Cetantal - dieselbrændstof brændbarhedskarakteristik , som bestemmer forsinkelsesperioden for forbrændingen af arbejdsblandingen (det vil sige en frisk ladning) (tidsintervallet fra brændstofindsprøjtning i cylinderen til starten af dens forbrænding). Jo højere cetantallet er, jo lavere forsinkelse og jo mere stille og jævnt brænder brændstofblandingen.
Cetantallet er numerisk lig med volumenfraktionen af cetan (C 16 H 34 , hexadecan ), hvis cetantal tages som 100, i en blanding med α -methylnaphthalen (hvis cetantal til gengæld er 0), når dette blandingen har samme forsinkelsestidsantænding som testbrændstoffet under de samme forhold. Det var denne formulering, der blev vedtaget i den første version af ASTM D613-metoden i 1941-udgaven.
Nye versioner af ASTM D613, der startede i 1962, bruger ikke α-methylnaphthalen til blanding, men 2,2,4,4,6,8,8-heptamethylnonan, nogle gange kaldet HMN (engelsk HMN) eller isocetan , som er tildelt en cetantal 15. GOST 3122 foreskriver stadig brugen af en blanding af n-hexadecan og α-methylnaphthalen. Der var flere grunde til at udelukke α-methylnaphthalen fra ASTM D613: For det første danner det let peroxider, der ændrer cetantallet af blandinger baseret på det, og for det andet var der mistanke om, at det har en kræftfremkaldende effekt. Den har også en ubehagelig lugt og er svær at få i tilstrækkelig ren form [1] [2] .
Når dieselbrændstof har samme brændbarhed, bestemt på en testmotor (ASTM D613, EN 5165, ISO 5165, GOST 3122), som en modelblanding af disse to kulbrinter , anses cetantallet for dette brændstof som lig med % af cetanet i denne blanding. Jo større den er, jo bedre er blandingens brændbarhed under kompression.
Optimal drift af moderne dieselmotorer leveres af dieselbrændstoffer med et cetantal på 45 til 55. Med et cetantal på mindre end 40 er forbrændingsforsinkelsen (tiden mellem start af indsprøjtning og antændelse af brændstoffet) og hastigheden af trykstigning i forbrændingskammeret stiger kraftigt, motorslid stiger . Standardbrændstof har et cetantal på 48-51, mens premiumbrændstof har et cetantal på 51-55. I henhold til russiske standarder og standarden for toldunionen (GOST R 52368-2005, GOST 32511-2013) skal cetantallet for sommer- og vinterdieselbrændstof være mindst 48 enheder ifølge GOST 305-2013 - mindst 45 enheder. Derudover tillader specifikationerne for vinterkvaliteter med dæmpende tilsætningsstoffer produktion af arktisk brændstof med et cetantal på mindst 40.
Premium dieselbrændstof er lettere, indeholder mere brandfarlige lette fraktioner og er derfor mere velegnet til at starte motoren i koldt vejr. Derudover er forholdet mellem brint og kulstof i lette fraktioner højere, så der dannes mindre røg, når sådan diesel brændes.
Med et cetantal større end 60 falder fuldstændigheden af brændstofforbrændingen, røgen fra udstødningsgasser stiger, og brændstofforbruget stiger.
Cetantallet afhænger af brændstoffets gruppesammensætning ( paraffiner , olefiner , naphthener , aromater ) [3] . Paraffiner, der er i stand til selvantændelse ved lave temperaturer, er en nyttig komponent i dieselbrændstof. Ligekædede alifatiske kulbrinter antændes ved lav temperatur og lavt tryk, mens stærkere molekyler såsom aromatiske kulbrinter kræver hårdere betingelser for at antænde.
Cetantallet bestemt på en prototype Waukesha -motor (ASTM D 613, EN 5165, ISO 5165) var tidligere den eneste pålidelige metode til at bestemme cetantallet. I Rusland var det også tilladt at bruge GOST 3122, som tilføjede den indenlandske installation IDT-90 , som ikke bestod internationale test for reproducerbarhed af resultater.
På trods af at metoden med standardmotoren stadig betragtes som arbitrage, har den en række alvorlige ulemper [3] :
I denne forbindelse udfører industrien konstant forskning med det formål at finde alternativer til motoriske metoder til bestemmelse af cetan- og oktantal .
Der findes en række ikke-motoriske metoder til direkte bestemmelse af tændingsforsinkelse. I dette tilfælde bruges ikke en encylindret motor med et variabelt kompressionsforhold, men et kammer med konstant volumen. Siden 2009 er tændingsforsinkelsesmetoden EN 15195 (GOST R EN 15195-2011) blevet introduceret i EN590 og den tilsvarende russiske GOST R 52368-2005, som viser god konvergens med motormetoden, samtidig med at den forbedrer nøjagtigheden, reproducerbarheden og reducerer testen til 20 minutter.
Hovedproblemet ved måling af cetantal ved ikke-motoriske metoder er den stærke indflydelse af sammensætningen af dieselbrændstof. Instrumenter i henhold til GOST R EN 15195-2011-metoden (og lignende ASTM D7170 og ASTM D6890) bestemmer ikke altid cetantallet korrekt for brændstoffer med kompleks sammensætning - for eksempel for biodiesel . Dette skyldes det faktum, at forskellige brændstofkomponenter antændes med forskellige hastigheder, det vil sige, at det bliver nødvendigt at måle forholdene i forbrændingskammeret ikke på et tidspunkt, men på flere.
I marts 2014 blev en ny ASTM D7668-standard frigivet, der beskriver en mere effektiv metode til at bestemme det resulterende cetantal ved at måle tændingsforsinkelsen på flere punkter. I 2015 blev denne metode vedtaget under betegnelsen EN 16715, i oktober 2017 blev den inkluderet i specifikationerne for Euro-dieselbrændstof EN 590.
Indirekte metoder til bestemmelse af cetantallet er hovedsageligt baseret på analysen af komponentsammensætningen. Grundlæggende er der tale om forskellige slags infrarøde spektrometre , dog er der eksempler på vellykket brug af kromatografi og massespektrometri til dette formål [3] . Infrarøde ekspresanalysatorer skal omkalibreres, når sammensætningen af dieselbrændstof ændres, for eksempel når det blandes med biodiesel . Derudover er de ude af stand til at operere med brændstoffer, hvortil der er tilføjet cetantallsforbedrende midler.