Дизельное топливо — популярный нефтепродукт, часто используемый в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания автомобилей и техники. Оно производится путем переработки нефти и по качеству, составу и плотности должно соответствовать жестким ГОСТам и европейским экологическим стандартам.
Удельный вес дизельного топлива
Соотношение массы и объема дизельного топлива (так называемый «удельный вес») является важнейшей характеристикой, влияющей на качество топлива. Значение плотности помогает понять, можно ли использовать его для питания двигателей при различных температурах. Этот показатель измеряется в кг/м3 или г/см3. На удельный вес топлива также может повлиять добавление присадок или сверхтяжелых фракций, что может снизить качество дизельного топлива.
Плотность дизельного топлива
Плотность дизельного топлива изменяется в зависимости от температуры, обычно уменьшаясь с ее повышением. Оптимальной температурой для дизельного топлива является 18–20°С, и для отслеживания этого параметра используется аэрометр. При определении плотности также учитывается поправочный коэффициент 0,0007 г/см3 на каждый градус.
Зависимость между плотностью дизельного топлива и эффективностью его потребления
В ГОСТ Р 305−82 рассматривается не только плотность дизельного топлива, но и дополнительные характеристики. К ним относятся:
-
Соотношение массы серы;
-
Климатические условия эксплуатации;
-
Категорирование;
-
Классификации;
-
Экологические классы и другие характеристики. Как плотность дизельного топлива соотносится с эффективностью его потребления?
Влияние температуры на дизельное топливо
Плотность и расход дизельного топлива находятся в прямой зависимости от температуры. Количество энергии, выделяемой из этого топлива, пропорционально его удельному весу, поэтому летнее дизельное топливо более рентабельно. Однако в холодное время года использование летнего дизельного топлива не столь выгодно. Это связано с тем, что летнее дизельное топливо содержит не только керосино-газойлевые углеводороды, но и растворенный парафин. При понижении температуры парафин замерзает, делая дизельное топливо более густым и плотным и снижая его пропускную способность через фильтрующие элементы.
Влияние плотности дизельного топлива на соотношение фракций
Плотность дизельного топлива определяется соотношением его фракций. При преобладании тяжелых углеводородов ухудшается впрыск топлива в камеры сгорания через форсунки. Это связано с тем, что высокая температура кипения тяжелых фракций затрудняет их смешивание с молекулами воздуха. Для воспламенения паров дизельного топлива необходимо повысить температуру.
ЗИМНЕЕ ТОПЛИВО
Для повышения эффективности работы дизельных двигателей в холодное зимнее время года необходимо использовать зимнее топливо. В его состав входит ряд компонентов, которые препятствуют застыванию парафина и загущают топливо. Некоторые считают, что летнее дизельное топливо можно использовать зимой, если в его состав входят присадки, однако это неверно. Эти присадки лишь снижают температуру застывания топливной смеси, а на плотность дизельного топлива влияют незначительно. Таким образом, плотность дизельного топлива является наиболее важным фактором в холодное время года, в то время как летом большее значение имеют содержание серы и цетановое число.
Расчет расхода дизельного топлива в зимний период
Дизельное топливо, используемое в зимний период, имеет меньшую плотность, что приводит к увеличению расхода топлива. Кроме того, обледенелые и заснеженные дороги затрудняют движение, что еще больше увеличивает расход дизельного топлива.
Расчет плотности, массы и объема дизельного топлива
Для определения плотности, массы и объема дизельного топлива в соответствии с ГОСТом применяются специальные формулы.
Плотность топлива
Отношение массы топлива к его объему выражается уравнением p = m / V. Согласно стандарту, плотность летнего, зимнего и арктического видов дизельного топлива составляет 860, 840 и 830 кг/м3 соответственно. Таким образом, в 1 л каждого вида топлива содержится 860, 840 и 830 г. 1 кг летнего дизельного топлива соответствует 1,163 л, зимнего — 1,19 л, арктического — 1,205 л.
Проверка качества дизельного топлива
Чтобы гарантировать качество полученного дизельного топлива, владельцы автомобилей должны приобретать его у надежных и проверенных поставщиков. Однако если сомнения все же остаются, каждый может самостоятельно определить плотность дизельного топлива. Обычно это делается зимой, причем наиболее подходящая температура для проверки не должна опускаться ниже −10 градусов Цельсия (или −20 в случае арктического дизельного топлива).
Справочные значения плотности, массы и объема дизельного топлива
Эталонные значения плотности, массы и объема дизельного топлива рассчитаны при температуре 20 градусов Цельсия. При изменении температуры показатели меняются, что видно из соответствующих таблиц.
Проверка качества топлива
Самым быстрым способом проверки качества топлива является визуальный осмотр топливной форсунки. Если капли дизельного топлива остаются жидкими и не становятся твердыми, значит, топливо высокого качества. Кроме того, хорошим показателем плотности топлива является нанесение небольшого количества на стальную поверхность и наблюдение за его мутностью и растекаемостью. Если топливо качественное, то оно должно оставаться жидким даже при понижении температуры до −40°С. Если топливо мутнеет и начинает застывать, значит, оно не соответствует стандарту.
Более точное измерение плотности топлива
Более сложный способ измерения плотности топлива заключается в том, чтобы поместить емкость с ним в помещение с температурой около 20 градусов Цельсия. Температура воздуха и топлива должна быть одинаковой.
Затем с помощью ареометра измеряют плотность дизельного топлива и сравнивают полученные показания с эталонами. Дизельное топливо имеет более высокую плотность, чем бензин. Например, АИ-92 имеет эталонное значение 760 кг/м3, АИ-95 — около 750 г/см3, а АИ-98 — 780 кг/м3. Наименьшую плотность имеет сжиженный газ — 530 кг/м3, а наибольшую — авиационный керосин — 810 кг/м3.
Расчет плотности дизельного топлива
Для того чтобы определить необходимую плотность дизельного топлива, необходимо выполнить следующие действия:
-
Найдите табличную отметку ДТ под углом +20 градусов.
-
Определить текущую температуру топлива с помощью термометра. Например, получилось +30 °С.
-
Рассчитать расхождение температур: 30 — 20 = 10 °С.
Расчет поправочного коэффициента
Возьмите разность температур между текущей и эталонной (в данном случае +20°C) и умножьте ее на 0,0007. В результате получается поправочный коэффициент, измеряемый в граммах на кубический сантиметр (г/см3) или килограммах на кубический метр (кг/м3).
Например, если текущая температура составляет +10°C, то поправочный коэффициент будет равен 10 × 0,0007 = 0,007 г/см3 (или 7 кг/м3).
Применение поправочного коэффициента
Для корректировки опорного значения плотности дизельного топлива необходимо вычесть из него поправочный коэффициент.
Например, для летнего дизельного топлива: 860−7 = 853 кг/м3.
Если текущая температура дизельного топлива ниже +20°С, то необходимо не вычитать, а прибавлять поправочный коэффициент.
Особенности эксплуатации дизельного топлива
Плотность дизельного топлива — важнейший фактор, учитывающий условия его эксплуатации и влияние на работу двигателя. Использование топлива несоответствующего типа или топлива недостаточного качества (не соответствующего требуемой плотности дизельного топлива в соответствии с государственными нормами) повышает вероятность засорения фильтров, снижения КПД двигателя и увеличения расхода топлива из-за дополнительной нагрузки на топливную систему. Кроме того, регулярное использование дизельного топлива несоответствующего типа и плотности повышает риск преждевременного выхода двигателя из строя.
В жарком климате выбирайте летнее дизельное топливо
Когда температура даже ночью держится выше нуля, необходимо переходить на летнее дизельное топливо. Этот вид топлива предназначен для работы в более теплом климате, до +45 °С.
Однако это правило может работать и в обратном направлении. Если в жаркий период использовать зимнее дизельное топливо, то это приведет к снижению производительности двигателя и увеличению дымности. Поэтому для обеспечения оптимальной работы двигателя очень важно правильно подобрать топливо в соответствии с климатическими условиями.