Что означает цетановое число
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.
Что такое цетановое число и как оно влияет на работу двигателя?
Цетановое число — важная характеристика дизельного топлива. Она определяет период задержки воспламенения смеси, т.е. тот промежуток времени, который проходит между впрыском горючего в цилиндр и началом его горения. Чем выше этот показатель, тем меньше задержка, тем более плавно и спокойно воспламеняется и горит смесь.
За единицу измерения этой характеристики принимают числовой показатель цетанового числа, который равен объемной доле высшего парафина С16Н34 с числом 100 в смеси с таким веществом, как α-метилнафталин (цетановое число равно нулю). Чем выше этот показатель у каждого конкретного топлива, тем лучше воспламеняется смесь при сжатии.
Для определения проверяемое дизельное топливо помещают в специальную камеру. При его сжигании фиксируют задержки времени воспламенения и сравнивают эти показатели с характеристиками эталонных составов. Для более высокой степени чистоты эксперимента применяют спектральный анализ, благодаря которому можно установить химический состав горючего и рассчитать его цетановое число по точным справочным значениям элементов.
Стандарт цетанового числа
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 дает применение дизельного топлива с высоким цетановым числом?
Другие статьи:
Изменения в сети обслуживания карт литровой и рублевой программы
Московская, Пензенская область.
Начало реализации межсезонного дизельного топлива
Изменения в сети обслуживания карт литровой и рублевой программы
Московская область, Красноярский край, Республика Татарстан.
Моторное масло Rosneft Revolux показало стабильные характеристики при увеличенном пробеге
В течение года в Краснодарском крае проходили испытания премиального моторного масла Rosneft Revolux D4 10W-40.
В Ростове-на-Дону появилась вторая «цифровая» АЗС «Роснефть»
В рамках расширения розничной сети автоматизированных заправок «Роснефть» открыла «цифровую» АЗС в Ростове-на-Дону.
«Роснефть» представила проект «Восток Ойл» зарубежным поставщикам и подрядчикам
«Восток Ойл» поможет в формировании новой нефтегазовой провинции на севере Красноярского края.
Продолжая использовать ruspetrol.ru вы соглашаетесь на использование файлов cookie.
Более подробную информацию можно найти в Политике cookie файлов.
© ООО «РусПетрол», 2007-2021
Воспроизведение материалов сайта
допускается с согласия владельца
Октановое и цетановое число: в чем разница?
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?
Октановое число
Начнем с основ, самого простого и распространенного показателя, октанового числа. Он используется в качестве шкалы оценки бензина. Октановое число, как слышали скорее всего многие, является показателем, который характеризует детонационную стойкость бензина, то есть возможность топливу сопротивляться самопроизвольному воспламенению при сжатии.
Что это означает? Бензин с более высоким октановым показателем может быть сжат до более высоких атмосфер (высокого давления), при этом топливовоздушная смесь не воспламенится раньше времени. Иными словами, можно подвести такой вывод под одной из тех цифр, что мы обычной видим на заправках: 92, 95, 98, – это показатель того, насколько вы можете сжать воздушнотопливную смесь прежде чем бензин в ней загорится.
Если происходит преждевременное возгорание топлива, до того, как в заданный промежуток времени проскочит электрическая искра, мы получим так называемую детонацию, крайне вредное для любого мотора явление, с которым инженеры уже давно научились бороться. Как видим, в том числе при помощи топлива.
Кстати, а знали ли вы, что шкала алканов, в которые входят в том числе и октаны, простирается от 0, этот показатель соответствует гептану (C₇H₁₆) до показателя в 100 единиц, что соответствует октану (C₈H₁₈)? Теперь знаете или по крайней мере вспомнили. Вот такое небольшое отступление в химические дебри школьной программы.
Чем еще полезен высокооктановый бензин, кроме отсутствия или минимального присутствия возможности детонации? При высоком показателе компрессии двигатель способен развить больше крутящего момента при одном и том же объеме израсходованного топлива. То есть, двигатель становится эффективным. При этом двигатель позволяет заранее выставить фазы, что даст временной запас при движении поршня в верхнюю мертвую точку и оптимально поджечь смесь.
И наконец, благодаря вышеназванным плюсам, высокооктановое топливо лучше работает в двигателях с турбинами и нагнетателями.
Пару слов о низкооктановом бензине. Все те показатели, только со знаком минус, наблюдаются у топлива с низким октановым числом. Этим обусловлено использования бензинов АИ-80, 92 и в относительно маломощных атмосферных моторах.
Цетановое число
Цетан используется для схожей шкалы оценки, только у дизельного топлива. Характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая период задержки горения рабочей смеси.
Что это значит? Это измерение временного промежутка, с того момента, когда топливо впрыскивается в цилиндр и когда это топливо начинает гореть. По науке – промежуток времени, проходящий от впрыска топлива в цилиндр до начала его воспламенения.
Высокое цетановое число дизельного топлива, будет являться измеренным показателем того, насколько топливо быстро воспламеняется после впрыска в цилиндры. И, наоборот, низкое цетановое число, означает, что для поджигания топлива потребуется некоторый временной промежуток.
Измеряется показатель цетана также по шкале углеводородов, крайний левый в которой будет 1-метилнафталин, (C11H10) – отображается 0, 100 – цетан (C16H34).
Преимущество ускоренного возгорания дизельного топлива заключается в том, что двигатель работающий на нем может развивать больше крутящего момента, задержка зажигания будет минимальной, скорость набора оборотов будет выше. Синхронизация работы фаз при помощи работы двигателя на высокоцетановом топливе может проводиться более точно, воспламеняя топливовоздушную смесь в тот момент, когда требуется развить максимальный крутящий момент.
Финальным плюсом высокого показателя цетана можно назвать низкие выбросы углеводородов в атмосферу, поскольку такое топливо сгорает полнее. Но, при этом, как показывают исследования, твердых частиц из выхлопной трубы выбрасывается больше, чем у дизельного топлива с низким показателем цетана.
Как бы то ни было, чем выше цетановое число, тем лучше, это показатель более качественного ДТ.
Надеемся теперь вопросов не возникнет.
Видео взято с YouTube-канала: «Engineering Explained»
Что такое цетаноповышающая присадка?
Разберемся почему один из самых главных параметров качества дизельного топлива — цетановое число (ЦЧ). Узнаем какое же ЦЧ должно быть у топлива. И почему у зимнего топлива цетановое число должно быть выше, чем у летнего, а не наоборот как это установлено ГОСТом.
Многие знают, что такое ЦЧ. Поэтому, давайте сначала разберемся какое ЦЧ должно быть, а потом уже объясним — что это и чем опасно низкое ЦЧ.
Оригинал статьи читайте на сайте FuLu.club. Здесь информация может несколько устареть, не всегда успеваю обновлять на всех ресурсах
Смотрим интересный график из книги «Применение присадок в топливах. Справочник». Автор книги — Данилов А.М., доктор технических наук, ключевой сотрудник Всероссийского научно-исследовательского института по переработке нефти (ВНИИ НП).
На графике чем выше значение по вертикали — тем хуже.
Не зря Worldwide Fuel Charter (Всемирная Топливная Хартия) рекомендует ЦЧ не менее 55 единиц, в независимости от сезона, погоды. (см. страницу 58).
Всемирная Топливная Хартия — бюллетень, содержащий рекомендации к топливам, их качеству, параметрам. Бюллетень выпускается комитетом Хартии, в состав которого входят все мировые производители автомобилей, двигателей (BMW, Volkswagen, Ford, Toyota, PSA и другие). Вот вам полный список комитета Хартии.
О серьезности, авторитетности Хартии сомневаться не приходится.
А теперь смотрим наш родной ГОСТ Р 32511-2013 «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия»., он же — Европейский стандарт EN 590:2009.
ГОСТ требует цетановое число не менее 51 ед., а не 55 ед. как WFC. Смотрим дальше ГОСТ.
Как же так? Все мировые автопроизводители говорят «Заливайте, пожалуйста, в наши автомобили дизельное топливо с цетановым числом не менее 55 ед.», а ГОСТ установил минимально допустимое значение для зимнего дизельного топлива в 47 единиц. Хотя именно зимой труднее всего заводиться и работать двигателю. Почему опасно низкое цетановое число — читаем ниже.
Почему же автопроизводители рекомендуют 55 ед., а ГОСТ наоборот, как вредитель, допускает для зимы и 47 ед? Ответ на вопрос, думаю, прост — по сути, производители топлив (НПЗ) пролоббировали свои интересы и вписали в ГОСТ для зимней солярки ЦЧ равное 47 ед. А сделано было это потому, что получение качественного зимнего топлива — дело очень дорогое. Для понижения температуры фильтрации, при перегонке проще увеличить концентрацию легких (керосиновых) фракций в топливе. Керосин имеет низкую температуру замерзания минус 50 градусов Цельсия, но также имеет и низкое цетановое число в 35-40 ед. Поэтому, цетановое число такого зимнего топлива и будет ниже, чем у летнего. А на нас с вами — конечных потребителей и на наши машинки, движки — пофиг.
А теперь смотрим паспорта на ДТ.
Лукойл — цетановое число 48,4.
Почему при низком цетановом числе двигатель работает жестко?
Форсунки, в сжатый воздух камеры сгорания, распыляют топливо в виде микрокапель. Капли, при движении, трутся об атомы кислорода сжатого воздуха, нагреваются, накапливая энергию. При достижении критического значения энергии, капли взрываются, топливо-воздушная смесь воспламеняется. Для набора критической энергии нужно время. Вот это время и нормируется параметром «цетановое число» дизельного топлива. Чем выше ЦЧ топлива – тем меньше времени требуется на воспламенение топливовоздушной смеси (меньше период задержки воспламенения (ПЗВ)).
Далее, для понимания, упростим несколько процессы сгорания топливо-воздушной смеси. Разобьем струю впрыска топлива, допустим, на 5 частей. После того как в камеру сгорания со сжатым воздухом попала 1 часть струи, она должна воспламениться (микровзрыв) до влета в камеру 2 части и поршень должен начать движение вниз. Каждая часть струи воспламеняется с некоторой задержкой. Задержка должна быть такой, чтобы до подлета 2 части, 1 часть успела воспламениться. Т.е. имеем 5 последовательных микровзрывов, в результате которых давление в камере сгорания нарастает постепенно, плавно и поршень тоже плавно перемещается от верхней мертвой точки до нижней.
Принятое упрощение, можно сказать, сделано верно. Ведь форсунки в современных двигателях за такт делают сразу несколько впрысков. В самых современных двигателях количество впрысков, насколько помню, может достигать 9. Поправьте, если ошибся.
А раз топливо сгорело не полностью, да еще не так как нужно (не плавно, а резко разом) — получаем снижение мощности двигателя. Вам — водителю не хватает мощности, и вы еще сильнее давите на педаль газа, т.е. получаем еще и увеличение расхода топлива. А с выхлопной трубы — повышенную дымность, токсичность выхлопных газов.
Поэтому-то мы и имеем такую резко-наклоненную линию 1 на графике Рисунка 1 (см. выше). Чем ниже ЦЧ, тем сложнее двигателю запуститься и выйти на рабочий режим работы. И тем более ему это труднее сделать зимой, и чем ниже температура окружающего воздуха — тем хуже и хуже холодный пуск. Об этом нам говорит и Топливная Хартия:
Перевод:
Влияние Цетана на холодную пусковую способность
Увеличение цетанового числа приводит к уменьшению времени проворачивания коленчатого вала двигателя (времени до того, как двигатель достигнет выключения стартера) при заданной частоте вращения двигателя. Последующая программа ACEA EPEFE, в которой рассматривалось влияние качества дизельного топлива на выбросы тяжелых дизельных двигателей, продемонстрировала значительное (до 40%) сокращение времени работы кривошипа при увеличении цетанового числа с 50 до 58.Более короткий цикл проворачивания означает меньшее количество циклов с неполным или частичным сгоранием топлива во время работы кривошипно-шатунного механизма, что приводит к повышению стабильности горения и снижению шума, вибрации и жесткости (NVH).
Смотрим Рисунок 29 из книги Данилова.
При минус 22 градусов цельсия двигатель VW Golf с дизельным топливом с ЦЧ=47 ед. запускается за 2,5 секунд, а с ЦЧ= 44,1 ед. – 7,5 секунд.
С проблемой холодного пуска, с повышенной шумностью двигателя на холодную, стуками, вибрациями, думаю, сталкивались многие.
У зимнего топлива цетановое число должно быть как минимум такое же как у летнего, а в идеале — выше, чем у летнего!
Работу форсунок регулирует электроника. Электроника определяет какое количество впрысков нужно сделать и какую порцию топлива нужно подать при каждом впрыске. Чем быстрее топливо воспламеняется (чем выше ЦЧ), тем проще электронике регулировать работу форсунок, обеспечивая наиболее оптимальный режим работы двигателя.
Перевод:
В целом более высокое цетановое число позволяет улучшить контроль задержки воспламенения и стабильности горения, особенно на современных дизелях, использующих большое количество рециркуляции выхлопных газов (EGR). Высокое ЦЧ делает это, предоставляя место для калибраторов двигателя, чтобы адаптировать горение для наилучшего калибровочного компромисса между шумом горения, выбросами и расходом топлива во всем рабочем диапазоне двигателя. Присадки могут повышать уровень цетана в топливе;
Снижение шума иллюстрирует следующий график.
Чем ниже шум – тем плавнее, правильнее работает двигатель.
Что тогда делать?
Если хочешь, чтобы твой двигатель прослужил долго, без поломок, остается одно – необходимо увеличивать цетановое число до рекомендуемого Топливной Хартией значения – не менее 55 ед., добавляя цетаноповышающую присадку.
Цетаноповышающую присадку правильней называть — промотр воспламенения. Дело в том, что она не просто ускоряет воспламенение топливо-воздушной смеси (ТВС). Самый главный профит — микрокапли 2-этилгексилнитрата воспламеняются быстрее, чем углеводороды ТВС. После впрыска они, как тысячи спичек, поджигают ТВС во всем объеме. Этим и достигается улучшение воспламеняемости топлива, увеличение полноты сгорания топлива.
Итак, применение промотора воспламенения позволяет:
— увеличить полноту сгорания топлива;
— обеспечить оптимальный режим работы двигателя;
— повысить мощность двигателя;
— снизить расход топлива;
— уменьшить нагарообразование в камере сгорания и форсунках;
— снизить износ деталей цилиндро-поршневой группы;
— снизить шум и вибрации работы двигателя;
— облегчить холодный пуск в зимой;
— уменьшить токсичность выхлопных газов;
А вдруг я перелью присадку, чем опасно повышенное цетановое число?
Максимальное предельное значение цетанового числа ни ГОСТ Р 32511-2013, ни WFC — не регламентируют. Но выше 60 ед. повышать ЦЧ некоторые источники все же не рекомендуют [см. Глава 1].
Вернемся к нашей схеме работы впрыска дизельного топлива. В случае если задержка воспламенения будет слишком короткой (высокое ЦЧ), то молекулы 1 часть струи будут начинать гореть уже до того, как в камеру сгорания попадет вся порция струи. Поршень начнет свое движение вниз раньше. Образующие продукты сгорания будут затруднять доступ кислорода к еще влетающим молекулам. А молекулам 5 части вообще может не хватить времени на воспламенение, так как к этому моменту поршень будет уже слишком внизу, и давление, температура в камере упадут до значений, недостаточных для воспламенения молекул.
Имеем результат, как и при пониженном ЦЧ — несгоревшие молекулы, и молекулы которые начали гореть, но не успели, вылетают в трубу, а часть оседают на стенках двигателя в виде нагара, кокса.
Топливо сгорело не полностью — получаем снижение мощности двигателя. Плюс еще одну причину потери мощности смотрим ниже.
А вдруг у меня прогорят поршня?
Превышение ЦЧ даже выше 60 ед. не приведет к прогоранию поршней, как многие боятся. Наоборот. Мы уже выяснили выше: чем выше ЦЧ — тем легче воспламеняется топливо-воздушная смесь. Следовательно, воспламенение ТВС топлива с высоким ЦЧ будет происходить при более низких температурах, чем топлива с низким ЦЧ. На рисунке ниже смотрите график коэффициента тепловыделения двигателя в зависимости от цетанового числа топлива (см. страницу 64).
Красная линия — работа двигателя на топливе с ЦЧ = 43 ед., черная линия — с ЦЧ = 56 ед. Черная линия располагается ниже красной линии, т.е. двигатель греется меньше.
Поршня прогорают по другой причине — от коррозии, вызванной повышенным содержанием серы в некачественном дизельном топливе. При горении серосодержащих соединений образуется серная кислота, которая и разъедает металл стенок поршней и цилиндров.
Что за жижа такая — цетаноповышающая присадка?
В качестве промотора воспламенения во всем мире используют два класса соединений — это алкилнитраты и пероксиды. Каждые имеют свои плюсы и минусы.
В России официально, для производителей топлив (НПЗ), в качестве промотора воспламенения, разрешен к применению только 2-этилгексилнитрат.
У всех производителей/продавцов присадок, не важно оптовик это или розничный продавец, цетаноповышающая присадка — это именно 2-этилгексилнитрат.
Поэтому эффективность действия присадок от разных производителей/продавцов – одинаковая.
Поэтому, не стоит гнаться за красивыми брендовыми названиями иностранных, российских розничных продавцов.
В России 2-этилгексилнитрат производит, по сути, единственный завод — ФКП Завод имени Я.М. Свердлова в г. Дзержинске Нижегородской области. Покупая цетаноповышающую присадку от разных розничных продавцов вы покупаете вещество, произведенное на одном и том же заводе.
Список марок (брендов) цетаноповышающих присадок из книги Данилова:
Скриншоты с сайтов производителей/продавцов.
Если статья для Вас показалась интересной — ставьте сердечки! Поделитесь, пожалуйста, статьей с друзьями! Мне будет стимул писать еще.
.
Книга «Применение присадок в топливах. Справочник», Данилов А.М., доктор технических наук
Отечественные присадки к дизельным топливам, Научно-технический журнал «Мир нефтепродуктов», А.М. ДАНИЛОВ, д_р техн. наук (ОАО «ВНИИ НП»)
Эффективность цетаноповышающих присадок к дизельным топливам, Вестник технологического университета. 2016. Т.19, №11, З. Р. Закирова, Р. К. Ибрагимов, А. Н. Петрова, Д. А. Ибрагимова, А. А. Артыков
Механизм действия присадок, регулирующих процесс самовоспламенения топлив, Вестник Казанского технологического университета, Ибрагимова Д.А., Гадельшин Р.Р., Артыков А.А.
Отечественные присадки для ЕВРО-5. Опыт подбора и результаты испытания при производстве дизельного топлива, Журнал Нефтегаз, Г. В. Тараканов, О. Ю. Павлюковская, А. В. Мельниченко, О. В. Танаянц, А. Ф. Нурахмедова, Т. И. Сасина
Современные дизельные топлива и присадки к ним, Т.Н. Митусова, Е.В. Полина, М.В. Калинина, Издательство «Техника»
Многофункциональные пакеты присадок БАСФ к дизельным топливам для создания топливных брендов, Научно-технический журнал «Мир нефтепродуктов», Е.А. НИКИТИНА, канд. техн. наук (ОАО «ВНИИ НП»), Д.С. ПАВЛОВ, канд. техн. наук, И.А. ПОРТНЯГИН, канд. хим. наук, Н.Ю. ГРОМОВА, В.П. КАРАВАЙ, канд. хим. наук (ЗАО «БАСФ»).
.
Цикл статей на Драйве на тему промышленных присадок для дизельного топлива: