Дизельное топливо используется для питания автомобилей, сельскохозяйственной и железнодорожной техники. Его качество регламентируется ГОСТ и ТР ТС, и оно оказывает влияние на работу двигателя внутреннего сгорания, в частности, на его плотность. Этот показатель может изменяться в зависимости от внешних условий. На плотность дизельного топлива влияет наличие более тяжелых фракций. При увеличении КПД двигателя ухудшается испаряемость и быстрее образуются углеродистые отложения.
Плотность дизельного топлива
Плотность дизельного топлива — это удельный вес, т. е. отношение массы топлива к его объему. Эта величина изменяется в зависимости от типа топлива и температуры. Обычно она измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м3) или в граммах на кубический сантиметр (г/см3).
Справочные значения
При расчете удельного веса ДТ он производится при температуре 20°C. При отклонении от этой температуры для корректировки удельного веса используется коэффициент. При нагреве топлива производится вычитание, а при охлаждении — прибавление.
Факторы, влияющие на измерение плотности дизельного топлива
При анализе плотности дизельного топлива необходимо учитывать тип топлива, наличие тепловых потоков и добавленных компонентов. Это связано с тем, что будет наблюдаться разброс стандартных показаний — массы и размера.
Влияет ли температура на плотность дизельного топлива?
На плотность дизельного топлива влияет температура.
Влияние температурных колебаний на плотность ДТ
Наилучшие показатели достигаются при температуре 20°C.
Расчеты
Инспекторы, проводящие расчеты объема дизельного топлива в резервуарах и бочках, должны учитывать разницу в плотности при различных температурах при проведении расчетов. При расчетах используются поправочные коэффициенты и табличные данные.
Разница между летом и зимой
На плотность ДТ влияют перепады температуры в разные сезоны.
Определение удельного веса дизельного топлива
Согласно действующим нормативным документам, плотность дизельного топлива определяется следующим образом:
Лето(при высоких температурах) — 860 кг/м3
Зима(при температуре ниже −35 °С) — 840 кг/м3
Северные районы(в условиях до −50 °С) — 830 кг/м3
При температурах, превышающих указанные параметры, топливо загустевает и может заблокировать систему подачи топлива из-за наличия парафина.
Расчет плотности DT
Для расчета плотности ДТ следует использовать следующий алгоритм:
-
Найдите табличное значение (в г/см3) топлива при 20°C.
-
Измерить температуру дизельного топлива термометром и получить значение 31°C.
-
Рассчитайте отклонение температуры: 31−20 = 11°C.
-
Рассчитать поправочный коэффициент: 11×0,0007 = 0,0077 (г/см3).
Расчет плотности
Из значения DT, указанного в паспорте, вычесть необходимый поправочный коэффициент. Если температура ниже 20 °С, то применяется тот же процесс расчета, но в конце процесса необходимо не вычитать, а суммировать.
Связь эффективности с плотностью
Прямой зависимости между этими двумя показателями не существует. Плотность зимнего дизельного топлива отличается от летнего из-за температурных требований в соответствии с ГОСТом.
Заблуждение о том, что зимнее топливо неэффективно
Вопреки мнению некоторых, зимнее топливо не является неэкономичным по своей сути. В холодное время года расход топлива увеличивается из-за дополнительных расходов, таких как подогрев антифриза, магистралей, блока цилиндров, кабины и т. д.
Расчет плотности при 20°C
Для точной оценки плотности топлива необходимо произвести измерения с помощью ареометра и термометра внутри бака. На основе этих данных производится теоретический расчет.
Ухудшение мощности и крутящего момента двигателя
При движении в плохих условиях, таких как дождь, снег, подъемы/спуски, с обычной нагрузкой на автомобиль, происходит перерасход топлива и ускоренный износ двигателя. При этом снижаются мощность и крутящий момент двигателя.
Влияние плотности ДТ
Плотность ДТ влияет на содержание фракций в топливе. Повышенная плотность свидетельствует о наличии в ДТ более тяжелых углеводородов. Это ухудшает эмиссию топлива, замедляет образование топливной смеси и вызывает сбои в работе двигателя. Кроме того, повышается расход дизельного топлива и увеличивается образование углеродистых отложений.
Режим работы по ГОСТу
ГОСТ устанавливает нормы, применяемые к ДТ в зависимости от их типа. Важными составляющими этих стандартов являются:
— Содержание серы; — Климатические условия утилизации; — Маркировка; — Категорирование; — Экологическая категория и другие характеристики.
Все эти переменные влияют на технические параметры топлива и область его применения.
Требования к дизельному топливу
ГОСТ Р 305−82 и 52368−2005 устанавливают допустимое количество загрязняющих веществ и плотность по маркам. Превышение этих норм негативно сказывается на работе двигателя, мощности впрыска топлива и составе отработавших газов. ГОСТ не допускает присутствия водных растворов, так как это может привести к коррозии, повреждению фильтров и насосов.
Причины повышенного расхода топлива в зимний период
Плотность дизельного топлива изменяет энергию, вырабатываемую двигателем внутреннего сгорания. Поскольку зимнее дизельное топливо менее плотное, чем его летний аналог, его расход увеличивается, так как выделяется меньше энергии. Кроме того, в холодное время года топливо расходуется на обогрев кабины водителя, топливной системы, масляного радиатора и т. д.
Дизельное топливо подвержено замерзанию?
Летнее топливо использовать крайне не рекомендуется, так как оно содержит парафины, снижающие ликвидность дизельного топлива и вызывающие его застывание при низких температурах.
Степень загустевания дизельного топлива зависит от количества фракций и его плотности при низких температурах. Вязкость определяется видом топлива и объемом его содержимого.
Если в дизельном топливе присутствует вода, то при температуре ниже 0°С она замерзает, образуя лед на дне бака, тем самым блокируя поступление топлива в топливную систему. После прогрева топливной системы подача топлива возобновляется.
Как определить зимнее топливо
На АЗС может продаваться разное топливо в зависимости от времени года. Летом используется топливо ДТ, а зимой — зимнее топливо. Отличить одно от другого несложно. Налейте 100 мл топлива в прозрачную емкость и поставьте ее в морозильную камеру. Если жидкость помутнеет, значит, в ней содержатся парафины. Зимнее топливо должно сохранять стабильность при температуре до −22°С, в то время как арктическое топливо выдерживает температуру до −34°С. Однако эти температуры не могут быть достигнуты в холодильнике.
Самостоятельная проверка плотности ДТ
Определить плотность дизельного топлива (ДТ) в зимний период можно самостоятельно. Для этого можно выполнить следующие действия:
- Оценить текучесть: Налейте немного ДТ на металлическую поверхность. Если топливо легко стекает, остается жидким и не мутнеет, значит, оно пригодно для использования. Если топливо не стекает, мутнеет, то при использовании оно начнет кристаллизоваться, что может привести к обездвиживанию автомобиля. Данный метод применим при температуре ниже −10°С.
Анализ качества топлива
-
Проверка температуры: Если она ниже −20°С, оцените капли на заправочном пистолете. Если есть помутнение или сгущение, лучше заправиться на другой заправке.
-
Оценка точности данных: С помощью гидрометра нагрейте топливо до +20°C, снимите показания и сравните с табличными данными.
Шаг изменения плотности
Если после заправки ДТ исследуется и результаты показывают, что топливо не соответствует нормам, то необходимо снизить степень кристаллизации. Для этого в бак добавляется высококачественное дизельное топливо. Коэффициент изменения — это степень изменения массы, и по ГОСТу он составляет 0,0007 ед.
Показатели нефтепродуктов
Плотность
Масса дизельного топлива выше, чем масса бензина. У АИ-92 она составляет 0,76 г/см3, у АИ-95 − 0,75 г/см3, а у АИ-98 − 0,78 г/см3. Наименьшую плотность имеет сжиженный газ — 0,53 г/см3, а авиационный керосин — 0,81 г/см3. Эти показатели зависят от количества легких элементов с температурой кипения +50°С. Консистенция топлива остается неизменной независимо от времени года. Кристаллизоваться оно начинает при понижении температуры до −60°С.
Расчет индексов ДТ
Для получения точных данных необходимо учитывать температуру измерений, вид топлива и поправочный коэффициент (для дизельного топлива +20°C, для бензина +15°C). Результат может содержать небольшое расхождение (зависит от инструментов). Точные результаты получают в лабораториях на специализированном оборудовании.
Расчет массы
Чтобы определить массу нефтепродукта, необходимо плотность умножить на количество топлива. На нефтебазах топливо хранится в резервуарах, промаркированных и снабженных таблицами, в которых указана погрешность измерений.
Подсчет объема
При продаже товара важно рассчитать объем топлива. Это делается путем деления массы на плотность топлива. Масса выясняется из документации, а плотность дизельного топлива определяется по его марке в соответствии с документами. При отсутствии документов для измерений используется гидрометр.
Расчет плотности
При оценке плотности объекта необходимо определить отношение его массы к объему. Исходные параметры можно либо найти в сопроводительной документации, либо определить самостоятельно. При взвешивании емкости можно установить ее массу, а объем — по этикеткам на резервуаре. Не следует упускать из виду температурные индикаторы — от них может зависеть корректировка поправок.