Горючие газы, омывающие детали двигателя, образуют на них нагар, а это приводит к потере мощности двигателя и увеличению расхода топлива. На практике присутствует состояние равновесия, когда количество образовавшегося и выгоревшего нагара уравнивается. Распылители форсунок, поверхности камеры сгорания и некоторые другие части двигателя могут оставаться чистыми от нагара. То, в каком режиме работает дизель, определит: сохранится ли состояние равновесия или нет. Большая нагрузка на двигатель и увеличение температурного режима (при тонком слое нагара) способствует появлению равновесного состояния.
В определенном режиме работы нагар почти полностью выгорает, а потом образуется снова, это может повторяться не раз. Скорость появления нагара находится в прямой зависимости от качества топлива и нескольких других факторов.
Влияние серы
Серные соединения вызывают при горении более быструю окислительную полимеризацию находящихся в топливе углеводородов. Не исключение – и сгоревшие продукты самой серы.
Смолы
Смолы, находящиеся в составе топлива, тоже активно способствуют образованию нагара. Особенно плохо, что закоксовываются поршневые кольца. Количество смол, как вредных примесей топлива, должно быть строго ограничено. Лимит этих ограничений описан в требованиях к стандарту топлива. Марка дизельного топлива и определяет содержание смол в солярке, на каждые 100 миллилитров топлива допускается не более 50 миллиграмм смол.
Коксующиеся вещества
Есть еще один показатель, который влияет на появление нагара – показатель коксуемости. Веществ, способных к коксованию, сравнительно немного в топливе. Коксуемость определяют методом 10%-го остатка топлива. Остаток же рассматривают только тогда, когда отгонят из топлива более лёгкие фракции.
На коксуемость топлива влияют следующие факторы:
- объем углеводородов с низким уровнем термоокислительной стабильности;
- нахождение в топливе продуктов окислительной полимеризации;
- групповой химический состав.
Параметр коксуемости солярки, согласно стандарту, ограничен 0,3%. Есть более качественные марки топлива, поскольку производитель определил в них коксуемость максимум в 0,035%.
Зола
Если проанализировать камеру сгорания на наличие в ней нагара и исследовать его химический состав, то нередко можно обнаружить не только органические соединения, но и золу с очень твёрдыми частицами. Такие частицы становятся причиной абразивного износа деталей. Чтобы держать под контролем нахождение в топливе негорючих элементов, при составлении стандартов ввели показатель зольности. Ее максимум определен числом 0,01.
Метод определения зольности
Выпаривают навески солярки, прокаливают её в специальном тигле из фарфора (он взвешивается перед этим аналитическими весами). Таким образом добиваются выгорания всей органики из топлива, а в тигле можно наблюдать после этого только негорючую золу. Соотношение массы оставшейся золы к массе выпаренной навески и есть показатель зольности. Он измеряется в процентах.
Заключение
Теперь можно подвести итог. Чем выше процент содержания в топливе золы, смол и серы, тем больше коксуемость. Соответственно выше вероятность появления нагара на распылительной форсунке и в канавках поршневых колец. Если в составе топлива повышен уровень присутствия алкадиенов и алкенов (ароматические и непредельные углеводороды) и присутствуют тяжелые фракции, то эти обстоятельства только усилят образование нагара.
