Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7630:2007 (hoàn toàn tương đương với ASTM D 613 - 05) quy định phương pháp xác định trị số xêtan của nhiên liệu điêzen. Đây là chỉ tiêu kỹ thuật cốt lõi dùng để đánh giá khả năng tự bắt lửa của nhiên liệu trong động cơ điêzen. Dưới đây là tóm tắt chi tiết và phân tích chuyên sâu nội dung Phần mở đầu và các điều khoản đầu từ Điều 1 đến Điều 4 của tiêu chuẩn này.

- Điều 1: Phạm vi áp dụng

• Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định trị số xêtan của nhiên liệu điêzen bằng cách đo đặc tính bắt lửa của nó trên động cơ thử nghiệm một xi lanh, bốn kỳ, có tỷ số nén thay đổi và sử dụng hệ thống phun gián tiếp tiêu chuẩn.
• Thang đo trị số xêtan được thiết lập trong dải từ 0 đến 100, tuy nhiên phép thử thực tế thường được áp dụng hiệu quả và phổ biến nhất đối với các loại nhiên liệu điêzen có trị số xêtan nằm trong khoảng từ 30 đến 65.
• Phương pháp này áp dụng rộng rãi cho các loại nhiên liệu điêzen thương phẩm, nhiên liệu điêzen sinh học (biodiesel), các thành phần pha trộn điêzen, cũng như các loại nhiên liệu có nguồn gốc phi dầu mỏ.
• Tiêu chuẩn lưu ý người sử dụng về các rủi ro an toàn liên quan đến hóa chất, dung môi và quá trình vận hành động cơ thử nghiệm ở nhiệt độ và áp suất cao. Người sử dụng có trách nhiệm tự thiết lập các biện pháp an toàn lao động và bảo vệ sức khỏe phù hợp trước khi tiến hành thử nghiệm.

- Điều 2: Tài liệu viện dẫn

• Việc áp dụng tiêu chuẩn này đòi hỏi phải kết hợp chặt chẽ với các tài liệu viện dẫn tiêu chuẩn quốc tế (chủ yếu là hệ thống tiêu chuẩn ASTM). Các tài liệu này là cơ sở pháp lý và kỹ thuật để đảm bảo tính đồng bộ của phép thử.
• Các tiêu chuẩn viện dẫn quan trọng bao gồm: ASTM D 975 (Yêu cầu kỹ thuật đối với nhiên liệu điêzen), ASTM D 1193 (Yêu cầu kỹ thuật đối với nước thuốc thử dùng trong phòng thí nghiệm), ASTM D 2500 (Phương pháp xác định điểm đục của sản phẩm dầu mỏ), ASTM D 4057 (Phương pháp lấy mẫu thủ công dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ), và ASTM D 4177 (Phương pháp lấy mẫu tự động dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ).
• Ngoài ra, tiêu chuẩn còn viện dẫn các tài liệu kỹ thuật, hướng dẫn vận hành và bảo dưỡng động cơ thử nghiệm CFR (Cooperative Fuel Research) do nhà sản xuất thiết bị cung cấp để đảm bảo thiết bị luôn hoạt động trong trạng thái chuẩn hóa.

- Điều 3: Thuật ngữ và định nghĩa

• Trị số xêtan (Cetane number): Là chỉ số đo lường đặc tính bắt lửa (độ nhạy bắt lửa) của nhiên liệu điêzen trong động cơ nén cháy. Trị số xêtan càng cao biểu thị thời gian trễ bắt lửa càng ngắn và ngược lại.
• Thời gian trễ bắt lửa (Ignition delay): Khoảng thời gian được tính bằng độ góc quay của trục khuỷu, bắt đầu từ thời điểm vòi phun bắt đầu phun nhiên liệu vào buồng cháy cho đến khi quá trình cháy thực sự bắt đầu.
• Nhiên liệu tham chiếu chính (Primary reference fuels - PRF): Hỗn hợp bao gồm n-xêtan (được quy định có trị số xêtan bằng 100) và heptametylnonan (được quy định có trị số xêtan bằng 15). Hỗn hợp này được phối trộn theo tỷ lệ thể tích chính xác để tạo ra các điểm chuẩn trên thang đo xêtan.
• Nhiên liệu tham chiếu phụ (Secondary reference fuels - SRF): Là các loại nhiên liệu thương mại được kiểm chuẩn nghiêm ngặt dựa trên nhiên liệu tham chiếu chính. Chúng được sử dụng phổ biến trong các phép thử hàng ngày tại phòng thí nghiệm nhằm tối ưu hóa chi phí vận hành.
• Trị số đọc trên vô lăng (Handwheel reading): Giá trị số đo hiển thị trên vô lăng điều chỉnh của động cơ thử nghiệm, biểu thị vị trí của pittông thay đổi tỷ số nén trong buồng cháy phụ (buồng xoáy lốc) để đạt được thời gian trễ bắt lửa tiêu chuẩn.

- Điều 4: Tóm tắt phương pháp thử

• Nguyên lý cốt lõi của phương pháp là so sánh đặc tính cháy của mẫu nhiên liệu điêzen cần thử nghiệm với đặc tính cháy của các hỗn hợp nhiên liệu tham chiếu đã biết trước trị số xêtan dưới các điều kiện vận hành động cơ được kiểm soát nghiêm ngặt.
• Động cơ thử nghiệm phải được vận hành ở các thông số kỹ thuật cố định bao gồm: tốc độ vòng quay động cơ, nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nước làm mát, lưu lượng phun nhiên liệu và thời điểm phun nhiên liệu tiêu chuẩn.
• Trong quá trình thử nghiệm, người vận hành sẽ thay đổi tỷ số nén của động cơ bằng cách xoay vô lăng điều chỉnh cho đến khi đạt được thời gian trễ bắt lửa tiêu chuẩn là 13 độ góc quay trục khuỷu đối với mẫu thử. Trị số đọc trên vô lăng tại thời điểm này sẽ được ghi lại.
• Tiếp theo, hai hỗn hợp nhiên liệu tham chiếu (một hỗn hợp có trị số xêtan cao hơn và một hỗn hợp có trị số xêtan thấp hơn mẫu thử) được lựa chọn sao cho trị số đọc vô lăng của chúng bao sườn (bracket) trị số đọc vô lăng của mẫu thử.
• Trị số xêtan cuối cùng của mẫu nhiên liệu điêzen được tính toán bằng phương pháp nội suy tuyến tính từ các trị số đọc vô lăng ghi nhận được từ mẫu thử và hai hỗn hợp nhiên liệu tham chiếu bao sườn tương ứng.