Метод контроля склонности дизельных топлив к нагарообразованию

АКТУАЛЬНОСТЬ. Развитие процессов нефтепереработки, появление альтернативных видов топлив для дизельных двигателей, высокая эксплуатационная значимость обуславливают объективную потребность в контроле склонности к нагарообразованию.

ЦЕЛЬ. Научное обоснование и разработка высокоинформативного метода контроля, обеспечивающего получение достоверной информации о склонности дизельных топлив к нагарообразованию при их применении в дизелях современной конструкции.

МЕТОДЫ. Разработанный метод реализуется на моторной установке ИДТ-90 оснащенной одноцилиндровым дизельным двигателем с разделенной камерой сгорания. Сущность метода заключается в определении массы нагара, образующегося на нагарнике, размещаемом в предкамере, при работе двигателя со степенью сжатия 18,0 ед. в течение 5 мин. Для повышения информативности метода предложен новый оценочный показатель «коэффициент нагарообразования», который характеризует уровень склонности испытуемого топлива к нагарообразованию по отношению к контрольному топливу, имеющему минимально возможное значение данного свойства.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Экспериментально подтверждена чувствительность разработанного метода к изменению компонентного и углеводородного состава топлива - значение коэффициента нагарообразования повышается по мере роста содержания ароматических углеводородов и «утяжеления» фракционного состава дизельного топлива. Расчет критериев подобия и экспериментально установленная корреляция между результатами испытаний топлив на одноцилиндровом дизеле моторной установки ИДТ-90 с разделенной камерой сгорания и в условиях полноразмерного дизеля Д-245.12С с неразделенной камерой сгорания, доказывают адекватность и достоверность результатов, получаемых по разработанному методу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. С 2022 г. разработанный метод используется при проведении лабораторно-стендовых испытаний новых и модернизированных марок дизельных топлив для контроля их склонности к нагарообразованию.

1. Wang Z., Li X., Xiang L., et al. Potential of kerosene-diesel blends as alternative fuels for diesel engines: Perspectives from spray combustion characteristics // Fuel. 2023. Vol. 335. p. 127112. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.127112.

2. Bhangwar S., Memon L., Luhur M., et al. Experimental investigation of effects of tertiary fuel on carbon deposition and emissions level of compression ignition engine // South African Journal of Chemical Engineering. 2024. Vol. 47. pp. 291-299. https://doi.org/10.1016/j.sajce.2023.11.012.

3. Solangi F., Noonari A., Hussain F., et al. Study of deposit accumulation and tribological degradation in diesel engine utilizing blend fuels // Energy Conversion and Management: X. 2025. Vol. 26. p. 100999. https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2025.100999.

4. Высоцкий Я.Д., Прокопов С.П., Союнов А.С. Влияние качества топлива на образование нагара на деталях двигателей внутреннего сгорания (ДВС) // Инновационные технологии в АПК, как фактор развития науки в современных условиях. Сборник XII Международной научно-практической конференции. Омск. 2024. С. 127-131.

5. Карташов А.А., Успенский И.А., Юхин И.А., и др. Снижение нагарообразования в дизельных двигателях // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2023. № 4 (15). С. 193-197.

6. Qasem M., Mutairi E., Jameel A. Sooting propensity of gasoline/diesel-ether blends: Experimental assessment and artificial neural network modeling // Journal of the Energy Institute. 2025. Vol. 123. p. 102311. https://doi.org/10.1016/j.joei.2025.102311.

7. Zahid M., Syed K.S. Investigation of pollutants formation in a diesel engine using numerical simulation // Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences. 2021. Vol. 8, 19. https://doi.org/10.1186/s40323-021-00204-6.

8. Jiaqiang E., Wanrong X., Yinjie M., et al. Soot formation mechanism of modern automobile engines and methods of reducing soot emissions: A review // Fuel Processing Technology. 2022. Vol. 235. p. 107373. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2022.107373.

9. Hiroyasu H., Arai M., Nakanishi K. Soot Formation and Oxidation in Diesel Engines // SAE Transactions. 1980. Vol. 89. pp. 1148–1162. http://www.jstor.org/stable/44632485.

10. Гуреев А.А., Серегин Е.П., Азев В.С. Квалификационные методы испытаний нефтяных топлив. М.: Химия, 1984. 200 с.

11. Тоттен Дж., Шах Р., Форестер Д. Топлива и смазочные материалы. Технологии, эксплуатационные свойства и методы испытаний: справочник / пер. с англ. под ред. Новикова Е.А. в 2-х томах. СПб.: ЦОП «Профессия», 2024. Том 1. 928 с.

12. Пименов Ю.М., Улитько А.В. Метод исследования склонности дизельных топлив к образованию высокотемпературных отложений // Химия и технология топлив и масел. 2019. № 3 (613). С. 16-21.

13. Николаенко А.Н., Картошкин А.П., Сомов В.А., и др. Способ испытания дизеля на нагарообразование в поршневых кольцах. Авторское свидетельство на изобретение СССР. № 1114813. 22.05.1984.

14. Гухман А.А. Введение в теорию подобия. М.: Высшая школа, 1963. 256 с.

15. Маньшев Д.А., Кондратенко В.В., Сузиков В.В., и др. Применение планирования эксперимента для оптимизации условий испытания при оценке противоизносных свойств авиакеросинов // Химия и технология топлив и масел. 2020. № 5. С. 51-56.

16. Маньшев Д.А., Иванов А.В., Куявяк В.А. Методика исследования склонности компрессорных масел к образованию высокотемпературных отложений // Труды 25 ГосНИИ МО РФ. 2024. Вып. 62. С. 327-338.

17. Программный комплекс «Дизель-РК». Доступно по: http://diselrk.ru/Rus/index.php. Ссылка активна на 2 апреля 2025 г.

18. Волгин С.Н., Шаталов К.В., Адгамов И.Ф., и др. Способ оценки склонности дизельных топлив к нагарообразованию. Патент РФ на изобретение № 2784043. 23.11.2022. Бюл. № 33.