Perkins 402D, 403D, 404D Industrial Engine. Manual - part 13

SEBU8311-01

51

Maintenance Section

Refill Capacities

Table 36

Perkins Specification for Distillate Diesel Fuel

(1)

Property

UNITS

Requirements

“ASTM”Test

“ISO”Test

Aromatics

%Volume

35% maximum

D1319

“ISO”3837

Ash

%Weight

0.02% maximum

D482

“ISO”6245

Carbon Residue on

10% Bottoms

%Weight

0.35% maximum

D524

“ISO”4262

Cetane Number

(2)

-

40 minimum

D613/D6890

“ISO”5165

Cloud Point

°C

The cloud point must
not exceed the lowest

expected ambient

temperature.

D2500

“ISO”3015

Copper Strip
Corrosion

-

No. 3 maximum

D130

“ISO”2160

Density at 15 °C

(59 °F)

(3)

Kg / M

3

801 minimum and 876

maximum

No equivalent test

“ISO 3675 ”“ISO 12185”

Distillation

°C

10% at 282 °C
(539.6 °F) maximum

90% at 360 °C (680 °F)

maximum

D86

“ISO”3405

Flash Point

°C

legal limit

D93

“ISO”2719

Thermal Stability

-

Minimum of 80%
reflectance after aging

for 180 minutes at

150 °C (302 °F)

D6468

No equivalent test

Pour Point

°C

6 °C (42.8 °F) minimum

below ambient

temperature

D97

“ISO”3016

Sulfur

(1)(4)

%mass

The level of sulfur
that is in the fuel is

controlled by emissions

regulations. Refer to
Tables 37 and 38 for

more information.

D5453/D26222

“ISO 20846 ”“ISO 20884”

Kinematic Viscosity

(5)

“MM”

2

“/S (cSt)”

The viscosity of the

fuel that is delivered to
the fuel injection pump.

“1.4 minimum/4.5

maximum”

D445

“ISO”3405

Water and sediment

% weight

0.1% maximum

D1796

“ISO”3734

Water

% weight

0.1% maximum

D1744

No equivalent test

Sediment

% weight

0.05% maximum

D473

“ISO”3735

(continued)

52

SEBU8311-01

Maintenance Section

Refill Capacities

(Table 36, contd)

Gums and Resins

(6)

mg/100mL

10 mg per 100 mL
maximum

D381

“ISO”6246

Lubricity corrected

wear scar diameter at
60 °C (140 °F).

(7)

mm

0.46 maximum

D6079

“ISO”12156-1

(1)

This specification includes the requirements for Ultra Low Sulfur Diesel (ULSD). ULSD fuel will have ≤ 15 ppm (0.0015%) sulfur. Refer to

“ASTM D5453”, “ASTM D2622”, or “ISO 20846, ISO 20884” test methods. This specification includes the requirements for Low Sulfur Diesel
(LSD). LSD fuel will have ≤500 ppm (0.05%) sulfur. Refer to following:“ASTM 5453, ASTM D2622”, “ISO 20846”, and “ISO 20884 test
methods”. Refer to Tables 37 and 38.

(2)

A fuel with a higher cetane number is recommended in order to operate at a higher altitude or in cold weather.

(3)

“Via standards tables, the equivalent API gravity for the minimum density of 801 kg / m

3

(kilograms per cubic meter) is 45 and for the

maximum density of 876 kg / m

3

is 30”.

(4)

Regional regulations, national regulations or international regulations can require a fuel with a specific sulfur limit. Consult all applicable

regulations before selecting a fuel for a given engine application. Perkins fuel systems and engine components can operate on high sulfur
fuels in territories that are non-emissions regulated. Fuel sulfur levels affect exhaust emissions. High sulfur fuels also increase the potential
for corrosion of internal components. Fuel sulfur levels above 0.5% may significantly shorten the oil change interval. For additional
information, refer to this manual, “Fluid recommendations (General lubricant Information)”.

(5)

The values of the fuel viscosity are the values as the fuel is delivered to the fuel injection pumps. Fuel should also meet the minimum

viscosity requirement and the fuel should meet the maximum viscosity requirements at 40 °C (104 °F) of either the “ASTM D445” test
method or the “ISO 3104” test method. If a fuel with a low viscosity is used, cooling of the fuel may be required to maintain 1.4 cSt or
greater viscosity at the fuel injection pump. Fuels with a high viscosity might require fuel heaters in order to lower the viscosity to 4.5
cSt at the fuel injection pump.

(6)

Follow the test conditions and procedures for gasoline (motor).

(7)

The lubricity of a fuel is a concern with low sulfur and ultra low sulfur fuel. To determine the lubricity of the fuel, use the “ISO 12156-1

or ASTM D6079 High Frequency Reciprocating Rig (HFRR)” test. If the lubricity of a fuel does not meet the minimum requirements,
consult your fuel supplier. Do not treat the fuel without consulting the fuel supplier. Some additives are not compatible. These additives
can cause problems in the fuel system.

NOTICE

Operating with fuels that do not meet the Perkins rec-

ommendations can cause the following effects: Start-

ing difficulty, poor combustion, deposits in the fuel in-

jectors, reduced service life of the fuel system, de-

posits in the combustion chamber, and reduced ser-

vice life of the engine.

Diesel Fuel Characteristics

Perkins Recommendation

Cetane Number

Fuel that has a high cetane number will give a shorter

ignition delay. This will produce a better ignition

quality. Cetane numbers are derived for fuels against

proportions of cetane and heptamethylnonane in the

standard CFR engine. Refer to “ISO 5165” for the

test method.

Cetane numbers in excess of 45 are normally

expected from current diesel fuel. However, a cetane

number of 40 may be experienced in some territories.

The United States of America is one of the territories

that can have a low cetane value. A minimum cetane

value of 40 is required during average starting

conditions. A higher cetane value may be required

for operations at high altitudes or in cold weather

operations.

Fuel with a low cetane number can be the root cause

of problems during cold start.

Viscosity

Viscosity is the property of a liquid of offering

resistance to shear or flow. Viscosity decreases with

increasing temperature. This decrease in viscosity

follows a logarithmic relationship for normal fossil

fuel. The common reference is to kinematic viscosity.

This is the quotient of the dynamic viscosity that is

divided by the density. The determination of kinematic

viscosity is normally by readings from gravity flow

viscometers at standard temperatures. Refer to “ISO

3104” for the test method.

The viscosity of the fuel is significant because fuel

serves as a lubricant for the fuel system components.

Fuel must have sufficient viscosity in order to lubricate

the fuel system in both extremely cold temperatures

and extremely hot temperatures. If the kinematic

viscosity of the fuel is lower than 1.4 cSt at the fuel

injection pump damage to the fuel injection pump

can occur. This damage can be excessive scuffing

and seizure. Low viscosity may lead to difficult hot

restarting, stalling and loss of performance. High

viscosity may result in seizure of the pump.

Perkins recommends kinematic viscosities of 1.4 and

4.5 mm2/sec that is delivered to the fuel injection

pump.

SEBU8311-01

53

Maintenance Section

Refill Capacities

Density

Density is the mass of the fuel per unit volume

at a specific temperature. This parameter has a

direct influence on engine performance and a direct

influence on emissions. This determines the heat

output from a given injected volume of fuel. This

is generally quoted in the following kg/m at 15 °C

(59 °F).

Perkins recommends a value of density of 841 kg/m

in order to obtain the correct power output. Lighter

fuels are acceptable but these fuels will not produce

the rated power.

Sulfur

The level of sulfur is governed by emissions

legislations. Regional regulation, national regulations

or international regulations can require a fuel with

a specific sulfur limit. The sulfur content of the fuel

and the fuel quality must comply with all existing local

regulations for emissions.

Tables 37 and 38 list the guidelines for the correct

sulfur level for specific territories. Consult all

applicable regulations before selecting the fuel for a

given engine application.

Table 37

Territory

Fuel Requirements from 2007

EPA

Low Sulfur (500 ppm) maximum

Sulfur/

Power

Low sulfur

(300 ppm)

maximum

for less than

or equal to

19 kW

Sulphur

(1000 ppm)

maximum

for greater

than 19 kW

EC

Models

402D-

05 and
403D-07

403D-11,

403D-15,
403D-15T,

403D-17,

404D-15.
404D-22,

404D-

22T and
404D-22TA

Non-

Regulated

Territories

Sulfur limit of less than 4000 ppm

Table 38

Territory

Fuel Requirements from 2010

EPA

Ultra Low Sulfur (15 ppm) maximum

Sulfur/

Power

Ultra Low

sulphur

(10 ppm)

maximum

for less than

or equal to

37 kW

Low sulphur

(300 ppm)

maximum

for greater

than 37 kW

EC

Models

402D-05,

403D-07,
403D-11,

403D-15,

403D-15T,
403D-17,

404D-15

404D-22,

404D-
22T and

404D-22TA

Non

Regulated

Territories

Sulfur limit of less than 4000 ppm

By using the test methods “ASTM D5453, ASTM

D2622, or ISO 20846 ISO 20884”, the content of

sulfur in low sulfur diesel (LSD) fuel must be below

500 PPM 0.05%. By using the test methods “ASTM

D5453, ASTM D2622, or ISO 20846 ISO 20884”,

the content of sulfur in ultra low sulfur (ULSD) fuel

must be below 15 PPM 0.0015%. The lubricity of

these fuels must not exceed wear scar diameter of

0.46 mm (0.0181 inch). The fuel lubricity test must be

performed on a HFRR, operated at 60 °C (140 °F).

Refer to “ISO 12156-1 ”.

In some parts of the world and for some applications,

high sulfur fuels above 0.5% by mass might only

be available. Fuel with very high sulfur content

can cause engine wear. High sulfur fuel will have

a negative impact on emissions of particulates.

High sulfur fuel can be used provided that the local

emissions legislation will allow the use. High sulfur

fuel can be used in countries that do not regulate

emissions.

When only high sulfur fuels are available, it will

be necessary that high alkaline lubricating oil is

used in the engine or that the lubricating oil change

interval is reduced. Refer to this Operation and

Maintenance Manual, “Fliud Recommendations

(Genernal Lubrication Information)” for information

on sulfur in fuel.

54

SEBU8311-01

Maintenance Section

Refill Capacities

Lubricity

This is the capability of the fuel to prevent pump

wear. The fluid’s lubricity describes the ability of the

fluid to reduce the friction between surfaces that are

under load. This ability reduces the damage that is

caused by friction. Fuel injection systems rely on the

lubricating properties of the fuel. Until fuel sulfur limits

were mandated, the fuel’s lubricity was generally

believed to be a function of fuel viscosity.

The lubricity has particular significance to the current

low viscosity fuel, low sulfur fuel and low aromatic

fossil fuel. These fuels are made in order to meet

stringent exhaust emissions. A test method for

measuring the lubricity of diesel fuels has been

developed and the test is based on the HFRR

method that is operated at 60 °C (140 °F). Refer to

“ISO 12156 part 1 and CEC document F06-A-96” for

the test method.

Lubricity wear scar diameter of 0.46 mm (0.0181 inch)

MUST NOT be exceeded. The fuel lubricity test must

be performed on a HFRR, operated at 60 °C (140 °F).

Refer to “ISO 12156-1 ”.

Fuel additives can enhance the lubricity of a fuel.

Contact your fuel supplier for those circumstances

when fuel additives are required. Your fuel supplier

can make recommendations for additives to use

and for the proper level of treatment. Refer to “Fuel

Additive” for more information.

Distillation

This is an indication of the mixture of different

hydrocarbons in the fuel. A high ratio of light weight

hydrocarbons can affect the characteristics of

combustion.

Classification of the Fuels

Diesel engines have the ability to burn a wide variety

of fuels. These fuels are divided into four general

groups: Ref to table 39

Table 39

Fuel Groups

Classification

Group 1

Preferred fuels

Full life of the
Product

Group 2

Permissible fuels

These fuels

MAY cause

reduced
engine life and

performance

Group 3

Aviation fuels

These fuels
WILL cause

reduced

engine life and
performance

Group 4

Biodiesel

Group 1 Specifications (Preferred Fuels)

This group of fuel specifications is considered

acceptable:

•

EN590 DERV Grade A, B, C, E, F, Class, 0, 1, 2,

3, and 4

•

“ASTM D975”, Grade 2D S15, and Grade 2D S500

•

“JIS K2204 Grades 1,2,3 and Special Grade 3”

This grade of fuel must meet the minimum lubricity

requirements that are stated in table 36.

•

“BS2869 Class A2” Off-Highway Gas Oil Red

Diesel

Note: BS2869 can only be used if the sulfur level

meets the specifications that are listed in tables 37

and 38. An analysis of a sample of fuel must be

conducted in order to check the sulfur level.

Note: The use of LSD fuel and the use of ULSD

fuel is acceptable provided that the fuels meet the

minimum requirements that are stated in tables 36,

37 and 38. The lubricity of these fuels must not

exceed wear scar diameter of 0.46 mm (0.0181 inch).

The lubricity test must be performed on a HFRR,

operated at 60 °C (140 °F). Refer to “ISO 12156-1

”. By using the test methods “ASTM D5453, ASTM

D2622, or ISO 20846 ISO 20884”, the content of

sulfur in LSD fuel must be below 500 PPM 0.05%. By

using the test methods “ASTM D5453, ASTM D2622,

or ISO 20846 ISO 20884”, the content of sulfur in

ULSD fuel must be below 15 PPM 0.0015%.

Group 2 Specifications (Permissible
Fuels)

This group of fuel specifications is considered

acceptable, but these fuels MAY reduce the engine

life and performance.