Дизельное топливо — широко известное топливо на нефтяной основе, используемое для автомобилей и другой техники. Оно производится путем перегонки нефти и по своему составу, качеству и плотности должно соответствовать стандартам ГОСТ и ЕС.
Плотность дизельного топлива
Плотность является ключевым фактором, определяющим качественные свойства дизельного топлива. Она измеряется в кг/м3 или г/см3 и показывает, сколько массы содержится в одном кубическом метре. Это отношение массы к объему называется удельным весом ДТ. С плотностью тесно связаны эксплуатационные характеристики силовых установок, поскольку на нее может влиять изменение температуры. Кроме того, на качество дизельного топлива влияет наличие присадок или более тяжелых фракций.
Влияние температуры на плотность дизельного топлива
Плотность дизельного топлива — это параметр, на который сильно влияет температура. При повышении температуры удельный вес топлива уменьшается. Наиболее желательная температура для дизельного топлива — от 18 до 20 градусов Цельсия. Для контроля этой характеристики используется аэрометр, при этом при расчете плотности топлива учитывается поправочный коэффициент 0,0007 г/см3 на 1 градус.
Плотность и другие характеристики дизельного топлива по ГОСТ Р 305−82
ГОСТ Р 305−82 — нормативный документ, устанавливающий плотность, а также другие требования к дизельному топливу. К ним относятся:
-
Массовая доля серы
-
Климатические условия эксплуатации
-
Маркировка
-
Классификация
-
Экологические классы и другие характеристики
Связь плотности топлива с экономичностью его потребления
Плотность дизельного топлива влияет на его экономичность.
Расход и плотность топлива зависят от температуры
Плотность и расход дизельного топлива напрямую зависят от температуры. Энергия, выделяемая при сгорании дизельного топлива, прямо пропорциональна его плотности, что делает использование летнего дизельного топлива более экономичным. Однако в холодное время года оно менее выгодно. Это связано с тем, что летнее дизельное топливо содержит не только углеводороды, обладающие всеми энергетическими запасами, но и растворенный парафин. Этот компонент замерзает даже при незначительном понижении температуры, вызывая увеличение вязкости и плотности топлива, а также снижение пропускной способности фильтрующего элемента.
Плотность дизельного топлива зависит от фракционного состава
Плотность дизельного топлива определяется соотношением его фракций. При преобладании тяжелых углеводородов качество впрыска горючей жидкости в камеры сгорания через форсунки снижается. Это обусловлено высокой температурой кипения более тяжелых фракций, что снижает эффективность смешивания с молекулами воздуха. В результате для воспламенения паров дизельного топлива требуется более высокий температурный режим.
Зимнее топливо для дизельных двигателей
Использование зимнего топлива для дизельных двигателей при низких температурах является наиболее эффективным. Такое топливо содержит ряд присадок, препятствующих застыванию парафина и повышающих его вязкость. Ошибочно мнение, что те же присадки, добавленные в летнее дизельное топливо, сделают его пригодным для использования в зимнее время. Присадки могут снизить температуру загустевания горючей смеси, но они не оказывают существенного влияния на плотность дизельного топлива. Поэтому зимой наиболее важным фактором является удельный вес, а летом большее внимание уделяется содержанию серы и цетановому числу.
Расчет плотности, массы и объема дизельного топлива
В зимнее время плотность дизельного топлива ниже, что увеличивает расход топлива. Обледенелые и заснеженные дороги затрудняют движение, что приводит к еще большему расходу топлива. Чтобы рассчитать плотность, массу и объем дизельного топлива в соответствии с ГОСТом, необходимо использовать специальные формулы.
Плотность топлива
Отношение между массой и объемом называется плотностью топлива. Это соотношение выражается следующим образом: p = m/V. Согласно ГОСТу, плотность летнего дизельного топлива составляет 860 кг/м3, зимнего — 840 кг/м3, арктического — 830 кг/м3.
Это означает, что в 1 л летнего топлива содержится 860 г, в 1 л зимнего — 840 г, а в 1 л арктического — 830 г.
Если рассчитать количество дизельного топлива в 1 кг, то для летнего топлива оно составляет 1,163 л, для зимнего — 1,190 л, а для арктического — 1,205 л.
Самоконтроль плотности ДТ
Для того чтобы гарантировать качество получаемого дизельного топлива, владельцы автомобилей должны приобретать его у надежных поставщиков. Тем не менее, если неуверенность все же остается, можно самостоятельно провести анализ плотности дизельного топлива. В частности, обычно это делается зимой, а оптимальная температура для проведения анализа должна быть не ниже −10 градусов Цельсия (не ниже −20°C в случае арктического дизельного топлива).
Приведенные значения ДТ
Приведенные значения плотности, массы и вместимости дизельного топлива рассчитаны при температуре +20°С. При колебаниях температуры эти показатели могут изменяться. Эти значения можно найти в специальных таблицах.
Проверка качества дизельного топлива
Наиболее прямым способом оценки качества дизельного топлива является визуальный осмотр заправочного пистолета. Если капли ДТ на его кромке остаются жидкими и не застывают, значит, топливо хорошего качества.
Простой и доступный способ оценки плотности дизельного топлива — поместить небольшое количество ДТ на стальную поверхность и наблюдать за его мутностью и растекаемостью. Если топливо остается жидким, значит, дизтопливо качественное. С другой стороны, если оно мутнеет и начинает застывать, значит, оно не соответствует стандартам, так как зимнее дизельное топливо высшего сорта не должно застывать при температуре ниже −40°С.
Точное исследование дизельного топлива
Было проведено исследование, в ходе которого емкость с топливом помещалась в помещение с температурой около 20 градусов Цельсия. Затем температура воздуха и топлива уравнивалась, после чего плотность дизельного топлива измерялась с помощью ареометра и сравнивалась с установленными значениями. Удельный вес дизельных топлив оказался выше, чем у бензинов: 760 кг/м3 для АИ-92, 750 г/см3 для АИ-95 и 780 кг/м3 для АИ-98. С другой стороны, наименьшую плотность имел сжиженный газ — 530 кг/м3, а авиационный керосин — 810 кг/м3.
Шаги по расчету плотности дизельного топлива
-
Получите индикатор ДТ при температуре +20°С.
-
С помощью термометра определите температуру топлива, предположим, что она составляет +30°C.
-
Вычислите разницу между двумя температурами: 30°C — 20°C = 10°C.
Рассчитать поправочный коэффициент
Для определения общего поправочного коэффициента необходимо умножить температурный коэффициент на 10. В примере с летним дизельным топливом это будет 0,0007 × 10 = 0,007 г/см3 (или 7 кг/м3).
Вычесть из эталонного значения
После определения поправочного коэффициента его необходимо вычесть из эталонного значения плотности дизельного топлива. В случае летнего дизельного топлива это даст результат 860−7 = 853 кг/м3. Однако если текущая температура дизельного топлива ниже +20 градусов, то поправочный коэффициент следует не вычитать, а прибавлять.
Особенности эксплуатации дизельного топлива
Плотность дизельного топлива является важнейшим фактором, определяющим климатическую пригодность и эксплуатационные характеристики двигателя. Неправильный выбор или использование низкокачественного топлива (не соответствующего нормам плотности) может привести к засорению фильтров, снижению эффективности работы двигателя и увеличению расхода топлива из-за дополнительной нагрузки на топливную систему. Использование неподходящего по типу и плотности дизельного топлива также может стать причиной преждевременного выхода двигателя из строя.
Летнее дизельное топливо лучше в жаркую погоду
В летние месяцы важно помнить, что зимнее дизельное топливо использовать не следует. При его использовании ухудшается работа двигателя и повышается дымность. Поэтому при температуре выше 0°С, даже ночью, лучше перейти на летнее дизельное топливо. Это топливо предназначено для использования при температуре воздуха до +45°С.