柴油的質(zhì)量要求
互聯(lián)網(wǎng) 修車常識(shí) 2008-05-14
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（一）柴油的質(zhì)量要求：
為了保證柴油在高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中能正常燃燒,對(duì)柴油的質(zhì)量要求如下:
l.良好的燃燒性,十六烷值適宜,自燃點(diǎn)低,燃燒完全,發(fā)動(dòng)機(jī)工作穩(wěn)定性好,不發(fā)生爆震現(xiàn)象。
2.良好的蒸發(fā)性能,蒸發(fā)速度要適宜,輕餾分所占比例應(yīng)大些,否則會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗增大,磨損加劇,功率下降。
4.含硫量小,以保證不腐蝕發(fā)動(dòng)帆。含硫量較低是我國(guó)國(guó)產(chǎn)柴油的特點(diǎn)之一。
5.安定性好,在儲(chǔ)存時(shí)生成膠質(zhì)及燃燒后形成積炭的傾向都較小。
(二)評(píng)價(jià)柴油性能的指標(biāo)：
l.柴油的燃燒性能及其評(píng)價(jià)指標(biāo)
(l)柴油機(jī)的工作粗暴與柴油的發(fā)火性 為使讀者對(duì)柴油的發(fā)火性能有一個(gè)更為全面的理解,我們先介紹柴油在柴油機(jī)氣缸內(nèi)燃燒的情況。柴油機(jī)在壓縮終了時(shí),缸內(nèi)溫度可達(dá)500'C一600`C,壓力達(dá)3~4MPa。這時(shí)柴油以高壓呈細(xì)霧狀噴入燃燒室內(nèi),由于燃燒室的溫度巳超過(guò)柴油和自燃點(diǎn),故從理論上而言,柴油--噴入燃燒室,便具備了著火燃燒的基本條件。但從柴油噴入至自燃,往往還有一定的時(shí)問(wèn)間隔,這是因?yàn)樵谶@一時(shí)問(wèn)問(wèn)隔內(nèi),柴油需完成與空氣的充分混合、先期氧化及形成局部著火點(diǎn)等物理化學(xué)的進(jìn)一步準(zhǔn)備,我們將從噴油開(kāi)始到柴油開(kāi)始燃燒的時(shí)間問(wèn)隔稱之為著火延遲期。如果著火延遲期長(zhǎng),則噴入燃燒室的柴油量增多,著火前形成的混合氣數(shù)量就多,一旦著火,就有過(guò)量的柴油著火燃燒,這會(huì)造成缸內(nèi)壓力劇增,氣缸內(nèi)便將產(chǎn)生強(qiáng)烈的震擊作用,通常把這種震擊作用稱為柴油機(jī)工作粗暴。柴油機(jī)工作粗暴的后果與汽油機(jī)爆震一樣,會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)承受過(guò)大的沖擊力作用,產(chǎn)生強(qiáng)烈的金屬敲擊聲,加速零件的磨損并且使柴油機(jī)起動(dòng)困難,造成柴油機(jī)功率下降,油耗增大。影響著火延遲期的因素較多,其中柴油的發(fā)火性是主要因素之一。柴油的發(fā)火性是指柴油自燃的能力,發(fā)火性好的柴油,著火延遲期短,著火燃燒后缸內(nèi)壓力上升平緩,柴油機(jī)工作柔和。
另外需要指出的一點(diǎn)是柴油機(jī)的工作粗暴與汽油機(jī)的爆震在本質(zhì)上是有很大區(qū)別的。汽油機(jī)的爆震是由于點(diǎn)火燃著的火焰前沿還沒(méi)傳播到的那部分混合氣生成過(guò)氧化物,自行燃燒而致,一般發(fā)生在燃燒末期;而柴油機(jī)工作粗暴卻是由于柴油的發(fā)火性差使得著火延遲期過(guò)長(zhǎng)而致、一般發(fā)生在燃燒的初期。因此,各種影響汽油機(jī)爆震與柴油機(jī)工作粗暴的因素也完全不同。如汽油機(jī)若提高壓縮比或增高氣缸溫度會(huì)促發(fā)爆震,而柴油帆若提高壓縮比或增高氣缸溫度卻能減輕其工作粗暴的傾向。汽油中的正構(gòu)烷烴易使汽油機(jī)發(fā)生爆震,而對(duì)于柴油而言,所含的正構(gòu)烷烴卻能減輕柴油機(jī)工作粗暴。由此,我們可了解汽油機(jī)爆震與柴油機(jī)工作粗暴的根本區(qū)別。
可見(jiàn),柴油的發(fā)火性,是評(píng)價(jià)柴油燃燒性能的一個(gè)重要指標(biāo)。
(2)柴油的十六烷值 十六烷值是代表柴油在柴油發(fā)動(dòng)帆中發(fā)火性能的一個(gè)約定量值。它是在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中,通過(guò)和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行比較來(lái)測(cè)定,采用和被測(cè)定燃料具有相同著火延遲期的標(biāo)準(zhǔn)燃料中十六烷的體積百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。供參比用的標(biāo)準(zhǔn)燃料是用兩種發(fā)火性相差破為懸殊的烴作為基準(zhǔn)物對(duì)比得出的數(shù)渣。一種烴是正十六烷,它在高溫條件下可迅速形成過(guò)氧化物.著火延遲期最短,即自燃點(diǎn)低,發(fā)火性好,規(guī)定它的十六烷值為100。另一種烴是a-甲基茶,屬于芳烴.它的著火延遲期長(zhǎng).自燃點(diǎn)高,友火性差.規(guī)定它的十六烷值為0,將此二種烴按不同的體積比例混合,就可以得到十六烷值從O一100供參比用的標(biāo)準(zhǔn)燃料。
柴油十六烷值可按GB/T38G一91的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。主要的測(cè)試設(shè)備為一臺(tái)可調(diào)壓縮比(7-23)的供試驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)單缸柴油機(jī)。試驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)柴油機(jī)壓縮比,確定被試燃料的閃火時(shí)問(wèn)。如果被試燃料和某一參比燃料在同樣條件下同期閃火,所選用的壓縮比又相同,則它們的十六烷值相同,標(biāo)準(zhǔn)燃料中十六烷的體積百分比合量即為被測(cè)燃料的十六烷值。
除通過(guò)上述辦法測(cè)定柴油的十六烷值外,還可以通過(guò)測(cè)取柴油的某些較易獲得的物理參數(shù),而后通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算得出柴油的近,擬十六烷值。
①柴油指數(shù) 表示柴油在柴油機(jī)中發(fā)火性能的一個(gè)計(jì)算值。該值通過(guò)柴油的相對(duì)密度與苯胺點(diǎn)計(jì)算而得,且不因使用發(fā)火促進(jìn)劑而改變其計(jì)算值。柴油的苯胺點(diǎn)是普通化驗(yàn)室都可測(cè)定的，它是按GB/T262一88的規(guī)定進(jìn)行。方法概要:將規(guī)定體積的苯胺和試樣置于試管(或U形管)中,并用機(jī)械攪拌使其混合�；旌衔镆钥刂扑俣燃訜嶂羶上嗤耆旌稀Ｈ缓髮⒒旌衔镌诳刂扑俣认�冷卻當(dāng)兩相分離時(shí),記錄的溫度即為苯胺點(diǎn)�？砂聪率鼋�(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算柴袖指數(shù):
柴油指數(shù)=(1.8T十32)X(141.5一131.5p)/100p
式中:T-柴油的苯胺點(diǎn)，C;
p一柴油在15.6'C時(shí)的密度,g/cm3。
根據(jù)計(jì)算的柴油指數(shù),可按下列公式計(jì)算十六烷值在20一60之問(wèn)的柴油十六烷值,即:
十六烷值=(2/3)X柴油指數(shù)十14
②十六烷指數(shù) 通過(guò)測(cè)定柴油的50X餾出溫度和密度并利用經(jīng)驗(yàn)公式,也可以直接計(jì)算出十六烷值來(lái),所得的計(jì)算值稱為十六烷指數(shù),以便與實(shí)測(cè)的十六烷值相區(qū)別。計(jì)算公式如下：
十六烷指數(shù)=一418.51+（162.42）lgt50/p20
式中:t50---柴油試樣50%餾出溫度,'C;
p20---柴油試樣20'C時(shí)的密度,g/cm3。
(3)十六烷值與柴油使用的關(guān)系
柴油機(jī)的額定轉(zhuǎn)速越高,就要求柴油的發(fā)火性好,以確保在短時(shí)問(wèn)內(nèi)燃燒完全,對(duì)柴油十六烷值的要求就高。一般情況下,額定轉(zhuǎn)速在1 000r/min以下的柴油機(jī),可使用十六烷值為35一40的柴油;轉(zhuǎn)速在1 000~1 500r/min的柴油機(jī),可使用十六烷值為40-45的柴油;轉(zhuǎn)速在1 500r/min以上的柴油機(jī),可使用十六烷值為45一60的柴油。
柴油的十六烷值對(duì)柴油機(jī)在不同氣溫下的啟動(dòng)性能也有影響,十六烷值高的柴油,即使在較低氣溫條件也易于啟動(dòng)。但柴油的蒸發(fā)性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性的影響比十六烷值重要-,而十六烷值高的柴油,蒸發(fā)性就差些。所以,評(píng)定柴油的啟動(dòng)性應(yīng)將十六烷值與柴油的蒸發(fā)性結(jié)合起來(lái)綜合評(píng)定。
柴油的十六烷值高,其燃燒性能就好,但柴油的十六烷值過(guò)高了也不適宜。因?yàn)楫?dāng)柴油的十六烷值高于50后再繼續(xù)提高,對(duì)著火延遲期的縮短作用不大。另外,十六烷值過(guò)肩的柴油其分子量均較大,使柴油的低溫流動(dòng)性、霧化與蒸發(fā)均受影響,會(huì)使燃燒不完全,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、油耗升高及排氣冒黑煙。因此,在選用柴油時(shí)不應(yīng)單純地追求高十六烷值,通常要求柴油的十六烷恒在40一60之間,基本上已能滿足高速柴油機(jī)的工作要求。GB252一87規(guī)定輕柴油的十六烷值應(yīng)不小于45。
(4)提高柴油十六烷值的方法 提高柴油十六烷值的方法,一種是用硫酸或選擇溶劑除去柴油中的芳香烴。這種方法柴油產(chǎn)率低、凝點(diǎn)提高且消耗大量硫酸或溶劑。另一種簡(jiǎn)便的方法是用石蠟基原油直按蒸餾制取柴油,這種直餾柴油其十六烷值可達(dá)50一60,甚至更高一些。但直餾柴油產(chǎn)量受限,故可在直餾柴油中調(diào)人 熱裂化和催化裂化柴油餾分以增加產(chǎn)量。裂化柴油的十六烷值雖然只有30一40,但與直餾柴油調(diào)合后,可保證成品柴油的十六烷值達(dá)50左右。還有一種方法是通過(guò)向柴油中添加能提高十六烷值的添加劑,添加劑應(yīng)無(wú)毒、能很好地溶解于柴油中、沒(méi)有爆炸的危險(xiǎn)、性能穩(wěn)定、無(wú)腐蝕性且成本低。能滿足上述要求的添加劑主要有丙酮過(guò)氧化物、烷基硝酸酯、四氫蔡過(guò)氧化物等。加入量一般根據(jù)添加劑的不同控制在0.*25%~3兒之間,可提高十六烷值16一24個(gè)單位,加注過(guò)量時(shí),對(duì)提高十六烷值作用并不明顯。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:無(wú)成品損失也不改變柴油的凝點(diǎn)。采用添加劑的辦法提高柴油的十六烷值必須考慮柴油本身的化學(xué)安定性。柴油本身的批學(xué)安定性好,添加劑加入后能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)揮效用,否則,在柴油儲(chǔ)存期問(wèn),其十六烷值就將降低。
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