Высокооборотные дизельные двигатели популярны благодаря своим превосходным характеристикам сгорания и низкотемпературной текучести. 

1. Хорошие характеристики сгорания

Под хорошими характеристиками сгорания понимается способность дизельного топлива — после впрыска в камеру сгорания и образования однородной горючей смеси с нагретым воздухом — самовоспламеняться и полностью сгорать в нормальном режиме за короткий промежуток времени.

Цетановое число — это показатель, используемый для оценки способности дизельного топлива к самовоспламенению; оно соответствует объемному содержанию цетана в эталонном топливе, обладающем такими же характеристиками воспламенения, как и испытуемое дизельное топливо. Данный показатель определяется с помощью специального одноцилиндрового дизельного двигателя (установки для определения цетанового числа).

Цетановое число дизельного топлива зависит от его химического и фракционного состава. Высокое цетановое число свидетельствует о хорошей воспламеняемости, коротком периоде задержки воспламенения, а также о равномерном и полном сгорании; это обеспечивает плавное нарастание давления в процессе сгорания, более тихую работу двигателя и улучшенные пусковые качества. Испытания показали, что двигатель запускается в течение 3 секунд при использовании топлива с цетановым числом 53, тогда как при использовании топлива с цетановым числом 38 на запуск требуется 45 секунд. И наоборот: чем ниже цетановое число, тем жестче работает двигатель и тем хуже его пусковые характеристики. Для быстроходных дизельных двигателей, применяемых в строительной технике, цетановое число обычно должно находиться в диапазоне от 40 до 50. Однако следует отметить, что чрезмерно высокое цетановое число также нежелательно: при значении выше 65 молекулы дизельного топлива становятся крупнее, а фракции — тяжелее, что приводит к повышению температуры застывания и ухудшению испаряемости. Это делает топливо склонным к неполному сгоранию, что вызывает появление черного дыма в выхлопных газах и снижение топливной экономичности.

2. Хорошая низкотемпературная текучесть

Низкотемпературная текучесть дизельного топлива напрямую определяет способность топливной системы эффективно подавать топливо к форсункам. Дизельное топливо с плохой текучестью при низких температурах может вызывать перебои в подаче топлива, препятствуя нормальной работе двигателя; поэтому этот показатель имеет решающее значение для обеспечения исправной работы двигателя в холодных условиях. Классификация марок дизельного топлива в нашей стране основана именно на этом свойстве. Для оценки низкотемпературной текучести используются три показателя: температура застывания, температура помутнения и предельная температура фильтруемости (CFPP).

Температура застывания: Это температура, при которой дизельное топливо теряет текучесть. Она определяется как температура, при которой уровень жидкости остается неподвижным в течение одной минуты, если пробирку с топливом наклонить под углом 45 градусов. Температура застывания влияет на возможность использования, перекачки и транспортировки топлива в холодную погоду; в нашей стране марки легкого дизельного топлива обозначаются в соответствии с их температурой застывания. Действующий стандарт GB/T 19147-2003 «Автомобильное дизельное топливо» классифицирует топливо по маркам 10, 5, 0, -10, -20, -35 и -50, что соответствует температурам застывания 10°C, 5°C, 0°C, -10°C, -20°C, -35°C и -50°C соответственно. Более низкая температура застывания облегчает транспортировку при низких температурах и улучшает прокачиваемость топлива в системе питания двигателя. Однако прямой зависимости между температурой застывания и минимальной температурой фактического использования топлива не существует: для обеспечения надежной работы температура застывания должна быть на 4–10°C ниже температуры окружающей среды.

Температура помутнения: При снижении температуры — но еще до затвердевания топлива — выпадают мелкие кристаллы парафина, из-за чего дизельное топливо становится мутным. В лабораторных условиях температурой помутнения считается та температура, при которой степень мутности дизельного топлива сравнивается со степенью мутности стандартного образца. Хотя дизельное топливо не теряет текучести при достижении температуры помутнения, образование мелких кристаллов парафина в системе подачи топлива может легко привести к засорению топливопроводов, снижению интенсивности потока и, в конечном счете, к полному прекращению подачи топлива.

Температура предельной фильтруемости (CFPP) — это показатель, введенный в практику относительно недавно. Широкое применение депрессорных присадок, улучшающих низкотемпературные свойства топлива, привело к увеличению разрыва между температурой застывания и температурой помутнения. В результате дизельное топливо может беспрепятственно проходить через систему фильтрации двигателя (обеспечивая нормальную подачу топлива) даже при температурах, находящихся в диапазоне между температурой помутнения и температурой застывания. Следовательно, использование температуры помутнения в качестве критерия минимальной рабочей температуры необоснованно ограничивало бы сферу применения топлива. Это и обусловило введение показателя CFPP. Определение CFPP происходит следующим образом: в заданных условиях испытания образец дизельного топлива прокачивают через сетчатый фильтр из нержавеющей стали (с размером ячейки, соответствующим стандарту 363 mesh) при постоянном давлении, постепенно понижая температуру. По мере снижения температуры скорость потока уменьшается; температура, при которой объем топлива, проходящего через фильтр за одну минуту, становится менее 20 мл, принимается за CFPP. Обширные испытания с участием строительной техники продемонстрировали высокую корреляцию между CFPP и фактической минимальной рабочей температурой топлива в двигателе, независимо от наличия или отсутствия депрессорных присадок. Таким образом, показатель CFPP служит надежной основой для выбора дизельного топлива с учетом температуры окружающей среды. Как правило, температура предельной фильтруемости (CFPP) дизельного топлива на 4–6°C выше температуры его застывания.