- бесперебойно поступать в цилиндры при любых температурах и обеспечивать легкий пуск двигателя;
- обеспечивать хорошее распыление и смесеобразование в цилиндрах двигателя;
- образовывать минимальное количество нагара и отложений, не вызывать коррозии и коррозийных износов деталей, соприкасающихся с дизельным топливом и продуктами его сгорания.
Для автомобильных двигателей в зависимости от температуры окружающей среды применяется дизельное топливо следующих марок:
- Л (летнее) — при температуре 0°C и выше;
- 3 (зимнее) — при температуре ниже и выше 0°C;
- А (арктическое) — при температуре -50...0°C, а также при температуре выше 0°C.
На работу двигателя большое влияние оказывают характеристики дизельного топлива: температура самовоспламенения топлива, период задержки воспламенения, вязкость, отсутствие механических примесей и воды.
Температура самовоспламенения
Это температура, до которой необходимо нагреть топливо в смеси с кислородом воздуха, чтобы начался процесс горения.
Склонность дизельного топлива к самовоспламенению оценивают цетановым числом, которое определяется следующим образом. Из чистых углеводородов цетана и α-метилнафталина составляют смесь. На специальной моторной установке проверяют воспламеняемость испытуемого топлива, а затем подбирают смесь по объему из цетана и α-метилнафталина, которая будет воспламеняться так же, как и испытуемое топливо. Процентное содержание цетана и определит цетановое число испытуемого топлива. Названные чистые углеводороды имеют различные периоды запаздывания самовоспламенения. Цетан имеет наименьший период запаздывания воспламенения, что обеспечивает более мягкую работу двигателя. Для него условно принимают цетановое число равным 100 единицам. Второй компонент, α-метилнафталин имеет самый большой период задержки воспламенения и способствует жесткой работе двигателя. Это объясняется тем, что к моменту воспламенения в цилиндре будет находиться большое количество топлива, что приведет к резкому нарастанию давления и жесткой работе двигателя. При жесткой работе поршень испытывает повышенное ударное воздействие, что вызывает увеличенный износ деталей кривошипно-шатунного механизма, снижает экономичность двигателя и приводит к другим отрицательным последствиям. Цетановое число а-метилнафталина условно принимается равным нулю.
Пример. Если испытуемое топливо воспламеняется как объемная смесь, состоящая, например, из 45 % цетана и 55 % а-метилнафталина, то цетановое число такого топлива равно 45 единицам.
Таким образом, цетановым числом называют условный показатель самовоспламеняемости дизельных топлив, равный процентному содержанию цетана в такой его смеси с а-метилнафталином, на которой получается такой же период задержки самовоспламенения, как и на испытуемом топливе.
Оптимальным для дизельных топлив является цетановое число, равное 40...50 единицам. Применение топлив с цетановым числом менее 40 приводит к жесткой работе двигателя. Если цетановое число более 50 единиц, то увеличивается удельный расход топлива за счет уменьшения полноты сгорания, так как к моменту воспламенения топливо не успевает перемешаться с воздухом во всем объеме камеры сгорания.
Вязкость
Дизельное топливо должно обладать оптимальной вязкостью, поскольку при достаточно высокой вязкости его прокачивание по системе питания может быть затруднено. Такое топливо оказывает значительное сопротивление при движении по трубопроводам, через фильтры и отверстия форсунок.
Недопустимо использовать топливо и с очень низкой вязкостью, поскольку при этом ухудшается смазка приборов питания и нарушается дозировка подачи топлива в цилиндры.
От вязкости топлива зависит качество распыления и сгорания. При высокой вязкости впрыскиваемое в цилиндр топливо будет иметь крупные капли с большой дальнобойностью образующегося из них факела, что ведет к замедленному их испарению и частичному оседанию на днище поршня и стенки камер сгорания. В результате увеличивается отложение нагара и понижается коэффициент полезного действия. При чрезмерно низкой вязкости топлива капли получаются очень мелкими, дальность их полета уменьшается, сгорание происходит вблизи форсунки. В результате воздух в дальних концах камеры сгорания в горении может не участвовать. Все это приводит к перегреву форсунок и их деформации.
Механические примеси
Надежность работы топливной аппаратуры и двигателя в целом снижается из-за присутствия механических примесей. Примеси в виде песка и глинозема, попадая на стенки трущихся деталей, оставляют на них риски, царапины и вызывают ускоренный износ. Они могут вызвать засорение сопел и даже обрыв распылителя.
Вода
Присутствие воды ухудшает смазывающие свойства топлива, нарушает подвижность иглы распылителя, способствует образованию шламов, засоряющих топливопроводы и фильтры. При низких температурах из-за кристаллизации воды в трубопроводах могут образоваться пробки.
Дизельные топлива Л (летнее), 3 (зимнее) и А (арктическое) имеют цетановое число не менее 45 единиц. Срок хранения дизельного топлива — 5 лет со дня изготовления. После транспортировки и перелива топлива в емкости для хранения топливо должно отстояться не менее 10 дней, и только после этого им можно заправлять топливные баки автомобилей. Это необходимо для выхода из топлива воздушных пузырьков.