что значит цетановое число дизельного топлива
Как по паспорту дизельного топлива понять его качество?
Главные характеристики
В паспорте топлива множество параметров, но мы рассмотрим те, что влияют на экономичность, динамику и качество работы диз. мотора. А именно: цетановое число, цет.индекс, плотность, сера, смазывающая способность и предельная температура фильтруемости.
Цетановое число (ЦЧ)
Важное значение для моторов Евро-4/5/6, особенно со спортивным характером.
Чем выше значение тем лучше динамичность и экономичность на средних и высоких оборотах двигателя. Также незначительно влияет на плавность и вибрации мотора.
52 и выше — рекомендуемое значение для современных Европейских диз. моторов, начиная с Евро-5. Если значение окажется ниже, то расход топлива и динамичность на средних и высоких оборотах незначительно ухудшится от заводских показателей. Но высокое значение не гарантирует прирост мощности или доп. экономичности, многое зависит от двигателя: евро-норм, турбины и настройки (чипа). Для старых моторов как Евро-3 и ниже, значение ЦЧ выше 54 может оказывать негативный эффект.
51 — общемировой стандарт и оптимум для Евро-4. Для большинства японских, корейских и американских диз. моторов значение выше без тюнинга не приносит ощутимой пользы.
49 — оптимум для Евро-2 и 3.
47 — низкое допустимое значение. Такое значение допускается у зимнего и арктического дизельного топлива (присадки от замерзания снижают ЦЧ). На современных моторах начиная с Евро-4 наблюдается повышенных расход и потеря мощности.
Максимальное значение ЦЧ = 60, выше не безопасно для моторов, поэтому будьте осторожны если дополнительно добавляете цетаноповышающие присадки.
Цетановый индекс
Не всегда присутствует в паспорте.
Если отражен и его значение близко к цетановому числу, то это говорит об хорошей партии изготовления. А если превышает ЦЧ на несколько пунктов, то это говорит об использовании цетано повышающих присадок, что должно обеспечить хорошую экономичность двигателя.
Плотность при 15°С
Чем выше тем лучше для езды на низких оборотах:
— в городском потоке;
— пробки;
— бездорожье;
Этот показатель наиболее весомый у большинства V-образных диз.моторов чем ЦЧ. Из-за высокой очистки в целях уменьшения серы с приходом Евро-4 и 5 высокая плотность редкость.
Содержание серы
Чем меньше, тем реже будет срабатывать прожиг (у выхлопной трубы). И тем чище и дольше будут работать системы экологии, как например EGR.
Если часто бываете на трассе и средняя скорость >30 км/ч, то на серу можно не обращать внимания. Сера не будет накапливаться, а прожиги будут быстрыми и незаметными.
А если вы регулярно стоите в пробках, раздражают частые прожиги, то следует выбирать заправки с топливом где меньше серы.
Также сера влияет на запах диз.топлива, чем меньше тем слабее запах как от топлива, так и от дыма. Но присадки в зимнем топливе усиливают запах.
Смазывающая способность
Чем ниже значение — тем лучше!
Значение показывает количество износа в тесте, а не кол-во смазки.
Чем ниже данный параметр, тем тише работает ТНВД, топливный насос и догреватель (Webasto).
Для моторов Евро-4, 5 и 6 даже максимальное значение износа в 460 мкм не принесет существенного вреда, т. к. современные системы готовы к такому (низкому содержанию серы, которая раньше была смазкой). Хотя полученный износ из-за регулярной слабой смазки на пределе допустимого может привести к поломке топливного насоса (и насоса Webasto, если установлен) через 7 лет напряженной работы, вместо 9.
Для моторов Евро-3 и старее желательно, чтобы смазка была меньше 380 мкм. Раньше в топливе было много серы, которая отлично смазывала топливную систему, теперь же серы стало в 100 раз меньше (не ошибка) и недостаток смазки быстро изнашивает насосы и ТНВД старого поколения. Проблема решается путем замены топливного насоса и возможно ТНВД на модернизированные варианты, адаптированные под Евро-5 топливо. Либо приходится регулярно добавлять присадки улучшающие смазочную способность (в старые диз. генераторы добавляют 2Т масло).
Предельная температура фильтруемости
Пункт важен если за окном зима. Когда температура опускается ниже указанной в паспорте, то топливо сгущается и замерзает.
Примеры
Варианты автомобилей:
А = 2л, 190 л.с., Евро-5, немец.
Б = 2.5л, 170 л.с., Евро-4, японец, пикап.
В = 4л, 200 л.с., V6, Евро-3, американец.
Присадки
Присадки указываются в конце паспорта в примечаниях или в доп.информации.
Даже в простом диз.топливе используют присадки:
— Противоизносную: улучшает смазочную способность, без неё ДТ Евро-5/6 не смог бы вписаться в тех.требования производителей моторов («защита» от износа насоса и ТНВД);
— Депрессорно-диспергирующая: чтобы не мутнело и не замерзало топливо;
В фирменном диз.топливе (улучшенном), могут добавить присадки:
— Цетаноповышающую и катализатор горения (для компенсации низкой плотности и повышения Цет.Индекса);
— Моющие: для топливной системы, удаление воды и от нагара в цилиндрах;
— Модификатор трения: улучшает экономичность и уменьшает вибрации за счет смазывания ТНВД и маслосъемных колец;
К вопросу о дизельном топливе
Действующие стандарты топлива
В настоящее время российскими нефтеперерабатывающими заводами выпускаются дизельное топливо евро 3 и дизельное топливо евро 4. Эти два вида также отличаются между собой количеством вредных выбросов. Каждый последующий стандарт регламентирует их уменьшение по сравнению с предыдущим. Поэтому дизтопливо евро 4 на 70% менее вредное, чем евро 3. С 1 января 2013 года в России дизтопливо евро 3 является минимально допустимой нормой. То есть производство и продажа дизельного топлива по первому и второму стандарту согласно европейским нормативам запрещена.
В 2005 году был разработан новый ГОСТ на дизельное топливо евро, в котором оно различается по виду, сорту и классу.
Справедливости ради нужно сказать, что ГОСТ Р 52368-2005 – это практически копия европейского EN 590 : 2004. Поэтому обозначение дизельного топлива, произведенного по этому ГОСТу, идет с пометкой «ЕВРО».
Преимущества топлива Евро 5
Применение топлива стандарта Евро 5 уменьшает дымность отработанных газов автомобиля, снижает выброс продуктов сгорания (твердых частиц, оксидов азота, окиси углерода, несгоревших углеводородов), что обеспечивается низким содержанием полициклических ароматических углеводородов и серы в топливе.
Непосредственно для автомобиля преимущества использования топлива стандарта Евро-5 – в том, что оно:
* улучшает процесс сгорания топлива,
* снижает уровень шума и вибрации,
* снижает степень коррозии,
* облегчает запуск двигателя,
* уменьшает расход топлива,
* продлевает срок службы:
** оборудования нейтрализации выхлопных газов,
** механизмов цилиндро-поршневой группы (выделено мной)и
** топливного оборудования (выделено мной).
Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива:
Цетановое число — основной показатель воспламеняемости дизельного топлива. Это число характеризует способность топлива к воспламенению и определяет период задержки, то есть, промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения. Оно влияет на запуск двигателя, жесткость работы, расход топлива и дымность отработавших газов. Чем выше цетановое число, тем лучше способность топлива к воспламенению, тем короче промежуток времени между началом впрыска и воспламенением и как следствие, более спокойное и плавное горение дизельного топлива, которое определяет высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя.
Цетановый индекс — расчетное цетановое число до добавки в топливо цетаноповышающей присадки. Поскольку присадки по-разному влияют на общий химический и физический состав топлива, то во избежание передозировки цетаноповышающей присадки, необходимо поддерживать минимальную разницу между цетановым числом и цетановым индексом. Цетановый индекс фактический регламентирует качество топлива на промежуточном цикле производства.
Фракционный состав — наряду с цетановым числом является одним из наиболее важных показателей качества дизельного топлива. Он оказывает влияние на расход топлива, дымность выпуска, легкость пуска двигателя, износ трущихся деталей, нагарообразование и закоксовывание форсунок, пригорание поршневых колец. Температура выкипания 50% топлива (средняя испаряемость) характеризует рабочие фракции топлива, которые обеспечивают запуск, прогрев, приёмистость и устойчивость работы двигателя, а также плавность перехода с одного режима на другой. Полнота испарения топлива в двигателе характеризуется температурой выкипания 95% топлива. При слишком высоких значениях этой температуры топливо не успевает полностью испаряться и оседает в виде капель и пленки, которые, стекая по стенкам цилиндра, приводят к повышенному нагарообразованию, разжижению масла и форсированному износу.
Температура вспышки в закрытом тигле — самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуется смесь паров и газов с воздухом, способная вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. Температура вспышки определяет условия безопасности применения топлива.
Массовая доля серы — количество серы, присутствующее в топливе. Имеет двойственную характеристику: с одной стороны, повышенное содержание серы в топливе отрицательным образом сказывается на чистоте выхлопных газов. Но что ещё немаловажно, приводит к образованию серных и сернистых кислот в системе смазки, которые в свою очередь влияют на повышенное окисление масла в моторе. Это выражается в снижении смазывающих, противоизносных, противозадирных и моющих свойств залитого в двигатель масла, а также к образованию нагара в камере сгорания. В таком случае, как Вы догадываетесь, преждевременный износ двигателя обеспечен. Для компенсации такого отрицательного эффекта приходиться укорачивать сервисные интервалы обслуживания автомобиля. Это, в свою очередь, неблагоприятным образом сказывается на кошельке владельца автомобиля.
С другой стороны, снижение количества содержания серы приводит к ухудшению смазывающих свойств топлива. А это укорачивает ресурс ТНВД и топливных форсунок. В этом случае приходиться вводить специальные, противоизносные присадки.
Кинематическая вязкость и плотность — определяют нормальную, бесперебойную подачу топлива, распыление его в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования.
Смазывающая способность — смазывающая способность дизельных топлив определяет срок службы элементов топливной системы. До введения в действие сертификата EN 590 от 2001 года не нормировалась.
Назначение депрессорно-диспергирующих присадок для дизельного топлива
Назначение данных присадок – снижение температуры застывания и предельной температуры фильтруемости (ПТФ) дизельных топлив. В основном они применяются на НПЗ при выработке стандартных топлив, но также могут быть использованы на нефтебазах для улучшения низкотемпературных свойств топлив, имеющихся в данный момент в распоряжении.
Принцип работы депрессорно-диспергирующих присадок для дизельного топлива:
Содержащиеся в топливе н-парафины при понижении температуры легко кристаллизуются. Начало кристаллизации проявляется в помутнении топлива. Затем кристаллы растут и при определенных размерах и концентрации образуют пространственную структуру. В результате этого процесса топливо теряет подвижность и плохо прокачивается через трубопроводы и фильтры. Депрессорно-диспергирующие присадки взаимодействуют с поверхностью зарождающихся кристаллов и препятствуют их росту и ассоциации. Размер кристаллов парафинов в присутствии присадки составляет десятки микрометров.
Как влияют депрессорно-диспергирующие присадки на температуру помутнения дизельного топлива?
Температура помутнения – это температура при которой начинают кристаллизоваться парафины.
Депрессорно-диспергирующая присадка не препятствует возникновению кристаллов парафина, она препятствует их росту.
Поэтому, пока кристаллы не начали образовываться, действие присадки не может проявиться. Это и объясняет отсутствие влияния депрессорно-диспергирующих присадок на температуру помутнения топлива.
Stadis®450 — присадки, которые улучшают электропроводимость топлива, помогают снизить опасность электростатики, связанную с перевозкой, смешиванием и загрузкой топлива. Большая скорость потока и тонкая фильтрация топлива с низкой электропроводимостью усиливают электростатический заряд. Топливо с низкой электропроводимостью не допускает быстрой утечки этого заряда в землю. Обработка топлива веществом Stadis® увеличивает электропроводимость и снижает риск образования искр и статической разгрузки.
Когда контейнер с огнеопасными парами газойля содержит средние дистилляты, такие как топливо для реактивных двигателей, газойль или дизтопливо, особенно опасно, если топливо имеет низкую электропроводимость и накапливает в себе заряд. Электростатическая разгрузка внутри контейнера с огнеопасными парами может привести к воспламенению или взрыву.
Присадки Stadis®450 снижают этот риск к минимуму. Использование Stadis®450 обязательно для международного, авиационного турбинного топлива для военного и гражданского применения.
Цетановое число в дизельном топливе: определение, повышение
Что такое цетановое число?
Одним из главных критериев качественного дизельного топлива является его устойчивость к самовоспламенению. Именно этот параметр и описывается при помощи цетанового числа. Если рассмотреть более подробно, то цетановое число дизельного топлива характеризует интервал времени, за который жидкость поступает в цилиндр до начала его воспламенения. Чем больше будет значение цетанового числа, тем меньше уйдёт времени на воспламенение. Соответственно, тем быстрее запустится мотор и меньше времени уйдёт на так называемое «белое дымление».
Не стоит забывать, что высокий параметр цетанового числа сказывается на ускорении функционирования силового агрегата автомобиля и делает его на порядок мощнее.
Зачем знать
Зная параметр цетанового числа, можно определить степень экологичности топлива, потому что на способность жидкости к самовоспламенению оказывает влияние углеводородный состав.
К примеру, соединения, содержащие в составе парафин, подвержены воспламенению в большей степени, нежели ароматические углеводороды. Соответственно, чем меньше в составе топлива будет именно ароматических углеводородов, тем большим будет параметр цетанового числа.
Если рассматриваемое число в дизельном топливе будет меньше 40, тогда мотор автомобиля будет функционировать на пределе своих возможностей. Очень часто в таком жёстком режиме появляется глухой стук на холостых оборотах, а также идёт более быстрый износ всех деталей механизма.
Стандарт
Согласно строгим нормативам ГОСТ, оптимальная работа двигателя будет обеспечена горючим с цетановым числом не менее 45 для дизельного топлива летних и зимних марок и 40 – для арктических горюче-смазочных материалов. Несмотря то, что не представляет сложностей купить с доставкой дизельное топливо с этим показателем ниже 40, лучше не экономить на горючем и приобретать высококачественные материалы для заправки.
Горючее низкого качества характеризуется длительной задержкой воспламенения. При этом резко возрастает давление в камере сгорания, что увеличивает износ двигателя. При длительном использовании низкоцетанового горючего возможны поломки и выход из строя автомобиля раньше времени.
Премиальные горюче-смазочные материалы содержат больше легковоспламеняющихся фракций. Они более легкие, лучше адаптированы для запуска двигателя в холодных условиях низких температур. Также это горючее отличается отношением водорода к углероду. Оно выше, поэтому при сгорании такое топливо выделяет меньше дыма.
Что такое октановое число для дизеля?
Это показатель стойкости топлива к детонации. Чем, октановое выше число дизельного топлива, тем меньшая вероятность детонации, попадающей в камеры сгорания смеси. То есть взрыва горючего. Солярку можно сжать до критического показателя, а самопроизвольного возгорания не произойдет. При резком сжатии с топливом происходят сложные химические изменения в ее составе.
Детонация — опасный процесс, сравнимый с резким подъемом артериального давления у людей. Это похоже на гипертонию у человека. Может протекать скрытно, может показать неожиданно высокое давление, вызвать инфаркт. Детонация дизельного двигателя способна разрушить силовую установку. Словом, есть существенные отличия октанового числа, от силового агрегат, работающего на бензине.
Чем октан отличается от цетана: Бензин против дизеля
Сегодня мы поговорим о таком редко обсуждаемом обывателями явлении, как октановое и цетановое числа в топливе. Что это такое в сравнении одно с другим? В чем разница? Где применяется октан, а где цетан? И нужно ли мне это знать?
Как измерить цетановое число?
Цетановое число определяют при помощи сравнения с эталонным показателем, в качестве которого принимают время воспламенения цетана в смеси с α-метилнафталином. Цетановое число этого вещества приравнивается к 100%. Рассмотрим особенности влияния этого параметра на работы двигателя:
В России действуют стандарты, накладывающее ограничения на нижнее значение цетанового числа: оно не может быть меньше 40 как для быстроходных, так и для тихоходных установок.
Для измерения цетанового числа применяют опытный мотор. Cначала в России этот показатель определялся в соответствии с рекомендациями ГОСТ 3122, но установка отечественного производства ИДТ-90 не смогла пройти международных испытаний на воспроизводимость результатов. В 2009 году в международный стандарт EN590 и российский ГОСТ был введен еще один способ. Он показал хорошую сходимость, лучшую точность, уменьшил время испытаний на 20 минут.
ГОСТ 3122-67 “Топлива дизельные. Метод определения цетанового числа” впервые был введен в действие 1 января 1968 года.
При измерении цетанового числа некоторными методами приходится сталкиваться с проблемой зависимости результата от состава дизельного топлива. Моторный подход дает правильные цифры в отношении топлив с любым фракционным составом, а различные экспресс-анализаторы требуют перекалибровки при переходе с одного вида нефтепродукта на другой, что очень неудобно.
Для определения значения цетанового числа можно задействовать три подхода: совпадения вспышек, запаздывания воспламенения и критическую степень сжатия. Чаще всего используется «метод совпадения вспышек», реализующийся на установках:
По конструкции – это одноцилиндровые четырехтактные двигатели, оборудованные специальным образом. При выполнении исследований частоту вращения вала мотора нужно поддерживать постоянной на уровне 900±10 об/мин.
Во многом цетановое число топлива зависит от его углеводородного состава. Ароматические углеводороды имеют самые низкие цетановые числа, а парафиновые – самые высокие.
От чего зависит
Дизельное топливо представляет собой смесь разнокомпонентных углеводородов. В большем количестве в нем представлены соединения следующих типов:
В зависимости от сорта сырой нефти получаемое дизельное топливо будет более или менее чистым, количество легковоспламеняющихся углеводородов будет определять цетановое число горючего. Так, светлая нефть отличается высоким содержанием легких парафинов и, соответственно, высоким цетановым числом. Тяжелые сорта нефти требуют длительной и глубокой переработки. При этом выделяется большое количество изомеров, и для доведения до стандарта это сырье должно пройти многокомпонентную обработку, повышающую ее конечную цену.
Нежелательны в составе нефти непредельные углеводороды. Эти соединения легко полимеризуются, образуя тяжелые, смолистые осадки. Они забивают двигатели, засоряют форсунки и способствуют раннему износу автомобиля. Ароматические углеводороды удаляют из горючего по ряду причин:
Однако горючее с высоким цетановым числом не всегда является панацеей и положительно влияют на качество сгораемой смеси. Так, в условиях непрогретого двигателя, при работе в суровых условиях при очень низких температурах такое дизельное топливо сгорает не полностью, что вызывает проблемы с поршневой системой.
Как применять топлива с различным цетановым числом?
В состав дизельного топлива с цетановым числом 50-55 входит большое количество легких фракций, склонных к быстрому самовоспламенению. А это достаточно удобно при запуске дизельных двигателей в холодную пору года. Более полное сгорание топливной смеси с образованием меньшего количества копоти и дыма в этом случае достигается за счет высокого соотношения фракций водорода к углероду.
Конкретная величина цетанового числа во многом определяется компонентами, входящими в состав дизельного топлива. Среди них стоит отметить парафины, нафтены, ароматические вещества, олефины и т.д.
Увеличение количества парафинов хорошо сказывается на воспламеняемости топлива, поскольку они способствуют бесперебойной работе двигателей в условии низких температур, а также положительно влияют на общий коэффициент полезного действия.
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:
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:
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:
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.
Применение на практике
Большинство современных дизельных двигателей рассчитаны на топливо с цетановым числом в пределах 40 55 единиц. Выход за этот диапазон чреват проблемами:
Согласно отечественным стандартам (ГОСТ Р 52368-2005, ГОСТ 32511-2013), минимальное цетановое число летнего и зимнего дизельного топлива должно составлять не менее 48 единиц. Минимальный показатель в соответствии с экологическими стандартами, начиная с «Евро-3», — 51 единица.
Конкретный показатель цетанового числа в основном зависит от фракционного состава топлива: количества парафинов, олефинов, ароматических углеводородов и т. д. Более легкие парафиновые фракции воспламеняются быстрее, тяжелые ароматические — медленнее. Премиальное топливо содержит больше легких фракций и обладает цетановым числом в пределах 51 55 единиц.
Повышение данного показателя также возможно за счет добавления различных присадок. Как правило, это азот- или кислородсодержащие органические соединения, вызывающие реакции предпламенного окисления углеводородов.