомобиля из-за использования некачественного топлива. Остальные статьи из цикла будут опубликованы в следующих выпусках журнала.
Нормативные документы, регламентирующие качество автомобильного топлива: В Российской Федерации действуют следующие нормативные документы, регламентирующие качество автомобильного топлива:
- Технический регламент таможенного союза ТР ТС 013/2011 «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» [2].
- ГОСТ 2084-77 «Бензины автомобильные. Технические условия» [3].
- ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-2004) «Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия» [4].
- ГОСТ 32513-2013 «Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия» [5].
- ГОСТ Р 51105-2020 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Бензин неэтилированный. Технические условия» [6].
- ГОСТ 32511-2013 «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия» [7].
- ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009) «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия» [8].
Отдельно следует выделить:
- ГОСТ 305-2013 «Топливо дизельное. Технические условия» [9]. Настоящий стандарт распространяется на дизельное топливо для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники, получаемое при переработке нефти и газовых конденсатов, а также для экспорта. Данное топливо не допускается к реализации через автозаправочные станции общего пользования.
- ГОСТ 1667-68 «Топливо моторное для среднеоборотных и малооборотных дизелей. Технические условия» [10]. Настоящий стандарт распространяется на топливо для среднеоборотных и малооборотных дизелей, получаемое из продуктов переработки
нефти. Малооборотные дизели (с частотой вращения до примерно 250 об/мин) являются в основном двухтактными и применяются в судостроении для крупнотоннажных морских судов. Среднеоборотные дизели (с частотой вращения от 250 до 1200...1300 об/мин) являются четырёхтактными ДВС и применяются в основном также в качестве судовой энергетической установки или в стационарных генераторных установках.
- ГОСТ Р 52201-2004 «Топливо моторное этанольное для автомобильных двигателей с принудительным зажиганием. Бензанолы. Общие технические требования» [11]. Настоящий стандарт устанавливает основные технические требования к топливам «бензанолам», которые являются самостоятельным видом продукции, отличающимся от традиционных бензинов по отдельным техническим характеристикам. В отличие от показателей качества, нормируемых для традиционных автомобильных бензинов, к бензанолам предъявляются дополнительно следующие требования: объемная доля этанола в пределах 5-10 %; содержание кислорода не более 3,5 %; антикоррозионные свойства (степень коррозии стального стержня); фазовая стабильность (температура помутнения).
- ГОСТ 27578-2018 «Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта. Технические условия» [12] - стандарт, регламентирующий качество сжиженного углеводородного газа для автомобильного транспорта.
- ГОСТ 27577-2000 «Газ природный топливный компримированный для двигателей внутреннего сгорания. Технические условия» [13] - стандарт, распространяющийся на природный компримированный газ, применяемый в качестве альтернативного топлива для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств: автомобилей, железнодорожного транспорта, речных судов и сельскохозяйственной техники.
Газовое автомобильное топливо требует отдельного рассмотрения и в рамках данных циклов статей обсуждаться не будет.
Нормативный документ, регламентирующий качество используемого в автомобиле топлива и обязательный к исполнению на территории Российской Федерации - это Технический регламент таможенного союза ТР ТС 013/2011 «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» [2]. Другие перечисленные выше стандарты, имеющие отношение непосредственно к автомобильному транспорту, по большей части дублируют требования ТР ТС 013/2011, но в отдельных случаях содержат более жёсткие требования, а также описание методик испытаний.
Для легковых автомобилей сведения о типе используемого топлива и норматива, которым оно должно соответствовать, указывают в руководстве по эксплуатации.
Отказ топливной аппаратуры
Топливная аппаратура современного автомобиля, будь то бензиновые ДВС с непосредственным впрыском, или же дизельные двигатели, является достаточно чувствительной системой в отношении качества используемого топлива. Это связано с высоким давлением впрыска в современных системах (для бензиновых ДВС непосредственного впрыска - до 15 МПа (150 бар), для дизельных - до 250 МПа (2500 бар) и, как следствие, с высокоточным (прецизионно точным) изготовлением деталей топливных насосов и форсунок. Отклонения в качестве используемого топлива приводят к повреждениям поверхностей прецизионных деталей топливной аппаратуры и их выходу из строя. С учётом вышеизложенного, наиболее важными параметрами качества топлива, определяющими безотказную работу топливной аппаратуры, являются показатели, учитывающие изменения смазывающей способности топлива, а также связанные с содержанием в нём механических примесей и воды.
Общее количество механических примесей в соответствии с ГОСТ EN 12662-2016 [14] - это нерастворимые вещества, осевшие на фильтре после фильтрования в условиях испытания. Механические примеси в топливе состоят из частиц органического и неорга-
нического происхождения. Основными составляющими механических примесей являются частицы кокса, кварцевого песка, пыли, металла и окалины, попадающие в топливо при его переработке, хранении, транспортировке и перекачке по трубопроводам. Наличие механических примесей можно обнаружить на дне топливного бака исследуемого автомобиля (рис. 1) или же в корпусе топливного фильтра тонкой очистки и на сетке фильтра грубой очистки на насосе погружного типа (рис. 2).
Рис. 1. Частицы механических примесей на дне топливного бака исследуемого автомобиля (модуль
топливного насоса демонтирован)
Рис. 2. Механические примеси: а - на дне корпуса топливного фильтра тонкой очистки; б - на сетке фильтра грубой очистки погружного топливного насоса
В отношении дизельного топлива действующими стандартами установлены количественные требования к наличию загрязнений. Так, согласно ГОСТ 32511-2013 [7] общее загрязнение дизельного топлива механическими примесями не должно превышать 24 мг/кг.
Вместе с тем, требования к бензинам носят качественный характер: согласно ГОСТ 32513-2013 [6] проба бензина, налитая в стеклянный цилиндр диаметром 40-55 мм, должна быть прозрачной и не содержать взвешенных и осевших на дно цилиндра посторонних примесей, в том числе и воды.
Наличие повышенного количества механических примесей в топливе приводит к абразивному повреждению трущихся поверхностей деталей топливной аппаратуры. На рис. 3-5 показаны примеры таких абразивных повреждений (износ, царапины, риски) по-
а
б
верхностей управляющего клапана, боковой поверхности иглы распылителя дизельной форсунки.
Рис. 3. Пример абразивного повреждения поверхности (износ, царапины, риски)управляющего
клапана дизельной форсунки
Рис. 4. Пример абразивного повреждения боковой поверхности (износ, царапины, риски) иглы
распылителя дизельной форсунки
Рис. 5. Повреждённая поверхность иглы распылителя дизельной форсунки под растровым электронным микроскопом под (РЭМ) «]ЕОЬ JSM-6480LV»: а - увеличение х 300 раз; б - увеличение х 650 раз
Необходимо отметить, что абразивные частицы могут попадать в топливные форсунки не только из некачественного топлива, но и по причине выхода из строя топливно-
го насоса высокого давления (ТНВД). В результате отказа ТНВД в топливной системе автомобиля появляется множество мельчайших металлических частиц - продуктов износа трущихся поверхностей деталей насоса. При этом такой отказ не всегда связан именно с использованием некачественного топлива, а может, например, быть вызван производственным дефектом ТНВД.
На рисунке 6 представлен пример абразивного повреждения боковой поверхности (износ, царапины, риски) плунжера ТНВД по причине попадания в него вместе с топливом большого количества механических примесей.
Рис. 6. Абразивные повреждения боковой поверхности (износ, царапины, риски) плунжера ТНВД
Кроме того, наличие большого количества механических примесей может привести к критическому загрязнению топливного фильтра грубой (рис. 7, а) или тонкой (рис. 7, б) очистки, что вызовет трудности с запуском и работой ДВС автомобиля.
Рис. 7. Загрязнения топливного фильтра механическими примесями: а - фильтр грубой очистки топливного насоса погружного типа; б - топливный фильтр тонкой очистки дизельного ДВС
Второй основной проблемой, связанной с использованием некачественного топлива, является повышенное содержание воды в топливе.
Согласно ГОСТ 32511-2013 [7] массовая доля воды в топливе должна быть не более 200 мг/кг. Это означает, что на 1 кг топлива допустимое в нём содержание воды составляет
всего лишь 0,0002 кг, что соответствует соотношению 5000:1. Наличие воды в бензине, налитом в стеклянный цилиндр диаметром 40-55 мм, вообще недопустимо ни в каких количествах (согласно ГОСТ 32513-2013 [6]). Плотность дизельного топлива при температуре 15 оС составляет - 820-845 кг/м3 [7], бензина - 725-780 кг/м3 [6], а воды - 1000 кг/м3. Это означает, что вода, содержащаяся в бензине или дизельном топливе, будет осаждаться и находиться в нижней части ёмкости (топливного бака) (рис. 8).
Рис. 8. Осаждение воды в бензине в нижней части ёмкости
О повышенном содержании воды в топливе могут свидетельствовать коррозионные повреждения на деталях топливной аппаратуры (рис. 9).
Однако непосредственно к выходу из строя топливной аппаратуры зачастую приводит не сама коррозия (или её продукт - ржавчина), хотя её наличие на поверхности деталей может привести к повреждению трущихся поверхностей в процессе дальнейшей эксплуатации. Вместе с тем, как показывает практика, коррозионные повреждения часто образуются уже после выхода из строя топливной аппаратуры в процессе хранения деталей.
Рис. 9. Коррозионные повреждения на поверхности деталей топливной аппаратуры: а - внутри корпуса ТНВД; б - на внутренних деталях топливных форсунок (шток и клапан)
Вода способна ухудшить смазывающую способность топлива. На противоизнос-ные свойства топлив влияет как растворённая, так и свободная вода. При содержании в топливе растворённой воды более 0,008 % его противоизносные свойства ухудшаются, а противозадирные - остаются практически без изменения. При наличии в топливе эмульсионной воды значительно ухудшаются как противоизносные, так и противозадирные
свойства. Очевидно, что в первом случае играет роль снижение вязкости топлива при растворении в нём воды, а во втором - имеют место разрывы смазывающей плёнки между трущихся поверхностей и возникновения граничного (или полусухого) трения. Все эти явления особенно опасны для прецизионных пар топливной аппаратуры, ведь для них топливо является смазкой [15].
Повреждение поверхностей при этом зачастую носит характер адгезионного задира (межмолекулярного заедания) (рис. 10, 11).
Рис. 10. Задиры поверхностей деталей ТНВД: а - поршень; б - плунжер
а б
Рис. 11. Задиры поверхностей деталей топливной форсунки: а - игла распылителя; б - шток мультиклапана
Частным случаем, имеющим схожий механизм возникновения, однако не связанным непосредственно с наличием воды в топливе, являются задиры поверхности топливной аппаратуры по причине использования в автомобиле дизельного топлива с низкими значениями смазывающей способности. Согласно ГОСТ 32511-2013 [7] смазывающая способность дизельного топлива (скорректированный диаметр пятна износа (wsd 1,4) при 60 оС) должна быть не более 2,000-4,500 мкм. Смазывающая способность - свойство топлива, измеряемое пятном износа на металлическом шарике, которое образуется в результате трения металлического шарика о неподвижную металлическую пластину, полностью погруженную в топливо в точно определенных условиях испытания по ГОСТ ISO 12156-1-2012 [16]. Смазывающая способность в значительной степени определяется составом топлива и не является однозначной функцией вязкости или плотности. Смазывающая способность углеводородов ухудшается в ряду: бициклические ароматические углеводороды - моноциклические углеводороды - нафтены - парафины. Вопрос смазы-
вающей способности особо актуален в настоящее время по причине использования малосернистых автомобильных топлив.
Выход из строя топливных форсунок может произойти также и из-за образования смолисто-лаковых отложений на их внутренних деталях (рис. 12, 13) и нагарообразова-ния на внешней поверхности распылителя форсунок (рис. 14). Данные отложения способствуют подклиниванию деталей форсунок при их работе, повреждению их трущихся поверхностей, а также нарушению нормальной формы факела распыла форсункой топлива при его впрыске в цилиндр (рис. 15).
Рис. 12. Смолисто-лаковые отложения на поверхности деталей дизельной топливной форсунки: а - отверстие дросселя клапана; б - тарелка управляющего клапана; в - шток мультиклапана;
г - игла распылителя
Рис. 13. Смолисто-лаковые отложений внутри сопла распылителя топливной форсунки
с внутренней стороны
Рис. 14. Нагарообразование на внешней поверхности распылителя топливных форсунок
в - нарушение формы г- нормальная форма
Рис. 15. Нарушение нормальной формы факела распыла топлива форсункой: а, б - бензиновая форсунка; в, г - дизельная форсунка
Склонность топлив к образованию смолисто-лаковых отложений на деталях топливных форсунок связана с содержанием в них непредельных углеводородов и наличием фактических смол. Количество непредельных углеводородов (олефиновых) согласно ГОСТ 32513-2013 [6] не должно превышать в бензине концентрацию более 18% (для экологических классов К3, К4, К5), а концентрация фактических смол в топливе должна быть
не более 50 мг/дм3 (5 мг/100 см3). При этом согласно ГОСТ 32513-2013 нормируется только концентрация в топливе фактических смол (промытых), которые определяются по ГОСТ 1567-97 (ИСО 6246-95) [17]. Согласно ГОСТ 1567-97 (ИСО 6246-95) [17]: фактические смолы - остаток от выпаривания авиационного бензина или топлива для турбореактивных двигателей или нерастворимая в гептане часть остатка от выпаривания автомобильного бензина (промытые смолы), а непромытые смолы - остаток от выпаривания автомобильного бензина, состоящий из фактических смол и трудноиспаряющихся компонентов присадки. Непромытые смолы - это те смолы, которые остаются при выпаривании автомобильного бензина, а фактические смолы - это те смолы, которые остаются после промывки непромытых смол специальным растворителем (смесь равных объемов толуола и ацетона в соотношении 1:1). Допустимая концентрация фактических смол нормируется ГОСТ 32513-2013 [6], а вот концентрация непромытых смол не нормируется, что является существенным упущением, так как данный параметр также напрямую влияет на образование смолисто-лаковых отложений как на деталях топливной аппаратуры, так и на деталях ДВС. Согласно документу Всемирной топливной хартии [18], в которую входят крупнейшие автопроизводители со всего мира, в неэтилированном бензине со строгими требованиями к качеству отработавших газов концентрация непромытых смол не должна превышать 70 мг/100 см3.
Для справки. Согласно последней редакции Всемирной топливной хартии от 2019 года, на всемирный рынок был введен новый, шестой класс автомобильного бензина, отражающий новые ограничения на выбросы в атмосферу продуктов сгорания. Также была введена новая марка автомобильного бензина - АИ-102. Кроме того, для бензина установлен новый показатель - индекс твердых частиц (PMI), выбросы которых являются проблемой для современных бензиновых автомобилей с прямым впрыском топлива. В свою очередь для дизельного топлива введен другой показатель - коэффициент склонности к загрязнению топливного фильтра (FBT). Также для топлив расширено применение биокомпонентов: для бензина допускается вовлечение до 22 % этанола (для марок АИ-98/АИ-102 класса 6), а для дизеля разрешаются такие биокомпоненты, как HVO (Hydrotreated Vegetable Oil) и BtL (Biomass-to-Liquid) неограниченной концентрации.
Допустимая концентрация фактических смол в дизельном топливе ранее определял ГОСТ 305-82 (концентрация фактических смол на 100 см3 топлива не более 40 мг), однако в заменившем его ГОСТ 305-2013 [9], а также в других действующих стандартах по дизельному автомобильному топливу данный показатель, по непонятным причинам, отсутствует, что также является существенным упущением.
Концентрация ароматических углеводородов в бензиновом топливе, при их значительном количестве, также может привести к повышенному нагарообразованию на распылителях топливных форсунок. Количество ароматических углеводородов в бензине согласно ГОСТ 32513-2013 [6] не должно превышать концентрацию более 35 % для экологических классов K4, K5 и 42 % для экологического класса К3.
В дизельном топливе допустимая массовая доля полициклических ароматических углеводородов нормируется ГОСТ 32511-2013 [7] и не должна быть более 8,0 %. Также ГОСТ нормирует такие параметры дизельного топлива, как коксуемость 10 %-ного остатка разгонки (не более 0,3 % масс.) и зольность (не более 0,01% масс.), которые влияют на нагарообразование при сгорании топлива в цилиндрах.
Фракционный состав дизельного и бензинового топлива, который нормируется по ГОСТ 32511-2013 [7] и ГОСТ 32513-2013 [6], из-за повышенного содержания тяжелых фракций может приводить к закосовыванию распылителей форсунок и повышенным выбросам сажи, дыма и твердых частиц.
Отдельной проблемой, связанной исключительно с применением некачественного дизельного топлива, является возможная потеря пропускной способности топливного
фильтра тонкой очистки дизельного ДВС по причине отложений на его поверхности парафина в зимний период (рис. 16).
Парафиновые группы изначально присутствуют в нефти и при перегонке остаются в дизельном топливе. Их положительным свойством является повышение скорости горения топлива. Негативное свойство - замерзание топлива при отрицательных температурах. В дизельном топливе парафин выпадает только с наступлением морозов. Обычно при температуре -5 °С топливо начинает мутнеть. Это и есть признак начала кристаллизации парафина.
Пока кристаллы парафина малы, они проходят сквозь сетку топливного фильтра, и двигатель продолжает работать. По мере дальнейшего понижения температуры кристаллы начинают слипаться в агломераты, а при достижении предельной температуры фильтруемости, сгустки становятся настолько большими, что не проходят через фильтр, забивают его и поступление топлива в ДВС автомобиля прекращается.
Рис. 16. Отложения парафина на поверхности топливного фильтра тонкой очистки дизельного
ДВС
Для зимнего дизельного топлива, согласно ГОСТ 32511-2013 [7], обязательно нормируется предельная температура фильтруемости, а также температура помутнения (например, для зимнего дизельного топлива класса 0 температура фильтруемости составляет -20 оС, а температура помутнения составляет -10 оС.
Многие автолюбители считают, что установленный в автомобиле фильтр тонкой очистки должен предохранить топливную аппаратуру от попадания в неё механических примесей, смол и даже воды. Но это ошибочное мнение. Во-первых, топливный фильтр тонкой очистки, какой бы хороший он не был, не способен на 100 % произвести очистку топлива от механических примесей. У самых совершенных топливных фильтров тонкой очистки (категория 1) согласно ГОСТ Р 53640-2009 [19] полный отсев составляет >95 %, а это означает, что при 95 % очистке топлива есть вероятность проникновения в систему до 5 % изначально находившихся в топливе механических частиц определённого в характеристиках для данного фильтра номинального размера. При этом, чем больше в топливе механических частиц, тем большее их количество может проникнуть через фильтр к топливной аппаратуре.
Также согласно ГОСТ Р 53640-2009 [19] у самого совершенного топливного фильтра тонкой очистки (категория 1) полное отделение воды составляет >80 %. Значит, до
20 % содержавшейся в топливе воды не задерживается фильтром, а проходит далее вместе топливом в топливную систему.
Топливный фильтр тонкой очистки, насколько бы он хорошо не был изготовлен, всегда рассчитан на то, что в автомобиле должно применяться топливо, по своему качеству соответствующее требованиям действующих нормативных документов. Топливный фильтр не сможет уберечь топливную аппаратуру автомобиля в случае значительного отклонения параметров качества прокачиваемого через него топлива. Заключение
Следующие показатели качества автомобильного топлива, при их отклонении от определённых действующими в Российской Федерации нормативными документами количественных значений, могут приводить к отказу топливной аппаратуры:
- общее загрязнение механическими примесями, которое влияет на абразивное повреждение трущихся деталей топливной аппаратуры;
- предельная температура фильтруемости, а также температура помутнения дизельного топлива, которые влияют на работоспособность системы топливоподачи и топливного фильтра в условиях низких температур;
- массовая доля воды, превышение которой может вызывать адгезионные задиры трущихся поверхностей деталей топливной аппаратуры, а также их коррозионные повреждения;
- смазывающая способность дизельного топлива, при низком значении которой возможно повреждений пар трения топливной аппаратуры;
- концентрация фактических смол (промытых и не промытых растворителем); концентрация непредельных углеводородов (олефинов); концентрация ароматических углеводородов; коксуемость и зольность дизельного топлива; фракционный состав топлива в части повышенного содержания в нём тяжелых фракций, превышение которых может вызывать образование смолисто-лаковых отложений на внутренних деталях топливной аппаратуры, а также повышенное нагарообразование на распылителях топливных форсунок.
Топливные фильтры тонкой очистки, как бы качественно они не были изготовлены, не смогут уберечь топливную аппаратуру автомобиля в случае значительного отклонения указанных показателей топлива от допустимых значений.
Список литературы
1. Карта топлива - 2020. Качество топлива [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.rst.gov.m/portal/gost/home/presscenter/news?portal:componentM=88beae40-0e16-414c-b176-
d0ab5de82e16&navigati0nalstate=JBPNS_r00ABXczAAZhY3Rpb24AAAABAA5zaW5nbGV0ZXdzVmll dwACaWQAAAABAAQ3NDY1AAdfX0VPRl9f (дата обращения: 03.10.2021).
2. Технический регламент таможенного союза ТР ТС 013/2011. О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту (с изменениями на 19 декабря 2019 года). - М.: АО "Кодекс", 2022. - 22 с.
3. ГОСТ 2084-77. Бензины автомобильные. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. - 6 с.
4. ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-2004) Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2009. - 22 с.
5. ГОСТ Р 51105-2020 Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Бензин неэтилированный. Технические условия. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2020. - 11 с.
6. ГОСТ 32513-2013 Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2019. - 6 с.
7. ГОСТ 32511-2013 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия. - М.: ФГУП «Стандартин-форм», 2019. - 15 с.
8. ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009) Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2009. - 28 с.
9. ГОСТ 305-2013 Топливо дизельное. Технические условия. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2019. - 10 с.
10. ГОСТ 1667-68 Топливо моторное для среднеоборотных и малооборотных дизелей. Технические условия. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2009. - 4 с.
11. ГОСТ Р 52201-2004 Топливо моторное этанольное для автомобильных двигателей с принудительным зажиганием. Бензанолы. Общие технические требования. - М.: ФГУП «Стандартин-форм», 2009. - 4 с.
12. ГОСТ 27578-2018 Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта. Технические условия. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2018. - 19 с.
13. ГОСТ 27577-2000 Газ природный топливный компримированный для двигателей внутреннего сгорания. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. - 16 с.
14. ГОСТ EN 12662-2016 Нефтепродукты жидкие. Метод определения механических примесей в средних дистиллятах, дизельном топливе и метиловых эфирах жирных кислот. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2020. - 16 с.
15. Новичков, А.В. Уменьшение износа плунжерных пар топливных насосов снижением обводненности дизельного топлива: монография / А.В. Новичков, Ю.А. Захаров, Е.Г. Рылякин. - Пенза: ПГУАС, 2015. - 200 с. ISBN 978-5-9282-1281-0.
16. ГОСТ ISO 12156-1-2012 Топливо дизельное. Определение смазывающей способности на аппарате HFRR. Часть 1. Метод испытаний. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2019. - 13 с.
17. ГОСТ 1567-97 (ИСО 6246-95) Нефтепродукты. Бензины автомобильные и топлива авиацион-
ные. Метод определения смол выпариванием струей. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. - 9 с.
18. Всемирная топливная хартия. - 2000. - Апрель. - 53 с. -https://s.siteapi.org/d1e6323b8f75b08/docs/a56808539695049c3f5ee738a840f9f81b183ec0.pdf (дата обращения: 03.10.2021).
19. ГОСТ Р 53640-2009 Автомобильные транспортные средства. Фильтры очистки дизельного топлива. Общие технические требования. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2010. - 14 с.
References
1. Karta topliva - 2020. Kachestvo topliva, https://www.rst.gov.ru/portal/gost/ home/presscenter/news?portal:componentId=88beae40-0e16-414c-b176-d0ab5d e82e16&navigationalstate=JBPNS_rO0ABXczAAZhY3Rpb24AAAABAA5zaW5nbGVOZXdzVmlldwACa WQAAAABAAQ3NDY1AAdfX0VPRl9f (03.10.2021).
2. O trebovaniyah k avtomobil'nomu i aviacionnomu benzinu, dizel'nomu i sudovomu toplivu, toplivu dlya reaktivnyh dvigatelej i mazutu, Tekhnicheskij reglament tamozhennogo soyuza TR TS 013/2011 (About requirements for automobile and aviation gasoline, diesel and marine fuel, jet engine fuel and fuel oil, Technical Regulations of the Customs Union TR CU 013/2011), Moscow, AO «KODEKS», 2022, 22 р.
3. Benziny avtomobil'nye. Tekhnicheskie usloviya, GOST 2084-77 (Motor gasoline. Technical conditions, State Standart 2084-77), Moscow, IPK IZDATELSTVO STANDARTOV, 2003, 6 p.
4. Topliva motornye. Benzin neetilirovannyj. Tekhnicheskie usloviya, GOST R 51866-2002 (EN 228-2004) (Motor fuels. Unleaded gasoline. Technical conditions, State Standart R 51866-2002), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2009, 22 p.
5. Topliva dlya dvigatelej vnutrennego sgoraniya. Benzin neetilirovannyj. Tekhnicheskie usloviya, GOST R 51105-2020 (Fuels for internal combustion engines. Unleaded gasoline. Technical conditions, State Standart R 51105-2020), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2020, 11 p.
6. Topliva motornye. Benzin neetilirovannyj. Tekhnicheskie usloviya, GOST 32513-2013 (Motor fuels. Unleaded gasoline. Technical conditions, State Standart 32513-2013), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2019, 6 p.
7. Toplivo dizel'noe EVRO. Tekhnicheskie usloviya, GOST 32511-2013 (EURO diesel fuel. Technical conditions, State Standart 32511-2013), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2019, 15 p.
8. Toplivo dizel'noe EVRO. Tekhnicheskie usloviya, GOST R 52368-2005 (EN 590:2009) (EURO diesel fuel. Technical conditions, State Standart R 52368-2005), FGUP STANDARTINFORM, 2009, 28 p.
9. Toplivo dizel'noe. Tekhnicheskie usloviya, GOST 305-2013 (Diesel fuel. Technical conditions, State Standart 305-2013), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2019, 10 p.
10. Toplivo motornoe dlya sredneoborotnyh i malooborotnyh dizelej. Tekhnicheskie usloviya, GOST 1667-68 (Motor fuel for medium-speed and low-speed diesels. Technical conditions, State Standart 1667-68), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2009, 4 p.
11. Toplivo motornoe etanol'noe dlya avtomobil'nyh dvigatelej s prinuditel'nym zazhiganiem. Benzanoly. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya, GOST R 52201-2004 (Ethanol motor fuel for automobile engines with forced ignition. Benzanols. General technical requirements, State Standart R 52201-2004), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2009, 4 p.
12. Gazy uglevodorodnye szhizhennye dlya avtomobil'nogo transporta. Tekhnicheskie usloviya, GOST 27578-2018 (Liquefied hydrocarbon gases for motor transport. Technical conditions, State Standart 27578-2018), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2018, 19 p.
13. Gaz prirodnyj toplivnyj komprimirovannyj dlya dvigatelej vnutrennego sgoraniya. Tekhnicheskie usloviya, GOST27577-2000 (Compressed natural fuel gas for internal combustion engines. Technical conditions, State Standart 27577-2000), Moscow, IPK IZDATELSTVO STANDARTOV, 2004, 16 p.
14. Nefteprodukty zhidkie. Metod opredeleniya mekhanicheskih primesej v srednih distillyatah, dizel'nom toplive i metilovyh efirah zhirnyh kislot, GOST EN 12662-2016 (Liquid petroleum products. Method for determination of mechanical impurities in medium distillates, diesel fuel and methyl esters of fatty acids, State Standart EN 12662-2016), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2020, 16 p.
15. Novichkov A.V., Zaharov Yu.G., Ryliakin E.G. Umenshenie iznosa plunzhernyh par toplivnyh nasosov snizheniem obvodnennosti dizelnogo topliva: monografiya (Reducing the wear of plunger pairs of fuel pumps by reducing the water content of diesel fuel: monograph), Penza, PGUAS, 2015, 200 p.
16. Toplivo dizel'noe. Opredelenie smazyvayushchej sposobnosti na apparate HFRR. Chast' 1. Metod ispytanij, GOST ISO 12156-1-2012 (Diesel fuel. Determination of lubricity on the HFRR machine. Part 1. Test method, State Standart ISO 12156-1-2012), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2019, 13 p.
17. Nefteprodukty. Benziny avtomobil'nye i topliva aviacionnye. Metod opredeleniya smol vyparivaniem struej, GOST 1567-97 (ISO 6246-95) (Petroleum products. Motor gasoline and aviation fuels. Method of determination of resins by evaporation by jet, State Standart 1567-97), Moscow, IPK IZDATELSTVO STANDARTOV, 2001, 9 p.
18. Vsemirnaya toplivnaya hartiya (Association of European Automobile Manufacturers World Fuel Charter), 2000, april, 53 p.
19. Avtomobil'nye transportnye sredstva. Fil'try ochistki dizel'nogo topliva. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya, GOST R 53640-2009 (Motor vehicles. Diesel fuel purification filters. General technical requirements, State Standart R 53640-2009), Moscow, FGUP STANDARTINFORM, 2010, 14 p.
Рецензент: А.А. Дьяков, канд. техн наук, доц., вед. инж. ИНАЭ-МАДИ Статья поступила 08.11.2021
УДК 620.22 : 620.192.7
МЕТАЛЛОВЕДЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИЧИН УСТАЛОСТНЫХ РАЗРУШЕНИЙ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ДВС ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АВТОТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ
Лариса Павловна Шестопалова, канд. техн. наук, доц., ntibr@ mail.ru, Татьяна Евгеньевна Лихачева, канд. техн. наук, 15329022@ yandex.ru, Лариса Георгиевна Петрова, д-р техн. наук, проф., [email protected], Алексей Евгеньевич Перекрестов, ведущий инженер, [email protected], Александр Юрьевич Малахов, канд. техн. наук, [email protected], МАДИ, Россия, 125319, Москва, Ленинградский проспект, 64
Аннотация. Методами оптической, растровой электронной микроскопии и различными другими инструментальными методами исследованы механизмы усталостных разрушений коленчатых валов ДВС из сталей различных марок. Проведено обобщение причин, приводящих к возникновению разрушений в процессе эксплуатации. В статье приведены примеры усталостных разрушений коленчатых валов, которые произошли в различных условиях эксплуатации. Для определения причины разрушения и установления исходного очага разрушения, приведшего к полному разрушению, задействован широкий комплекс исследований, позволяющий показать в каждом конкретном случае последовательность проведения экспертизы для определения точной причины разрушения
