Автомобили, сельскохозяйственная техника, поезда — все они требуют для работы дизельного топлива. Стандарты ГОСТ и ТР ТС определяют качество дизельного топлива, а на его плотность могут влиять внешние факторы. Тяжелые фракции могут изменить его плотность, однако повышение КПД двигателя может привести к увеличению испарения и ускорению образования нагара.
Плотность дизельного топлива
Плотность дизельного топлива — это отношение его массы к занимаемому им объему, называемое также удельным весом. Эта величина определяется типом топлива, а также температурой. Она измеряется в килограммах на кубический метр и в граммах на кубический сантиметр.
Справочные значения
Удельный вес дизельного топлива рассчитывается при температуре 20°C. При отклонении температуры от этой точки результат должен быть скорректирован на коэффициент. При нагреве топлива этот коэффициент следует вычесть, а при охлаждении — прибавить.
Изменяется ли дизельное топливо в зависимости от температуры?
При оценке плотности дизельного топлива необходимо учитывать некоторые факторы, такие как тип топлива, колебания температуры и наличие присадок. Это связано с тем, что такие эталонные показатели, как масса и объем, могут изменяться. Так влияет ли температура на плотность дизельного топлива?
Влияние колебаний температуры на плотность ДТ
Наиболее благоприятные показания наблюдаются при температуре 20°С. Инспекторы при проверке объема дизельного топлива в таре учитывают изменение плотности топлива. Расчеты производятся с учетом поправочных коэффициентов и сравнения знаков с табличными данными. В летний и зимний периоды наблюдается разброс плотности.
Определение удельного веса дизельного топлива
В летние месяцы (когда температура выше 0°C) удельный вес дизельного топлива составляет 860 кг/м3. Зимой или в регионах, где температура может опускаться до −35°C, удельный вес составляет 840 кг/м3. В северных регионах, где температура может опускаться до −50°С, плотность дизельного топлива составляет 830 кг/м3. Если температура превышает эти пределы, то топливо становится более густым и может засорить систему подачи топлива из-за наличия парафинов.
Расчет плотности дизельного топлива
Этапы определения свойств топлива:
-
Получить табличное значение плотности топлива при 20°С.
-
Измерить температуру дизельного топлива с помощью термометра; допустим, она равна 31°C.
-
Вычислить разницу температур, 31−20 = 11°C.
-
Рассчитайте поправочный коэффициент: 11 × 0,0007 = 0,0077 (г/см3).
Расчет плотности
При температуре более 20°C из указанного в паспорте значения DT вычесть поправочный коэффициент. Если температура ниже, то используется тот же алгоритм, однако на последнем шаге вместо вычитания выполняется сложение.
Эффективность и плотность
Прямой зависимости между ними не существует. Плотность зимнего дизельного топлива отличается от плотности летнего топлива в зависимости от ГОСТа и температурных требований.
Зимнее топливо экономично
Говорить о том, что зимнее топливо неэкономично, неточно. Зима приносит дополнительные расходы, такие как подогрев антифриза, магистралей, блока цилиндров, кабины и т. д.
Расчет плотности при 20°C
Для определения плотности при 20°C необходимо произвести измерения гидрометром и термометром в баке с топливом.
Расчет температурной погрешности
Используя поправочный коэффициент, мы можем определить вид необходимого топлива. От этого, в свою очередь, будет зависеть вязкость топлива и возможность его использования в различных климатических условиях.
Зависимость плотности, расхода и эксплуатации
Плотность подскажет, для каких условий подходит топливо и как оно повлияет на работу двигателя. Если выбрать неправильное дизельное топливо, это может привести к:
Снижение мощности двигателя и более жесткий крутящий момент
При движении в тяжелых условиях, таких как дождь, снег или наклонная поверхность, при стандартной нагрузке автомобиля наблюдается повышенный расход топлива и ускоренный износ двигателя. Это связано с плотностью дизельного топлива, которая зависит от количества его компонентов. Высокая плотность означает большее количество тяжелых углеводородов, которые ухудшают процесс выхлопа, препятствуют образованию топливной смеси, вызывают сбои в работе двигателя, повышенный расход топлива и образование углеродистых отложений.
Регламентированные ГОСТом параметры
ГОСТ диктует критерии для ДТ в зависимости от типа. Необходимо учитывать следующие факторы:
- Содержание серы
- Климатические условия
- Маркировка
- Категоризация
- Экологическая классификация
Все это влияет на технические характеристики топлива и область его применения.
Требования к составу дизельного топлива
ГОСТ Р 305−82 и 52368−2005 устанавливают предельно допустимые уровни содержания загрязняющих веществ и плотности в зависимости от марки. Превышение этих значений может оказать негативное влияние на работу двигателя внутреннего сгорания, давление впрыска топлива и состав отработавших газов. ГОСТ запрещает присутствие водных растворов из-за возможности коррозии и повреждения фильтров и насосов.
Пояснения к зимнему расходу топлива
Энергоотдача двигателя внутреннего сгорания регулируется плотностью дизельного топлива, которая зимой, как правило, меньше. Это означает, что мощность двигателя снижается, что приводит к увеличению расхода топлива. Кроме того, зимой дополнительно расходуется топливо на обогрев кабины водителя, топливной системы и масла.
Подвержено ли дизельное топливо замерзанию?
Использовать летнее топливо категорически запрещено, так как в его состав входят парафины, которые снижают текучесть дизельного топлива и могут привести к его превращению в гель при понижении температуры. Густота дизельного топлива определяется его типом, содержанием фракций и плотностью при низкой температуре. Вода в дизельном топливе может приводить к кристаллизации при температуре ниже 0°С. В результате на дне бака образуется лед, блокирующий поступление дизельного топлива в топливную систему. Как только топливная система прогреется, подача топлива возобновляется.
Как проверить, продается ли зимнее топливо
Вид топлива, продаваемого на АЗС, зависит от времени года. Летнее топливо продается в теплое время года, а зимнее — в холодное. Чтобы проверить, какое топливо вам продали, поместите около 100 мл топлива в прозрачную емкость и положите ее в морозильную камеру. Если жидкость помутнеет, это означает, что в ней содержатся парафины. Зимнее топливо должно сохранять стабильность до −22°C, а арктическое — до −34°C (хотя в холодильнике эти температуры не достигаются).
Методы независимого определения плотности дизельного топлива
Для самостоятельного определения плотности дизельного топлива (ДТ) в зимний период может быть использовано несколько методов.
Оценка текучести
Небольшое количество ДТ выливается на металлическую поверхность. При этом следует оценить текучесть топлива. Если топливо хорошо растекается, остается в жидком состоянии и не мутнеет, то оно пригодно для использования. Если же топливо вялое, мутное, то при использовании произойдет его кристаллизация, что приведет к обездвиживанию автомобиля. Этот метод применяется при температурах ниже −10°С.
Проверка консистенции
При температурах ниже −20 °C необходимо оценить капли на заправочном пистолете. Есть ли помутнение и загустение? Для достижения лучшего результата рекомендуется заправляться на другой заправке.
Точная оценка данных
Точные данные можно получить с помощью гидрометра. Для этого необходимо нагреть топливо до +20 °C, снять показания и сравнить их с табличными.
Топливо низкого качества
Если после заправки были проведены мероприятия по анализу ДТ, и полученные результаты показали, что топливо не соответствует стандартам, то необходимо снизить скорость кристаллизации. Лучший способ сделать это — добавить в бак высококачественное дизельное топливо.
Шаг изменения плотности
Корректирующей переменной является величина изменения массы. Согласно ГОСТу, она составляет 0,0007 единицы.
Показатели нефтепродуктов
Плотность дизельного топлива обычно выше, чем у бензина. Например, у АИ-92 плотность составляет 0,76 г/см3, у АИ-95 − 0,75 г/см3, а у АИ-98 − 0,78 г/см3. Наименьшую плотность имеет сжиженный газ — 0,53 г/см3, а авиационный керосин — 0,81 г/см3. Степень текучести топлива определяется наличием легких фракций, имеющих температуру кипения +50°С. Топливо остается в жидком состоянии в любое время года, кристаллизуясь только при температуре ниже −60°С.
Расчет основных значений DT
Для получения точных данных учитывайте показания температуры, тип топлива и поправочный коэффициент (для дизельного топлива прибавьте +20°C, для бензина — +15°C). Результаты могут быть неточными из-за особенностей используемого прибора. Для получения точных данных в лабораториях должны использоваться специализированные приборы.
Расчет массы
Для того чтобы определить массу нефтепродукта, необходимо умножить плотность на объем топлива. На нефтебазах топливо хранится в резервуарах, на которых имеются этикетки и таблицы с маркировкой, отображающей погрешности измерений.
Подсчет объема
Когда речь идет о продаже товара, очень важно рассчитать количество топлива. Для этого необходимо разделить массу на плотность топлива. Значение массы берется из сопроводительных документов, а плотность дизельного топлива определяется по марке из документации. В тех случаях, когда эти данные отсутствуют, измерения производятся с помощью гидрометра.
Оценка плотности
При этом берется отношение массы к объему. Исходные значения можно найти в сопроводительной документации или рассчитать отдельно: масса определяется путем взвешивания емкости, а объем — по маркировке на резервуаре. При расчете плотности необходимо также учитывать показания температуры, так как это влияет на корректировку.