1 Индикаторлы диаграмма – Дизельді қозғалтқыштарда отынның жануы

1,2 – өздігінен жанудың тежелу уақыты;

2,3 – тез жану фазасы;

3,4 – баяу жану фазасы;

4 және ары қарай – кеңею жолындағы жану.

Диаграммада көрініп тұрғандай жану процесі 4 сатыдан тұрады. Шашырау кезінен бастап жану камерасындағы барлық физикалық және химиялық процестер жылдамдайды, температура мен химиялық реакция жылдамдықтары артып, отын қоспасының өздігінен жануы жүзеге асады. 2 нүктесінен бастап жану процесі қарқындап, цилиндрдегі қысым күрт жоғарылайды. Ұлғаюдың алдында отын толығымен жанып бітуі тиіс, себебі отынның толық жанып бітпеуі шығарылатын газдарда улы заттардың көп болуына алып келеді [9]. Дизель отынының орташа жану жылуы 42624 кДж/кг (10180 ккал/кг).

Дизельді қозғалтқыштар карбюраторлы қозғалтқыштарға қарағанда анағұрлым экономикалық тиімді болып табылады, себебі оларда отын шығымы төмен және ПӘК әлдеқайда жоғары. Бензинді қозғалтқыштардан басты артықшылығы – сағатқа есептегенде отын шығыны 25— 30% төмен. Одан басқа, дизель отыны бензинге қарағанда жарылыс пен отқа төзімді, қозғалтқыштан шығатын газдардың құрамында зиянды заттар анағұрлым аз және бағасы да арзан [8].

ДҚ өзінің жоғарыда айтылып кеткен қасиеттерінің арқасында карбюраторлы қозғалқыштармен бәсекеге түсе алады. Егер қозғалтқыштың жұмыс істеу уақытын анықтайтын дизель отынының көрсеткіштері оптималды болса, онда бұл отын түріне сұраныстың одан да күшеетіні анық. Дизель отыны оның эффективтілігін анықтайтын көптеген қасиеттерге ие. Оның қайсысы ең маңызды екенін айту қиын, себебі жану процесінде олардың әрқайсысының атқаратын қызметі бар. Ең алдымен, отын – энергия көзі, бірақ мұнымен шектеле қоймайды. Отын камераны салқындатады, форсунканы тазалайды және өзара үйкелетін бөлшектерді майлайды. Дизель отындарының негізгі эксплуатациялық көрсеткіштеріне оның фракциялық құрамы; тұтқырлығы; цетан саны; фильтрлену, қату және лайлану температуралары; су, механикалық қоспалар мен шайырлардың болуы; тығыздығы, күкірт мөлшері және т.б. жатады.

Дизельді қозғалтқыштардағы дизель отыны жоғары қысымда бу тәріздес күйге өтіп, ауада өздігінен тұтанып жанады. Қозғалтқыштағы форсункадан дизель отынының шашырау моментінен бастап оның өздігінен тұтануы арасындағы уақытты өздігінен тұтанудың тежелу периоды деп атайды. Бұл период отын түріне тәуелді өзгереді. Кейбір отын түрлері шашыраудан соң бірден тұтанып, екінші бір түрлері белгілі бір уақыттан соң тұтанады. Отынның алғашқы түрінде отын бірқалыпты жылдамдықпен тұтанады және поршеньнің үстінде пайда болған газдардың қысымы бірқалыпты өседі. Отынның екінші түрінде цилиндрге отынның көп мөлшері өтіп, ол бірден жарылыс түрінде тұтанады және газдардың қысымы күрт секірмелі түрде өседі. Сыртқы сипаты бойынша бұл құбылыс түрі детонацияға ұқсайды.

Өздігінен тұтанудың тежелу периоды жану алдында болатын тотығу процестерімен анықталады. Неғұрлым ауалы-отынды қоспада тотығу өнімдері көп жиналса (тотықтар, альдегидтер, кетондар), соғұрлым өздігінен тұтанудың тежелу периоды аз болады.

Бөгде тұтану көзінің әрекетінсіз дизель отынының өздігінен жануы үшін оның өздігінен тұтану температурасы цилиндрлерде сығылған ауа температурасынан (500 - 550 °C) төмен болуы тиіс. Арендерде ең жоғарғы өздігінен тұтану температурасы болса (~ 600 °C), алкандарда ең төмен температура болады [10].

Жоғарыда айтылғандай дизель отындарында неғұрлым алкандар көп болып, арендер аз болса, ол жоғары тұтануға ие болады.

Дизельді отындардың тұтануын эталонды отын түрлерімен салыстыру арқылы немесе химиялық құрамы бойынша бағалайды. Цетан саны бойынша бағалау ең қолайлы әдіс түрі болып табылады.

Цетан саны – қозғалтқыштағы дизель отынының жануының сипаттамасы, ол қоспаның жануының тежелу уақытын анықтайды. Неғұрлым цетан саны жоғары болса, соғұрлым тежелу азайып, отынды қоспа біркелкі және қалыпты жанады. Цетан саны ASTM D613 бойынша цетанның (CH₃-(CH₂)₁₄-CH₃, гексадекан) α-метилнафталинмен қоспасындағы көлемдік мөлшеріне есептеледі.

6 кесте – Дизель отынының құрамына кіретін көмірсутектердің цетан сандары

С 12 алкандар	Додекан	72
	3-этилдекан	46,5
	4,5-диэтилоктан	20,2
С 13 алкандар	2,5-диметилундекан	58,0
	4-пропилдекан	39,5
С 16 алкандар	гесадекан (цетан)	100
	7,8-диметилтетрадекан	40,5
С 18 алкандар	7,8-диэтилтетрадекан	67,5
	9-метилгептадекан	66,0
	5,6-дибутилдекан	29,8
С 20 алкандар	9,10-диметилоктаден	59,5
С 21 алкандар	8-гексилпентадекан	83
С 24 алкандар	9-гептилгептадекан	87,5
	9,10-дипропилокатадекан	47,3
С 14 алкендер	Тетрадецен	79
С 16 алкендер	5-бутил-4-додецен	45,6
	8-пропилпентадецен	28
Циклоалкандар	Метилдодецилциклогесан	70
	Циклогексилдиметилдодецилметан	57
Бициклоалкандар	Декалин	48,2
	Бутилдекалин	31,6
	Октилдекалин	30,7
Тетралин гомологтары	Диоктилтетралин	25,4
	Пропилтетралин	7,9
Бензол гомологтары	Додецилбензол	58
	Нонилбензол	4,4
	Гексилбензол	26,3
Нафталин гомологтары	Октилнафталин	17,5
	α-метилнафталин	0

Кестеден көрініп тұрғандай нормальды алкандар ең жоғарғы цетан санына, ал қос байланысты көмірсутектер және нафталин гомологтары ең төменгі цетан санына ие. Қозғалтқыштардың оптималды жұмысы үшін цетан саны 40-60 бірлік аралығында болуы тиіс. Цетан саны 40-тан төмен болған жағдайда, тұтанудың тежелу уақыты және қысымның өсу жылдамдығы күрт өседі, бұл қозғалтқыштың тез істен шығуына алып келеді. 60 және одан да жоғары цетан санымен сипатталатын дизель отыны жоғары түтіндікке ие, бұл отынның артық шығынына, қозғалтқыш жұмысының тұрақсыздығына әкеледі. Дизель отынының цетан санын ISO 5165 еуропалық стандарты қадағалайды [9].

Дизель отынының тұтқырлығы – қозғалтқышта отынды беру мен шашыратудың басты параметрі болып табылады. Оған қоса, ол үйкелетін бөлшектер арасын майлап отырады. Ол ISO 3104 еуропалық стандартқа сай келу керек. Тұтқырлықтың төмен мәні насос пен форсункалардың бұзылуына әкеледі, яғни тығыз емес жерлерден ағып кетеді. Бірақ жоғары тұтқырлық та отынның беруін тежеп, қалыпты шашыратылуы бұзылады. Қоюланып қоспа түзілуі көбееді, отын толық жанбайды, ол нагар түзілуге және түтіндікке апарады.