4.3.4 Классификация нефтепродуктов

Нефтепродукты являются такими же конструкционными ма­териалами, как металлы и сплавы, резина и пластмассы. Решение вопросов, связанных с повышением качества используемых неф­тепродуктов, находится в одном ряду с такими проблемами, кото­рые определяют технический прогресс - повышение надежнос­ти, долговечности и экономичности эксплуатации техники.

С качеством, правильностью подбора сортов и марок исполь­зуемых нефтепродуктов тесно связаны конструкция машин и ме­ханизмов, удельная металлоемкость, потери на трение, а следова­тельно, коэффициент полезного действия и топливно-энергетические показатели.

В настоящее время нефтеперерабатывающая промышлен­ность нашей страны производит свыше 600 различных нефтепро­дуктов, которые условно можно разделить на 8 групп: нефтяные жидкие топлива, моторные и специальные масла, смазки, присад­ки, битумы, парафины, растворители, прочие нефтепродукты (индивидуальные углеводороды, сажа, нефтяной кокс, нефтяные кислоты и их соли и др.).

Наибольшее значение из всех групп нефтепродуктов имеют топлива и масла.

Жидкое топливо, получаемое из нефти, по назначению мож­но разделить на две большие группы: моторное и котельное.

Моторное топливо, используемое в двигателях внутреннего сгорания - один из основных видов нефтепереработки, составля­ющий около 65 % общего объема их потребления.

В зависимости от типа двигателя моторное топливо делится на карбюраторное топливо (автомобильные и авиационные бензи­ны), дизельное топливо (для быстроходных и тихоходных дизе­лей), топливо для двигателей различного назначения (реактив­ных, газотурбинных и др.).

Каждая группа топлив характеризуется определенными пока­зателями качества, которые регламентируются ГОСТами.

По способу воспламенения топлива двигатели внутреннего сгорания подразделяются на:

карбюраторные двигатели, в которых распыленное жидкое топливо смешивается с воздухом в карбюраторе и подается в ка­меру сгорания, где сжимается и воспламеняется от электрической искры;

дизельные двигатели, в которых топливно-воздушная смесь подается непосредственно в камеру сгорания и воспламеняется в результате сжатия.

В дизельных двигателях зажигание рабочей смеси не произво­дится. В цилиндре сжимается поршнем не смесь топлива с возду­хом, а только воздух, который нагревается при этом до 550-600 °С.

В горячий, сжатый до 4 МПа, воздух впрыскивается под давлени­ем топливо, которое испаряется и самовоспламеняется под дей­ствием температуры.

В настоящее время наиболее распространены карбюраторные двигатели, которые составляют около 96 % всех автомобильных двигателей; ими оснащены все отечественные легковые автомоби­ли, а также большинство грузовых автомобилей и автобусы.

Однако все более широкое применение в качестве силовых ус­тановок получают дизельные двигатели, основным преимущес­твом которых является их высокая экономичность.

4.3.5 Характеристика моторных топлив. Требования к качеству согласно госТам

Карбюраторное топливо. К этой группе относятся бензины. Выпускаемые в настоящее время бензины делятся на автомобиль­ные и авиационные.

Как автомобильные, так и авиационные бензины используются в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания с воспламене­нием рабочей смеси от искры. Бензины представляют собой гомо­генную смесь жидких углеводородов различного строения, содер­жащие от 5 до 11 атомов углерода, выкипающих при температуре 35-205 °С, температура замерзания ниже (-60 °С). Бензинылегковоспламеняющиеся бесцветные или слегка желтые (без спе­циальных добавок) жидкости с характерным запахом, плотностью 0,70-0,78 г/см³. Пары бензина образуют с воздухом при опреде­ленных концентрациях взрывчатые смеси; теплота сгорания бензи­на составляет 105 500 ккал/кг (42-44 МДж/кг).

Основными эксплуатационными свойствами бензинов явля­ются детонационная стойкость, фракционный состав, стабиль­ность, нейтральность, содержание вредных примесей и др. ГОСТами предусмотрены и другие показатели качества бензи­нов.

Детонационная стойкость бензинов определяется способ­ностью топлива сгорать в двигателе с принудительным зажигани­ем без детонации. Детонацияэто объемное взрывное самовос­пламенение топливно-воздушной смеси. При определенных усло­виях (использование несоответствующих марок бензинов, слиш­ком высокой степени сжатия и других нарушениях режима рабо­ты двигателя) легкие углеводороды могут окисляться с образова­нием нестойких кислородных соединений, самопроизвольно рас­падающихся под воздействием высоких температур. При этом сгорание топливной смеси происходит с огромной скоростью, что приводит к резкому увеличению давления в цилиндре двигателя, появлению ударной детонационной волны. Поскольку простран­ство камеры сгорания невелико, детонационные волны многок­ратно ударяются и отражаются от стенок камеры сгорания, что вызывает характерный для детонации стук. Детонация - очень вредное явление, поскольку вызывает падение мощности двигате­ля, увеличение удельного расхода топлива, ускорение износа двигателя, иногда с аварийными последствиями. Особенно опас­на детонация в авиационных двигателях. Внешними признаками детонационного сгорания смеси, кроме звонкого металлического стука, являются периодические выхлопы черного дыма из выпус­каемой (выхлопной) трубы.

Мерой детонационной стойкости бензинов является их окта­новое число. Октановое число устанавливают методом сравнения с эталонным топливом, которое составляют из двух индивидуаль­ных углеводородов: изокотана (высокая устойчивость к детона­ции) и n-гептана (низкая устойчивость к детонации). Условно де­тонационная стойкость изооктана принята за 100 ед.; детонацион­ная стойкость n-гептана принята за 0 ед. Смешивая эти углеводо­роды в определенном соотношении, можно получить эталонные топлива с октановым числом от 0 до 100 ед.

Октановое число- это условная единица детонационной стойкости бензинов. Оно численно равно процентному содержа­нию (по объему) изооктана в эталонной смеси с гептаном, которая по детонационной стойкости эквивалента испытуемому бензину.

Например, в марке бензина А-76 цифра 76 показывает октано­вое число: его устойчивость к детонации такая же, как у смеси, состоящей из 76 % изооктана и 24 % n-гептана. Значение октано­вого числа указывается в марке.

Октановое число определяют двумя методами: моторным (ГОСТ 511 -82) и исследовательским (ГОСТ 8226-90). Мотор­ный метод имитирует работу двигателя при достаточно больших и длительных нагрузках, исследовательский - при меньших наг­рузках. Поэтому октановые числа, определяемые по исследова­тельскому методу, на несколько единиц выше, чем по моторному.

Если октановое число определено по исследовательскому ме­тоду, в марке бензина пишут букву "И", например, АИ-93- ав­томобильный бензин с октановым числом не менее 93 по исследо­вательскому методу.

Если октановое число определено по моторному методу - до­полнительное обозначение отсутствует. Например, для марки А-76 октановое число равно или выше 76 и определено по мотор­ному методу.

Если октановое число топлива превышает 100, показателем его детонационной стойкости является сортность. Для определе­ния сортности бензина двигатель испытывают на эталонном изооктане: развиваемая им мощность двигателя, работающего на испытуемом топливе, к мощности двигателя, работающего на изооктане (в %). Например, сортность бензина равна 130, значит, до­пустимый прирост мощности до начальной детонации на этом топ­ливе на 30 % больше, чем на изооктане. Сортность используется для бензина, применяемого в авиационных двигателях. Таким об­разом, чем выше октановое число и сортность, тем выше его дето­национная стойкость.

Для повышения детонационной стойкости топлива к нему до­бавляют в небольших количествах (0,04-0,08 %) специальные присадки- антидетонаторы. В качестве андидетонатора приме­няют тетраэтилсвинец (ТЭС), который очень ядовит; в чистом ви­де в топливо его не добавляют, а вводят в виде этиловых жидкос­тей (ЭЖ), состоящих из антидетонатора, хлористых и бромистых органических соединений, способствующих удалению свинца из камеры сгорания вместе с выхлопными газами. В настоящее вре­мя начинают применять новые нетоксичные марганцевые антиде­тонаторы.

Бензины, в которые введены этиловые жидкости, называют этилированными. Для предупреждения об ядовитости они окра­шены в различные цвета. Например, бензины А-76 окрашивают в желтый, АИ-93- в оранжево-красный, АИ-98- в синий.

Фракционный состав обусловливает испаряемость бензинов на различных режимах работы двигателя: пуск, разогрев, при смене режима работы, под нагрузкой. Бензин, представляющий собой смесь углеводородов, не имеет фиксированной температу­ры кипения: испаряется при температуре 35-205 °С. Испаряе­мость у т.е. переход его из жидкости в пар, определяется темпера­турами, при которых испаряется (перегоняется) 10, 50, 90 и 97,5 % объема жидкого бензина.

Температура выкипания 10 % объема бензина должна состав­лять 55-60 °С. Если она окажется ниже указанного предела, это может вызвать появление в топливной смеси паровых пробок, ес­ли выше - будет затруднен пуск двигателя. Температура выки­пания 50 % объема бензина определяет скорость прогрева двига­теля, динамику разгона автомобиля, равномерность распределе­ния бензиновых фракций по цилиндру. Для различных марок бензина эта температура варьируется от 100 до 125 °С.

Температура выкипания 90 % объема бензина характеризует полноту сгорания и расход топлива и в целом износостойкость двигателя. Она составляет 160-195 °С для автомобильных и не выше 145 °С для авиационных двигателей.

Температура выкипания 97,5 % объема авиационного бензина характеризует полноту его испарения в двигателе и не должна превышать 180 °С.

Учитывая влияние фракционного состава на качество работы двигателя, наша промышленность выпускает бензины отдельных марок двух видов: летние и зимние, отличающиеся содержанием низкокипящих компонентов. Низкокипящие (легкие) фракции нужны только на период пуска и прогрева двигателя; в дальней­шем они начинают интенсивно испаряться, что приводит к пере­греву двигателя, поэтому количество легких фракций в бензине должно быть ограничено.

Отечественные авиационные бензины отличаются от автомо­бильных более узким фракционным составом, большей детонаци­онной стойкостью и почти полным отсутствием непредельных уг­леводородов, содержание которых в автомобильных бензинах мо­жет достигать 10- 20 %. Высококачественные авиационные бен­зины должны содержать ароматические и парафиновые углеводо­роды изомерного строения.

Стабильность топлива характеризуется его способностью сохранять свой состав и основные свойства при хранении, тран­спортировке и в условиях потребления. Различают химическую и физическую стабильность. Под химической стабильностью пони­мают способность сохранять химический состав топлива, а под физической - способность сохранять однородность и фракцион­ный состав.

Нейтральность топлива оценивается по содержанию в нем трех групп веществ: водорастворимых кислот и щелочей, органи­ческих кислот, серы и сернистых соединений.

ГОСТ 1012-72 и ГОСТ 2084-77 предусмотрено отсутствие водорастворимых кислот и щелочей в авиационных и автомобиль­ных бензинах.

Содержание органических кислот в бензинах определяет­ся кислотностью, т.е. количеством мг КOH, необходимых для нейтрализации кислот, содержащихся в 100 мг топлива (ГОСТ 5985-79). Кислотность авиационных бензинов должна быть не более 0,3-1,0, а автомобильных - не более 1-3.

Сернистые соединения, входящие в состав топлива, делятся на активныесероводород, меркантаны ( RSH) и сера- и неак­тивные- сульфиды (R-S-R), дисульфиды (R-S-S-R) и др.

Неактивные сернистые соединения не вызывают коррозии ме­таллов непосредственно, поэтому не вызывают опасности для ап­паратуры. Однако при сгорании этих соединений образуются SO₂ и SO₃, которые с водой могут образовать сернистую и серную кис­лоты. Это уже опасно!

Содержание активных сернистых соединений ограничивает­ся. Содержание серы по ГОСТ 19121—73 должно быть не более 0,03-0,05 % для авиационных и 0,05-0,015 % для автомобиль­ных бензинов.

Автомобильные бензины отечественная промышленность вы­пускает в соответствии с ГОСТ 2084-74 четырех марок: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Кроме того, в небольших количествах производится неэтилированный бензин "Экстра" по ВТУ 67-60, соот­ветствующий марке А-95. Такое большое количество марок бензи­на вызвано разнородной структурой автомобильного парка стра­ны. Основные показатели качества бензинов приведены в табл.4. Маркировка основана на детонационной стойкости бензина и методе ее определения. Цифры, стоящие после буквы А (автомо­бильный бензин), показывают октановое число, определенное ли­бо по исследовательскому методу (тогда в маркировку входит буква И), либо по моторному (дополнительное обозначение от­сутствует). Например, марка АИ-98 означает, что автомобильный бензин с октановым числом не ниже 98, определенным по иссле­довательскому методу, для марки А-76 октановое число равно или выше 76 и определено по моторному методу.

Табл. 4.1.. Требования к качеству автомобильных бензинов.

ГОСТ 2084—77

Показатели	Норма для марок
	А-72	А-76	АИ-93	АИ-98
1	2	3	4	5
Дестнационная стойкость
октановое число по моторно­му методу, не менее	72	76	85	89
октановое число по исследо­вательскому методу, не менее	Не нормируется		93	98
Масса свинца (г на 1 кг бензи­на), не более:
этилированного	-	0,24	0,50	0,50
не этилированного	Отсутствует
Фракционный состав:
температура начала перегон­ки бензина, °С, не ниже:
летнего вида	35	35	35	35
зимнего вида	Не нормируется
10 % бензина перегоняется при температуре, °С, не вы­ше:
летнего вида	70	70	70	70
зимнего вида	55	55	55	-
50 % бензина перегоняется при температуре, С, не вы­ше:
летнего вида	115	115	115	115
зимнего вида	100	100	100	-
90 % бензина перегоняется при температуре, *С, не вы­ше:
летнего вида	180	180	180	180
зимнего вида	160	160	160	-
конец кипения бензина, °С, не выше:
летнего вида	195	195	195	195
зимнего вида	185	185	185	-
остаток и потери, %, не бо­лее	4,0	4,0	4,0	4,0
Давление насыщенных паров бензина, кПа (мм. рт. ст.):
летнего вида, не более	66,7	66,7	66,7	66,7
зимнего вида	66-7-93,3 (500-700)	66-7-93,3 (500-700)	66-7-93,3 (500-700)	66-7-93,3 (500-700)
Кислотность, мг	3,0	3,0	3,0	3,0
Концентрация фактических смол, мг/100, не более:
на месте производства	5,0	5,0	5,0	5,0
на месте потребления	10	10	7	7
Индукционный период на мес­те производства бензина, мин, не менее	600	900	900	900
Содержание серы, %, не более	0,12	0,10	0,10	0,10
Испытание на медной пластинке	Выдерживает
Водорастворимые кислоты и щелочи, механические приме­си и вода	Отсутствуют
Цвет	-	Желтый	Оранжево-красный	Синий

Бензины А-72, А-76 и АИ-93 делятся на летние, предназначен­ные для использования в период с 1 апреля по 1 октября, и зим­ние- с 1 октября по 1 апреля. В южных районах допускается применять круглогодично летние бензины, а в северных и севе­ро-восточных в течение всего года употребляются только зимние.

Бензины А-76, АИ-93, АИ-98 могут быть этилированными. Для отличия их от неэтилированных и предупреждения о токсич­ности окрашивают в различные цвета: А-76- в желтый, АИ-93- в оранжево-красный, АИ-98- в синий.

В дальнейшем предполагается выпуск двух марок массовых бензинов. Одна из них типа АИ-80 или АИ-82 будет предназначе­на для использования в грузовых автомобилях, вторая, типа АИ-90 или АИ-93- для легковых автомобилей.

Бензин АИ-93 неэтилированный будет иметь октановое число около 91 по исследовательскому методу. За счет более равномер­ного распределения октанового числа по фракциям этот бензин обеспечивает бездетонационную работу двигателей наравне с эти­лированным бензином АИ-93. Вероятно остается небольшое про­изводство и третьей марки автомобильного бензина типа АИ-95 -АИ-98 для применения в автомобилях специального назначения. При сохранении уровня детонационной стойкости в перспективе доля этилированных бензинов будет сокращаться по соображени­ям охраны окружающей среды. В этилированных бензинах воз­можна замена тетраэтилсвинца на тетраметилсвинец и примене­ние более эффективных антидетонаторов, например, дибромпротана.

В города и районы (например, Москва, Московская обл.), где запрещено применение этилированного бензина, поставляются только неэтилированные бензины этих же марок. Неэтилирован­ные только А-72 и АИ-95 "Экстра". Бензин "Экстра" близок по физико-механическим показателям к бензину АИ-98, рекоменду­ется для двигателей автомобилей "Чайка" и других этого класса.

Авиационные бензины в соответствии с ГОСТ 1012-72 (табл.4.2) вырабатываются следующих марок: Б-100/130, Б-95/130, Б-91/115, Б-70. Маркировка основана на детонацион­ной стойкости. Числитель в марке бензина показывает октановое число, а знаменатель- сортность. Все марки авиационных бензи­нов этилированы (кроме Б-70) и сильно ядовиты, так как содержат тетраэтилсвинца в гораздо большем количестве (до 3,3 г/кг), чем автомобильные (до 0,82 г/кг). Окраска их следующая: у Б-100/130- оранжево-красная, Б-95/130 - желтая, Б-91/115- зеленая. Авиационный бензин Б-70 используется в сельскохозяйственной авиации, поэтому неэтилирован. В ГОСТе указываются те же основные характеристики, что и для автомо­бильных бензинов, кроме того, нормируется теплота сгорания, которая должна быть не менее 43 800 кДж/кг, а для автомобиль­ных - 42 500 кДж/кг (42,5 МДж/кг).

Чем выше теплота сгорания, тем меньше удельный расход бензина и больше дальность полета самолета при одном и том же объеме топливных баков. В авиационных бензинах допускается меньше посторонних примесей, чем в автомобильных, например, содержание серы - не более 0,05 %.

В настоящее время рассматривается вопрос о переводе всех поршневых авиационных двигателей на единый сорт авиационно­го бензина. Это, вероятно, будет проведено в ближайшем буду­щем, так как трудности технического характера в данном случае незначительны, а экономический эффект очевиден.

Авиационные бензины существенно отличаются от автомо­бильных главным образом содержанием тетраэтилсвинца и дав­лением насыщенных паров.

Дизельное топливо. Дизельные двигатели широко распрос­транены в народном хозяйстве. Их устанавливают на тракторах, комбайнах, дорожных машинах, самоходных шасси, широко применяют в железнодорожном и водном транспорте, на мощных грузовых автомобилях, используют в различных стационарных и передвижных энергетических установках.

В зависимости от средней скорости движения поршня дизель­ные двигатели делятся на быстроходные (частота вращения ко­ленчатого вала больше 1000 об/мин) и тихоходные {частота вра­щения коленчатого вала не менее 700 об/мин).

Основное преимущество дизельных двигателей - высокая экономичность: меньший удельный расход топлива (на 30-40 % меньше), чем у карбюраторных. Дизельное топливо более дешево по сравнению с бензином. Однако дизельные двигатели более ме­таллоемкие, так как в их цилиндрах гораздо выше давление.

Табл. 4.2. Требования к качеству авиационных бензинов. ГОСТ 1012—72

Показатели	Норма для марок
	Б-100/130	Б-95/130	Б-100/130
Содержание тетраэтилсвинца, г/кг, не более	2,7	3,1	2,5
Детонационная стойкость:
Октановое число по моторному методу, не менее	99	95	95
Сортность на богатой смеси, не менее	130	130	115
Удельная теплота сгорания низшая, Дж/кг (ккал/кг), не менее	43800∙103 (10300)
Фракционный состав
температура начала перегонки, °С, не ниже	40	40	40
10 % перегоняется при температуре, °С, не выше	75	82	82
50 % перегоняется при температуре, °С, не выше	105	105	105
90 % перегоняется при температуре, °С, не выше	145	145	145
97,5 % перегоняется при температу­ре, °С, не выше	180	180	180
остаток, %, не более	1,5	1,5	1,5
Давление насыщенных паров, к Па (мм рт.ст.):
не менее	32,0(240)	29,3(220)	29,3(220)
не более	48,0 (360)	48,0 (360)	48,0 (360)
Кислотность, мг КОН/100 мл, не бо­лее	0,3
Температура начала кристаллизации, °С, не выше	-60
Иодное число, г 1г/100 г, не более	5,0	6,0	2,0
Содержание фактических смол, мг/100 мл, не более	3	4	3
Содержание, %, не более:
ароматических углеводородов серы	350,03	35	35
серы	0,03	0,03	0,03
Цвет	Оранжево-красный	Желтый	Зеленый
Содержание n-оксидфениламина	0,002-0,005
Период стабильности, ч, не менее	12	12	12

Дизельное топливо, как и бензин, представляет собой смесь жидких углеводородов различного строения, но в отличие от бензи­на содержит до 20 атомов углерода, выкипающих при 60 - 360 °С. Оно состоит из более тяжелых фракций прямой перегонки нефти, выкипающих при 190-360 °С (керосиновых, газойлевых, соля­ровых), с добавками (до 20 %) газойля каталитического крекинга. Топливо для тихоходных дизелей получают при смешива­нии мазута с керосино-газойлевыми фракциями прямой пере­гонки нефти. Такое топливо не склонно к детонации, оно менее взрыво-и огнеопасно. Плотность дизельного топлива- 0,79-0,97 г/см³.

Для быстроходных дизельных двигателей топливо подразде­ляется на две группы:

1) топливо из малосернистых нефтей. Его вырабатывают по ГОСТ 4748- 92 четырех марок с содержанием серы до 0,2 %: ДЛ- летнее, ДЗ - зимнее, ДА- арктическое, ДС- специаль­ное. ДС предназначено главным образом для эксплуатации ста­ционарных дизелей, установленных в закрытых помещениях.

2) топливо из сернистых нефтей. Его выпускают по ГОСТ 305-82 четырех марок, S до 0,5 %: Л - летнее, 3- зимнее, А - аркти­ческое, ЗС - зимнее северное.

Летнее топливо: ДЛ и Л применяется при температуре выше 0 °С; зимнее: марки 3- до -20 °С, марки ДЗ и ЗС — до -30 °С; аркти­ческое: ДА и А - ниже -30 °С (до -50 °С).

С целью унификации в настоящее время разработан единый стандарт (ГОСТ 305-82) на дизельное топливо (табл.4.3.), незави­симо от того, из какой нефти его получают, так как топлива, вы­рабатываемые из сернистой и малосернистой нефти в соответ­ствии с климатическими условиями применения взаимозаменяе­мы. Однако топлива с меньшим содержанием серы имеют более высокие эксплуатационные свойства.

Для тихоходных, средне- и малооборотных дизелей в соответ­ствии с ГОСТ 1667-68 выпускается две марки топ лив: ДТ и ДМ, которые можно получить как из малосернистых, так и сернистых нефтей. Отличаются эти марки друг от друга по вязкости, содер­жанию серы, коксуемости.

Основными характеристиками дизельного топлива являются: самовоспламеняемость; фракционный состав; вязкость; темпера­тура помутнения, застывания и вспышки; содержание вредных примесей.

Табл. 4.3. Требования к качеству дизельных топлив. ГОСТ 305—82

Показатели	Норма для марок
	Л	З	А
1	2	3	4
Цетановое число, не менее	45	45	45
Франкционный состав:
Цетановое число, не менее	45	45	45
50 % (об.) перегоняется при температуре, °С, не выше	280	280	255
96 % (об.) перегоняется при температуре (конец перегонки), °С, не выше	360	340	330
Кинематическая вязкость при 20 °С, мм2/с	3,6-6,0	1,8-5,0	1,5-4,0
Температура застывания, °С, не выше для климатической зоны:
умеренной	-10	-35	-
холодной	-	45	-55
Температура помутнения, °С, не выше для климатической зоны:
умеренной	-5	-25	-
холодной	-	-35	-
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже:
для тепловозных и судовых дизелей и газо­вых турбин	31	40	35
для дизелей общего назначения	40	35	30
Содержание серы, % (масс), не более:
в топливе вида I	0,2	0,2	0,2
в топливе вида II	0,5	0,5	0,4
Содержание меркаптановой серы, % (масс), не более	0,01	0,01	0,01
Содержание сероводорода	Отсутствует
Испытание на медной пластинке	Выдерживает
Содержание водорастворимых кислот и щело­чей	Отсутствует
Содержание фактических смол, мг/100 мл, не более	40	30	30
Кислотность, мг КОН/100 мл, не более	5	5	5
Йодное число, г 11/100 г, не более	6	6	6
Зольность, %, не более	0,01	0,01	0,01
Коксуемость 10 % остатка, %, не более	0,30	0,30	0,30
Коэффициент фильтруемости, не более	3	3	3
Содержание механических примесей и воды	Отсутствует
Плотность при 20 °С, кг/м3, не более	860	840	830

Самовоспламепяемость дизельного топлива - это его способ­ность воспламеняться без источника зажигания. Количественно самовоспламеняемость дизельного топлива оценивается цетановым числом. Цетановое число устанавливают методом сравнения испытуемого топлива с эталонным. В качестве эталонов приняты два углерода:

цетан (а-гексадекан) С₁₆Н₃₄, парафиновый углеводород нор­мального строения. Цетан имеет очень небольшой период задер­жки воспламенения, обеспечивает мягкую работу двигателя. Его цетановое число принято за 100 ед.;

а-метилнафталин С₁₀Н₇СН_з ароматического ряда, который очень трудно окисляется и воспламеняется; имеет большой пери­од задержки воспламенения. Условно его цетановое число приня­то за 0 ед.

Смешивая эти углеводороды в определенном соотношении, можно получить эталонные топлива с цетановым числом от 0 до 100 ед.

Цетановым числом дизельного топлива называют процентное содержание (по объему) цетана в искусственно приготовленной смеси, которая состоит из цетана и u-метилнафталина и по харак­теру сгорания (самовоспламенения) равноценна испытуемому топливу.

Например, если испытуемое топливо в камере сгорания одно­цилиндрового двигателя воспламеняется так же, как смесь 45 % цетана и 55 % а-метилнафталина, то данное дизельное топливо имеет цетановое число 45 ед. Цетановое число определяют по ГОСТ 3122-67.

Дизельные топлива должны иметь цетановые числа в опреде­ленных оптимальных пределах. Применение топ лив с цетановым числом менее 40 ед. обычно приводит к жесткой работе двигателя. Повышение цетанового числа выше 50 ед. также нецелесообраз­но, так как при этом возрастает удельный расход топлива вслед­ствие неполного его сгорания: снижается мощность и экономич­ность двигателя, происходит дымный выпуск; кроме того, это ве­дет к удорожанию топлива. Следует применять топливо с цетано­вым числом 45-50 ед.

Для повышения цетанового числа используют специальные присадки: перекисные соединения и изопропилнитрат.

Цетановое число зависит от вида и строения углеводородов, входящих в состав дизельного топлива. Парафиновые углеводо­роды нормального строения имеют самые высокие цетановые чис­ла. Углеводороды с одной или несколькими боковыми цепями об­ладают меньшими цетановыми числами. Увеличение числа угле­родных атомов в молекулах углеводородов ведет к росту цетано­вого числа. С увеличением содержания ароматических углеводородов цетановое число дизельных топлив уменьшается. Цетановое число высококипящих фракций дизельного топлива выше, чем низкокипящих.

Углеводороды, имеющие высокие цетановые числа, обладают низкой детонационной стойкостью, т.е. имеют малые октановые числа. Чем выше октановое число топлива, тем ниже его цетано­вое число. Поэтому добавление в дизельное топливо бензиновых фракций всегда ведет к снижению цетанового числа.

Фракционный состав дизельного топлива, как и карбюратор­ного, выражается температурами, при которых испаряются (пе­регоняются) 10, 50 и 96% первоначального объема дизельного топлива. Эти температуры для дизельного топлива гораздо выше, чем для карбюраторного и изменяются в зависимости от вида и ус­ловий применения топлива от 60-80 °С до 360 °С.

Вязкость характеризует подвижность жидкого топлива. От нее зависят условия его распыления и смесеобразования. Повы­шенная вязкость нарушает условия протекания указанных про­цессов, поэтому топливо полностью не сгорает, что сопровождает­ся дымным выпуском отработанных газов. При недостаточной вязкости ухудшается смазка трущихся частей, происходит подте­кание топлива, его чрезмерное распыливание. В ГОСТах на ди­зельное топливо для быстроходных дизелей вязкость составляет 1,5-6,0 мм² / с (сСт), для тихоходных - до 36 сСт (сантистокс).

Температуры помутнения, застывания и вспышки дизельно­го топлива - важные характеристики. При понижении темпера­туры дизельного топлива до определенного предела из него начи­нают выделяться кристаллы твердых углеводородов (парафи­нов) или кристаллы льда из растворенной воды, в результате чего топливо теряет свою прозрачность. Эти кристаллы, засоряя топ­ливные фильтры, затрудняют подачу топлива в двигатель. Для нормальной работы двигателя нужно, чтобы температура помут­нения топлива была на 3-5 °С ниже минимальной температуры окружающего воздуха.

При температуре застывания топливо теряет подвижность и загустевает. Эта температура должна быть на 10°С ниже мини­мальной температуры окружающего воздуха.

Существуют два основных направления улучшения низкотемпе­ратурных свойств дизельного топлива: удаление из него высокоплав­ких парафиновых углеводородов нормального строения с помощью карбамида; добавление присадок, названных депрессаторами.

Температура вспышки характеризует огнеопасность топлива. Температура вспышки - минимальная температура, при которой смесь паров топлива вспыхивает при поднесении к ней пламени. Содержание вредных примесей — основной показатель качес­тва дизельного топлива. Вредными примесями являются: сера, сернистые и кислородные соединения, кислоты, щелочи, механи­ческие примеси и вода.

Сера и сернистые соединения вызывают коррозию деталей двигателя, причем в большей степени для быстроходных, поэто­му содержание серы в топливе для быстроходных дизелей не дол­жно превышать 0,2%, для тихоходных - 1,5 -2,5 %.

При содержании в дизельном топливе значительного коли­чества асфальто-смолистых соединений, золы, механических примесей в цилиндре, на клапанах, форсунках, поршневых кольцах образуются лакообразные отложения и нагар. Они вы­зывают перегрев двигателя, засорение распыливающих отвер­стий форсунок и т.д.

Склонность топлива к нагарообразованию показывает также коксовое число, т.е. количество (в %) твердого остатка (кокса), образовавшегося при прокаливании без доступа воздуха 10% ос­татка топлива после его разгонки.

Вода и механические примеси в дизельном топливе недопусти­мы. Вода при плюсовых температурах образует с топливом эмульсию, разрушающую фильтры, а при отрицательных, пре­вращаясь в лед, нарушает подачу топлива.

Механические примеси вызывают быстрый износ деталей топ­ливного насоса и форсунок, так как зазоры между отдельными элементами составляют всего 0,001 -0,003 мм. Для удаления во­ды и механических примесей необходимо в течение 48 ч отстаи­вать топливо в резервуарах, тщательно фильтровать его при зап­равке и периодически сливать отстой из топливных баков.