Бензин и дизельное топливо — продукты дистилляции сырой нефти. Они состоят из множества различных углеводородов. Температура кипения бензина находится в диапазоне от 30 до 210 °С, а дизельного то­плива — от 180 до 370 °С. Дизельное топливо воспламеняется в среднем при температуре приблизительно 350 °С (нижний предел — 220 °С), то есть значительно при меньших температурах, по сравнению с бензином (в среднем-500 °С).

Содержание

Характеристики автомобильного топлива

Теплотворная способность топлива

Обычно чистая теплотворная способность H n обуславливает энергетическое содержание топлива; она соответствует используемому количеству теплоты, выделяемому во время полного сгорания. Полная теплотворная спо­собность H g , с другой стороны, определяет полную теплоту, включая как механически создаваемое тепло, так и тепло, выделяемое при конденсации водяных паров. Однако, этот компонент не учитывается примени­тельно к автомобилям.

Чистая теплотворная способность дизель­ного топлива, равная 42,9-43,1 МДж/кг, не­много выше, чем у бензина (40,1-41,9 МДж/кг).

Окислители, то есть, топлива или компо­ненты топлива, содержащие кислород, такие как спиртовые топлива, эфир или метиловые эфиры жирной кислоты, имеют меньшую теплотворную способность, чем чистые угле­водороды, поскольку кислород, присутству­ющий в этих соединениях, не способствует процессу сгорания. Поэтому двигатель, име­ющий сопоставимую мощность с мотором, питаемым обычным топливом, имеет повы­шенный расход топлива.

Теплота сгорания топливовоздушной смеси

Теплота сгорания топливовоздушной смеси определяет выходную мощность двигателя. При стехиометрическом соотношении воздух/топливо теплота сгорания для сжижен­ных газообразных и жидких автомобильных топлив составляет примерно 3,5-3,7 МДж/м 3 .

Содержание серы в автомобильном топливе

В интересах сокращения эмиссии диоксида серы SO 2 и защиты каталитических нейтра­лизаторов отработавших газов, содержание серы в бензине и дизельном топливе было ограничено с 2009 года до 10 мг/кг на всей территории Европы. Топливо, соответствую­щее этому предельному значению, известно как «топливо, свободное от серы». Таким об­разом, достигается обессеривание топлива. До 2009 года для использования в Европе было разрешено, введенное в начале 2005 года, использование топлива с содержанием серы <50 мг/кг. Германия занимает лидирую­щие позиции в обессеривании топлива — уже с 2003 года, под действием мер в области на­логообложения, в этой стране используется топливо, свободное от серы.

В США, предельное значение содержания серы в бензинах, выпускаемых в промыш­ленном масштабе, с 2006 года ограничивается величиной 80 мг/кг, при этом среднее значение для общего количества проданного и импортированного топлива составляет 30 мг/кг. Отдельные штаты, например, Кали­форния, установили более низкие ограниче­ния.

Кроме того, с 2006 года в США выпуска­ется свободное от серы дизельное топливо (содержание серы составляет максимум 15 мг/кг, ULSD — дизель с ультранизким со­держанием серы). К концу 2009 года, однако, только 20% топлива имело содержание серы не более 500 мг/кг.

Бензины

В Германии продаются следующие : Normal, Super и Super Plus. Отдельные по­ставщики заменили Super Plus на топливо с октановым числом 100 (V-Power 100, Ultimate 100, Super 100), у которых, кроме октанового числа, были изменены присадки.

В США бензин продается под марками Regular и Premium; они примерно сопо­ставимы, соответственно, с выпускаемыми в Германии Normal и Super. Бензины Super или Premium, благодаря более высокому ароматическому содержанию основы и добавлению компонентов, содержащих кисло­род, демонстрируют высокое сопротивление детонации и имеют более предпочтительное применение в двигателях с более высокой степенью сжатия.

Переформулированный бензин — термин, используемый для описания бензина, кото­рый, благодаря измененному составу, отли­чается меньшими испаряемостью и эмиссией отработавших газов, чем обычный бензин. Требования к переформулированному бен­зину приводятся в Законе о чистом воздухе, принятом в США в 1990 году. Этот закон регламентирует, например, меньшие значения давления насыщенных паров, содержания ароматиков и бензола и температуры выкипа­ния. Он также предписывает использование присадок, очищающих топливную систему от загрязнений и отложений.

Топливные стандарты для бензинов

Европейский стандарт EN 228 (2008) опре­деляет требования к неэтилированному бен­зину для использования в двигателях с искро­вым зажиганием. Определенные для каждой страны отдельные значения изложены в на­циональных приложениях к этому стандарту. Этилированный бензин в Европе запрещен. Технические требования США к топливам для двигателей с искровым зажиганием содер­жатся в ASTM D4814 (ASTM — Американское общество по испытанию материалов).

Большинство топлив для двигателей с ис­кровым зажиганием, которые продаются се­годня, имеют в своем составе компоненты, которые содержат кислород (окисляются). В этом отношении особое практическое зна­чение получил этанол, так как «Директива биотоплива ЕС» предусматривает минималь­ный объем выпуска для возобновляемого топлива (см. ).

Многие страны определили минимальные доли для биогенных компонентов в бензинах, которые достигнуты по большей части за счет использования биоэтанола. Но также исполь­зуются и эфиры, произведенные из мета­нола или этанола — МТВЕ (метилбутиловые эфиры) и ЕТВЕ (этилбутиловые эфиры), их добавляют в Европе до 15% по объему.

Добавление спиртов может привести к не­которым трудностям. Спирты увеличивают испаряемость, могут повредить материалы, используемые в топливной системе, напри­мер, могут вызвать распухание эластомера и коррозию. Кроме того, в зависимости от содержания алкоголя и температуры, появ­ление даже небольшого количества воды мо­жет привести к расслоению и формированию водной спиртовой фазы.

Эфиры в бензине

Эфиры не сталкиваются с проблемой рас­слоения. Эфиры, обладая более низким дав­лением насыщенных паров, более высокой теплотворной способностью и более высоким октановым числом, чем этанол, являются хи­мически устойчивыми компонентами с хоро­шей физической совместимостью. Поэтому они демонстрируют преимущества с точки зрения, как логистики, так и работы двигателя. По причинам большей устойчивости и боль­шего сохранения СO 2 , при установлении квот для биогенного топлива, в основном отдается предпочтение ЕТВЕ. Существующие заводы МТВЕ переоборудуются на производство ЕТВЕ.

В европейском стандарте бензина EN 228 содержание этанола ограничено 5 % по объему (Е5). В Америке примерно одна треть всех бензинов содержит этанол — до 10% по объему (Е10), для которого дав­ление насыщенных паров, превышающее приблизительно 7 кПа, разрешено согласно американскому стандарту ASTM D4814.

В настоящее время на европейском рынке не все транспортные средства оборудованы материалами, позволяющими функциони­ровать с Е10. Европейский стандарт для Е10 продолжает действовать. Чтобы позво­лить топливу Е10 быть введенным на немец­ком рынке, в апреле 2010 года был издан стандарт Е DIN 51626-1:2010-04. Он уста­навливает, в дополнение к характеристикам Е10, требования, охраняющие существую­щий стандарт с максимальным содержанием этанола 5% по объему для транспортных средств, которые не являются совместимыми с Е10. В Бразилии бензин всегда содержит этанол в количестве 22-26% по объему.

Характеристики бензинов

Плотность бензинов

Европейский стандарт EN 228 ограни­чивает плотность бензинов диапазоном 720-775 кг/м 3 . Поскольку топливо повышен­ного качества, в основном, включает более вы­сокую пропорцию ароматических соединений, оно имеют большую плотность, чем высокоо­ктановый бензин, а также обладает немного более высокой теплотворной способностью.

Антидетонационные свойства (октановое число)

Октановое число определяет детонационную стойкость бензина (сопротивление детона­ции). Чем выше октановое число, тем больше сопротивление детонации. Наибольшей де­тонационной стойкостью обладает изооктан, его стойкость принимается за 100 единиц, наименьшей — п-гептан, стойкость которого принимается равной нулю.

Октановое число топлива определяется на стандартизированном испытательном двига­теле. Численное значение соответствует про­порции (в % по объему) изооктана в смеси изооктана и п-гептана, которая демонстри­рует то же самое сопротивление детонации, как топливо, которое будет испытываться.

Исследовательский и моторный методы определения октанового числа

Октановое число, определяемое испыта­ниями по исследовательскому методу, имеет сокращение RON (исследовательское октановое число). RON характеризует дето­национную стойкость бензинов при исполь­зовании их в двигателях, работающих в усло­виях неустановившихся режимов (движение по городу). Октановое число, определяемое испытаниями по моторному методу, имеет сокращение MON (моторное октано­вое число). MON определяет детонационную стойкость топлива при высоких скоростях.

Моторный метод отличается от исследова­тельского метода использованием предвари­тельно подогреваемых смесей, более высокой частотой вращения коленчатого вала двигателя и переменным распределением зажигания, таким образом, созданием более строгих тепловых тре­бований к топливу при испытании. Значения MON для одного и того же топлива ниже, чем RON.

Увеличение сопротивления детонации

Нормальный (неочищенный) бензин прямой гонки показывает низкие антидетонацион­ные свойства. Только смешиванием такого бензина с различными компонентами нефтеперегонки, обладающими сопротивлением детонации, (преобразованные компоненты) можно получить топливо с высоким октано­вым числом, подходящим для современных двигателей. Можно увеличить сопротивление детонации, добавляя компоненты, содержа­щие кислород, такие как спирты и эфиры.

Испаряемость бензинов

Для обеспечения успешной эксплуатации двига­теля бензины должны удовлетворять достаточно жестким требованиям по испаряемости. С одной стороны, автомобильное топливо должно со­держать большое количество высоколетучих соединений для обеспечения надежного запуска холодного двигателя, но, с другой стороны, име­ются ограничения по испаряемости топлива, с тем чтобы не ухудшать эксплуатацию и запуск прогре­того двигателя. Кроме того, потери топлива за счет испарения, в соответствии с действующими нор­мативными актами по охране окружающей среды, должны быть на низком уровне. Испаряемость бензинов определяется различными способами.

Стандарт EN 228 классифицирует испаряе­мость топлив по классам, различающимся по уровням давления насыщенных паров, зависи­мости температуры испарения от индекса обра­зования паровой пробки VLI. В зависимости от местных климатических условий в европейских странах разработаны свои национальные стан­дарты испаряемости автомобильного топлива. Различные значения испаряемости устанавли­ваются в стандартах для лета и зимы.

Температура перегонки бензинов

Для того чтобы оценить действие топлива, необходимо рассмотреть различные значения температуры перегонки. Стандарт EN 228 опре­деляет предельные значения, установленные для испаряемых объемов топлива при 70, 100 и 150 °С. табл.. Объем испаряемого топлива при 70 °С должен быть достаточным для того, чтобы гарантировать легкий запуск холодного двига­теля (это было важно для карбюраторных дви­гателей). Однако, объем перегоняемого при этой температуре топлива не должен быть слишком большим, иначе на горячем двигателе в топливе будут образовываться пузырьки пара. Объем топлива, перегоняемого при 100 °С, определяет характеристики прогретого двигателя, влияю­щие на ускорение и реакцию двигателя, на­гретого до нормальной рабочей температуры. Объем топлива, перегоняемого при 150 °С, должен быть достаточно высоким, чтобы минимизировать разжижение моторного масла. В особенности это важно для холодного двига­теля, когда плохо испаряемые нелетучие компо­ненты бензина могут пройти из камеры сгорания по стенкам цилиндров в моторное масло.

Давление насыщенных паров

Давление насыщенных паров, измеряемое при температуре 37,8 °С (100 °F), в соответ­ствии со стандартом EN 13016-1, является показателем безопасности, при котором то­пливо может прокачиваться из топливного бака автомобиля и закачиваться в него. У давления насыщенных паров существуют пределы, прописанные в технических требо­ваниях. В Германии, например, это максимум 60 кПа летом и максимум 90 кПа зимой.

При разработке системы впрыска топлива также важно знать давление насыщенных паров при более высоких температурах (80-100 °С), поскольку повышение давления насыщенных паров из-за примеси спиртов, например, особенно становится очевидным при более высоких температурах. Если давле­ние насыщенных паров превышает давление впрыска, например, из-за роста температуры двигателя во время эксплуатации автомо­биля, это может привести к сбоям, вызван­ным формированием пузырьков пара.

Фракционный состав бензина

По фракционному составу, выражаемому в относительном объеме испаряемого топлива, оценивается склонность топлива к перегонке.

Падение давления в топливной системе (например, во время движения автомобиля в условиях высокогорья), сопровождающееся повышением температуры топлива, способствует испаряемости топлива и изме­нению фракционного состава, приводящим к ухудшению условий эксплуатации. Стан­дарт ASTM D4814 устанавливает, например, для каждого класса испаряемости темпера­туру, при которой отношение пара к жидко­сти не должно быть больше 20.

Индекс образования паровой пробки

Индекс образования паровой пробки (VLI) является математически рассчитываемой общей суммой десятикратного давления на­сыщенных паров (в кПа при 37,8 °С) и семи­кратного объема топлива, которое испаряется при 70 °С. С помощью этого дополнительного предельного значения можно ограничить ис­паряемость топлива так, чтобы в итоге мак­симальные значения давления насыщенных паров и температуры конца кипения не могли быть достигнуты в ходе производства то­плива.

Присадки в бензины

Присадки добавляются для улучшения ка­чества топлива, чтобы противодействовать ухудшению работы двигателя и токичности отработавших газа во время эксплуатации автомобиля. Пакеты присадок в основном используются в сочетании с отдельными компонентами с различными признаками. Чрезвычайная осторожность и точность тре­буются при испытании присадок и определе­нии их оптимальных составов и концентраций. Следует избегать нежелательных побочных эффектов. Присадки обычно добавляются к индивидуально маркируемым топливам на бензозаправочных станциях нефтеперерабатывающего завода, когда автоцистерны заполнены (дозирование конечного состоя­ния). Введение присадок в топливный бак ав­томобиля подвергает транспортное средство риску технических сбоев, если эти присадки несовместимы с конструкцией автомобиля.

Ингибиторы загрязнения топливной системы (моющие присадки)

Системы подачи топлива автомобильного двигателя (топливные форсунки, пусковые клапаны) необходимо предохранять от за­грязнений и осадочных отложений. Под­держание этих систем в незагрязненном состоянии является обязательным условием безопасной эксплуатации двигателя и сни­жения до минимума содержания токсичных компонентов в отработавших газах. Для до­стижения этого в топливо добавляются спе­циальные моющие присадки.

Ингибиторы коррозии для бензинов

Проникновение извне воды/влажности может привести к коррозии компонентов топливной системы. Коррозия может быть эффективно устранена добавлением ингибиторов корро­зии, которые формируют тонкую защитную пленку на металлической поверхности.

Стабилизаторы окисления для бензинов

Присадки, противодействующие старению топлива (антиоксиданты) добавляются в то­пливо, для того чтобы улучшить его стабильность во время хранения. Эти присадки предотвращают быстрое окисление топлива кислородом воздуха.

Дизельное топливо

Топливные стандарты для дизельного топлива

Требования для дизельных топлив в Европе устанавливает стандарт ЕN 590 (2009). Наиболее важные характеристки дизельных топлив изложены в табл.. Даже особые марки дизельных топлив, продаваемые на некоторых бензозаправочных станциях (на­пример, Super, Ultimate, V-Power), удовлетво­ряют этому стандарту. У всех этих дизельных топлив существуют различия в основных ха­рактеристиках и в составе присадок. V-Power содержит 5% по объему синтетического ди­зельного топлива.

В соответствии со стандартом EN 590, в допускается добавлять до 7% по объему биодизеля (FAME — мети-лэфиры на основе жирных кислот), качество которого предусмотрено нормами EN 14214 (2009). Добавка биодизеля улучшает сма­зывающую способность топлива, но также уменьшает стабильность к окислению. С це­лью проверки стабильности к окислению, в 2009 году был дополнен стандарт EN 590, в который также был включен параметр за­паса по старению, измеряемый как индукци­онный период при 110 °С, составляющий, по крайней мере, 20 часов в условиях испыта­ний, определенных нормами EN 15751.

Стандарт США для дизельных топлив ASTM D975 определяет меньшее число характеристик и устанавливает менее стро­гие ограничения. Он разрешает добавлять максимум 5% по объему биодизеля, который должен удовлетворять требованиям стандарта ASTM D6751.

Характеристики дизельного топлива

Цетановое число и дизельный индекс

Цетановое число (CN) характеризует вос­пламеняемость дизельного топлива. Чем выше цетановое число, тем больше тенден­ция топлива к воспламенению. Поскольку дизельный двигатель обходится без по­даваемой извне искры зажигания, топливо должно воспламеняться спонтанно (само­воспламенение) и с минимальной задержкой воспламенения при впрыскивании в горячий воздух, сжатый в камере сгорания. Цетано­вое число, равное 100, соответствует легко воспламеняемому н-гексадекану (цетану), а цетановое число, равное 0, соответствует медленно воспламеняющемуся альфаметилнафталину. Цетановое число дизельного топлива определяется на стандартизирован­ном одноцилиндровом испытательном дви­гателе CFR (CFR — объединенный комитет по изучению моторных топлив). Степень сжатия измеряется с постоянной задержкой воспла­менения. Сравниваемые топлива, содержа­щие цетан и альфаметилнафталин, испыты­ваются с установленной степенью сжатия. Содержание цетана в смеси изменяется, пока не будет получена та же самая задержка вос­пламенения. Содержание цетана в процентах определяет цетановое число.

Цетановое число, превышающее 50, более предпочтительно для оптимальной работы современных двигателей, особенно в усло­виях холодного старта. Высококачественные дизельные топлива содержат большой про­цент парафинов с высокими цетановыми числами. Наоборот, ароматические углево­дороды имеют низкую воспламеняемость.

Еще одним параметром воспламеняемо­сти топлива является дизельный индекс, который вычисляется на основе плотности топлива и различных точек на кривой кипе­ния. Этот чисто математический параметр не принимает во внимание влияние присадок, улучшающих свойства цетана, на воспламе­няемость. Для того чтобы ограничить регу­лирование цетанового числа посредством присадок, улучшающих свойства цетана, цетановое число и дизельный индекс были включены в список требований стандарта EN 590. Топливо, цетановое число которого уве­личено присадками, улучшающими свойства цетана, действует по-другому во время сгора­ния в двигателе, чем топливо с тем же самым естественным цетановым числом.

Температурный диапазон изменения фракционного состава

Температурный диапазон изменения фрак­ционного состава топлива, то есть темпера­турный диапазон, при котором испаряется топливо, зависит от состава топлива. Низкая точка кипения делает топливо более под­ходящим для использования в условиях хо­лодного климата, но также означает более низкое цетановое число и плохая смазы­вающая способность. Это увеличивает риск изнашивания компонентов системы впрыска. Однако, если точка кипения высокая, это мо­жет привести к большей эмиссии сажи и по­явлению нагара в распылителях форсунок. Это, в свою очередь, вызывает образование отложений в результате химического раз­ложения нелетучих топливных компонентов в отверстиях и колодце распылителя и добав­ление остаточных продуктов сгорания. Когда точка кипения выше, возможно протекание топлива по стенкам цилиндров и смешива­ние с моторным маслом. Поэтому процент нелетучих топливных компонентов не дол­жен быть слишком высоким. Ограничение добавки биодизеля до максимальных 7% по объему также вызвано его высокой точкой кипения (320-360 °С).

Предел фильтрации дизельного топлива

Осаждение кристаллов парафина при низких температурах может привести к забиванию то­пливного фильтра и, в конечном счете, к пре­рыванию подачи топлива. В худшем случае макрочастицы парафина начинают выпадать при 0 °С или при еще больших температурах. Пригодность топлива для использования в холодное время оценивается «пределом фильтрации» (CFPP). Европейский стандарт EN 590 регламентирует показатель CFPP для различных классов дизельных топлив, и, кроме того, это предельное значение может быть установлено отдельными государствами-членами ЕС, в зависимости от преобладающих географических и климатических условий.

Прежде, владельцы автомобилей с ди­зельным двигателем иногда добавляли в то­пливный бак высокооктановый бензин, чтобы улучшить показатели дизельного топлива на холоде. Эта практика не требуется в настоя­щее время, когда топливо соответствует стан­дартам, и это может в любом случае привести к повреждению, особенно в системах с то­пливным впрыском под высоким давлением.

Точка воспламенения дизельного топлива

Точка воспламенения — температура, при которой количество испарений топлива, на­копившихся в атмосфере, оказывается достаточным для воспламенения топливовоз­душной смеси. Соображения безопасности (при перевозке и хранении топлив) диктуют необходимость соответствия дизельного топлива требованиям стандарта класса A III «Опасные материалы», где определено, что точка воспламенения должна быть выше 55 °С. Добавление в дизельное топливо менее 3% бензина оказывается достаточным для того, чтобы возгорание горючей смеси могло произойти при комнатной температуре.

Плотность дизельного топлива

Энергетическое содержание дизельного то­плива в единице объема увеличивается с ро­стом плотности. Учитывая постоянное срабаты­вание форсунок (то есть, постоянный впрыск определенного количества топлива), исполь­зование топлива с плотностью, изменяющейся в широких пределах, вызывает изменение со­става смеси (изменение коэффициента избытка воздуха λ) из-за колебаний теплотворной спо­собности топлива. Когда двигатель работает на топливе, у которого имеется большой разброс по плотности, это приводит к увеличению эмис­сии сажи; если плотность топлива уменьша­ется, этот параметр также снижается. Поэтому должны соблюдаться требования к низкому разбросу плотности дизельного топлива.

Вязкость дизельного топлива

Вязкость дизельного топлива — мера сопротивления течения топлива из-за внутреннего трения. Если вязкость слиш­ком мала, это приводит к увеличенным потерям утечек топлива, большему нагреванию системы впрыска и усиленному риску изнашивания и ка­витационной эрозии. Слишком большая вяз­кость, имеющая место, например, при исполь­зовании чистого биодизеля (FAME), вызывает пиковое давление впрыска при высоких темпе­ратурах в таких, например, топливных системах, как электронно-управляемые насос-форсунки, по сравнению с нефтяным дизельным топливом. И наоборот, система впрыска топлива не может развивать допустимое пиковое давление при использовании нефтяного дизельного топлива. Высокая вязкость также изменяет форму рас­пыла из-за формирования больших капель.

Смазывающая способность дизельного топлива

Смазывающая способность дизельных то­плив важна не столько при гидродинами­ческом трении, сколько при смешанном. Применение новых гидрогенизированных и десульфированных дизельных топлив с улучшенными экологическими характеристиками приводит к повышенному износу топливных насосов высокого давления.

Десульфирование также приводит к уда­лению компонентов топлива, которые важны для обеспечения смазывающей способности. В топливо приходится добавлять специ­альные присадки, улучшающие смазочную способность, чтобы избежать этих проблем. Стандарт EN 590 предписывает обеспечение минимальной смазочной способности, опре­деляемой диаметром пятна изнашивания, ко­торый должен составлять максимум 460 мкм при испытаниях на установке с высокочастот­ным возвратно-поступательным движением рабочего органа (установка HFRR).

Показатель углеродистых отложений

Показатель углеродистых отложений характери­зует свойство дизельного топлива образовывать нагар на поверхностях выпускного отверстия топливных форсунок. Механизм образования на­гара имеет комплексный характер и не поддается простому описанию. Продукты испарения дизель­ного топлива оказывают незначительное влияние на образование нагара (закоксовывание).

Общее загрязнение

К общему загрязнению относятся суммарные включения нерастворимых посторонних ма­крочастиц в топливе, таких как песок, продукты коррозии, и нерастворимых органических компо­нентов, включая продукты старения полимеров, содержащихся в топливе. Стандарт EN 590 допу­скает максимальное общее загрязнение топлива 24 мг/кг. Имеющие большую твердость силикаты, которые содержатся в минеральной пыли, осо­бенно разрушительны для топливных систем впрыска высокого давления с узкими распыливающими отверстиями. Даже фракция твердых ма­крочастиц с допустимым общим уровнем загрязнения может вызывать эрозионное и абразивное изнашивание (например, в соленоидных клапа­нах). Изнашивание такого рода приводит к утечке клапана, что понижает давление впрыска, ухуд­шает работу двигателя и увеличивает эмиссию твердых частиц с отработавшими газами. Типич­ные европейские дизельные топлива содержат приблизительно 100000 макрочастиц на 100 мл. Особенно критичные размеры макрочастиц — 4-7 мкм. Поэтому необходимы высокоэффективные топливные фильтры с хорошей эффективностью фильтрации, с тем чтобы предотвратить ущерб, наносимый макрочастицами.

Вода в дизельном топливе

Дизельное топливо может абсорбировать воду в количестве приблизительно 100 мг/кг при комнатной температуре. Предел растворимости определяется составом дизельного топлива, его присадками и окружающей температурой. Стандарт EN 590 допускает максимальное со­держание воды в топливе 200 мг/кг. Хотя во многих странах бывает более высокое содержа­ние воды в дизельном топливе, исследование рынка показывает, что содержание воды редко превышает 200 мг/кг. Образцы часто не обнару­живают воды, или обнаружение является непол­ным, так как вода оседает на стенках в форме нерастворенной «свободной» воды, или она скапливается на дне топливного бака. Принимая во внимание, что растворенная вода не повреждает топливную систему впрыска, нужно иметь ввиду, что даже очень небольшое количество свободной воды за короткий период времени может вызвать изнашивание или коррозионное повреждение компонентов системы впрыска.

Присадки в дизельное топливо

Присадки к автомобильным бензинам нахо­дят применение и для дизельного топлива. Различные вещества объединены в пакеты присадок, чтобы одной добавкой достигнуть множества целей. Поскольку полная концентрация комплекта присадок в топливе не превышает 0,1%, физические характеристики топлива — такие как плот­ность, вязкость, и фракционный состав — остаются неизменными.

Присадки, повышающие смазывающую способность

Смазывающую способность дизельных топлив с бедными свойствами смазывания, вызван­ными, например, процессами гидратации во время десульфирования, можно улучшить, до­бавляя в топливо жирные кислоты или глице­риды. Биодизель также содержит глицериды как побочный продукт. В этом случае, в дизельное топливо, если оно уже содержит какую-то добавку биодизеля, присадки, улучшающие сма­зывающую способность, можно не добавлять.

Присадки, повышающие цетановое число

Присадками, повышающими цетановое число, являются спиртовые производные сложных эфиров азотной кислоты, добавление которых приводит к сокращению задержки воспламенения. Эти присадки по­могают, особенно во время холодного пуска, предотвратить увеличение шума сгорания (шум двигателя) и сильное дымление.

Присадки, повышающие текучесть

Присадки, повышающие текучесть, состоят из полимерных материалов, которые пони­жают предел фильтрации. Они, в основном, добавляются в зимний период, чтобы гаран­тировать безотказную работу двигателя при низких температурах. Хотя эти присадки не могут предотвратить выпадение парафино­вых кристаллов в дизельном топливе, они могут строго ограничить их рост. Размеры об­разуемых кристаллов становятся настолько маленькими, что они могут проходить через поры топливного фильтра.

Моющие присадки

Моющие присадки чищают систему подачи топлива с целью формирования эффектив­ной рабочей смеси; замедляют образование отложений на поверхностях выпускного от­верстия форсунок топливного насоса.

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии, покрывающие поверх­ности металлических деталей, повышают коррозионную стойкость металлических эле­ментов топливной системы двигателя.

Антипенные присадки

Добавление антипенной присадки позволяет избежать чрезмерного вспенивания топлива, когда автомобиль быстро заправляется го­рючим.

В следующей статье я расскажу об .

дизельное топливо делилось на следующие марки:

• летнее - используется при температуре воздуха не ниже 0°С и имеет в своем обозначении кол-во серы и температуру вспышки, например, Л-0,2-40;
• зимнее - применяется при температурах не ниже -20°С и имеет в обозначении кол-во серы и температуру застывания, например, З-0,05 (-25°С);
• арктическое - применяется до -50°С, имеет в обозначении кол-во серы и температуру застывания, например, А-0,05 (-50°С).

В настоящее время вышеуказанный стандарт СССР устарел, но старые обозначения солярки еще можно встретить в запросах потребителей.

В Европейском союзе в 1993 г. введен стандарт EN 590 (первоначально Евро-1), который претерпел 4 модификации. В настоящее время действует европейский стандарт EN 590-2009, он же ЕВРО-5. Эти стандарты классифицируют дизельное топливо по температурно-климатическим зонам применения: Class A - F для температур от +5 до -20 °С, Class 0 - 4 для температур от -20 до -44 °С.

В России при уходе от советского стандарта изначально решили переходить на европейскую систему классификации. С 2005 г. в РФ действует новый государственный стандарт на дизельное топливо - ГОСТ Р 52368-2005 . Он полностью соответствует спецификации EN 590 . Согласно новому стандарту в дизельном топливе ограничивается содержание серы, а именно:

• вид I - содержание серы не более 350 мг/кг;
• вид II - содержание серы не более 50 мг/кг;
• вид III - содержание серы не более 10 мг/кг.

Новый ГОСТ рассматривает дизельное топливо отдельно в зависимости от климатических условий местности его использования. Для районов с умеренным климатом дизельное топливо разделяется по сортам , которые указывают на предельную температуру фильтруемости:

• Сорт А (+5 °С)
• Сорт B (0 °С)
• Сорт C (-5 °С)
• Сорт D (-10 °С)
• Сорт E (-15 °С)
• Сорт F (-20 °С)

А для районов с холодным климатом дизельное топливо подразделяют на классы c предельной температурой фильтруемости:

• Класс 0 (-20 °С)
• Класс 1 (-26 °С)
• Класс 2 (-32 °С)
• Класс 3 (-38 °С)
• Класс 4 (-44 °С)

Необходимо отметить, что в настоящее время (2014 г.) в России запрещено использование дизельного топлива экологического класса К2 , с 01 января 2015 г. выводится из обращения топливо класса К3, а с 01 января 2016 г. на территории Российской Федерации разрешен выпуск и обращение дизельного топлива экологического класса не ниже К5.

С 1 июля 2014 года в России будет введен в действие ГОСТ Р 55475-2013 «Топливо дизельное зимнее и арктическое депарафинированное» . Это топливо производится с применением современного метода каталитической депарафинизации. В соответствии с ГОСТом, дизельное топливо для районов с холодным климатом обозначается следующим образом:

• ДТ-З-К3 (К4, К5) минус 32;
• ДТ-З-К3 (К4, К5) минус 38;
• ДТ-А-К3 (К4, К5) минус 44;
• ДТ-А-К3 (К4, К5) минус 48;
• ДТ-А-К3 (К4, К5) минус 52.

При этом выпуск и использование дизельного топлива по ГОСТ Р 52368-2005 не ограничивается.

Как видно, при классификации дизтоплива используются 2 основных параметра солярки: содержание серы и температура фильтруемости. Между тем, дизельное топливо характеризуется большим количеством показателей , часть из которых приводится в паспортах качества на выпущенную партию топлива.

Маркировка указывает на тип дизельного топлива, географическую область применения и сезонность, а также наглядно показывает уровень его экологичности.

В 2011 году на территории Республики Казахстан, Российской Федерации и Республики Беларусь был принят технический регламент ТР ТС 013/2011, регламентирующего способ обозначения дизельного топлива, маркировка которого обозначается в виде трех групп знаков:

• В первой группе знаков указывается принадлежность к виду дизельного топлива: ДТ.
• Во второй группе указывается сезонность топлива:

1. Летнее (без определения температуры фильтруемости) – Л;
2. Межсезонное (-15°С) – Е;
3. Зимнее (-20°С) – З;
4. Арктическое (-38°С) – А.

В третьей группе обозначается экологический класс, характеризующийся количественным показателем содержания серы:

1. К2 (не более 500мг/кг);
2. К3 (не более 350мг/кг) – соответствие с вид I (ГОСТ Р 52368-2005);
3. К4 (не более 50мг/кг) – соответствие с вид II (ГОСТ Р 52368-2005);
4. К5 (не более 10мг/кг) – соответствие с вид III (ГОСТ Р 52368-2005).

В результате на рынке Российской Федерации появилось два действующих документа, регламентирующих обозначение дизельного топлива.

1 июля 2014 года на территории РФ начал действовать ГОСТ Р 55475-2013 «Топливо дизельное зимнее и арктическое депарафинированное» для видов топлива, предназначенных к применению в условиях холодного климата, изготовленных методом каталитической депарафинизации.

Маркировка топлива по данному стандарту состоит из четырех групп знаков. Первая группа – принадлежность к типу дизтоплива (ДТ). Вторая группа обозначает сезонность – арктическая или зимняя. Третья группа – экологический класс (К3, К4 и К5) соответствует экологическому классу ТР ТС 013/2011. Четвертая группа обозначает минимальную температуру фильтруемости дизельного топлива, знак отрицательной температуры обозначается как «минус».

Данный стандарт не отменяет действия ГОСТ Р 52368-2005.

Необходимо указать, что с 01.01.2016 года на территории Российской Федерации дизельное топливо ниже экологического класса К5(вид III) запрещено к выпуску и обращению.

В настоящее время маркировка дизтоплива дает информацию о количестве серы и температуре использования, остальная информация приводится в паспорте качества.

Сравнительная таблица характеристик различных марок дизельного топлива

Марка	Границы кипения, °С	Сера, % не более	Температура применения, °С	Температура помутнения, °С	Температура застывания, °С	Температура вспышки в закрытом тигле, °С	Кинематическая вязкость, Ст (сантистокс)	Цетановое число
ДТЛ-0,5-40 (summer diesel L-0,5-40)	180÷360	0,5	0	-10	-5	+40	3÷6	-
ДТЛ-0,2-40 (summer diesel L-0,2-40)	180÷360	0,2	0	-10	-5	+40	3÷6	-
А-0,2 (arcticdiesel A-0,2) для тепловозных и судовых двигателей	180÷360	0,2	-50	-	-55	+35	-	-
ДТЛ-0,5-62 (summer diesel L-0,5-62)	180÷360	0,5	0	-10	-5	+62	3÷6	-
ДТЛ-0,2-62 (summer diesel L-0,2-62)	180÷360	0,2	0	-10	-5	+62	3÷6	-
А-0,4 (arcticdiesel A-0,4)	180÷360	0,4	-50	-	-55	+30	-	-
А-0,2 (arcticdiesel A-0,2) для автотракторных дизелей	180÷360	0,2	-50	-	-55	+30	-	-
arctic diesel ecologicaly safe	180÷360	0,05 (0,1)	-50	-	-55	+30	-	-
ДЗп winter diesel DZp	180÷360	0,2	-15	-5	-35	+40	3÷6	-
ДТ ДЛЭЧ diesel (summer ecologicaly safe)	180÷360	0,2-0,5	-15	-5	-35	+62	3÷6	-
ДТ ДЛЭ summer diesel (export grade)	180÷360	0,2	0	-5	-10	+65	3÷6	-
ДТДЗЭ winter diesel (export grade)	180÷360	0,2	-30	-	-	+60	2,7÷6	-
3-0,5 минус 35 winter diesel Z-0,5 minus 35	180÷360	0,5	-20	-25	-35	+65	3÷6	-
3-0,2 минус 35 winter diesel Z-0,2 minus 35	180÷360	0,2	-20	-25	-35	+65	3÷6	-
3-0,5 минус 35 winter diesel Z-0,5 minus 45	180÷360	0,5	-30	-35	-45	+65	3÷6	-
3-0,2 минус 35 winter diesel Z-0,2 minus 45	180÷360	0,2	-30	-35	-45	+65	3÷6	-
gasoilmotuer	180÷360	0,3	-		-	-	-	48
lowsulphur №2 oil	180÷360	0,05	-	-	-	+54	-	40÷45
gasoilJapan-A	180÷360	0,5	-	-5 (Л) -10 (З)	-	-	-	45
gasoilJapan-A	180÷360	0,5	-	-5 (Л) -10 (З)	-	-	-	50
gasoil Singapore regular 0,5pct	180÷360	0,5	-	6÷15	-	1,8÷5,5	-	48
gasoil Singapore regular 1pct	180÷360	0,5	-	6÷15	-	1,8÷5,5	-	48

В настоящее время также можно встретить запросы с устаревшей маркировкой дизельного топлива.

Ранее существовал стандарт маркировки ГОСТ 305-82 (дата введения: 01.01.83, в настоящее время устарел). Маркировка дизельного топлива зависела от сезонности с обязательным указанием максимально возможного процентного содержания серы. Сезонность топлива обозначалась литерами, обозначая летнее «Л» (фильтруемость до 0°С), зимнее «З» (-20°С) или арктическое «А» (-50°С) топливо. Максимально допустимое процентное содержание серы регламентировалось в пределах 0,2;0,4 или 0,5 процента. В маркировке летней марки топлива должна была указываться температура вспышки, в маркировке зимних должно было быть указание температуры застывания. При маркировании зимнего топлива в целях исключения ошибок при чтении маркировки знак отрицательного числа не мог обозначаться знаком «–», обозначение делалось словом «минус» или «minus».

На смену устаревшего стандарта в 2005 году был принят к исполнению стандарт ГОСТ 52368-2005, действовавший до 2014 года. Данный государственный стандарт действовал на территории Российской федерации. Регламент принимал европейский тип классификации дизельного топлива EN 590, более известного под названием ЕВРО-5.В данном стандарте ограничивалось содержание массовой доли серы:

• Вид I – максимальное содержание серы до 350 мг/кг;
• Вид II – до 50 мг/кг;
• Вид III – до 10 мг/кг.

Также дизельное топливо по данному стандарту классифицировалось по климатическим зонам. В качестве классификатора принималась температура фильтруемости топлива, при котором топливо уже не может течь по топливным магистралям.

В 2005 году в связи с принятыми государственными обязательствами по снижению экологической нагрузки от выхлопных газов, а также необходимость соответствовать требованиям европейских заказчиков при экспортных отгрузках вынудило разработать в России новый стандарт на дизельное топливо.

ГОСТ Р 52368-2005 дублирует все требования европейского стандарта EN 590:2004 (именно поэтому в обозначениях дизельного топлива, изготовленного по ГОСТ Р 52368-2005 обязательно присутствует слово «ЕВРО» и ссылка на «EN 590:2004»).

Осенью 2009 года в Европе вступила в действие новая версия BS EN 590:2009. Основным отличием ее от прошлого стандарта является исключение видов дизтоплива с содержанием серы 50 мг/кг. Таким образом, в стандарте Евросоюза остается только одна норма по содержанию серы - не более 10 мг/кг.

В российском ГОСТ Р 52368-2005 норма содержания серы до 350 мг/кг существовала до 31 декабря 2011 г., а 50 мг/кг просуществует до 31 декабря 2014 г. У дизельного топлива с содержанием серы 10 мг/кг срок выпуска в оборот не ограничен. Итак, с 2012 г. нефтеперерабатывающая промышленность вырабатывает дизельное топливо с содержанием серы 10 и 50 мг/кг.

Согласно ГОСТу Р 52368-2005 дизельное топливо классифицируется по двум параметрам:

1. Предельное содержание серы, отраженное в показателе «ВИД» топлива, а именно:

вид I - содержание серы не более 350 ррМ (мг/кг);

вид II - содержание серы не более 50 ррМ (мг/кг);

вид III с содержание серы менее 10 ррМ (мг/кг).

2. Температура применения (климатическая зона, в которой дизельное топливо может применяться). Для умеренной климатической зоны дизельное топливо разделяют по шести сортам: А,В,С,D,E,F.

Требования к топливу для умеренного климата

Для районов с холодным климатом дизельное топливо условно разделяют на пять классов: 0, 1, 2 , 3, 4.

Термин «температура фильтруемости» также впервые введен новым ГОСТ Р 52368-2005 и обозначает ту температуру, ниже которой дизельное топливо не проходит с необходимой скоростью (расходом) через стандартный эталонный фильтр.

Требования к топливу для холодного и арктического климата

Наименование показателя	Класс
Предельная температура фильтруемости, °С, не выше
Температура помутнения, °С, не выше
Плотность при 15 °С, кг/куб. м	800-845	800-845	800-840	800-840	800-840
Кинематическая вязкость при 40 °С, кв. мм/с	1,50-4,00	1,50-4,00	1,50-4,00	1,40-4,00	1,20-4,00
Цетановое число, не менее	49,0	49,0	48,0	47,0	47,0
Цетановый индекс, не менее	46,0	46,0	46,0	43,0	43,0
Фракционный состав:
До температуры 180 °С, % (по объему), не более
До температуры 340 °С, % (по объему), не более
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже

Важно запомнить: «СОРТ» или «КЛАСС» - это параметр температурной характеристики, а «ВИД» - это параметр содержания серы в дизельном топливе.
Приведем несколько примеров условного обозначения топлива его расшифровку.

Пример 1. «ДТ Евро сорт F, ВИД II». Из этого обозначения мы узнаем, что дизельное топливо предназначено для умеренной климатической зоны (сорт F) - зимний сорт, а содержание серы в этом топливе не более 50 ррМ (мг/кг).

Пример2. «ДТ Евро класс 2,вид I». Cлово «КЛАСС» означает, что это топливо предназначено для холодной и арктической климатической зоны. Класс «2» показывает что предельная температура фильтруемости составляет минус -32 °С. Вид I говорит о том, что содержание серы не более 350 ррМ (мг/кг).

Сезонное применение дизельных топлив в регионах Российской Федерации в соответствии с требованиями к предельной температуре фильтруемости

Центральный федеральный округ	Применение дизельного топлива по предельной температуре фильтруемости
	летний период			переходные весенний/осенний периоды			зимний период
	сорт A	сорт B	сорт C	сорт D	сорт E	сорт F и класс 0	класс 1	класс 2	класс 3	класс 4
	не выше +5 °С	не выше 0 °С	не выше	не выше -10 °С	не выше -15 °С	не выше -20 °С	не выше -26 °С	не выше -32 °С	не выше -38 °С	не выше-44°С
Белгородская обл.
Брянская обл.
Воронежская обл.
Курская обл.
Липецкая обл.
Орловская обл.

В соответствии с климатическими условиями допускается изменение числа суток весеннего и осеннего переходных периодов в сторону зимы или лета по согласованию местной администрации с региональными службами Гидрометцентра.

Требования к дизельному топливу по ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009) следующие:

Наименование показателя	Значение
1. Цетановое число, не менее	51,0
2. Цетановый индекс, не менее	46,0
3. Плотность при 15 °С, кг/куб.м	820 - 845
4. Полициклические ароматические углеводороды, % (по массе), не более
Вид I	350,0
Вид II	50,0
Вид III	10,0
6. Температура вспышки в закрытом тигле, °С, выше
7. Коксуемость 10%-ного остатка разгонки, % (по массе), не более	0,30
8. Зольность, % (по массе), не более	0,01
10. Общее загрязнение, мг/кг, не более
11. Коррозия медной пластинки (3 ч при 50 °С) 6), единицы по шкале	Класс 1
12. Окислительная стабильность: общее количество осадка, г/куб. м, не более
13. Смазывающая способность: скорректированный диаметр пятна износа при 60 °С, мкм, не более
14. Кинематическая вязкость при 40 °С, кв. мм/с	2,00 - 4,50
15. Фракционный состав:
При температуре 250 °С, % (по объему), менее
При температуре 350 °С, % (по объему), не менее
95% (по объему) перегоняется при температуре, °С, не выше