Классификация дизельного топлива

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!

Основные характеристики дизельного топлива

Теперь ответим на вопрос, чем характеризуется дизельное топливо. К главным параметрам горючего относятся:

• цетановое число;
• плотность;
• вязкость;
• температура вспышки;
• массовая доля серы;
• зольность;
• кислотность;
• содержание воды;
• предельная температура фильтруемости.

Цетановое число

Если для бензина основная характеристика – октановое число, то для дизельного топлива – цетановое. В бензиновом двигателе воспламенение происходит от искры, а в дизеле – от силы сжатия. Оба числа отражают, насколько быстро топливовоздушная смесь воспламеняется в цилиндрах двигателя. По-простому это задержка по времени между поступлением смеси в цилиндры и ее зажиганием от сжатия.

Цетановое число варьируется в пределах 40-55, оптимальное значение составляет 48-51, а минимальное рекомендованное в соответствии с п. 5.2 ГОСТ 305-2013 для всех марок равно 45. При значении менее 40 горючее считается некачественным. Двигатель в таком случае будет работать нестабильно, что проявится в падении мощности и детонации. Повышенное цетановое число – тоже не норма. При уровне более 60 топливовоздушная смесь просто не успевает сгорать в цилиндрах, что ведет к повышенному расходу и увеличению дымности выхлопов.

В Европе цетановое число должно быть не менее 54-56, а в России стандарты менее строгие, допускают использование топлива с числом 45 (для зимнего ДТ). Метод испытания для определения показателя должен отвечать требованиям ГОСТ 32508-2013.

Как цетановое число определяет степень воспламеняемости

Кинематическая вязкость

Под вязкостью понимают способность топлива противостоять перемещению одного слоя относительно другого. В технических характеристиках обычно указывается кинематическая вязкость. От нее зависит то, насколько результативным будет распыление топлива. Если вязкость превысит установленную норму, то горючее будет распыляться некачественно. В результате повышается риск преждевременного износа и увеличенного истирания деталей.

Значения вязкости при 20 °C для разных видов дизельного топлива по ГОСТ 305-2013:

• 3-6 мм2/с – для летнего и межсезонного;
• 1,8-5 мм2/с – для зимнего;
• 1,5-4 мм2/с – для арктического.

Температура вспышки в закрытом тигле

Безопасность использования дизтоплива определяется температурой вспышки. В соответствии с ГОСТ 305-2013 она ограничивается следующими значениями:

1. Для дизелей общего назначения – 40 °C для всех марок дизтоплива.
2. Для тепловозных, судовых и газотурбинных двигателей – 62 °C для летнего и межсезонного дизельного топлива, 40 °C – для зимнего, 35 °C – для арктического.

Массовая доля серы

Содержание серы в разных видах нефтепродуктах сегодня строго нормируется. Это связано с усиленной борьбой за экологию. Сера опасна для окружающей среды, а также приводит к образованию коррозии, повышенному нагару и износу внутренних элементов двигателя и топливной системы.

Массовая доля сернистых соединений ограничивается 2000 мг/кг. Но при производстве дизтоплива нужно учитывать, что при слишком низком уровне серы горючее теряет свои смазочные свойства. В таком случае в состав топлива обязательно добавляются специальные смазывающие присадки.

Зольность

При сгорании топлива образуется зола, содержащая минеральные вещества. Попадая в места между трущимися деталями, она вызывает усиленный износ. Особую опасность представляет кварц, приводящий к абразивному износу прецизионных элементов топливного насоса и форсунок. По этой причине уровень зольности тоже ограничивают. Для дизтоплива она составляет не более 0,01%.

Кислотность

По ГОСТ 305-2013 кислотность KOH на 100 см3 составляет не более 5 мг

Это важно, поскольку кислоты приводят к коррозии деталей двигателя и топливной системы. Подобный процесс вызывают минеральные кислоты и щелочи, используемые при производстве дизтоплива

Их нельзя удалить полностью, поэтому количество подобных веществ ограничивают.

Характеристики дизельного топлива

По своей структуре топливо для дизельных двигателей отличается от привычного бензина. В народе такой состав называется «соляркой». По сути, это смесь углеводородов, которые формируются путем перегонки нефтепродуктов и выбора из них необходимых фракций. В основе дизельного топлива углеводороды, которые отличаются высокой температурой кипения – около 300-350 градусов Цельсия. Столь разные составы бензина и дизеля объясняют и различность подходов в работе двигателей. К примеру, в бензиновом моторе воспламенение топлива происходит от искры (источник последней – свеча зажигания). Для бензина ключевое значение имеет устойчивость к детонации, то есть октановое число. В свою очередь, дизельный двигатель работает за счет создания более мощной степени сжатия.

В случае если цетановое число ниже 40, то работа двигателя будет неудовлетворительной. Появляются сильные задержки при воспламенении, падает мощность, возникает детонация, снижается общий ресурс мотора. У топлива нормального качества цетановое число должно находиться на уровне 48-52. Что касается солярки более высокого качества, то ее цетановое число и вовсе может достигать 53-55. Российские стандарты в отношении соляры считаются одними из самых «мягких». Здесь допускается применение дизельного топлива с цетановым числом от 48 единиц и выше (для зимнего топлива). Но есть исключения. К примеру, для некоторых зимних видов солярки, имеющих депрессорные присадки в составе, разрешается выпуск и продажа соляры с описываемым нами параметром от 40 и более. Хотелось бы отметить, что слишком высокое цетановое число – также не очень хорошо. К примеру, если показатель будет превышать отметку «60», то топливо просто не будет успевать сгорать, повышается дымность выхлопа, увеличивается «прожорливость» транспортного средства и так далее.

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Какие бывают марки бензина и чем они отличаются?
• Инжекторный двигатель: устройство, принцип работы, конструкция
• Какой масляный фильтр выбрать для двигателя?

Механические примеси дизельного топлива

Сернистые нефти являются сырьем для производства ДТ. Процесс очистки от серы сложный и
дорогостоящий. Однако повышенное содержание этого элемента приводит к уменьшению
срока эксплуатации технического оборудования и транспортных средств.

И активные, и неактивные сернистые соединения вызывают коррозию металла. Нужно
учитывать, что современные модели дизелей более склонны к окислению и образованию
нагара. Поэтому в моторное масло нужно добавлять моющие присадки и менять его чаще, чем
в старых образцах ДВС.

Опасность представляет и конденсат, образующийся при запуске и прогреве мотора, поскольку
он приводит к скоплению воды, которой в топливе быть не должно.

Следует избегать работы двигателя при перепадах температур, частого использования
холостого хода, что бывает характерно для тепловозов и других ДВС большого объема. Такие
условия увеличивают расходы на эксплуатацию и количество ремонтов оборудования в
несколько раз.

Причиной появления примесей может стать неправильное хранение и транспортировка
горючего. Чтобы избежать необходимости применения большого количества присадок, нужно
придерживаться следующих рекомендаций:

• поддерживать чистоту в топливном баке.
• сливать отстой из фильтра.

Биодизель

Процесс изготовления подразумевает химическую реакцию между одним из видов масел (к примеру, соевого, коноплянового, горчичного, пальмового и т. д.) с «метилом». При этом процентное соотношение составляет 10 к 1, а рабочая температура должна быть в пределах 20-25 градусов Цельсия.

В разных странах свои подходы к изготовлению биотоплива. К примеру, в Индии масло делается из ореховых ядер, в Великобритании из отработанного растительного масла или рапса. Популярность такого топлива обусловлено его безопасностью и возможностью применения без внесения изменений в силовой агрегат. Несмотря на возможность заливки без приготовления, лучше купить дизельное топливо и смешать его биодизелем перед добавлением в процентном отношении 4 к 1. 

Преимущества биодизельного горючего:

• безотходное сжигание;
• уменьшение выделения СО;
• снижение копоти до 50%;
• высокое качество смазки;
• отсутствие вони;
• высокая скорость разложения в земле;
• безопасность с позиции температуры воспламенения (150 градусов Цельсия);
• легкость организации производства даже в условиях фермерства;
• увеличение цетанового числа при добавлении в ДТ и увеличение ресурса мотора.

Из недостатков только негативное воздействие на резиновые элементы и риск закупорки разных элементов двигателя. Также биодизель негативно воздействует на ЛКП автомобиля, поэтому в случае контакта жидкости с поверхностью машины ее необходимо сразу стереть.

Виды дизтоплива: параметры

Нередко водители или операторы техники забывают о таком недостатке ДТ, как способность его загустевания даже при незначительном морозе. Поэтому возникают ситуации, когда двигатель не запускается, и приходится решать проблему методами нагрева топливных баков открытым огнем, что довольно небезопасно.

Чтобы избежать подобных проблем, следует заблаговременно и правильно приобретать соответствующую марку дизтоплива в зависимости от погодных условий и знать ее особенности. Ниже рассмотрим характеристики ДТ по его классам.

Летние марки

Особенность ДТЛ — сохранение рабочего жидкого состояния требуемой плотности при t°= 0 и больше градусов. Основные параметры летнего дизеля следующие:

• цетановое число — больше 51 ед. при температуре использования до 45°С окружающего воздуха;
• плотность — 845-865 кг/м3 при t использования 20-25°С;
• вязкость — 4-6,1 кв. мм/ с при t°=19-25°С;
• порог замерзания — -10°С.

Однако следует учесть, что в действительности, несмотря на то, что двигатель и работает, при незначительных температурах ниже «нуля», летние марки ДТ уже теряют свои эксплуатационные качества.

К недостаткам летнего ДТ можно отнести повышенную способность образования водяного конденсата, вода внутри бака с топливом отслаивается и скапливается внизу. Сбои в работе ДВС по большей части происходят именно по причине водяных пробок, которые блокируют ТНВД. Некоторые водители, чтобы избежать проблем с забором образовавшейся воды, располагают всасывающую трубку в баке несколько выше и время от времени отвинчивают пробку на его дне для слива конденсата. Специалисты рекомендуют водителям еще задолго до наступления холодов полностью сливать летнее ДТ и даже при умеренных температурах начинать пользоваться качественными зимними сортами.

Зимнее

ДТЗ — это наиболее популярный вид горючего в России, в средней полосе его используют преимущественно всесезонно. Нижний предел замерзания ДТЗ — минус 30. Однако для полярных регионов в зимний период рисковать применять этот вид ДТ не нужно. Главные характеристики зимнего горючего следующие:

• цетановое число — 48 единиц при t использования от минус 30°С окружающего воздуха;
• плотность — 825-845 кг/м3 при t использования от -30 до +15°С;
• вязкость — от 1,8 до 5.1 кв. мм/с максимум при t от -20 до +15°С.

Параметры вязкости для ДТЗ здесь имеют более широкий диапазон ввиду его использования не только в мороз, но при плюсовых весенне-осенних температурах.

Арктическое

ДТА — это незаменимый вид топлива в регионах, где температура окружающего воздуха часто опускается ниже тридцати. Этот дизель способен выдерживать даже антарктические условия зимы, а со специальными присадками сохранять рабочие свойства при температуре минус 55°С. Характерные показатели арктического топлива следующие:

• цетановое число — 40 единиц при t использования от -30°С;
• плотность — 760-820 кг/м3 при t использования от -30 до 0°С;
• вязкость — от 1,45 до 4,6 кв.мм/с максимум при t -30 — 0°С.

Почему нельзя использовать летнее дизельное топливо круглый год?

Несмотря на то, что оптовая цена на зимнее дизельное топливо выше, чем на летнее дизельное топливо, не стоит экономить и использовать зимой летнее топливо, даже если вы живете в регионах, где температура редко опускается ниже нуля. В России дизельное топливо производится с высоким содержанием серы и парафина. В летний период это практически не влияет на работу двигателей, однако, с понижением температуры летнее дизельное топливо густеет, вследствие выпадения кристаллов парафина затрудняется запуск двигателя. Для очистки и удаления примесей, отрицательно влияющих на работу двигателя, существует практика отстаивания горючего, добавления различных компонентов, повышающих его показатели.

Летнее топливо недопустимо применять в холодный сезон, поскольку при температуре воздуха ниже -10°С замерзает, образуя в топливопроводах ледяные пробки, что приводит к остановке двигателя.

Маркировка дизельного топлива в России

«Летнее», «зимнее», «арктическое» – все в прошлом

Во времена СССР за несвоевременный переход с «летнего» на «зимнее» ДТ руководство АЗС могло быть привлечено к уголовной ответственности. Сегодня такой контроль и надзор – не существуют, как таковые.

Процесс запуска дизельного двигателя имеет необходимость испарения «пусковой» порции топлива примерно одинакового объёма в любое время года. Таков принцип работы и устройства его системы впрыска. Соответственно, испаряемость дизтоплива зимой и летом должна изначально быть разной. Вязкостно-температурные свойства – тоже другие, нежели у бензина: «летняя соляра» зимой слишком вязкая и склонна к выпадению парафинового осадка, а «зимняя» знойным летом окажется слишком жидкой и может вызвать некорректную работу топливной аппаратуры. Поэтому производство дизельного горючего для зимней и северной эксплуатации всегда было «головной болью» нефтяников нашей страны, так как почти всё, что улучшает текучесть и испаряемость ДТ зимой – снижает его смазывающие свойства и ведёт к преждевременному износу ТНВД и форсунок. Соблюдение и повышение качества дизтоплива требовало использования высоких технологий и особых присадок, весьма недешёвых.

Советский ГОСТ 305-82 1982 года оговаривал три типа дизельного топлива – «летнее», «зимнее» и «арктическое». Применение каждого привязывалось к средней температуре воздуха в регионе: выше 0°С – «летнее», от 0°С до -30°С – зимнее дизельное топливо, ниже -30°С – «арктическое». Сроки перехода от одного к другому типу носили приблизительный характер, но за присутствие в колонке при «минусовой» температуре «летнего» ДТ, виновный вполне мог отправиться по этапу.

ТР ТС 013/2011, в соответствии с которым сегодня в России выпускается ДТ, а раньше ГОСТ — Р 54283-2010 – ещё содержат термины «летнее» (Л), «зимнее» (З) и «арктическое» (А), к которым добавлено «межсезонное» (Е) и экологический класс дизтоплива (К2-К5). Для нас с вами проблема в том, что в техническом регламенте абсолютно никак не оговорены даты, сроки и температуры, при которых в колонках должен быть тот или иной тип ДТ, а у межсезонного «E» в «Приложении 3» к ТР ТС нормируются только температура вспышки и предельной фильтруемости – всё остальное может быть каким угодно.

На этом фоне уже не удивляет, что более экологичное К5 отличается от К4 только массовой долей полициклических ароматических углеводородов (8% вместо 11%), при этом наличие другой «ароматики» — не оговорено. И «вишенкой на торте» для топливных махинаторов в «Приложении 1» в пункте №3 указано – «Обозначение марки может включать торговую марку (товарный знак) изготовителя». То есть, если на колонке указано нечто в роде «ДТ Евро», то из пистолета практически на 100% польётся «межсезонное» топливо с самыми неожиданными составом и характеристиками. Так что даже экологический класс дизтоплива – «филькина грамота».

Экологический класс дизтоплива

Здесь есть доля плутовства и очередной миф. Подсознательно наша автолюбительская братия проводит аналогию между, например: К5 и Euro5. При этом народ не задаётся вопросом – какие могут быть аналогии, если:

Если «Euro» к чему-то и относится, то к экологичности автомобиля – по выхлопу, а не по «вхлопу», и к топливу это «никаким боком». Пример: Citroen C4 Picasso с дизелем 1.6 e-HDi 115 л.с. (DV6C), работая на «нашей соляре» легко укладывается по экологичности выхлопа в нормы Euro5 благодаря наличию активного противосажевого FAP-фильтра, «выжигающего» все вредные компоненты отработавших газов. И качество топлива на эту характеристику никак не влияет.

Сорт дизельного топлива (летнего и зимнего)

В ТР ТС 013/2011 этот показатель отсутствует. Однако, его регулярно можно встретить в сертификатах и накладных, хоть он и не является официальным.

От чего зависит плотность

Удельный вес нефтепродуктов является значением непостоянным, изменяющимся под воздействием внешних температурных факторов. Параметр обозначает соотношение массы жидкости к объему, при расчетах следует учитывать марку топлива. Введение дополнительных присадок изменяет базовую удельную массу, определенную при 20°С.

Плотность топлива и температура

Определение стандартного параметра производится при нагреве до 20°С. Нормальная плотность дизельного топлива в зависимости от температуры снижается или возрастает. Для корректировки значения принят поправочный коэффициент, равный 0,0007 г/см³ на 1°С.

Нормативы расчета плотности дизтоплива

Поскольку плотность горючего изменяется при отклонении температуры от 20°С, то необходимо учитывать корректировку объема топлива, заправляемого в цистерны или бочки. Согласно стандарту, расчет ведется с учетом поправочного коэффициента и степени нагрева солярки и окружающей среды. Если контролер знает объем топлива и температуру, то человек может определить плотность и сравнить значение с параметром, взятым из таблиц.

Плотность дизтоплива в летнее и зимнее время

Удельная плотность дизельного горючего (замер при 20°С) регламентируется стандартами ГОСТ Р 52368-2005, 32511, Р 55475 и 305-82 в следующих пределах:

• для зимнего периода — 0,84 т/м³;
• для летнего интервала времени — 0,86 т/м³;
• для арктических регионов — 0.83 т/м³.

Примеры плотности дизтоплива при различных температурах

Если необходимо определить плотность топлива при заданной температуре окружающего воздуха, то производятся такие действия:

1. По таблицам находится значение плотности (рекомендуется использовать единицу измерения г/см³), соответствующее исследуемому нефтепродукту при температуре 20°С.
2. При помощи ртутного или электронного градусника определяется степень нагрева горючего, залитого в емкость для хранения или перевозки.
3. Путем арифметических действий определить разницу температур, например, если емкость прогрета до 30°С, то дельта составит 30-20=10°С.
4. Определить отклонение плотности с учетом коэффициента 0,0007, в нашем случае 0,0007*10 = 0,007 г/см³.
5. Рассчитать значение плотности с учетом корректировки. Если горючее нагрето выше 20°С, то из паспортного значения вычитается число 0,007 г/см³. Если топливо охлаждено, то к паспортному значению удельной плотности добавляется поправочный коэффициент.

Заключение

Небольшой расход дизельного топлива, минимальный уровень токсичности, большой ресурс и высокий КПД делает «дизели» одним из наиболее популярных видов двигателей. Все это ведет к сохранению спроса на ДТ, необходимое для тракторов, грузовых машин, судов, ж/д и другой техники.

Главным «камнем преткновения» являются проблемы с экологичностью, что вынуждает многих производителей отказываться от дизельных моторов в пользу более безопасных силовых агрегатов. Но это больше касается легковых авто, а вот спецтехника, грузовики и другой упомянутый выше транспорт еще долго будут главными потребителями дизтоплива.