О топливе и отложениях. Часть 2

Представлена вторая часть исследовательской работы под общим названием «О топливе и отложениях», посвящённая изучению особенностей образования отложений в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) и роли топлива в этом процессе. То, что групповой состав бензина, особенно наличие олефиновых и ароматических углеводородов (УВ), существенно влияет на интенсивность и «холодных», и «горячих» отложений, известно и описано многими исследователями. Авторы лишь добавили к этим сведениям результаты своих исследований, проанализировав взаимосвязь физико-химических свойств компонентов основных групп УВ, составляющих топливные композиции бензинов и дизельных топлив – алканов (парафинов), циклоалканов (нафтенов), аренов (ароматических УВ) и алкенов (олефинов). Проведены экспериментальные исследования специально подготовленного бензина, лишённого олефинового компонента. Результат оказался несколько неожиданным – интенсивность отложений на впускных клапанах уменьшилась в пять раз. В некоторой степени это снимает с ароматических УВ «обвинение» в том, что именно они являются основным «поставщиком» строительного материала для образования отложений на впускных клапанах. Вместе с тем показано, что при работе двигателя на базовом и безолефиновом бензине масса отложений в камере оказалась примерно одинакова. Это, в свою очередь, снимает «подозрение» с олефиновых УВ в ответственности за образование нагара в камере сгорания и даёт основание считать, что именно ароматические УВ являются «поставщиком» строительного материала для образования нагара на поршнях и стенках камеры сгорания.

1. Yanowitz J., Ratcliff M.A., McCormick R.L., Taylor J.D., Murphy M.J. Compendium of experimental cetane numbers. National Renewable Energy Laboratory. Technical Report NREL/TP-5400-67585, February 2017. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy17osti/67585.pdf (дата обращения: 08.12.2023).

2. Achimón F. et al. Effect of carbon sources on the production of volatile organic compounds by fusarium verticillioides. Organic compounds by fusarium verticillioides // J. Fungi. – 2022. – No. 8. – P. 158. URL: https://doi.org/10.3390/jof8020158 (дата обращения: 08.12.2023).

3. Do Phuong T.M., Crossley S., Santikunaporn M., Resasco D.E. Catalytic strategies for improving specific fuel properties // Catalysis. – 2007. – No. 20. – P. 33–64.

4. Guan C. et al. Cetane number prediction for hydrocarbons from molecular structural descriptors based on active subspace methodology. Symbiosis University of Applied Sciences, Indore, M.P, INDIA.

5. Kumar S., Thakur M., Shah N., Jain S. Structural modelling of hydrocarbons for the prediction of octane number and designing of sustainable synthetic fuel. In book: Recent Trends in Mechanical Engineering, 2021. DOI: 10.1007/978-981-16-2086-7_2.

6. Lapidus A.L., Bavykin V.M., Smolenskii E.A., Chuvaeva I.V. Cetane numbers of hydrocarbons as a function of their molecular structure // Doklady Chemistry. – 2008. – V. 420. – Part 2. – P. 150–155.

7. Al-Fahemi Jabir H., Albis Nahla A., Gad ElshafieA.M. QSPR models for octane number prediction // Journal of Teoretical Chemistry. – V. 2014. – Article ID 520652. – 6 p. URL: http://dx.doi.org/10.1155/2014/520652 (дата обращения: 08.12.2023).

8. Redd M.E. Autoignition temperatures of pure compounds: data evaluation, experimental determination, and improved prediction. Dissertation, Brigham Young University. 2022-06-09. URL: https://scholarsarchive.byu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=10567&context=etd (дата обращения: 08.12.2023).

9. Ryzhov A.N., Strizhakova Yu.A., Smolenskii E.A., Lapidus A.L. Modeling the octane Numbers of alkenes by the inverse function method // Petroleum Chemistry. – 2011. – V. 51. – No. 5. – P. 354–362.

10. Santana R.C. et al. Evaluation of different reaction strategies for the improvement of cetane number in diesel fuels // Fuel. – 2006. – V. 85. – P. 643–656.

11. Ахметов А.Ф., Имашева М.У., Коржова Л.Ф. Хроматомасс-спектрометрическое изучение состава дизельных фракций // Башкирский химический журнал. – 2012. – Т. 19. – № 4. – С. 61–67.

12. Петрухина Н.Н., Максимов А.А. Физико-химические и эксплуатационные свойства нафтеноароматических реактивных и дизельных топлив, получаемых гидрогенизационной переработкой высокоароматических фракций (Обзор) // Нефтехимия. – 2018. – Т. 58. – № 3. – С. 241–270.

13. Коледин О.С., Доломатов М.Ю., Япаев Р.Ш., Гильмутдинов А.Т., Мухарметов М.Ф., Гарипов Р.В., Валеев М.Р. Модель структура-свойство для прогноза октановых чисел циклоалканов по топологическим характеристикам молекул // Журнал прикладной химии. – 2022. – Т. 95. – Вып. 5. – С. 666–672.

14. Коледин О.С., Доломатов М.Ю., Ковалёва Э.А., Гарипов Р.В., Валеев М.Р. Модель QSPR для прогноза октановых чисел углеводородов ряда алкенов по топологическим характеристикам молекул // Электротехнические и информационные комплексы и системы. – 2021. – Т. 17. – № 3-4. – С. 92–102.

15. Balaban A.T., Kierand L.B., Joshi N. Structureproperty analysis of octane numbers for hydrocarbons (alkanes, cycloalkanes, alkenes) // MATCH. – 1992. – Nо. 28. – P. 13–27.

16. Поконова Ю.В. и др. Химия нефти. – Л.: Химия, 1984. – С. 309.

17. Журавлёв А.В., Гилева М.В., Иванова В.Е., Тархов Л.Г. Получение арктических дизельных топив // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2019. – № 1. – С. 35–44.

18. World-Wide Fuel Charter. URL: https://www.acea.auto/files/WWFC_19_gasoline_diesel.pdf (дата обращения: 08.12.2023).

19. ТР ТС 013/2011. О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту.

20. Mura N. Motor Gasolines Technical Review. Chevron Products Company. URL: https://www.chevron.com/-/media/chevron/operations/documents/motor-gastech-review.pdf (дата обращения: 08.12.2023).

21. ASTM E659-15 (2023). Standard test method for autoignition temperature of chemicals.

22. ASTM D2155 (2012). Standard test method for determination of fire resistance of aircraft hydraulic fluids by autoignition temperature.

23. Brandes E., Hirsch W., Stolz T. Autoignition temperatures for mixtures of flammable liquids with air at elevated pressures / Proccedings of the European Combustion Meeting, 2005. – 5 p.

24. Bounaceur R. et al. Prediction of auto-ignition temperatures and delays for gas turbine applications / Proceedings of ASME Turbo Expo 2015: Turbine Technical Conference and Exposition GT2015, June 15– 19, 2015, Montréal, Canada.

25. Pacaud P., Perrin H., Laget O. Cold start on diesel engine: is low compression ratio Compatible with cold start requirements? // SAE International Journal of Engines. – 2008. – Nо. 1 (1). – P. 831–849.

26. MacMillan D.J. Influences on the cold start behaviour of a diesel engine at reduced compression ratio. Submitted to the University of Nottingham for the degree of Doctor of Philosophy, May 2009.

27. Zheng J., Miller D.L., Cernansky N. P., Liu D., Li Y., Shang X., Zhang M. Two types of autoignition and their engine applications // SAE Paper. – 2005. – Nо. 2005-01-0178.

28. Зленко М.А., Кислицын Р.А., Лебедева К.Е., Миренкова Е.А., Теренченко А.С., Тимофеев Д.С. О топливе и отложениях. Часть 1 // Труды НАМИ. – 2024. – № 1 (296). – С. 14–30. DOI: 10.51187/0135-3152-2024-1-14-30.