В дизельных двигателях топливо выполняет роль смазочного материала для топливоподающей и регулирующей аппаратуры. В топливной системе много мелких металлических деталей, трущихся друг о друга: плунжерная пара топливного насоса высокого давления, запорные иглы форсунок, клапана, регуляторы и т.д. Использование классической масляной смазки привело бы к сложной громоздкой конструкции. Использование же дизельного топлива в качестве смазки позволяет существенно упростить конструкцию топливной системы, повысив ее надежность и ремонтопригодность.
Топливный насос высокого давления представляет собой стальной плунжер (цилиндр), делающий возвратно-поступательные движения внутри цилиндра (втулки) малого диаметра. Плунжер-втулку называют — плунжерная пара. Во втулке два отверстия. Во впускное отверстие поступает топливо, сжимается плунжером и под высоким давлением (150 МПа и выше) выходит из выпускного отверстия, и далее идет на форсунку.
Для исключения просачивания топлива между плунжером и втулкой, путем высокоточной обработки, между ними делают зазоры всего в 1-3 мкм. В такой микроскопический зазор невозможно загнать машинное масло, для обеспечения гидродинамического трения, здесь имеем другой режим трения — граничное трение деталей. Следовательно, для исключения фрикционного износа трущихся поверхностей деталей, само топливо должно обладать смазывающей (противоизносной) способностью. Чем лучше смазывающая способность топлива – тем дольше проработает топливная (ТНВД, форсунки). Основная причина износа плунжерной пары ТНВД, форсунок – некачественное «сухое» дизтопливо.
ГОСТ Р 32511-2013 «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия» (он же — Европейский стандарт EN 590:2009) требует, чтобы смазывающая способность дизтоплива была не более 460 мкм (диаметр пятная износа (ДПИ), смотрим пункт 13 в таблице 1 ГОСТа).
Worldwide Fuel Charter (Всемирная Топливная Хартия) рекомендует пятно износа не более 400 мкм (см. страницу 59).
Всемирная Топливная Хартия — бюллетень, содержащий рекомендации к топливам, их качеству, параметрам. Бюллетень выпускается комитетом Хартии, в состав которого входят все мировые производители автомобилей, двигателей (BMW, Volkswagen, Ford, Toyota, PSA и другие). Рекомендации по пятну износа 400 мкм основаны на исследованиях концерна Bosch.
По результатам исследования, нормальным считается дизельное топливо с оценкой 3,5 по шкале Bosch (с пятном износа менее 400 мкм). При заправке автомобиля топливом с оценкой 4 ( 410 мкм) ТНВД будет иметь уже пониженную выносливость (срок службы), а при использовании топлива с оценкой выше 7 (пятно 570 мкм) — насосу осталось жить совсем чуть-чуть.
Вот почему, когда шведы самыми первыми в мире начали выпускать ультраочищенное от серы дизельное топливо с крайне низкой смазывающей способностью (современное ЕВРО 5, но без добавления противоизносной присадки), ТНВД новых легковых автомобилей уже на пробеге 2-5 тысяч км выходили из строя.
Испытание дизельного топлива на смазывающую способность проводят методом HFRR: в лаборатории, на специальном стенде в ванночке с топливом, стальной шарик совершает возвратно-поступательные движения по стальной пластинке с частотой 50 Гц, в течение 75 минут. После окончания испытания замеряют насколько износился шарик в зоне контакта с пластиной. Чем больше пятно износа – тем хуже, солярка «суше», будут сильнее изнашиваться детали топливной системы двигателя (ТНВД, форсунки, клапана, регуляторы).
Требования EN 590 периодически ужесточаются, для улучшения качества топлива. Целей две: уменьшить негативное воздействие топлива на детали двигателя и снизить вредные, токсичные вещества в продуктах сгорания (выхлопе).
Смотрим как менялись требования EN 590 к содержанию сернистых соединений в дизтопливе.
Сернистые соединения удаляют в процессе гидроочистки нефтяных фракций [216 страница, второй, четвертый абзац сверху].
Сернистые соединения в дизтопливе – основная причина коррозионного воздействия топлива на детали двигателя. Когда пишут «наличие серы в дизтопливе…» подразумевается не чистая сера, а ее соединения [см. абзац «Коррозионное воздействие дизельного топлива на двигатель и топливоподающую аппаратуру»; 214 страница, последний абзац].
Кроме того, сера осаждается на поверхности сот катализатора. В результате катализатор постепенно прекращает нейтрализовывать токсичные соединения отработавших газов в выхлопе в безвредные углекислый газ, азот и воду, т.е. катализатор постепенно выйдет из строя [23 страница, вторая колонка, второй абзац снизу, 26 страница, первая колонка второй абзац снизу].
Сернистые и азотистые соединения в дизтопливе – основная причина образования смол в топливе, и, следовательно, нагара на форсунках, поршнях и других местах двигателя [абзац «Влияние свойств дизельного топлива на образование нагара»].
Серо, кислород, азотсодержащие органические соединения имеют общее название – гетероатомные соединения. Серо и азотсодержащие гетероатомные соединения – это вредные примеси в топливе, их удаляют при гидроочистке. При гидроочистке, к сожалению, удаляются также и безвредные, полезные кислородсодержащие соединения.
Гетероатомные кислородсодержащие соединения обладают высокими смазывающими свойствами, так как их полярные молекулы на поверхности металла создают адсорбционные и хемосорбционные пленки, уменьшающие граничное трение [47 страница, четвертый абзац; 48 страница, последний абзац; 51 страница, третий абзац снизу, последнее предложение; 53 страница, последний абзац; Первая страница]. Т.е. до введения жестких европейских норм EN 590, гетероатомные соединения выполняли роль смазки в дизтопливе [50 страница, последний абзац; 25 страница, вторая колонка, последний абзац снизу].
Как же тогда обеспечить требование стандарта? Ответ прост – обратно добавить, вернуть в чистое, «сухое» дизтопливо гетероатомные соединения, но только безопасные соединения [19 страница, глава V]. Так и поступают нефтеперерабатывающие заводы, добавляя в качестве противоизносной (смазывающей) присадки кислородсодержащие гетероатомные соединения.
Основной компонент противоизносной (смазывающей) присадки от любого производителя, российский или зарубежный — это жирные кислоты талового масла или сокращенно — ЖКТМ. Таловое масло – побочный природный продукт целлюлозной промышленности. Варят измельченную древесину, получают целлюлозу и как побочный продукт — таловое масло. Из талового масла выделяют ЖКТМ, которую далее и используют для изготовления смазывающей присадки. ЖКТМ получают в промышленных масштабах, поэтому он дешев.
Жирные кислоты — это и есть смесь кислородсодержащих гетероатомных органических соединений или по другому – смесь ненасыщенных высших карбоновых кислот: олеиновая, линолевая, линоленовая кислоты.
Жирные кислоты, обладая значительной поверхностной активностью, образуют прочные хемосорбционные соли на поверхности металла [раздел Смазочный материал и влияние его компонентов на граничную смазку; 53 страница, первый абзац].
Жирные кислоты также можно выделить из растительных масел, например, из рапсового, подсолнечного, оливкового. Такие кислоты сокращенно называются — ЖКРМ. Например, присадка ГТ-16 в дизельном топливе от Танеко — это смесь ЖКТМ и ЖКРМ.
Существуют еще патенты присадок на основе синтезированных (искусственных) жирных карбоновых кислот – технические алкилсалициловые кислоты (ТАСК). Но на рынке их нет, ввиду того, что их стоимость выше «природных» на основе ЖКТМ.
Жирные кислоты наиболее эффективные по противоизносным свойствам.
Для обеспечения HFRR = 460 мкм необходима микроскопическая доза жирных кислот в концентрации 10-30 мл на 100 литров топлива.
Смотрим результаты лабораторных испытаний дизтоплив без/с добавлением промышленной присадки Intron dlube 2090. Автору канала PARTBOX огромное спасибо за проделанную работу. Результаты с фотографиями взяты из его видеороликов.
Небольшое необходимое пояснение. То что Intron dlube 2090 показал себя лучше, чем Kerokorr LA99C — отнеситесь к этому немного скептически. Я перечитал кучу научной литературы. Могу с полной уверенностью сказать — эффективность всех присадок находится на одинаковом уровне. Intron молодая компания, которой нужно зарекомендовать себя при выходе на российский рынок. Не доверяйте маркетингу одной компании/человека, все надо изучать и делать выводы. Basf — крупный мировой концерн, с многолетней историей, с кучей заводов по всему миру, делает отличные по качеству продукты.
В общем, присадки добавляются на НПЗ не потому, что нефтеперерабатывающим заводам проще, дешевле гнать плохого качества топливо и «докручивать» его до требований ГОСТа добавлением присадок, обманывая нас — потребителей. Нет, наоборот – НПЗ делают все лучше и лучше по качеству топливо, но, чтобы топливо, как и прежде, смазывало топливную систему двигателя – добавляют противоизносные присадки. Современное качественное дизельное топливо просто невозможно выпускать без добавления пакета присадок [Пункт 1.2].
К сожалению, российские НПЗ, зачастую, присадки добавляют по минимуму, чтобы только вписаться в требования стандарта EN590. Смотрим в паспортах на дизтопливо ниже пункты 13.
Что такое противоизносная присадка для дизельного топлива? Паспорт качества Лукойл
Что такое противоизносная присадка для дизельного топлива? на ДТ 04 Противоизнос на пределе 1
Теперь посмотрите какое топливо делается в Европе.
Исследование качества топлива по всему миру произведено компанией Infineum (смотрите начиная с 23 страницы, строку «HFRR, μm» в таблице).
Получается в Европе дизтопливо по смазывающей способности в два раза лучше, чем у нас в России.
Вывод — хочешь ездить на дизтопливе по смазывающей способности европейского качества – самостоятельно, дополнительно добавляй в топливо противоизносную присадку.
В рознице смазывающие присадки продаются, но их мало. У многих попробуй еще найти информацию из чего она сделана, в описании – одна маркетинговая шелуха, и, не навредит ли она двигателю — еще вопрос. Но самое главное, цена у розничных присадок — неадекватная. Например, посчитайте прибавку к стоимости 1 литра дизтоплива присадки LIQUI MOLY Diesel Schmier-Additiv.
По составу – одно и то же, что и промышленная. Но цена в 49 раз выше! LM стоит 470 р за 150 мл флакон (разбавленная), заливается на 80 литров топлива. Дозировка промышленной — 20-30 мл на 100 л топлива.
Но самая интересная цифра сравнения — чтобы на розничной присадке откатать те же 5000 литров топлива, нужно потратиться на нее 5000*3133/533 = 29390 рублей! Сравните цифры: 29390 рублей — за розничную и 600 рублей — за промышленную.
Выход один – искать промышленные присадки, которыми пользуются сами НПЗ. Их состав не скрывается, НПЗ не будут покупать у производителя присадки жижу неизвестного происхождения, НПЗ сами проводят комплексные испытания присадок в своих лабораториях. Производитель присадки не может поставить на НПЗ сомнительного качества жижу, иначе попадет на миллионы, если не на миллиарды рублей судебных разбирательств, из-за порчи тысяч кубометров топлива.
Основные мировые производители промышленных присадок: Clariant, Lubrizol, BASF, Infinеum, Afton. Раньше российские НПЗ пользовались только ими, но на сегодняшний день наши химики подтянулись и на рынке теперь имеются присадки российского производства.
Метод испытания HFRR на пятно износа имеет большую погрешность — 20% (63 мкм). Учитывая высокую погрешность, по таблице видно, что присадки российского производства не уступают по эффективности зарубежным. И это логично, так как все присадки — это жирные кислоты талового и/или растительного масла.
Поэтому еще раз повторюсь — да, автор канала Партбокс — молодец, ему — респект, проделал большую работу. Но не следует слепо доверять словам/испытаниям одного человека. Откуда взялись у него присадки, кто их дал, с какой целью — мы не знаем. Intron dlube 2090 — наверняка отличная присадка, от молодой компании, только выходящей на российский рынок. Но она не лучше других присадок, таких как Kerokorr LA99C, Байкат, Миксент-2030. Я перечитал много научной литературы на тему противоизносных присадок. На руках даже статьи из журнала «Мир нефтепродуктов». Статьи журнала в свободном доступе вы не найдете в интернете, каждая статья платная, стоит 750 рублей. Журнал сугубо для компаний/специалистов нефтехимической отрасли. Это главный журнал по теме технологий переработки нефти, получения топлив, масел, присадок. Печатаются там, в частности, ученые из Всероссийского научно — исследовательского института по переработке нефти (ВНИИ НП). Перечитав статьи из журнала и другую научную литературу могу с полной уверенностью сказать — эффективность всех присадок от разных производителей находится на одинаковом уровне. Присадки Intron в научной литературе, статьях, в том же журнале «Мир нефтепродуктов» — не упоминаются. Это значит, что они только выходят на рынок.
Крупные вертикально интегрированные производители топлив — Роснефть, Танеко полностью перешли на свои присадки. Но купить их присадки розничному потребителю – проблема, продаются бочками по 200 литров.
А не навредит ли добавление присадки моему двигателю?
Во-первых, если бы было так — ваш двигатель бы уже сломался, так как вы, не зная того, уже пользуетесь присадками, заправляясь дизельным топливом ЕВРО 5 на АЗС. Топливо качества ЕВРО 5 невозможно выпускать без добавления противоизносной присадки.
Во-вторых, как писал выше, компоненты присадки (олеиновая, линолевая кислоты) уже содержались в нефти и дизельном топливе до его очистки от серы, так как нефть, кто не знает, имеет органическое происхождение.
В-третьих, при сгорании жирные кислоты распадаются на воду и углекислый газ:
Следовательно, они безопасны как для двигателя, так и для природы. Жирные кислоты не влияют на коррозионную активность топлив и совместимы со смазочными маслами [19 страница, глава V].
И в-четвертых, кислоты не содержат металлов, поэтому не могут являться причиной образования сажи в двигателе.
А можно ли добавлять в качестве присадки двухтактное масло?
Многие добавляют двухтактное масло в дизтопливо. Так вот — двухтактное масло в дизтопливо не улучшает его смазывающую способность топлива. Спасибо автору Партбокса! Автор привел в видео исследование, где подробно исследован вопрос добавления двухтактного масла в топливо, вывод – добавление масла не уменьшает пятно износа, более того — из-за наличия в масле присадок на основе цинка, приводит к забиванию форсунок двигателя. В последующих видео автор, кстати, и сам в своих лабораторных испытаниях доказал, что добавление двухтактного масла в дизтопливо не дает никакого эффекта, диаметр пятна износа не уменьшается.
Правила хранения и использования присадки
Хранить в закрытой герметичной таре без доступа воздуха, в темном, защищенном от ультрафиолета месте, при температуре от +15 до +30 (при комнатной температуре). Выпадение осадка при комнатной температуре при длительном хранении — допустимо, это олеиновая и линолевая кислоты постепенно частично превращаются в стеариновую кислоту, у которой температура плавления +70 градусов. Просто не лейте в бак выпавший осадок. При соблюдении правил хранения присадка не окислятся в течении как минимум 3 лет. Проверка годности присадки простая — на цвет, если стала сильно темно-коричневого, черного цвета — значит образовалось слишком много смол, использовать нельзя.
Хранить можно в таре из любого материала, кроме резины, не используйте крышки с резиновой прокладкой.
При температуре ниже +15 градусов хранить присадки можно. Но не пугаемся, если, присадка от какого-либо производителя уже при 15 градусов и ниже начнет густеть, на свет будет видны белесые частички во взвеси, выпадет осадок. Это нормально, присадка – это смесь карбоновых кислот (олеиновая, линолевая, линоленовая), с разной температурой плавления: олеиновая +16 градусов, линолевая -5 градусов, линоленовая -11 градусов. Если присадка стала густой или замерзла — занесите ее в тепло, кислоты оттают и растворятся друг в друге. Не бойтесь, что в баке с дизельным топливом присадка станет гелем/салом и забьет вам топливный фильтр. Карбоновые кислоты прекрасно растворяются в топливе, так как они изначально уже были в нефти, они являлись частью нефти. Просто присадку нужно заливать в жидком виде, пока она прозрачная.
Поэтому правила использования такие. Храним присадку в жидком состоянии. Добавляем ее в бак на АЗС перед заправкой топливом. Но зимой самый лучший вариант — разбавить концентрат соляркой или цетаноповышающей присадкой. Подробнее про зимнее применение — читаем тут.
Пожароопасность: Пористые материалы, такие как одежда, тряпье, бумага, изоляция или порошки органических материалов могут спонтанно воспламеняться при смачивании данным материалом.
Категорически запрещается засыпать разлитые жирные кислоты опилками или какими-либо волокнистыми материалами во избежание загорания в результате самоокисления.
Предотвращать перегрев продукта и контакт с открытым пламенем. Предотвращать контакт продукта с сильными окислителями, кислотами, основаниями.
В случае разлива — смыть содовым раствором и горячей водой.
Средства пожаротушения: Тонкораспыленная вода (нельзя использовать прямую струю воды), пена, сухие химикаты или двуокись углерода.
Более подробно о правилах обращения с присадками, ее хранения, требования безопасности, оказания первой помощи смотрите в паспорте безопасности.
***
Если статья для Вас показалась интересной — делитесь с друзьями! Мне будет стимул писать еще. Спасибо!
Цикл статей на тему присадок для дизельного топлива:
Что такое противоизносная присадка для дизельного топлива?
Что такое цетаноповышающая присадка?
Правила использования присадок для ДТ
Байкат, Комплексал-ЭКО «Д» — противоизносные присадки для дизельного топлива (Роснефть)
Миксент 2030, Миксент 2000 — противоизносные, цетаноповышающие присадки для дизельного топлива
ГТ-16 — противоизносная присадка для дизельного топлива (Танеко)
Статьи про присадки для топлив изначально писал в своем боржурнале на Драйв2. Теперь статьи в первую очередь будут обновляться и актуализироваться здесь на FuLu.club.
Использованные источники:
Современные дизельные топлива и присадки к ним, Т.Н. Митусова, Е.В. Полина, М.В. Калинина, Издательство «Техника»
Исследование совместимости присадок различного функционального назначения в дизельных топливах ЕВРО, Диссертация, А.С. Недайборщ.
Межмолекулярные взаимодействия и механизм действия присадок в топливной дисперсной системе, С.Т. Башкатова, И.Н. Гришина, О.В. Попова, В.А. Винокуров
Книга «Применение присадок в топливах. Справочник», Данилов А.М., доктор технических наук
Отечественные присадки к дизельным топливам, Научно-технический журнал «Мир нефтепродуктов», А.М. ДАНИЛОВ, д_р техн. наук (ОАО «ВНИИ НП»)
Исследование эффективности действия функциональных присадок в дизельных топливах различного углеводородного состава, диссертация, Буров Егор Александрович
Отечественные присадки для ЕВРО-5. Опыт подбора и результаты испытания при производстве дизельного топлива, Журнал Нефтегаз, Г. В. Тараканов, О. Ю. Павлюковская, А. В. Мельниченко, О. В. Танаянц, А. Ф. Нурахмедова, Т. И. Сасина
Исследование дизельных топлив с ультранизким содержанием серы в условиях нативного и инициированного окисления, диссертация, Старикова О.В.
Эффективность цетаноповышающих присадок к дизельным топливам, Вестник технологического университета. 2016. Т.19, №11, З. Р. Закирова, Р. К. Ибрагимов, А. Н. Петрова, Д. А. Ибрагимова, А. А. Артыков
Механизм действия присадок, регулирующих процесс самовоспламенения топлив, Вестник Казанского технологического университета, Ибрагимова Д.А., Гадельшин Р.Р., Артыков А.А.
Многофункциональные пакеты присадок БАСФ к дизельным топливам для создания топливных брендов, Научно-технический журнал «Мир нефтепродуктов», Е.А. НИКИТИНА, канд. техн. наук (ОАО «ВНИИ НП»), Д.С. ПАВЛОВ, канд. техн. наук, И.А. ПОРТНЯГИН, канд. хим. наук, Н.Ю. ГРОМОВА, В.П. КАРАВАЙ, канд. хим. наук (ЗАО «БАСФ»).
Список промышленных присадок, нарытых на просторах рунета:
Присадка Байкат (ЖКТМ)
Производитель: Ангарский завод катализаторов и органического синтеза, Россия, в составе Роснефти
Ссылка на исследование: neftegaz.ru, cyberleninka.ru, astrakhandobycha.gazprom.ru
Присадка Комплексал-ЭКО «Д» (ЖКТМ)
Производитель: Новокуйбышевский завод масел и присадок, Россия, в составе Роснефти
Ссылка на исследование:
Присадка Миксент 2030 (ЖКТМ)
Производитель: Миксент
Ссылка на исследование: neftegaz.ru, cyberleninka.ru, astrakhandobycha.gazprom.ru
Присадка МИАКРОН 2.3 (ЖКТМ)
Производитель: evropris.ru, производится на ЗАО Уруссинский химический завод
Ссылка на исследование: На странице МИКСЕНТ-2000 написано, что присадка ранее поставлялась на рынок под маркой «Миакрон-2000». Поэтому можно сделать вывод, что присадка МИАКРОН 2.3 это тоже самое, что и Миксент 2030.
Присадка Диприс С (ЖКТМ)
Производитель: Химсорбент, Группа компаний Синтез Ока (г Дзержинск)
Ссылка на исследование: neftegaz.ru, astrakhandobycha.gazprom.ru
Присадка АддиТОП СМ (ТАСК)
Производитель: НТЦ Салаватнефтеоргсинтез» ООО НТЦ «СНОС», Россия, г. Салават, в составе Газпрома
Ссылка на исследование: ngdelo.ru, neftegaz.ru, astrakhandobycha.gazprom.ru
Присадка Колтек ДС 7739
Производитель: ЭкоХим
Присадка ГТ-16
Производитель: ООО «Гамма Аддитив», поставляется на ТАНЕКО, Россия
Присадка Каскад-5 (ЖКТМ)
Производитель: ООО «Пласт нефтехим»
Ссылка на исследование: ngdelo.ru
Присадка Dodilube 4940 (ЖКТМ)
Производитель: Clariant, Швейцария
Ссылка на исследование: ngdelo.ru, cyberleninka.ru
Присадка Lubrizol LZ 539 М (ЖКТМ)
Производитель: Lubrizol, США
Ссылка на исследование:
Присадка Infinеum R 690 (ЖКТМ)
Производитель: Infinеum, Великобритания
Ссылка на исследование:
Присадка Total PC 32 (ЖКТМ)
Производитель: Total
Ссылка на исследование: ngdelo.ru
Присадка Hitec 4140 (ЖКТМ)
Производитель: Chemical Afton, США
Ссылка на исследование:
Присадка TIL-501 (ЖКТМ)
Производитель: neftechimik.by, Беларусь, Официальный дистрибьютор в Российской Федерации — ООО «Топливные инновации»
Ссылка на исследование:
Присадка Intron dlube 2090 (ЖКТМ)
Производитель: Petronax; Продавец: Petrolab, Украина
Ссылка на исследование: PARTBOX
Присадка Kerokorr LA 99 (ЖКТМ)
Производитель: BASF, Германия
Ссылка на исследование: ngdelo.ru, cyberleninka.ru
Присадка LAWRUN L-100 (ЖКТМ)
Производитель: fueland.ru
Ссылка на исследование:
Присадка MOLECULE (ЖКТМ)
Производитель: oduvanchik-him.ru
Ссылка на исследование:
Присадка BRAVOS Oiling (ЖКТМ)
Производитель: zavodpr.ru
Ссылка на исследование: