Значение цетанового числа дизельного топлива

Что такое октановое число, знает каждый, кто общается с автомобилями, катерами и вообще со всем тем, что имеет внутри бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Человек неискушенный в технике заметит, что «92-й» или «95-й» бензин намного «лучше» марки А-76 хотя бы потому, что его дорогой автомобиль, заправленный таким топливом, сразу станет слабым и немощным, будет чихать и плеваться дымом, но моментально обретет вновь свои качества при работе на высокооктановом горючем. Более же грамотный автомобилист, водномоторник или мотоциклист скажет, что октановое число бензина примерно отражает допустимую степень сжатия двигателя, способного полноценно работать на данной марке топлива.

Определение «полноценно работать» в данном случае означает отсутствие детонационного или взрывообразного сгорания в цилиндрах двигателя. Повышение степени сжатия, необходимое для достижения больших мощностей и приемлемой по сегодняшним меркам топливной экономичности имеют также и негативные последствия. Максимальные давления сжатия и сгорания неотвратимо растут, что приводит к расщеплению молекул топлива в цилиндрах двигателя и образованию большого количества свободных радикалов, действие которых при сгорании напоминает эффект, производимый взрывчатыми веществами.

Совершенно аналогичную природу имеет и процесс взрывного горения, происходящего в двигателях при работе их на топливе - дизельном, имеющем недостаточно высокое цетановое число. Как известно, этот показатель характеризует так называемый период задержки воспламенения или временной промежуток между началом подачи дизтоплива и началом его горения.

Как было бы здорово, если бы топливо реагировало с кислородом воздуха по мере его подачи! И двигатель работал бы мягко, и нагрузки на поршни и кривошипно-шатунный механизм снизились бы, да и ресурс дизеля подрос бы весьма ощутимо. Так оно и происходит в малооборотных дизелях, где времени на процесс сгорания отведено более чем достаточно, а температура и давление в цилиндре относительно невысоки. Закон нарастания давления здесь плавный, новые порции дизельного топлива, подающиеся в уже развившийся фронт пламени, сгорают немедленно в момент поступления, поэтому детали двигателя не испытывают ударных нагрузок. Становится ясно, почему требования к цетановому числу в этом случае не слишком велики.

Совершенно иные условия имеют место в быстроходном двигателе, поэтому, прежде чем покупать дизельное топливо для него, цетановым числом следует поинтересоваться обязательно. 50-60 оборотов в секунду, совершаемые коленчатым валом современного автомобильного дизеля, оставляют на полный цикл сгорания лишь ничтожные мгновения. Минимальный период задержки воспламенения приобретает в этом случае огромное значение. Микроскопические частицы дизельного топлива, оказываясь в сжатом раскаленном воздухе, проходят несколько периодов горения, первым из которых является беспламенное окисление. Именно в это время и образуется «взрывчатка» – разветвленные и подвижные свободные радикалы. Между тем новые порции дизтоплива продолжают поступать в цилиндр, горючий материал накапливается и, в конце концов, следует взрыв…

И так раз за разом, до бесконечности, пока двигатель не выйдет из строя или не будет остановлен. Но не все, разумеется, так уж фатально, защита от этой неприятности есть. Нужно лишь сократить время накопления первичных порций дизельного топлива, не дать развиться ударной волне в камере сгорания дизеля. Тогда задача будет решена. Средство для этого состоит в обеспечении необходимого цетанового числа – при помощи соблюдения оптимального фракционного состава дизтоплива и наличия в нем специальных топливных присадок.