Cetantal - dieselbränsleantändlighetskarakteristik , som bestämmer fördröjningsperioden för förbränningen av arbetsblandningen (det vill säga en ny laddning) (tidsintervallet från bränsleinsprutning i cylindern till början av dess förbränning). Ju högre cetantal, desto lägre fördröjning och desto tystare och mjukare brinner bränsleblandningen.
Cetantalet är numeriskt lika med volymfraktionen av cetan (C 16 H 34 , hexadekan ), vars cetantal tas till 100, i en blandning med α-metylnaftalen (vars cetantal i sin tur är 0), när detta blandningen har samma fördröjningsperiodantändning som testbränslet under samma förhållanden. Det var denna formulering som antogs i den första versionen av ASTM D613-metoden i 1941 års nummer.
Nya versioner av ASTM D613, som började 1962, använder inte α-metylnaftalen för blandning, utan 2,2,4,4,6,8,8-heptametylnonan, ibland kallad HMN (engelska HMN) eller isocetan , som tilldelas en cetantal 15. GOST 3122 föreskriver fortfarande användningen av en blandning av n-hexadekan och α-metylnaftalen. Det fanns flera skäl för att utesluta α-metylnaftalen från ASTM D613: för det första bildar det lätt peroxider som ändrar cetantalet för blandningar baserat på det, och för det andra fanns det en misstanke om att det har en cancerframkallande effekt. Den har också en obehaglig lukt och är svår att få i tillräckligt ren form [1] [2] .
När dieselbränsle har samma brännbarhet, fastställt på en testmotor (ASTM D613, EN 5165, ISO 5165, GOST 3122), som en modellblandning av dessa två kolväten , anses cetantalet för detta bränsle vara lika med % av cetanet i denna blandning. Ju större den är, desto bättre är blandningens brandfarlighet under kompression.
Optimal drift av moderna dieselmotorer tillhandahålls av dieselbränslen med ett cetantal på 45 till 55. Med ett cetantal på mindre än 40, förbränningsfördröjningen (tiden mellan start av insprutning och antändning av bränslet) och hastigheten på tryckökningen i förbränningskammaren ökar kraftigt, motorslitaget ökar . Standardbränsle har ett cetantal på 48-51, medan premiumbränsle har ett cetantal på 51-55. Enligt ryska standarder och standarden för tullunionen (GOST R 52368-2005, GOST 32511-2013 ) måste cetantalet för sommar- och vinterdieselbränsle vara minst 48 enheter, enligt GOST 305-2013 - minst 45 enheter. Dessutom tillåter specifikationerna för vinterkvaliteter med dämpande tillsatser produktion av arktiskt bränsle med ett cetantal på minst 40.
Premium dieselbränsle är lättare, innehåller mer brandfarliga lätta fraktioner och lämpar sig därför bättre för att starta motorn i kallt väder. Dessutom är förhållandet mellan väte och kol i lätta fraktioner högre, så mindre rök genereras när sådant dieselbränsle förbränns.
Med ett cetantal större än 60 minskar bränsleförbränningens fullständighet, röken från avgaserna ökar och bränsleförbrukningen ökar.
Cetantalet beror på bränslets gruppsammansättning ( paraffiner , olefiner , naftener , aromater ) [3] . Paraffiner, som kan självantända vid låga temperaturer, är en användbar komponent i dieselbränsle. Raka alifatiska kolväten antänds vid låg temperatur och tryck, medan starkare molekyler som aromatiska kolväten kräver hårdare förhållanden för att antändas.
Cetantalet fastställt på en prototyp av Waukesha -motor (ASTM D 613, EN 5165, ISO 5165) var tidigare den enda tillförlitliga metoden för att bestämma cetantalet. I Ryssland var det också tillåtet att använda GOST 3122, som lade till den inhemska installationen IDT-90 , som inte klarade internationella tester för reproducerbarhet av resultat.
Trots att metoden som använder standardmotorn fortfarande anses vara arbitrage, har den ett antal allvarliga nackdelar [3] :
I detta avseende bedriver industrin ständigt forskning som syftar till att hitta alternativ till motoriska metoder för att bestämma cetan- och oktantal .
Det finns ett antal icke-motoriska metoder för att direkt bestämma tändningsfördröjning. I det här fallet används inte en encylindrig motor med variabelt kompressionsförhållande, utan en kammare med konstant volym. Sedan 2009 har tändningsfördröjningsmetoden EN 15195 (GOST R EN 15195-2011) introducerats i EN590 och motsvarande ryska GOST R 52368-2005, som visar god överensstämmelse med motormetoden samtidigt som den förbättrar noggrannheten, reproducerbarheten och reducerar testet till 20 minuter.
Huvudproblemet vid mätning av cetantal med icke-motoriska metoder är den starka inverkan av sammansättningen av dieselbränsle. Instrument enligt GOST R EN 15195-2011-metoden (och liknande ASTM D7170 och ASTM D6890) bestämmer inte alltid cetantalet korrekt för bränslen med komplex sammansättning - till exempel för biodiesel . Detta beror på det faktum att olika bränslekomponenter antänds med olika hastighet, det vill säga att det blir nödvändigt att mäta förhållandena i förbränningskammaren inte vid en tidpunkt, utan vid flera.
I mars 2014 släpptes en ny ASTM D7668-standard, som beskriver en mer effektiv metod för att bestämma det resulterande cetantalet genom att mäta tändningsfördröjningen vid flera punkter. 2015 antogs denna metod under beteckningen EN 16715, i oktober 2017 ingick den i specifikationerna för Euro-dieselbränsle EN 590.
Indirekta metoder för att bestämma cetantalet är huvudsakligen baserade på analys av komponentsammansättningen. I grund och botten är detta olika typer av infraröda spektrometrar , men det finns exempel på framgångsrik användning av kromatografi och masspektrometri för detta ändamål [3] . Infraröda expressanalysatorer måste omkalibreras närhelst sammansättningen av dieselbränsle ändras, till exempel när det blandas med biodiesel . Dessutom kan de inte arbeta med bränslen till vilka cetantalsförbättrare har tillsatts.