Дизельное топливо и его свойства

Воспламеняемость  или цетановое число

Этот показатель определяет, насколько  легко запускается двигатель. От него зависит и то, какое время  после запуска дизельного двигателя  будет «белое дымление» и жесткость  работы двигателя на холостом ходу, которое еще называют «дизельный стук». Воспламеняемость дизтоплива влияет на наличие вредных компонентов  в отработанных газах, таких как  СО и СН. Чем меньше период воспламеняемости, тем быстрее происходит сгорание топлива. Это ускоряет работу двигателя и увеличивает его мощность. Так же, содержание вредных компонентов в газах становится меньше. Задержка воспламенения, или как ее еще называют цетановое число, испытывают в одноцилиндровом двигателе с регулируемой степенью сжатия. Такие же двигатели используются для определения октанового числабензина. Воспламеняемость измеряют при определенной степень сжатия и полученные результаты сравнивают с данными эталонного дизельного топлива, которое состоит из цетана и альфаметилнафталина или применяемого в некоторых странах гептаметилноанола. Само по себе понятие цетановое число это количество цетана в смеси, при котором период воспламеняемости идентичный периоду воспламеняемости эталонного топлива. Различные модели дизельных двигателей имеют свои требования к цетановому числу. Так, например, быстроходные двигатели требуютдизельное топливо с более высоким цетановым числом, а двигатели менее оборотистые благополучно используют топливо с небольшим цетановым числом. Для примера можно привести работу крупного судового двигателя, который работает на топливе с ЦЧ около 15 и высокооборотных двигателей легковым машин, цетановое число дизельного топлива которых не менее 50. Для грузовых машин нормальным цетановым числом дизельного топлива является значение от 40 до 45. Показатель воспламеняемости очень важная характеристика дизельного топлива.

Если цетановое число высокое, скорость нарастания давления будет ниже, а значит двигатель будет работать не так жестко. С увеличением цетанового числа выше нормы ухудшается экономичность двигателя и увеличивается дымность выхлопных газов. Для отечественных дизельных двигателей цетановое число равно 40-50. Для топлива в зимних условиях цетановое число должно быть не менее 45.

Иногда, для повышения цетанового числа используют некоторые присадки. В основном, это изопропил или циклогексилнитраты, которые способны увеличить ЦЧ на 2-7 единицы. К сожалению, это приводит к снижению температуры вспышки, и поэтому использование присадок для этих целей ограничено.

В зарубежных странах вместо цетанового числа используют дизельный индекс, который для определенного топлива вычисляется по значению плотности и температуре выкипания 50% топлива. Эта характеристика дизельного топлива применяется и для отечественного дизельного топлива, которое идет на экспорт.

Вязкость и плотность

Такие показатели, как вязкость и  плотность определяют уровень испарения  и смесеобразования дизельного топлива. Более плотное и вязкое топливо  хуже воспламеняется и сгорает, что  приводит к большему расходу дизельного топлива и дымность выхлопных газов. Маловязкое топливо в процессе эксплуатации увеличивает износ деталей топливного насоса. Для уменьшения износа часто в дизельное топливо добавляют противоизносные присадки, что частично компенсирует этот недостаток маловязкого дизельного топлива.

Низкотемпературные  свойства

Это свойство определяет температуру, при которой дизельное топливо  начинает мутнеть, застывать и превращаться в кристаллы. Это свойство определяет область применения и условия  эксплуатации дизельного топливо, в  частности, климатические показатели региона. Так же, температурные свойства дизельного топлива определяют условия, при которых можно хранить  дизтопливо на складе. На данный момент низкотемпературное топливо производят тремя способами.

1.Если в дизельном топливе  снизить содержание тяжелых фракций,  уменьшится температура кипения  топлива. К тому, в такое топливо  добавляют легкие фракции. Этот  способ не является рациональным, так как снижается выработка  дизельного топлива и уменьшается  температура вспышки.

2.Добавление депрессорных присадок. Эти присадки способны снизить  температуру застывания, но не  температуру помутнения. Выработка  топлива с добавленными депрессорными  присадками не ухудшается. Эти  показатели ограничивают область  применения дизельного топлива.

3.Третий способ, самый эффективный  и популярный. Температуру застывания, помутнения и фильтруемости снижают благодаря определенным технологиям, суть которых заключается в изменении углеводородного состава дизельного топлива. При использовании этого способа возможно добавление тяжелых фракций. Благодаря этому повышается производительность дизельного двигателя. Это самый распространенный способ понижения температурных характеристик дизельного топлива.

Степень чистоты  дизтоплива

Чем более чистое дизельное топливо, тем качественнее и эффективнее  работает двигатель. Эта характеристика дизельного топлива является очень  важной. Для определения характеристики чистоты топлива используют коэффициент  фильтруемости. Фильтруемость определяют соотношением времени, за которое топливо проходит через фильтр при определенном атмосферном давлении. В основном, фильтруемость дизтоплива зависит от содержания воды, механических примесей, смол и нафтеновых кислот в дизельном топливе. Согласно ГОСТ 6370-83, если в дизельном топливе количество механических примесей не превышает 0.002-0.004%, считается, что примесей в топливе нет.

Содержание серы

От содержания серы в дизельном  топливе зависит содержание вредных  веществ в выхлопных газах, и  определяет экологичность топлива. При содержании серы до 0.035 % топливо считается экологически чистым. Уменьшение количества серы в топливе приводит к повышению износа двигателя, поэтому, в некоторых случаях в дизтопливо добавляют присадки, которые способны уменьшить износ деталей и механизмов двигателя.

Сернистые соединения

Сернистые соединения (непредельные углеводороды и металлы) определяют степень образования нагара и  влияют на износ двигателя и его  коррозию. Содержание сернистых соединений регламентировано.

Температура вспышки

Этот показатель определяет пожарную опасность топлива. В двигателях, которые эксплуатируются в закрытых помещениях, а так же в пожароопасных  местах, применяется топливо с  повышенной температурой вспышки. По ГОСТ 305-82 дизельное топливо является общего назначения и применения, и  имеет температуру вспышки не менее 40°С. Для топлива, применяемого в судовых и тепловозных двигателях, горных машин температура вспышки  не менее 60°С. Такое топливо имеет  ограничение по использованию.