Определение цетанового числа

Цетановое число (CN) демонстрирует взаимосвязь между воспламеняемостью и сжатием. Расчет проводится на основе сопоставления образца с соединением цетана (гексодекана) и α-метилнафталина. В численном выражении равняется процентному содержанию цетана в эталонной смеси, возгораемость которой совпадает с анализируемым образцом. Число эталонного вещества принимается за 100%.

В России установлены нормы для дизельного топлива.

.

Двигатель корректно действует при показателе, равном 40-55. В этом диапазоне возгорание происходит плавно, без перегрузки мотора. Если параметр меньше 40, после сжатия топливо воспламенится с существенной задержкой, что приводит к снижению двигательной мощности и другим сбоям. Дизтопливо, соответствующее значению 55, относится к премиальному классу. Увеличивать число более нет особого смысла, ведь увеличится расход горючего и будет выделяться больше сажи и копоти, уменьшающих ресурс рабочего агрегата.

Наиболее распространенным методом определения параметра является моторный. Испытания проводятся на опытном одноцилиндровом двигателе: в России это агрегат ИДТ-90 в соответствии с ГОСТами 3122 и 32508-2013. В установке проверяются характеристики возгораемости проверяемого дизтоплива и двух эталонных соединений с известными цетановыми значениями, большими и меньшими, чем у образца, за счет изменения сжатия.

Шкала чисел имеет диапазон от нуля до сотни, но на практике диапазон уже – 30-65.

Моторный метод признан стандартным, но обладает рядом недостатков:

• низкая повторяемость результатов,
• анализ требует много времени,
• необходим значительный объем исследуемого горючего,
• оборудование громоздкое и шумное, нуждается в отдельном помещении.

Описанная методика работает по принципу задерживания воспламенения. Есть и другие: совпадение вспышек (проводится на ИДТ-69) и предельный уровень сжатия.

Выделяют прямые и непрямые методики.

1. Прямые. К ним относятся немоторные методы, действующие на основе прямого исследования запаздывания появления пламени. Вместо двигателя – камера неизменного объема. Результаты хорошо сопоставляются с моторным подходом, отличаются достойной воспроизводимостью, новый подход позволяет сократить время испытания всего до 20 минут.

Проблемой можно назвать сильную зависимость итоговых данных от состава топлива. Анализ сложного дизтоплива, например, биодизеля, может выдавать ошибочное CN, т.к. входящие в состав компоненты воспламеняются в разное время.

Сейчас разрабатываются более эффективные методики, нацеленные на расчет в нескольких временных точках.

2. Непрямые. Действуют за счет анализа топливного состава. Чаще всего применяются инфракрасные экспресс-спектрометры, выдающие точные данные за короткие сроки.

Основным недостатком считается необходимость калибровки приборов в зависимости от разновидности испытуемого горючего. Не работают с дизтопливом, в которое добавлены вещества, искусственно увеличивающие концентрацию гексодекана.