Автомобильные присадки и добавки - [54]
Очистители бензиновых двигателей
Химическая стабильность бензина характеризуется его способностью длительно сохранять первоначальный химический состав без изменения при хранении, перекачке и транспортировании. Химическая стабильность бензинов определяется в основном их углеводородным составом. Окислению наиболее подвержены бензины, полученные термическим и каталитическим крекингами, коксованием, пиролизом с повышенным содержанием олефиновых и диолефиновых углеводородов. Наиболее химически стабильны бензины, произведенные каталитическим реформингом или прямой перегонкой, а также алкилбензин.
Уже за время следования от производителя до бака потребителя происходит частичное автоокисление бензина, т. е. окисление его нестабильных соединений кислородом окружающего воздуха с образованием продуктов сложного состава. Длительное хранение бензина, наличие множества перекачек и перепадов температуры значительно повышают вероятность окисления части топлива с образованием смолистых соединений, органических кислот и других подобных веществ. Часть окислившихся соединений остается в бензине в растворенном виде, другая (меньшая часть) выпадает в осадок. Окисление бензина активизируется присутствием влаги, размножением микроорганизмов, накапливающихся в резервуарах, а также за счет каталитического воздействия цветных металлов и их сплавов. Неэтилированные бензины окрашиваются в различные оттенки желтого цвета. Наблюдается резкий специфический запах, а на дне резервуаров образуется масляный слой, слаборастворимый в бензине. Все это приводит к повышению кислотности топлива и увеличению его коррозионной активности.
Отложения и загрязнения в топливной системе двигателя, образующиеся при низких температурах, представляют собой липкие мазеобразные вещества коричневого цвета. Смолы откладываются на внутренних поверхностях топливных баков, фильтров, насосов; блокируют топливопроводы; покрывают лаковым слоем детали карбюратора, жиклёры, распылители, дроссельные заслонки. Повышенное содержание смолистых соединений в применяемом бензине приводит к различным отказам в системе питания двигателя. Отложения на деталях карбюратора (рис. 24) нарушают подачу топлива и процесс его смешивания с воздухом, а отложения на фильтрующих элементах приводят к прекращению подачи бензина к двигателю.
Фактические (промытые) смолы — нерастворимая в гептане часть остатка, полученная при выпаривании автомобильного бензина.
Непромытые смолы — остаток от выпаривания автомобильного бензина, состоящий из фактических смол и трудно испаряющихся компонентов присадок.
При эксплуатации двигателя неиспарившиеся высокотемпературные фракции бензина вместе с находящимися в них смолистыми веществами в виде пленки распределяются по впускному трубопроводу в направлении цилиндров. Уже в этот период начинается интенсивное окисление углеводородов бензина и оседание смолистых веществ на горячих стенках трубопровода. Выделившиеся соединения продолжают полимеризоваться и превращаются в твердые смолистые отложения, снижающие поперечное сечение трубопровода и значительно увеличивающие сопротивление движению горючей смеси, вызывая турбулентности. Вследствие этого уменьшается наполнение цилиндров топливно — воздушной смесью, что приводит к снижению мощности двигателя. В дальнейшем смолистые вещества, выпавшие на впускных клапанах, образуют твердые карбоновые отложения (нагар), которые нарушают правильность посадки клапанов и герметичность системы, что может привести к «зависанию» клапанов.
Рис. 24. Загрязнения на внутренних поверхностях карбюратора
Количество фактических смол, содержащихся в исследуемом бензине, измеряется в мг на 100 см3 топлива. При производстве автомобильных бензинов их может находиться не более 5 мг в 100 см3 топлива. Все бензины содержат определенное количество смолистых веществ, образующихся при хранении. Эти вещества имеют высокую кислотность. Они очень плохо растворяются в топливе, но легко откладываются на металлических поверхностях: стенках топливного бака, топливопроводов и на других деталях топливной системы. Из‑за малой испаряемости они не полностью сгорают в камере сгорания, а преобразуются в твердые отложения — нагар. Нагар образуется на свечах, камере сгорания, днище поршня и клапанах (рис. 25). Это вызывает закоксовывание форсунок и потерю подвижности поршневых колец, засорение карбюратора, топливопроводов, топливных баков и выпускного коллектора. Все это приводит к снижению мощности двигателя, увеличению расхода топлива и масла, повышению дымности и токсичности отработанных газов и т. д.
Рис. 25. Нагар на выпускном клапане двигателя
Повышенная концентрация смол значительно уменьшает пробег до появления отказов двигателя в результате интенсивного нагарообразования (табл. 18).
Таблица 18. Зависимость пробега автомобиля от содержания фактических смол в бензине
Образование нагара в двигателе — явление неизбежное, но интенсивность его протекания можно существенно снизить. Для этих целей разработаны и успешно применяются во всем мире специальные моющие присадки (очистители), как к бензину, так и к дизельному топливу.
