Методика определения цетанового числа

Топливо дизельное должно иметь самовоспламеняемость (t_СВ = 250 – 300 °С), обеспечивающую устойчивую работу двигателя.

Способность дизельного топлива самовоспламеняться оценивается цетановым числом (ЦЧ). Цетан (С₁₆Н₃₄) – это углеводород с хорошей воспламеняемостью, ЦЧ = 100, α -метилнафталин (С₁₁Н₁₀) – с плохой воспламеняемостью,
ЦЧ = 0.

Цетановое число определяется на специальной одноцилиндровой установке: частота вращения вала двигателя n = 900 мин ^{– 1}; угол опережения впрыска топлива φ = 13⁰. Топливо подаётся в камеру сгорания при помощи топливного насоса высокого давления и форсунки. Под действием высокого давления топливо распыливается форсункой и подается в предкамеру, в которой при помощи подвижного поршня может изменяться объем и соответственно степень сжатия.

Процесс смесеобразования включает в себя распыливание топлива, его смешение с воздухом, нагрев, испарение, окисление и самовоспламенение. Время от момента подачи топлива до его воспламенения – период задержки воспламенения, который зависит от цетанового числа, температуры и давления.

Испытания проводят на одноцилиндровом двигателе серии ИТД-90 методом совпадения вспышек. Степень сжатия (7-23) изменяется при помощи подвижного поршня, расположенного в предкамере. Установка имеет один бачок для хранения исследуемого топлива и два для эталонных топлив.

1. Начало впрыска топлива устанавливают за 13° до ВМТ.

2. Запускают двигатель и, изменяя степень сжатия, добиваются того, чтобы начало сгорания происходило в ВМТ.

3. Исследуемое топливо отключают, двигатель начинает работать на эталонной смеси с известным цетановым числом. Подбиранная эталонная смесь должна воспламениться в ВМТ. Если эталонная смесь, состоящая из 40 % цетана, 60 % α -метилнафталина, воспламенилась в ВМТ, то цетановое число исследуемого топлива равно 40.

Цетановое число есть показатель воспламеняемости дизельных топлив, который численно равен процентному содержанию цетана в такой эталонной смеси с α -метилнафталином, которая по воспламеняемости (периоду задержки воспламенения) эквивалентна испытываемому топливу.

Начало подачи топлива и момент воспламенения оцениваются при помощи неоновых ламп, расположенных на маховике. Лампы воспламеняются при подаче напряжения в момент замыкания контактов. Одни контакты замыкаются при подъеме иглы (начало подачи топлива), другие – при повышении давления в момент воспламенения топлива. Угол от первой вспышки до второй есть период задержки воспламенения. Подбирая эталонную смесь из цетана и
a-метилнафталина, добиваются равного периода задержки воспламенения
(метод совпадения вспышек).