Плотность — масса топлива, содержащаяся в единице объема, г/см³. Плотность измеряют с помощью денсиметров (ареометров), гидростатических весов и пикнометров. Для сравнения топлив различных сортов их приводят к температуре 20 °С, принятой за стандартную ?₂₀ = ?_t + ? (t — 20), где ?_t — плотность, определенная при тем­пературе испытаний; ? — коэффициент, показывающий измене­ние плотности при изменении температуры на 1 °С (табл. 5.3).

У дизельных топлив плотность находится в пределах 0,83— 0,89 г/см³, у тяжелых достигает 0,99 г/см³. Градусы плотности АРI, принятые в США, связаны с единицами плотности метричес­кой системы СИ, кг/дм³, соотношением: АРI = 141,5/_{?15.5 °C} — 131,5.

Вязкость топлива оценивается коэффициентом кинематичес­кой вязкости, который показывает величину внутреннего трения частиц жидкости, возникающего при их взаимном перемещении, определяется с помощью U-образных вискозиметров по формуле ?_к = с? (с — постоянная вискозиметра, ? — время перетекания жидкости через капилляр) и выражается в мм²/с (сантистоксах — сСт). Стокс (1 Ст — 10^-4 м²/с) выражает вязкость жидкости, плотность которой равна 1 г/см³. Единица вязкости 1 Ст пока­зывает сопротивление, равное силе в 1 дину (1 дина = 10^-5 Н) и возникающее при взаимном перемещении двух слоев жидкости площадью 1 см², находящихся на расстоянии 1 см один от другого и перемещающихся относительно друг друга со скоростью 1 см/с. В отечественной практике вязкость принято измерять в градусах условной шкалы (°ВУ) или равнозначных им градусах Энглера (°Е), представляющих собой отношение времени истечения в стан­дартных условиях 200 мл испытуемого продукта при темпера­туре испытания через калиброванное отверстие диаметром 2,8 мм к времени истечения такого же объема дистиллированной воды при температуре 20 °С. За рубежом вязкость оценивается в се­кундах Редвуда (с R1 при 100° F) или Сейболта (SU). Связь между различными единицами определяется выражениями: ?_к = 7,41 °ВУ при ?_к ? 75 мм²/с; ?_к = 0,22SU — 180/SU: ?_к = 0,216SU при SU ? 285 с; ?_к = 0,2471R1 при R1 ? 75 с; ?_к = 7,4° Е при Е ? 10°.

При перекачивании температура топлив должна быть не ме­нее чем на 15—20 °С выше температуры застывания. Надежная работа топливной аппаратуры при использовании высоковязких топлив обеспечивается путем их подогрева для достижения вяз­кости в пределах 10—25 мм²/с (2—3,7 °ВУ). Номограмма зави­симости вязкости топлива от температуры подогрева показана на рис. 5.6.

Испаряемость топлива, как и вязкость, оказывает большое влияние на интенсивность процесса смесеобразования. Испаряе­мость качественно характеризуется фракционным составом. Так, с увеличением на 60 % содержания в топливе бензиновых и керо­синовых фракций значение р_z повышается на 12 %, а g_е — сни­жается на 10 %.

Температура вспышки — температура, при которой пары топ­лива, нагреваемого в строго определенных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении пламени. Температура вспышки определяет его пожарную безо­пасность (Регистр СССР допускает использование на судах топ­лив, температура вспышки которых не ниже 65 °С).

Цетановое число выражает содержание в процентах по объему цетана в смеси его с ?-метилнафталином, эквивалент­ной по воспламеняемости данному топливу при испытании на стандартной установке в стандартных условиях. Цетановое число дизельного топлива равно 40—60 ед., тяжелого топлива 30—50 ед. цетановое число характеризует период задержки самовоспламенения топлива: чем выше цетановое число, тем меньше период задержки самовоспламенения  (рис. 5.7)

Температура помутнения — максимальная температура, при которой в топливе появляется фазовая неоднородность, топливо начинает мутнеть вследствие выделения микроскопических капе­лек воды, микрокристаллов льда или углеводородов.

Температура застывания — температура, при которой топ­ливо в стандартных условиях теряет подвижность (в накло­ненной пробирке под углом 45° уровень топлива остается непо­движным в течение 1 мин).

Механические примеси — это твердые вещества органического и неорганического происхождения, находящиеся в топливе в виде осадка или во взвешенном состоянии. Содержание механических примесей измеряется в процентах по массе и может доходить до 0,3—0,5 %.

Теплота сгорания топлив зависит от их химического состава и определяется с помощью калориметрической установки. В оте­чественной практике в расчетах используют значение низшей теплоты сгорания, не учитывающей теплоты конденсации. Связь между плотностью топлива и его теплотой сгорания выражается так: Q_н^р = 50 400 — 8,6?₂₀ кДж/кг, где ?₂₀ — плотность топлива при 20 °С, кг/м³. Эта эмпирическая зави­симость носит приближенный характер и пригодна лишь для стандартных мотор­ных топлив. В энергетике используют понятие условного топлива, имеющего Q_усл^р = 29 300 кДж/кг (7000 ккал/кг). Пересчет расходов топлива при измене­нии Q_н^р производят согласно зависимо­сти B_усл /B = Q_н^р / Q_усл^р сл, где В — расход топлива, имеющего теплоту сгорания Q_н^р, В_усл — условный расход топлива при Q_усл^р

Содержание воды в топливе приводит к образованию эмульсии, которая в тяже­лых сернистых топливах носит стабиль­ный характер и плохо поддается сепара­ции. Вода в топливе обычно содержится в виде взвеси или эмульсии и выпадает вместе с образующимся шламом в осадок на дно цистерны, что приводит к возникновению коррозии внут­ренних поверхностей цистерн и размещенных в них подогрева­телей. Повышенное содержание воды в топливе ухудшает про­цесс сгорания в цилиндре, уменьшая его теплоту сгорания. Однако содержание воды в виде водотопливной эмульсии на основе дизельных топлив (около 15—17 %) снижает удельный расход топлива на 4—7 %, при этом уменьшается сажеобразование, исключается закоксовывание форсунок. При снижении нагрузки эффект от применения эмульгированного водой топлива уменьшается.

Коксуемостью называется содержание углеродистого осадка (нагара), в процентах по массе, образующегося после сжигания в стандартном приборе. Дистиллятные топлива имеют коксуе­мость до 0,1 %, моторные до 3—4 %, тяжелые — до 10— 14 %.

Зольность — содержание несгораемого остатка, в процентах по массе, образующегося при сжигании испытуемого топлива и прокаливании твердого осадка до постоянной массы. Предельные значения содержания золы для моторных топлив 0,08 %, для дизельных 0,02 %, для тяжелых топлив — до 0,3 %. Присут­ствующие в золе отдельных сортов тяжелых топлив соединения окислов ванадия (V₂O₅) и солей натрия (Nа₂SO₄, NаСl) являются наиболее агрессивными составляющими — они приводят к «го­рячей» коррозии деталей ЦПГ, ТК и выпускных клапанов. Эти составляющие обладают низкой температурой плавления (~600 °С) и при попадании на металлические поверхности с температурой выше 550—600 °С прилипают к ним, вызывая закоксовывание клапанов, растрескивание их седел и прогорание поля клапана и седла.

Для ослабления отрицательных последствий необходимо умень­шить как содержание натрия (промывкой топлива водой), так и температуру седел клапанов (охлаждением водой части седла) до значений ниже критических значений температур плавления солей ванадия и натрия. Для изготовления седел выпускных клапанов можно подобрать материал, хорошо сопротивляющийся коррозии, а в топливо добавлять соли магния, повышающие тем­пературу плавления зольных элементов, и специальные присадки.

Требуемая обработка топлива назначается в соответствии с той зоной графика Na—V (рис. 5.8), которой соответствует содержание этих элементов в топливе. Зона А — нормальная очистка центрифугой — сепаратором (с водяным сборником), зона В — одноразовая промывка без добавления присадок, зона С—двухразовая промывка без добавления присадок, зона О — нормальная очистка центрифугой — сепаратором с добавлением антиванадиевой присадки, зона Е — одноразовая промывка с до­бавлением антиванадиевой присадки, зона F — двухразовая про­мывка с добавлением антиванадиевой присадки, зона G — обра­ботка на месте после выяснения процентного содержания натрия и ванадия.

Содержание серы в топливе способствует конденсации водяных паров продуктов сгорания, если их температура близка к точке росы. Сера топлива обычно сгорает с образованием сернистого ангидрида, который затем превра­щается в серный. Конденсация чистых водяных паров, находя­щихся в газах, возможна при температуре 46—65 °С, а при на­личии SО₃ — при температуре 100—120 °С. Так образуются сер­нистая и серная кислоты, которые сильно окисляют детали дизелей. На рис. 5.9 показана зависи­мость температуры конденсации серной кислоты от содержания серы в топливе.

Фактическими смолами называ­ют сложные продукты окисле­ния, полимеризации и конденса­ции углеводородов, содержащиеся в топливе и образующиеся в нем в условиях испытания. Содержа­ние фактических смол выражают в миллиграммах на 100 мл топ­лива; оно определяется выпариванием испытуемого топлива в струе горячего воздуха или водяного пара с последующим взве­шиванием образовавшихся смол.

Кислотность топлива оценивает содержание в топливе орга­нических кислот, выражается в миллиграммах КОН, потребного для нейтрализации органических кислот, содержащихся в 100 мл.