Cetanové číslo

Cetanové číslo udává kvalitu motorové nafty z hlediska její vznětové charakteristiky, tedy ochoty nafty po vstříknutí do spalovacího prostoru se vznítit. Lze říci, že cetanové číslo je jediný z parametrů nafty, který řidič pocítí již během jízdy. Čím vyšší je Cetanové číslo, tím lépe motor funguje.

Požadavek na dobrou vznětlivost vstřikovaného paliva plyne z principu práce vznětového motoru. Pro správný chod vznětového motoru je charakteristický tzv. průtah vznícení. Průtah vznícení je doba, která uplyne mezi vstřikem paliva do spalovacího prostoru a okamžikem vznícení. Aby byla tato doba přiměřená, záleží nejen na chemickém složení a destilačních vlastnostech paliva, ale i na konstrukci vstřikovacího zařízení a provedení spalovacího prostoru. Z hlediska vlastností paliva je vyjádřena cetanovým číslem (CČ nebo CN). Motor spalující palivo s vyšším cetanovým číslem lépe startuje, má lepší výkon, tišší a hladší chod a také výfukové plyny mají lepší emisní složení. Motor spalující kvalitnější naftu má i nižší spotřebu.

 

nafta – ilustrační obrázek

Malé cetanové číslo způsobí, že prodleva vznícení je dlouhá a v okamžiku vznícení je ve spalovacím prostoru rozprášeno a částečně i odpařeno velké množství paliva. To způsobí, že se současně vznítí velké množství paliva, což zapříčiní příliš rychlý nárůst tlaku ve spalovacím prostoru motoru. To má za následek příliš „tvrdý chod“ motoru a jeho hlučnost.

Velké cetanové číslo naopak způsobí, že prodleva vznícení je krátká, a palivo začíná hořet velmi blízko u vstřikovací trysky. To vede k tomu, že palivo je nedostatečně promíseno se vzduchem, dochází k nedokonalému hoření a vzniku sazí. Nebezpečná je i blízkost plamene u trysky, která často vede k jejímu zapečení, tj. vzniku karbonových usazenin ucpávajících výstřikové otvůrky trysky, případně zadření jehly trysky.

 

vadná tryska vs. funkční tryska

Většina motorových naft používaných ve světě pro pohon pístových spalovacích motorů má cetanové číslo 50 ± 5. Česká a evropská norma vyžaduje cetanové číslo min. 51, což je spodní hranice z hlediska ekologie i potřeb moderních motorů. Na trhu se vyskytuje většinou nafta s číslem v rozsahu 51 až 55, špičkové nafty se v současnosti pohybují s cetanovým číslem v rozmezí 58 až 65 jednotek.

Stanovení velikosti cetanového čísla
Způsoby stanovení cetanového čísla předepisují technické normy ČSN EN ISO 5165(1998) a ASTM D 613. Měření se uskutečňuje na speciálních měřicích vznětových motorech, u kterých se porovnává konkrétní vzorek paliva s referenčním vzorkem a sleduje se, zda průběh vznětu je v obou případech při změnách kompresního poměru stejný.

 

měřící motor pro stanovení cetanového čísla

Ke stanovení velikosti cetanového čísla se používá stejný jednoválcový motor, jako pro stanovení velikosti oktanového čísla. Tak jako v případě určování oktanového čísla, je i cetanové číslo určeno objemovým podílem dvou látek. Cetanu (n-hexadekanu – cetanové číslo 100 charakterizující velmi krátkou prodlevu vznícení) a 1-methylnaftalenu (cetanové číslo 0 charakterizující velmi dlouhou prodlevu vznícení).

Výrobci vznětových motorů u svých modelů vždy předepisují minimální hodnoty cetanových čísel pohonných látek, které jsou pro ně potřebné. U nejmodernějších motorů se požadované hodnoty pohybují mezi 50 až 60. V budoucnosti se však budou tyto hodnoty postupně zvyšovat, zejména s ohledem na velikost emisí, přestože dalším zvyšováním CČ se již výkony motoru příliš nezvyšují. Někteří odborníci proto nedoporučují další pronikavé zvyšování CČ.

Motorová nafta neobsahuje příliš velké množství cetanu; ten je výlučně užíván pouze v porovnávacích směsích. Cetanové číslo lze podobně jako oktanové číslo u benzínu zvyšovat přídavkem speciálních přísad, např. alkylnitrátů nebo di-terc.-butylperoxidu.

Legislativní normy
Hodnoty cetanového čísla pohonných látek mají významný vliv na znečišťování přírodního prostředí, proto jsou jeho minimální hodnoty předepisovány právními předpisy. V současné době platná legislativa povoluje na území států EU používání motorové nafty pro vznětové motory, která má minimální hodnotu cetanového čísla 51,0. To vyplývá ze Směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 98/70/ES ze dne 13. října 1998 o jakosti benzinu a motorové nafty.

Text: Jan Sajdl
Foto:
www.lcbamarketing.com, www.roper.cz,
Klíčová slova:
palivo, cetanové číslo, cetan index, cetan number, diesel, nafta, kvalita paliva, vznětový motor