Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что это — цетановое число дизельного топлива? Способы повышения

Что это — цетановое число дизельного топлива? Способы повышения

Современные автомобили могут потреблять либо дизельное топливо, либо бензин. Машин на бензине гораздо больше, однако постепенно транспорт, который потребляет солярку, становится все более популярным. Это и логично, ведь данное горючее обладает более высоким КПД, следовательно, двигатели с соляркой мощнее и при этом менее «прожорливы». Однако вопрос качества этого топлива с каждым днем становится все более актуальным. На многих автозаправках можно встретить солярку низкого качества, которая может навредить двигателю. Поэтому важно учитывать цетановое число дизельного топлива – это один из первых критериев, говорящих о его качестве. Конечно, есть и другие, но именно этот самый важный.

Что это – цетановое число дизельного топлива?

Данный параметр показывает способность солярки к воспламенению самостоятельно. Определяется характеристика временем задержки, то есть интервалом между поступлением воздушно-топливной смеси в цилиндр и до начала его горения. И чем выше будет цетановое число, тем время задержки будет ниже, следовательно, двигатель будет запускаться проще. Так называемое белое дымление будет занимать меньше времени. Также более высокое цетановое число дизельного топлива увеличивает мощность работы силовой установки и ускоряет ее работу.

Для чего это нужно знать?

Во многом этот показатель определяет экологичность топлива, поскольку способность к самостоятельной воспламеняемости зависит от наличия в составе углеводородов. К примеру, если в солярке большую часть составляют парафиновые соединения, то она воспламеняется быстрее. А при содержании ароматических углеводородов может быть большая задержка. Следовательно, более высокое цетановое число дизельного топлива говорит о меньшем количестве в его составе вредных для окружающей среды ароматических углеводородов. Да и двигатель с такой соляркой работает немного хуже.

Если цетановое число меньше 40, то двигатель будет работать в более жестком режиме. Возможен даже так называемый дизельный стук при холостых оборотах до момента разогрева силовой установки. Показатели работы при этом снижаются, подшипники и прочие детали изнашиваются быстрее.

Цетановое число для летнего и зимнего топлива должно быть разным. Зимой оно должно быть выше. Также необходимо различать данный показатель в зависимости от типа автомобиля. На огромных судах его значение может быть около 20. В легковые автомобили заправляется топливо с цетановым числом выше 55, а для грузовых машин – не менее 40.

Измерение

Проверить значение цетанового числа у себя в гараже навряд ли получится. Это можно сделать только в лабораторных условиях. Сам принцип измерения несложен. При расчетах замеряется время самовоспламенения солярки и соотносится с временем воспламенения топливного эквивалента. К примеру, если солярка воспламеняется за такое же время, как и 35% смесь цетана и альфа-метилнафталина, то такое топливо будет иметь цетановое число 35.

Этот способ измерения применяется ко всем компонентам дизельного топлива. К сожалению, не получится вычислить это значение самостоятельно, однако на заправочной станции можно уточнить, какое цетановое число продаваемой солярки.

Стандарты

Высокий показатель не всегда является лучшим. Специалисты считают, что оптимальное значение цетанового числа находится в диапазоне 50-60. При этих значениях достигается максимальное «насыщение» топлива, поэтому дальнейшее повышение цетанового числа дизельного топлива является бессмысленным. По российским требованиям (ГОСТ 305) минимально допустимое значение – 45. Однако по европейским нормам дизельное топливо «ЕВРО 5» не может иметь цетановое число ниже 48. Это косвенно означает, что в странах Евросоюза солярка лучше. Впрочем, и цена на дизтопливо там выше. И если в России стоимость литра солярки в среднем составляет 40-47 рублей, то в Германии – 1.5 евро (около 100 рублей).

Повышение цетанового числа

Вопрос его повышения является актуальным, однако стоит учитывать, что качество солярки определяется не только этим числом. Учитывая низкий показатель этого значения для топлива, производящегося российскими нефтеперерабатывающими заводами, логично попытаться его повысить. К сожалению, стандартные способы очистки не подходят, так как сепарация или фильтрация могут очистить солярку от воды и пыли, однако на показатель самовоспламеняемости это не повлияет никак. Увеличить его можно только специальными присадками, которые продаются в автомагазинах. В частности, присадка Difron H 372 неплохо себя зарекомендовала, но есть и другие. Их присутствие в составе топлива улучшает работу двигателя, позволяет без проблем запустить его даже при сильных морозах, снижает шумность и дымность выхлопа.

Заключение

Учитывая цену на дизтопливо в России, не стоит удивляться не самому высокому качеству данного продукта. Теперь вы знаете, что это за показатель и за что он отвечает. Если ваш автомобиль очень чувствителен к дизельному топливу, то используйте присадки. К сожалению, нет другого способа его улучшить.

Инструменты пользователя

  • Зарегистрироваться
  • Войти

Инструменты сайта

  • Media Manager
  • Все страницы

Содержание

Дистиллятные топлива

О свойствах автомобильного бензина было сказано немало в одной из предыдущих статей, посвященной компаундированию бензина. Поговорим же теперь еще об одном распространенном виде топлива, а именно, о дизельном топливе.

Дизельное и печное топливо (топливо, применяемое для бытовых целей) — это два наиболее широко используемых вида топлива, которые получают на нефтеперерабатывающем заводе из фракций легкого газойля. Можно сказать, что это один широко используемый вид топлива, так как во многих местах дизельное и печное топливо поступают в продажу из одного и того же резервуара.

Дизельный двигатель

В общих чертах дизельный двигатель весьма напоминает бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Его единственное очевидное отличие — это отсутствие свечи зажигания. Работа дизельного двигателя зависит от самовозгорания топлива, то есть от того самого явления, которого так стараются избежать в случае бензинового двигателя.

При управлении самовоспламенением очень важно, чтобы все процессы были правильно синхронизированы по времени. В отличие от ДВС, в дизельном двигателе воздух не смешивается с топливом прежде, чем попасть в цилиндр, то есть в цилиндр подается только воздух.

Когда поршень перемещается в верхнее положение, воздух сжимается (такт сжатия) и поэтому нагревается. Точно в тот момент, когда поршень достигает верхней точки, в цилиндр впрыскивается топливо. При контакте с нагретым воздухом оно воспламеняется, что заставляет поршень начать рабочий ход.

Впрыскивание топлива в цилиндр включает несколько фаз. Во-первых, топливо подается в жидком виде — для более равномерного распределения его распыляют. Когда жидкое топливо соприкасается с перегретым воздухом, оно испаряется, и его температура поднимается до температуры самовоспламенения. Вторая фаза наступает, когда воспламенение произошло и окружающие пары и жидкость также загораются. При этом начинается рабочий ход поршня. Наконец, когда оставшаяся часть жидкости закачивается в цилиндр, она тоже воспламеняется и, таким образом, давление на поршень сохраняется на том же уровне или даже возрастает. И все это происходит приблизительно за тысячную долю секунды.

Очевидно, что механизм синхронизации должен быть очень точным. Если топливо не попадает в цилиндр в нужный момент и с нужной скоростью, за один раз может воспламениться слишком много топлива, и тогда, вместо управляемого импульса, может произойти рабочий такт со взрывом. Поэтому впрыскивание топлива в дизельный двигатель осуществляется с помощью гораздо более точной механики, чем в двигателе внутреннего сгорания. Поскольку дизельное топливо подается в цилиндр в верхней точке хода поршня, рабочие давления в системе подачи топлива лежат в интервале 2000—10000 psi (140-700 атм).

Дизельное топливо

Многие полезные свойства бензина оказываются вредными для дизельного топлива. Вспомните, что в случае бензина самовоспламенения следует избегать, в то время как для дизельного топлива одной из важных характеристик является как раз воспламеняемость. Мерой этого свойства является цетановое число. По аналогии с октановым числом и его происхождением, цетановое число дизельного топлива соответствует доле углеводорода цетана (С16Н34; гексадекана) в его смеси с α-метилнафталином. Цетановое число цетана принято равным 100, а цетановое число α-метилнафталина — 0. Когда дизельное топливо характеризуется такой же воспламеняемостью, определенной на опытном двигателе, что и модельная смесь этих двух углеводородов, то цетановое число данного топлива считается равным процентной доле цетана в этой смеси.

В некоторой мере цетановое число топлива зависит от его группового состава (доли парафинов, олефинов, нафтенов и ароматики). В случае бензинового двигателя ароматические соединения полезны, так как препятствуют самовоспламенению, в то время как парафины имеют низкие температуры воспламенения. Для дизельных двигателей, наоборот, парафины, способные к самовоспламенению при низких температурах, являются полезными компонентами топлива, а ароматические углеводороды (которых много в крекинг-газойле) — менее ценными компонентами.

Как и бензин, дизельные топлива бывают нескольких марок. Стандартное топливо характеризуется цетановыми числами около 40—45, а топливо высшего качества (премиальное) имеет цетановые числа 45—50. 1) Применение топлив с цетановым числом менее 40 приводит к жесткой работе дизеля и ухудшению пусковых свойств топлива. Повышение цетанового числа выше 50 также нецелесообразно, так как возрастает удельный расход топлива в результате уменьшения полноты сгорания. 2) Премиальное топливо более легкое, оно содержит больше легкокипящих фракций, и поэтому оно более пригодно для запуска двигателя на холоде. В легких фракциях отношение углерода к водороду обычно ниже, поэтому при сгорании такого топлива в жестких условиях образуется меньше дыма. В связи с этим премиальное топливо является предпочтительным вариантом для городских автобусов. 3)

Читать еще:  Асинхронный двигатель с фазным ротором его неисправности

Помимо воспламеняемости к наиболее важным показателям качества топлив для быстроходных дизелей относятся также испаряемость, вязкость, коррозионная активность, низкотемпературные и экологические свойства.

Низкотемпературные свойства. В отличие от бензинов в состав дизельных топлив входят высокомолекулярные парафиновые углеводороды нормального строения, имеющие довольно высокие температуры плавления. При понижении температуры эти углеводороды выпадают из топлива в виде кристаллов различной формы, и топливо мутнеет. Возникает опасность забивки топливных фильтров кристаллами парафинов. Принято считать, что температура помутнения характеризует нижний температурный предел возможного применения дизельных топлив. При дальнейшем охлаждении помутневшего топлива кристаллы парафинов сращиваются между собой, образуют пространственную решетку, и топливо теряет текучесть. Температура застывания – величина условная и используется для ориентировочного определения возможных условий применения топлива. 4)

По техническим условиям в России дизельное топливо для автомобильных и тракторных двигателей разделяется на два сорта — летнее и зимнее, различающиеся между собой по температуре помутнения и температуре застывания. Для летнего топлива (марка «Л») температуры помутнения и застывания должны быть не выше 5 и -10°С соответственно, для зимнего сорта (марка «3») — не выше -35 и -45°С. Температура застывания арктического дизельного топлива (марка «А») не должна превышать -55°С. (см. ГОСТ 305-82 — http://www.nge.ru/g_305-82.htm)

Низкой температуры застывания достигают либо выбором нефтей и подбором фракций, из которых получается топливо, либо добавлением к последнему специальных (депрессорных) присадок. 5) В качестве депрессоров промышленное применение получили сополимеры этилена с винилацетатом. Поскольку они практически не влияют на температуру помутнения топлив, большинство исследователей считает, что депрессор, адсорбируясь на поверхности образующихся кристаллов парафинов, препятствует их агрегации с формированием объемного каркаса. 6)

Испаряемость дизельных топлив. Характер процесса сгорания дизельных топлив определяется кроме их воспламеняемости и полнотой испарения. Она зависит от температуры и турбулентности движения воздуха в цилиндре, качества распыливания и испаряемости топлива. Испаряемость дизельных топлив оценивается их фракционным составом. Считается, что температура начала кипения дизельных топлив должна составить 180…200 °С, поскольку наличие бензиновых фракций ухудшает их воспламеняемость и тем самым пусковые свойства, а также повышает пожароопасность. Нормируемая температура выкипания 96% топлива в пределах 330…360 °С свидетельствует о присутствии в топливе высококипящих фракций, которые могут ухудшить смесеобразование и увеличить дымность отработавших газов.

Вязкость дизельных топлив. Топливо в системе питания дизельного двигателя выполняет одновременно и роль смазочного материала. При недостаточной вязкости топлива повышается износ насосов и форсунок, а также растет утечка топлива между компонентами насоса. Топливо слишком вязкое будет плохо прокачиваться по системе питания, недостаточно тонко распыляться и неполностью сгорать. Поэтому ограничивают как нижний, так и верхний допустимые пределы кинематической вязкости при 20°С (в пределах от 1,5 до 6,0 сСт.).

Коррозионная активность характеризует способность топлива вызывать коррозию деталей двигателя, топливной аппаратуры, топливопроводов, резервуаров и т. д. Она зависит, как и у бензинов, от содержания в топливе коррозионно-агрессивных кислородных и сероорганических соединений: нафтеновых кислот, серы, сероводорода и меркаптанов. Для борьбы с коррозионными износами деталей дизеля выпускают малосернистые топлива и добавляют к ним различные присадки (антикоррозионные, защитные, противоизносные и др.).

Экологические свойства. По сравнению с автобензинами, дизельные топлива характеризуются значительно меньшей пожароопасностью. Это достоинство является решающим при выборе типа двигателя для установки на том или ином виде техники. Например, из-за меньшей пожароопасности топлива дизели используют на судах речного и морского флота, комбайнах, подводных лодках, на танках, бронетранспортерах и т. д. Пожароопасность дизельных топлив оценивают по температуре вспышки в закрытом тигле. Для всех марок быстроходных дизельных топлив она нормируется не ниже 30…35 °С. Для топлив, предназначенных к применению на кораблях, температура вспышки должна быть не ниже 61 °С, а в особо опасных условиях, например в подводных лодках, – не ниже 90 °С. 7)

Компоненты топлива. В производстве дизельных топлив для быстроходных двигателей используются главным образом средние (200—350°С) фракции нефтей, для стационарных судовых (тихоходных) двигателей — тяжелые соляровые дистилляты, мазуты и отбензиненные нефти. 8) В принципе, все легкие газойли могут служить компонентами дизельного топлива, но некоторые из них более предпочтительны. Прямогонные легкие газойли обычно характеризуются высоким содержанием парафинов и цетановым числом в интервале 50—55. Легкие крекинг-газойли, как правило, содержат высокие концентрации олефинов, ароматических углеводородов и нафтенов, и поэтому их цетановые числа порядка 32—35. Цетановое число керосина около 55. Такой широкий набор компонентов позволяет легко приготовить смесь с заданным цетановым числом. 9)

Печное топливо

Благодаря многим физико-химическим характеристикам, углеводороды, входящие в состав газойлевых фракций, наиболее широко используются как нефтяное печное топливо. Во-первых, они обладают более высокой теплотворной способностью, чем более легкие углеводороды, например, содержащиеся в керосине, нафте или СУГ (сжиженном углеводородном газе). Во-вторых, их транспортировка дешевле, чем транспортировка природного газа или СУГ, так как для этого не требуется специального оборудования, пригодного для работы под давлением. В-третьих, эти продукты менее склонны к случайному воспламенению и менее взрывоопасны, чем нафта. В-четвертых, их легче сжечь, чем остаточные (котельные) топлива, так как их не надо подогревать перед подачей в камеру сгорания. Наконец, они являются более экологически чистыми, чем остаточные топлива, благодаря более простому химическому составу. По всем этим причинам печное топливо широко применяют для бытовых нужд и реже — как топливо в легкой и тяжелой промышленности. (Леффлер) Печное топливо в первую очередь предназначено для маломощных отопительных установок жилых помещений, а также для теплогенераторов средней мощности, применяемых в сельском хозяйстве для приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и т.д. 10)

В соответствии с ТУ 38.101656-2005 выпускается следующее топливо печное бытовое:
— малосернистое (с содержанием серы не более 0.5%);
— сернистое (с содержанием серы не более 1.1%).

Топливо печное бытовое подразделяют на 2 вида:
— топливо печное бытовое темное (см. ТУ 025192-002-39968249-2008);
— топливо печное бытовое светлое (см. ТУ 38.101656-2005). 11)

Стандарты на печное топливо в основном определяются ограничениями, связанными с конструкцией бытовых отопительных приборов. С точки зрения безопасности их эксплуатации, важной характеристикой печного топлива является температура вспышки. Так как топливо транспортируют и хранят в емкостях без подогрева, то большое значение имеет температура потери текучести.

Температура вспышки. Минимальная температура, при которой пары топлива образуют горючие смеси с воздухом, называется температурой вспышки. Таким образом, температура вспышки оказывается одновременно мерой летучести и мерой воспламеняемости. Для печного топлива этот параметр нормируется таким образом, чтобы его пары не могли выйти из резервуара и поджечь что-нибудь не там, где нужно.

Температура потери текучести определяет способность нефтепродуктов течь при низких температурах. В процессе охлаждения нефтепродукта достигается температура, при которой некоторые компоненты застывают. При дальнейшем охлаждении продукт в конце концов полностью теряет текучесть. Температуру потери текучести принимают на 5°F выше точки, при которой продукт перестает течь. Температура потери текучести печного топлива обычно около -25°С (-10°F).

Смешивание печного топлива. Не случайное, но несомненно счастливое совпадение, что нефтепродукты, которые могут служить компонентами дизельного топлива, также удовлетворяют требованиям, предъявляемым к бытовым отопительным системам. Имеется множество возможностей по использованию разных легких крекинг-газойлей для получения печных топлив. Этих возможностей даже больше, чем для дизельного топлива, так как здесь нет ограничений по цетановому числу. Тем не менее, в большинстве случаев смешивают, отгружают, хранят и продают один и тот же нефтепродукт, который подходит как для отопления, так и для сгорания в двигателе.

Зная цетановое число легкого прямогонного газойля, легкого крекинг-газойля, керосина и дополнительных дистиллятных компонентов, нетрудно рассчитать состав смеси, которая будет удовлетворять нормам по цетановому числу. Чтобы достичь требуемой температуры потери текучести, обычно добавляют керосин, но часто это экономически невыгодно (реактивное топливо дороже дистиллятного). Если керосина слишком много, температура вспышки может оказаться слишком низкой. Использование фракций более легких, чем керосин, обязательно приведет к проблемам с температурой вспышки. Компании, производящие специальные химические продукты, с удовольствием продают присадки, меняющие температуру потери текучести. 12)

Отличие дизельного топлива от бензина

Что такое дизельное топливо: состав, производство, характеристики и применение

К самым востребованным нефтепродуктам относится дизельное топливо (ДТ, дизтопливо). Применяется в качестве горючего во многих сферах. Ввиду экономичного расхода по спросу не уступает, а иногда даже превосходит бензин. В связи с этим предлагаем подробнее изучить, что такое дизельное топливо, из чего и как его производят, а также марки и сферы применения.

Читать еще:  Шевроле авео плавают обороты при запуске двигателя

Состав дизельного топлива

Если рассматривать, из чего делают дизельное топливо, то однозначно можно сказать – из нефти. В составе продукта смесь углеводородов:

  • Парафиновых – до 10-40%. Алканы и нефтяные парафины с 18-35 атомами водорода и углерода.
  • Нафтеновых – 20-60%. Циклоалканы – циклические насыщенные углеводороды, преимущественно циклогексан и циклопентан.
  • Ароматических – 15-30%. Арены – органические циклические соединения с ароматической системой – бензольным кольцом: 6 углеродно-водородными группами в углах молекулярного шестиугольника. Такие углеводороды входят в состав многих конечных продуктов, получаемых при переработке нефти.

Дополнительно дизтопливо может содержать смолы, соединения серы, вода, механические примеси, а также красители (кроме зеленого и голубого) и вещества-метки. Допускается добавление присадок, но не металлосодержащих (не касается антистатических). Конкретный химический состав зависит от ряда факторов:

  • места добычи нефти;
  • температуры перегонки;
  • добавленных присадок, меняющих характеристики и состав.

На что влияет состав дизельного топлива

Содержание углеводородов и других веществ влияет на свойства и особенности применения дизтоплива:

  • Стойкость к низким температурам. Максимальные показатели принадлежат зимнему и арктическому дизтопливу. Чтобы этого добиться, в состав добавляют тяжелые углеводороды.
  • Износ двигателя. Происходит быстрее, если в составе больше нафтеновых углеводородов, смол и других примесей.
  • Испаряемость. Чем больше смолистых примесей, тем хуже испаряется дизтопливо и сложнее происходит воспламенение.
  • Вязкость. Определяет возможность использовать дизтопливо при отрицательной температуре. Чем больше парафиновых углеводородов, тем быстрее кристаллизуется (застывает) топливо: летнее – при -10 °C, а густеет уже при -5 °C. Чтобы снизить температуру застывания, дизель подвергают депарафинизации – очищению от парафинов. Чем их меньше, тем более сильные холода может выдержать нефтепродукт.
  • Цетановое число. Определяет степень воспламеняемости горючего в цилиндре. Чем больше парафинов, тем выше цетановое число и больше показатель воспламеняемости.

Технология производства дизельного топлива

Дизтопливо – это вязкая жидкость цвета, который зависит от количества смол в составе. Оттенок может быть от желтого до светло-коричневого. Горючее получают путем перегонки нефти. Сырье нагревают до нужной температуры, и из него выкипают определенные фракции, не только дизельные.

Газойлевые и керосиновые фракции – то, из чего преимущественно состоит дизельное топливо. Для них характерны высокие температуры кипения – 180-360 °C. Для каждой марки дизтоплива установлены температурные значения выкипания:

  • 50% перегоняется при температуре не выше 280 °C для летней, межсезонной и зимней марки, не выше 255 °C – для арктической;
  • 95% по объему перегоняется при температуре не выше 360 °C для всех марок дизтоплива.

Указанные температуры характеризуют фракционный состав дизельного топлива, установленный п. 5.2 ГОСТ 305-2013. Фракции определяют в соответствии с ГОСТ ISO 3405-2013. Не допускается, чтобы температуре перегонки была ниже 200 °C и выше 360 °C. Знать фракционный состав важно, поскольку это помогает определить, насколько качественно будет сгорать топливо, какой будет токсичность отработанных газов и степень дымности.


Установка для производства дизельного топлива

Если говорить о том, как получается дизельное топливо, то можно выделить следующие основные этапы:

  • В ректификационных колоннах нефть делят на несколько фракций: бензиновую, керосиновую, дизельную и мазут. Колонны представляют собой аппараты для разделения жидких смесей, компоненты которых кипят при разной температуре.
  • Дизельную фракцию подвергают вторичной переработке, чтобы добиться нужного химического состава и структуры углеводородов. С помощью каталитического (высокотемпературного) или гидрокрекинга горючее очищают от избытка серы.
  • Прямогонные фракции совмещают с теми, что прошли гидроочистку, что позволяет соблюсти требования ГОСТа. В дизельное топливо высокого класса дополнительно вводят депрессорные и антидымные присадки.


Как работают ректификационные колонны

Здесь нужно сказать, что такое гидродизельное топливо. Оно представляет собой гомогенизированную (однородную) водотопливную эмульсию (ВТЭ), применение которой помогает уменьшить выбросы в атмосферу вредных веществ NO и CO и повысить коэффициент сжигания топлива.

Какие виды дизельного топлива существуют

Дизтопливо классифицируется по сезону, когда его рекомендовано использовать. Разница заключается в максимальной температуре, до которой применение нефтепродукта не приводит к засорению топливной системы из-за кристаллизации. Если говорить о том, какие марки дизельного топлива выпускает наша промышленность, то это будут:

  • Летнее дизельное топливо (Л). Предназначено для использования при температуре от -5 °C и выше.
  • Межсезонное (Е). Используется при температуре окружающего воздуха от -15 °C и выше.
  • Зимнее (З). Рекомендовано для применения при температуре до -25 °C и до -35 °C (в зависимости от реальной температуры фильтруемости, о которой пойдет речь ниже).
  • Арктическое (А). Применяется при температуре от -45 °C и выше, оптимально для использования в суровом климате.

Зимнее дизтопливо можно получить путем добавления в летнее специальных депрессорных присадок, которые снижают температуру застывания и незначительно влияют на температуру предельной фильтруемости. Самый дорогой способ получения арктического топлива – депарафинизация летнего, т. е. очищение от парафинов, выступающих причиной кристаллизации при низкой температуре окружающей среды.

Какие виды дизельного топлива бывают по экологичности:

  • Евро 3. Устаревший стандарт ДТ, бывший актуальным до 2006 года. Сегодня вытеснен с производства, поскольку не удовлетворяет новым требованиям.
  • Евро 4. Все ввозимые в Россию транспортные средства с 2013 года должны соответствовать минимум стандарту Евро 4. Но нужно учитывать, что в ближайшем будущем международное сообщество намерено отказаться и от этого стандарта.
  • Евро 5. Действует с 2009 года, считается обязательным для всех дизельных автомобилей, выпускаемых мировой промышленностью с 2010 года. В России этот стандарт тоже действует как в отношении ввозимого транспорта, так и в отечественном автомобилестроении.
  • Евро 6. Новый стандарт, введенный в Европе с 2015 года. В соответствии с ним были созданы новая схема рециркуляции выхлопов EGR, система селекции газов SCR и сажевые фильтры. За счет этого в выхлопах содержатся только вода и безвредные газы. На территории России стандарт пока не действует.

Дополнительно дизтопливо классифицируется на экологические классы, зависящие от содержания серы:

  • К2 – не более 500 мг/кг;
  • К3 – не более 350 мг/кг (вид I);
  • К4 – не более 50 мг/кг (вид II);
  • К5 – менее 10 мг/кг (вид III).

Основные характеристики дизельного топлива

Теперь ответим на вопрос, чем характеризуется дизельное топливо. К главным параметрам горючего относятся:

  • цетановое число;
  • плотность;
  • вязкость;
  • температура вспышки;
  • массовая доля серы;
  • зольность;
  • кислотность;
  • содержание воды;
  • предельная температура фильтруемости.

Цетановое число

Если для бензина основная характеристика – октановое число, то для дизельного топлива – цетановое. В бензиновом двигателе воспламенение происходит от искры, а в дизеле – от силы сжатия. Оба числа отражают, насколько быстро топливовоздушная смесь воспламеняется в цилиндрах двигателя. По-простому это задержка по времени между поступлением смеси в цилиндры и ее зажиганием от сжатия.

Цетановое число варьируется в пределах 40-55, оптимальное значение составляет 48-51, а минимальное рекомендованное в соответствии с п. 5.2 ГОСТ 305-2013 для всех марок равно 45. При значении менее 40 горючее считается некачественным. Двигатель в таком случае будет работать нестабильно, что проявится в падении мощности и детонации. Повышенное цетановое число – тоже не норма. При уровне более 60 топливовоздушная смесь просто не успевает сгорать в цилиндрах, что ведет к повышенному расходу и увеличению дымности выхлопов.

В Европе цетановое число должно быть не менее 54-56, а в России стандарты менее строгие, допускают использование топлива с числом 45 (для зимнего ДТ). Метод испытания для определения показателя должен отвечать требованиям ГОСТ 32508-2013.


Как цетановое число определяет степень воспламеняемости

Плотность

Показатель плотности определяет объем топлива в генераторе. При достаточной плотности горючее способствует большему выделению тепловой энергии. Нормативные значения для дизтоплива при 15 °C составляют не более:

  • 863,4 кг/м3 – для летнего и межсезонного дизтоплива;
  • 843,4 кг/м3 – для зимнего;
  • 833,5 кг/м3 – для арктического.

Кинематическая вязкость

Под вязкостью понимают способность топлива противостоять перемещению одного слоя относительно другого. В технических характеристиках обычно указывается кинематическая вязкость. От нее зависит то, насколько результативным будет распыление топлива. Если вязкость превысит установленную норму, то горючее будет распыляться некачественно. В результате повышается риск преждевременного износа и увеличенного истирания деталей.

Значения вязкости при 20 °C для разных видов дизельного топлива по ГОСТ 305-2013:

  • 3-6 мм2/с – для летнего и межсезонного;
  • 1,8-5 мм2/с – для зимнего;
  • 1,5-4 мм2/с – для арктического.

Температура вспышки в закрытом тигле

Безопасность использования дизтоплива определяется температурой вспышки. В соответствии с ГОСТ 305-2013 она ограничивается следующими значениями:

  • Для дизелей общего назначения – 40 °C для всех марок дизтоплива.
  • Для тепловозных, судовых и газотурбинных двигателей – 62 °C для летнего и межсезонного дизельного топлива, 40 °C – для зимнего, 35 °C – для арктического.
Читать еще:  Где находится датчик температуры двигателя вольво s80

Массовая доля серы

Содержание серы в разных видах нефтепродуктах сегодня строго нормируется. Это связано с усиленной борьбой за экологию. Сера опасна для окружающей среды, а также приводит к образованию коррозии, повышенному нагару и износу внутренних элементов двигателя и топливной системы.

Массовая доля сернистых соединений ограничивается 2000 мг/кг. Но при производстве дизтоплива нужно учитывать, что при слишком низком уровне серы горючее теряет свои смазочные свойства. В таком случае в состав топлива обязательно добавляются специальные смазывающие присадки.

Зольность

При сгорании топлива образуется зола, содержащая минеральные вещества. Попадая в места между трущимися деталями, она вызывает усиленный износ. Особую опасность представляет кварц, приводящий к абразивному износу прецизионных элементов топливного насоса и форсунок. По этой причине уровень зольности тоже ограничивают. Для дизтоплива она составляет не более 0,01%.

Кислотность

По ГОСТ 305-2013 кислотность KOH на 100 см3 составляет не более 5 мг. Это важно, поскольку кислоты приводят к коррозии деталей двигателя и топливной системы. Подобный процесс вызывают минеральные кислоты и щелочи, используемые при производстве дизтоплива. Их нельзя удалить полностью, поэтому количество подобных веществ ограничивают.

Содержание воды

Вода в составе дизельного топлива содержится во взвешенном состоянии и в виде эмульсии. Капельки заполняют поры хлопчатобумажных фильтров, прекращая доступ топлива к насосу. При снижении температуры до уровня ниже 0 °C вода замерзает, и мелкие кусочки льда тоже забивают фильтры и топливопроводы.

В связи с этим максимальное содержание воды по ГОСТ 305-2013 составляет 200 мг/кг. Превышение этого показателя приводит к тому, что вода отслаивается и собирается в нижней части, поскольку имеет более высокую плотность. Из-за образования водяной пробки в магистрали блокируется работа двигателя.

Предельная температура фильтруемости

Предельная температура фильтруемости определяется в соответствии с ГОСТ 22254-92 и ГОСТ EN 116-2013. По ГОСТ 305-2013 показатель составляет:

  • не выше -5 °C – для летней марки;
  • не выше -15 °C – для межсезонной;
  • не выше -25 °C (по ГОСТ 22254-92) и -35 °C (по ГОСТ EN 116-2013) – для зимней;
  • не выше -45 °C – для арктической.


Как определяют предельную температуру фильтруемости

Для районов с умеренным климатом установлена классификация дизтоплива на сорта с разной предельной температурой фильтруемости:

  • А (+5 °С),
  • B (0 °С),
  • C (-5 °С),
  • D (-10 °С),
  • E (-15 °С),
  • F (-20 °С).

Таким образом, говорят про дизельное топливо сорта F и что это такое, можно сказать, что это горючее с предельной температурой фильтруемости -20 °C. К летним маркам относятся A, B, C, D, к межсезонным – E и F.

Для районов с холодным климатом горючее разделяется на другие классы, различающиеся температурой помутнения и предельной температурой фильтруемости. К зимним маркам относятся классы 0-3, к арктическим – 4.

Характеристики дизтоплива, повышение цетанового числа

Дизельные двигатели, которые еще не так давно устанавливались только на грузовые автомобили, получают все большее распространение и среди легковушек. Поэтому вопрос характеристик и качества дизельного топлива становится все более актуальным. Если задать автомобилистам вопрос «что такое октановое и цетановое число?», то про первое ответят, скорее всего, все, а о втором сможет сказать далеко не каждый.

Дизтопливо, или, как его часто называют, «солярка» — это смесь углеводородов, получаемая путем перегонки нефти и отбора из нее определенных фракций. Состав этого горючего полностью отличается от состава бензина, поскольку способ поджигания топливно-воздушной смеси в цилиндрах бензинового и дизельного двигателей разный.

Бензин воспламеняется от искры свечи зажигания и для него важно такое свойство, как детонационная стойкость, обозначаемое октановым числом.

У дизельного двигателя топливо самовоспламеняется за счет большой степени сжатия, и его основной качественной характеристикой является цетановое число, которое характеризует воспламеняемость горючего или время, требуемое на воспламенение топлива в цилиндре. Чем оно выше, тем меньше требуется времени.

Определение цетанового числа производится в сравнении образца горючего и смеси цетана (его цетановое число принимают равным 100) и альфаметилнафталина (равно нулю) в качестве эталона.

Приблизительно цетановое число горючего можно оценить по тому, как работает мотор. Если это значение меньше 40, то звук работы дизельного двигателя будет жестким, при этом усиливается износ деталей. И наоборот, повышение цетанового числа делает работу мотора мягче.

Однако есть определенный предел: при значении более 55 горючее перестает полностью сгорать в цилиндрах, а содержание сажи и других вредных веществ в выхлопных газах значительно повышается.

Повышение цетанового числа в процессе производства

Величина цетанового числа дизельного топлива зависит от его фракционного состава. Так наибольшие показатели имеют парафиновые углеводороды нормального строения. Самые низкие цетановые числа у ароматических углеводородов, которые не имеют боковых цепей. Таким образом, конечное значение напрямую зависит от того, в каких пропорциях эти соединения содержатся в составе дизельного топлива.

Чем выше цетановое число, тем больше затраты на его производство. Для экономии средств, производители довольно часто применяют присадки, с помощью которых можно увеличить значение на 2-7-единиц. Обычно для этой цели используется изопропил или циклогексилнитраты. Дальнейшее повышение добавлением присадок недопустимо, поскольку ухудшаются другие показатели дизельного топлива.

Самостоятельное повышение цетанового числа

Требования к воспламеняемости горючего предъявляются, исходя из параметров двигателей. Чем выше рабочие обороты, тем выше должно быть цетановое число дизтоплива. Так, низкооборотистые судовые дизельные моторы нормально работают даже на топливе, с показателем 20, а для некоторых высокооборотистых двигателей значение должно быть не менее 55.

Оптимальным для современных автомобильных дизелей считается топливо, показатели которого находится в промежутке от 40 до 55.

В зависимости от сезона это значение меняется:

  • у летнего оно ниже (40-45);
  • у зимнего выше (до 55).

К сожалению, нередки случаи, когда на заправочных станциях продается горючее, имеющее недопустимо низкое цетановое число. Проблема осложняется тем, что его определение ни по каким внешним признакам невозможно – ни по цвету, ни по запаху – оно не отличается от нормального, суррогат выдает только более жесткий звук работы дизельного двигателя и перебои в работе.

Если случилось так, что в топливный бак оказалось залито некачественное дизтопливо, можно повысить его цетановое число путем добавления присадок. Желательно заранее иметь в багажнике соответствующие средства, поскольку на заправочной станции их вполне может не быть.

Чем грозит использование неподходящего дизтоплива

Многие автомобилисты задаются вопросом, что будет, если летом заправлять машину зимним топливом. Вопрос этот возникает в связи с тем, что цетановое число зимнего горючего по определению выше, а значит, должно быть более качественным. Однако определение, что качество и эксплуатационные свойства дизтоплива характеризует только этим, абсолютно неверно.

На самом деле, применение топлива с большим цетановым числом мотору не повредит, если, конечно, оно вписывается в рекомендованные автопроизводителем пределы.

Если же значение окажется слишком большим для конкретного дизельного двигателя, это приведет:

  1. к повышению расхода горючего;
  2. снижению экологичности мотора.

Аналогично можно ответить и в обратной ситуации – применение низкоцетанового топлива также не навредит силовому агрегату, если его цетановое число соответствует рамкам, установленным производителем автомобиля.

Если же значение ниже требуемого, то:

  • у работающего дизеля появится жесткий звук;
  • его детали будут усиленно изнашиваться.

Однако вопрос о возможности использования зимнего дизельного топлива летом требует более развернутого ответа. Дело в том, что эти два сорта дизтоплива имеют разный химический состав, и, помимо цетанового числа, различаются по другим своим свойствам.

Летнее горючее предназначено для применения при положительных температурах. После того, как температура окружающей среды, а вместе с ней и температура топлива в баке упадет до нуля, летнее дизельное топливо перестанет проходить через фильтр.

Зимнее дизтопливо, имеет гораздо более низкие температуры помутнения, застывания, и предельной фильтруемости, благодаря чему, его и возможно применять в холодное время года. Однако оно имеет худшие, по сравнению с летним, характеристики.

Причина кроется в том, что при его выработке, из углеводородной смеси, приходится удалять циклопарафины и заменять из ароматическими углеводородами, а утраченные свойства компенсируются (хотя и не в полной мере) присадками. В итоге цетановое число повышается, но эксплуатационные характеристики снижаются.

У мотора, работающего на зимнем дизельном топливе, наблюдается небольшое падение мощности, повышенное коксообразование в цилиндрах, ухудшается приемистость. Таким образом, от использования зимнего горючего летом лучше отказаться и рассматривать такой вариант как вынужденную меру, хотя ничего смертельного для двигателя в этом нет.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector