Характеристики дизельного топлива

Воспламеняемость при сжатии

Основной параметр дизельного топлива – цетановое число. Этот показатель характеризует скорость воспламенения горючей смеси в цилиндрах. Чем больше его значение, тем быстрее происходит возгорание.

Условно цетановое число – это объемная доля гексадекана в смеси с α-метилнафталином. При оценке образцов дизельного топлива данные вещества служат в качестве эталонов.

Эффективную работу современных двигателей внутреннего сгорания обеспечивает горючее с цетановым числом от 45 до 55. Если оно меньше 40, задержка воспламенения становится критичной. Давление в цилиндрах нарастает, что ускоряет износ мотора. Дизтопливо с цетановым числом больше 60 сгорает не полностью. При его использовании повышается дымность выхлопа и увеличивается расход горючего.

Значение показателя зависит от химического состава жидкости. Наиболее ценными компонентами дизтоплива являются H-алканы (парафины). Они способны самовоспламеняться при низких температурах. А вот присутствие большого количества полициклических ароматических углеводородов нежелательно, так как их возгорание происходит с трудом.

На автозаправочных станциях реализуется дизельное топливо с цетановым числом не ниже 51. Это значение определено межгосударственным стандартом ГОСТ 32511-2013.

Температура вспышки

Данный параметр показывает, при какой температуре пары жидкости могут воспламениться, если появится источник открытого огня. Он определяет безопасность хранения горючего на складах.

Температура вспышки дизельного топлива варьируется в широком диапазоне. Значение показателя (для закрытого тигля) не должно быть меньше 55 °С. Для зимнего и арктического дизтоплива установлен более низкий предел (30 °С).

Согласно ГОСТу 305-2013 в нашей стране может выпускаться летнее горючее с температурой вспышки от 40 °С. Но на АЗС подобное дизельное топливо не реализуется, так как его характеристики идут вразрез с Техническим регламентом Таможенного союза. Его выпускают только для собственных нужд страны и используют в ограниченных масштабах.

Вязкость и предельная температура фильтруемости

Свойство характеризует скорость перетекания вещества по сечению заданной величины. На него напрямую влияет температура окружающей среды. В зависимости от быстроты загустевания в России выделяют четыре марки дизельного топлива:

·       Л (летнее);

·       Е (межсезонное);

·       З (зимнее);

·       А (арктическое).

Главное отличие каждого вида заключается в предельной температуре фильтруемости. Максимальное значение ПТФ имеет летнее дизельное топливо. Согласно ГОСТу 305-2013 оно составляет −5 °С. Минимальная ПТФ предусмотрена для арктических марок (−45 °С).

Европейская систематизация немного иная. К летним сортам относят топливо, маркированное латинскими буквами A B C и D. Межсезонное же обозначается символами E и F. Зимнее дизельное топливо делится на классы: от 0 до 3. Арктическое горючее относится к 4 классу.

Наивысшая предельная температура фильтруемости предусмотрена для горючего марки A (5 °С). Топливо 4 класса должно иметь ПТФ не выше −44 °С.

Согласно европейским нормативам кинематическая вязкость определяется при 40 °С. Для зимнего горючего она должна составлять от 1,4 до 4,0 мм²/с, а для арктического – 1,2-4,0 мм²/с.

Летние, межсезонные и зимние виды топлива применяют в умеренных климатических зонах (на широте Москвы, Московской области и т. д.). Арктические марки используют в более холодных регионах России с суровыми погодными условиями.

Плотность

Параметр отражает удельный вес жидкости. Он показывает отношение ее массы к объему. Это непостоянная величина, которая, как и вязкость, напрямую зависит от температуры окружающей среды.

Плотность дизельного топлива выше, чем у бензина. При температуре среды 15 °С ее значение должно находиться в диапазоне от 820 до 845 кг/м³. Нижний допустимый предел плотности для зимних и арктических разновидностей горючего меньше – 800 кг/м³.

Наличие воды

Присутствие влаги – извечная проблема для водителей и производителей горючего. Согласно стандартам концентрация воды в дизельном топливе не может превышать 200 мг/кг. Если показатель будет выше, это приведет к серьезным поломкам.

Так как плотность дизельного топлива меньше 1 кг/л, вода, содержащаяся в нем, оседает внизу. Зимой она образует ледяную пробку, которая способна заблокировать магистрали. Если это произойдет, работа двигателя станет невозможной.

Даже ничтожное количество воды приводит к неравномерному распылению горючего. Поверхностное натяжение капель топлива изменяется, из-за чего их размеры увеличиваются. Параллельно уменьшается давление паров в камере сгорания. Технические возможности мотора заметно ухудшаются.

Наличие воды снижает смазывающие свойства горючего. В результате прецизионные пары начинают изнашиваться быстрее. Обводненное дизельное топливо провоцирует коррозию деталей, разрушая их. Первыми из строя выходят фильтрующие перегородки и сопловые отверстия распылителей. Процесс ускоряется, если происходит биологическое загрязнение жидкости. Под влиянием микроорганизмов увеличиваются кислотность горючего, концентрация в нем смол и его йодное число.

Содержание серы

Элементарная сера содержится в сырье, из которого изготавливают дизельное топливо, то есть в товарной нефти. Этот химический элемент разрушает металлические поверхности и увеличивает токсичность выхлопных газов. Поэтому из конечного продукта его стараются удалить.

Часть соединений серы (меркаптаны, сульфиды, дисульфиды, тиофаны и пр.) в составе дизельного топлива все-таки остается. На их концентрацию стандарты устанавливают лимит. Производители горючего обязаны контролировать этот технический параметр, чтобы он не превышал норму.

По европейской классификации существует 4 экологических класса дизельного топлива: К2, К3, К4 и К5. Для первого верхняя планка показателя не установлена. Горючее, маркированное как К3, может содержать до 350 мг/кг сернистых соединений. Оно неэкологично, поэтому сегодня почти не используется.

Самое чистое горючее, реализуемое в России, относится к классу К5. Согласно международному стандарту содержание серы в таком дизельном топливе не должно превышать 10 мг/кг. Его применение максимально безвредно для атмосферы.

Смазывающая способность

Дизельное топливо уменьшает силу трения между рабочими поверхностями деталей. Это свойство определяет срок службы двигателя. Раньше, во времена действия старого ГОСТа 305-82, оно обусловливалось высоким содержанием сернистых соединений. При переходе на европейские стандарты перед производителями возникла дилемма: раз серу необходимо удалять, за счет чего же поддерживать смазывающую способность дизельного топлива?

Вредные для атмосферы и мотора вещества играли роль естественных присадок. Поэтому было решено добавлять в горючее другие компоненты со схожим эффектом. Теперь серу заменяют безопасные соединения, содержащие кислород. Вместо нее используют:

·       простые эфиры;

·       карбоновую кислоту;

·       альдегиды.

Смазывающая способность дизельного топлива определяется опытным путем. Трение проверяется при помощи специальных установок. Диаметр пятна износа при 60 °С для ДТ должен быть менее 460 мкм.

Солярка

Многие полагают, что понятия «дизельное топливо» и «солярка» – синонимы. Это не совсем так.

Солярка – тяжелая маслянистая фракция, которую получают путем прямой перегонки сырой нефти. Ее физические характеристики и состав отличаются от показателей топлива для дизелей. По сути, это отдельный вид горючего. Во времена СССР данный продукт выпускался под названием «соляровое масло». После это наименование прижилось в разговорной речи.

Вязкость солярки в 2-3 раза выше, чем у дизельного топлива: она составляет 5-9 мм²/с. ДТ начинает закипать при 170 °С, а солярка – при 240 °С. Поэтому она применяется лишь в некоторых видах тихоходного транспорта, двигатели которых работают на малых оборотах.

Нормативные характеристики и свойства дизельного топлива периодически корректируют, так как экологические стандарты для моторного транспорта все больше ужесточаются. С 2016 года в России действует Евро-5. В государствах ЕАЭС уже введен шестой экологический класс, однако отечественные требования к горючему пока не пересматривались.