Маркировка дизельного топлива. Дизельные топлива

Бензин и дизельное топливо — продукты дистилляции сырой нефти. Они состоят из множества различных углеводородов. Температура кипения бензина находится в диапазоне от 30 до 210 °С, а дизельного то­плива — от 180 до 370 °С. Дизельное топливо воспламеняется в среднем при температуре приблизительно 350 °С (нижний предел — 220 °С), то есть значительно при меньших температурах, по сравнению с бензином (в среднем-500 °С).

Содержание

Характеристики автомобильного топлива

Теплотворная способность топлива

Обычно чистая теплотворная способность H n обуславливает энергетическое содержание топлива; она соответствует используемому количеству теплоты, выделяемому во время полного сгорания. Полная теплотворная спо­собность H g , с другой стороны, определяет полную теплоту, включая как механически создаваемое тепло, так и тепло, выделяемое при конденсации водяных паров. Однако, этот компонент не учитывается примени­тельно к автомобилям.

Чистая теплотворная способность дизель­ного топлива, равная 42,9-43,1 МДж/кг, не­много выше, чем у бензина (40,1-41,9 МДж/кг).

Окислители, то есть, топлива или компо­ненты топлива, содержащие кислород, такие как спиртовые топлива, эфир или метиловые эфиры жирной кислоты, имеют меньшую теплотворную способность, чем чистые угле­водороды, поскольку кислород, присутству­ющий в этих соединениях, не способствует процессу сгорания. Поэтому двигатель, име­ющий сопоставимую мощность с мотором, питаемым обычным топливом, имеет повы­шенный расход топлива.

Теплота сгорания топливовоздушной смеси

Теплота сгорания топливовоздушной смеси определяет выходную мощность двигателя. При стехиометрическом соотношении воздух/топливо теплота сгорания для сжижен­ных газообразных и жидких автомобильных топлив составляет примерно 3,5-3,7 МДж/м 3 .

Содержание серы в автомобильном топливе

В интересах сокращения эмиссии диоксида серы SO 2 и защиты каталитических нейтра­лизаторов отработавших газов, содержание серы в бензине и дизельном топливе было ограничено с 2009 года до 10 мг/кг на всей территории Европы. Топливо, соответствую­щее этому предельному значению, известно как «топливо, свободное от серы». Таким об­разом, достигается обессеривание топлива. До 2009 года для использования в Европе было разрешено, введенное в начале 2005 года, использование топлива с содержанием серы <50 мг/кг. Германия занимает лидирую­щие позиции в обессеривании топлива — уже с 2003 года, под действием мер в области на­логообложения, в этой стране используется топливо, свободное от серы.

В США, предельное значение содержания серы в бензинах, выпускаемых в промыш­ленном масштабе, с 2006 года ограничивается величиной 80 мг/кг, при этом среднее значение для общего количества проданного и импортированного топлива составляет 30 мг/кг. Отдельные штаты, например, Кали­форния, установили более низкие ограниче­ния.

Кроме того, с 2006 года в США выпуска­ется свободное от серы дизельное топливо (содержание серы составляет максимум 15 мг/кг, ULSD — дизель с ультранизким со­держанием серы). К концу 2009 года, однако, только 20% топлива имело содержание серы не более 500 мг/кг.

Бензины

В Германии продаются следующие : Normal, Super и Super Plus. Отдельные по­ставщики заменили Super Plus на топливо с октановым числом 100 (V-Power 100, Ultimate 100, Super 100), у которых, кроме октанового числа, были изменены присадки.

В США бензин продается под марками Regular и Premium; они примерно сопо­ставимы, соответственно, с выпускаемыми в Германии Normal и Super. Бензины Super или Premium, благодаря более высокому ароматическому содержанию основы и добавлению компонентов, содержащих кисло­род, демонстрируют высокое сопротивление детонации и имеют более предпочтительное применение в двигателях с более высокой степенью сжатия.

Переформулированный бензин — термин, используемый для описания бензина, кото­рый, благодаря измененному составу, отли­чается меньшими испаряемостью и эмиссией отработавших газов, чем обычный бензин. Требования к переформулированному бен­зину приводятся в Законе о чистом воздухе, принятом в США в 1990 году. Этот закон регламентирует, например, меньшие значения давления насыщенных паров, содержания ароматиков и бензола и температуры выкипа­ния. Он также предписывает использование присадок, очищающих топливную систему от загрязнений и отложений.

Топливные стандарты для бензинов

Европейский стандарт EN 228 (2008) опре­деляет требования к неэтилированному бен­зину для использования в двигателях с искро­вым зажиганием. Определенные для каждой страны отдельные значения изложены в на­циональных приложениях к этому стандарту. Этилированный бензин в Европе запрещен. Технические требования США к топливам для двигателей с искровым зажиганием содер­жатся в ASTM D4814 (ASTM — Американское общество по испытанию материалов).

Большинство топлив для двигателей с ис­кровым зажиганием, которые продаются се­годня, имеют в своем составе компоненты, которые содержат кислород (окисляются). В этом отношении особое практическое зна­чение получил этанол, так как «Директива биотоплива ЕС» предусматривает минималь­ный объем выпуска для возобновляемого топлива (см. ).

Многие страны определили минимальные доли для биогенных компонентов в бензинах, которые достигнуты по большей части за счет использования биоэтанола. Но также исполь­зуются и эфиры, произведенные из мета­нола или этанола — МТВЕ (метилбутиловые эфиры) и ЕТВЕ (этилбутиловые эфиры), их добавляют в Европе до 15% по объему.

Добавление спиртов может привести к не­которым трудностям. Спирты увеличивают испаряемость, могут повредить материалы, используемые в топливной системе, напри­мер, могут вызвать распухание эластомера и коррозию. Кроме того, в зависимости от содержания алкоголя и температуры, появ­ление даже небольшого количества воды мо­жет привести к расслоению и формированию водной спиртовой фазы.

Эфиры в бензине

Эфиры не сталкиваются с проблемой рас­слоения. Эфиры, обладая более низким дав­лением насыщенных паров, более высокой теплотворной способностью и более высоким октановым числом, чем этанол, являются хи­мически устойчивыми компонентами с хоро­шей физической совместимостью. Поэтому они демонстрируют преимущества с точки зрения, как логистики, так и работы двигателя. По причинам большей устойчивости и боль­шего сохранения СO 2 , при установлении квот для биогенного топлива, в основном отдается предпочтение ЕТВЕ. Существующие заводы МТВЕ переоборудуются на производство ЕТВЕ.

В европейском стандарте бензина EN 228 содержание этанола ограничено 5 % по объему (Е5). В Америке примерно одна треть всех бензинов содержит этанол — до 10% по объему (Е10), для которого дав­ление насыщенных паров, превышающее приблизительно 7 кПа, разрешено согласно американскому стандарту ASTM D4814.

В настоящее время на европейском рынке не все транспортные средства оборудованы материалами, позволяющими функциони­ровать с Е10. Европейский стандарт для Е10 продолжает действовать. Чтобы позво­лить топливу Е10 быть введенным на немец­ком рынке, в апреле 2010 года был издан стандарт Е DIN 51626-1:2010-04. Он уста­навливает, в дополнение к характеристикам Е10, требования, охраняющие существую­щий стандарт с максимальным содержанием этанола 5% по объему для транспортных средств, которые не являются совместимыми с Е10. В Бразилии бензин всегда содержит этанол в количестве 22-26% по объему.

Характеристики бензинов

Плотность бензинов

Европейский стандарт EN 228 ограни­чивает плотность бензинов диапазоном 720-775 кг/м 3 . Поскольку топливо повышен­ного качества, в основном, включает более вы­сокую пропорцию ароматических соединений, оно имеют большую плотность, чем высокоо­ктановый бензин, а также обладает немного более высокой теплотворной способностью.

Антидетонационные свойства (октановое число)

Октановое число определяет детонационную стойкость бензина (сопротивление детона­ции). Чем выше октановое число, тем больше сопротивление детонации. Наибольшей де­тонационной стойкостью обладает изооктан, его стойкость принимается за 100 единиц, наименьшей — п-гептан, стойкость которого принимается равной нулю.

Октановое число топлива определяется на стандартизированном испытательном двига­теле. Численное значение соответствует про­порции (в % по объему) изооктана в смеси изооктана и п-гептана, которая демонстри­рует то же самое сопротивление детонации, как топливо, которое будет испытываться.

Исследовательский и моторный методы определения октанового числа

Октановое число, определяемое испыта­ниями по исследовательскому методу, имеет сокращение RON (исследовательское октановое число). RON характеризует дето­национную стойкость бензинов при исполь­зовании их в двигателях, работающих в усло­виях неустановившихся режимов (движение по городу). Октановое число, определяемое испытаниями по моторному методу, имеет сокращение MON (моторное октано­вое число). MON определяет детонационную стойкость топлива при высоких скоростях.

Моторный метод отличается от исследова­тельского метода использованием предвари­тельно подогреваемых смесей, более высокой частотой вращения коленчатого вала двигателя и переменным распределением зажигания, таким образом, созданием более строгих тепловых тре­бований к топливу при испытании. Значения MON для одного и того же топлива ниже, чем RON.

Увеличение сопротивления детонации

Нормальный (неочищенный) бензин прямой гонки показывает низкие антидетонацион­ные свойства. Только смешиванием такого бензина с различными компонентами нефтеперегонки, обладающими сопротивлением детонации, (преобразованные компоненты) можно получить топливо с высоким октано­вым числом, подходящим для современных двигателей. Можно увеличить сопротивление детонации, добавляя компоненты, содержа­щие кислород, такие как спирты и эфиры.

Испаряемость бензинов

Для обеспечения успешной эксплуатации двига­теля бензины должны удовлетворять достаточно жестким требованиям по испаряемости. С одной стороны, автомобильное топливо должно со­держать большое количество высоколетучих соединений для обеспечения надежного запуска холодного двигателя, но, с другой стороны, име­ются ограничения по испаряемости топлива, с тем чтобы не ухудшать эксплуатацию и запуск прогре­того двигателя. Кроме того, потери топлива за счет испарения, в соответствии с действующими нор­мативными актами по охране окружающей среды, должны быть на низком уровне. Испаряемость бензинов определяется различными способами.

Стандарт EN 228 классифицирует испаряе­мость топлив по классам, различающимся по уровням давления насыщенных паров, зависи­мости температуры испарения от индекса обра­зования паровой пробки VLI. В зависимости от местных климатических условий в европейских странах разработаны свои национальные стан­дарты испаряемости автомобильного топлива. Различные значения испаряемости устанавли­ваются в стандартах для лета и зимы.

Температура перегонки бензинов

Для того чтобы оценить действие топлива, необходимо рассмотреть различные значения температуры перегонки. Стандарт EN 228 опре­деляет предельные значения, установленные для испаряемых объемов топлива при 70, 100 и 150 °С. табл.. Объем испаряемого топлива при 70 °С должен быть достаточным для того, чтобы гарантировать легкий запуск холодного двига­теля (это было важно для карбюраторных дви­гателей). Однако, объем перегоняемого при этой температуре топлива не должен быть слишком большим, иначе на горячем двигателе в топливе будут образовываться пузырьки пара. Объем топлива, перегоняемого при 100 °С, определяет характеристики прогретого двигателя, влияю­щие на ускорение и реакцию двигателя, на­гретого до нормальной рабочей температуры. Объем топлива, перегоняемого при 150 °С, должен быть достаточно высоким, чтобы минимизировать разжижение моторного масла. В особенности это важно для холодного двига­теля, когда плохо испаряемые нелетучие компо­ненты бензина могут пройти из камеры сгорания по стенкам цилиндров в моторное масло.

Давление насыщенных паров

Давление насыщенных паров, измеряемое при температуре 37,8 °С (100 °F), в соответ­ствии со стандартом EN 13016-1, является показателем безопасности, при котором то­пливо может прокачиваться из топливного бака автомобиля и закачиваться в него. У давления насыщенных паров существуют пределы, прописанные в технических требо­ваниях. В Германии, например, это максимум 60 кПа летом и максимум 90 кПа зимой.

При разработке системы впрыска топлива также важно знать давление насыщенных паров при более высоких температурах (80-100 °С), поскольку повышение давления насыщенных паров из-за примеси спиртов, например, особенно становится очевидным при более высоких температурах. Если давле­ние насыщенных паров превышает давление впрыска, например, из-за роста температуры двигателя во время эксплуатации автомо­биля, это может привести к сбоям, вызван­ным формированием пузырьков пара.

Фракционный состав бензина

По фракционному составу, выражаемому в относительном объеме испаряемого топлива, оценивается склонность топлива к перегонке.

Падение давления в топливной системе (например, во время движения автомобиля в условиях высокогорья), сопровождающееся повышением температуры топлива, способствует испаряемости топлива и изме­нению фракционного состава, приводящим к ухудшению условий эксплуатации. Стан­дарт ASTM D4814 устанавливает, например, для каждого класса испаряемости темпера­туру, при которой отношение пара к жидко­сти не должно быть больше 20.

Индекс образования паровой пробки

Индекс образования паровой пробки (VLI) является математически рассчитываемой общей суммой десятикратного давления на­сыщенных паров (в кПа при 37,8 °С) и семи­кратного объема топлива, которое испаряется при 70 °С. С помощью этого дополнительного предельного значения можно ограничить ис­паряемость топлива так, чтобы в итоге мак­симальные значения давления насыщенных паров и температуры конца кипения не могли быть достигнуты в ходе производства то­плива.

Присадки в бензины

Присадки добавляются для улучшения ка­чества топлива, чтобы противодействовать ухудшению работы двигателя и токичности отработавших газа во время эксплуатации автомобиля. Пакеты присадок в основном используются в сочетании с отдельными компонентами с различными признаками. Чрезвычайная осторожность и точность тре­буются при испытании присадок и определе­нии их оптимальных составов и концентраций. Следует избегать нежелательных побочных эффектов. Присадки обычно добавляются к индивидуально маркируемым топливам на бензозаправочных станциях нефтеперерабатывающего завода, когда автоцистерны заполнены (дозирование конечного состоя­ния). Введение присадок в топливный бак ав­томобиля подвергает транспортное средство риску технических сбоев, если эти присадки несовместимы с конструкцией автомобиля.

Ингибиторы загрязнения топливной системы (моющие присадки)

Системы подачи топлива автомобильного двигателя (топливные форсунки, пусковые клапаны) необходимо предохранять от за­грязнений и осадочных отложений. Под­держание этих систем в незагрязненном состоянии является обязательным условием безопасной эксплуатации двигателя и сни­жения до минимума содержания токсичных компонентов в отработавших газах. Для до­стижения этого в топливо добавляются спе­циальные моющие присадки.

Ингибиторы коррозии для бензинов

Проникновение извне воды/влажности может привести к коррозии компонентов топливной системы. Коррозия может быть эффективно устранена добавлением ингибиторов корро­зии, которые формируют тонкую защитную пленку на металлической поверхности.

Стабилизаторы окисления для бензинов

Присадки, противодействующие старению топлива (антиоксиданты) добавляются в то­пливо, для того чтобы улучшить его стабильность во время хранения. Эти присадки предотвращают быстрое окисление топлива кислородом воздуха.

Дизельное топливо

Топливные стандарты для дизельного топлива

Требования для дизельных топлив в Европе устанавливает стандарт ЕN 590 (2009). Наиболее важные характеристки дизельных топлив изложены в табл.. Даже особые марки дизельных топлив, продаваемые на некоторых бензозаправочных станциях (на­пример, Super, Ultimate, V-Power), удовлетво­ряют этому стандарту. У всех этих дизельных топлив существуют различия в основных ха­рактеристиках и в составе присадок. V-Power содержит 5% по объему синтетического ди­зельного топлива.

В соответствии со стандартом EN 590, в допускается добавлять до 7% по объему биодизеля (FAME — мети-лэфиры на основе жирных кислот), качество которого предусмотрено нормами EN 14214 (2009). Добавка биодизеля улучшает сма­зывающую способность топлива, но также уменьшает стабильность к окислению. С це­лью проверки стабильности к окислению, в 2009 году был дополнен стандарт EN 590, в который также был включен параметр за­паса по старению, измеряемый как индукци­онный период при 110 °С, составляющий, по крайней мере, 20 часов в условиях испыта­ний, определенных нормами EN 15751.

Стандарт США для дизельных топлив ASTM D975 определяет меньшее число характеристик и устанавливает менее стро­гие ограничения. Он разрешает добавлять максимум 5% по объему биодизеля, который должен удовлетворять требованиям стандарта ASTM D6751.

Характеристики дизельного топлива

Цетановое число и дизельный индекс

Цетановое число (CN) характеризует вос­пламеняемость дизельного топлива. Чем выше цетановое число, тем больше тенден­ция топлива к воспламенению. Поскольку дизельный двигатель обходится без по­даваемой извне искры зажигания, топливо должно воспламеняться спонтанно (само­воспламенение) и с минимальной задержкой воспламенения при впрыскивании в горячий воздух, сжатый в камере сгорания. Цетано­вое число, равное 100, соответствует легко воспламеняемому н-гексадекану (цетану), а цетановое число, равное 0, соответствует медленно воспламеняющемуся альфаметилнафталину. Цетановое число дизельного топлива определяется на стандартизирован­ном одноцилиндровом испытательном дви­гателе CFR (CFR — объединенный комитет по изучению моторных топлив). Степень сжатия измеряется с постоянной задержкой воспла­менения. Сравниваемые топлива, содержа­щие цетан и альфаметилнафталин, испыты­ваются с установленной степенью сжатия. Содержание цетана в смеси изменяется, пока не будет получена та же самая задержка вос­пламенения. Содержание цетана в процентах определяет цетановое число.

Цетановое число, превышающее 50, более предпочтительно для оптимальной работы современных двигателей, особенно в усло­виях холодного старта. Высококачественные дизельные топлива содержат большой про­цент парафинов с высокими цетановыми числами. Наоборот, ароматические углево­дороды имеют низкую воспламеняемость.

Еще одним параметром воспламеняемо­сти топлива является дизельный индекс, который вычисляется на основе плотности топлива и различных точек на кривой кипе­ния. Этот чисто математический параметр не принимает во внимание влияние присадок, улучшающих свойства цетана, на воспламе­няемость. Для того чтобы ограничить регу­лирование цетанового числа посредством присадок, улучшающих свойства цетана, цетановое число и дизельный индекс были включены в список требований стандарта EN 590. Топливо, цетановое число которого уве­личено присадками, улучшающими свойства цетана, действует по-другому во время сгора­ния в двигателе, чем топливо с тем же самым естественным цетановым числом.

Температурный диапазон изменения фракционного состава

Температурный диапазон изменения фрак­ционного состава топлива, то есть темпера­турный диапазон, при котором испаряется топливо, зависит от состава топлива. Низкая точка кипения делает топливо более под­ходящим для использования в условиях хо­лодного климата, но также означает более низкое цетановое число и плохая смазы­вающая способность. Это увеличивает риск изнашивания компонентов системы впрыска. Однако, если точка кипения высокая, это мо­жет привести к большей эмиссии сажи и по­явлению нагара в распылителях форсунок. Это, в свою очередь, вызывает образование отложений в результате химического раз­ложения нелетучих топливных компонентов в отверстиях и колодце распылителя и добав­ление остаточных продуктов сгорания. Когда точка кипения выше, возможно протекание топлива по стенкам цилиндров и смешива­ние с моторным маслом. Поэтому процент нелетучих топливных компонентов не дол­жен быть слишком высоким. Ограничение добавки биодизеля до максимальных 7% по объему также вызвано его высокой точкой кипения (320-360 °С).

Предел фильтрации дизельного топлива

Осаждение кристаллов парафина при низких температурах может привести к забиванию то­пливного фильтра и, в конечном счете, к пре­рыванию подачи топлива. В худшем случае макрочастицы парафина начинают выпадать при 0 °С или при еще больших температурах. Пригодность топлива для использования в холодное время оценивается «пределом фильтрации» (CFPP). Европейский стандарт EN 590 регламентирует показатель CFPP для различных классов дизельных топлив, и, кроме того, это предельное значение может быть установлено отдельными государствами-членами ЕС, в зависимости от преобладающих географических и климатических условий.

Прежде, владельцы автомобилей с ди­зельным двигателем иногда добавляли в то­пливный бак высокооктановый бензин, чтобы улучшить показатели дизельного топлива на холоде. Эта практика не требуется в настоя­щее время, когда топливо соответствует стан­дартам, и это может в любом случае привести к повреждению, особенно в системах с то­пливным впрыском под высоким давлением.

Точка воспламенения дизельного топлива

Точка воспламенения — температура, при которой количество испарений топлива, на­копившихся в атмосфере, оказывается достаточным для воспламенения топливовоз­душной смеси. Соображения безопасности (при перевозке и хранении топлив) диктуют необходимость соответствия дизельного топлива требованиям стандарта класса A III «Опасные материалы», где определено, что точка воспламенения должна быть выше 55 °С. Добавление в дизельное топливо менее 3% бензина оказывается достаточным для того, чтобы возгорание горючей смеси могло произойти при комнатной температуре.

Плотность дизельного топлива

Энергетическое содержание дизельного то­плива в единице объема увеличивается с ро­стом плотности. Учитывая постоянное срабаты­вание форсунок (то есть, постоянный впрыск определенного количества топлива), исполь­зование топлива с плотностью, изменяющейся в широких пределах, вызывает изменение со­става смеси (изменение коэффициента избытка воздуха λ) из-за колебаний теплотворной спо­собности топлива. Когда двигатель работает на топливе, у которого имеется большой разброс по плотности, это приводит к увеличению эмис­сии сажи; если плотность топлива уменьша­ется, этот параметр также снижается. Поэтому должны соблюдаться требования к низкому разбросу плотности дизельного топлива.

Вязкость дизельного топлива

Вязкость дизельного топлива — мера сопротивления течения топлива из-за внутреннего трения. Если вязкость слиш­ком мала, это приводит к увеличенным потерям утечек топлива, большему нагреванию системы впрыска и усиленному риску изнашивания и ка­витационной эрозии. Слишком большая вяз­кость, имеющая место, например, при исполь­зовании чистого биодизеля (FAME), вызывает пиковое давление впрыска при высоких темпе­ратурах в таких, например, топливных системах, как электронно-управляемые насос-форсунки, по сравнению с нефтяным дизельным топливом. И наоборот, система впрыска топлива не может развивать допустимое пиковое давление при использовании нефтяного дизельного топлива. Высокая вязкость также изменяет форму рас­пыла из-за формирования больших капель.

Смазывающая способность дизельного топлива

Смазывающая способность дизельных то­плив важна не столько при гидродинами­ческом трении, сколько при смешанном. Применение новых гидрогенизированных и десульфированных дизельных топлив с улучшенными экологическими характеристиками приводит к повышенному износу топливных насосов высокого давления.

Десульфирование также приводит к уда­лению компонентов топлива, которые важны для обеспечения смазывающей способности. В топливо приходится добавлять специ­альные присадки, улучшающие смазочную способность, чтобы избежать этих проблем. Стандарт EN 590 предписывает обеспечение минимальной смазочной способности, опре­деляемой диаметром пятна изнашивания, ко­торый должен составлять максимум 460 мкм при испытаниях на установке с высокочастот­ным возвратно-поступательным движением рабочего органа (установка HFRR).

Показатель углеродистых отложений

Показатель углеродистых отложений характери­зует свойство дизельного топлива образовывать нагар на поверхностях выпускного отверстия топливных форсунок. Механизм образования на­гара имеет комплексный характер и не поддается простому описанию. Продукты испарения дизель­ного топлива оказывают незначительное влияние на образование нагара (закоксовывание).

Общее загрязнение

К общему загрязнению относятся суммарные включения нерастворимых посторонних ма­крочастиц в топливе, таких как песок, продукты коррозии, и нерастворимых органических компо­нентов, включая продукты старения полимеров, содержащихся в топливе. Стандарт EN 590 допу­скает максимальное общее загрязнение топлива 24 мг/кг. Имеющие большую твердость силикаты, которые содержатся в минеральной пыли, осо­бенно разрушительны для топливных систем впрыска высокого давления с узкими распыливающими отверстиями. Даже фракция твердых ма­крочастиц с допустимым общим уровнем загрязнения может вызывать эрозионное и абразивное изнашивание (например, в соленоидных клапа­нах). Изнашивание такого рода приводит к утечке клапана, что понижает давление впрыска, ухуд­шает работу двигателя и увеличивает эмиссию твердых частиц с отработавшими газами. Типич­ные европейские дизельные топлива содержат приблизительно 100000 макрочастиц на 100 мл. Особенно критичные размеры макрочастиц — 4-7 мкм. Поэтому необходимы высокоэффективные топливные фильтры с хорошей эффективностью фильтрации, с тем чтобы предотвратить ущерб, наносимый макрочастицами.

Вода в дизельном топливе

Дизельное топливо может абсорбировать воду в количестве приблизительно 100 мг/кг при комнатной температуре. Предел растворимости определяется составом дизельного топлива, его присадками и окружающей температурой. Стандарт EN 590 допускает максимальное со­держание воды в топливе 200 мг/кг. Хотя во многих странах бывает более высокое содержа­ние воды в дизельном топливе, исследование рынка показывает, что содержание воды редко превышает 200 мг/кг. Образцы часто не обнару­живают воды, или обнаружение является непол­ным, так как вода оседает на стенках в форме нерастворенной «свободной» воды, или она скапливается на дне топливного бака. Принимая во внимание, что растворенная вода не повреждает топливную систему впрыска, нужно иметь ввиду, что даже очень небольшое количество свободной воды за короткий период времени может вызвать изнашивание или коррозионное повреждение компонентов системы впрыска.

Присадки в дизельное топливо

Присадки к автомобильным бензинам нахо­дят применение и для дизельного топлива. Различные вещества объединены в пакеты присадок, чтобы одной добавкой достигнуть множества целей. Поскольку полная концентрация комплекта присадок в топливе не превышает 0,1%, физические характеристики топлива — такие как плот­ность, вязкость, и фракционный состав — остаются неизменными.

Присадки, повышающие смазывающую способность

Смазывающую способность дизельных топлив с бедными свойствами смазывания, вызван­ными, например, процессами гидратации во время десульфирования, можно улучшить, до­бавляя в топливо жирные кислоты или глице­риды. Биодизель также содержит глицериды как побочный продукт. В этом случае, в дизельное топливо, если оно уже содержит какую-то добавку биодизеля, присадки, улучшающие сма­зывающую способность, можно не добавлять.

Присадки, повышающие цетановое число

Присадками, повышающими цетановое число, являются спиртовые производные сложных эфиров азотной кислоты, добавление которых приводит к сокращению задержки воспламенения. Эти присадки по­могают, особенно во время холодного пуска, предотвратить увеличение шума сгорания (шум двигателя) и сильное дымление.

Присадки, повышающие текучесть

Присадки, повышающие текучесть, состоят из полимерных материалов, которые пони­жают предел фильтрации. Они, в основном, добавляются в зимний период, чтобы гаран­тировать безотказную работу двигателя при низких температурах. Хотя эти присадки не могут предотвратить выпадение парафино­вых кристаллов в дизельном топливе, они могут строго ограничить их рост. Размеры об­разуемых кристаллов становятся настолько маленькими, что они могут проходить через поры топливного фильтра.

Моющие присадки

Моющие присадки чищают систему подачи топлива с целью формирования эффектив­ной рабочей смеси; замедляют образование отложений на поверхностях выпускного от­верстия форсунок топливного насоса.

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии, покрывающие поверх­ности металлических деталей, повышают коррозионную стойкость металлических эле­ментов топливной системы двигателя.

Антипенные присадки

Добавление антипенной присадки позволяет избежать чрезмерного вспенивания топлива, когда автомобиль быстро заправляется го­рючим.

В следующей статье я расскажу об .

Своеобразную «информационную войну» по поводу выбора между дизелем и бензином уже давно ведут в блогах и на форумах водители. Дилемма выбора, что лучше: дизель или бензин является извечной проблемой при покупке автомобиля .

Что такое дизельное топливо?

Дизельное топливо (или как его еще в народе называют «солярка») – это жидкий продукт, который используется в качестве топлива в дизельном двигателе. Дизтопливо получают при перегонке нефти из керосиново-газойлевых фракций. Представляет собой довольно вязкую и трудноиспаряющуюся горючую жидкость. Состоит в основном из углерода, а также содержит небольшое в процентном соотношении содержание водорода, кислорода, серы и азота.

Область применения дизельного топлива достаточно широка. Основные же его потребители – грузовой автотранспорт, водный и железнодорожный транспорт, сельскохозяйственная техника. Кроме того, остаточное диз топливо (или соляровое масло) часто используется в качестве котельного топлива, в смазочно-охлаждающих средствах при механической и закалочных жидкостях при термической обработке металлов, а также для пропитывания кож.

Виды дизельного топлива и их характеристика

Дизельное топливо характеризуют по следующим основным показателям: в зависимости от характера применения, различают дистиллятное маловязкое для быстроходных и остаточное, высоковязкое дизельное топливо для тихоходных двигателей.

Если маловязкое состоит из керосино-газойлевых фракций прямой перегонки и до 1/5 из газойлей каткрекинга, то вязкое – это смесь керосиново-газойлевых фракций с мазутами. При перегонке нефти получают дизельное топливо трех марок:

А – арктическое.

З – зимнее.

Л – летнее.

Характеристики сезонного дизтоплива:

А – арктическое дизельное топливо. Применяется при температуре воздуха окружающей среды до – 50 градусов по Цельсию. Его цетановое число – 40, плотность при 20 градусах по Цельсию – не более 830 кг/куб.м, вязкость при 20 градусах по Цельсию – от 1,4 до 4 кв.мм/с, температура застывания составляет – 55 градусов по Цельсию.

З – зимнее дизельное топливо. Применяется зимнее топливо при температуре воздуха окружающей среды до – 30 градусов по Цельсию. Цетановое число зимнего топлива – 45, плотность при 20 градусах по Цельсию – не более 840 кг/куб.м, вязкость при 20 градусах по Цельсию – от 1,8 до 5 кв.мм/с, температура застывания составляет – 35 градусов по Цельсию.

Л – летнее дизельное топливо. Применяется при температуре воздуха окружающей среды до 0 градусов по Цельсию и выше. Его цетановое число – не ниже 45, плотность при 20 градусах по Цельсию – не более 860 кг/куб.м, вязкость при 20 градусах по Цельсию – от 3 до 6 кв.мм/с, температура застывания составляет – 10 градусов по Цельсию.

Что такое бензин?

- это самая легкая из водянистых фракций нефти. Эту фракцию получают в числе других в процессе возгонки нефти с целью получения разных нефтепродуктов. Обыденный углеводородный состав бензина - молекулы длиной от C 5 до C 10. Однако бензины отличаются друг от друга, как по составу, так и по свойствам, поскольку их получают не только лишь как продукт первичной возгонки нефти. Бензин получают из попутного газа (газовый бензин) и из томных фракций нефти (крекинг-бензин).

Бензин газовый представляет собой продукт переработки попутного нефтяного газа, содержащий предельные углеводороды с числом атомов углерода более 3-х. Различают размеренный (БГС) и нестабильный (БГН) варианты газового бензина. БГС бывает двух марок - легкий (БЛ) и тяжкий (БТ).

Применяется в качестве сырья в нефтехимии, на заводах органического синтеза, также для компаундирования авто бензина (получения бензина с данными качествами методом его смешивания с другими бензинами).

Крекинг-бензин представляет собой продукт дополнительной переработки нефти. Рядовая перегонка нефти дает всего 10-20% бензина. Для роста его количества более томные либо высококипящие фракции нагревают с целью разрыва огромных молекул до размеров молекул, входящих в состав бензина. Это и именуют крекингом. Крекинг мазута проводят при температуре 450-550°С. Благодаря крекингу есть возможность получать из нефти до 70% бензина.

Пиролиз - это крекинг при температурах 700-800°С. Крекинг и пиролиз позволяют довести суммарный выход бензина до 85%. Стоит отметить, что первооткрывателем крекинга и создателем проекта промышленной установки в 1891 году был российский инженер В.Г.Шухов.

Существует бензин нескольких видов: АИ-72, АИ-76, АИ-80, АИ-92, АИ-95, Аи-98. Первые три вида из списка в Украине с недавнего времени не продаются, в связи с введением в стране стандарта бензина «Евро-3». Основная полемика разворачивается по поводу вопроса «Каким бензином лучше заправляться, 92-ым или 95-ым?»

По большому счету разницы нет. На АИ-95 езда будет увереннее и ровнее. Разница в расходе топлива у данных марок совсем незначительная- сотые доли литра. Проще говоря на 95-ом вы поедете слегка задорнее и веселее, на 92-ом вы сэкономите. Не забываем и о том, что АИ-92 заочно приговорен к безвременной кончине в связи с введением в 2014 году стандарта «Евро-4». Теперь поговорим об АИ-98.

Стандартному мотору 98-ой абсолютно не нужен. Более того, залив бензин этой марки в обычный двигатель вы можете проиграть в мощности и увеличить расход. АИ-98 необходим надувным высокофорсированным двигателям с высокой детонационной стойкостью топлива.

Что общего и в чем разница?

Отличия в производстве бензина и дизельного топлива. Чем же различаются эти два вида топлива, которые на сегодняшний день являются основными и на которых работают 90% автомобильной техники во всем мире. Как по своим техническим свойствам, так и по способу производства эти два вида топлива имеют ряд различий. Дизельное топливо имеет три этапа производства.

Первый этап получение дизельных фракций, путем нагрева нефтяного сырья и получения фракция разных температур.

На втором этапе происходит непосредственно процесс изготовления дизельного топлива, путем расщепления (крекинг) фракций. После чего идет процесс гидроочистки дизеля. На этом этапе из полученного дизельного топлива убирают серу.

На третьем этапе в полученное дизельное топливо добавляют присадки, тем самым доводя топливо до современных требований качества, а также для получения зимнего дизеля выполняют процесс депарафинизации. Процесс изготовления дизельного топлива достаточно сложен, и только нефтеперерабатывающие предприятия, оснащенные современным оборудованием, могут производить топливо отвечающие всем современным стандартам и пригодным для использования в двигателях современных автомобилей. Посмотрите также, возможно вам это пригодится.

Процесс производства бензина схож с производством дизельного топлива. Также на первом этапе происходит разделение фракций по различным температурам, после чего бензиновые фракции или так называемый, прямогонный бензин, который непригоден для использования в современных моторах, так как данный бензин имеет октановое число не больше 91 и имеет большое содержание серы и ароматических углеводородов. Поэтому на втором этапе бензиновые фракции проходят процесс риформинга или крекинга, для повышения октанового числа и получения товарных бензинов. На сегодняшний день на многих АЗС предлагают к продаже, так называемое, брендовое топливо, бензин или дизель с добавлением присадок улучающих технические характеристики топлива и защищающими топливную систему автомобиля от воздействия продуктов сгорания.

Преимущества и недостатки каждого топлива

Спор между дизелистами и водителями, предпочитающими бензиновые двигатели, ведется давно. В использовании каждого из этих видов топлива есть свои плюсы и минусы, достоинства и недостатки.

Преимущества бензина

Автомобили, оснащенные бензиновым двигателем, более маневренные и динамичные. При езде в городском цикле, по асфальтированным дорогам, такие авто лучше справляются с интенсивным движением и аварийными ситуациями. Автомобиль на бензине, в отличие от дизельного топлива, может резко тронуться с места и резко затормозить. В зимнее время, для того чтобы завести машину, требуется лишь наличие бензина и искра. Кроме того, существует возможность прогрева бензинового двигателя на холостом ходу.

Это быстро воспламеняющееся и пожароопасное вещество, поэтому при обращении с ним, нужно быть предельно аккуратными. Кроме того, пары бензина очень высокотоксичные, ими можно отравиться. В дождливую погоду контакты цепи зажигания могут отсыревать из-за повышенной влажности, машину становится невозможно завести.. Для бензиновых автомобилей характерно потребление большего количества топлива на 100 км, нежели для дизельных машин. Решить эту проблему, в какой-то мере могут специальные присадки топливные, которые устраняют перерасход бензина и улучшают экологические показатели выхлопных газов.

Преимущества дизеля

Дизельные двигатели имеют более простое устройство, они работают стабильней. Из-за меньшего количества деталей облегчен поиск неисправностей. В сырую и дождливую погоду дизельный двигатель заводится намного легче, чем бензиновый. Автомобили на дизельном топливе выгодно использовать для езды по бездорожью, кроме того тяговые свойства дизельного двигателя лучше. Расход топлива на 100 км составляет в среднем 6-8 литров в зависимости от того, осуществляется движение по трассе или в городе. Дизтопливо более экологически чистое вещество и дает значительно меньше вредных выбросов в атмосферу, чем бензин.

Недостатки дизеля

Если температура воздуха опускается ниже –5 градусов по Цельсию, летнее дизельное топливо кристаллизуется, что ведет к засорению топливных фильтров. Во избежание этого, необходимо использовать зимнее топливо и специальные присадки для дизельного топлива, препятствующие загустеванию солярки. Кроме того, ремонт и техническое обслуживание дизельных двигателей обойдется вам дороже, нежели бензиновых. Дизельное топливо раньше имело неоспоримое преимущество перед бензином- более низкую стоимость. Но в последние годы цены на эти виды топлива сравнялись. Поэтому выбор - бензиновый или дизельный двигатель - необходимо основывать на будущих условиях эксплуатации и собственных предпочтениях.

Выводы

Итак, подведем итоги. Каждый тип двигателя имеет свои недостатки и достоинства. Малую востребованность и популярность в Украине и странах ближнего зарубежья дизельные двигатели обрели из-за низкого качества солярки. Возможно, ситуация скоро измениться в лучшую сторону, и автомобили с дизельными силовыми агрегатами будут также востребованы, как и автомобили с бензиновыми моторами.

Сорта дизельного топлива.

ГОСТ Р 52368-2005 “Топливо дизельное Евро. Технические условия” предусматривает выпуск современного дизельного топлива для умеренного, холодного и арктического климата 6 сортов, 5 классов и 3 х видов. Данный ГОСТ унифицирован с европейским стандартом EN590 и соответствует требованиям к двигателям Евро-3, Евро-4 и Евро-5.

1. Умеренный климат.

Сорта топлива 6 наименований (A,B,C,D,E и F) экологических классов топлива К4 и К5 (обозначение по техническому регламенту Таможенного союза) предусмотрены для умеренного климата , характеризуются предельной температурой фильтруемости (таблица 1). В таблице приведены данные для 4 и 5 экологических классов топлива.

Таблица 1.

Сорт топлива	Экологический класс по ТР ТС	Предельная температура фильтруемости, °С, не выше	Содержание серы, мг/кг, не более	Цетановое число, не менее
	К4 (вид II)
	К5 (вид III)
	К4 (вид II)
	К5 (вид III)
	К4 (вид II)
	К5 (вид III)
	К4 (вид II)
	К5 (вид III)
	К4 (вид II)
	К5 (вид III)
	К4 (вид II)
	К5 (вид III)

Сорта А, В, С относятся к летним, сорта D , E , F – к переходным.

Температура фильтруемости обозначает ту температуру, ниже которой дизтопливо не проходит через стандартный фильтр с необходимым расходом.

2. Холодный и арктический климат.

2.1. Дизельное топливо для этих климатических зон по ГОСТ Р 52368-2005 выпускается по классам 5-и значений (0, 1, 2, 3, 4), характеризующихся предельной температурой фильтруемости, температурой помутнения и другими показателями (таблица 2).

Таблица 2.

Показатели	Классы зимнего топлива
Предельная температура фильтруемости, °С
Температура помутнения, °С, не выше
Цетановое число, не менее
Кинематическая вязкость при 40°С, мм 2 /с
Плотность при 15°С, кг/м 3					800-840
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже					30

2.2. Согласно таблицы 1 ГОСТ Р 52368-2005 и приложения 1 к техническому регламенту Таможенного союза зимнее дизельное топливо классифицируется следующим образом (таблица 3).

Таблица 3.

2.3. Пример записи продукции при заказе и в технической документации по ГОСТ Р 52368-2005:

«Топливо дизельное ЕВРО по ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009)

— Сорт А (В, С, D, Е, F), вид I (вид II, вид III);
— класс 0 (1, 2, 3, 4) , вид I (вид II, вид III)».

Автотранс-консультант.ру.

Дизельное топливо. Свойства.

Дизельные двигатели на единицу произведенной работы вследствие более высокой степени сжатия расходуют на 20-25% меньше топлива, чем бензиновые.

Это преимущество явилось основной причиной широкого использования автомобилей с двигателями, работающими на дизельном топливе.

Основными эксплуатационными свойствами дизельного топлива является его испаряемость, воспламеняемость, прокачиваемость, вязкость, температура помутнения, температура застывания, склонность к образованию отложений и нагара, его коррозионное действие.

1. Испаряемость дизельного топлива определяется фракционным составом.

При высоком содержании легких фракций увеличивается скорость сгорания топлива, но двигатель из-за снижения вязкости топлива работает более жестко. Температура выкипания (перегонки) 50% топлива характеризует его пусковые свойства (при использовании дизтоплива с более низкой температурой выкипания облегчается запуск двигателя).

Температура выкипания 95% топлива свидетельствует о содержании в нем тяжелых фракций, ухудшающих смесеобразование и влекущее неполное сгорание топлива.

2. Воспламеняемость – способность топлива загораться в камере сгорания цилиндра без воздействия постороннего источника зажигания.

Самовоспламенение топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания, происходит не сразу, а по истечении определенного периода, который называется периодом задержки самовоспламенения . В период задержки самовоспламенения топливный насос продолжает подачу топлива в камеру сгорания. Чем продолжительней этот период, тем больше топлива накапливается в цилиндре к моменту самовоспламенения. Это вызывает при самовоспламенении топлива резкое нарастание давления в цилиндре, которое сопровождается глухими стуками и нередко приводит к преждевременному износу подшипников и шеек коленчатого вала (двигатель работает жестко).

Для обеспечения нормальной работы двигателя требуется использовать топлива с оптимальной длительностью периода задержки воспламенения, который оценивается цетановым числом. Цетановое число определяют на одноцилиндровом двигателе так же, как и октановое число, сопоставляя самовоспламеняемость испытуемого и эталонного топлив. В качестве эталонных топлив приняты два углеводорода: цетан и альфа–метилнафталин. Цетан легковоспламеняющийся, цетановое число по нему принято за 100; альфа–метилнафталин самовоспламеняемость имеет плохую (цетановое число принято за 0 единиц).

3. Цетановое число дизельного топлива численно равно проценту (по объему) содержания цетана в смеси с альфа–метилнафталином, которая по самовоспламеняемости равноценна данному топливу.

Чем ниже цетановое число, тем больше период задержки самовоспламенения. Поэтому применение дизельных топлив с цетановым числом менее 45 единиц приводит к жесткой работе двигателя.

С повышением цетанового числа процесс сгорания протекает более плавно, двигатель работает экономично и не так жестко. Но с цетановым числом более 50 единиц топливо в цилиндре воспламеняется, не успев распространиться по всей камере сгорания и перемешаться с воздухом: в результате происходит неполное сгорание, снижается мощность и увеличивается расход топлива.

4. Прокачиваемость дизельного топлива по топливной системе, главным образом через фильтры грубой и тонкой очистки, оценивается вязкостью, температурами помутнения и застывания, содержанием механических примесей и воды. Фильтры грубой очистки задерживают механические частицы размером более 50-60 мкм, тонкой-более2-5 мкм.

5. Вязкость дизельного топлива в большей степени определяет качество распыливания топлива и смесеобразования.

Вязкость регламентируется действующими ГОСТами на дизтопливо при температуре 20°С и находится в пределах 1,2-6,0 мм 2 /с (с Ст).

Топлива с невысокой вязкостью хорошо распыливаются, но при слишком малой вязкости подтекают через распыливающие отверстия форсунок, вызывая их закоксовывание. Из-за недостаточной дальнобойности струи топливо сосредотачивается и сгорает у распылителя форсунки, не распределяясь равномерно по всей камере сгорания. В результате – неоднородность смеси, ухудшение процесса сгорания и падение мощности. Маловязкое топливо ухудшает условия смазки деталей топливной аппаратуры.

С увеличением вязкости топлива качество смесеобразования ухудшается, т.к. при распыливании образуются капли, которые не успевают испарится. Топливо полностью не сгорает, увеличивается его расход, наблюдается дымный выпуск отработавших газов.

Для летней эксплуатации вязкость дизельного топлива должна находится в пределах 3,0-6,0, для зимней 1,8-5,0 и для арктической – в пределах 1,2-4,0 сантистокс (мм 2 /с).

6. Температурой помутнения является температура, при которой дизельное топливо мутнеет вследствие выделения из топлива кристаллов твердых углеводородов (парафинов). Для нормальной работы дизеля нужно, чтобы температура помутнения дизтоплива была на 3-5°С ниже температуры окружающего воздуха.

7. Температурой застывания является температура, при которой топливо теряет свою текучесть. Эта температура должна быть на 10°С ниже температуры окружающего воздуха.

8. Склонность топлива к образованию отложений и нагара. При содержании в дизельном топливе значительного количества смолистых отложений, тяжелых фракций и механических примесей на клапанах, форсунках и поршневых кольцах образуются лакообразные соединения и нагар. Они вызывают перегрев двигателя, пригорание (закоксовывание) поршневых колец, засорение отверстий распылителей форсунок.

Склонность дизельного топлива к нагарообразованию оценивается по показателям коксуемости и зольности. Коксуемостью называют свойство топлива образовывать углистые остатки в результате его прокаливания без доступа воздуха. Чем меньше показатель коксуемости, тем выше качество топлива. Зольность топлива должна быть не более 0,01%, так как зола несгораема и способствует усиленному нагарообразованию и вызывает повышенный износ деталей двигателя.

Автотранс-консультант ру.

Дизельное топливо относится к жидким видам горючего и предназначено для дизельных и газотурбинных двигателей. На нем работают: грузовая техника, железнодорожный и отдельные виды городского транспорта, сельскохозяйственная техника, морские и речные суда. В последнее время такие моторы все чаще используют и в легковых автомобилях. Такой транспорт вызывает интерес покупателей, так как для него требуется более дешевое топливо, расход которого на треть ниже из-за высокой степени сжатия смеси. Помимо этого данный вид горючего считается более экологичным. Продукция также используется для отопления помещений, на нем работают мобильные электрогенераторы.

Основные эксплуатационные характеристики дизельного топлива

К основным характеристикам топлива относится цетановое число, фракционный состав, вязкость, степень чистоты, низкотемпературные свойства. Цетановое число в этом списке - главный показатель, демонстрирующий степень воспламеняемости горючего вещества и отражающий промежуток времени, через который произошло возгорание. Чем выше число, тем проще завести двигатель, и тем мягче он будет работать. Низкий показатель усложняет запуск мотора, способствует высокому образованию дыма. Цетановое число выше 55 может спровоцировать неконтролируемый разгон двигателя.

Горючее должно иметь оптимальную вязкость и плотность. При слишком жидкой консистенции горючее не обеспечит необходимую смазку деталей топливной системы, что приводит к заклиниванию и быстрому износу двигателя. С высокой вязкостью сложнее осуществить регулировку подачи горючего. Топливо с высокой плотностью дает больше энергии. Оно отличается экономичностью и эффективностью.

Виды дизельного горючего

Летнее топливо может использоваться при температурах не ниже 0. Оно застывает при -10 градусах. Обычно в условиях наших широт этот вид горючего используется с апреля по октябрь. Его применение в зимний период приводит к помутнению и образованию кристаллов парафина. В застывшем виде горючее оседает на поверхности топливной системы, в результате чего образуется нагар. Самовоспламенения не происходит. При -5 градусов вещество становится неоднородным, появляются парафиновые хлопья и мелкие кристаллики. Текучесть еще наблюдается, но наличие плотных составляющих забивает фильтры. При более низких температурах горючее имеет гелеобразное состояние, его нельзя перекачать, и попытка запуска двигателя грозит поломкой всей системы подачи топлива. Внешне отличить виды топлива невозможно.

Зимнее горючее имеет меньшую вязкость, так как при производстве из его состава удаляют парафиновую фракцию. Технология эта достаточно сложна, что отражается на цене продукции. С помощью специальных депрессорных присадок можно уменьшать размеры кристаллов парафинов. Этот способ дешевле и позволяет снижать температурные показатели летнего топлива до -15 градусов. Зимняя продукция бывает двух видов: для использования при температуре не ниже -20 градусов и для более суровых зим - до -35 градусов. Для условий крайнего Севера выпускается арктическое горючее, которым можно пользоваться до -50 градусов. Зимние виды не предназначены для заправки двигателя в летний период, так как это может вызвать снижение мощности мотора и повышенное выделение выхлопных газов.