Цетановое число можно определить при помощи переносного портативного прибора октанометра (цетанометра) ПЭ-7300.

Между цетановым и октановым числом, определенным исследовательским методом, существует связь:

ЦЧ = 60 – 0, 5· ОЧ _И. (3.2)

Бензин марки Аи-98 имеет низкое цетановое число (12) и не сможет самовоспламениться в камере сгорания дизеля. Для работы дизеля на бензине используются низкооктановые бензины.

На рис. 3.4 показано изменение жесткости процесса сгорания (С) и удельного расхода топлива (qe) от величины ЦЧ для дизеля.

Рис. 3.4. Зависимость жесткости процесса сгорания (кривая 2)
и удельного расхода топлива (кривая 1) от значения цетанового числа (ЦЧ)

При цетановом числе менее 40 ухудшаются пусковые качества дизеля, растет жесткость процесса сгорания, увеличивается расход топлива. Это связано с тем, что при малых значениях цетанового числа ухудшается самовоспламеняемость топлива. Вспышка распыленного топлива происходит с опозданием в момент, когда его часть в виде плёнки сконцентрировалась на стенке камеры сгорания. Процесс сгорания нераспыленного топлива ухудшается.

При цетановом числе более 60 улучшаются пусковые свойства дизеля, снижается жесткость процесса сгорания, но расход топлива увеличивается. Увеличение расхода топлива объясняется тем, что при больших цетановых числах скорость воспламенения топлива повышается. Топливо воспламеняется в зоне распылителя. В результате малого периода задержки воспламенения топливо не успевает распространиться по всему объему камеры сгорания. Воздух (кислород), поступивший в камеру сгорания, полностью не используется в процессе сгорания. Часть топлива не сгорает, образуется сажа. Топливо, смешанное с воздухом, должно воспламениться в момент, когда передний фронт факела коснется стенки камеры сгорания.

Оптимальное значение цетанового числа (47 – 55) зависит, главным образом, от способа смесеобразования.

Различают три основных способа смесеобразования.

1. Объёмный (КамАЗ) – распыливаемое топливо подаётся в объём камеры сгорания, жёсткость сгорания достигает 0, 6 – 1 МПа/град.

2. Плёночный («Икарус») – топливо подаётся на горячую стенку, испаряется и плавно сгорает. Жёсткость снижается до 0, 2 – 0, 4 МПа/град. Двигатель работает мягко, но неэкономично с плохими пусковыми качествами.

3. Объёмно-плёночный (ЗИЛ 645) – часть топлива подаётся на стенку, а часть – в объём камеры сгорания. Жёсткость достигает 0, 4 – 0, 6 МПа/град.

Жёсткость процесса сгорания определяется по индикаторной диаграмме на участке резкого повышения давления (см. рис. 3.3). От жесткости сгорания зависят экономичность двигателя, вибрации и стуки. Жёсткость процесса сгорания представляет отношение приращения давления на участке резкого нарастания давления за один градус поворота коленчатого вала (МПа/град).

Считается, что при повышении давления на один градус поворота коленчатого вала на 0, 2 – 0, 5 МПа двигатель работает мягко, при повышении давления до 0, 6 – 0, 9 МПа – жестко, а при повышении давления более 0, 9 МПа – очень жестко.

Контрольные вопросы

1. Маркировка дизельных топлив по ГОСТ 305-82 и ГОСТ Р 52368-2005.

2. Характеристики дизельных топлив (цетановое число, температура вспышки, помутнения и замерзания).

3. Цетановое число, методика определения.

4. Что представляют эталонные топлива цетан и α -метилнафталин?

5. Какая связь между цетановым и октановым числом?

6. Как влияет цетановое число на жесткость процесса сгорания и экономичность?

7. Что называется коэффициентом фильтруемости, предельной температурой фильтруемости и кислотным числом?

8. Почему высокооктановые бензины трудно самовоспламеняются и их нельзя использовать вместо дизельного топлива?

9. Почему зимнее дизельное топливо можно использовать летом, а летнее нельзя использовать зимой?

10. Индикаторная диаграмма (изменение давления в цилиндре) бензинового двигателя, фазы сгорания.

11. Индикаторная диаграмма дизельного двигателя, жесткость процесса сгорания, фазы сгорания.