رقم السيتان: ماذا يعني لوقود الديزل؟
ما هو السيتان؟
السيتان هيدروكربون عديم اللون (C16H34) يشتعل بسهولة تحت الانضغاط. ومن اسمه اشتُقّ تصنيف السيتان، وهو مقياس يعكس سرعة اشتعال وقود الديزل بمجرد حقنه في محرك يعمل بالاشتعال بالانضغاط.
ويقيس رقم السيتان جودة الاشتعال. فارتفاع القيمة يعني قِصَر الفترة بين حقن الوقود وبدء الاحتراق. وهذا يؤثر مباشرةً في أداء محرك الديزل، وكفاءة استهلاك الوقود، ومستوى الانبعاثات.
وعند السؤال عن معنى السيتان في الديزل، يمكن اعتباره درجة جاهزية للاشتعال. فخلافاً للأوكتان في محركات البنزين، يقيس السيتان الرغبة في الاحتراق لا مقاومته.
كيف يُقاس رقم السيتان؟
يتبع قياس رقم السيتان معيار ASTM D613، وهو الطريقة المرجعية القياسية. إذ يُشغَّل محرك أبحاث الوقود التعاونية (CFR) أحادي الأسطوانة بوقود الاختبار مقارنةً بخليطين مرجعيين معلومَي قيمة السيتان.
ويضبط الفنيون الانضغاط حتى يتطابق تأخّر الاشتعال مع المرجع. ثم تُقرأ قيمة السيتان مباشرةً من الخليط المطابق. ويظل هذا الإجراء المرجع العالمي لدقة تحديد رقم السيتان في وقود الديزل.
أما في فحوص الجودة الروتينية، فكثيراً ما تستخدم المصافي مؤشر السيتان، وهو تقدير محسوب يعتمد على الكثافة وخصائص التقطير. والتمييز بين المؤشر والرقم مهم: فالمؤشر يقدّر، بينما يقيس ASTM D613.
أرقام السيتان المعتادة في الولايات المتحدة وأوروبا والديزل الممتاز
تختلف المعايير الإقليمية اختلافاً كبيراً. ومعرفة الأرقام المعتادة تساعد مديري الأساطيل على مطابقة الوقود لمتطلبات المحرك من السيتان.
- سيتان الديزل الأمريكي — الحد الأدنى 40، ويتراوح معظم ديزل المحطات بين 42 و45 (ASTM D975)
- معايير سيتان الديزل الأوروبي — الحد الأدنى 51 بموجب معيار EN 590
- تصنيف سيتان الديزل الممتاز — يتراوح عادةً بين 47 و55، وقد يزيد مع المضافات
- سيتان الديزل البحري — غالباً بين 35 و40 بحسب الدرجة
- تصنيف سيتان ديزل الطرق الوعرة — قريب من الحدود الدنيا لمواصفات ديزل الطرق السريعة
فهل يحتوي الديزل الممتاز على سيتان أعلى؟ نعم. إذ يتمتع الديزل الممتاز عادةً بسيتان أعلى بفضل جودة التكرير أو محسّنات السيتان المضافة، فينتج احتراقاً أنظف وانبعاثات أقل.
وفي محركات الديزل للمهام الشاقة وتطبيقات المعدات الزراعية، يرفع الوقود عالي السيتان كفاءة الاحتراق ويقلّل بقايا الوقود غير المحترق التي تسهم في تكوّن الترسبات.
كيف يؤثر السيتان في البدء البارد والاحتراق؟
يرتبط السيتان بالبدء البارد ارتباطاً وثيقاً. ففي ظروف التشغيل الباردة، يجب أن يشتعل الوقود سريعاً منعاً للتوقف والدخان الأبيض. والديزل عالي السيتان يقصّر تأخّر الاشتعال، فيصبح التدوير البارد أسرع وأكثر سلاسة.
وتعتمد عملية احتراق الديزل على اشتعال سريع ومنضبط. أما الوقود منخفض السيتان فيسبّب تأخّراً أطول يقود إلى طرق المحرك، وعدم انتظام الدوران البطيء، وارتفاع الضجيج. بينما يهذّب الوقود عالي السيتان منحنى الاحتراق ويخفض ضجيج المحرك.
وتؤثر سرعة الاحتراق في الكفاءة الحرارية وثبات سرعة الدوران. فالاحتراق الأسرع والأكمل يعني:
- انبعاثات أقل من أكاسيد النيتروجين NOx والجسيمات
- خفض السخام بما يفيد مرشّحات DPF
- كفاءة أعلى في استهلاك الوقود
- تآكل أقل في الأسطوانات وترسبات أقل
وفي وقود الديزل الشتوي، ترفع المضافات رقم السيتان إلى جانب كيمياء مانعة للتجمّد، منعاً لـتجمّد وقود الديزل وتحسيناً لبدء المحرك في درجات الحرارة تحت الصفر.
السيتان والأوكتان: مقياسان متعاكسان
يعود الفرق بين السيتان والأوكتان إلى سلوك الاشتعال. فتصنيف الأوكتان يقيس مقاومة البنزين للاشتعال المبكر تحت الانضغاط. أما السيتان فيقيس استعداد الديزل للاشتعال تحت الانضغاط.
فمحركات الإشعال بالشرارة (البنزين) تحتاج إلى وقود يقاوم الاشتعال الذاتي حتى تنطلق الشرارة. ومحركات الاشتعال بالانضغاط (الديزل) تحتاج إلى وقود يشتعل فور حقنه في هواء ساخن مضغوط.
وبمقاييس البنزين والديزل لدى API، يعمل الوقودان وفق فلسفتَي احتراق متعاكستين. فالأوكتان العالي يمنع الطرق في محركات البنزين، والسيتان العالي يعزّز سلاسة الاحتراق في محركات الديزل. وهما مفهومان غير متبادلين.
متى تستحق معزّزات السيتان الاستخدام؟
معزّزات السيتان (وتُسمّى أيضاً محسّنات السيتان) هي مضافات لوقود الديزل ترفع رقم السيتان، وتعتمد عادةً على كيمياء نترات 2-إيثيل هكسيل (2-EHN). وهي تستحق الاستخدام في حالات بعينها.
فكّر في استخدام معزّز السيتان في الحالات التالية:
- تشغيل محركات الديزل للمهام الشاقة على وقود منخفض الدرجة أو غير مطابق للمواصفات
- استخدام ديزل منخفض الكبريت جداً (ULSD) مع مشكلات في قدرة التزييت
- تشغيل أساطيل المركبات التجارية في البرد الشديد
- تزويد جرارات زراعية بوقود متفاوت الجودة
- خدمة معدات الإنشاءات في مواقع نائية
- تشغيل مولدات ديزل على وقود مخزّن لفترات طويلة
وتشمل الفوائد تقليل تأخّر الاشتعال، وتحسين كفاءة استهلاك الوقود، وخفض الانبعاثات، والحماية من التآكل. واقرن المعزّزات بمنظّف جيد لبخّاخات الديزل للحفاظ على أداء نظام حقن الوقود وتزييت البخّاخات.
ولصيانة الأسطول وحماية المحرك، اقرن الوقود عالي الجودة بالزيت المناسب لمحركات الديزل. ومن الدرجات الموصى بها:
- زيوت المهام الشاقة المطابقة لمعياري API CK-4 وAPI FA-4 بوصفها المعيار القياسي
- درجتا SAE 15W-40 وSAE 10W-30 للمناخات المختلطة
- مواصفات ACEA E9 للتطبيقات منخفضة الرماد
- زيوت الديزل الصناعية بالكامل لخدمة فترات التغيير الممتدة
- زيوت الديزل المعتمدة من الشركات المصنّعة والمطابقة لـVolvo VDS 4.5 وMB Approval 228.31 وCummins CES 20086
وتمنح هذه التركيبات خفضاً للاحتكاك في محركات الديزل، وثباتاً أعلى ضد الأكسدة، ومنعاً لتكوّن الرواسب في أحواض الزيت، وثباتاً حرارياً في بيئات الاحتراق. وباقترانها بقيمة السيتان الصحيحة، تطيل عمر المحرك وتحميه من تآكل الأسطوانات عبر متطلبات المعدات الثقيلة وزيوت الأساطيل التجارية.
واختيار أفضل مضاف لوقود الديزل وأفضل زيت للمهام الشاقة يعود إلى المطابقة بين جودة الوقود، ومواصفات المحرك، وبيئة التشغيل. فمنتجات المضافات عالية الأداء تكمّل الزيوت الممتازة، وتضمن حماية المعدات من طرف البخّاخ حتى عمود المرفق.
