7.6. Антиобледенительные присадки
Назначение антиобледенительных присадок заключается в предотвращении образования льда на поверхности деталей двигателя и топливной аппаратуры, происходящего вследствие замерзания влаги воздуха при резком понижении температуры расширяющейся топливной смеси. Влага конденсируется и отлагается в виде льда на заслонке карбюратора, затрудняет ее движение, и режим горения отклоняется от оптимального. В результате наблюдается перерасход бензина до 7% и повышение концентрации СО в ОГ на 15-40% (оТн.)
В отличие от ПВКЖ антиобледенительные присадки не обеспечивают удаления уже образовавшихся частичек из объема топлива, но должны препятствовать их агрегации.
Принцип действия основан на поверхностной активности соединений, входящих в состав присадок на границе топливо вода и топливо-металл, а также на их солюбилизирующей способности по отношению к воде.
В объеме топлива поверхностно-активные вещества присадок сорбируются на поверхности микрокапель воды или зародышей кристаллов льда и обволакивают их, создавая мицеллу, в ядре которой находится вода, а внешняя оболочка состоит и олеофильных частей молекул ПАВ. Этот процесс называется солюбилизацией. Он препятствует образованию крупных капель воды или кристаллов льда, которые в объеме топлива удержать невозможно.
На поверхности металла присадки образуют прочный защитный слой, препятствующий сорбции воды и льда. Впрочем, этот механизм некоторыми исследователями ставится под сомнение.
Показатели эффективности — описанный выше изопропиловый эквивалент, а также межфазное натяжение на границе топливо—вода и солюбилизирующая способность. Последние два метода являются косвенными, так как не всегда удается установить прямую зависимость между определяемыми показателями и антиобледенительными свойствами топлив, содержащих присадки. Межфазное натяжение может быть определено любым лабораторным методом. Солюбилизирующую способность определяют спектрофотометрией. Для этого в топливо вводят небольшое количество растворимого в воде красителя и снимают его спектр. Затем прибавляют присадку и наблюдают изменение цвета. Если происходит солюбилзация оды, то краситель вместе с водой поглощается мицеллой, цвет раствора и его спектр изменяются — обычно приближаются к характеристикам самого топлива.
Ассортимент. Специально антиобледенительные присадки почти не разрабатываются. На практике их функции выполняют моющие присадки, которые являются многофункциональными. Все отечественные моющие присадки характеризуются достаточно высокими антиобледенительными свойствами. На ряду с ними допущена к применению в автомобильных бензинах добавка КОБС, представляющая собой кубовые остатки бутиловых спиртов, получаемых методом оксосинтеза.
КОБС вырабатывается по ТУ 38.102167—85 как отход производства. Нормируются следующие показатели его качества:
Достаточно подробный анализ этого продукта был выполнен в ГАНГ им. ИМ. Губкина, Методом ГЖХ установлено, что он представляет собой смесь спиртов, ацеталей и сложных эфиров.
Будучи отходом производства, КОБС характеризуется рядом недостатков Наиболее существенными являются повышенная кислотность и низкая химическая стабильность, обусловленная высоким значением бромного (иодного) числа и наличием реакдионноспособных ацеталей. Это накладывает ограничения на концентрацию КОБС в топливах.
КОБС может быть добавлен в бензин в концентрации не более 2% (об.) и в дизельное топливо — до 7% (об.). При этом значения кислотности и фактических смол топлива, содержащего КОБС, находятся в допустимых пределах (рис. 70). В этой же области концентраций КОБС не ухудшает термическую стабильность топлива. Ниже представлены результаты оценки термостабильности (квалификационным методом) и коэффициента фильтруемости дизельного топлива, содержащего 5 и 10% (об.) КОБС (для исследований использовано дизельное топливо Л производства ОАО Московский НПЗ).
Ограничение применения присадок заключается в том, что, как мы указывали выше, они не способны растворять кристаллы льда, уже находящиеся в топливах. Поэтому антиобледенительные присадки вводят в топливо до начала кристаллообразования.
Токсичность. По ГОСТ 12.1.007-76 КОБС относится к III классу умеренно токсичных веществ. Его ПДК — 10 мт/м3. Он обладает характерным, не для всех приятным запахом, но особой опасности не представляет.