Цетановое число дизельного топлива реферат

Обновлено: 02.07.2024

По групповому составу дизельное топливо преимущественно содержит парафиновые и нафтеновые углеводороды и лишь незначительное количество ароматических углеводородов,
Дизельные двигатели по сравнению с карбюраторными обладают лучшей топливной экономичностью, удельный расход топлива у них примерно на 30% ниже, чем у карбюраторных двигателей.
Дизельное топливо производится из отбензиненной нефти, благодаря чему увеличивается выход из нефти жидких топлив, и обладает по сравнению с бензином лучшей физической и химической стабильностью, вследствие чего в равных условиях потери дизельного топлива при транспортировании, хранении и применении будут меньше, чем бензина.

Вложенные файлы: 1 файл

реферат по химии.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Мурманский государственный технический университет"

Дизельные топлива. Получение. Физико-химические показатели качества топлива.

Выполнил: Элюким П.С. 5 курс,СМФ

Проверила: Дякина Т.А. к.х.н.,доцент

_{Введение}

По групповому составу дизельное топливо преимущественно содержит парафиновые и нафтеновые углеводороды и лишь незначительное количество ароматических углеводородов,

Дизельные двигатели по сравнению с карбюраторными обладают лучшей топливной экономичностью, удельный расход топлива у них примерно на 30% ниже, чем у карбюраторных двигателей.

Дизельное топливо производится из отбензиненной нефти, благодаря чему увеличивается выход из нефти жидких топлив, и обладает по сравнению с бензином лучшей физической и химической стабильностью, вследствие чего в равных условиях потери дизельного топлива при транспортировании, хранении и применении будут меньше, чем бензина.

Технико-экономические требования к дизельным топливам носят тот же характер, что и к бензинам.

Кроме того, к дизельному топливу предъявляются специфические требования, вытекающие из особенностей рабочего процесса дизельного двигателя.

Дизельное топливо должно:

бесперебойно поступать в цилиндры двигателя при любых практически встречающихся температурах и обеспечивать легкий пуск двигателя;

обеспечивать хорошее распыливание и смесеобразование в цилиндрах двигателя;

легко воспламеняться и плавко сгорать, обеспечивая мягкую и бездымную работу двигателя;

образовывать минимальное количество нагара, отложений и не вызывать коррозии и коррозионных износов деталей, соприкасающихся с дизельным топливом и продуктами его сгорания.

_{Физико-химические свойства}

Основные физико-химические свойства дизельного топлива, определяющие его эксплуатационные качества, приведены в табл.8.

1. Свойства дизельного топлива, влияющие на безотказность работы двигателя, мощность и расход топлива, это прежде всего свойства, характеризующие надежность подачи дизельного топлива в цилиндры двигателя, качество горючей смеси., склонность к самовоспламеняемости, а также свойства, определяющие протекание процесса сгорания смеси.

Вязкость дизельного топлива характеризует его подвижность, величину внутреннего трения, взаимную силу сцепления молекул.

Для дизельного топлива указывается кинематическая вязкость. От вязкости топлива зависит качество его расплава в цилиндре дизели, дальнобойность струи, четкость начала и конца подачи топлива форсункой. Высокая вязкость топлива приводит к затруднениям при фильтрации, к перебоям подачи топлива насосом, ухудшению распыливания и неполному сгоранию. Отрицательно сказывается на работе двигателя и топливо с слишком малой вязкостью. В этом случае нарушается дозировка топлива вследствие его просачивания между плунжером и гильзой насоса высокого давления. Происходит также подтекание топлива через распыливающие отверстия форсунок и, как следствие, закоксовывание их. Кроме того, при слишком малой вязкости топлива дальнобойность его струи оказывается недостаточной вследствие чрезмерного распыливания. Поэтому топливо в основном сосредоточивается и сгорает вокруг форсунки вместо равномерного распределения по всей камере сгорания. Недостаточная вязкость приводит к неоднородности рабочей смеси, ухудшению процесса сгорания и перегреву форсунок, что может вызвать повышенный износ подвижных деталей, подающих топливо, и, прежде всего, плунжерной пары высокого давления, для которых топливо является одновременно и смазкой.

Кинематическую вязкость определяют капиллярным вискозиметром на основе замера времени истечения через его капилляр определенного количества испытуемой жидкости. Склонность дизельного топлива к образованию микрокристаллов парафина и льда характеризуется температурой помутнения. При этом помутнение из-за образовавшихся микрокристаллов льда начинается при температуре немного ниже 0°С, в то время как парафины могут давать помутнение и при более низких температурах.

Температурой застывания называется температура, при которой дизельное топливо загустевает настолько, что уровень его остается неподвижным в течение одной минуты при наклоне стандартной пробирки с топливом на 45°. Температура застывания является важнейшим показателем дизельного топлива и определяет возможность его использования при данной температуре воздуха. Минимальная температура воздуха должна быть на 10-15°С выше температуры застывания топлива. Температура помутнения и застывания дизтоплива определяется прибором.

Вода в дизельном топливе может послужить причиной нарушения его подачи в цилиндры двигателя при низкой температуре. При плюсовых температурах вода с типом образует эмульсию, а при отрицательной она превращается в кристаллы льда, которые закупоривают топливные фильтры. ГОСТ на дизтопливо не разрешает присутствия в нем воды.

Механические примеси могут попасть в дизельное топливо при небрежном его хранении и заправке автомобилей. При этом наиболее опасны механические примеси в виде песка и глинозема, так как, попадая на стенки трущихся деталей, они образуют на них риски, царапины и подвергают ускоренному износу.

Фракционный состав косвенно характеризует испаряемость дизельного топлива. Топливо с облегченным фракционным составом легче испаряется. Но применять дизельное топливо со слишком облегченным фракционным составом нельзя, так как такое топливо состояло бы из углеводородов, плохо самовоспламеняющихся, и его вязкость могла бы оказаться недостаточной. Применение дизельного топлива с утяжеленным фракционным составом, вследствие плохой его испаряемости, приводит к несвоевременному воспламенению и плохому сгоранию, дымному выхлопу и ухудшению топливной экономичности. Такое топливо затрудняет, пуск холодного двигателя, особенно при низких температурах. Метод определения фракционного состава дизельного топлива принципиально не отличается от описанного метода определения фракционного состава бензина.

Самовоспламеняемостью называется способность дизельного топлива воспламеняться без источника зажигания. Самовоспламеняемость топлива оценивается цетановым числом, и от нее зависит протекание процесса-сгорания топлива в цилиндрах двигателя. Для нормальной работы двигателя необходимо, чтобы топливо самовоспламенялось и в дальнейшем энергично сгорало, вызывая интенсивное, но достаточно плавное нарастание давления. В этом случае будет иметь, место так называемая мягкая работа двигателя, т.е. не будет перегрузки его деталей, будет развиваться максимальная мощность и обеспечиваться необходимая топливная экономичность. Если же топливо самовоспламеняется не своевременно, а с запаздыванием, то это приводит к жесткой работе двигателя, напоминающей работу карбюраторного двигателя с детонацией. При жесткой работе детали двигателя работают с перегрузкой, что приводит к ускоренному их износу и даже поломкам, перерасходу топлива, дымному выхлопу и снижению мощности.

Цетановым числом топлива называется показатель его самовоспламеняемости, численно равный процентному (объему) содержанию цетана в такой его смеси с метил-нафталином,, которая равноценна данному топливу по самовоспламеняемости при испытании в стандартном двигателе. Цетановые числа дизельных топлив зависят от их химического и фракционного состава. Наиболее высокие цетановые числа у парафиновых углеводородов, более низкие - у нафтеновых, и самые низкие - у ароматиков. От величины цетанового числа зависят пусковые свойства дизельного топлива. У топлива с более высоким цетановым числом лучшая самовоспламеняемость и двигатель на нем лучше запускается. Цетановое число дизельного топлива может быть повышено с помощью высокоцетановых компонентов или специальных присадок.

Согласно техническим условиям цетановое число у топлив должно быть не менее 45.

Интенсивность износа деталей. двигателя зависит от коррозионных свойств топлива, самовоспламеняемости и наличия в нем механических примесей. В зависимости от качества топлива интенсивность износа деталей двигателя может возрастать более чем в 2 раза. Из-за недостаточного качества топлива увеличиваются затраты на техническое обслуживание двигателя, так как появляется необходимость в проведении работ или же их приходится выполнять через более короткие межсмотровые пробеги.

Коррозионные свойства дизельных топлив, как и бензинов, зависят от содержания в них серы и сернистых соединений, щелочей, минеральных и органических кислот Наиболее агрессивными являются активная сера, минеральные кислоты и щелочи. Поэтому их присутствие в дизельном топливе не допускается даже в незначительных количествах.

Кислотность характеризует содержание органических кислот в дизельном топливе и не должна превышать 5 мг КОН на 100 см 3 топлива.

Содержание водорастворимых кислот и щелочей в дизельном топливе не допускается. В зависимости от содержания в дизельном топливе смолистых веществ и непредельных углеводородов проявляется его способность к образованию отложений и нагара в камере сгорания, на клапанах, форсунках и других деталях двигателя. Отложения нарушают нормальный режим работы двигателя (перегрев, ухудшение продувки и очистки от отработавших газов), приводят к ухудшению топливной экономичности и снижению мощности, Закоксование, например, распыливающих отверстий форсунки вызывает нарушение подачи топлива, а иногда обрыв головок форсунок. Причиной образования нагара могут также служить высокая вязкость и плохая испаряемость топлива.

Коксуемость выражается количеством в процентах образовавшегося твердого углистого остатка (кокса) после коксования навески топлива в специальном приборе. Коксуемость 10% остатка не должна быть больше 0,3% по всем маркам топлив.

Содержание золы определяется количеством в процентах остатка, образовавшегося после сжигания навески испытуемого топлива при помощи фитиля из бумажного обеззоленного фильтра и прокаливания твердого остатка до постоянного веса. Зола повышает нагарообразование в двигателе и может, попадая в масло, вызывать ускоренный износ. Техническими условиями содержание золы допускается не более 0,01% для всех марок дизельного топлива.

Температура вспышки ограничивает содержание в топливе наиболее легких фракций и характеризует его огнеопасность. Температура вспышки - это та наименьшая температура, до которой нужно нагреть дизельное топливо в закрытом тигле, чтобы его пары образовали с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Температура вспышки должна быть не ниже 35°С для всех марок дизельного топлива.

_{2. Марки дизельного топлива и их применение}

При выборе сорта топлива для судовых дизелей учитывают:
- стоимость топлива;
- конструкцию двигателя (частоту вращения, способ смесеобразования);
- конструкцию топливной системы (наличие систем подогрева и очистки топлива, отдельных систем для использования легких и тяжелых сортов топлива, особенности топливной аппаратуры);
- режим работы двигателя.
Учитывая многообразие судовых дизелей, разнообразие их эксплуатационных режимов, определяемых назначением судов, конструктивные различные особенности топливных систем, отечественная нефтеперерабатывающая промышленность выпускает несколько сортов топлива. В зависимости от способа получения и физико-химических свойств эти сорта можно разбить на дистиллятные и тяжелые.
К группе дистиллятных относятся дизельные и газотурбинные топлива.
Дизельные топлива получают из керосиногазойлевых фракций прямой перегонки и крекинга нефти. В судовых дизелях могут быть использованы несколько марок дизельных топлив.
Топливо для быстроходных дизелей:
- ДА — дизельное арктическое; наиболее легкое из дизельных топлив; имеет наиболее высокое цетановое число; предназначено для использования при температуре окружающего воздуха ниже -30° С;
- ДЗ — дизельное зимнее; предназначено для использования при температуре окружающего воздуха выше —30° С;
- ДЛ — дизельное летнее; предназначено для использования при температуре окружающего воздуха выше 0° С;
- ДС — дизельное специальное.
Топливо автотракторное А — арктическое;
3—зимнее; Л—летнее; С—специальное; применяются в условиях, соответствующих использованию марок ДА, ДЗ, ДЛ, ДС.
Топливо для транспортных тепловозных и судовых дизелей марок ТЛ, ТЗ.
Газотурбинное топливо получают в процессе замедленного коксования. Так как при этом в качестве сырья используют остаточные продукты переработки нефти, то его стоимость получается относительно низкой.
Малая вязкость и низкая стоимость газотурбинного топлива позволяют использовать его вместо дизельного в малооборотных двигателях на маневрах и в среднеоборотных — на всех режимах.
Однако, являясь продуктом вторичной переработки нефти, газотурбинное топливо по качественным показателям значительно уступает дизельному и моторному и обладает недостатками, затрудняющими его широкое применение: повышенной температурой застывания, низким цетановым числом, склонностью к значительному нагарообразованию и отложению смолистых составляющих.
Основным критерием для классификации тяжелых топлив является вязкость, в зависимости, от которой топлива можно разделить на средневязкие и высоковязкие.
К топливам средней вязкости относятся: моторное ДТ , представляющее собой смесь мазута с керосиногазойлевыми фракциями; предназначено для использования как в малооборотных, так и среднеоборотных дизелях. Более высокая вязкость и более низкое качество по сравнению с дизельным топливом требуют предварительного подогрева и более тщательной очистки моторного топлива перед подачей в цилиндры. Дополнительные затраты на подогрев и очистку наряду с относительно высокой стоимостью ограничивают применение моторного топлива областью среднеоборотных дизелей. В установках со среднеоборотными дизелями, топливная система которых не оборудована подогревом, вместо моторного топлива применяют маловязкое газотурбинное.

Показатели топлив в зависимости от условий применения приведены в табл.1.

Таблица 1. Основные показатели дизельных топлив в зависимости от условий применения

Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива. Цетановое число, индекс, фракционный состав. Схема системы питания дизельного двигателя Д–240. Последствия использования неподходящего дизтоплива. Уровень нагрузок на поршень при сгорании.

Рубрика	Химия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	25.01.2016
Размер файла	358,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Цетановое число - характеристика дизельных топлив

Цетановое число -- характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая период задержки воспламенения смеси (промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения). Чем выше цетановое число, тем меньше задержка и тем более спокойно и плавно горит топливная смесь.

Цетановое число численно равно объёмной доле цетана (С16Н34, гексадекана), цетановое число которого принимается за 100, в смеси с б-метилнафталином (цетановое число которого, в свою очередь, равно 0).

Когда дизельное топливо характеризуется такой же воспламеняемостью, определённой на опытном двигателе (ASTM D 613, EN 5165, ISO 5165, ГОСТ 3122), что и модельная смесь этих двух углеводородов, цетановое число данного топлива считается равным % доли цетана в этой смеси. Чем оно больше, тем лучше воспламеняемость смеси при сжатии.

Оптимальную работу стандартных двигателей обеспечивают дизельные топлива с цетановым числом 40--55. При цетановом числе меньше 40 резко возрастает задержка воспламенения (время между началом впрыска и воспламенением топлива) и скорость нарастания давления в камере сгорания, увеличивается износ двигателя. Стандартное топливо характеризуется цетановым числом 40--45, а топливо высшего качества (премиальное) имеет цетановое число 45--50. Согласно российским стандартам, цетановое число летнего и зимнего дизтоплива должно быть не менее 45 единиц. Кроме того, технические условия для зимних сортов с депрессорными присадками разрешают выпуск арктического топлива с цетановым числом не менее 40.

Премиальное дизельное топливо более лёгкое, содержит больше легковоспламеняющихся лёгких фракций и поэтому более пригодно для запуска двигателя в холодную погоду, кроме того, отношение водорода к углероду в лёгких фракциях выше, поэтому при сгорании такого дизельного топлива образуется меньше дыма.

При цетановом числе больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастает дымность выхлопных газов, повышается расход топлива.

В некоторой степени цетановое число зависит от группового состава топлива (доли парафинов, олефинов, нафтенов, ароматики). Парафины, способные к самовоспламенению при низких температурах, являются полезным компонентом дизельного топлива.

Дизельное топливо предназначено для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники. Условия смесеобразования и воспламенения топлива в дизелях отличаются от таковых в карбюраторных двигателях. Преимуществом первых является возможность осуществления высокой степени сжатия (до 18 в быстроходных дизелях), вследствие чего удельный расход топлива в них на 25-30 % ниже, чем в карбюраторных двигателях. В то же время дизели отличаются большей сложностью в изготовлении, большими габаритами. По экономичности и надежности работы дизели успешно конкурируют с карбюраторными двигателями.

Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива:

- цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя;

- фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов двигателя;

- вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;

- низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;

- степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндро-поршневой группы двигателя;

- температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях;

- наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ.

2. Характеристика дизельных топлив

В производстве дизельного топлива используются десятки параметров и характеристик этого продукта нефтепереработки. Мы остановимся на ключевых показателях, тех, что влияют на главные потребительские свойства солярки. ГОСТы и регламенты выделяют следующие основные характеристики дизтоплива или, говоря научным языком, основные эксплуатационные показатели дизельных топлив.

Цетановое число - определяет мощностные и экономические показатели двигателя; обычный диапазон значений цетанового числа колеблется от 40 до 55. Фактически, эта цифра означает отрезок времени от подачи топлива в цилиндр до его воспламенения. Более высокое цетановое число означает меньшее время воспламенения, и, соответственно, лучшее горение топлива. Более высокое цетановое число повышает экологичность выхлопа. Однако если этот показатель превышает 60, то не происходит прирост мощности двигателя.

Цетановый индекс - цетановое число (расчетное), до добавления повышающей присадки в дизельное топливо. Цетаноповышающие присадки по-разному влияют на физический и химический состав топлива, поэтому следует избегать их передозировки. Во избежание изменения состава, необходимо чтобы разница между цетановым числом и цетановым индексом была минимальной.

Фракционный состав - влияет на полноту сгорания топлива, дымность и токсичность выхлопных газов. При увеличении содержания легких фракций в дизельном топливе повышается критическое давление воспламенения рабочей смеси, появляются стуки в цилиндрах, и разжижается картерное масло. Слишком тяжелые фракции сгорают неполно и увеличивают отложение нагара в камере сгорания.

Вязкость - определяет процесс нагнетания и впрыска топлива. Она влияет также на смазывающие характеристики. Низкая вязкость топлива приводит к быстрому износу топливного насоса и форсунок. Напротив, высокая вязкость топлива усложняет холодный запуск, а также неблагоприятно сказывается на топливоподводящей системе, приводя к трещинам головок форсунок и подтеканию топлива, также может быть затруднен процесс регулировки подачи топлива.

Низкотемпературные свойства - характеризуют подвижность топлива при отрицательной температуре. Низкотемпературные свойства оцениваются по значениям температуры помутнения и застывания:

Температура помутнения - это температура, при которой меняется фазовый состав топлива, так как наряду с жидкой фазой появляется твердая. При этой температуре топливо начинает мутнеть. При помутнении дизельное топливо не теряет текучести.

Температура застывания - это температура, при которой топливо полностью теряет текучесть и приобретает студнеобразный вид. Температура застывания ниже температуры помутнения на 5-10 °С.

Коксуемость топлива - характеризуется чистотой двигателя и топливоподающей аппаратуры. При сгорании топлива в двигателе образуются нагар на стенках камеры сгорания и впускных клапанах, а также отложения на распылителях и иглах распылителей форсунок. Нагарообразование в двигателе зависит от следующих показателей применяемого дизельного топлива: коксуемости, содержания фактических смол и серы, фракционного состава, количества непредельных и ароматических углеводородов и зольности. Чем выше коксуемость топлива, тем больше образуется нагара во время работы дизеля.

Температура вспышки в закрытом тигле - самое низкое значение температуры топлива, при которой над поверхностью образуется воспламеняющаяся смесь паров, газов и воздуха. Температура вспышки определяет условия безопасного применения топлива в двигателях, чем она выше, тем меньше вероятность случайного возгорания топлива.

Массовая доля серы - определяет образование нагара, коррозию и износ дизельного двигателя. Содержание серы - главный экологический показатель дизтоплива. Продукты сгорания серы при взаимодействии с водой образуют кислоты. Сера причиняет ущерб не только природе, но и двигателю - продукты ее сгорания провоцируют коррозию металла, а при контакте их с моторным маслом образуются твердые отложения - двигатель закоксовывается. Благодаря требованиям регулирующих органов, прописанным в современных стандартах, за последние 20 лет производители снизили содержание серы в дизтопливе более, чем в 50 раз.

Смазывающая способность дизельного топлива - характеристика, которая определяет срок службы элементов топливной системы. Использование топлива с недостаточными смазывающими свойствами может привести к быстрому износу или заклиниванию движущихся частей элементов топливной системы.

Содержание воды и твердых взвешенных частиц. При хранении топлива в неполной емкости вода может попасть в топливо из-за конденсации, а при перевозке топлива в цистерне в него могут попадать механические примеси, поэтому рекомендуется обязательно фильтровать топливо перед заливкой его в топливный бак. Повышенное содержание в топливе водных фракций и твердых взвешенных частиц существенно снижает срок службы фильтров, а также всей системы подачи топлива в целом.

Несмотря на обилие параметров при классификации дизтоплива используется только два из них: массовая доля серы и температура помутнения. Но в паспортах качества дизтоплива обычно указываются 15-20 ключевых показателей солярки.

Нефтеперерабатывающей промышленностью вырабатывается дизельное топливо по ГОСТ 305-82 трех марок: Л - летнее, применяемое при температурах окружающего воздуха выше 0°С; З - зимнее, применяемое при температурах до -20°С (в этом случае зимнее дизельное топливо должно иметь заст.

Воспламеняемость – одна из определяющих характеристик дизельного топлива. Она характеризуется Цетановое число показывает, как быстро загорается топливо в цилиндре.

При увеличении значения уменьшается время, которое потребуется для впрыска топлива. Это обеспечивает более ровное, спокойное, плавное сгорание топливной смеси. Чем больше показатель, тем быстрее запускается двигатель, повышается мощность. Поэтому дизельное топливо зимнего типа для более легкого запуска ДВС отличается более высокими показателями, чем топливо, которое предназначено для использования летом.

2. На что влияет значение цетана

Цетановые числа имеют прямую зависимость от состава – содержания в топливе парафинов и ароматических углеводородов. Это определяет, насколько экологично топливо, его эксплуатационные характеристики.

Оптимальные значения цетанового числа для двигателя определяются в пределах от 40 до 55 единиц, в частности:

горючее стандартного типа – от 40 до 45 единиц;

топливо высшего качества – 45–50 единиц.

Стандарты европейских стран накладывают более жесткие ограничения и определяют нижнее значение на уровне 48 единиц.

При превышении значения в 60 единиц увеличивается расход горючего из-за того, что топливо сжигается не полностью, появляется повышенная дымность. Снижение цетанового числа топлива менее 40 единиц провоцирует повышенный износ (двигатель работает со стуком).

В премиальном дизельном топливе содержится большее количество легковоспламеняющихся фракций, которые снижают дымность. Их следует использовать для двигателей, которые работают в холодную погоду.

3. Способы измерения

Чтобы узнать ЦЧ, применяют следующую методику:

измерить время сгорания топливной смеси, которая состоит из α-метилнафталина и цетана;

сравнить полученные значения с эталонными показателями.

При сравнении учитывают, что значение цетана в исследуемом топливе выведено. При этом используются два эталона, у которых цетановые числа ниже и выше, чем у исследуемого образца.

При этом границы значений регламентируются стандартами для обеспечения качества дизельного топлива и исключения негативных воздействий на двигатель.

4. Нюансы применения дизтоплива с различным ЦЧ

Дизельное горючее высокого качества (обеспечивает полное сгорание топливной смеси, быстрое воспламенение, образование небольшого количества копоти) характеризуется цетановыми числами в пределах 50–55 единиц. Такое топливо рекомендуют использовать при отрицательных температурах за счет повышения КПД и большей вязкости.

Дизельное топливо с высокими показателями ЦЧ обеспечивает:

минимальный износ деталей;

низкий уровень дымности;

исключение перегрева двигателя в процессе полного сгорания топливной смеси;

быстрый запуск двигателя;

бесшумный режим работы.

Соответствие дизельного топлива нормам существующих стандартов обеспечивает высокую производительность работы. Но не все рабочие характеристики двигателя определяются исключительно значением цетанового числа для дизельного топлива. Параметры горючего определяет производитель. Они считаются определяющими при эксплуатации автомобиля. Если превышать рекомендованные параметры, то будет обратный эффект: увеличится износ деталей и расход дизтоплива, снизится экологичность.

5. Как увеличить цетановые числа на производстве

В зависимости от фракционного состава (содержания в составе горючего различных углеводородов) изменяются значения цетановых чисел. Чтобы повысить показатели цетана на производстве, применяют различные присадки (изопропил, синтин, нитросоединения и прочее). Они увеличивают ЦЧ от 2 до 7 единиц без ухудшения эксплуатационных качеств дизтоплива. Более высокое повышение цетановых чисел снижает рабочие характеристики горючего.

Также используются установки типа УСБ, благодаря которым можно смешивать до 5 составляющих. Такое оборудование устанавливается как на нефтеперерабатывающих заводах, так и на автозаправочных станциях. Получаемая на данных установках топливная смесь годна в течение 180 суток без разделения продуктов на составляющие.

6. Самостоятельное использование присадок

Чтобы исключить неприятные последствия при покупке некачественного дизельного топлива в дороге, многие автовладельцы возят с собой специальные присадки.

снижает износ и загрязнение деталей двигателя;

увеличивает скорость запуска;

снижает потребление топлива;

уменьшает образование черного дыма и белого выхлопа, шума, стука в моторе;

повышает количество сжигаемого горючего;

уменьшает количество отложений;

обеспечивает мягкую и плавную работу ДВС.

На рынке представлены различные присадки. Рассмотрим характеристики некоторых из них:

Lubrizol 8090. Увеличивает цетановые числа на 3–5 единиц. Защищает компоненты двигателя от износа, коррозии и деформации за счет создания надежной пленки на поверхности деталей. Благодаря присадке можно удалять и вытеснять отложения, препятствовать затемнению элементов ДВС.

Clarian Dodicet 5073. В среднем повышает показатели на 4–7 единиц. Понижает шумность, дымность, способствует стабилизации работы двигателя. При этом в зимнее время обеспечивает быстрый запуск и увеличение мощности мотора.

Zenteum ZR 668. Позволяет изменить числа дизельного топлива на 7–10 единиц. Применяется для всех видов дизтоплива, включая арктические. Также эта присадка улучшает эксплуатационные качества горючего, снижая количество выбросов и негативное воздействие на детали мотора.

Afton HiTEC 410W. После введения изменяет цетановые числа на 2 единицы. Снижает количество выхлопных газов, минимизирует уровень вибраций в моторе и стабилизирует топливо (не дает солярке разбрызгиваться).

Периодичность использования присадок определяет каждый водитель самостоятельно в зависимости от поведения автомобиля. Производители рекомендуют использовать корректоры при каждой заправке.

Какое количество вещества добавить, в какой момент, на какой объем горючего – это индивидуальные параметры, которые определяет производитель.

7. Стандарты ЕС

В странах Евросоюза предъявляются более жесткие требования к содержанию веществ в дизельном горючем по сравнению с РФ. Нижняя граница определяется на уровне 48 единиц.

Еще совсем недавно дизельные двигатели были только у грузового транспорта. Теперь же это широко распространенный вариант и среди легковых автомобилей. Уже не вызывает удивления, что владельцы подобных машин все чаще стали интересоваться, какое цетановое число у дизельного топлива и что такое цетановый индекс.

Цетановый индекс дизельного топлива

Цетановым индексом (ЦИ) дизтоплива называют показатель цетанового числа (ЦЧ), который рассчитывается по плотности и среднему значению температуры выкипания фракции (пятидесятипроцентной).

Точность расчетов находится в прямой зависимости от того, насколько верно определены показатели плотности и температуры кипения. Причем первое значение нужно смотреть по госстандарту 3900-85, а второе — по ГОСТ 2177-82.

Если цетановые числа находятся в области 30-60 единиц, то для дистиллятных дизтоплив расчетный ЦИ будет равен количеству ЦЧ, выведенному на аппаратуре экспериментальным путем. Возможна погрешность в 2 единицы, но такой результат возможен с вероятностью в 75%.

Определить цетановый индекс дизельного топлива можно, руководствуясь следующим примером:

Среднее значение температуры кипения половинчатой фракции солярки при 93,3 кПа равно 287,8°С.
При 15°С плотность будет равна 0,860 г/см³.
Поправка температуры закипания на давление, равное 101,3 кПа, будет 0,5 * 8 = 4°С.
Исправленный показатель закипания с учетом поправки на давление 101,3 кПа составит 287,8 + 4 = 291,8°С.
ЦИ дистиллятных дизтоплив можно проверить по специальному чертежу. В данном случае значение будет равно 48,5. А результат, полученный путем вычислений, — 48,8.

Что такое цетановое число

Цетановым числом (ЦЧ) называется информация о промежутке времени, в течение которого задерживается возгорание топлива. Чем этот показатель выше, тем короче задержка от впрыска топливной смеси до ее воспламенения и тем ровнее будет гореть солярка.

Зачем знать цетановое число

Средний дизельный двигатель хорошо функционирует на солярке с ЦЧ 40-55 единиц. Более низкое значение приводит к тому, что возгорание задерживается, давление в камере сгорания увеличивается, а это значит, что мотор быстрее изнашивается.

Дизель стандартного типа располагает цетановым числом в рамках 40-45 единиц. Вариант высшего качества предполагает ЦЧ 45-50.

В условиях российского климата на эти цифры накладывается небольшое ограничение: сезонное дизельное топливо должно содержать в своем цетановом числе не меньше 45 единиц.

Премиальное дизтопливо оснащено большим количеством легковоспламеняющихся фракций и является более легким. Данные параметры делают его оптимальным вариантом для использования в зимний период. Благодаря повышенному отношению водорода к углероду оно образует меньше дыма при сгорании.

Если дизельное ЦЧ будет более 60, опытный водитель сразу же отметит несколько отрицательных моментов. Во-первых, снизится полнота сгорания. Во-вторых, расход топлива увеличится. Ну и в-третьих, чрезмерная задымленность выхлопных газов характеризует данный недостаток.

Как измерить цетановое число

При измерении показатель приравнивается к численному содержанию цетана (в процентах) вперемешку с альфа-метилнафталином. Воспламеняемость цетана будет равна 100%, а альфа-метилнафталина 0%.

Для испытания нужно замерить время самовозгорания смеси и соотнести это значение со временем топливного эквивалента. То есть, если проверяемое топливо загорится за такое же время, что и смесь цетана с альфа-метилнафталином (30%), то ЦЧ в этом случае будет равно 30.

Методика определения

ЦЧ дизтоплива определяют, сравнивая характеристики сгорания исследуемого топлива с аналогичными показателями эталов, значение цетана которых выведено. Исследования проходят при помощи американского двигателя CFR (Cooperative Fuel Research ) Engine (США) или ИДТ-90 (Россия) при рабочих условиях.

Сравнивают 2 эталона с цетановыми числами больше и меньше, чем у проверяемого образца. Степень сжатия меняют до тех пор, пока не получится определенный угол задержки воспламенения на маховике. Результат должен находиться между показаниями, взятыми у эталонных образцов. Затем ЦЧ вычисляется при помощи формулы методом линейной интерполяции. Данный метод использовался еще в середине прошлого века. Сегодня можно отметить множество его недостатков:

Тяжесть установки.
Необходимость отдельного помещения.
Дизельный двигатель сложно обслуживать.
Анализ занимает много времени.
Эталонных смесей и топлива приходится расходовать много.

Все требовало поиска более результативного и удобного метода. И в начале нашего века исследователи придумали впрыскивать топливо в камеру сгорания постоянного объема и разработали для этих целей аппарат. Это настольный инструмент без двигающегося поршня, который еще называют анализатором.

Дизель вводится в нагретую камеру с измерением показателей температуры вспышки и давления. Прибор отмеряет, сколько времени прошло с момента впрыска до первого увеличения давления. Последний вызван выделением тепла при сгорании и называется задержкой воспламенения, которая взаимосвязана с ЦЧ, выявленным моторным методом.

Все существующие способы измерения описаны в соответствующих стандартах ASTM и EN.

Чем грозит использование неподходящего дизтоплива

Основная цель дизельного топлива, или солярки, — получить энергию от горения, а также смазать и охладить топливную систему.

При заправке на автозаправочной станции качество смеси определить сложно. Но если попадется недобросовестный поставщик, то низкая проба топлива сразу же негативо отразится на работе мотора.

Всего существует 3 типа горючего:

Важно выбирать подходящее по времени года топливо, иначе двигатель может быстро сломаться.

Признаки некачественной смеси:

Темный цвет и запах мазута.
Вода либо песчинки на дне. Зимой солярка густая и с белыми хлопьями в составе — подделка.
Водянистость может означать, что солярку разбавили бензином.

Низкопробная смесь приводит к образованию большего количества нагара, который оседает на стенках камеры сгорания. Если вовремя не обрабатывать двигатель, мощность его работы снизится.

Из-за добавок и присадок в дизельном топливе срок службы свечей зажигания уменьшается. А различные примеси в поддельной смеси портят кольца и поршни.

Повышение цетанового числа

В процессе производства

Чем ЦЧ больше, тем затратнее изготовление горючего. Поэтому некоторые производители, стремясь сэкономить, используют различные присадки. Благодаря такой технологии можно поднять значение ЦЧ на 2-7 пунктов.

Чаще всего для этой цели берут изопропил или циклогексилнитраты. Чрезмерное повышение показателя путем добавления присадок недопустимо. Оно приводит к тому, что другие характеристики дизтоплива снижаются.

Самостоятельное повышение

На АЗС нередко можно нарваться на поддельное либо неподходящее по цетановому числу топливо. Причем определить низкое качество сразу не представляется возможным. Суррогат не выдает себя ни цветом, ни запахом.

Если вдруг оказалось так, что в бак попала низкокачественная смесь, то можно попробовать повысить ЦЧ самостоятельно, добавив присадки. Но для этого цетан-корректор для дизельного топлива всегда должен быть под рукой.

Какие стандарты приняты в странах ЕС а какие в России

Требования к дизельным топливам по стандартам ЕС

Показатели	Евро-3	Евро-4	Евро-5
ЦЧ	не менее 51	не менее 51	54
Сера	350	50	10
Плотность при +15°С	820-845	820-845	820-830
Состав фрак. 95% в °С	360	360	340-350
Полициклическая ароматика в % об.	11	11	2

Показатель	ГОСТ 305	ГОСТ 52368
ЦЧ
Сера	2000-5000	350, 50, 10
Плотность при 15°С	45	51
Состав фрак. 95% в °С	360	360
Полисикличнская ароматика в % об.	не нормируется	11

Из данных таблиц видно, что требования к качеству дизтоплива в Росии и странах Евросоюза несильно отличаются.

Читайте также: