При возрастании цетанового числа пусковые свойства дизеля: Цетановое число

Содержание

Цетановое число — Миксент

Цетановое число — характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения.

Чем выше цетановое число, тем меньше задержка воспламенения смеси и тем более спокойно и плавно горит топливная смесь и легче запускается дизельный двигатель.

Цетановое число численно равно объёмной доле цетана (С16Н34, гексадекана), цетановое число которого принимается за 100 единиц, в смеси с α-метилнафталином (цетановое число которого, в свою очередь, равно 0 ед.).

ГОСТ 305-82 определяет требования к качеству дизельного топлива применяемого для дизельных двигателей отечественного производства – цетановое число должно составлять не менее 45 единиц.

Европейский стандарт на дизельные топлива EN 590:2004 требует, чтобы цетановое число было не менее 51 единицы.

Цетановое число очень важный показатель свойств дизельного топлива и желательно, чтобы оно было для отечественного автопарка, не менее 45 ед. , а для импортных двигателей, не менее 51 ед.

*** Для справки отметим, что дизельное топливо с показателем цетанового числа менее 40 ед. губительно для дизельных двигателей из-за резкого возрастания задержки воспламеняемости топлива и вследствие этого повышения давления в камере сгорания и повышенного износа поршневой группы.

Превышение же показателя свыше 60 единиц также оказывает негативные последствия вследствие неполного сгорания топлива, образования нагара, увеличением расхода топлива и повышением дымности выхлопных газов.

Как узнать цетановое число дизельного топлива?

Самым надёжным и правильным методом определения качества дизельного топлива в том числе измерением цетанового числа является моторный метод.

Цетановое число, определяют на опытном двигателе (ASTM D 613, EN 5165, ISO 5165).

В России также используется ГОСТ 3122, в котором измерение цетанового числа проводится на отечественной установке ИДТ-90.

На основе результатов истинных определений цетанового числа топлива производится калибровка так называемых “не арбитражных” приборов для экспресс определения цетанового числа. В основном это различного рода инфракрасные спектрометры.

С 2009 года в EN590 и соответствующий российский ГОСТ Р 52368-2005 вводится ещё один моторный метод – метод задержки самовоспламенения EN 15195 (ГОСТ Р ЕН 15195-2011), который показывает хорошую сходимость со старым методом при улучшении точности, воспроизводимости и сокращении теста до 20 мин.

Основной проблемой измерения цетанового числа “не моторными” методами является сильное влияние состава дизельного топлива.

Моторный же метод (включая ГОСТ Р ЕН 15195-2011) одинаково правильно определяет цетановое число любых видов топлив, а все экспресс анализаторы необходимо перекалибровывать при переходе, допустим, от классической солярки к биодизельному топливу.

Для «экспресс» анализа используются инфракрасные спектрометры, но следует учесть, что на показания приборов может оказывать влияние состав дизельного топлива и не все «экспресс» приборы (особенно нижнего ценового диапазона) могут правильно определить цетановое число дизельного топлива повышенное при введении цетаноповышающей присадки.

Пояснение для «автолюбителей».

Цетановое число дизельного топлива – это аналог показателя октанового числа для бензина.

Если Ваш автомобиль с бензиновым двигателем, рассчитанным на работу на топливе АИ-95 заправить бензином АИ-80, то Вы заметите, что возрастет детонация, уменьшится мощность двигателя, увеличится расход топлива …, длительное использование приводит к выходу из строя двигателя.

К аналогичным последствиям для дизельного двигателя приводит использование дизельного топлива с низким цетановым числом.

Цетановое число дизельного топлива – что оно означает, как измерять, способы повышения, стандарты

В сегодняшней статье мы расскажем все о том, что такое «цетановое число» (ЦЧ): как определить его значение, каким оно должно быть. Также вы узнаете, как увеличить ЦЧ на производстве и самостоятельно, особенности применения дизтоплива с высокими показателями ЦЧ.

1. Понятие «цетановое число».

2. На что влияет значение цетана.

3. Способы измерения.

4. Нюансы применения дизтоплива с различным ЦЧ.

5. Как увеличить цетановые числа на производстве.

6. Самостоятельное использование присадок.

7. Стандарты ЕС.

8. Стандарты в России.

9. Существуют ли отличия между цетановым и октановым числом.

1. Понятие «цетановое число»

Воспламеняемость – одна из определяющих характеристик дизельного топлива. Она характеризуется Цетановое число показывает, как быстро загорается топливо в цилиндре.

При увеличении значения уменьшается время, которое потребуется для впрыска топлива. Это обеспечивает более ровное, спокойное, плавное сгорание топливной смеси. Чем больше показатель, тем быстрее запускается двигатель, повышается мощность. Поэтому дизельное топливо зимнего типа для более легкого запуска ДВС отличается более высокими показателями, чем топливо, которое предназначено для использования летом.

2. На что влияет значение цетана

Цетановые числа имеют прямую зависимость от состава – содержания в топливе парафинов и ароматических углеводородов. Это определяет, насколько экологично топливо, его эксплуатационные характеристики.

Оптимальные значения цетанового числа для двигателя определяются в пределах от 40 до 55 единиц, в частности:

Стандарты европейских стран накладывают более жесткие ограничения и определяют нижнее значение на уровне 48 единиц.

При превышении значения в 60 единиц увеличивается расход горючего из-за того, что топливо сжигается не полностью, появляется повышенная дымность. Снижение цетанового числа топлива менее 40 единиц провоцирует повышенный износ (двигатель работает со стуком).

В премиальном дизельном топливе содержится большее количество легковоспламеняющихся фракций, которые снижают дымность. Их следует использовать для двигателей, которые работают в холодную погоду.

3. Способы измерения

Чтобы узнать ЦЧ, применяют следующую методику:

При сравнении учитывают, что значение цетана в исследуемом топливе выведено. При этом используются два эталона, у которых цетановые числа ниже и выше, чем у исследуемого образца.

При этом границы значений регламентируются стандартами для обеспечения качества дизельного топлива и исключения негативных воздействий на двигатель.

4. Нюансы применения дизтоплива с различным ЦЧ

Дизельное горючее высокого качества (обеспечивает полное сгорание топливной смеси, быстрое воспламенение, образование небольшого количества копоти) характеризуется цетановыми числами в пределах 50–55 единиц. Такое топливо рекомендуют использовать при отрицательных температурах за счет повышения КПД и большей вязкости.

Дизельное топливо с высокими показателями ЦЧ обеспечивает:

минимальный износ деталей;
низкий уровень дымности;
исключение перегрева двигателя в процессе полного сгорания топливной смеси;
быстрый запуск двигателя;
высокую мощность;
бесшумный режим работы.

Соответствие дизельного топлива нормам существующих стандартов обеспечивает высокую производительность работы. Но не все рабочие характеристики двигателя определяются исключительно значением цетанового числа для дизельного топлива. Параметры горючего определяет производитель. Они считаются определяющими при эксплуатации автомобиля. Если превышать рекомендованные параметры, то будет обратный эффект: увеличится износ деталей и расход дизтоплива, снизится экологичность.

5. Как увеличить цетановые числа на производстве

В зависимости от фракционного состава (содержания в составе горючего различных углеводородов) изменяются значения цетановых чисел. Чтобы повысить показатели цетана на производстве, применяют различные присадки (изопропил, синтин, нитросоединения и прочее). Они увеличивают ЦЧ от 2 до 7 единиц без ухудшения эксплуатационных качеств дизтоплива. Более высокое повышение цетановых чисел снижает рабочие характеристики горючего.

Также используются установки типа УСБ, благодаря которым можно смешивать до 5 составляющих. Такое оборудование устанавливается как на нефтеперерабатывающих заводах, так и на автозаправочных станциях. Получаемая на данных установках топливная смесь годна в течение 180 суток без разделения продуктов на составляющие.

6. Самостоятельное использование присадок

Чтобы исключить неприятные последствия при покупке некачественного дизельного топлива в дороге, многие автовладельцы возят с собой специальные присадки.

Использование присадок:

снижает износ и загрязнение деталей двигателя;
увеличивает скорость запуска;
снижает потребление топлива;
повышает КПД;
уменьшает образование черного дыма и белого выхлопа, шума, стука в моторе;
повышает количество сжигаемого горючего;
уменьшает количество отложений;
обеспечивает мягкую и плавную работу ДВС.

На рынке представлены различные присадки. Рассмотрим характеристики некоторых из них:

Lubrizol 8090. Увеличивает цетановые числа на 3–5 единиц. Защищает компоненты двигателя от износа, коррозии и деформации за счет создания надежной пленки на поверхности деталей. Благодаря присадке можно удалять и вытеснять отложения, препятствовать затемнению элементов ДВС.
Clarian Dodicet 5073. В среднем повышает показатели на 4–7 единиц. Понижает шумность, дымность, способствует стабилизации работы двигателя. При этом в зимнее время обеспечивает быстрый запуск и увеличение мощности мотора.
Zenteum ZR 668. Позволяет изменить числа дизельного топлива на 7–10 единиц. Применяется для всех видов дизтоплива, включая арктические. Также эта присадка улучшает эксплуатационные качества горючего, снижая количество выбросов и негативное воздействие на детали мотора.
Afton HiTEC 410W. После введения изменяет цетановые числа на 2 единицы. Снижает количество выхлопных газов, минимизирует уровень вибраций в моторе и стабилизирует топливо (не дает солярке разбрызгиваться).

Периодичность использования присадок определяет каждый водитель самостоятельно в зависимости от поведения автомобиля. Производители рекомендуют использовать корректоры при каждой заправке.

Какое количество вещества добавить, в какой момент, на какой объем горючего – это индивидуальные параметры, которые определяет производитель.

7. Стандарты ЕС

В странах Евросоюза предъявляются более жесткие требования к содержанию веществ в дизельном горючем по сравнению с РФ. Нижняя граница определяется на уровне 48 единиц.

Остальные составляющие зафиксированы в таблице:

Показатели	ЕВРО-3	ЕВРО-4	ЕВРО-5
ЦЧ	от 51	от 51	54
Плотность (+ 15 0С)	820–845	820–845	820–830
Сера	350	50	10
Состав фракций 95 %	360	360	340–350
Ароматика в %	11	11	2

8.

Стандарты в России

Показатели цетанового числа в Российской Федерации определяются нормами ГОСТ:

Показатели	ГОСТ 305	ГОСТ 52368
Плотность (+ 15 0С)	45	51
Сера	2000–5000	350, 50, 10
Состав фракций 95 %	360	360
Ароматика в %	нормы нет	11

9. Существуют ли отличия между цетановым и октановым числом

Есть распространенное заблуждение, что эти числа – одно и то же понятие, которое определяет технические составляющие горючего. Но на самом деле это не так. Октановые и цетановые числа принципиально отличаются и по составу, и по техническим характеристикам:

Оба числа представляют собой углеводороды, но с разным количеством атомов. У октана их 8, у цетана – 16 на одну молекулу. При этом октан – летучее соединение, а цетан – нет.
Молярная масса цетана 226,45 г/моль, у октана масса намного меньше и составляет 114,23 г/моль.
Октан сообщает данные о показателях эффективности бензина, в то время как цетан представляет данные о мере задержки воспламеняемости.

Но основное отличие заключается в том, что октановые числа дают представление о функциональных характеристиках бензина, а цетановые – о воспламеняемости дизтоплива. При этом, чем выше цетановые показатели, тем ниже октановый номер. То есть дизельная топливная смесь с высоким количеством цетана лучше работает и быстрее воспламеняется, а топливо с большим октановым числом лучше противостоит произвольному воспламенению (детонации).

1. Повышенное цетановое число 2. Увеличение

Учитывать следующее:

1. Повышенное цетановое число

2. Повышенная степень сжатия

3. Увеличенное опережение впрыска

4. Повышенная турбулентность воздуха

2 2
Какой из факторов уменьшит физическую задержку дизелей?
Только 1, 2 и 3
Только 2 и 4
Только 2, 3 и 4
1, 2, 3 и 4
Опция 4: 1, 2, 3 и 30 4
2 Бесплатно
ST 1: Технические материалы (кристаллическая геометрия)
0,7 тыс. пользователей
16 вопросов
8 баллов
20 минут
Концепция:
Считается, что сгорание в двигателе с воспламенением происходит в четыре этапа. Подразделяется на
1. Период задержки воспламенения
2. Период быстрого горения или неконтролируемого горения
3. Период контролируемого горения
4. Период догорания
Задержка воспламенения – это временной интервал между началом впрыска и воспламенением.
Физическая задержка: Начиная с время впрыска до начала химических реакций называется физической задержкой. В этот период топливо распыляется, испаряется, смешивается с воздухом и нагревается до температуры самовоспламенения.
Химическая задержка: В этот период химических реакций начинаются медленно, а затем ускоряются, пока не произойдет полное воспаление.
Физические свойства, такие как цетановое число , вязкость топлива, размер отверстия форсунки , количество впрыскиваемого топлива и давление впрыска , способствуют явлению задержки в дизельных двигателях.
Цетановое число является важной характеристикой дизельного топлива и является мерой склонности дизельного топлива к детонации в дизельном двигателе. Топлива с высоким CN (низкой температурой самовоспламенения) имеют очень короткое время задержки воспламенения, то есть воспламенение происходит через очень короткий промежуток времени после начала впрыска.
Увеличенная степень сжатия увеличивает плотность, давление и температуру заряда. Повышение температуры и давления сокращает период задержки.
Опережение момента впрыска снижает давление и температуру в начале впрыска и, таким образом, сокращает период задержки.
Воздушная турбулентность увеличивает скорость смешивания и распыления и, таким образом, сокращает период задержки.
Примечание:
Цетановое число не различает химическое и физическое время задержки. Это затрудняет определение чувствительности различных двигателей с точки зрения ограничений, создаваемых конструкцией системы впрыска или конструкцией камеры сгорания.
Скачать решение PDF
Поделиться в WhatsApp
Последние обновления лектора RPSC Tech Edu
Последнее обновление: 22 сентября 2022 г.
Комиссия по государственной службе штата Раджастхан (RPSC) объявила результаты собеседования и завершение экзамена для приема на работу лектора RPSC Tech Edu (преподаватель математики). Комиссия по государственной службе Раджастхана выпустила 39вакансии по 7 предметам на должность преподавателя кафедры технического образования. Процесс отбора лектора RPSC состоит из письменного экзамена (объективного типа) и собеседования. Кандидаты могут проверить свои результаты RPSC Lecturer Tech Edu здесь.
Часть 1: Свойства и характеристики дизельного топлива
Рудольф Дизель мог бы гордиться глобальным признанием дизельных двигателей и значительными улучшениями, внесенными в них за последние 100 лет. Дизельные двигатели были разработаны, чтобы использовать преимущества высокого содержания энергии и, как правило, более низкой стоимости дизельного топлива. Дизельное топливо обладает различными свойствами, которые необходимо поддерживать для эффективной работы современных дизельных двигателей. Мы поговорим об этих различных свойствах, и станет ясно, почему вам нужно убедиться, что ваше дизельное топливо безопасно и надежно для вашего двигателя:
Теплота сгорания
Качество воспламенения/цетановое число
Вязкость
Содержание серы
Содержание воды и отложений
Угольный остаток
Температура вспышки
Температура застывания
Точка помутнения
Активная сера, содержание коррозии в медной полосе
Ясень
Перегонка
Удельный вес
Проблемы с зимним топливом
В этом сообщении блога мы поговорим о первых семи в списке. Оставайтесь с нами для следующих семи в сообщении в блоге, которое появится на следующей неделе.
1. Теплотворная способность
Теплота сгорания дизельного топлива измеряется с помощью калориметра, чтобы определить, сколько энергии дает топливо при сгорании. По сути, сжигается определенное количество топлива, а количество тепла тщательно измеряется в британских тепловых единицах (БТЕ).
Теплота сгорания дизельного топлива номер 2 139500 БТЕ на галлон.
Теплотворная способность дизельного топлива № 1 составляет 125 500 БТЕ на галлон, что примерно на 10% ниже, чем у дизельного топлива № 2.
Для сравнения, теплотворная способность бензина составляет 124 500 БТЕ на галлон.
Чем выше теплотворная способность топлива, тем больше мощности может генерировать двигатель, следовательно, потребляя меньше топлива для выполнения того же объема работы.
2. Качество воспламенения/цетановое число
Цетановое число является мерой качества воспламенения топлива. Легкость воспламенения дизельного топлива и способ его горения влияют на запуск двигателя и неравномерность сгорания. Чистый цетан представляет собой бесцветный жидкий углеводород с превосходными свойствами воспламенения и имеет рейтинг 100. Чем выше цетановое число, тем короче время задержки между моментом поступления топлива в камеру сгорания и моментом начала его горения. Дизельное топливо хорошего качества с высоким цетановым числом имеет время запаздывания приблизительно 0,001 секунды .
Требования к цетановому числу зависят от размера двигателя, конструкции, нагрузки и атмосферных условий. Например, двигатели, работающие на больших высотах или при более низкой температуре, требуют топлива с более высоким цетановым числом для правильного запуска и работы. Типичное цетановое число для дизельного топлива № 2 составляет 46–48. Дизельное топливо № 1 обычно составляет около 51–53 .
Примечание: Цетановое число не указывается на большинстве заправочных станций. Владельцам дизельных двигателей следует покупать топливо в хорошо известных и надежных источниках, которые часто используются для обеспечения покупки свежего топлива.
Примечание: Рекомендуемое минимальное цетановое число для современных дизельных двигателей составляет 40. Повышение цетанового числа выше 48 не рекомендуется, так как это не улучшит работу двигателя и может вызвать детонацию топлива.
3. Вязкость
Вязкость — это просто мера сопротивления потоку. Вязкость уменьшается с повышением температуры. Вязкость топлива является важным фактором в работе современных двигателей, оснащенных топливной системой высокого давления Common-Rail (HPCR).
Топливо с низкой вязкостью образует мелкодисперсный топливный туман, который улучшает его смешивание с поступающим воздухом, способствуя полному сгоранию для повышения мощности и снижения выбросов.
Топливо с высокой вязкостью приводит к более густому туману топлива, что может привести к затрудненному запуску и проблемам с белым дымом.
4. Содержание серы
Содержание серы в дизельном топливе в последнее время привлекает большое внимание из-за повышенного износа следующих компонентов:
Поршни
Кольца
Клапаны
Цилиндры
Этому повышенному износу способствует коррозионное воздействие сероводорода в топливе в сочетании с диоксидом серы (или триоксидом серы), образующимся в процессе сгорания. Износ менее значителен при постоянных нагрузках и при работе в условиях высоких температур.
Некоторые компании, занимающиеся послепродажным обслуживанием, предлагают присадки к топливу, чтобы компенсировать потерю смазки из-за пониженного содержания серы (сниженной смазывающей способности) дизельного топлива. Если качество топлива сомнительно, замените его топливом из хорошего источника, чтобы убедиться, что компоненты топливной системы не неисправны.
5. Содержание воды и отложений
Содержание воды и отложений в топливе также может вызвать коррозию и повреждение компонентов топливной системы. Дизельное топливо с высоким содержанием воды может привести к образованию частиц оксида железа внутри топливного бака. Это вызывает внутреннюю ржавчину топливопроводов, насосов и компонентов впрыска, когда двигатель не используется.
Мы видели эту проблему с двигателями, хранившимися осенью, которые отлично работали весь сезон. Когда весной снова сняли двигатель, мы обнаружили, что двигатель нуждается в замене компонентов топливной системы из-за проблем с ржавчиной/загрязнением.
6. Углеродный остаток
Черный закопченный материал, остающийся после сжигания дизельного топлива, называется углеродистым остатком. Допустимое количество нагара зависит от производителя двигателя и условий эксплуатации двигателя.
7. Температура вспышки
Температура вспышки дизельного топлива определяется как минимальная температура, до которой топливо должно быть нагрето до образования легковоспламеняющихся паров, которые могут воспламениться. Чем ниже температура вспышки, тем выше риск взрыва.