Найбільший вплив на повноту і якість згоряння а, отже, на ефективність і надійність використання зразків військової техніки надають такі експлуатаційні властивості дизельного палива: прокачиваемость, випаровуваність, займистість, горючість та сумісність з конструкційними матеріалами.
В'язкість. В сучасних дизелях паливо до форсунок подають і дозують насоси плунжерного типу. Гільза і плунжер є прецизійної парою з діаметральним зазором 0,002-0,003 мм. В'язкість палива повинна бути такою, щоб забезпечити мінімальне підтікання палива через зазори і мастило прецизійних пар паливного насоса. Це обмежує мінімально допустимий рівень в'язкості палива.
Паливо з високим рівнем в'язкості зазвичай мають погані низькотемпературні властивості, і їх застосування при негативних температурах викликає ускладнення при подачі палива в двигун.
Крім того, в'язкість впливає на розпилювання палива в камері згоряння. Про якість розпилювання прийнято судити по середньому діаметру утворюються крапель. При підвищенні в'язкості палива якість розпилювання його погіршується, але збільшується глибина проникнення крапель в середу стисненого повітря. Якщо в'язкість сильно зросте, то для забезпечення поршневого розпилювання необхідно збільшувати тиск вприс-кивання. Вважається, що зміна в'язкості в межах від 3 до 8 мм 2 / с не вимагає регулювання паливного насоса.
З точки зору поліпшення прокачуваності і розпилювання бажано було б використовувати паливо зниженої в'язкості. Однак зниження в'язкості веде до зниження коефіцієнта подачі палива в камеру згоряння і, як наслідок, до падіння потужності.
Зі сказаного випливає, що для швидкохідних дизелів паливо повинно мати певну (оптимальної) в'язкістю, яка лежить в межах від 1,5 до 6,0 мм 2 / с в залежності від марки.
Наявність в дизельному паливі механічних домішок веде не тільки до забивання паливних фільтрів, але і до форсованого зносу паливного насоса, засмічення форсунок.
Наявність води в дизельному паливі може бути причиною ускладнень під час пуску, порушень подачі в циліндри і т. П. У холодну пору року в результаті замерзання знаходиться в паливі води паливна апаратура забивається кристалами льоду, що може спричинити проблеми в роботі або до зупинки двигуна. Крім того, при роботі на обводненому паливі може знижуватися міцність фільтруючих перегородок фільтрів, а також виникати корозія деталей паливної апаратури. Вода в паливі сприяє також його мікробіологічному зараженню, а з'явилися в результаті цього мікроорганізми викликають біологічну корозію металів, руйнують захисні покриття, погіршують його якість через часткове розкладання.
Температура помутніння. При зниженні температури зовнішнього повітря може бути порушена нормальна подача дизельного палива по системі живлення двигуна на ділянці бак - насос високого тиску. Таке порушення і навіть повне припинення подачі неминуче наступають внаслідок кристалізації високоплавких вуглеводнів, в першу чергу нормальних парафінів.
При цьому паливо не втрачає текучість, в той же час мікрокристали проникають тільки через фільтр грубого очищення. Вони, затримуючись на фільтруючому елементі в фільтрі тонкого очищення, утворюють непроникну для палива плівку високоплавких вуглеводнів, в результаті чого подача палива припиняється. Найчастіше це проявляється під час пуску й прогрівання дизеля, так як в підкапотному просторі на якийсь період ще зберігається низька температура.
Безперебійна подача забезпечується при температурі помутніння палива не менше ніж на 5 ° С нижче температури навколишнього середовища.
Температура застигання. Е то найвища температура, при якій дизельне паливо в стандартному приладі, нахиленому під кутом 45 ° С, протягом 1 хв. залишається нерухомим. Перемішуючи застигле паливо, можна зруйнувати кристалічну структуру. Однак плинність відновлюється тільки на короткий час, після чого паливо знову застигає. Нормальна робота дизеля можлива в умовах, коли температура застигання буде не менше ніж на 15 ° С нижче температури навколишнього середовища.
Испаряемость. Випаровування палива в дизелях починається відразу після його вприскування в камеру згоряння і триває до згоряння останніх порцій палива. Весь процес випаровування палива та утворення робочої суміші відбувається безпосередньо в циліндрі двигуна за дуже короткий проміжок часу (тисячні частки секунди). На приготування робочої суміші в дизелі відводиться в 10 разів менше часу, ніж в бензиновому двигуні. Испаряемость характеризується таким основним показником якості, як температурна характеристика фракційного складу, зокрема температурами википання 50 і 96% фракцій. Испаряемость впливає на легкість і тривалість запуску холодного двигуна, на швидкість і теплоту згоряння палива в циліндрі дизеля і, в кінцевому рахунку, на ефективність робочого процесу.
Ускладнення фракційного складу палива призведе до неповного його випаровуванню в процесі сумішоутворення, в результаті чого запуск холодного двигуна, особливо при негативних температурах, утруднюється. Навіть прогрітий швидкохідний двигун при роботі на важкому паливі не розвиває максимальну потужність і димить через неповного згоряння палива.
Невоспламенівшіеся важкі фракції палива стікають по стінках циліндра і змивають масло, збільшують знос деталей циліндра поршневої групи і викликають розрідження масла в картері двигуна.
Процеси випаровування і сумішоутворення в дизелі крім температурного межі фракційного складу залежать від таких властивостей палива, як в'язкість, щільність, тиск насичених парів, поверхневий натяг, прихована теплота випаровування, теплоємність, коефіцієнт дифузії.
Займистість і горючість дизельного палива характеризуються воспламеняемостью при адіабатичному стисненні повітря в двигуні і протіканням процесу згоряння після займання.
Одним з показників, що характеризують займистість дизельного палива, є температура спалаху - найнижча температура палива (в стандартних умовах), при якій над її поверхнею утворюються пари, які здатні спалахнути у повітрі від джерела запалювання, але швидкість їх утворення ще недостатня для подальшого горіння.
Температуру спалаху нормують для обмеження кількості фракцій в дизельному паливі з більш високим тиском насичених парів. Цей показник служить головним чином для оцінки пожежовибухонебезпеки, що необхідно для правильної організації зберігання дизельних палив.
Згідно ГОСТ 305-82 передбачається випуск палива з температурою спалаху не нижче 40 ° С для дизелів загального призначення і не нижче 62 ° С для тепловозних і суднових дизелів.
Основним показником, що характеризує займистість і ефективність згоряння дизельного палива в двигуні, є цетанове число - умовна величина, що чисельно дорівнює процентному (за об'ємом) вмісту цетана (н-гексадекану) в суміші його з альфа-метил-нафталіном, яка по самовоспламеняемости еквівалентна випробуваному паливу в стандартних умовах випробувань.
Цетанове число визначає запуск двигуна, жорсткість робочого процесу (швидкість наростання тиску), витрата палива і димність відпрацьованих газів. Чим вище цетанове число палива, тим нижче швидкість наростання тиску і тим менш жорстко працює дизель.
Однак з підвищенням цетанового числа понад оптимального погіршується економічність дизеля в середньому на 0,2-0,3% і підвищується димність відпрацьованих газів на одиницю цетанового числа.
Цетанове число палива залежить від їх вуглеводневого складу. Найбільш високими цетанове число володіють нормальні парафінові вуглеводні, а найнижчі цетанові числа у ароматичних вуглеводнів. Решта вуглеводні займають проміжне положення. Цетанове число дизельного палива, що випускає вітчизняною промисловістю, встановлено не нижче 45. Застосування палива з цетановим числом менше 40 призводить до жорсткої роботі дизеля, а понад 50 відсотків - до збільшення питомої витрати палива внаслідок зменшення повноти згоряння.
Сумісність з конструкційними матеріалами. Для забезпечення тривалої надійної експлуатації двигунів дизельне паливо не повинно хімічно взаємодіяти з деталями паливної апаратури і ущільнювача прокладними матеріалами.
Корозійне дію сірки і сірчистих сполук проявляється в рідких і газоподібних продуктах згоряння.
У рідкій фазі найбільш агресивні сірководень, сірка і меркаптани. Сірководень коррозирует цинк, залізо, мідь, латунь і алюміній, проте сучасні технологічні процеси забезпечують повне видалення сірководню з дизельного палива. Сірка, якщо вона є у вільному стані в паливі, майже миттєво взаємодіє з міддю і її сплавами, утворюючи сульфіди, внаслідок чого поряд з корозією металу, що приводить до втрати його маси, спостерігається утворення відкладень на металі. Меркаптани викликають знос паливної апаратури, причому в присутності води корозійне дію посилюється.