В этом материале мы рассмотрим понятие «цетановое число» (ЦЧ). Мы рассмотрим, как измерить его значение, каким оно должно быть и как его повысить как в процессе производства, так и самостоятельно.
Определение цетанового числа
Цетановое число — это показатель скорости сгорания дизельного топлива. Оно определяется по времени, которое требуется топливу для воспламенения при воздействии источника зажигания. Чем выше цетановое число, тем быстрее сгорает дизельное топливо.
Дизельное топливо — воспламеняемость и эксплуатационные характеристики
Воспламеняемость является определяющей характеристикой дизельного топлива и измеряется цетановым числом. Это значение показывает, насколько быстро топливо воспламеняется в цилиндре. С увеличением этого числа уменьшается время впрыска топлива, что приводит к более равномерному, спокойному и плавному его сгоранию. Более высокое цетановое число означает более быстрый запуск двигателя и увеличение его мощности. Именно поэтому зимнее дизельное топливо для упрощения запуска двигателя обладает более высокими эксплуатационными характеристиками, чем топливо, предназначенное для использования в летнее время.
Влияние цетанового числа
Цетановое число оказывает непосредственное влияние на состав топлива, в том числе на содержание в нем парафинов и ароматических углеводородов. Это влияет на экологическую чистоту топлива, а также на его эксплуатационные характеристики. Оптимальное цетановое число для двигателя обычно находится в диапазоне от 40 до 55 единиц.
Качество топлива
Обычное топливо, как правило, содержит 40–45 единиц, а топливо высшего качества — 45–50 единиц. В европейских странах действуют еще более жесткие нормы, устанавливающие планку в 48 единиц. При повышении этого показателя до 60 единиц снижается экономичность и повышается дымность из-за неполного сгорания. С другой стороны, если цетановое число опускается ниже 40 единиц, двигатель работает неровно, увеличивается износ.
Определение цетанового числа
Для определения цетанового числа (ЦЧ) дизельного топлива необходимо измерить время горения топливной смеси, состоящей из альфа-метилнафталина и цетана. Дизельное топливо премиум-класса содержит большее количество горючих элементов, что уменьшает образование дыма при использовании в двигателях, работающих в холодную погоду.
Сравнение результатов с эталонными параметрами
Мы должны сравнить результаты испытаний с эталонными значениями. Это включает в себя признание того, что цетановое число тестируемого топлива является производным. При этом используются два эталона — с более низким и более высоким цетановым числом, чем у образца. Это позволяет гарантировать качество дизельного топлива и предотвратить негативное воздействие на двигатель.
Дизельное топливо с различными CP
Качественное дизельное топливо обеспечивает полное сгорание топливной смеси, быстрое воспламенение и минимальное количество нагара. Цетановое число такого топлива находится в пределах 50–55. Такое топливо рекомендуется использовать в холодное время года, так как оно более эффективно и имеет лучшую вязкость.
Преимущества дизельного топлива с высокой степенью очистки
Дизельное топливо с высоким содержанием CP может обеспечить двигателю автомобиля множество преимуществ, таких как:
-
Минимальный износ деталей;
-
Низкий уровень выброса дыма;
-
Исключение перегрева двигателя при сгорании топлива;
-
Быстрый запуск двигателя;
-
Высокая мощность;
-
Бесшумная работа.
Соблюдение стандартов, предъявляемых к дизельному топливу, может гарантировать максимальную производительность. Однако не все характеристики двигателя определяются исключительно цетановым числом дизельного топлива. Параметры топлива обычно задаются производителем и считаются основными для работы автомобиля. Выход за пределы заданных параметров легко может привести к обратному эффекту: увеличению износа деталей и расхода топлива, а также снижению экологичности.
Повышение цетановых чисел в производстве
Для повышения цетанового числа в производстве могут использоваться различные присадки. К ним относятся изопропиловые, синтиновые и нитросоединения, которые позволяют увеличить цетановое число до 7 единиц без ухудшения эксплуатационных характеристик дизельного топлива. Однако повышение цетанового числа может привести к снижению эксплуатационных характеристик топлива. Значение цетанового числа зависит от фракционного состава топлива — соотношения содержащихся в нем различных углеводородов.
Смешанные топливные смеси
Используются системы типа USB, позволяющие объединять до 5 элементов. Этот тип систем используется на нефтеперерабатывающих заводах и АЗС. Полученная на них амальгамированная топливная смесь пригодна для использования в течение 180 суток без разделения компонентов. Возможно также самостоятельное использование присадок.
Предотвращение последствий использования некачественного дизельного топлива на дороге
Для защиты от последствий использования низкокачественного дизельного топлива во время движения многие водители автомобилей берут с собой специальные добавки. Преимущества таких добавок:
- Уменьшают износ и загрязнение элементов двигателя;
- Повышает скорость разгона;
- Минимизирует расход топлива;
- Повышение производительности;
- Снижает образование черного и белого дыма, шума, стука в двигателе.
Увеличивает сгорание топлива и уменьшает отложения
На рынке представлены различные присадки. Рассмотрим свойства некоторых из них:
Lubrizol 8090
Эта присадка повышает цетановое число на 3–5 единиц и защищает детали двигателя от износа, коррозии и деформации, создавая надежную пленку на поверхности деталей. Кроме того, она способствует удалению и вытеснению отложений, а также предотвращает потемнение элементов ДВС.
Clarian Dodicet 5073
Эта присадка позволяет увеличить показания примерно на 4–7 единиц. Она снижает уровень шума, дыма, обеспечивает плавный запуск и большую мощность в холодную погоду.
Zenteum ZR 668
Эта присадка способна корректировать показатели дизельного топлива на 7–10 единиц и подходит для всех видов дизельного топлива, включая арктическое. Кроме того, она улучшает эксплуатационные характеристики топлива, снижая объем загрязняющих веществ и влияние на детали двигателя.
Afton HiTEC 410W
Этот продукт предназначен для изменения цетанового числа на два пункта после его введения. Кроме того, он способен уменьшить объем выхлопных газов, снизить вибрации двигателя и защитить топливо от разбрызгивания. У каждого водителя есть свои предпочтения по частоте применения присадки — в зависимости от эксплуатационных характеристик автомобиля. Производители предлагают использовать ее при каждой заправке.
Стандарты ЕС. Количество компонентов, точка добавления и объем топлива устанавливаются производителем. В странах ЕС действуют более жесткие законы по содержанию компонентов в дизельном топливе, чем в Российской Федерации. Наименьшее количество составляет 48 единиц.Российские стандарты. Нормативы в России не столь строги, как в ЕС.
Цетан и октан
В Российской Федерации показатели цетанового числа определяются стандартами ГОСТ. Однако широко распространено заблуждение, что цетановое и октановое число — это идентичные понятия, определяющие технические составляющие топлива. На самом деле ситуация обстоит иначе. Как по составу, так и по техническим характеристикам цетановое и октановое числа принципиально несхожи.
Два разных углеводорода
Октан и цетан — два разных углеводорода, отличающиеся друг от друга количеством атомов. У октана 8 атомов на молекулу, а у цетана — 16 атомов на молекулу. Октан является летучим элементом, а цетан — нет.
Разница в массе
Молярная масса цетана составляет 226,45 г/моль, что значительно больше молярной массы октана, равной 114,23 г/моль.
Назначение углеводородов
Октановое число используется для оценки эксплуатационных свойств бензина, а цетановое — для определения степени задержки воспламенения.
Октановое и цетановое числа
Основное различие между октановым и цетановым числами заключается в том, что первое дает представление об эксплуатационных свойствах бензина, а второе — о горючести дизельного топлива. Более высокие значения цетанового числа свидетельствуют об улучшении эксплуатационных характеристик и более быстром воспламенении, в то время как большие значения октанового числа предотвращают непреднамеренное воспламенение (детонацию).