Летнее дизельное топливо: температура замерзания. дизельное топливо: характеристики

Почему зимой расход дизтоплива больше

Фактически, плотность дизельного топлива показывает, сколько энергии выделит это топливо. Чем больше плотность, тем больше энергии оно выделит. Коэффициент полезного действия (КПД) будет выше, если плотность топлива выше.

В холодных климатических районах приходится заливать зимнюю солярку. Плотность у нее меньше, чтобы не застывала и обладала хорошим распылением.

Некоторые дальнобойщики советуют, если замерзла солярка, добавить в нее керосин. Не знаю, как это отразится на работе силового агрегата, но, думаю, лучше заранее заливать дизельное топливо по сезонности. Существуют еще специальные присадки, антигели для дизельного топлива.

Если заливать летнее дизтопливо, то оно забивает в мороз топливный фильтр. Потом придется разбирать и чистить.

Пределы взрываемости

Пределы взрываемости выражены температурой горючего вещества и характеризуют граничные концентрации паров топлива в воздухе. Величиной определяют степень взрывоопасности бензина. С превышением концентрации верхнего предела происходит сгорание жидкости. Наименьшая концентрация паров горючего в воздухе, при которой происходит воспламенение от внешнего источника пламени с последующим распространением огня на весь объем, приводит к взрыву.

Взрывчатые смеси образуются при концентрации паров в воздухе от 70 до 120 г/м3.  Значения между ВКПР и НКПР именуют промежуточной взрываемостью: у бензина она составляет 0.7-8%. Итоговая величина зависит от состава реагента, наличия в топливе негорючих присадок. Для автомобильного двигателя особенно опасно детонационное топливо. Оно способствует быстрому распространению теплоты. Процесс приводит к физическому износу деталей цилиндро-поршневой группы. Предотвратить детонации можно путем регулярного технического обслуживания мотора, покупки высокооктанового горючего, установки свечей зажигания с подходящим калильным числом.

Еще одна интересная величина – температура кипения бензина. Находится в пределах от 50 до 110 градусов. Показатель зависит от состава того или иного топлива. Лишь водители со стажем помнят, как летом закипевшее в карбюраторе горючее останавливало транспортное средство. Причиной становились пробки: легкие фракции отделялись от тяжелых под видом пузырьков горючего газа из-за чрезмерного разогревания. Достаточно было постоять на обочине некоторое время. Образованные газы вновь становились жидкостью, система освобождалась от образованных пробок – машина продолжала свой путь.

Пределы взрываемости

Граничные концентрации паров горючего в воздухе называются верхним и нижним пределом воспламенения. Они являются главными характеристиками взрывоопасности топлива. Если концентрация превысит верхний предел, то бензин не взорвется, а сгорит. Иногда процесс сопровождается резкими скачками давления.

Значение между пределами называется промежутком взрываемости. У бензина он составляет 0,7-8%. Горение в емкости обязательно сопровождается взрывом, по причине большого давления и низкой температуры кипения. При этом химическая энергия переходит в тепловую. Процесс сопровождается обширным выделением газов.

Верхний и нижний предел зависят от следующих параметров:

• состава реагентов;
• повышения температуры из-за роста энергии активации;
• добавления в топливо негорючих присадок.

Таблица содержит основные показатели пожароопасности бензина.

В двигателе автомобиля опасно детонационное горение. При нем теплота распространяется с большой скоростью. Процесс сопровождается износом деталей и нарушением газообмена.

Среди причин выделяют:

• нарушение условий эксплуатации;
• выбор низкого октанового числа;
• неподходящая калильность свечи зажигания.

Предотвратить детонацию можно:

1. Эксплуатацией мотора на высоких оборотах. При разгоне сокращается период сгорания бензина.
2. Применением интеркулера для охлаждения наддувочного воздуха перед цилиндром.
3. Правильным подбором свечей.
4. Переходом на высокое октановое число.
5. Торможением двигателем.

Транспортировку бензина регламентирует ГОСТ Р 52734. Цистерны поездов и автомобилей должны иметь специальное обозначение.

Перед заполнением емкость моют и сушат. Бензовоз должен быть оборудован заземляющим устройством. Водители проходят подготовку, организациям выдается особая лицензия.

На что влияет состав ДТ

Одной из важнейших характеристик, на которую влияет состав ДТ, является показатель
цетанового числа. Он дает информацию о том, насколько быстро происходит воспламенение
горючей смеси. Чем выше число, тем более плавно проходит процесс.

На количество единиц влияет соотношение углеводородов. Чем больше парафиновых
углеводородов, тем выше цетановое число. Если становится больше ароматических элементов,
оно снижается.

Если показатель меньше 40, это приводит к тому, что вследствие задержки воспламенения
повышается давление. Это отрицательно сказывается на износе оборудования.

Чтобы избежать этого, в ДТ добавляют легковоспламеняющиеся фракции. К таким присадкам
относятся нитросоединения, перекись углеводородов, синтин. Вводят их с помощью установки
типа УСБ, которая смешивает ДТ и цетаноповышающие присадки. Гарантийный период, в
которой можно не опасаться расслоения, — 180 дней.

Виды топлива, в которых цетановое число 45-51, считаются премиальными. При их горении
выделяется малое количество дыма, благодаря чему снижается экологический вред от
применения дизелей.

Если число свыше 60 единиц, дымность увеличивается, т.к. не все элементы сгорают.
Повышается расход топлива.

Состав горючего влияет и на все прочие характеристики:

1. Температура кипения и застывания. Чем холоднее погода, тем больше углеводородных
фракций требуется в топливе. Используются депрессионные присадки, не влияющие на
температуру помутнения. Это подходит не для всех видов двигателей.
2. Долговечность работы двигателя. Чем меньше нафтановых углеводородов и смол,
водорода и других примесей, тем более щадящим будет эксплуатация мотора.
3. Испаряемость. Становится выше, когда смолистых соединений меньше.
4. Химическая стабильность — способность не окисляться при длительном хранении.

Стандарты экологичности

Евро 3

Несмотря на инновационность разработки, этот стандарт ДТ уже устарел, он был актуальным в странах Европейского Союза до 2006 года. С того времени третий стандарт постепенно был вытеснен с производства. Международные организации ввели и утвердили новые требования, из-за которых стандарт Евро 3 перестал удовлетворять усовершенствованным нормам.

Евро 4

Этот стандарт постепенно приходил на смену Euro 3, начиная с 2005 года. Все ввозимые транспортные средства на территорию России с 2013 г. должны соответствовать этому стандарту, исключение — автомобили до 2012 г. выпуска, для которых еще допустимы требования стандарта Евро 3

Здесь следует акцентировать внимание автовладельцев на том, что в ближайшем времени международное сообщество намерено совсем запретить эксплуатацию ТС с двигателями стандарта экологичности ниже Евро 4

Евро 5

Этот стандарт введен с 2009 г. Он обязателен для всех транспортных средств, выпускаемых мировой промышленностью с 2010 года. В Российской Федерации этот стандарт также введен в действие, как в отечественном автомобилестроении, так и для ввозимого автотранспорта из-за границы.

Евро 6

Новый стандарт Евро 6 был введен в странах ЕС осенью 2015 г. Он подразумевает доработку под него ДВС с новой схемой рециркуляции выхлопов EGR, системой селекции газов SCR, сажевых фильтров. Благодаря применению катализаторов и дополнительных химических присадок в обновленных двигателях эффективнее нейтрализуются вредные выбросы, в выхлопе присутствуют только вода и безвредные газы.

В РФ этот стандарт пока не действует, ввиду необходимости перестройки производств автопрома и НПЗ. Однако сейчас действуют нормы Евро 5.

Содержание вредных веществ в экологических классах

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов

Представлена таблица удельной теплоты сгорания газообразного топлива и некоторых других горючих газов в размерности МДж/кг. Из рассмотренных газов наибольшей массовой удельной теплотой сгорания отличается водород. При полном сгорании одного килограмма этого газа выделится 119,83 МДж тепла. Также высокой теплотворной способностью обладает такое топливо, как природный газ — удельная теплота сгорания природного газа равна 41…49 МДж/кг (у чистого метана 50 МДж/кг). Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов (водород, природный газ, метан)

Катализатор горения дизельного топлива

В дизельных двигателях горючее часто впрыскивается в цилиндр двигателя в конце такта сжатия, всего за несколько градусов угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки. Жидкое топливо обычно впрыскивается с высокой скоростью в виде одной или нескольких струй через небольшие отверстия или сопла в наконечнике инжектора, распыляется на мелкие капельки и проникает в камеру сгорания. Распыленное горючее поглощает тепло от окружающего нагретого сжатого воздуха, испаряется и смешивается с окружающим высокотемпературным воздухом высокого давления. Поскольку поршень продолжает двигаться ближе к верхней мертвой точке (ВМТ), температура смеси (в основном воздуха) достигает температуры воспламенения. Температура горения дизтоплива «Вебасто» ничем не отличается от аналогичной температуры других сортов дизеля, достигая около 500-600 градусов.

Быстрое воспламенение некоторого предварительно смешанного горючего и воздуха происходит после периода задержки зажигания. Такое быстрое воспламенение считается началом сгорания и характеризуется резким увеличением давления в цилиндре по мере расходования топливовоздушной смеси. Повышенное давление, возникающее в результате предварительно смешанного сгорания, сжимает и нагревает несгоревшую часть заряда и сокращает задержку перед его воспламенением. Это также увеличивает скорость испарения оставшегося горючего. Его распыление, испарение, смешивание с воздухом продолжаются до тех пор, пока все оно не сгорит. Температура горения керосина и дизтоплива в этом отношении может быть схожей.

Основные характеристики топлива [ править | править код ]

Различают дистиллятное маловязкое — для быстроходных, и высоковязкое, остаточное, для тихоходных (тракторных, судовых, стационарных и др.) двигателей. Дистиллятное состоит из гидроочищенных керосино-газойлевых фракций прямой перегонки и до 1/5 из газойлей каткрекинга и коксования. Вязкое топливо для тихоходных двигателей является смесью мазутов с керосиново-газойлевыми фракциями. Теплота сгорания дизельного топлива в среднем составляет 42624 кДж/кг (10180 ккал/кг).

В общем случае, дизельное топливо, применяемое для дизельных двигателей, должно соответствовать требованиям, изложенным в межгосударственном стандарте ГОСТ 32511-2013 (EN 590:2009) и обязательного к применению с 1 января 2020 г.

Дизельное топливо, применяемое для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники, а также предназначенное для экспорта, должно соответствовать требованиям, изложенным в межгосударственном стандарте ГОСТ 305-2013 «Топливо дизельное. Технические условия» (введенного взамен ГОСТ 305-82 ) и обязательного к применению с 1 января 2020 г.

Факторы

В процессе сгорания дизеля основную роль играют следующие факторы:

• Индуцированный заряд воздуха, его температура и его кинетическая энергия в нескольких измерениях.
• Распыляемость впрыскиваемого топлива, проникновение брызг, температура и химические характеристики.

Хотя эти два фактора являются наиболее важными, существуют другие параметры, которые могут существенно повлиять на работу двигателя. Они играют вторичную, но важную роль в процессе сгорания. Например:

Конструкция впускного канала. Она оказывает сильное влияние на движение наддувочного воздуха (особенно в тот момент, когда он входит в цилиндр) и на скорость перемешивания в камере сгорания. От этого может меняться температура горения дизельного топлива в котле.
Конструкция впускного отверстия также может влиять на температуру наддувочного воздуха. Это может быть достигнуто путем передачи тепла от водяной рубашки через площадь поверхности впускного отверстия.
Размер впускного клапана. Контролирует общую массу воздуха, впускаемого в цилиндр за конечное время.
Степень сжатия. Она влияет на испарение, скорость перемешивания и качество сгорания, независимо от температуры горения дизельного топлива в котле.
Давление впрыска. Оно контролирует продолжительность впрыска для заданного параметра отверстия сопла.
Геометрия распыления, которая непосредственно влияет на качество и температуру горения дизельного топлива и бензина за счет использования воздуха. Например, больший угол конуса разбрызгивания может поместить горючее сверху поршня и снаружи бака сгорания в дизельных двигателях DI с открытой камерой. Это условие может привести к чрезмерному «курению», так как горючее лишается доступа к воздуху. Широкие углы конуса могут также привести к разбрызгиванию топлива на стенках цилиндра, а не внутри камеры сгорания, где это требуется. Распыленное на стенку цилиндра, оно в конечном итоге будет перемещено вниз в масляный поддон, что сократит срок службы смазочного масла. Поскольку угол разбрызгивания является одной из переменных, влияющих на скорость перемешивания воздуха в топливной струе вблизи выходного отверстия инжектора, он может оказать существенное влияние на общий процесс сгорания.
Конфигурация клапана, которая контролирует положение инжектора. Двухклапанные системы создают наклонное положение инжектора, что подразумевает неравномерное распыление. Это приводит к нарушению смешивания топлива и воздуха. С другой стороны, конструкции с четырьмя клапанами допускают вертикальную установку инжектора, симметричное расположение распыления топлива и равный доступ к доступному воздуху для каждого из распылителей.
Положение верхнего поршневого кольца. Оно контролирует мертвое пространство между верхней площадкой поршня и гильзой цилиндра. Это мертвое пространство задерживает воздух, который сжимается и расширяется, даже не участвуя в процессе сгорания

Поэтому важно понимать, что система работы дизельного двигателя не ограничивается камерой сгорания, распылителями форсунок и их непосредственным окружением. Сгорание включает в себя любую часть или компонент, которые могут повлиять на конечный результат процесса

Потому ни у кого не должно быть сомнений по поводу того, горит ли дизельное топливо.

Что будет, если вместо 92 залить 95?

Если зальете в двигатель, предназначенный для 92, 95-ый бензин, то ничего плохого не будет, скорее лучше. Т.е. двигатель будет работать мягче. Это необходимо понимать, что если заливаете топливо с более хорошими характеристиками, то для двигателя это еще лучше. Т.е. детонация исключается практически вообще, соответственно топливо будет воспламеняться именно от свечи зажигания, а не от степени сжатия.

Поэтому заливая топливо с более высоким октановым числом, двигатель будет чуть лучше, чуть мягче работать. Т.е. большему октановому числу нужны более высокая температура и степень сжатия. Таким образом, такое топливо дольше горит и выделяет больше тепла. Но не стоит ожидать от него большого прилива мощности, либо уменьшения расхода, Вы этого не почувствуете.

Какое дизельное топливо использовать летом и зимой

Хорошее топливо для зимы:

должно иметь низкую плотность;

Низкие вязкость и плотность дизельного топлива зимнего типа позволяют ему не замерзнуть. Поэтому даже при низких температурах такая солярка не будет создавать пробок, свободно проходя по топливному проводу. Но именно из-за этого зимнее горючее расходуется активнее. Чем более жидкая солярка, тем больше сил требуется на ее сжигание и тем большее ее количество расходуется.

Зимой ни в коем случае нельзя использовать топливо с высокой плотностью (летнее).

Однако использовать зимой летнее топливо с целью экономии, а летом зимнее, строго не рекомендуется. Иначе проблем с работой двигателя не избежать.

Если в минусовую температуру использовать летнее топливо:

автомобиль придется предварительно прогреть;

Оптимальное время для летнего топлива с апреля по сентябрь, при условии, что температура не ниже -5 ˚С. В противном случае горючее мутнеет, а, начиная с -7 ˚С, застывает, вызывая сбои в работе двигателя.

Хорошее топливо на лето:

имеет высокую плотность (не ниже 0,84-0,86 кг/л);

Поскольку плотность горючего зависит от температуры, все измерения производятся при +20 ˚С.

Если учитывать изменчивость среды, то с изменением температуры на 1 ˚С изменится и плотность солярки примерно на 0,00075. Данный коэффициент дает возможность рассчитать плотность жидкости в различных температурных условиях. Однако это применимо лишь к чистому продукту.

Не всегда топливо обладает заявленными характеристиками. Нередко некачественный продукт содержит посторонние примеси неизвестного происхождения. Поэтому рекомендуется заправляться на проверенных АЗС, где качество топлива гарантировано и минимальны риски получить летнее горючее вместо зимнего или арктического.

Если же в плотности дизтоплива есть сомнения, измерения можно провести самостоятельно.

Виды дизтоплива

Далее, рассмотрим основные марки дизельного топлива и их характеристики. К слову, тут легко запутаться, поскольку производители и потребители сегодня имеют право руководствоваться разными стандартами и техническими руководствами, принятыми официально. Но, обо всем по порядку!

Ключевые виды

Если не углубляться в маркировку и расшифровку, можно выделить следующие виды дизтоплива:

1. Летнее. Используется при температуре до 0°С, при более низкой – густеет, при -10°С – застывает;
2. Зимнее. Имеет предельный температурный уровень применения -25/-30°С (зависит от присадок);
3. Арктическое. Застывает при -55°С.

Важнейшие свойства

Указанные выше три базовые разновидности определяют важнейшие характеристики дизеля:

• Температурный предел воспламенения от давления (в камере внутреннего сгорания дизель воспламеняется не от искры, а в результате сжатия кислорода и последующего впрыска горючего);
• Предельная температура использования;
• Температура загустевания и застывания.
• Также важным параметром является цетановое число (показатель качества воспламенения). Оно означает скорость возгорания смеси в цилиндрах мотора. Чем меньше цетановое число, тем медленнее происходит взрыв, и наоборот. Соответственно, большее цетановое число предполагает более эффективную работу ДВС. Другими словами, дизель, при поступлении в двигатель, быстрее воспламенится от сжатия. Цетановое число можно повысить путем добавления специальных присадок, ускоряющих детонацию.

Солярка обычно имеет цетановое число менее 40. Качественный же дизель – от 48 и до 56. К слову, слишком высокий показатель (более 60) – тоже не есть хорошо. Это значит, горючее не успеет сгореть полностью, следовательно, выхлоп будет более дымным, увеличится расход.

Дизтопливо имеет желтый или светло-коричневый оттенок, оно прозрачное, слегка вязкое по консистенции. Не смешивается с водой. Легко воспламеняется. Токсичное (4 класс опасности для человека).

Маркировка ДТ и ее расшифровка

Далее, переходим к маркам дизельного топлива и их характеристикам, а также подробным расшифровкам ГОСТов.

Согласно ГОСТу «305-2013. ДТ. Технические Условия», выделяют следующие коды марок дизельного топлива:

• Л – летнее. Дизельное топливо марки Л эксплуатируется при t не ниже -5°С;
• Е – межсезонное. Эксплуатируется при t до -15°С;
• З – зимнее. Рекомендовано к использованию при t до -30°С;
• А – арктическое. Применяется при t от -30°С до -55°С.

Данные марки топлива ДТ были выделены еще в советское время. Сегодня Россия больше придерживается европейских стандартов.

Согласно ГОСТу 32511-2013 (EN 590:2009) «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия», в России используются следующие сорта и марки дизельного топлива:

1. Марка Л делится на сорта A, B (Б), C, D (Д);
2. Марка Е на E, F;
3. Марка З делится на классы 0-3;
4. Марка А имеет класс 4.

Сорт и класс марки дизельного топлива по данному стандарту отражает температурный предел и условия сферы применения: от +5°С (и выше) до — 44°С (и ниже).

Также существует ГОСТ Р 55475-2013 «Топливо дизельное зимнее и арктическое депарафинированное. Технические условия». Гост делит марки зимних дизельных топлив на классы в зависимости от климатических условий использования и t фильтруемости:

• З-32;
• З-38;
• А-44;
• А-48;
• А-52.

Это еще не все! Сегодня в России также функционирует государственный стандарт на дизельное топливо «ГОСТ Р 52368-2005». Он ограничивает содержание в горючем серы:

1. Вид I – не более 350 мг/кг;
2. Вид II – не более 50 мг/кг;
3. Вид III – не более 10 мг/кг.

В 2011 году, в связи с образованием Таможенного Союза на территории России, Беларуси и Казахстана, был принят Технический Регламент обозначения марок дизельных топлив и области их применения, согласно которому горючее обозначают группой знаков через дефис:

• ДТ;
• Климатическое условие применения: Л, Е, З, А;
• Экологический класс: К2 (сера не более 500 мг/кг), К3 (до 350 мг/кг), К4 (до 50 мг/кг), К5 (до 10 мг/кг).

Таким образом, группа знаков ДТ-Е-К5 означает, что перед вами межсезонное дизтопливо (применяется при t до -15°С) экологического класса 5 (Евро 5).

Большое количество разных стандартов и ГОСТов привело к путанице и смешиванию понятий, марок, классов, сортов и видов дизельного топлива. Некоторые производители даже указывают разные виды маркировок в технических паспортах горючего. Надеемся, с нашими расшифровками, вы сумеете разобраться!

Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов

Приведена таблица удельной теплоты сгорания некоторых горючих материалов (стройматериалы, древесина, бумага, пластик, солома, резина и т. д.). Следует отметить материалы с высоким тепловыделением при сгорании. К таким материалам можно отнести: каучук различных типов, пенополистирол (пенопласт), полипропилен и полиэтилен. Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов

1. Абрютин А. А. и др. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод.
2. ГОСТ 147-2013 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания.
3. ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания.
4. ГОСТ 22667-82 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе.
5. ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава.
6. Земский Г. Т. Огнеопасные свойства неорганических и органических материалов: справочник М.: ВНИИПО, 2020 — 970 с.