汽油柴油相关知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,汽油、柴油相关知识,液体燃料的分类,一、石油燃料的分类,石油产品燃料(F类)分类总则GB/T 12692-90规定石油燃料分为四组。,首 页,主菜单,目 录,1,液体燃料的分类,二、馏分燃料(D组)的分类及使用范围,首 页,主菜单,目 录,2,汽油(Gasoline),一、汽油的分类,(1)车用汽油(motor gasoline)：,汽油机使用的燃料。,(2)航空汽油(aviation gasoline)：,活塞式航空发动机使用的燃料。,(3)洗涤汽油：,用作清洗精密机件的油料。,(4)起动汽油：,用作低温下起动发动机的汽油。,二、汽油机工作原理以及对汽油的要求,按燃料供给方式可分为：化油器式；喷射式。,1、汽油机结构,单缸汽油机的基本结构如下图，多缸发动机的各个气缸的结构是完全相同的。,首 页,主菜单,目 录,3,汽油(Gasoline),(1)上止点：,活塞向上运动所能达到的最高位置。,(2)下止点：,活塞向下运动所能达到的最低位置。,(3)活塞行程：,活塞从上止点到下止点的直线距离。,(4)压缩比：,汽缸总容积,V,1,与燃烧室容积,V,2,的比值。,首 页,主菜单,目 录,4,汽油(Gasoline),2、汽油机工作过程,(1)进气（Air、Oil）,活塞从上止点向下止点运动，进气阀打开。,因气缸容积,，气缸内产生部分真空。,空气经喉管进入混合室。,汽油经导管、喷嘴在喉管处与空气混合进入混合室，然后再进入气缸。,汽油将在混合室和气缸中汽化，与空气形成均匀的混合气体。,首 页,主菜单,目 录,5,汽油(Gasoline),(2)压缩（Air、Oil）,进气终了时，活塞处于下止点。,进气阀关闭，活塞从下止点向上止点运动。,气缸内容积减少，汽缸中的混合气体逐渐被压缩。,(3)膨胀作功,当活塞运动到接近上止点时，火花塞闪火，混合气体被电火花点燃。燃气迅速燃烧，产生高温高压的气体，推动活塞作功，将热能转换成机械能。,首 页,主菜单,目 录,6,汽油(Gasoline),(4)排气(燃烧废气),活塞下行至下止点时，排气阀打开，开始排气过程。,活塞被曲轴带动上行将燃烧后的废气排出气缸。,经历上述四个过程之后汽油机就完成了一个工作循环。,3、汽油机对汽油的使用要求,要求汽油的蒸发性良好。,燃烧平衡，不产生爆震燃烧。,要求汽油具有良好的安定性。,首 页,主菜单,目 录,7,汽油(Gasoline),腐蚀性小，不含机械杂质和水分；燃烧后污染物少。,三、汽油的抗爆性(anti-knock properties),汽油机将热能转换成机械能的效率与压缩比直接相关。,首 页,主菜单,目 录,8,汽油(Gasoline),提高汽油压缩比要受到制造发动机的材质和汽油质量的限制。下面主要讨论有关汽油质量的问题。,1、爆震现象,汽油机在工作过程中，出现气缸壁温度急剧升高，有金属敲击声，排出大量黑色废气。,发动机功率下降，耗油率增加，严重时气缸零件烧坏，轴承震裂。,2、产生爆震燃烧的原因,(1)焰前反应,在发动机进行压缩行程时，油气混合物的温度和压力都很快上升，汽油开始发生氧化反应生成一些过氧化物。,首 页,主菜单,目 录,9,汽油(Gasoline),(2)火焰中心,当火花塞点火后，火花附近的混合气温度急剧升高，氧化加剧，进而出现最初的火焰中心。,(3)正常燃烧,火焰以3070m/s的速度向外扩展。汽缸内温度、压力的变化均匀，活塞被均匀地推动。发动机工作状态良好。,首 页,主菜单,目 录,10,汽油(Gasoline),(4)爆震燃烧,混合气燃烧后，在火焰尚未传播到的混合气中，因受高温高压影响，形成大量自然点较低的过氧化合物，在多个部位猛烈自燃，使火焰速度高达15002500ms。,温度、压力剧增，形成冲击波，在缸壁上多次反射，如同重锤敲击活塞和气缸，发出金属撞击声，燃烧不完全，排出带黑烟废气。,首 页,主菜单,目 录,11,汽油(Gasoline),(5)爆震燃烧产生的原因,汽油机的爆震与两方面因素有关：,燃料性质：,燃料易氧化，氧化后过氧化物不易分解，自燃点低，爆震比较容易产生。反之不易发生。,发动机工作条件：,发动机的压缩比大，气缸内温度、压力就越高，就容易产生爆震现象。,3、爆震燃烧的危害,(1)损坏机件；,(2)燃料消耗增加；,(3)发动机输出功率下降；,(4)排气冒黑烟。,首 页,主菜单,目 录,12,汽油(Gasoline),4、抗爆性的表示方法,(1)辛烷值(Octane Value),定义：,在规定条件下，在发动机试验中通过标准燃料进行比较来测定的。,标准燃料(reference fuel)：由异辛烷和正庚烷以不同体积比混合而成。,正庚烷的抗爆性很差，规定它的辛烷值为0，异辛烷的抗爆性很好，规定它的辛烷值为100。,测定辛烷值时，把汽油和标准燃料进行比较实验。若汽油抗爆性与含90%异辛烷和10%正庚烷的标准燃料相同，则汽油辛烷值为90。,首 页,主菜单,目 录,13,汽油(Gasoline),测定方法,评定辛烷值的方法有马达法和研究法两种。,马达法(MON)：,表示车用汽油在发动机重负荷条件下高速运转时的抗爆性。,研究法(RON)：,表示车用汽油在发动机加速条件下低速运转时的抗爆性。,MONRON0.810,(2)抗爆指数(anti-knock index),上世纪70年代以来，一些国家采用了一个新指标称为抗爆指数(ONI)，也叫平均实验辛烷值。,ONI（MONRON）/2,首 页,主菜单,目 录,14,汽油(Gasoline),(3)品度,航空汽油的辛烷值只能表示飞机在巡航时，发动机在贫混合气下工作时的抗爆性。,在爬高或战斗时，为了得到最大功率，须在富混合气。,定义：,将待测航空汽油在富空气条件不产生爆震所能发出的最大功率和纯异辛烷所能发出的最大功率之比。,5、汽油抗爆性与其组成的关系,抗爆性与烃类分子大小和化学组成有着密切的关系。,分子量大致相近时：芳香烃异构烷烃(烯烃)环烷烃、正构烯烃正构烷烃,首 页,主菜单,目 录,15,汽油(Gasoline),对于汽油来说，芳香烃和高度分支的异构烷烃是汽油的理想组分。,同一类烃，碳原子数增加，沸点升高，抗爆性变差。,同一原油的汽油馏分越轻，辛烷值越高。,因此，汽油在使用和储存过程中，轻组分的蒸发损失会引起汽油辛烷值降低。,6、提高汽油辛烷值的方法,加入抗爆剂,加四乙基铅Pb(C,2,H,5,),4,、甲基环戊二烯三羰基锰。因大量的铅排入大气会污染环境，故国内外已禁止使用含铅汽油。,首 页,主菜单,目 录,16,汽油(Gasoline),调合,往低辛烷值汽油中加入高辛烷值组成；或加入含氧化合物，如醚类(MTBE、ETBE、TAME)、醇类(甲醇、乙醇)。,提高加工深度,通过催化重整、异构化、烷基化等加工过程，使汽油改质，增加芳烃、烯烃、异构烷烃含量，从而提高辛烷值。,7、汽油机压缩比与爆震燃烧的关系,爆震燃烧不仅与燃烧性质有关，还与压缩比有关。,压缩比，压缩过程终止时，气缸内混合气的温度和压力，过氧化物量，容易自燃，爆震倾向。,提高压缩比，可提高热效率，降低油耗。,首 页,主菜单,目 录,17,汽油(Gasoline),四、汽油的蒸发性(vaporizability),汽油从液态变成气态的性能称为汽油的蒸发性。,在进气管中停留时间：0.0050.05s；在气缸内的蒸发时间：0.020.03s。,1、汽油蒸发性对发动机性能的影响,(1)蒸发性良好,容易气化，易与空气形成可燃气，利于完全、正常燃烧，亦能保证发动机在冷车、低温下迅速起动。,首 页,主菜单,目 录,18,汽油(Gasoline),(2)蒸发性不好,汽油气化不完全，难以形成足够浓度的混合气，发动机不易起动。,油滴进入气缸后，燃烧不完全，发动机工作不稳定，耗油量将增大。,油滴会冲洗或稀释掉润滑油，使运转部件的磨损相应增加，密封变差。,(3)蒸发性过强,汽油的损耗增加，易形成气阻(在汽油泵、输油管等处或油管温度较高部件形成气泡，气泡像塞子一样堵住油管，造成供油不畅，使发动机熄火)。,首 页,主菜单,目 录,19,汽油(Gasoline),2、表征汽油的指标及评价方法,(1)馏程(distillation range),10%馏出温度,表示燃料中轻馏分的相对数量，表明,汽油在发动机中低温时启动性能的好坏,。,汽油10%馏出温度过高，起动时间长，耗油量增加，特别在冬季使用时启动就困难。,汽油10%馏出温度与最低起动温度的关系,首 页,主菜单,目 录,20,汽油(Gasoline),10%馏出温度低的汽油，迅速形成可燃混合气，起动时间短，起动时相对耗油量低。,汽油10%馏出温度与起动时间和耗油的关系,10%馏出温度过低，汽油容易在输油管中迅速气化，产生气阻现象。,这对航空汽油尤其重要。,首 页,主菜单,目 录,21,汽油(Gasoline),汽油10%馏出温度与形成气阻时油温的关系,50%馏出温度,表示燃料的平均气化性能。,影响发动机的加速性、过渡性和工作稳定性。,50%馏出温度低，发动机的加速性和稳定性就好。,50%馏出温度过高，当发动机加速时，供油量急剧增加，汽油就来不及气化，不易形成均匀的可燃混合气，燃烧就不完全，加速时发不出应有的功率。,首 页,主菜单,目 录,22,汽油(Gasoline),90%馏出温度和干点,表示,汽油在气缸中蒸发的完全程度,，用来控制汽油中重质馏分的。,汽油干点与耗油量、活塞磨损的关系,90%馏出温度和干点过高，汽油中重质组分多，不能完全蒸发，导致燃烧不完全，发动机冒黑烟，耗油量增加。,不能蒸发的重质油滴会冲洗掉润滑油，加剧运转部件的磨损。,首 页,主菜单,目 录,23,汽油(Gasoline),残留量,表示汽油中重质馏分和在储存过程中氧化生成胶质物质的含量。,因这些物质可能会在气缸内结焦，或堵塞在输油管和喷油口等处。,所以残留量要有一定的限制，不允许过多。,(2)饱和蒸汽压(saturated vapour pressure),汽油的蒸汽压超高，汽油中轻组分含量越多，有利于低温起动。,在贮存和运输过程中易蒸发损耗，着火危险性较大，容易产生气阻，堵塞油路而停车。,首 页,主菜单,目 录,24,汽油(Gasoline),五、汽油的安定性(stability),1、安定性的定义,汽油在贮存或使用中保持原有质量不变的性能。,一般分为物理安定性、氧化安定性和热安定性。,(1)氧化安定性(oxidation stability),油品在常温和液相条件下抵抗氧化的能力，亦称为化学安定性。,汽油在贮存中胶质、酸度的变化以及沉淀的析出都属于化学安定性的范围。,(2)物理安定性,首 页,主菜单,目 录,25,汽油(Gasoline),指汽油保持物理性质不变的能力。,如汽油中轻馏分的蒸发损失影响密度、蒸发压等。,(3)热安定性(thermal stability),温度较高条件下，保持原有质量，不生成沉淀的能力。,2、汽油安定性不好的危害,(1)影响发动机的工作,如安定性差的汽油，胶质含量过多，则会堵塞油路、粘结气门、增加积炭，引起功率下降增加耗油量。,(2)使汽油的颜色逐渐变深,安定性较差时，易产生胶质，甚至聚合成胶状沉淀物。,首 页,主菜单,目 录,26,汽油(Gasoline),(3)降低汽油的储存期,3、影响汽油安定性的原因,(1)燃料的组成,汽油中的不安定组分是汽油储存时变质的根本原因。,不饱和烃,(二烯烃、环烯烃、链烯烃),不但自己易于在常温下氧化，还会促使其它烃类氧化。,含硫化合物,(硫醇、硫酚),促进胶质生成，使汽油颜色变红变深，甚至产生沉淀。,(2)外界条件,光照、温度：,光照和升温能引发汽油中不安定组分的氧化链反应加速汽油变质；,首 页,主菜单,目 录,27,汽油(Gasoline),金属表面作用：,某些金属对汽油有催化氧化作用，使汽油颜色加深。,与空气的接触面积：,汽油与空气的接触面积越大，氧化的倾向也越大。,水分的存在：,汽油中水分的存在，会降低安定性，促进胶质、酸度增长。,水分对汽油生成胶质的影响,首 页,主菜单,目 录,28,汽油(Gasoline),4、评定汽油氧化安定性的指标,(1)碘值（iodine value）,100g汽油所反应掉的碘的克数，以g碘/100g为单位。表示汽油中不饱和烃的含量。,碘值超高，不饱和烃含量越多，安定性就越差。,(2)实际胶质（existent gum）,指100ml燃料在试验条件下所含胶质的毫克数，单位以mg/100ml表示。,用热空气吹扫油面直到蒸发完毕，不能蒸发的棕色或黄色的残留物。,包括燃料中实际含有的胶质和试验过程中产生的胶质。,首 页,主菜单,目 录,29,汽油(Gasoline),储存中，如发现汽油的实际胶质有增长趋势时，应尽快发出使用。,(3)诱导期（induction period）,汽油在压力为0.7MPa的氧气中，在温度为100 时未被氧化的时间，以min为单位。,评定汽油抗氧化安定性的指标。,诱导期长，安定性就越好，不易氧化，适于长期储存。,(4)不安定指数(BZ16值),考虑了氧气的消耗量和胶质的增长量。,是130ml汽油在测定条件下(93，储存16h)的吸氧率和胶质增长的乘积。,首 页,主菜单,目 录,30,汽油(Gasoline),反映汽油的储存安定性，BZ,16,值越小，汽油的氧化安定性越好。,5、改进汽油安定性的方法,(1)精制汽油,除去不饱和烃和非烃化合物等不安定组分。,(2)加入适量的抗氧剂和金属钝化剂,抗氧剂可阻止氧化反映的发生，金属钝化剂使金属失去催化功能。,(3)改变储存的外界条件,首 页,主菜单,目 录,31,汽油(Gasoline),六、汽油的腐蚀性(corrosivity),1、引起汽油腐蚀性的原因,汽油中的烃类不会腐蚀金属。,汽油中引起金属腐蚀的组成为：活性硫化物、有机酸、水溶性酸或碱等非烃杂质。,2、腐蚀性的评定方法,(1)硫含量,指燃料中元素硫和所有硫化物中硫的总量，以(重量百分数)表示。,因汽油要求铜片或银片腐蚀实验合格，因而硫含量主要检测的是非活性硫化物。,首 页,主菜单,目 录,32,汽油(Gasoline),(2)硫醇性硫含量,硫醇性硫属于活性硫化物，不仅对金属产生腐蚀，而且会使燃料产生恶臭，因而要限制其含量。,(3)水溶性酸或碱(water-soluble acid or alkali),指在加工过程中，操作不良，或成品油贮存时可能混入少量水溶性酸或碱。,(4)酸度(acidity),中和100ml油品中酸性物质所需KOH的质量，单位以mgKOH/100ml油表示。,检测无机酸和有机酸的总含量，因燃料要求水溶性酸碱合格，即不允许含无机酸，故酸度反映有机酸的含量。,首 页,主菜单,目 录,33,汽油(Gasoline),3、腐蚀试验(corrosion test),铜片试验(copper strip test)、银片试验(silver strip test),以磨光、洗净、晾干 的纯金属片浸入定量的油品中，在规定的温度下保持一定时间后取出，判断有无腐蚀。,七、车用汽油的选用和使用,1、汽油产品的牌号和规格,2000年1月1日停止生产含铅汽油；2000年7月1日，停止销售和使用含铅汽油。,目前，执行GB 17930-1999。,车用汽油的牌号是按研究法辛烷值划分的。,首 页,主菜单,目 录,34,汽油(Gasoline),我国车用无铅汽油规格(GB 17930-1999),首 页,主菜单,目 录,35,汽油(Gasoline),我国车用无铅汽油规格(,GB 17930-1999,),续表,首 页,主菜单,目 录,36,汽油(Gasoline),我国车用无铅汽油规格(,GB 17930-1999,),续表,注：1 如加入有机含氧化合物，其氧含不得大于2.7%(质量分数)，SH/T 0663。,2 锰含量，其检查限量为不大于0.018g/L，试验方法采用本标准附录B。,3 铁不得加入，考虑到在炼油过程中和运输、储存产品时铁污染，其检查限量为不大于0.01g/L，试验方法采用本标准附录C。,4 从2000年7月1日起，在北京、上海和广州销售的车用汽油中应加入有效的汽油清净剂。,首 页,主菜单,目 录,37,汽油(Gasoline),2、车用汽油的正确选用,根据压缩比，正确选用汽油牌号，使发动机要求的抗爆性与汽油的辛烷值相匹配，充分发挥发动机的动力性能。,汽油牌号，汽油的辛烷值，抗爆性越好，发动机压缩比越大，输出功率，耗油率相应，节油。,车用汽油的选用是根据发动机的压缩比。,压缩比，使用的汽油牌号就。,发动机压缩比7：选用90号车用汽油。,发动机压缩比在78之间：选用90号、93号车用汽油。,发动机压缩比8：选用93号、95号或更高牌号汽油。,首 页,主菜单,目 录,38,汽油(Gasoline),3、特殊情况下车用汽油的选用,(1)高原地区,在高原地区，空气稀薄，大气压低，气缸压力随之下降，不易产生爆震，因而可使用较低牌号的汽油。,(2)高寒地区,在高寒地区，温度低，汽油机起动困难，需使用寒区起动汽油。,是一种高蒸发性的轻质汽油，沸点范围在26 85。,4、长期贮存后车用汽油的使用,运输、贮存及换装可能会使个别质量指标发生变化。,首 页,主菜单,目 录,39,汽油(Gasoline),馏程变化的车用汽油的使用,在运输、贮存等时，轻质成分蒸发损失，馏程变化。,辛烷值降低的车用汽油的使用,贮存过程中，汽油中成分的变化，可使辛烷值降低。,考虑使用的地理条件、发动机点火角的调整、发动机的维护以及和高辛烷值汽油掺合。,胶质含量增多的汽油的使用,在长期贮存中，由于各种因素，胶质含量要增加。,适时清除燃料系统、火花塞等处的沉淀物和积炭；与指标合格的汽油掺合；过高时应尽快清除。,首 页,主菜单,目 录,40,汽油(Gasoline),八、国内与国外汽油规格的比较,1、欧洲汽油标准变化,首 页,主菜单,目 录,41,汽油(Gasoline),2、美国基础汽油规格,首 页,主菜单,目 录,42,汽油(Gasoline),3、世界燃油规范汽油主要指标,1998年6月，在比利时布鲁塞尔举行的世界燃油会议上，由美国、欧洲和日本汽车制造商协会和发动机制造商协会提出(world-wide fuel charter)。,首 页,主菜单,目 录,43,汽油(Gasoline),4、国内外汽油标准的差别,主要指标项与国外都有一定差别。特别是在硫含量上，指标差别最大。,首 页,主菜单,目 录,44,柴油(Diesel Oil),柴油是柴油机使用的燃料，根据柴油机的转速可将柴油分为：,轻柴油用于1000r/min以上的高速柴油机；,重柴油用于1000r/min以下的中、低速柴油机。,近年来，国内外不论是小轿车，或载货汽车都在朝柴油机化发展。这是因为柴油机比汽油机有更多的优点：,(1)具有较高的经济性。压缩比高，功率大、耗油少；,(2)柴油的沸点高、馏程宽、来源多、成本低；,(3)具有良好的加速性，工作可靠；,(4)柴油的闪点高，着火危险性较小，使用保管容易。,首 页,主菜单,目 录,45,柴油(Diesel Oil),一、柴油机工作原理以及对柴油的使用要求,1、柴油机的原理构造,与汽油机相比，没有化油器和电点火系统，但有一套专门的柴油高压喷射装置。,2、柴油机的工作原理,(1)进气(Air),当活塞往下运动时，进气阀打开，空气经滤清器吸入气缸。,活塞达到下止点时，进气阀关闭。,(2)压缩(Air),首 页,主菜单,目 录,46,柴油(Diesel Oil),活塞由下止点向上运动，压缩气缸中的空气，空气温度和压力急剧上升。,压缩比，压缩终了空气的温度和压力就，发动机的功率就。,(3)膨胀作功,柴油经滤器、高压油泵、喷油嘴进入气缸。,在高温空气中迅速气化与空气形成可燃混合气。,开始自燃，产生高温高压气体，推动活塞，带动曲轴作功。,首 页,主菜单,目 录,47,柴油(Diesel Oil),(4)排气(燃烧废气),当活塞再次达到下止点后，在惯性作用下向上运动，排气阀打开，排出废气。,3、柴油机与汽油机在工作原理上的区别,(1)在柴油机中压缩的只是空气，而不是空气和燃料的混合物。,(2)在汽油机中，燃料靠电火花点火而燃烧的；在柴油机中，燃料喷射在高温高压的热空气中而自燃的。,4、柴油机对柴油的使用要求,(1)良好的雾化性能、蒸发性能和燃烧性能；,(2)良好的燃料供给性能,首 页,主菜单,目 录,48,柴油(Diesel Oil),(3)对机件无腐蚀和磨损作用；,(4)良好的储存安定性和热安定性；,(5)不含机械杂质和水分；,(6)具有较高闪点，以保证储存运输和使用中的安全。,二、柴油的燃烧性(flammability),柴油在柴油机内的燃烧过程非常短促，整个过程是个连续的复杂的雾化、蒸发和氧化燃烧过程。,发火性：柴油在柴油机中燃烧时是否容易着火的性能。,1、柴油机内的燃烧过程,(1)正常燃烧,首 页,主菜单,目 录,49,柴油(Diesel Oil),可分为四个阶段，如图所示。A为柴油喷射开始点，B为自燃开始点，C为喷射终点，E为燃烧终点。,滞燃期：AB段,物理延迟：,在高温高压空气中蒸发，与空气形成可燃混合气。,化学延迟：,在高温作用下氧化形成过氧化物，达到一定浓度，在不同空间位置上开始自燃(B点)。,滞燃期一般只有13ms。,速燃期：BC段,燃烧速度快，单位时间内放出热量多，,T,和,P,上升快。,首 页,主菜单,目 录,50,柴油(Diesel Oil),慢燃期：CD段,燃烧过程的主要阶段，50%60%的燃料在这段时间内燃烧掉。,后燃期：DE段,柴油喷射停止，气体体积膨胀，温度和压力。,(2)爆震燃烧(knocking combustion),若柴油自燃点过高，柴油喷入燃烧室后到开始自燃的时间就会增长，即滞燃期长。,导致在开始自燃的瞬间，气缸中已积累大量的燃料，同时自燃。,首 页,主菜单,目 录,51,柴油(Diesel Oil),引起压力剧增，大大超过正常燃烧的压力，冲击机件，发出金属敲击声，发动机功率下降，零件损坏。,2、柴油机爆震产生的原因,柴油机和汽油机的爆震表面上看很相似，但发生的原因却根本不同。,汽油机的爆震出现在火焰传播过程中,（烃类太易氧化生成过多过氧化物，在火焰前锋尚未到达时发生自燃）。,柴油机的爆震出现在燃烧初期阶段,(燃料积累过多，同时开始自燃)。,相同点：,源于燃料的自燃。,不同点：,汽油机的爆震是由于燃料太易自燃。,首 页,主菜单,目 录,52,柴油(Diesel Oil),柴油机的爆震是由于燃料不易自燃。,开始自燃时，气缸中燃料积聚过多而造成的。,因此，,汽油机要求自燃点高的燃料，而柴油机恰好相反，要求自燃点低的燃料。,3、柴油发火性的评定方法,(1)十六烷值（cetane number）,十六烷值的定义,十六烷值：,在规定条件下，在发动机试验中通过标准燃料进行比较来测定的。,标准燃料(reference fuel)：,由正十六烷和,-甲基萘以不同体积比混合而成。,首 页,主菜单,目 录,53,柴油(Diesel Oil),正十六烷的着火性很好，规定它的十六烷值为100，-甲基萘的着火性很差，规定它的十六烷值为0。,若柴油的着火性与含有45%正十六烷和55%-甲基萘的标准燃料相同，则该柴油的十六烷值为45。,(2)柴油指数（diesel index）,柴油的抗爆性也可用柴油指数来表示。可由苯胺点及相对密度计算：,测定十六烷值的装置比较复杂，测定方法比较麻烦。测定柴油的密度和苯胺点，不需复杂仪器，方法也较简单。,首 页,主菜单,目 录,54,柴油(Diesel Oil),4、影响柴油燃烧性能的因素,(1)十六烷值,柴油的十六烷值高，容易自行着火燃烧，滞燃期短，不易产生爆震。,(2)压缩比,压缩比越高，压缩终了时，气缸内的温度、压力越高，滞燃期短，不易产生爆震。,(3)喷油提前角,喷油提前角越大，柴油喷入气缸时，气缸内的温度、压力越低，滞燃期长，容易产生爆震。,5、柴油组成与其燃烧性能的关系,首 页,主菜单,目 录,55,柴油(Diesel Oil),柴油的十六烷值与其化学组成有关：,烷烃十六烷值环烷烃十六烷值芳香烃十六烷值。,烷烃的氧化反应速度快，生成过氧化物和自燃点很低的不完全氧化物，芳香烃则相反，环烷烃介于两者之间。,首 页,主菜单,目 录,56,柴油(Diesel Oil),6、十六烷值和馏分组成与发动机性能的关系,(1)十六烷值,柴油十六烷值高，表明燃烧性能好，滞燃期短，不易产生爆震，功率大，耗油率低。,柴油十六烷值与起动性,柴油十六烷值与发动机转速,首 页,主菜单,目 录,57,柴油(Diesel Oil),(2)馏分组成,影响柴油的雾化和蒸发，从而影响燃烧性和起动性，燃烧的好坏也直接影响着积炭、冒烟和耗油率。,柴油50%馏出温度与起动性,柴油的十六烷值并非像汽油那样越高越好。,十六烷值过高，极易热分解，使用中滞燃期缩短有限。,反而因尚未自燃而热裂化而产生大量游离碳，形成黑烟随废气排出，使发动机功率下降，增大了耗油量。,首 页,主菜单,目 录,58,柴油(Diesel Oil),7、提高十六烷值的方法,(1)添加十六烷值改进剂,目前应用最多的是硝酸酯类化合物。,(2)调合,在十六烷值较低的柴油中，掺入十六值较高的直馏柴油，保证柴油产品的十六烷值。,(3)深加工：,改变柴油组分，获得理想的十六烷值。,三、柴油的蒸发性(vaporizability),混合气形成速度决定于燃烧室内的温度、压力、燃料的雾化程度和蒸发速度。,这里讨论与燃料蒸发速度有关的馏分组成。,首 页,主菜单,目 录,59,柴油(Diesel Oil),1、蒸发性对柴油机性能的影响,柴油的蒸发性能对发动机的正常运转影响很大。柴油机转速越快，对蒸发性能要求越高。,蒸发性好、馏分轻的柴油，易于蒸发和迅速燃烧，滞燃期短。,馏分太轻，自燃点高、滞燃期长，会引起爆震现象。,馏分过重时，自燃点低、滞燃期短，但柴油在气缸中不易蒸发完全，造成燃烧不完全，增加了柴油消耗量。,2、评定柴油蒸发性的指标,(1)馏程,主要测定的项目是50%和90%点温度。,首 页,主菜单,目 录,60,柴油(Diesel Oil),50%点温度,50%点温度，柴油中轻馏分越多，柴油机易于起动。,柴油中300馏分含量与耗油量的关系如表所示。,含量越高，耗油量越小。,柴油300馏出量与耗油率,90%馏出温度和95%馏出温度,90%馏出温度和95%馏出温度，柴油中重馏分越少。,(2)闪点：,馏分过轻蒸发损失大，而且不安全。,首 页,主菜单,目 录,61,柴油(Diesel Oil),四、柴油的雾化性(sprayability),与柴油雾化性能相关的是柴油的粘度和表面张力。,1、粘度,粘度的大小反映液体流动的难易程度，直接影响向气缸的供油量、雾化状态、燃烧情况和油泵的磨损程度。,(1)对供油量的影响,粘度过大,流动时阻力增大，会使泵油减少，甚至供油困难。,粘度过小,流动容易，但通过高压油泵时漏油量会增多，喷入气缸的燃料减少，造成发动机功率下降。,首 页,主菜单,目 录,62,柴油(Diesel Oil),(2)对雾化的影响,柴油在喷入气缸后，要求在气缸中能形成一团由无数细粒组成的油雾。,这样，油雾的蒸发面积大，形成混合气迅速而且均匀。,粘度大的柴油,分子间相互作用力大，雾化形成的平均油滴直径大，喷射的射程远，圆锥角小。,油滴的有效蒸发面积减少，蒸发速度减慢，混合气形成不均匀，燃烧不完全，耗油量增加。,粘度小的柴油,直径小，射程近，圆锥角大，不能在气缸中散布开来。,首 页,主菜单,目 录,63,柴油(Diesel Oil),油滴将落在燃烧室壁和活塞头上，会因燃烧不完全而形成积炭。,(3)对磨损的影响,在柴油机的供油系统中，高压油泵、喷油嘴有高速运动部件，都由柴油本身来润滑。,粘度过低，难以保证可靠润滑，会增加磨损。粘度过大也不利于润滑。,柴油粘度对油泵磨损的影响,首 页,主菜单,目 录,64,柴油(Diesel Oil),2、表面张力,液体表面相邻两部分单位长度上的相互牵引力。,柴油表面张力，雾化性能就越差，雾粒的平均直径与表面张力成正比。,表面张力随温度、馏分组成变重和密度增大而。,五、柴油的低温流动性,保证易起动、正常供油，无结晶析出、易泵送、不堵塞过滤器，要求具有良好的低温流动性。,1、柴油在低温下失去流动性的原因,油品在低温下失去流动性的原因有两个：,粘温凝固,首 页,主菜单,目 录,65,柴油(Diesel Oil),含蜡量极少的柴油，当温度降低时粘度迅速增加，最后因粘度过高而失去流动性，变成为无定形的玻璃状物质。,构造凝固,对于含蜡量较高的柴油来说，冷却时，油中所含的蜡就逐渐结晶出来。,当析出的蜡逐渐增多形成一个网状的骨架后，将尚处于液体状态的柴油包在其中，使整个柴油失去了流动性。,2、评定柴油低温流动性的指标,(1)凝点（solidifying point）,保证柴油机正常供油的重要指标。并不能代表柴油的最低使用温度。,首 页,主菜单,目 录,66,柴油(Diesel Oil),(2)浊点（Cloud Point）,在浊点温度下，柴油中只是出现少量的微小晶粒，并不影响柴油的使用。,因此使用浊点作为柴油的低温流动指标过于苛刻。,(3)冷滤点（condensation point）,比用浊点、倾点、凝点作为柴油低温性能指标更合理。,柴油一般应在高于冷滤点5的环境温度下使用。,3、改善柴油低温流动性的方法,带长键的烃类熔点高，低温流动性差，但自燃点低。,因此，柴油的低温流动性与抗爆性对化学组成的要求是矛盾的。,首 页,主菜单,目 录,67,柴油(Diesel Oil),通常以保持柴油良好的抗爆性为主，,采用加入低温流动性改进剂等添加剂来改善其低温流动性。,低温流动性改进剂不仅降低柴油的凝点(倾点)，而且能改善低温析出的蜡结晶的形状和大小。,常用的低温流动改进剂为聚乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-丙烯酸酯。,六、柴油的安定性,(stability),1、贮存安定性(bin stability),指柴油在贮存、运输和使用过程中保持其外观、组成和使用性能不变的能力。,贮存安定性好，贮存过程中颜色和实际胶质变化不大。,首 页,主菜单,目 录,68,柴油(Diesel Oil),2、氧化安定性(oxidation stability),反映在发动机的高温条件和溶解氧作用下柴油发生变质的倾向。,3、不安定组分,(1)不饱和烃、多环芳烃以及含硫、含氮化合物。,(2)微量金属，如铜、铁、铅。,4、评定指标,总不溶物、10%蒸余物残炭,5、提高安定性的方法,(1)柴油精制,如稀碱液进行碱洗，除去不安定的烃类和其它杂质。,首 页,主菜单,目 录,69,柴油(Diesel Oil),(2)加入添加剂,在柴油中加入抗氧剂、金属钝化剂、清净分散剂等添加剂可改善柴油的安定性。,七、柴油的腐蚀性(corrosivity),同汽油一样，对含硫量、酸度等指标作出规定。,1、硫含量,柴油中硫的含量比汽油高。活性硫可直接腐蚀金属；非活性硫常温下不能直接腐蚀金属。,不论活性硫或非活性硫，燃烧后都会产生SO,2,和SO,3,，对排气系统造成气相腐蚀。,遇水时生成H,2,SO,3,和H,2,SO,4,，产生强烈液相腐蚀。,首 页,主菜单,目 录,70,柴油(Diesel Oil),2、酸度,限制有机酸在柴油中的含量。因为有机酸较高时，不仅会腐蚀金属，还会加剧磨损，加速积炭形成。,八、其他指标,1、灰分,柴油燃烧后的残留物，来源于柴油中的无机盐、金属有机物和外界进入的尘埃。,危害：加剧机件磨损。,2、机械杂质,不溶于油的各种固体杂质。如尘土、砂石、铁锈等。,危害：堵塞油路。,首 页,主菜单,目 录,71,柴油(Diesel Oil),3、水分,柴油中一般不含水分，但在储运、运输和加注过程中混入的水分。,危害：降低柴油的热值；在低温下水会凝结成小块，堵塞油路；会带入可溶性盐类，增加灰分。,九、柴油的种类、牌号与使用,1、柴油的种类、牌号,(1)轻柴油,用于转速960r/min的压燃式高速发动机。,以凝点来划分轻质柴油的牌号,：10号、5号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号7个品种。,首 页,主菜单,目 录,72,柴油(Diesel Oil),轻柴油的部分规格指标(GB 252-2000),首 页,主菜单,目 录,73,柴油(Diesel Oil),(2)车用柴油,用于柴油发动机汽车，特别是城市行驶的柴油发动机汽车。,以凝点来划分车用柴油的牌号,：10号、5号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号7个品种。,由于汽车工业的发展和环保要求越来越高，现行的柴油标准不能满足要求。,从2004年7月1 日开始，将对汽车按欧洲号标准进行限制。,为了满足此要求，单独制定了车用柴油的标准，与欧洲号标准相适应。,首 页,主菜单,目 录,74,柴油(Diesel Oil),车用柴油的部分规格指标(GB/T 19147-2003),首 页,主菜单,目 录,75,柴油(Diesel Oil),(3)军用柴油,主要用于坦克、潜艇、舰艇等。,以凝点来划分军用柴油的牌号,：-10号、-35号、-50号三个品种。,与轻柴油相比，军用柴油的特点有：,系直馏产品或加氢精制产品，基本不含烯烃，产品安定性好，适合长期储存。,馏分窄，轻组分多，起动性好，燃烧完全，发动机油耗低，积炭少。,较相同牌号的轻柴油闪点高，产生火灾的可能性小。,军用柴油的部分指标见下表。,首 页,主菜单,目 录,76,柴油(Diesel Oil),军用柴油的部分规格指标(GJB 3075-1997),首 页,主菜单,目 录,77,柴油(Diesel Oil),(4)重质柴油,用于中、低速压燃式柴油发动机。,以凝点来划分重质柴油的牌号：10号、20号和30号三个牌号。,首 页,主菜单,目 录,78,柴油(Diesel Oil),2、柴油的使用,(1)不同地区、季节柴油的选用,首 页,主菜单,目 录,79,柴油(Diesel Oil),(2)柴油在使用、保管中应注意的问题,根据实际情况正确选择相应牌号；,各牌号柴油可根据实际情况混兑，不须专门换季；,军用柴油系直馏产品，安定性好，可于长期贮存；而轻柴油安定性差，要妥善贮存，一般不超过35年。,贮运中严防机械杂质和水分混入，使用前宜沉淀过滤，确保柴油的清洁性。,3、柴油的低温起动,(1)柴油机低温起动困难的原因,气温低，润滑油粘度大，起动阻力大，导致发动机转速低，进气量少，热量损失大，不能使柴油自燃。,首 页,主菜单,目 录,80,柴油(Diesel Oil),(2)起动燃料,为了解决柴油在低温下的起动困难，可采用起动燃料。,起动燃料由70%乙醚、27%喷气燃料、3%的发动机油配制而成。,每次使用起动机不应超过35s，两次连续起动时间应间隔15s以上，以免损坏蓄电池。,十、国内外柴油标准的对比,1、欧洲柴油标准的变化,欧洲各国一直非常重视机动车的排放污染问题。,从欧I标准到欧III标准用了8年。从欧I标准过渡到欧II标准用了4年，从欧II标准过渡到欧III标准又用了4年。,首 页,主菜单,目 录,81,柴油(Diesel Oil),欧洲车用柴油标准变化,首 页,主菜单,目 录,82,柴油(Diesel Oil),2、国内外柴油标准的差别,首 页,主菜单,目 录,83,