Октановое число дизельного топлива¶
Октановое число — характеристика детонационной стойкости бензинов, определяющая их способность противостоять самовоспламенению под давлением в цилиндре. Для дизельного топлива применяется иная характеристика — цетановое число, поскольку принципиально иной механизм воспламенения топлива в дизельном двигателе делает понятие «октановое число» для дизеля неприменимым.
¶Почему для дизеля используется цетановое число
В бензиновом двигателе с искровым зажиганием топливовоздушная смесь воспламеняется искрой свечи, а до момента зажигания она должна оставаться стабильной. Если смесь самовоспламеняется раньше — возникает детонация, разрушающая двигатель. Октановое число характеризует сопротивление именно этому явлению: чем выше октан, тем устойчивее бензин к детонации.
В дизельном двигателе топливо впрыскивается в цилиндр в конце такта сжатия, где воздух уже нагрет до 500–700 °C и сжат до давления 3–4 МПа. Топливо воспламеняется без внешнего источника искры — за счёт контакта с горячим воздухом. Здесь важна не устойчивость к самовоспламенению, а, наоборот, скорость и лёгкость его наступления. Поэтому для дизельного топлива измеряют цетановое число — характеристику, обратную по смыслу октановому.
¶Что показывает цетановое число
Цетановое число определяет период задержки воспламенения — интервал между моментом впрыска топлива и началом его горения. Чем короче этот период, тем мягче работает двигатель: топливо сгорает плавно, без резкого нарастания давления в цилиндре.
Стандартная шкала цетанового числа основана на двух эталонных компонентах:
| Компонент | Цетановое число | Свойство |
|---|---|---|
| Гексадекан (цетан) | 100 | Легко воспламеняется |
| Метилнафталин | 0 | Трудно воспламеняется |
Смесь этих веществ в определённых пропорциях задаёт эталонную величину. Топливо сравнивается с эталоном по периоду задержки воспламенения в стандартной испытательной установке.
¶Нормативы по цетановому числу в России
ГОСТ 305-82 «Топливо дизельное. Технические условия» устанавливает следующие требования к цетановому числу дизельного топлива в зависимости от сезона и марки:
| Марка топлива | Цетановое число, не менее |
|---|---|
| Летние сорта (ДТ, ДТ-Л-К5, ДТ-Л-К3) | 45 |
| Зимние сорта (ДТ-З, ДТ-З-К5, ДТ-З-К3) | 45 |
| Арктические сорта (ДТ-А, ДТ-А-К5) | 40 |
Для высокоскоростных дизельных двигателей, работающих на повышенных нагрузках, рекомендуется топливо с цетановым числом 48–52 и выше. Современные системы Common Rail и двигатели с турбонаддувом чувствительны к этому параметру: недостаточное цетановое число приводит к детонации, стуку, росту нагрузки на поршневую группу и увеличению токсичности выхлопа.
¶Повышение цетанового числа
Существует два основных способа повышения цетанового числа топлива:
- Прямая гидроочистка — удаление ароматических углеводородов, снижает цетановое число, так как ароматика устойчива к самовоспламенению.
- Введение присадок — наиболее распространённый метод. Используются нитратные (например, 2-этилгексиловый нитрат), пероксидные и другие присадки, ускоряющие окислительные процессы в топливе и сокращающие период задержки воспламенения.
¶Связь цетанового и октанового чисел
Цетановое и октановое числа характеризуют противоположные свойства топлива, поэтому между ними существует обратная зависимость: повышение одного обычно ведёт к снижению другого. Ароматические углеводороды, повышающие октановое число бензина, снижают цетановое число дизельного топлива, и наоборот — парафины, ценные для дизеля, нежелательны в бензине.
Исключение составляют компоненты, сочетающие высокие значения обоих показателей: изопарафины и некоторые кислородсодержащие соединения. Такие компоненты используются при смешении топлив, но остаются дорогостоящими.
¶Практическое значение
Для владельцев дизельных автомобилей вопрос «какое октановое число у дизеля» не имеет смысла — правильнее говорить о цетановом числе. Заливать в дизельный двигатель бензин (даже высокооктановый) недопустимо: он не воспламенится в нужный момент, а при попадании в цилиндр с горячим воздухом может воспламениться неконтролируемо, что приведёт к гидроудару и разрушению двигателя.
При выборе топлива для дизельного автомобиля следует ориентироваться на цетановое число, рекомендованное производителем двигателя, и сезонную марку топлива, соответствующую климатической зоне эксплуатации.
¶Источники
- ГОСТ 305-82 «Топливо дизельное. Технические условия»
- ГОСТ Р 52368-2005 (евростандарт EN 590) «Топливо дизельное Евро. Технические условия»
- «Топлива и их сжигание» — учебное пособие, М.: Химия
- Справочник «Топлива, смазочные материалы, технические жидкости» — М.: Техинформ