Az üzemanyag viszkozitása azért fontos jellemző, mert az üzemanyagrendszer alkotóelemeinek kenőanyaga maga az üzemanyag. Az üzemanyagoknak megfelelő viszkozitásúnak kell lenniük. Az üzemanyagnak rendkívül hideg és rendkívül forró környezeti viszonyok között is el kell látnia az üzemanyagrendszer kenését.
A nem megfelelő viszkozitású üzemanyagok befecskendezéskor gyenge porlasztási és befecskendezési mintát eredményeznek, és ennek következménye az elégtelen égés és a teljesítményvesztés. Ha az üzemanyag kinematikus viszkozitása az üzemanyag-befecskendező szivattyúhoz vagy a befecskendezőkhöz érkezve alacsonyabb 1,4 cSt értéknél, nagy mértékű kopás, illetve berágódás jelentkezhet. Amennyiben az üzemanyag viszkozitása túlságosan magas, az üzemanyag-szivattyú ellenállása nagy, ami kedvezőtlenül befolyásolja az injektor befecskendezési mintáját, valamint kárt okoz a szűrőben.
Ásványolaj-üzemű motorok esetén a Caterpillar által javasolt viszkozitás a rotációs üzemanyag-befecskendező szivattyúknál 1,4 cSt és 4,5 cSt, az összes többi üzemanyag-befecskendező szivattyúnál 1,4 cSt és 20 cSt közé esik.
Annak érdekében, hogy az üzemanyag-befecskendező szivattyúnál az üzemanyag viszkozitása 1,4 vagy annál magasabb cSt értékű legyen, az alacsony viszkozitással rendelkező üzemanyagokat esetleg hűteni kell. A magas viszkozitású üzemanyagok esetén üzemanyag-melegítőre lehet szükség ahhoz, hogy a viszkozitás mértéke (rotációs üzemanyagbefecskendező-szivattyúnál) 4,5 cSt alatt, illetve (bármilyen más üzemanyagbefecskendező-szivattyúnál) 20 cSt alatt maradjon.
Az üzemanyag cetánszáma befolyásolja a motor indítási képességét. Továbbá a cetánszám arra az időintervallumra is hatással van, mielőtt a motor simán kezdene járni. A magas cetánminősítéssel rendelkező üzemanyagok könnyebben begyújthatók. Ha a cetánszám tízzel növekszik, az az indítási hőmérsékletben körülbelül
Viszonylag meleg hőmérsékleti körülmények között a 40 feletti cetánszámmal rendelkező üzemanyagok többsége elfogadható indítást tesz lehetővé. Ilyen üzemanyag használatakor az indítás megfelelően sikerül, ha a motort melegen tartja. A motort melegen tarthatja motortér-fűtés, illetve megfelelő méretezésű hűtőfolyadék-melegítő segítségével is.
Átlagos indítási körülmények között a közvetlen befecskendezésű dízelmotorba töltött üzemanyag cetánszámának minimum 40-nek kell lennie. Nagy tengerszint feletti magasságon, illetve alacsony környezeti hőmérséklet mellett végzett üzemeltetéskor nagyobb cetánszámú üzemanyag alkalmazása válhat szükségessé. Előkamrás (PC) dízelmotorok esetében az előírt legalacsonyabb cetánszám 35.
Adott üzemanyag cetánszámát módosítani lehet másmilyen cetánszámú üzemanyag hozzáadásával. A keverék cetánszáma általában egyenes arányban áll a keverék összetevőinek arányával. Adott üzemanyag cetánszámára vonatkozó információért forduljon az üzemanyag forgalmazójához.
Az üzemanyag cetánszámát adalékokkal is lehet javítani. Az adalékanyagokat speciális motorokban tesztelik és értékelik. Mindazonáltal a természetes cetánszámmal rendelkező üzemanyagok jellemzői eltérhetnek az azonos cetánszámot adalékanyaggal elérő üzemanyagok tulajdonságaitól. Előfordulhat, hogy két üzemanyag cetánszáma ugyanaz, indítási tulajdonságuk mégis más.
Az üzemanyag zavarodáspontja eltér a dermedésponttól. A zavarosodáspont az a hőmérsékleti érték, amelynél a paraffin egyes nehezebb alkotóelemei szilárd formában kiválnak az üzemanyagból. Ez a paraffin nem számít szennyeződésnek az üzemanyagban. A paraffin a 2. minőségi kategóriába tartozó dízelüzemanyagok fontos összetevője. A paraffin energiatartalma magas, cetánszáma pedig kifejezetten magas. A nehezebb paraffinok eltávolítása csökkenti az üzemanyag zavarosodási pontját. A paraffin eltávolítása egyúttal a költségeket is növeli, hiszen ugyanannyi nyersolajból kevesebb üzemanyag készül. Alapesetben az 1. minőségi kategóriába tartozó dízelüzemanyagok úgy készülnek, hogy a 2. minőségi kategóriájú üzemanyagból eltávolítják a paraffint.
Az üzemanyag zavarosodáspontja azért fontos, mert korlátozhatja az üzemanyagszűrő áteresztőképeségét. A paraffin megváltoztathatja az üzemanyag hideg időben mutatott jellemzőit. A szilárd paraffin eltömítheti a szűrőt. A megszilárdult paraffin eltömíti a szűrőt. Az eltömődött szűrők nem képesen az üzemanyagból a szennyeződéseket eltávolítani, és így az üzemanyag-befecskendező rendszert megóvni. Mivel az üzemanyagnak át kell áramlania a szűrőkön, az eltömődés megelőzésének leghatékonyabb módja az üzemanyag-melegítő használata. Az üzemanyag-melegítő az üzemanyag hőmérsékletét a zavarosodáspont fölött tartja, miközben az üzemanyag végigáramlik az üzemanyagrendszeren. Az üzemanyag-melegítő lehetővé teszi, hogy a paraffin az üzemanyaggal együtt keresztülfolyjon a szűrőkön.
A dízelüzemanyag zavarosodáspontját csökkenteni lehet azzal, ha a dízelüzemanyaghoz másik, alacsonyabb zavarosodáspontú üzemanyagot kever. Az 1. minőségi kategóriába tartozó dízelüzemanyaggal vagy kerozinnal csökkenteni lehet a dízelüzemanyagok zavarosodáspontját. Ez a módszer azonban nem igazán hatékony, mert a keverék összetevőinek aránya nincsen közvetlen kapcsolatban a zavarosodáspont változásával. Minél magasabb arányban van szükség alacsony zavarosodáspontú üzemanyagra, annál kevésbé célszerű ezt a módszert alkalmazni.
Egyeztetni kell az üzemanyag forgalmazójával, hogy biztosítson megfelelő zavarodásponttal jellemezhető üzemanyag-keveréket.
A zavarodáspont módosítása hidegfolyás-javító adalékanyagok alkalmazásával is elérhető. Az üzemanyag gyártója hidegfolyás-javítókat adagolhat az üzemanyaghoz. A hidegfolyás-javítók módosítják az üzemanyagban található paraffinkristályokat. A hidegfolyás-javítók nem változtatják meg az üzemanyag zavarodáspontját. Ugyanakkor a hidegfolyás-javítóknak köszönhetően a paraffinkristályok olyan apró méretűre csökkennek, hogy képesek keresztüláramlani a normál üzemanyagszűrőkön. A keveréssel kapcsolatos óvintézkedéseket a(z) "Dermedéspont" rész írja le.
Ha az üzemanyag alacsony hőmérsékleten zavarossá válik, az ezzel összefüggésben jelentkező problémák megelőzésének legpraktikusabb módja általában az üzemanyag-melegítő használata. A legtöbb alkalmazási területen az üzemanyag-melegítők használata olcsóbb, mint az üzemanyag-keverékeké.
A dízelüzemanyagok zavarodáspontjának a vizsgálatára használt, általános szabvány módszerek:
- "ASTM D2500" Vizsgálati módszer a kőolajtermékek zavarodáspontjához
- "ASTM D5771" Vizsgálati módszer a kőolajtermékek zavarodáspontjához (Optikai érzékelés fokozatos hűtéssel módszer)
- "ASTM D5772" Vizsgálati módszer a kőolajtermékek zavarodáspontjához (Folyamatos hűtés melletti értékelés módszere)
- "ASTM D5773" Vizsgálati módszer a kőolajtermékek zavarodáspontjához (Állandó hűtés melletti értékelés módszere)
Az üzemanyag dermedéspontja az üzemanyag zavarodáspontja alatti hőmérsékleti érték. A dermedéspont alatti hőmérsékleteken az üzemanyag már nem folyik. A dermedéspont az a hőmérséklet, amelynél az üzemanyag mozgatása korlátozottá válik a szivattyúkban.
A dermedéspont megállapításához az üzemanyag hőmérsékletét
A motor beindításához és működtetéséhez az üzemanyag dermedéspontjának legalább
Adalékok használatával az üzemanyag dermedéspontja csökkenthető. A dízelüzemanyag dermedéspontja úgy is csökkenthető, hogy a dízelüzemanyagot egy másik, alacsonyabb dermedésponttal rendelkező üzemanyaggal keverik. Az 1. minőségi kategóriába tartozó dízelüzemanyaggal vagy kerozinnal csökkenthető a dízelüzemanyag dermedéspontja. Minél több alacsony dermedéspontú üzemanyag szükséges, annál kevésbé célszerű ezt a módszert alkalmazni.
Az alábbi ábrán látható táblázat bemutatja, hogy két, különböző dermedésponttal rendelkező üzemanyagot milyen arányban kell keverni egymással. Ez a táblázat azonban csak abban az esetben érvényes, ha az üzemanyagban nincsenek a dermedéspontot megváltoztató adalékok. Előfordulhat, hogy ez a táblázat az ultraalacsony kéntartalmú dízel üzemanyagokra nem vonatkozik, és csak általános útmutatásként használandó. A táblázat használatához mindkét üzemanyag pontos dermedéspontját ismernie kell. Ez a jellemző akár két üzemanyag-vásárlás között is változhat! Ez a műszaki jellemző általában megismerhető az üzemanyag forgalmazójánál dolgozó szakemberektől. Ha nem áll rendelkezésre alacsonyabb dermedéspontú üzemanyag, a keveréses módszer nem alkalmazható.
| |
| Illusztráció 1 | g01180699 |
|
Üzemanyag-keverékek dermedéspontja | |
Az alábbi eljárást alkalmazza annak megállapításához, hogy mennyi könnyű üzemanyagot kell a nehezebb üzemanyaghoz hozzákeverni:
- Szerezze be a mindkét üzemanyag zavarosodás- vagy dermedéspontjára vonatkozó műszaki leírást az üzemanyag forgalmazójától.
- Keresse meg a nehezebb üzemanyag zavarosodás- vagy dermedéspontját a táblázat bal oldalán. Jelölje be ezt a pontot a táblázatban.
- Keresse meg a könnyű üzemanyag zavarosodás- vagy dermedéspontját a táblázat jobb oldalán. Jelölje be ezt a pontot a táblázatban.
- A két pont közé húzzon vonalat. Ezt a vonalat jelölje "A" betűvel.
- Határozza meg, hogy a gép üzemeltetésekor mi a lehetséges legalacsonyabb külső hőmérséklet. Keresse meg ezt a pontot a táblázat bal oldalán. Jelölje meg ezt a pontot. Húzzon vízszintes vonalat ebből a pontból. A vonal az "A" jelzésű vonalig érjen. Ezt az új vonalat jelölje "C" betűvel.
- A "C" és az "A" vonal metszi egymást. Jelölje meg ezt a pontot. Húzzon függőleges vonalat ebből a metszéspontból. A vonal érjen a táblázat aljáig. Ezt a vonalat jelölje "B" betűvel. A "B" vonal aljánál lévő pont jelzi, hogy a zavarosodás- vagy dermedéspont módosításához milyen százalékos arányban kell könnyű üzemanyagot használni.
A fenti példa alapján a keveréknek 30 százalékban kell tartalmaznia könnyű üzemanyagot.
Az adalékok használata megfelelő módszer az üzemanyagok dermedéspontjának csökkentésére. Ezek az adalékadagok a következő néven ismertek: dermedéspont-csökkentők, hidegfolyás-javítók és paraffinmódosítók. Az adalékok megfelelő koncentrációban történő alkalmazásakor az üzemanyag átáramlik a szivattyúkon, a vezetékeken és a tömlőkön.
Megjegyzés Ezeket az adalékokat alaposan el kell keverni az üzemanyagban. A keverést a zavarosodáspont fölötti hőmérsékleten kell elvégezni. Az adalékok üzemanyaghoz keverésével bízza meg az üzemanyag forgalmazóját. Az előre elkevert üzemanyagot szállíttassa az üzemanyagtartályaihoz.
Az üzemanyagok dermedéspontjának a méréséhez a szabvány módszerek a következők:
- "ASTM D4539" Vizsgálati módszer a dízelüzemanyagok szűrhetőségére az alacsony hőmérséklet melletti áramlási teszttel (LTFT)
- "ASTM D6371" Vizsgálati módszer a hideg szűrő eltömődési pont megállapítására dízelüzemanyagok és fűtőanyagok esetében
A folyadék kenőképessége írja le a folyadék azon képességét, hogy terhelés mellett csökkentse a felületek közötti súrlódást. Ez a tulajdonság mérsékeli a súrlódásból származó károkat. Az üzemanyag-befecskendező rendszerek megfelelő működésének feltétele az üzemanyag kielégítő kenőképessége.
Megjegyzés Az üzemanyag kenőképessége fontos jellemző. A folyadék kenőképességét mindenkor figyelembe kell venni, amikor a berendezés szélsőséges hőmérsékleti – akár szélsőségesen meleg, akár szélsőségesen hideg – feltételek mellett üzemel. Akkor is ellenőrizze a kenőképességet, ha az üzemanyag alacsony viszkozitású vagy hidrogénező eljárással finomították. Számos különböző adalék létezik, melyekkel az üzemanyag utólagosan kezelhető. Ha az üzemanyag kenőképességével kapcsolatban kétségei vannak, kérje ki az üzemanyag forgalmazójának véleményét az üzemanyag-adalékokról. Lásd a jelen Különleges kiadvány, "Dízelüzemanyag" részének Utólagos üzemanyag-adalékok és Cat dízelüzemanyag kondicionáló adaléka témakörét.
A Caterpillar dízelüzemanyagokra vonatozó "ASTM D975" vagy "EN 690" előírása alapján a kész üzemanyagok kenőképességének szintje megfelel az ajánlottnak. Az üzemanyag kenőképességét az "ASTM D6079 Nagyfrekvenciájú ismétlő próbapados (HFRR)" vizsgálattal állapítsa meg. A maximálisan megengedett kopási nyom
Az üzemanyag kéntartalmának csökkentésére leggyakrabban alkalmazott módszer az ún. hidrogénezés. Ez egyben a leggazdaságosabb folyamat is erre a célra. A különböző forrásból származó nyersolajak különböző mennyiségű ként tartalmaznak. A legtöbb nyersolaj esetében hidrogénezés szükséges ahhoz, hogy teljesüljön a kéntartalomra vonatkozó 0,0015 százalékos felső korlát. A magas kéntartalmú nyersolajak intenzívebb kezelést igényelnek.
A kén és más alkotóelemek hidrogénezéssel távolíthatók el az üzemanyagból. Az eljárás során távoznak nitrogénvegyületek, poláros anyagok, a kétgyűrűs és a policiklikus aromás vegyületek, valamint oxigénvegyületek. A kénmentesítésnek nincs káros hatással a motorra nézve, a többi vegyület eltávolítása azonban csökkenti az üzemanyag kenőképességét. Az alacsonyabb kenőképesség miatt az üzemanyagban előforduló (víz és egyéb) szennyeződéssel szemben szigorúbb határértékek szükségesek. Az üzemanyag alacsony kenőképessége az üzemanyagrendszer alkatrészeinek súrlódásos kopásában jelentkezik. Az alacsony kenőképességű üzemanyagok nem feltétlenül képesek biztosítani a dugattyúk, a csövek és a befecskendező szelepek megfelelő kenését. Ez a probléma még összetettebb ott, ahol téli üzemanyag-keverék alkalmazása szükséges. A könnyű téli keverékek alacsony viszkozitásúak, alacsonyabb a zavarosodási pontjuk, alacsonyabb a dermedéspontjuk.
Az ajánlott előírásoknak megfelelő kész üzemanyagoknak megfelelő kenőképességgel kell rendelkezniük. Mindazonáltal, szükség szerint, az üzemanyagok kenőképességét adalékanyagokkal lehet fokozni. Számos üzemanyag-forgalmazó használ ilyen adalékokat. Kenőképesség-javító adalék használata előtt mindenképpen vegye fel a kapcsolatot az üzemanyag forgalmazójával. Egyes pótalkatrészpiaci adalékok nem használhatók azokkal az adalékokkal együtt, amelyek már megtalálhatók az üzemanyagban, emellett egyes adalékok rongálhatják a kibocsátásszabályozó rendszereket. Hasonlóképpen egyes pótalkatrészpiaci adalékok nem használhatók azokkal a tömítésekkel, amelyek egyes dízelmotorok üzemanyagrendszerében megtalálhatók. Léteznek továbbá olyan pótalkatrészpiaci adalékok is, amelyek magas hőmérsékleten nem nyújtanak megfelelő teljesítményt. Az ilyen adalékok a dízelmotorok üzemanyagrendszerében uralkodó magas hőmérséklet miatt lerakódást képezhetnek.
Az üzemanyagrendszer lehető leghosszabb élettartamának biztosítása érdekében ne feledje a következőket: elsődlegesen ajánlott dízelüzemanyagot használjon (lásd az Üzemanyagra vonatkozó javaslatok részt a jelen Különleges kiadványban) megbízható üzemanyag-forgalmazótól vásároljon és előírás szerint tartsa karban az üzemanyagrendszert. Az üzemanyagrendszer élettartamának maximalizálása érdekében a dízelüzemanyaggal hajtott dízelmotorok esetében előírás a Caterpillar nagy hatékonyságú üzemanyagszűrők használata.
Megjegyzés Sarkvidéki hőmérsékleti viszonyok között gyakori a könnyű üzemanyagok használata. A könnyebb üzemanyagok körébe tartozhatnak a következő üzemanyagok: Jet A, Jet A-1, JP-8, JP-5 és kerozin. Az ilyen üzemanyagokra vonatkozó specifikációk nem tartalmaznak előírásokat a minimális kenőképességgel kapcsolatban. Ne tekintse magától értetődőnek, hogy egy adott üzemanyag megfelel a Caterpillar minimális követelményeinek. Az üzemanyag kenőképességét fokozó adalékanyagokkal kapcsolatban forduljon az üzemanyag forgalmazójához.
Megjegyzés A Jet A, Jet A-1, JP-8, JP-5 és kerozin üzemanyagok kéntartalma jellemzően messze meghaladja az USA által az ultraalacsony kéntartalmú dízelüzemanyagokra (ULSD) előírt 15 ppm-es értéket, illetve az említett üzemanyagok kénszintje jellemzően messze meghaladja az EU kéntartalmú üzemanyagokra előírt 50 ppm-es értékét.
Megjegyzés Ha adalék hozzáadása szükséges, a legjobb eredmény érdekében az üzemanyag-forgalmazóval végeztesse el az üzemanyag kezelését.
További tudnivalókkal kapcsolatban lásd a jelen Különleges kiadvány, "Dízel tüzelőolaj párlatok" részében az Utólagos üzemanyag-adalékok, a Cat dízelüzemanyagok kondicionáló adaléka és az Alternatív üzemanyagok – sarkvidéki felhasználási területek témát.
Az üzemanyag illékonyságának mértéke és ellenőrzése az üzemanyag-párolgási görbe segítségével történik. A különféle motorok esetében előírt, optimális üzemanyag-illékonyság függ a motor alkalmazási területétől, konstrukciójától, terhelésétől, sebességétől, a környezeti hőmérséklettől és más tényezőktől. Az alacsony illékonyságú üzemanyagok magasabb energiatartalommal (fűtőértékkel) rendelkeznek. Másrészről a magas kezdeti illékonyságú üzemanyagok javíthatnak az indíthatóságon, valamint a bemelegedési folyamaton, illetve csökkentik a füstöt. A nagy teljesítményű üzemanyagokban az illékonyság megfelelő egyensúlyt mutat.
Az üzemanyag-párolgási görbe azt az üzemanyag-mennyiséget írja le, amely különböző hőmérsékleteken elpárolog. E hőmérsékleti értékek közül a felső végpontot a T90 jelzi, ezen a hőmérsékleten ugyanis az üzemanyag 90 százaléka elpárolog. Amennyiben a T90 meghaladja a Dízel tüzelőolaj párlatok című részben található, a Cat nem közúti dízelmotorokban használt fűtőolaj párlatokra vonatkozó műszaki előírásait tartalmazó táblázatban meghatározott maximális határétékeket, az üzemanyagban füst, lerakódások, korom és szilárdrészecske-kibocsátás keletkezhet. Az alsó végpontot vagy az alacsony párolgási hőmérsékleteket sem a Caterpillar nem közúti dízelmotorokban használt fűtőolaj párlatokra vonatkozó műszaki előírásait tartalmazó táblázat, sem az "ASTM D975" vagy hasonló előírások nem határozzák meg. Ugyanakkor a nagyon alacsony párolgási hőmérsékletek miatt az üzemanyag alacsony hőmérsékleteken illékonnyá válhat, ami az üzemanyag-szivattyúknak vagy az üzemanyagrendszerek alkotórészeinek a kavitációját okozhatja.
A dízelüzemanyagok kéntartalma
A kén a dízelüzemanyagok természetes összetevője. Az üzemanyagban a magas kéntartalmat finomító technológiák alkalmazásával lehet csökkenteni.
Az üzemanyagban a kénszintek hatással lehetnek a motor alkotórészeinek a tartósságára, továbbá befolyásolhatják a kipufogógázon keresztüli kibocsátásokat. A modern Cat dízelmotorok a gondos tervezésnek köszönhetően teljesítik a kötelező érvényű gázkibocsátási előírásokat. Az előírások teljesítése érdekében a motorok tesztelése és fejlesztése megadott kéntartalmú dízelüzemanyagokkal történik.
Az üzemanyagok maximálisan megengedett kéntartalmát különböző kibocsátási törvények, előírások és rendeletek szabályozzák. Forduljon az országos, regionális és helyi hatóságokhoz az adott területen érvényes, üzemanyagokra vonatkozó követelményekkel kapcsolatban.
Az alábbi lista gyors referenciaként használható a Cat munkagépek dízelmotorjaiban használt dízelüzemanyagok elfogadható kéntartalmával kapcsolatban. A pontos és részletes adatokért olvassa el az adott motor használati és karbantartási kézikönyvét, az egyes utókezelő eszközök dokumentációját, és vegye figyelembe az alkalmazandó kibocsátási törvényeket, előírásokat és rendeleteket.
- USA Az EPA szabályai ultra alacsony kéntartalmú dízelüzemanyag (ULSD, Ultra Low Sulfur Diesel fuel) – legfeljebb 0,0015 százalék (≤ 15 ppm (mg/kg)) kén – használatát írják elő nem közúti körülmények között és álló helyzetben használt, Tier 4 EPA minősítésű motorokhoz, amennyiben azok az SCR rendszerekhez és részecskeszűrőkhöz hasonló érzékeny technológiákat alkalmaznak. Az ULSD-től eltérő üzemanyagok ezeket a motorokat károsíthatják, és ezért nem használhatók. Tekintse át az U.S. EPA előírásait az üzemanyagban lévő kénre és az ULSD értékesítési pontjára vonatkozóan, a különböző, nem közúti alkalmazási területekkel kapcsolatos időpontok tekintetében.
- Az európai kénmentes üzemanyag – 0,0010 százalék (= 10 mg/kg) kéntartalom – esetében, a vonatkozó szabályok szerint az üzemanyag EU nem közúti, IIIB szintű tanúsítással rendelkező és az új szabványok szerint minősített, olyan motoroknál használható, melyek fel vannak szerelve kipufogógáz-utókezelő rendszerekkel.
- Bizonyos helyi vagy állami előírások, illetve bizonyos alkalmazási területek is szükségessé tehetik az ULSD üzemanyag használatát. Forduljon az országos, regionális és helyi hatóságokhoz az adott területen érvényes, üzemanyagokra vonatkozó követelményekkel kapcsolatban.
- A DOC (dízel oxidációs katalizátor) eszközzel felszerelt, a Tier 4 minősítés bevezetése előtti motorok esetében az üzemanyag megengedett maximális kéntartalma 0,05 százalék (500 ppm (mg/kg)). Egyes DOC eszközzel felszerelt motorok olyan üzemanyag használatát igénylik, amelynek maximális kéntartalma 0,005% (50 ppm (mg/kg)). További információkért olvassa el a motor/munkagép használati és karbantartási kézikönyvét, illetve az utókezelő eszköz dokumentációját.
- A munkagépbe utólagosan beszerelt kipufogógáz-utókezelő eszközzel rendelkező dízelmotorok esetén olvassa el az eszköz dokumentációját.
A legelterjedtebb utókezelő eszközök közé tartoznak a dízel részecskeszűrők (DPF), a dízel oxidációs katalizátorok (DOC), a szelektív katalitikus reduktorok (SCR), illetve a szegénykeverékes NOx-csapdák (LNT). Egyéb rendszerek is előfordulhatnak.
A kibocsátásra vonatkozó szabályozások mellett az üzemanyagban maximálisan megengedett és/vagy megengedhető kénszintet befolyásoló tényezők közé tartoznak a következők:
- motor típusa/kialakítása
- motor alkalmazási területe
- üzemanyag általános minősége
- az ajánlott folyadékok használata, többek között ideértve a motorolaj minőségét is
- a kipufogógáz-utókezelő eszköz típusa
- környezeti tényezők és más, helyszínfüggő üzemeltetési körülmények
- az üzemanyagköltségek és a motor/motoralkatrészek élettartam-rövidülésének összevetése
- az üzemanyagköltségek és a rövidebb olajcsere-periódusok hatásainak összevetése
- karbantartási időközök és egyéb karbantartási műveletek
Ultraalacsony kéntartalmú dízelüzemanyag (ULSD)
Az Egyesült Államok (U.S.) Környezetvédelmi Ügynöksége (EPA) által kiadott meghatározás szerint, az ultra alacsony kéntartalmú dízelüzemanyag (ULSD - S15) olyan amerikai (U.S.) üzemanyag, amelynek kéntartalma nem haladja meg a 15 rész per millió rész (ppm(mg/kg)) értéket, vagy a 0,0015 tömegszázalékot.
Az ultraalacsony kéntartalmú dízelüzemanyagot (ULSD) bevezetésének éve az egyesült államokbeli közúti dízelmotorok piacára Október 2006. Az ULSD December 2010óta kapható nem közúton használt dízelmotorokhoz és munkagépekhez. Lásd az U.S. EPA előírásait az ULSD értékesítési pontjára vonatkozóan, a különböző, nem közúti alkalmazási területekkel kapcsolatos időpontok tekintetében.
A nem közúti gépekre vonatkozó 4. generációs szabványok (Európa területén IV. szint) előírásait teljesítő, tanúsítvánnyal rendelkező és kénérzékeny kipufogógáz-utókezelési rendszerrel felszerelt munkagépek kialakításuk szerint kizárólag ULSD üzemanyaggal működnek. Alacsony kéntartalmú üzemanyagok (LSD) vagy 15 ppm (mg/kg) koncentrációnál magasabb kéntartalmú üzemanyagok használata az ilyen motorokban csökkenti a motor teljesítményét és élettartamát, károsítja a kipufogógáz-szabályozó rendszereket és/vagy csökkenti a szervizintervallumokat. A nem megfelelő üzemanyag használatából származó meghibásodások nem minősülnek a Cat gyártási hibájának. Ezért az ilyen javítás költségeire a Cat jótállása nem vonatkozik.
Az ULSD üzemanyag bármely, dízelüzemanyaggal való üzemre tervezett motorban használható. A Cat nem írja elő ULSD alkalmazását az olyan, nem közúti használat és munkagép-üzemeltetés esetén, ahol nem Tier 4/IIIB. szintű / IV. szintű tanúsítvánnyal rendelkező motorokat használnak, illetve ha azok nincsenek utókezelő eszközzel felszerelve. A Tier 4/IIIB. szintű / IV. szintű tanúsítvánnyal rendelkező motorok esetén a megfelelő üzemanyag használatának biztosítása érdekében mindig kövesse a használati utasításokat és olvassa el az üzemanyagtartályon lévő címkék – ha vannak ilyenek – feliratait.
Megjegyzés A kén és más vegyületek eltávolítása az ultraalacsony kéntartalmú dízel üzemanyagból (ULSD, Ultra Low Sulfur Diesel) csökkenti az ULSD vezetőképességét, és növeli az ULSD azon képességét, hogy statikus töltést tároljon. Előfordulhat, hogy a finomítókban az üzemanyagot statikusságot csökkentő adalékkal kezelték. Ugyanakkor számos olyan tényező van, amely az idő múlásával csökkentheti az adalékanyag hatékonyságát. Statikus töltés alakulhat ki az ULSD-üzemanyagban, amikor az üzemanyag átfolyik az üzemanyag-továbbító rendszereken. A statikus elektromosság kisülése tűzzel vagy robbanással járhat, ha gyúlékony gőzök vannak jelen. Ezért fontos arra ügyelni, hogy a munkagép feltankolásához használt teljes rendszer (üzemanyag-ellátó tartály, továbbító szivattyú, továbbító tömlő, fúvóka és mások) földelése és érintkezésvédelme megfelelő legyen. Forduljon az üzemanyag vagy az üzemanyagrendszer forgalmazójához, és győződjön meg róla, hogy a továbbító rendszer teljesíti a megfelelő földelésre és érintkezésvédelemre vonatkozó tankolási szabványokat.
A dízelüzemanyagok vezetőképességének a vizsgálatára vonatkozó standard módszerek a következők:
- "ASTM D2624" Vizsgálati módszerek a repülőgépek hajtóműveiben használt és középfrakciós üzemanyagok elektromos vezetőképességének a vizsgálatára
- "ASTM D4308" Vizsgálati módszer a folyékony szénhidrogének elektromos vezetőképességének vizsgálatára precíziós mérőműszerrel
Európában az ultra alacsony kéntartalmú dízelüzemanyag a maximum 0,0010 százalékos (10 ppm [mg/kg]) kéntartalmú üzemanyagot jelöli, amelyet általában "kénmentesnek" neveznek. Ezt a kéntartalmat az "EN 590:2004 európai szabvány" írja elő.
Alacsony kéntartalmú dízelüzemanyag (LSD)
Az alacsony kéntartalmú dízelüzemanyagot (LSD - S500) a U.S. EPA úgy határozza meg, mint egyesült államokbeli dízelüzemanyagot, amelynek a kéntartalma nem haladhatja meg a 500 ppm vagy tömeg szerinti 0,05 százalék értéket.
Megjegyzés Az ULSD és az LSD besorolású üzemanyagoknak egyaránt teljesíteniük kell az "ASTM D975" szabvány legfrissebb változatának követelményeit.
A dízelüzemanyag kéntartalmának hatása
Az üzemanyagban található kén az égési folyamat során kén-dioxid (SO2) és kén-trioxid (SO3) formájában jelenik meg. Vízzel elegyítve a kipufogógázban lévő SO2 és SO3 savakat képez. A savak hatást gyakorolhatnak a motor alkotórészeire és a motor kenőanyagaira.
A kipufogógázban előforduló kén befolyásolhatja az utókezelő eszközök működését, és csökkentheti a passzív regenerálás teljesítményét, csökkentheti a gázkibocsátási konverzió hatékonyságát, és megnöveli a szilárdrészecske-kibocsátást.
A legelterjedtebb utókezelő eszközök közé tartoznak a dízel részecskeszűrők (DPF), a dízel oxidációs katalizátorok (DOC), a szelektív katalitikus reduktorok (SCR), illetve a szegénykeverékes NOx-csapdák (LNT). Egyéb rendszerek is előfordulhatnak.
A javasolt és/vagy a megengedett kéntartalomnál több ként tartalmazó üzemanyagok használata az alábbiakat eredményezheti:
- a motor alkotórészeinek a fokozott kopása
- a motor alkotórészeinek a fokozott korróziója
- fokozott lerakódás
- fokozott koromképződés
- az olajleeresztési időköz lerövidülése (gyakoribb olajleeresztés)
- az utókezelő eszköz szervizciklusának lerövidülése (gyakoribb szervizelés)
- az utókezelő eszköz teljesítményének és élettartamának káros befolyásolása (csökkent teljesítmény)
- utókezelő eszközök felújítása között eltelt időtartam csökkenése
- Nagyobb üzemanyag-fogyasztás
- Magasabb fenntartási költségek
Az üzemeltetési körülményektől és a karbantartási gyakorlattól függően változik a fentiekben jelzett problémák valószínűsége abban az esetben, ha a javasolt és/vagy a megengedett maximális kéntartalmat elérő vagy az alatti kénmennyiséget tartalmazó üzemanyagot használnak.
A 0,1% (1000 ppm (mg/kg)) fölötti kéntartalom jelentősen megrövidítheti az olajcsere-periódust.
Ha nincs más befolyásoló tényező, és ha figyelembe veszi az ezzel járó hátrányokat (például a gyakoribb olajcserét), a jelen Különleges kiadványban felsorolt, kereskedelmi forgalomban kapható és munkagépekhez gyártott dízelmotorok némelyike ESETLEG kielégítően működtethető akár 1 százalékos (10 000 ppm(mg/kg)) kéntartalmú üzemanyaggal is. Ehhez az alábbi feltételeknek kell teljesülniük:
- A kibocsátásokra vonatkozó minden törvényt, rendelkezést és jogszabályt be kell tartani.
- a motor(ok) nincs(enek) felszerelve kipufogógáz-utókezelő eszközzel
- A motor használati és karbantartási kézikönyvében leírt minden utasítást és karbantartási instrukciót be kell tartani.
- a jelen Külön kiadványban leírt minden utasítást és karbantartási instrukciót be kell tartani
- működéskor a motorok csak alacsony/közepes igénybevételnek vannak kitéve
- a Cat márkakereskedő jóváhagyja az ilyen üzemeltetést
- További útmutatásért és az esetleges kivételek megismeréséért olvassa el a jelen Különleges kiadványt, továbbá az adott Cat kereskedelmi forgalomban kapható motorhoz és/vagy Cat munkagéphez tartozó használati és karbantartási kézikönyvét
Megjegyzés AZ OLAJCSERE PERIÓDUSÁNAK MEGHATÁROZÁSÁHOZ NE HASZNÁLJA KIZÁRÓLAG CSAK EZT A KÜLÖN KIADVÁNYT.
Az üzemanyag kénszintje hatással van az olajleeresztés intervallumára. A részletes tudnivalókat a jelen Különleges kiadvány S·O·S szolgáltatások olajelemzési részének a Kenőanyagokra vonatkozó műszaki előírások szakaszában tekintse át.
- A Cat S·O·S szolgáltatások olajelemzése ajánlott.
- A Cat S·O·S szolgáltatások olajelemzésének alkalmazása kifejezetten javasolt az olajleeresztési időközök meghatározásához, ha a használt üzemanyag kéntartalma 0,05% (500 ppm) és 0,5% (5000 ppm) közötti.
- A Cat S·O·S szolgáltatások olajelemzése szükséges az olajleeresztési időközök meghatározásához, amennyiben a használt üzemanyag kénszintje 0,5% (5000 ppm) feletti.
- A 0,1% (1000 ppm) fölötti kéntartalmú üzemanyagokkal kapcsolatos útmutatásért forduljon a Cat márkakereskedőhöz.
Üzemanyagszűrővel kapcsolatos probléma bármikor felléphet. A probléma oka lehet az üzemanyagba kerülő víz vagy nedvesség. Alacsony hőmérsékleten a nedvesség sajátságos problémákat okoz. Az üzemanyagban lévő nedvesség három típusba sorolható: oldott nedvesség (oldatban lévő nedvesség), nem oldott, diszpergált nedvességcseppek az üzemanyagban, nem oldott, a tartály alján összegyűlt nedvesség.
A legtöbb dízelüzemanyag tartalmaz némi oldott állapotban lévő nedvességet. A levegő nedvességtartalmához hasonlóan az üzemanyag is csak bizonyos mennyiségben tartalmazhat nedvességet adott hőmérsékleten. A hőmérséklet csökkenésével az oldható nedvesség mennyisége is csökken. Az üzemanyag például 100 ppm (100 mg/kg, azaz 0,010 százalék) nedvességet képes oldatban tartani
Ha az üzemanyag már nem képes oldatba vinni több vizet, a fennmaradó vízmennyiség különálló, diszpergált cseppek formájában marad. A nem oldott, diszpergált nedvesség apró vízcseppecskék formájában képez szuszpenziót az üzemanyaggal. Mivel a víz sűrűsége meghaladja az üzemanyagét, lassan szabaddá válik, és összegyűlik a tartály alján. Az előbbi példában, amikor az üzemanyag hőmérsékletét
A kis vízcseppek miatt az üzemanyag zavarosnak látszik. Ha a hőmérséklet-változás lassan következik be, a vízcseppek le tudnak ülepedni a tartály aljára. Ha az üzemanyag hőmérséklete hirtelen fagypont alá csökken, az oldatból kiváló nedvesség vízcseppek helyett nagyon apró jégszemcsékké alakul.
A jégszemcsék sűrűsége kisebb az üzemanyagénál, ezért nem ülepednek le a tartály aljára. Ha ilyen típusú nedvesség keveredik az üzemanyagba, ez a nedvesség eltömíti az üzemanyagszűrőket. A jégkristályok ugyanúgy tömítik el az üzemanyagszűrőket, mint a paraffin.
Ha a szűrő eltömődik és az üzemanyag áramlása elakad, a következő eljárás végrehajtásával állapítsa meg az okot:
- Vegye ki az üzemanyagszűrőket.
- Nyissa fel (vágja fel) az üzemanyagszűrőket.
- Vizsgálja meg az üzemanyagszűrőt még azelőtt, hogy az felmelegedne. Ez a vizsgálat kimutatja, hogy a szűrőt jég- vagy paraffinszemcsék tömítették el.
A le nem kötött, a tartály alján összegyűlt nedvesség elkeveredhet az üzemanyaggal. Bármilyen szivattyúzási művelet hatására a nedvesség összekeveredik a továbbított üzemanyaggal. Ez a nedvesség ekkor szabad, diszpergált vízzé válik. Ez a nedvesség jegesedést okozhat a szűrőkben. Ez a nedvesség bármilyen hőmérsékleten képes problémát okozni a szűrőkben. Általában elmondható, hogy ugyanaz az erő, amely a vizet elvegyíti az üzemanyaggal, képes a tartály aljáról származó szennyeződést és rozsdát is elvegyíteni a vízzel. Ennek eredménye az üzemanyag és a víz szennyezett keveréke, amely szintén eltömítheti a szűrőt, és meggátolhatja az üzemanyag áramlását.
A dízelüzemanyag fajsúlya az adott térfogatnyi üzemanyag tömegének és az azonos hőmérsékletű, azonos térfogatú víz tömegének hányadosa. A nagyobb fajsúly a nehezebb üzemanyagokra jellemző. A nehezebb üzemanyagok azonos térfogatban nagyobb mennyiségű kinyerhető energiát, azaz a motor által kiaknázható munkavégző képességet tartalmaznak.
Megjegyzés Az üzemanyag-keverék beállítása nem módosítható a könnyebb üzemanyagok kisebb energiatartalmának ellensúlyozása érdekében. Az üzemanyagrendszer alkatrészeinek élettartamát csökkenthetik a nagyon könnyű üzemanyagok, mert az alacsonyabb viszkozitás miatt a kenés kevésbé hatékony. Ez a probléma még összetettebb, ha az üzemanyag kenőképessége nem megfelelő. Lásd a Kenőképesség és az alacsony kéntartalmú dízelüzemanyag (LSD) / ultra alacsony kéntartalmú dízelüzemanyag (ULSD) témakört a jelen Különleges kiadvány, "Dízelüzemanyagok jellemzői" fejezetében.
Egy adott üzemanyag API-sűrűsége egyúttal jelzi az üzemanyag sűrűségét is, azaz a tömege és a térfogata közti kapcsolatot. Az API-sűrűség fordított arányban áll a fajsúllyal. Az API-sűrűség annál nagyobb, minél könnyebb az adott üzemanyag.
A könnyebb üzemanyagok nem biztosítják a névleges teljesítményt. Könnyebb üzemanyag lehet az etanol vagy metanol és a dízelgázolaj keveréke is. A dízelüzemanyaggal kevert alkohol vagy motorbenzin robbanásveszélyes légteret hoz létre az üzemanyagtartályban. Ráadásul a tartály falán lecsapódó víz hatására az alkohol kiválhat.
 |
|
A dízel üzemanyaggal kevert alkohol vagy motorbenzin robbanásveszélyes elegyet hozhat létre motor forgattyúházban vagy az üzemanyagtartályban. Személyi sérülés és a motor megrongálódása is bekövetkezhet. A Caterpillar nem javasolja ennek alkalmazását. |
| FIGYELMEZTETÉS |
|---|
|
A dízel üzemanyaggal kevert alkohol vagy motorbenzin károsíthatja a motort. A Caterpillar nem javasolja ennek alkalmazását. Az üzemanyagtartályban a víz kicsapódása miatt az alkohol kiválhat, ami szintén károsíthatja a motort. |
A nehezebb üzemanyagok az égés során rendszerint több lerakódást képeznek. Az égésből származó lerakódások nyomán abnormálissá válhat a hengerhüvely és a -gyűrű kopása. Ez a probléma leginkább a nagyobb sebességgel működő, kisebb dízelmotorokban a legészrevehetőbb.
A dízelüzemanyagban megjelenő kötőanyagokat és gyantákat azok az oldott oxidációs termékek eredményezik, amelyek nem illékonyak. Az üzemanyagban oldott anyagok égése sem tiszta folyamat. Az üzemanyagban jelen lévő, túlzott mennyiségű kötőanyag bevonja az üzemanyag-vezetékek, szivattyúk és befecskendezők belső felületét. A túlzott mennyiségű kötőanyag továbbá gátolhatja az üzemanyagrendszer kis hibatűrésű mozgó alkatrészeinek megfelelő működését. Az üzemanyagban jelen lévő kötőanyag és gyanta képes gyorsan eltömíteni a szűrőt is. Az üzemanyag tárolása során oxidálódik, így további kötőanyag és gyanta keletkezik. Az üzemanyag tárolásának időtartamát a kötőanyag- és gyantaképződés csökkentése érdekében érdemes minimálisra csökkenteni.
Megjegyzés A Caterpillar még az adott alkalmazás esetére vonatkozó összes üzemanyag-tárolási eljárás betartása esetén sem javasolja dízel tüzelőolaj párlatoknak a gyártástól számított 1 évnél hosszabb ideig tartó tárolását, illetve biodízel vagy biodízellel kevert üzemanyag gyártástól számított 6 hónapnál hosszabb tárolását. A biodízel és a B20 értéknél nagyobb biodízel arányú keverékeknél a tárolási idő 6 hónapnál is sokkal rövidebb lehet.
Az üzemanyag termikus és oxidációs stabilitása
A dízelüzemanyagok minősége többféle okból gyorsan romolhat. Ha az üzemanyag terhelésnek van kitéve, és hosszabb időszakon keresztül tárolják, minőségromlás és oxidáció léphet fel. A minőségromlás és az oxidálódás összetett kémiai változások, amelyek együtt járhatnak peroxidok képződésével. Ezek a változások bizonyos szénhidrogénekből, valamint az üzemanyagban természetesen előforduló, nitrogén- és kéntartalmú vegyületekből kialakuló lerakódásokhoz és üledékképződéshez vezetnek. Ezt a folyamatot az üzemanyag összetétele és a környezeti viszonyok is befolyásolják.
A dízelüzemanyag hűtőközegként is szolgál olyan nagynyomású üzemanyag-befecskendező rendszerekben, amelyek magas hőmérsékletű fala üzemanyag-nedvesítésű. Ez a folyamat terhelést jelent az üzemanyagrendszerben található üzemanyag szempontjából. A termikus terhelés és a keringő üzemanyag hőmérsékletének növekedése gyakran okozza az üzemanyag leromlását, valamint kötőanyagok és gyanták kiválását, üledék és lerakódás képződését okozhatja. Ez pedig az üzemanyag-áramlás csökkenéséhez vezethet az üzemanyagszűrő és üzemanyag-befecskendező rendszerben.
Amikor az üzemanyag hosszabb ideig marad a munkagép vagy a motor üzemanyagtartályában, az üzemanyag oxigénnel érintkezik. Ez a kitettség összetett kémiai reakciókhoz és az üzemanyag minőségromlásához vezet. Ennek eredményeként üledék és lerakódások keletkeznek, ami gyenge teljesítményhez, a szűrő eltömődéséhez, az üzemanyag-vezetékek korlátozott átfolyásához és a befecskendezőben lerakódásokhoz vezet.
A biodízel és a biodízel-keverékek termikus és oxidációs stabilitása gyenge a kőolajpárlat dízelüzemanyagokéhoz képest. Az ilyen biodízel és biodízel-keverékek használata felgyorsíthatja a jelen Külön kiadványban leírt meghibásodási folyamatokat. A motorra vonatkozóan jóváhagyott maximális biodízelarányt fölötti keverékek használata nem ajánlott.
A dízelüzemanyagok termikus és oxidációs leromlása az üzemanyag színének sötétedését okozhatja. Az üzemanyag színe nem feltétlenül jelenti az üzemanyag minőségének olyan nagy mértékű csökkenését, amely a jelen Külön kiadványban leírt problémákhoz vezethet. Azonban az üzemanyag színének sötétebbé válása a leromlás egyik jele, és a sötétebb üzemanyag stabilitási problémáira utalhat. A termikus oxidációt és oxidációs stabilitást vizsgáló tesztek segítségével kell megállapítani az üzemanyagromlás tényleges mértékét.
Az üzemanyagok termikus és oxidációs stabilitásának a vizsgálata – a Dízel tüzelőolaj párlatok részben a Caterpillar nem közúti motorokban használt fűtőolaj párlatokra vonatkozó műszaki előírásait tartalmazó táblázata szerint – biztosítja, hogy az üzemanyag megfeleljen a stabilitással kapcsolatos minimális előírásoknak. Az ezeken a vizsgálatokon megfelelő üzemanyagok biztosítják a kívánt teljesítményt, továbbá csökkentik a lerakódások kialakulását.