Дизельное топливо используется для заправки автомобилей, сельскохозяйственной техники и железнодорожного транспорта. Его стандарт устанавливается ГОСТом и ТР ТС, что влияет на работу двигателей внутреннего сгорания, в частности, его плотность. Она может изменяться под воздействием внешних факторов. На плотность дизельного топлива влияет наличие более тяжелых фракций. При увеличении КПД двигателя ухудшается испаряемость, происходит ускоренное нагарообразование.
Плотность дизельного топлива
Плотность дизельного топлива, или удельный вес,— это отношение массы топлива к его объему. Ее значение зависит от типа и температуры топлива. Обычно она выражается в килограммах на кубический метр или граммах на кубический сантиметр.
Справочные значения
Расчет удельного веса ДТ обычно производится при температуре 20°C. Любое отклонение от этой температуры требует корректировки коэффициента. При нагреве топлива производится вычитание, а при охлаждении — прибавление.
Параметры, влияющие на плотность дизельного топлива
При измерении плотности дизельного топлива необходимо учитывать тип топлива, перепады температуры и наличие присадок. Это связано с изменением эталонных значений массы и объема.
Влияет ли температура на плотность дизельного топлива?
Температура влияет на плотность дизельного топлива.
Плотность и температурная изменчивость DT
При оптимальной температуре 20°С плотность ДТ достигает своего максимума. При определении количества дизельного топлива в резервуарах и бочках инспекторы учитывают трансформацию плотности топлива, рассчитывают показатели с учетом поправочных коэффициентов и сравнивают полученные результаты с табличными данными. При этом также учитывается разброс плотности в летние и зимние месяцы.
Определение удельного веса дизельного топлива
Согласно действующим методическим рекомендациям, удельный вес дизельного топлива определяется в зависимости от климатических условий:
- Летний период (плюсовые температуры) — 860 кг/м3
- Зимний период (до −35°С) — 840 кг/м3
- Северные районы (до −50°С) — 830 кг/м3
При выходе температуры за указанные пределы топливо становится слишком густым, и парафины блокируют систему подачи топлива.
Расчет плотности ДТ
Этапы:
-
Найдите табличное значение (в г/см3) плотности топлива при 20°C.
-
С помощью термометра измерить температуру дизельного топлива. Скажите, что полученный результат равен 31°C.
-
Вычислите разность температур 31°C — 20°C = 11°C.
-
Найдите поправочный коэффициент: 11 × 0,0007 = 0,0077 (г/см3).
Расчет плотности
Для расчета плотности необходимо из паспортного значения DT вычесть поправочный коэффициент. Для температур ниже 20°C действует тот же алгоритм, за исключением того, что последний шаг — сложение, а не вычитание.
Эффективность и плотность
Прямой корреляции между этими двумя показателями не существует. Плотность зимнего дизельного топлива зависит от требований ГОСТа и температуры и отличается от летнего варианта.
Экономичность зимнего топлива не зависит от затрат
Вопреки распространенному мнению, зимнее топливо так же экономично, как и в другое время года. Лишние расходы, такие как подогрев антифриза, магистралей, блока цилиндров, кабины и т. п., не влияют на расход топлива.
Расчет плотности топлива при 20°C
Чтобы сделать точный теоретический расчет, необходимо провести измерения с помощью ареометра и термометра в баке, где находится топливо.
Расчет разности температур
Чтобы определить тип используемого топлива, необходимо сначала рассчитать разность температур.
Применение поправочного коэффициента
После этого к результатам расчета следует применить поправочный коэффициент. Это позволит определить тип используемого топлива, вязкость топлива и возможность его использования в различных климатических зонах.
Зависимость от плотности
По плотности топлива можно определить, в каких условиях его можно использовать и какое влияние оно окажет на двигатель. Если выбрать неправильное дизельное топливо, то это чревато тяжелыми последствиями.
Ухудшение работы двигателя
Снижается мощность двигателя, ухудшается его пусковой и крутящий момент. При движении в сложных условиях, таких как дождь, снег, подъемы и спуски, с типичной для автомобиля нагрузкой, будет наблюдаться повышенный расход топлива и чрезмерный износ двигателя.
Зависимость плотности от качества ДТ
Плотность влияет на количество фракций в составе топлива. Если показатель выше, то это свидетельствует о наличии в ДТ тяжелых углеводородов. Это ухудшает процесс выброса дизельного топлива, замедляет образование топливной смеси, что приводит к нарушению работы двигателя, увеличению расхода дизельного топлива и повышенному образованию углеродистых отложений.
Требования, регламентированные ГОСТом
ГОСТ диктует условия, которым должно соответствовать ДТ, в зависимости от вида топлива. Важными аспектами являются:
— Содержание серы; — климатические условия; — Маркировка; — Категоризация; — Класс окружающей среды и другие критерии.
Все это влияет на технические характеристики топлива, а также на область его применения.
Требования к составу топлива
ГОСТы Р 305−82 и 52368−2005 регламентируют допустимое количество примесей и плотность по маркам. Превышение этих показателей отрицательно сказывается на работе двигателя внутреннего сгорания, давлении впрыска топлива и составе отработавших газов.
ГОСТ не допускает присутствия любых водных растворов из-за возможности коррозии и повреждения фильтров и насосов.
Причины повышенного расхода дизельного топлива в зимний период
Более низкая плотность дизельного топлива зимой по сравнению с летом влияет на количество энергии, выделяемой при работе двигателя внутреннего сгорания. Это приводит к увеличению расхода топлива. В то же время в зимний период дополнительно расходуется топливо на обогрев кабины водителя, топливной системы, подогрев масла и т. д.
Не использовать летнее топливо
Категорически запрещается использовать летнее топливо, так как в его состав входят парафины, снижающие ликвидность дизельного топлива. При низких температурах дизельное топливо переходит в гелеобразное состояние.
Может ли дизельное топливо замерзнуть?
Вязкость дизельного топлива определяется типом топлива и объемом присутствующих в нем фракций. Если в дизельном топливе присутствует вода, то при температуре ниже 0°C топливо будет кристаллизоваться. На дне бака образуется лед, препятствующий поступлению топлива в топливную систему. Как только топливная система прогреется, поток топлива снова начнет поступать.
Идентификация зимнего топлива
Чтобы определить, продали ли вам зимнее топливо, можно провести простой тест. Налейте около 100 мл топлива в прозрачную емкость и поместите ее в морозильную камеру. Если жидкость начнет мутнеть, то, скорее всего, в ней содержатся парафины, что является признаком зимнего топлива. Хорошим показателем качества зимнего топлива является его способность оставаться жидким при температуре около −22 °С, а арктическое топливо должно оставаться жидким при температуре около −34 °С. Однако таких температур невозможно достичь в обычном холодильнике.
Самоконтроль плотности дизельного топлива при низких температурах
Существует множество способов определения плотности дизельного топлива в холодное время года. Следующие шаги позволят провести независимую оценку текучести:
- Оцените текучесть. Вылейте небольшое количество дизельного топлива на металлическую поверхность. Если топливо жидкое и не мутнеет, то оно пригодно для использования. Если топливо густое и мутное, то при использовании оно начнет кристаллизоваться, что приведет к поломке автомобиля. Этот метод эффективен при температуре ниже −10°С.
Оценка холодной температуры
Если температура ниже −20°С, обязательно проверьте капли на заправочном пистолете на предмет помутнения и загустения. При обнаружении этих признаков рекомендуется заправляться на другой АЗС.
Измерение точных данных
Точные данные можно получить с помощью гидрометра. Перед этим необходимо прогреть топливо до +20°С и произвести измерения. Затем сравните полученные результаты с табличными данными.
Оценка ДТ после заправки
Если информация, полученная в результате оценки, показывает, что топливо не соответствует необходимым требованиям, то следует снизить скорость кристаллизации. Для достижения этой цели в бак следует залить высококачественное дизельное топливо.
Шаг изменения плотности
Поправочный коэффициент — это шаг изменения плотности. Согласно ГОСТу, он составляет 0,0007 ед.
Показатели нефтепродуктов
Плотность дизельного топлива имеет большее значение, чем плотность бензина. Так, плотность АИ-92 составляет 0,76 г/см3, АИ-95 − 0,75 г/см3, АИ-98 − 0,78 г/см3. Наименьшую плотность имеет сжиженный газ — 0,53 г/см3, а авиационный керосин — 0,81 г/см3. Эти показатели основаны на количестве легких фракций, температура кипения которых составляет +50 °C. Текучесть топлива остается неизменной независимо от времени года. Кристаллизоваться оно начинает при температуре −60 °C.
Расчет основных показателей ДТ
Показания температуры являются существенным фактором, который необходимо учитывать при расчете основных показателей ДТ. Коэффициент коррекции для дизельного топлива составляет +20°C, а для бензина — +15°C. Полученные результаты могут иметь небольшую погрешность в зависимости от используемого прибора. Для получения точных ответов в лабораториях должны использоваться специализированные приборы.
Расчет массы
Для того чтобы определить массу нефтепродукта, необходимо умножить удельный вес на объем топлива. На резервуарах для хранения нефтепродуктов имеются этикетки и таблицы, обозначающие погрешность измерений.
Подсчет объема
При продаже продукта важно определить количество топлива. Для этого необходимо разделить массу на плотность топлива. Значение массы получают из сопроводительных документов, а плотность дизельного топлива выясняют по марке из записей. При отсутствии таких данных измерения проводятся с помощью гидрометра.
Определение плотности
Этот процесс включает в себя сравнение массы с объемом. Необходимые измерения можно найти в соответствующей документации или получить самостоятельно. Массу лучше всего определять путем взвешивания емкости, а объем, как правило, указывается на ее этикетке. При оценке плотности следует учитывать, что в зависимости от температуры могут потребоваться изменения.