- Что такое цетановое число?
- 3. Способы измерения
- Зачем знать
- Цетановое число в дизельном топливе: что это, как определить, как повысить?
- Что такое цетановое число?
- Почему стоит знать, что такое цетановое число?
- Как определяют цетановое число?
- Стандарт
- Что такое октановое число для дизеля?
- Как определяют цетановое число?
- Чем октан отличается от цетана: Бензин против дизеля
- Как измерить цетановое число?
- От чего зависит
- 1. Понятие «цетановое число»
- Основные стандарты определения цетанового числа
- Как применять топлива с различным цетановым числом?
- Сорта и классы дизельного топлива
- Классификация дизтоплива в России
- Повышение цетанового числа в процессе производства
- 2. На что влияет значение цетана
- Почему стоит знать, что такое цетановое число?
- Какие стандарты приняты в странах ЕС, а какие в России?
- Самостоятельное повышение цетанового числа
- Цетановый индекс дизельного топлива
- Чем грозит использование неподходящего дизтоплива
Что такое цетановое число?
Одним из основных критериев качественного дизельного топлива является его устойчивость к самовозгоранию. Именно этот параметр описывается с помощью цетанового числа. Если рассматривать более подробно, цетановое число дизельного топлива характеризует временной интервал, в течение которого жидкость поступает в цилиндр до начала его воспламенения. Чем выше цетановое число, тем короче время воспламенения. Следовательно, чем быстрее запускается двигатель, тем короче время, необходимое для так называемого «белого дыма».
Не забывайте, что параметр высокого цетанового числа влияет на ускорение трансмиссии автомобиля и делает его на порядок мощнее.
3. Способы измерения
Для определения КК используется следующая методика:
- измерение времени горения топливной смеси, состоящей из α-метилнафталина и цетана;
- сравнить полученные значения с контрольными показателями.
При сравнении учитывайте, что цетановое число в тестовом топливе получено. В этом случае используются два стандарта, в которых цетановые числа ниже и выше, чем у исследуемого образца.
При этом пределы значений регламентированы стандартами для обеспечения качества дизельного топлива и исключения негативного воздействия на двигатель.
Зачем знать
Зная параметр цетанового числа, можно определить степень экологичности топлива, поскольку углеводородный состав влияет на способность жидкости к самовоспламенению.
Например, соединения, содержащие парафин, более горючие, чем ароматические углеводороды. Следовательно, чем меньше ароматических углеводородов в топливной композиции, тем выше будет параметр цетанового числа.
Если количество, учитываемое в дизельном топливе, меньше 40, двигатель автомобиля будет работать на пределе своих возможностей. Чаще всего в таком сложном режиме на холостом ходу появляется неровность, а также происходит более быстрый износ всех частей механизма.
Цетановое число в дизельном топливе: что это, как определить, как повысить?
За годы успешного использования дизельного топлива в качестве топлива для легковых автомобилей опытные водители на собственном опыте убедились во всех его преимуществах. Но чтобы избежать сюрпризов на дороге, нужно просто знать все о дизельном топливе, используемом для автомобиля, его характеристиках, чтобы иметь возможность грамотно и быстро отреагировать в случае необходимости.
Что такое цетановое число?
Цетановое число — одна из важнейших характеристик, которая, по сути, определяет способность жидкости самовоспламеняться или воспламеняться.
Чтобы определить его значение, специалисты должны измерить время задержки, которое проходит между поступлением жидкости в цилиндр двигателя до начала процесса сгорания.
Это означает, что чем короче время, необходимое для воспламенения топлива, тем легче будет запустить двигатель и сократить время «белого дыма». Более высокое цетановое число ускорит двигатель и увеличит его мощность.
Почему стоит знать, что такое цетановое число?
Характеристика определяет экологичность используемого топлива и зависит от его углеводородного состава. В зависимости от соотношения парафиновых и ароматических углеводородов, содержащихся в топливе, изменятся и качественные характеристики продукта (под влиянием высокого содержания первых воспламеняемость будет происходить быстрее, а доля вторых будет увеличиваться) изменения замедляют этот процесс).
Низкое цетановое число (ниже 40) приводит к тому, что при использовании такого дизельного топлива двигатель будет работать на холостом ходу с характерным «дизельным стуком» и трением всех деталей и узлов — с повышенным износом. Учтите, что можно рассчитывать на нормальную работу машины с цетановым числом:
- более 40 при использовании автомобильного топлива,
- от 55 — за машину,
- до 20 — для больших судов.
Также стоит отметить, что зимние виды дизельного топлива характеризуются более высокими показателями, чем летние, что позволяет существенно облегчить запуск двигателя в холодное время года.
Как определяют цетановое число?
Для определения цетанового числа необходимо знать время, в течение которого воспламеняется смесь α-метилнафталина и цетана. Полученные данные сравниваются с эталонным значением, равным 100%. В нашей стране существует стандарт качества, который регулирует нижний предел для всех видов топлива: он не должен быть ниже 40. Почему это важно?
- Чтобы двигатель работал в оптимальном режиме, необходимо использовать топливо с цетановым числом 40-55.
- При использовании топлива с рабочим объемом ниже рекомендуемого из-за задержки зажигания давление хода уменьшается с одновременным снижением мощности.
- Также не рекомендуется повышать цетановое число до уровня выше 55, так как в этом случае дизельное топливо не сгорит полностью, образуя большое количество сажи и копоти. Кроме того, значительно увеличится расход топлива.
Вот почему 55 цетановое дизельное топливо — продукт премиум-класса.
Стандарт
Согласно строгим ГОСТам, оптимальная работа двигателя будет обеспечиваться на топливе с цетановым числом не менее 45 для летнего и зимнего дизельного топлива и 40 для арктических ГСМ. Несмотря на то, что купить дизельное топливо с этим показателем ниже 40 с доставкой несложно, на топливе лучше не экономить и покупать качественные материалы для заправки.
Некачественное топливо имеет длительную задержку воспламенения. При этом резко повышается давление в камере сгорания, что увеличивает износ двигателя. При длительном использовании низкоцетанового топлива возможны преждевременные поломки и поломки автомобиля.
ГСМ премиум-класса содержат больше легковоспламеняющихся фракций. Они легче, больше подходят для запуска двигателя при низких температурах. Также это топливо отличается соотношением водорода и углерода. Он выше, поэтому при горении это топливо выделяет меньше дыма.
Что такое октановое число для дизеля?
Это показатель устойчивости топлива к детонации. Чем выше октановое число дизельного топлива, тем меньше вероятность попадания детонации в камеры сгорания смеси. То есть взрыв топлива. Дизельное топливо можно сжать до критического значения, и самовозгорания не произойдет. При сильном сжатии топливом в его составе происходят сложные химические изменения.
Детонация — опасный процесс, сравнимый с резким повышением артериального давления у человека. Это похоже на гипертонию человека. Его можно сдержать, он может показать неожиданно высокое артериальное давление и спровоцировать инфаркт. Детонация дизельного двигателя может вывести из строя силовую установку. Одним словом, есть существенные отличия по октановому числу от бензинового силового агрегата.
Как определяют цетановое число?
Для определения цетанового числа необходимо знать время, в течение которого воспламеняется смесь α-метилнафталина и цетана. Полученные данные сравниваются с эталонным значением, равным 100%. В нашей стране существует стандарт качества, который регулирует нижний предел для всех видов топлива: он не должен быть ниже 40. Почему это важно?
- Чтобы двигатель работал в оптимальном режиме, необходимо использовать топливо с цетановым числом 40-55.
- При использовании топлива с рабочим объемом ниже рекомендуемого из-за задержки зажигания давление хода уменьшается с одновременным снижением мощности.
- Также не рекомендуется повышать цетановое число до уровня выше 55, так как в этом случае дизельное топливо не сгорит полностью, образуя большое количество сажи и копоти. Кроме того, значительно увеличится расход топлива.
Вот почему 55 цетановое дизельное топливо — продукт премиум-класса.
Чем октан отличается от цетана: Бензин против дизеля
Сегодня мы поговорим о таком редко обсуждаемом явлении, как октановое и цетановое числа в топливе. Что это по сравнению друг с другом? В чем разница? Где октан и где используется цетан? И мне нужно это знать?
Как измерить цетановое число?
Цетановое число определяется путем сравнения с эталонным значением, которое принимается как время воспламенения цетана, смешанного с α-метилнафталином. Цетановое число этого вещества составляет 100%. Рассмотрим характеристики влияния этого параметра на работу двигателя:
- оптимальная работа двигателя может быть достигнута только при использовании топлива с цетановым числом 40-55;
- если наблюдается снижение цетанового числа, период задержки воспламенения после сжатия увеличивается. А это, в свою очередь, приведет к сбоям в работе двигателя, снижению давления при рабочем такте и снижению мощности;
- если цетановое число дизтоплива 55, это топливо можно отнести к премиум-классу;
- дальнейшее повышение цетанового числа нецелесообразно, так как это приведет к пагубному влиянию топлива на работу дизельной установки. Использование топлива с цетановым числом выше 55 будет способствовать неполному сгоранию с образованием чрезмерного количества сажи и сажи. Увеличится и расход топлива.
В России действуют правила, которые накладывают ограничения на самое низкое значение цетанового числа: оно не может быть меньше 40 как для высокоскоростных, так и для низкоскоростных растений.
Для измерения цетанового числа используется экспериментальный двигатель. Изначально в России этот показатель определялся в соответствии с рекомендациями ГОСТ 3122, но установка ИДТ-90 отечественного производства не смогла пройти международные испытания на воспроизводимость результатов. В 2009 году другой метод был введен в международный стандарт EN590 и в российский ГОСТ. Он показал хорошую сходимость, лучшую точность и сократил время тестирования на 20 минут.
ГОСТ 3122-67 «Топливо дизельное. Метод определения цетанового числа» впервые введен в действие 1 января 1968 года.
При измерении цетанового числа некоторыми методами приходится сталкиваться с проблемой зависимости результата от состава дизельного топлива. Подход двигателя дает правильные цифры для топлива с любым фракционным составом, а различные экспресс-анализаторы требуют перекалибровки при переходе с одного вида нефтепродуктов на другой, что очень неудобно.
для определения цетанового числа можно использовать три подхода: совпадение вспышек, задержка воспламенения и критическая степень сжатия. Наиболее часто используемый «метод мгновенного совпадения» реализован на следующих установках:
- IT9-3;
- ИТ9-3М;
- ИТД-69.
По конструкции это одноцилиндровые четырехтактные двигатели, специально оборудованные. При поиске частоту вращения коленчатого вала необходимо поддерживать постоянной на уровне 900 ± 10 об / мин.
Цетановое число топлива во многом зависит от его углеводородного состава. У ароматических углеводородов самое низкое цетановое число, а у парафиновых углеводородов самое высокое.
От чего зависит
Дизельное топливо представляет собой смесь нескольких компонентных углеводородов. Содержит несколько соединений следующих типов:
- Ароматические углеводороды;
- Парафиновые соединения с линейной цепью C10-C16 и их изомеры;
- Олефиновые углеводороды с номерами атомов от 8 до 13;
- Нафтеновые углеводороды.
В зависимости от типа сырой нефти полученное дизельное топливо будет более или менее чистым, количество горючих углеводородов будет определять цетановое число топлива. Таким образом, легкое масло отличается высоким содержанием легких парафинов и, как следствие, высоким цетановым числом. Тяжелые виды нефти требуют глубокой и длительной обработки. При этом выделяется большое количество изомеров, и для доведения их до стандарта это сырье должно пройти многокомпонентную переработку, что увеличивает его конечную цену.
Ненасыщенные углеводороды в составе масла нежелательны. Эти соединения легко полимеризуются с образованием тяжелых смолистых осадков. Они забивают двигатели, забивают форсунки и способствуют преждевременному износу автомобиля. Ароматические углеводороды удаляются из топлива по разным причинам:
- Они имеют низкое содержание водорода и высокую молекулярную массу. Эти качества создают условия для образования большого количества продуктов сгорания, при этом некоторые ароматические углеводороды (бензол, толуол) являются канцерогенными;
- Эти соединения активно поглощают воду из паров воздуха. Это свойство способствует образованию кристаллов льда при низких температурах в осенне-зимний период, которые негативно влияют на форсунки и могут привести к остановке двигателя.
Однако топливо с высоким цетановым числом не всегда является панацеей и положительно сказывается на качестве топливной смеси. Следовательно, в условиях холодного двигателя при работе в тяжелых условиях при очень низких температурах такое дизельное топливо не сгорает полностью, вызывая проблемы с поршневой системой.
1. Понятие «цетановое число»
Горючесть — одна из отличительных характеристик дизельного топлива. Цетановое число показывает, насколько быстро воспламеняется топливо в цилиндре.
Увеличение значения уменьшает время, необходимое для впрыска топлива. Это обеспечивает более плавное, тихое и плавное сгорание топливной смеси. Чем выше показатель, тем быстрее заводится двигатель, увеличивается мощность. Поэтому зимнее дизельное топливо для облегчения пуска двигателя внутреннего сгорания имеет более высокие характеристики, чем топливо, предназначенное для летнего использования.
Основные стандарты определения цетанового числа
- ГОСТ 3122-67
- ГОСТ Р 52709-2007
- ГОСТ 32508-2013
- ГОСТ Р ЕН 15195-2011
- ГОСТ Р ЕН 15195-2011
- ASTM D 613-15
- ASTM D7170-14
- ASTM D6890-13be1
- ASTM D7668-14a
- ISO EN 5165: 1998
Как применять топлива с различным цетановым числом?
Дизельное топливо с цетановым числом 50-55 содержит большое количество легких фракций, которые имеют свойство быстро самовоспламеняться. И это довольно удобно при запуске дизелей в холодное время года. Более полное сгорание топливной смеси с образованием меньшего количества сажи и дыма в этом случае достигается благодаря высокому соотношению фракций водорода и углерода.
Конкретное значение цетанового числа во многом определяется компонентами дизельного топлива. Среди них стоит отметить парафины, нафтены, ароматические вещества, олефины и т.д.
Увеличение количества парафина хорошо влияет на воспламеняемость топлива, так как они способствуют плавной работе двигателей при низких температурах, а также положительно влияют на общую эффективность.
Сорта и классы дизельного топлива
Дизельное топливо распространяется по маркам, предназначено для эксплуатации в регионах с теплым и умеренным климатом. По классам обозначают те виды топлива, которые выпускаются для работы в низкотемпературных условиях, в том числе в Арктике. Точная классификация зависит от страны, чаще всего ориентируются на европейский стандарт.
Классификация дизтоплива в России
В России одновременно работают две системы: европейская и советская. В Союзе при обозначении топлива указывалось время года, для которого оно предназначалось, количество серы на 1 кг топлива и температура вспышки. Последним показателем была температура окружающей среды, при которой топливо работало без пропусков зажигания. Топливный сезон обозначался буквами:
- Лето.
- Z — зима.
- А — арктический.
Содержание серы указывалось как отношение ее количества к общей массе топлива: 50 мг / кг — например 0,05, 20 мг / кг — 0,02 и так далее. Шифрование L-0.05-10 означало, что топливо с этой маркировкой предназначено для летнего использования при температуре не ниже 10 ° C, имеет содержание серы 50 мг / кг.
Повышение цетанового числа в процессе производства
Величина цетанового числа газойля зависит от его фракционного состава. Так что самые высокие показатели у парафиновых углеводородов нормального строения. Наименьшее цетановое число у ароматических углеводородов, у которых нет боковых цепей. Поэтому конечное значение напрямую зависит от пропорции этих соединений, содержащихся в дизельном топливе.
Чем выше цетановое число, тем выше стоимость его производства. Чтобы сэкономить, производители часто используют добавки, позволяющие увеличить стоимость на 2-7 единиц. Обычно для этой цели используются изопропил- или циклогексилнитраты. Дальнейшее повышение с добавлением присадок недопустимо, так как ухудшаются другие показатели дизтоплива.
2. На что влияет значение цетана
Цетановые числа напрямую зависят от состава — содержания парафинов и ароматических углеводородов в топливе. От этого зависит, насколько экологически чистое топливо, его эксплуатационные характеристики.
Оптимальные значения цетанового числа для двигателя определяются в диапазоне от 40 до 55 единиц, в частности:
- топливо стандартного типа — от 40 до 45 единиц;
- качественное топливо — 45-50 шт.
Стандарты европейских стран накладывают более строгие ограничения и определяют минимальное значение на уровне 48 единиц.
Выше значения 60 единиц увеличивается расход топлива из-за того, что топливо сгорает не полностью и появляется увеличение дыма. Уменьшение цетанового числа топлива менее 40 единиц вызывает повышенный износ (двигатель работает с одним ударом).
Дизельное топливо премиум-класса содержит больше легковоспламеняющихся фракций, уменьшающих дымность. Их следует использовать для двигателей, работающих при низких температурах.
Почему стоит знать, что такое цетановое число?
Характеристика определяет экологичность используемого топлива и зависит от его углеводородного состава. В зависимости от соотношения парафиновых и ароматических углеводородов, содержащихся в топливе, изменятся и качественные характеристики продукта (под влиянием высокого содержания первых воспламеняемость будет происходить быстрее, а доля вторых будет увеличиваться) изменения замедляют этот процесс).
Низкое цетановое число (ниже 40) приводит к тому, что при использовании такого дизельного топлива двигатель будет работать на холостом ходу с характерным «дизельным стуком» и трением всех деталей и узлов — с повышенным износом. Учтите, что можно рассчитывать на нормальную работу машины с цетановым числом:
- более 40 при использовании автомобильного топлива,
- от 55 — за машину,
- до 20 — для больших судов.
Также стоит отметить, что зимние виды дизельного топлива характеризуются более высокими показателями, чем летние, что позволяет существенно облегчить запуск двигателя в холодное время года.
Какие стандарты приняты в странах ЕС, а какие в России?
Высокое цетановое число не является показателем более высокого качества топлива. Оптимальное значение находится в диапазоне от 50 до 60. Эти значения типичны для топлива, рекомендованного для автомобилей с двигателем Euro 5.
Если значение цетанового числа превышает указанный диапазон в широком направлении, топливо можно назвать «перенасыщенным». То есть каждое последующее увеличение параметра не будет иметь смысла.
Согласно требованиям отечественных ГОСТов цетановое число должно быть не менее 45. Этот предел является минимально допустимым значением. По стандартам ЕС нижний порог составляет около 48.
Самостоятельное повышение цетанового числа
Требования по воспламеняемости топлива предъявляются исходя из параметров двигателей. Чем выше скорость работы, тем выше должно быть цетановое число дизельного топлива. Так, тихоходные судовые дизели обычно тоже работают на топливе, с показателем 20, а для некоторых быстроходных двигателей значение должно быть не менее 55.
Топливо считается оптимальным для современных автомобильных дизелей, показатели которых находятся в диапазоне от 40 до 55.
Это значение меняется в зависимости от сезона:
- летом ниже (40-45);
- зимой он выше (до 55).
К сожалению, заправочные станции нередко продают топливо с недопустимо низким цетановым числом. Проблема осложняется тем, что определить его по каким-либо внешним признакам невозможно — ни по цвету, ни по запаху — он ничем не отличается от обычного, суррогат только издает более жесткий звук, чем дизельный двигатель и перебои в работе.
Если случилось так, что в топливный бак пролилось некачественное дизельное топливо, цетановое число можно увеличить, добавив присадки. Желательно заранее иметь в багажнике соответствующие средства, так как их может не оказаться в наличии на СТО.
Цетановый индекс дизельного топлива
Цетановый индекс (CI) газойля — это показатель цетанового числа (CI), который рассчитывается на основе плотности и среднего значения температуры кипения фракции (пятьдесят процентов).
Точность расчетов прямо пропорциональна правильному определению показателей плотности и температуры кипения. Кроме того, первое значение должно отображаться по ГОСТ 3900-85, а второе — по ГОСТ 2177-82.
Если цетановые числа находятся в диапазоне 30-60 единиц, то для дистиллятных дизельных топлив рассчитанная IC будет равна количеству CI, полученному экспериментально на оборудовании. Возможна ошибка в 2 единицы, но такой исход возможен с вероятностью 75%.
Цетановый индекс дизельного топлива можно определить на следующем примере:
- Средняя температура кипения половинной фракции газойля при 93,3 кПа составляет 287,8 ° C.
- При 15 ° C плотность составит 0,860 г / см³.
- Поправка на точку кипения для давления 101,3 кПа составит 0,5 * 8 = 4 ° C.
- Скорректированный индекс кипения с учетом поправки на давление 101,3 кПа составляет 287,8 + 4 = 291,8 ° C.
- IQ дистиллятных газойлей можно проверить с помощью специального чертежа. В этом случае значение будет 48,5. Результат вычислений — 48,8.
Чем грозит использование неподходящего дизтоплива
Многие автомобилисты задаются вопросом, что будет, если летом заправить машину зимним топливом. Этот вопрос возникает в связи с тем, что цетановое число зимнего топлива по определению выше, а значит, оно должно быть более качественным. Однако определение, что качество и характеристики дизельного топлива только характеризует это, абсолютно неверно.
Фактически, использование топлива с высоким цетановым числом, очевидно, не повредит двигатель, если оно находится в пределах, рекомендованных производителем автомобиля.
Если значение слишком велико для конкретного дизельного двигателя, это приведет к:
- к увеличению расхода топлива;
- снижение экологичности двигателя.
Точно так же можно ответить в противоположной ситуации: даже использование низкоцетанового топлива не нанесет вреда силовому агрегату, если его цетановое число совпадает с картинкой, заданной производителем автомобиля.
Если значение меньше требуемого, то:
- у исправного дизеля будет резкий звук;
- его детали изнашиваются.
Однако вопрос о том, можно ли использовать зимнее дизельное топливо летом, требует более подробного ответа. Дело в том, что эти два вида дизельного топлива имеют разный химический состав и, помимо цетанового числа, отличаются другими своими свойствами.
Летнее топливо предназначено для использования при положительных температурах. После того, как температура окружающей среды, а вместе с ней и температура топлива в баке упадет до нуля, летняя солярка перестает проходить через фильтр.
Зимнее дизельное топливо имеет гораздо более низкую температуру помутнения, точку затвердевания и максимальную фильтруемость, что позволяет использовать его в холодное время года. Однако у него худшие характеристики по сравнению с летним.
Причина кроется в том, что при его разработке циклопарафины необходимо удалить из углеводородной смеси и заменить ароматическими углеводородами, а утраченные свойства компенсируются (хотя и не полностью) добавками. В результате цетановое число увеличивается, но производительность снижается.
Двигатель, работающий на зимнем дизельном топливе, имеет небольшое падение мощности, повышенное образование кокса в цилиндрах и ухудшенную реакцию дроссельной заслонки. Поэтому от использования зимнего топлива летом лучше отказаться и рассматривать этот вариант как необходимую меру, хотя ничего фатального для двигателя в этом нет.