Дизельное топливо: что это, виды, характеристика

Содержание

Дизельное топливо – это жидкий продукт, который используется в качестве источника энергии в дизельных ДВС. Его получают из керосиново-газойлевых фракций методом прямой перегонки нефти. Другое название этого вида топлива – солярка (от немецкого Solaröl– «солнечное масло»). Поэтому, если у кого-то все еще остается вопрос «Солярка и дизельное топливо одно и то же?», то ответ однозначен.

Состав дизельного топлива

Основные характеристики, требования и классификация дизельного топлива регламентируется ГОСТ 305-2013. Он же определяет и состав солярки. Его можно разделить на горючую (участвует в горении и выделяет при этом энергию) и негорючую часть. Горючая часть состоит из углеводородов:

Парафины. Нефтяные парафины и алканы составляют около 10-40% дизтоплива;
Нафтены. В первую очередь сюда относятся циклогексан и циклопентан. Суммарная доля циклоалканов составляет 20-60%;
Ароматические углеводороды – циклические соединения с бензольным кольцом, которые также участвуют в горении. Их доля составляет порядка 15-30%.

К негорючей части относится сера, вода, смолы, механические примеси и минеральные вещества. Также в состав дизельного топлива добавляются присадки, способные повлиять на те или иные характеристики топлива.

Читайте также: BMW E31: обзор

На что влияет состав топлива

У дизельного топлива есть ряд свойств, которые зависят от его элементного состава. В первую очередь это:

Испаряемость – характеризуется способностью топлива переходить из жидкого состояния в парообразное. Зависит от фракционного состава, давления насыщенных паров и поверхностного натяжения;
Коррозионная активность – способность топлива образовывать соединения с цветными металлам и вызывать коррозию черных металлов;
Склонность к образованию отложений – способность образовывать отложения в топливной системе, камерах сгорания, фильтрах и т.д. Зависит от содержания в топливе смол и минеральных примесей.

Также от состава зависит важнейшее свойство топлива – его горючесть. Она определяется показателями качества сгорания: детонационной стойкостью, пределом стабильного горения и теплотой сгорания.

Основные характеристики

Для описания свойств дизельного топлива используется несколько основных параметров:

Цетановое число – показатель, который определяет воспламеняемость дизельного топлива. Чем это значение выше, тем короче задержка воспламенения и более стабильно происходит горение топливовоздушной смеси. Минимальное значение для всех марок топлива по ГОСТ 305-2013 составляет 45 единиц;
Плотность – характеристика, которая выражается отношением массы топлива к его объему;
Вязкость – способность жидкости сопротивляться движению ее слоев относительно друг друга. Этот показатель может существенно варьироваться, в зависимости от температуры окружающего воздуха;
Температура вспышки дизельного топлива – это наименьшая температура, при которой происходит воспламенение летучих паров горючей жидкости, но не обеспечивается ее стабильное горение. Для дизельного топлива этот показатель составляет 40С (или 35С для арктической солярки);
Массовая доля серы. Сера входит в состав топлива (полностью избавиться от нее невозможно), но нежелательна. Хотя это вещество и способно выделять тепло, но оно также усиливает коррозию и повышает токсичность отработавших газов. Поэтому стандартом ограничено максимальное содержание серы на уровне 2000 мг/кг;
Зольность. Дизельное топливо включает негорючую часть, которая содержит минеральные примеси. Попадание этих элементов между парами трения ускоряет износ деталей. Чтобы снизить влияние золы на работу двигателя, в дизтопливе зольность ограничена на уровне 0,01%;
Кислотность. Кислоты и щелочи способны существенно ускорить коррозию элементов двигателя, топливной и выхлопной системы. Поэтому кислотность солярки строго регламентирована: она должна составлять не более 5 мг/100 см3;
Содержание воды. Вода, наравне с минеральными примесями, содержится в составе топлива, образуя так называемый «внешний балласт». Увеличение процентного содержания внешнего балласта приводит к уменьшению теплоты сгорания солярки. Помимо этого, вода тяжелее ДТ и оседает в нижней части бака. В отдельных случаях это может привести к образованию водной пробки, которая полностью остановит работу двигателя. Таким образом, максимальное содержание воды должно составлять 200 мг/кг.
Предельная температура фильтруемости. Температура фильтруемости – один из главных показателей, определяющих низкотемпературные свойства топлива. Она устанавливается отдельно для каждой марки ДТ.

К важным характеристикам дизельного топлива также относятся его экологические свойства

Чем дизельное топливо отличается от бензина

Бензин и дизельное топливо отличаются как по химическому составу, так и по своим физическим свойствам. Из этого вытекает разница в области их применения и принципе работы двигателей.

Главное различие заключается в том, что дизель имеет более высокую детонационной стойкость. По этой причине степень сжатия в дизельных двигателях находится в диапазоне 18-23, в то время как у бензиновых она составляет 8-14 единиц. Более высокая степень сжатия приводит к увеличению КПД, повышению мощности и снижению расхода топлива.

Еще одно различие – это вязкостно-температурная характеристика топлив. Во всем рабочем диапазоне температур вязкость бензина остается почти неизменной. В то же время, солярка начинает резко загустевать при температурах ниже 5С. Бороться с этим процессом помогают присадки.

Различается и ряд физических свойств топлива. Так, плотность бензина находится в пределах 710-760 кг/м3, а плотность дизельного топлива – 830-860 кг/м3. Температура самовоспламенения – 210С и 246С соответственно. Удельная теплота сгорания бензина составляет 44 МДж/л, а дизеля – 43 МДж/л.

Таким образом, ДТ – это топливо, которое тяжелее бензина. Сказать, сколько весит литр солярки можно, зная ее вид. Для летних марок это около 860 граммов.

Виды дизельного топлива

В отличие от бензина, у дизельного топлива наблюдается ярко выраженная зависимость вязкости от температуры окружающей среды. В результате, солярка легко загустевает на морозе, что приводит к засорению топливной системы и нестабильной работе двигателя.

Чтобы избежать замерзания топлива в зимний период, в него добавляют депрессорные присадки, которые влияют на вязкостно-температурную характеристику материала. В соответствии с ГОСТ 305-2013 выделяется 3 марки солярки:

Л – летнее топливо, которое можно использовать при температуре 5С и выше. Имеет плотность около 850 кг/м3 и вязкость 4-6 мм2/с (данные приведены при нормальных условиях);
Е – межсезонная солярка, которая подходит для эксплуатации при температурах не ниже минус 15С;
З – зимнее дизельное топливо, которое можно использовать при -25С и выше. Обладает плотностью 825-845 кг/м3 и вязкостью 2-5 мм2/с;
А – арктическое дизельное топливо с рекомендуемой температурой эксплуатации -45С и выше. Имеет плотность 760-820 кг/м3 и вязкость 1,45-4,6 мм2/с.

Зимнее и арктическое топливо дороже, а также обладает более низкой вязкостью при положительных температурах. Поэтому в летний период использовать его не рекомендуется.

Маркировка

Помимо марки, обозначение дизельного топлива включает следующие характеристики:

Для марки Л – температуру вспышки (обозначается цифрами), а также экологический класс топлива (обозначается буквой К с индексом от 1 до 5). Например, обозначение ДТ-Л-40-К2 будет говорить о том, что это летнее дизельное топливо с температурой вспышки 40С, относящееся ко второму экологическому классу.
Для марки Е – температуру фильтруемости и экологический класс. Марка ДТ-Е-минус 15-К2 относится к экологическому классу К2, имеет температуру фильтруемости -15С и является межсезонным топливом.
Для марки З – используется температура фильтруемости и экологический класс. Пример обозначения: ДТ-З-К3(К4, К5) минус 52, ДТ-З- К3(К4,К5) минус 32.
Для марки А – также указывается температура фильтруемости и экологический класс. Например, ДТ-А-К3(К4, К5) минус 48.

Также в маркировке может применяться индекс «п», который говорит о наличии в составе депрессорных присадок (пример: ДЗп – дизельное топливо зимнее с депрессорной присадкой).

Плюсы и минусы дизельного топлива

По сравнению с бензином, у дизельного топлива есть несколько преимуществ:

За счет более высокой степени сжатия, дизельное топливо выделяет больше энергии. Кроме того, мощность и КПД таких двигателей выше, а расход солярки существенно снижается (норму расхода дизельного топлива можно посмотреть в руководстве по эксплуатации автомобиля);
Благодаря снижению расхода, уменьшаются и затраты на эксплуатацию автомобиля. Также повышается экологическая безопасность двигателя;
Как правило, дизельные двигатели имеют больший ресурс: они способны преодолеть почти 1 000 000 км без капитального ремонта. Одна из причин этого – хорошие смазывающие свойства ДТ.

Традиционно, дизельные двигатели применяются там, где нужна большая мощность — на грузовиках, тепловозах и судах. Тем не менее, у солярки есть свои недостатки:

Выраженная зависимости вязкости от температуры, что требует предварительного прогрева топлива либо добавления присадок;
Более низкая удельная теплота сгорания дизельного топлива (не является существенной проблемой, так как компенсируется высокой степенью сжатия);
Повышенная стоимость обслуживания.

Современные технологии позволяют справиться с большинством этих проблем. Поэтому дизельные двигатели все чаще используются и в легковых автомобилях.