EN 15195:2023
(Main)Liquid petroleum products - Determination of ignition delay and derived cetane number (DCN) of middle distillate fuels by combustion in a constant volume chamber
Liquid petroleum products - Determination of ignition delay and derived cetane number (DCN) of middle distillate fuels by combustion in a constant volume chamber
This document specifies a test method for the quantitative determination of ignition delay of middle distillate fuels intended for use in compression ignition engines. The method utilizes a constant volume combustion chamber designed for operation by compression ignition, and employing direct injection of fuel into compressed air that is controlled to a specified pressure and temperature. An equation is given to calculate the derived cetane number (DCN) from the ignition delay measurement.
This document covers the ignition delay range from 2,58 ms to 6,34 ms (76,8 DCN to 33,9 DCN). The combustion analyser can measure shorter or longer ignition delays, but precision is not known.
This document is applicable to diesel fuels, including those containing fatty acid methyl esters (FAME) up to 30 % (V/V). The method is also applicable to middle distillate fuels of non-petroleum origin, oil-sands based fuels, blends of fuel containing biodiesel material, diesel fuel oils containing cetane number improver additives and low-sulfur diesel fuel oils. Furthermore, the method is applicable to paraffinic diesel from synthesis or hydrotreatment, containing up to a volume fraction of 7 % FAME [1]. However, users applying this document especially to unconventional distillate fuels are warned that the relationship between derived cetane number and combustion behaviour in real engines is not yet fully understood.
The test method is also applicable to the quantitative determination of the ignition characteristics of FAME, especially the ignition delay. However, analysis of the data available, regarding correlation with EN ISO 5165, is inconclusive. So the determination of derived cetane number for FAME fuel, also known as B100, has not been included in the precision determination as in Clause 12.
NOTE For the purpose of this document, the expression “% (V/V)” is used to represent the volume fraction and “% (m/m)” the mass fraction.
WARNING — The use of this document may involve hazardous materials, operations and equipment. This document does not purport to address all of the safety problems associated with its use. It is the responsibility of the user of this document to establish appropriate safety and health practices and determine the applicability of regulatory limitations prior to use.
Flüssige Mineralölerzeugnisse - Bestimmung des Zündverzugs und der abgeleiteten Cetanzahl (ACZ) von Kraftstoffen aus Mitteldestillaten in einer Verbrennungskammer mit konstantem Volumen
Dieses Dokument legt ein Prüfverfahren zur quantitativen Bestimmung des Zündverzugs von Kraftstoffen aus Mitteldestillaten für den Einsatz in Dieselmotoren fest. Das Verfahren nutzt eine Verbrennungskammer mit konstantem Volumen, die für den Betrieb durch Selbstzündung ausgelegt ist, und es setzt direkte Kraftstoffeinspritzung in komprimierte Luft ein, die auf festgelegte Druck- und Temperaturwerte geregelt wird. Die Berechnung der abgeleiteten Cetanzahl (ACZ) aus der Messung des Zündverzugs erfolgt über eine angegebene Gleichung.
Dieses Dokument umfasst den Zündverzugsbereich von 2,58 ms bis 6,34 ms (ACZ 76,8 bis ACZ 33,9). Mit dem Verbrennungsprüfgerät können sowohl kürzere als auch längere Zündverzüge gemessen werden, die Präzision ist jedoch nicht bekannt.
Dieses Dokument ist anwendbar auf Dieselkraftstoffe mit einem Gehalt an Fettsäuremethylestern (FAME) von bis zu 30 % (V/V). Die Prüfung ist ebenfalls anwendbar auf Mitteldestillate nicht mineralölstämmiger Herkunft, auf ölsandbasierte Kraftstoffe, auf Biodieselmaterial enthaltende Kraftstoffmischungen, auf Dieselkraftstoffe, welche Zündverbesserer enthalten, und auf Dieselkraftstoffe mit niedrigem Schwefelgehalt. Dieses Prüfverfahren ist auch auf paraffinischen Dieselkraftstoff aus Synthese oder Hydrierungsverfahren anwendbar, der einen Volumenanteil von bis zu 7 % Fettsäuremethylester (FAME) enthält [1]. Anwender, die dieses Dokument im Besonderen auf unkonventionelle Destillat-Kraftstoffe anwenden, werden jedoch darauf hingewiesen, dass die Beziehung zwischen der abgeleiteten Cetanzahl und dem Verbrennungsverhalten in realen Motoren noch nicht völlig geklärt ist.
Das Prüfverfahren ist weiterhin einsetzbar zur quantitativen Bestimmung der Zündeigenschaften, insbesondere des Zündverzuges, von FAME. Die Analyse der verfügbaren Daten hinsichtlich der Korrelation mit EN ISO 5165 ist jedoch nicht eindeutig. Daher wurde die Bestimmung der abgeleiteten Cetanzahl für FAME-Kraftstoffe, auch bekannt als B100, nicht in die Bestimmung der Präzision nach Abschnitt 12 einbezogen.
ANMERKUNG Für die Zwecke dieses Dokuments wird zur Angabe des Volumenanteils einer Substanz der Ausdruck „% (V/V)“ und für den Massenanteil einer Substanz der Ausdruck „% (m/m)“ verwendet.
WARNUNG — Die Anwendung dieses Dokuments kann die Anwendung gefährlicher Stoffe, Arbeitsgänge und Geräte mit sich bringen. Dieses Dokument beansprucht nicht, alle damit verbundenen Sicherheitsprobleme zu behandeln. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders dieses Dokument, vor der Anwendung angemessene Maßnahmen im Hinblick auf Sicherheit und Gesundheit zu ergreifen, und die Anwendbarkeit einschränkender Vorschriften zu ermitteln.
Produits pétroliers liquides - Détermination du délai d'inflammation et de l'indice de cétane dérivé (ICD) des distillats moyens par combustion dans une chambre à volume constant
Le présent document spécifie une méthode d'essai pour la détermination quantitative du délai d’inflammation des distillats moyens utilisés comme carburants dans des moteurs à allumage par compression. Elle utilise une chambre de combustion à volume constant conçue pour la mise en œuvre d'un allumage par compression avec l'injection directe du carburant dans de l'air comprimé maintenu à une pression et une température données. Une équation est présentée pour calculer l'indice de cétane dérivé (ICD) à partir du délai d’inflammation mesuré.
Ce document couvre la gamme des délais d'inflammation de 2,58 ms à 6,34 ms (76,8 ICD à 33,9 ICD). L'analyseur de combustion peut mesurer des délais d'inflammation plus courts ou plus longs, mais la fidélité n'est pas connue.
Ce document est applicable aux carburants diesel, y compris ceux contenant des esters méthyliques d'acides gras (EMAG) jusqu'à 30 % (V/V). La méthode est également applicable aux distillats moyens d'origine non pétrolière, aux carburants à base de sables bitumineux, aux mélanges de carburants contenant du biodiesel, aux carburants diesel contenant des additifs améliorant l'indice de cétane et aux carburants diesel à faible teneur en soufre. Toutefois, les utilisateurs qui appliquent ce document, en particulier aux combustibles distillés non conventionnels, sont avertis que la relation entre l'indice de cétane dérivé et le comportement de combustion dans les moteurs réels n'est pas encore totalement comprise.
La méthode d'essai est également applicable à la détermination quantitative des caractéristiques d'inflammation des EMAG, en particulier le délai d'inflammation. Cependant, les données de corrélation disponibles avec l’EN ISO 5165, n'étaient pas concluantes. Ainsi, la détermination de l'indice de cétane dérivé pour le carburant EMAG, également connu sous le nom de B100, n'a pas été incluse dans la détermination de la fidélité indiquée dans l’Article 12.
NOTE Pour les besoins du présent document, les termes "% (V/V)" et "% (m/m)" sont utilisés pour représenter respectivement la fraction volumique et la fraction massique.
AVERTISSEMENT — L'utilisation du présent document peut impliquer l'utilisation de produits, d'opérations et d'équipements à caractère dangereux. Ce document n'est pas censé aborder tous les problèmes de sécurité concernés par sa mise en oeuvre. Il est de la responsabilité de l'utilisateur de consulter et d'établir des règles de sécurité et d'hygiène appropriées et de déterminer l'applicabilité des restrictions réglementaires avant utilisation.
Tekoči naftni proizvodi - Ugotavljanje zakasnitve vžiga in izpeljanega cetanskega števila (DCN) srednjih destilatov s sežigom v komori s stalno prostornino
Ta evropski standard določa preskusno metodo za kvantitativno ugotavljanje zakasnitve vžiga v srednje destilatnih gorivih, namenjenih za uporabo v motorjih s kompresijskim vžigom. Pri tej metodi se uporablja zgorevalna komora s konstantno prostornino, ki deluje na kompresijski vžig, z neposrednim vbrizgavanjem goriva v stisnjen zrak, pri čemer se nadzirata tlak in temperatura zraka. Navedena je enačba za izračun izpeljanega cetanskega števila (DCN) na podlagi merjenja zakasnitve vžiga.
Ta evropski standard se uporablja za dizelska goriva, vključno z gorivi, ki vsebujejo metilne estre maščobnih kislin (FAME) z deležem do 30 % (V/V). Metoda se uporablja tudi za srednje destilatna goriva nenaftnega izvora, goriva na osnovi oljnega peska, mešanice goriv z biodizlom, dizelska kurilna olja z aditivi za izboljšanje cetanskega števila in dizelska kurilna olja z nizko vsebnostjo žvepla. Toda uporabniki, ki ta standard uporabljajo zlasti za neobičajna destilatna goriva, morajo upoštevati, da povezava med izpeljanim cetanskim številom in lastnostmi zgorevanja v dejanskih motorjih še ni v celoti pojasnjena.
Preskusna metoda se uporablja tudi za kvantitativno ugotavljanje lastnosti vžiga za metilne estre maščobnih kislin (FAME), še zlasti zakasnitve vžiga. Toda razpoložljivi korelacijski podatki niso dali dokončnega odgovora o natančnosti enačbe. Zato ugotavljanje izpeljanega cetanskega števila za goriva, ki vsebujejo metilne estre maščobnih kislin (FAME), ni bilo vključeno v ugotavljanje natančnosti kot v členu 13).
Ta evropski standard vsebuje razpon zakasnitve vžiga od 2,8 do 6,3 ms (od 71 do 34 DCN). Analizator zgorevanja lahko izmeri krajše in daljše zakasnitve vžiga, toda ni znano s kakšno natančnostjo. Za te krajše ali daljše zakasnitve vžiga je korelacijska enačba za izpeljano cetansko število (DCV) podana v dodatku D.
OPOMBA 1: Ni na voljo informacij o tem, kako se izpeljana cetanska števila zunaj razpona od 34 do 71 primerjajo s standardom EN ISO 5165.
OPOMBA 2: V tem evropskem standardu je uporabljena oznaka »% (V/V)« in pomeni delež prostornine, »% (m/m)« pa delež mase.
OPOZORILO: Pri uporabi tega standarda so lahko prisotni nevarni materiali, postopki in oprema. Ta standard ne obravnava vseh varnostnih težav, ki se navezujejo na njegovo uporabo. Za vzpostavitev ustreznih varnostnih in zdravstvenih praks ter za določitev uporabnosti regulativnih omejitev pred uporabo je odgovoren uporabnik tega standarda.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
01-maj-2023
Nadomešča:
SIST EN 15195:2015
Tekoči naftni proizvodi - Ugotavljanje zakasnitve vžiga in izpeljanega cetanskega
števila (DCN) srednjih destilatov s sežigom v komori s stalno prostornino
Liquid petroleum products - Determination of ignition delay and derived cetane number
(DCN) of middle distillate fuels by combustion in a constant volume chamber
Flüssige Mineralölerzeugnisse - Bestimmung des Zündverzugs und der abgeleiteten
Cetanzahl (ACZ) von Kraftstoffen aus Mitteldestillaten in einer Verbrennungskammer mit
konstantem Volumen
Produits pétroliers liquides - Détermination du délai d'inflammation et de l'indice de
cétane dérivé (ICD) des distillats moyens par combustion dans une chambre à volume
constant
Ta slovenski standard je istoveten z: EN 15195:2023
ICS:
75.160.20 Tekoča goriva Liquid fuels
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
EN 15195
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
March 2023
EUROPÄISCHE NORM
ICS 75.160.20 Supersedes EN 15195:2014
English Version
Liquid petroleum products - Determination of ignition
delay and derived cetane number (DCN) of middle
distillate fuels by combustion in a constant volume
chamber
Produits pétroliers liquides - Détermination du délai Flüssige Mineralölerzeugnisse - Bestimmung des
d'inflammation et de l'indice de cétane dérivé (ICD) Zündverzugs und der abgeleiteten Cetanzahl (ACZ) von
des distillats moyens par combustion dans une Kraftstoffen aus Mitteldestillaten in einer
chambre à volume constant Verbrennungskammer mit konstantem Volumen
This European Standard was approved by CEN on 13 February 2023.
CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this
European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references
concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN
member.
This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by
translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management
Centre has the same status as the official versions.
CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia,
Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway,
Poland, Portugal, Republic of North Macedonia, Romania, Serbia, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Türkiye and
United Kingdom.
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
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© 2023 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved Ref. No. EN 15195:2023 E
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Contents Page
European foreword . 4
Introduction . 5
1 Scope . 6
2 Normative references . 6
3 Terms and definitions . 7
4 Principle . 8
5 Reagents and materials . 8
6 Apparatus . 9
7 Sampling . 10
8 Apparatus assembly and installation . 11
9 Preparation of apparatus . 11
9.1 System start-up and warm-up . 11
9.2 Standard operating and test conditions . 11
10 Calibration, verification and quality control. 13
10.1 General . 13
10.2 Calibration . 13
10.3 Apparatus verification . 13
10.4 Quality control (QC) . 14
11 Test procedure . 14
12 Calculation . 15
13 Expression of results . 15
14 Precision . 15
14.1 General . 15
14.2 Repeatability, r . 15
14.3 Reproducibility, R . 16
15 Test report . 17
Annex A (normative) Test apparatus description . 18
A.1 General . 18
A.2 Apparatus description and assembly . 18
A.3 Utilities . 19
A.4 Control and data acquisition . 20
A.5 Auxiliary apparatus . 20
Annex B (normative) Operational details in support to the standard test procedure . 21
B.1 Fuel injection system flushing . 21
B.2 Fuel injection system filling and purging . 22
B.3 Test sequence . 22
B.3.1 General . 22
B.3.2 Test sequence . 23
B.3.3 Data record . 24
B.4 Fuel injection system cleaning . 24
B.5 Alternative fuel injection system cleaning . 25
Annex C (informative) Apparatus maintenance . 26
C.1 General . 26
C.2 Daily maintenance . 26
C.3 Weekly maintenance . 26
C.4 Yearly maintenance . 26
Bibliography . 27
European foreword
This document (EN 15195:2023) has been prepared by Technical Committee CEN/TC 19 “Gaseous and
liquid fuels, lubricants and related products of petroleum, synthetic and biological origin”, the secretariat
of which is held by NEN.
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an
identical text or by endorsement, at the latest by September 2023, and conflicting national standards shall
be withdrawn at the latest by September 2023.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. CEN shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
This document supersedes EN 15195:2014.
The main changes compared to the previous edition are listed below:
— the Scope has been extended to paraffinic diesel from synthesis or hydrotreatment, in line with the
outcome of the interlaboratory study organized by CEN/TC 19 in 2013 [1];
— based on a review of PT data from EI and NEG correlation schemes, the lower end of the ignition
delay range has been expanded up to 2,58 ms (76,8 DCN), where it used to be up to 2,8 ms (71 DCN);
— the Introduction has been updated with historical information on the method development;
— Annex D on equation outside the method scope range has been removed.
Any feedback and questions on this document should be directed to the users’ national standards body.
A complete listing of these bodies can be found on the CEN website.
According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organisations of the
following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia,
Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland,
Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Republic of North
Macedonia, Romania, Serbia, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Türkiye and the United
Kingdom.
Introduction
This document is derived from joint standardization work in the Energy Institute and ASTM
International. It was originally based on IP 498/06 [2] published by the Energy Institute and harmonized
with the equivalent ASTM standard test method [3].
The described method is an alternative quantitative determination of the cetane number of middle
distillate fuels intended for use in compression ignition engines. Correlation studies between this method
and EN ISO 5165 have been done and the results of this are incorporated in this document.
The basis of this method is the derived cetane number correlation equation as given in Clause 12. The
equation that relates ignition delay to derived cetane number, originally developed in 1997 [4], was:
(−0,658)
DCN = 83,99(ID-1,512) + 3,547. This equation was derived from a correlation test programme,
comprising ASTM National Exchange Group (NEG) check fuels, heptamethylnonane, cetane and in-house
check fuel. In 2005, the equation was re-evaluated by the EI and ASTM through the correlation of cetane
number data from the IP and the National Exchange Group (NEG) Diesel Fuel Engine Correlation Schemes
and ignition delay data on the same samples from the IP and NEG IQT Correlation Schemes collected over
a number of years [5]. In 2006, another ASTM evaluation [6] led to the actual equation, which showed an
optimal fit over the range of the scope.
On 13 July 2021 ASTM International granted usage of its national Diesel Exchange group program data
which enabled the lower end of the ignition delay scope to be expanded from 2,8 ms to 2,58 ms (from 71
DCN up to 76,8 DCN
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.