汽車運(yùn)行材料柴油

汽油車優(yōu)劣

汽油機(jī)的優(yōu)點在于體積小、重量輕、價格便宜，啟動性好，最大功率時的轉(zhuǎn)速高，工作中振動及噪聲小，提速高速表現(xiàn)優(yōu)于柴油機(jī)。因此，在載客汽車，特別是轎車中，汽油機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。但與柴油機(jī)相比，汽油機(jī)最大的劣勢是油耗較高，同等排量下，柴、汽油機(jī)每百公里油耗大約相差2-3升左右。

第一頁，共八十七頁。柴油車優(yōu)劣

為了達(dá)到柴油的自燃溫度，柴油發(fā)動機(jī)需要比汽油發(fā)動機(jī)更高的壓縮比，因此，柴油發(fā)動機(jī)的“勁”一般會比汽油發(fā)動機(jī)的大。一般來說要求各有關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，所以柴油機(jī)比較笨重，振動噪聲大。柴油車冬季冷車時啟動困難。柴油機(jī)的噴油泵與噴油嘴制造精度要求高，所以生產(chǎn)成本較高，同類型、同配置的柴油車要比汽油車價格高出一萬元左右。但柴油發(fā)動機(jī)以其低油耗、強(qiáng)動力、較好的耐久性和環(huán)保性日益受到市場歡迎。另外，隨著眼下一些先進(jìn)技術(shù)的使用，一些柴油轎車和SUV已經(jīng)采用了較為先進(jìn)的噴油系統(tǒng)，這樣會在噪聲控制方面和汽油車更為接近，因此車主不要過于擔(dān)心柴油車的噪聲，至少目前柴油發(fā)動機(jī)的噪聲已經(jīng)能夠讓人接受，但總的來說還是汽油車更好些。

第二頁，共八十七頁。PK結(jié)果柴油車主要特點是低速扭矩大，整車起步更平穩(wěn)。雖然在坡道中提速良好，動力充沛，但高速上超車顯得有些“力不從心”。柴油車最大的優(yōu)勢就是省油。汽油車最大的特點是發(fā)動機(jī)啟動性能好，噪聲低，乘坐舒適性優(yōu)于柴油車。此外，高速性能更平穩(wěn)，但相對油耗比柴油車高。第三頁，共八十七頁。

第二章車用輕柴油柴油溫度在200~350℃之間的餾分，可以分為輕柴油、重柴油，輕柴油用于高速柴油機(jī)，重柴油用于中、低速柴油機(jī)。汽車所用的柴油機(jī)屬于高速柴油機(jī)，故所用的柴油是輕柴油。近年來。柴油車使用越來越多，車用柴油的消耗也越來越廣泛，國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2009年中國柴油產(chǎn)量為14126.8萬噸，同比增加6%。

第四頁，共八十七頁。輕柴油餾分重，自燃點低（200-300℃），粘度大，相對密度大，蒸發(fā)性差，儲存和運(yùn)輸過程中損耗少，使用安全。柴油機(jī)的的可燃混合氣在氣缸燃燒室內(nèi)形成，壓燃點火。相比于汽油機(jī)來講柴油的要求有：1良好的低溫流動性柴油車的低溫啟動性差，所以要求柴油的氣溫流動性好，起動方便。2良好的霧化和蒸發(fā)性柴油的粘度大，蒸發(fā)性差，從燃油完全燃燒和霧化均勻方面考慮，要求蒸發(fā)性越好，霧化性能越好。3良好的燃燒性壓燃方式要求點燃容易，也要求燃燒徹底第五頁，共八十七頁。4良好的安定性柴油運(yùn)輸和儲存的過程中要求“不變質(zhì)”的性能5對機(jī)件的等無腐蝕性對于所有的金屬來說，燃油都有一定的腐蝕性，這就要求柴油的腐蝕性越低越好。6柴油本身的清潔性在燃燒的過程中會有一定的碳和磨損的磨粒產(chǎn)生，這就要求柴油的情節(jié)性要好。第六頁，共八十七頁。第一節(jié)輕柴油的低溫流動性低溫條件下輕柴油具有一定的流動狀態(tài)的性能。柴油本身的粘度較大，隨著溫度下降粘度會變的更大，即：氣溫下柴油的流動性要差。低溫流動性不好，不能順利通過油管和濾清器，供油量會減少甚至中斷，發(fā)動機(jī)不能正常工作甚至熄火。柴油中有一點的石蠟成分，低溫時，石蠟結(jié)晶，流動性就會變差，溫度越低，結(jié)晶越明顯，甚至形成結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)，流動性更差，甚至失去流動性。第七頁，共八十七頁。低溫流動性差的危害：1燃油供給系統(tǒng)不能正常供油2發(fā)動機(jī)低溫不能正常啟動3低溫下儲存、運(yùn)輸、倒裝等作業(yè)不能正常進(jìn)行。在柴油中添加降凝劑能改進(jìn)柴油的低溫流動性。原因：抗凝劑與石蠟發(fā)生共晶、吸附。從而抑制石蠟結(jié)晶第八頁，共八十七頁。輕柴油的低溫流動性的評價指標(biāo)：凝點、濁點和冷凝點。我國采用凝點和冷凝點，日本采用凝點，美國采用濁點，歐洲國家采用冷凝點。一、凝點凝點表示柴油遇冷及開始凝固而失去流動性的最高溫度。車用柴油的牌號是以凝點來區(qū)分的，它意味著該柴油可以在什么樣的氣溫下使用。0#柴油表示這種柴油開始凝固而失去流動的最高溫度是0℃。第九頁，共八十七頁。凝點的高低和柴油的烴類組成有關(guān)。飽和烴的凝點大于不飽和烴，正構(gòu)烷烴的凝點大于異構(gòu)烷烴，碳鏈長的正構(gòu)烷烴凝點大于碳鏈短的。柴油中各類烴的凝點的具體的數(shù)值見表2-1凝點的測定儀器：凝點測定儀方法：將試樣裝入試管，把試管放在冷卻器中冷卻。當(dāng)試樣的溫度冷卻到預(yù)期的溫度時，把試管傾斜45°，保持1min，觀察液面的移動跡象。液面停止移動的最高溫度就是所測試樣的凝點。第十頁，共八十七頁。第十一頁，共八十七頁。二、濁點開始出現(xiàn)渾濁的最高溫度柴油出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象也是因為石蠟結(jié)晶二產(chǎn)生的，濁點越高的柴油就說明柴油中的石蠟在很高的溫度下就能結(jié)晶，即柴油內(nèi)石蠟的含量就越多。柴油達(dá)到濁點的危害：1影響柴油的流動性，但是不影響正常的供油2影響柴油的外觀濁點不能很確切的反應(yīng)柴油的低溫流動性。第十二頁，共八十七頁。濁點的測定測定儀器：濁點測定儀測定方法：在兩支清潔干燥的試管中注入被測柴油指環(huán)形標(biāo)線，一支置于試管架上做參照物，另一支試管插入冷卻容器中進(jìn)行冷卻。在達(dá)到預(yù)期濁點前3℃時，從冷卻容器中取出試管與參照對比，無異樣再每隔1℃對比一次，直至有異樣。此時的溫度就是被測柴油的濁點。第十三頁，共八十七頁。第十四頁，共八十七頁。冷凝點（使用最廣泛的評價柴油低溫流動性的指標(biāo)）在規(guī)定條件下冷卻，以2kp的真空壓力進(jìn)行抽吸，其不能以20ml/min的流量通過一定規(guī)格過濾器（363目/in2）的最高溫度。根據(jù)柴油的冷凝點選擇柴油更能選到適合的柴油，因為冷凝點與柴油的實際使用溫度有良好的對應(yīng)關(guān)系。測定儀器：冷凝點測定儀測定方法：將45ml試驗裝入試杯中，在規(guī)定的條件下冷卻，當(dāng)冷卻到與預(yù)期冷凝點高出5-6℃時，在2KP的壓力下抽吸，使試樣通過一個363目/in2的過濾器，流量達(dá)到20ml/min時停止；然后繼續(xù)以1~2℃間隔降溫，再抽吸，如此反復(fù)操作，記錄1min內(nèi)通過過濾器的試樣不足20ml時的最高溫度即冷凝點。第十五頁，共八十七頁。第十六頁，共八十七頁。第二節(jié)輕柴油的霧化和蒸發(fā)性柴油在柴油機(jī)氣缸內(nèi)經(jīng)噴油嘴噴出時分散成液體霧粒及液體霧粒汽化蒸發(fā)的能力。柴油的霧化和蒸發(fā)性直接決定燃燒室內(nèi)混合氣形成的品質(zhì)和速度，對于柴油機(jī)的工作性能影響很大。柴油機(jī)的霧化和汽油機(jī)相比時間更短，柴油屬于中質(zhì)餾分的組分，蒸發(fā)性差。所以柴油的霧化會更加的差，因此柴油機(jī)借助高壓噴油泵來噴出很細(xì)的油粒，很細(xì)的油粒在高壓和高溫的環(huán)境下再和空氣混合才能得到要求的混合氣。柴油在很短的時間內(nèi)要完成噴油、蒸發(fā)、混合、燃燒等過程。要求柴油具有良好的霧化和蒸發(fā)性能。第十七頁，共八十七頁。柴油霧化和蒸發(fā)性能差的危害：1在做功行程之前無法完全蒸發(fā)和混合，在膨脹過程中會繼續(xù)進(jìn)行混合和霧化，提高排氣溫度，增加熱損失，效率下降2未蒸發(fā)的汽油受熱分解，有炭粒產(chǎn)生，容易形成積碳和排氣冒黑煙，增加污染物和油耗3燃燒不完全的柴油會沖刷潤滑油，使?jié)櫥兔芊庑越档?，串入油底殼還能污染潤滑油，使磨損加劇第十八頁，共八十七頁。第十九頁，共八十七頁。第二十頁，共八十七頁。輕質(zhì)柴油霧化和蒸發(fā)性的評價指標(biāo)有：鎦程、運(yùn)動粘度、密度和閃點。一鎦程定義：油品在規(guī)定條件下蒸餾時，從初餾點到終餾點的溫度范圍。柴油的蒸發(fā)性評價指標(biāo)較少，只有50%回收溫度、90%回收溫度和95%回收溫度三個溫度點。因為柴油的組成中沒有輕質(zhì)餾分或者輕質(zhì)餾分非常的少。第二十一頁，共八十七頁。50%回收溫度表示柴油中輕質(zhì)餾分的含量。50%回收溫度底就表示輕質(zhì)餾分多，柴油的蒸發(fā)性就好，在發(fā)動機(jī)缸體內(nèi)就容易形成均勻的混合氣，柴油機(jī)易啟動。50%回收溫度和發(fā)動機(jī)啟動性能的關(guān)系如下表50%回收溫度/℃200225250275285發(fā)動機(jī)啟動時間/s81027609050%回收溫度越低，啟動時間越短。第二十二頁，共八十七頁。90%回收溫度和95%回收溫度都表示柴油中重質(zhì)餾分的含量，這兩個溫度值越高，柴油中重質(zhì)餾分越多，蒸發(fā)性越差，混合氣形成質(zhì)量就越差，燃燒就會不徹底，發(fā)動機(jī)就易冒黑煙，功率下降，油耗增多，零件磨損增大。要求：90%回收溫度不高于355℃，95%回收溫度不高于365℃對于柴油來說，三個指標(biāo)要同時滿足，因為現(xiàn)在對柴油機(jī)的總體要求是：啟動性能好，排放好，功率大，耗油少。第二十三頁，共八十七頁。二運(yùn)動粘度粘度是指液體在外力作用下發(fā)生移動時，在液體分子間和液體與管道間所呈現(xiàn)的內(nèi)部摩擦力的大小。光從運(yùn)動上來講，粘度是越小越好。粘度與流動性成相反的變化趨勢。粘度的溫度性能是粘度和溫度也成相反變化的趨勢。所以粘度的值是指在一定的溫度下的值，并不是不變的。粘度動力粘度運(yùn)動粘度條件粘度液體在重力作用下流動時的內(nèi)摩擦力面積為1㎡并相距1m的兩層流體，以1m/s的速度相對運(yùn)動時所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。Pa.S(帕.秒)㎡指采用不同的特定粘度計所測得的以條件單位表示的粘度，各國通常用的條件粘度有三種.第二十四頁，共八十七頁。第二十五頁，共八十七頁。第二十六頁，共八十七頁。第二十七頁，共八十七頁。用運(yùn)動粘度來評價輕柴油的霧化和蒸發(fā)性，其值為相同溫度下液體的動力粘度與其密度之比，單位：m2/s。粘度小的柴油內(nèi)部摩擦力小，即柴油的表面張力小，從微觀上講就是柴油表面的柴油分子比較容易脫離柴油表面，即柴油比較容易汽化，所以粘度小的柴油蒸發(fā)性好。柴油進(jìn)入汽缸的方式是由噴油嘴噴入的，相同的噴油壓力下噴出的柴油，粘度小的射程就會越近，也就更利于霧化。從密封性上講，粘度小的柴油的密封性差，容易在管道中發(fā)生泄露柴油的粘度要適中！第二十八頁，共八十七頁。從潤滑上來講，粘度越大潤滑性就越好，柴油有潤滑精密偶件（柱塞偶件、針閥偶件和噴油閥偶件）的任務(wù)，因此需要柴油的粘度達(dá)到一定的數(shù)值——20℃的運(yùn)動粘度為5mm2/s。粘度的測定儀器：毛細(xì)管粘度計、恒溫器、溫度計和秒表。方法：將膠管套在支管7上，用手堵住管身6的管口，倒置粘度計，將管身1插入試樣，用橡膠球吸油至標(biāo)線5，提起粘度計，恢復(fù)到正常狀態(tài)，并將管身1外圍的多余試樣擦去，從支管7上取下橡膠管套在管身1上后，把粘度計浸在規(guī)定溫度的恒溫浴內(nèi)一定時間，用粘度計管身1處所套的橡膠管把試油吸入擴(kuò)張部分2，并使油面稍高于標(biāo)線3，松開橡膠管，觀察試樣在管身的流動情況，油面正好達(dá)到標(biāo)線3時，開始計時，油面正好達(dá)到標(biāo)線5時，停止計時。第二十九頁，共八十七頁。第三十頁，共八十七頁。第三十一頁，共八十七頁。試樣從標(biāo)線3到標(biāo)線5的流動時間乘以粘度計常數(shù)即得試油規(guī)定溫度下的運(yùn)動粘度。公式為：ν=C×τν：t℃時的運(yùn)動粘度（mm2/s）;t是規(guī)定溫度C：粘度計常數(shù)（mm2/s2）τ：試油從標(biāo)線3到標(biāo)線5的流動時間第三十二頁，共八十七頁。毛細(xì)管粘度計一組有13支每支粘度計都有自己的粘度計常數(shù)，13支粘度計內(nèi)徑一次為：0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0、6.0第三十三頁，共八十七頁。三密度密度直接和蒸發(fā)性聯(lián)系，密度大說明重質(zhì)餾分多，蒸發(fā)性就差，霧化質(zhì)量變差，混合氣燃燒條件惡化，排氣冒黑煙，發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降。芳香烴是導(dǎo)致導(dǎo)致密度大的重質(zhì)餾分之一，因此密度大還會造成發(fā)動機(jī)傾向于爆燃。第三十四頁，共八十七頁。密度的測定測定儀器：石油密度測定儀測定方法：將量筒放在試驗平臺上保持平穩(wěn)，把調(diào)好溫度的試樣放入量筒內(nèi)，要沿著量筒壁慢流下去，不要產(chǎn)生氣泡；將密度計小心放入試樣中，待穩(wěn)定后，按彎月面上緣讀數(shù)，如圖所示，將密度計在量筒內(nèi)輕輕移動一下再測定一次，兩次測量時量筒溫度差不應(yīng)超過0.5℃，否則重做；根據(jù)測得的溫度和表觀粘度，在“石油計量換算表”中即可查到試樣在20℃的密度。第三十五頁，共八十七頁。第三十六頁，共八十七頁。四閃點在規(guī)定條件下，加熱油品所產(chǎn)生的蒸汽與周圍的空氣形成的混合氣接觸火焰發(fā)生瞬間閃火的最低溫度稱為閃點，用℃表示。根據(jù)測定儀器的不同，閃點有開口閃點和閉口閃點兩種。用開口杯閃點測定器測得的閃點為開口閃點，用閉口杯閃點測定器測得的閃點為閉口閃點。第三十七頁，共八十七頁。第三十八頁，共八十七頁。第三十九頁，共八十七頁。重油不易揮發(fā)，不易霧化，點燃條件比較苛刻，采用開口閃點，輕油蒸發(fā)性好，易形成均勻混合氣，為了消除外界影響，采用閉口閃點。閃點的高低直接影響汽油的蒸發(fā)性，閃點高，蒸發(fā)性差，閃點低，蒸發(fā)性好。蒸發(fā)性過好容易形成爆燃，還使得儲存和運(yùn)輸過程的蒸發(fā)損失大，蒸發(fā)的柴油還容易形成失火的安全隱患。第四十頁，共八十七頁。閃點既是輕柴油的蒸發(fā)性評價指標(biāo)，還是柴油安全性能的評價指標(biāo)。因此要求閃點要適中，還必須嚴(yán)格要求柴油在儲存和運(yùn)輸過程中嚴(yán)禁加熱到閃點溫度。規(guī)定柴油的最高溫度要低于閃點20~30℃。閉口閃點的測定測定方法：將脫水處理的試油注入油杯的環(huán)形標(biāo)志，蓋上杯蓋，插入溫度計，并把油杯放在空氣浴中。用電爐盤加熱，加熱速率要很慢，轉(zhuǎn)動攪拌器對試樣攪拌。當(dāng)試樣溫度達(dá)到預(yù)期閃點前10℃時，中斷攪拌，打開杯蓋，并將一小火焰引入杯內(nèi)，看有無閃火現(xiàn)象。如無閃火現(xiàn)象，繼續(xù)試驗，之后每升高1℃進(jìn)行一次點火，直到試油液面上方閃火為止，這時立即從溫度計上讀出溫度作為閃點的測定結(jié)果。第四十一頁，共八十七頁。記錄大氣壓力，可計算標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力（101.3KP）下試樣的閉口閃點，計算公式如下：t0=t+0.25(101.3-p)t0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下試樣的閉口閃點（℃）；t為實際大氣壓力下試樣的閉口閃點，P為實際大氣壓力。第四十二頁，共八十七頁。第四十三頁，共八十七頁。第三節(jié)輕柴油的燃燒性能柴油的燃燒性是指其自燃的能力。輕柴油的燃燒性是指柴油在柴油機(jī)種是否容易被壓燃，并且在燃燒的過程中柴油機(jī)不發(fā)上爆燃的能力。燃燒燃燒過程一般分為著火延遲期﹑速燃期﹑緩燃期和后燃期4個階段。第四十四頁，共八十七頁。第四十五頁，共八十七頁。

1．滯燃期（著火延遲期）（A—B）

從噴油到著火（缸內(nèi)壓力線偏離壓縮線）。在壓縮終點，Tc=450-800℃，大于柴油自燃溫度的330-350℃，但不會立即著火，進(jìn)行著火前的準(zhǔn)備。物理準(zhǔn)備：霧化，加熱，蒸發(fā)，擴(kuò)散和混合?；瘜W(xué)準(zhǔn)備：裂化，著火前的氧化反應(yīng)。2．速燃期（B-C）從著火到缸內(nèi)壓力最高。著火后迅速燃燒，活塞在上止點附近，接近于等容燃燒，出現(xiàn)最高壓力在上止點后8°

ΔP/ΔΦ=(P3-P2)/(Φ3-Φ2)高，放熱率dθ/dΦ大。邊噴油、邊混合、邊燃燒。第四十六頁，共八十七頁。3．緩燃期（C～D）從缸內(nèi)壓力最高到溫度最高。速燃期內(nèi)噴入的燃油在此階段燃燒，放熱量較大，達(dá)80%。，出現(xiàn)循環(huán)最高溫度達(dá)1700～2000℃，一般在上止點后20～30°溫度雖升高，但活塞已下行，壓力近似不變，接近于等壓燃燒。4．后燃期（D—E）從溫度最高到燃料燃燒結(jié)束。放熱量達(dá)95%以上。遠(yuǎn)離上止點放熱，不能有效地利用，將大量的熱傳給冷卻系。使排氣溫度升高，零件熱負(fù)荷增加，導(dǎo)致柴油機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性下降，故應(yīng)盡量減少后燃。第四十七頁，共八十七頁。綜上所述：為了保證柴油機(jī)良好的工作狀態(tài)，要求柴油的著火延遲期較短，使先期噴入氣缸的柴油迅速完成燃燒準(zhǔn)備，著火燃燒，再逐步引燃隨后進(jìn)入氣缸的燃料，使速燃階段的氣缸壓力上升平穩(wěn)，柴油機(jī)工作柔和，并使緩燃階段的柴油快速燃燒，最好不出現(xiàn)補(bǔ)燃現(xiàn)象。因此柴油機(jī)對柴油的燃燒性要求較高。燃燒過程中存在的問題1．混合氣形成困難，燃燒不完全?；旌蠚庑纬蓵r間短，邊噴油、邊混合、邊燃燒。2．燃燒噪音較大，工作粗暴。燃燒噪音與速燃期內(nèi)的ΔP/ΔΦ有很大關(guān)系。滯燃期長，速燃期內(nèi)同時燃燒混合氣量多，使ΔP/ΔΦ大，工作粗暴?？s短著火延遲時間τI，減少滯燃期內(nèi)的噴油量，抑制此階段混合氣的形成，這又與提高動力性相矛盾。第四十八頁，共八十七頁。3．排氣冒煙

黑煙（碳煙）主要發(fā)生在大負(fù)荷工況，如加速，爬坡時。黑煙的形成：高溫缺氧藍(lán)煙，白煙在冷起動及怠速，低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，氣缸內(nèi)溫度低，燃燒不良，不同直徑的柴油微粒隨廢氣排出，受光線的反射呈現(xiàn)不同的顏色。白煙0.6～1微米藍(lán)煙0.6微米以下。理想的放熱規(guī)律應(yīng)為：①曲線要先緩后急。②放熱開始時刻要適當(dāng)提前，持續(xù)時間為40°。第四十九頁，共八十七頁。燃燒性差著火延遲期變長，氣缸內(nèi)的柴油的積存就過多，速燃期燃燒的柴油量過多，缸內(nèi)壓力急劇上升，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的震擊聲。即發(fā)動機(jī)工作粗暴！發(fā)動機(jī)常在此狀態(tài)下工作曲柄連桿機(jī)構(gòu)會長時間承受過大的沖擊力，使其強(qiáng)度收到破壞，還會產(chǎn)生強(qiáng)烈的金屬敲擊聲，加速零件的磨損和損壞，使發(fā)動機(jī)功率下降，油耗增多，排放變差，發(fā)動機(jī)壽命縮短柴油燃燒性過好的話自燃點就過低，就會造成著火延遲期過短，易使混合氣來不及混合均勻就燃燒，導(dǎo)致燃料燃燒不完全，氣缸內(nèi)的爆發(fā)壓力下降，柴油機(jī)的輸出功率下降。排放變差，冒黑煙。燃料消耗增大。結(jié)論：柴油的燃燒性要適中！第五十頁，共八十七頁。柴油燃燒性的評價指標(biāo)十六烷值（ceanenumber；ceanerating）表示柴油發(fā)火性能的指標(biāo)。代表柴油在發(fā)動機(jī)中發(fā)火性能的一個約定量值。

其大小與柴油組分的性質(zhì)有關(guān)。一般說來，烷烴的十六烷值最大，芳香烴的最小，環(huán)烷烴和烯烴則介于兩者之間。將柴油樣品與用十六烷值很大的正十六烷（規(guī)定為100）和十六烷值很小的1-甲基萘（規(guī)定為0）配成的混合液在標(biāo)準(zhǔn)柴油機(jī)中進(jìn)行比較。自燃性與樣品相等的混合液中所含正十六烷的百分?jǐn)?shù)，即為該樣品的十六烷值。第五十一頁，共八十七頁。例如一種柴油樣品的十六值與40%正十六烷和60%1-甲基萘的混合液相等，該樣品的十六烷值即為40。柴油的十六烷值低于工作條件要求，會使燃燒延遲和不完全，以致發(fā)生爆震，降低發(fā)動機(jī)功率，增加柴油消耗量。但十六烷值過高，會由于滯燃期太短，燃料未及與空氣均勻混合即著火自燃，使燃燒不完全，部分烴類熱分解而產(chǎn)生游離碳粒，隨廢氣排出，造成發(fā)動機(jī)冒黑煙及油耗增大，功率下降，并增加柴油消耗量。高速柴油機(jī)燃料的十六烷值約為40-56。大多數(shù)的柴油機(jī)可采用的十六烷值40-45。加入少量的添加劑（如硝酸戊酯），可提高柴油的十六烷值。十六烷值只表明某一燃料的燃燒性與標(biāo)準(zhǔn)燃料相同，而不是說它含有那么多的正十六烷。如乙醚的十六烷值為53，但它并不含正十六烷！第五十二頁，共八十七頁。十六烷值的測定設(shè)備：一臺壓縮比可在7~23范圍內(nèi)變化的單缸柴油機(jī)，柴油機(jī)飛輪輪緣內(nèi)圈上裝有兩個氖燈，一高指示噴油器噴油時刻，一個指示混合氣著火時刻。飛輪上方有觀察窗孔，觀察窗孔內(nèi)裝有窺視鏡。第五十三頁，共八十七頁。測定某一油品的十六烷值時，將試油用于單缸柴油機(jī)后，調(diào)節(jié)柴油機(jī)壓縮比，確定被試驗燃料的閃火時間。如果被試燃料和某一標(biāo)準(zhǔn)燃料在同樣條件下同期閃火，說選用的壓縮比又相同，則它們的十六烷值相同，標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值即為被測柴油的十六烷值。注意：一定要一一對應(yīng)！第五十四頁，共八十七頁。當(dāng)沒有十六烷值機(jī)或試樣少到不能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機(jī)試驗時怎么來得到此柴油的燃燒性能呢，下面就介紹一個指標(biāo)十六烷值指數(shù)表示柴油在發(fā)動機(jī)中發(fā)火性能的一個計算值。該值從柴油的標(biāo)準(zhǔn)密度和50%餾出溫度計算而得。這是一個經(jīng)驗的簡單計算方法,計算公式為：十六烷值=431.29-1586.88ρ20+730.97(ρ20)2+12.392(ρ20)2+0.0515(ρ20)-0.554B+97.803(lgB)2式中，ρ20為柴油在20℃時的密度（g/cm3）；B為柴油的沸點（℃）第五十五頁，共八十七頁。柴油各烴類組分的十六烷值1

烷烴

正構(gòu)烷烴的十六烷值最高，并且，相對分子質(zhì)量越大，十六烷值越高。碳數(shù)相同的異構(gòu)烷烴的十六烷值比正構(gòu)烷烴的低。相對分子質(zhì)量相同的異構(gòu)烷烴，其十六烷值支鏈數(shù)的增加而降低。然而，單取代基和許多二取代基異構(gòu)烷烴的十六烷值在40~70之間，也具有較好的自燃性。

2

烯烴

正構(gòu)烯烴有相當(dāng)高的十六烷值，但稍低于相應(yīng)的正構(gòu)烷烴。支鏈的影響與烷烴相似。3

環(huán)烷烴

環(huán)烷烴的十六烷值低于碳數(shù)相同的正構(gòu)烷烴和正構(gòu)烯烴，有側(cè)鏈的環(huán)烷烴的十六烷值比無側(cè)鏈的環(huán)烷烴的更低。

4

芳香烴

無側(cè)鏈或短側(cè)鏈的芳香烴的十六烷值最低，且環(huán)數(shù)越多，十六烷值越低。帶有較長側(cè)鏈鏈長的芳香烴的十六烷值相對較高，而且隨側(cè)鏈鏈長的增長其十六烷值增高。碳數(shù)相同的直鏈烷基芳烴比有支鏈的烷基芳烴的十六烷值高。第五十六頁，共八十七頁。各種烴類的十六烷值表如2-3所示。柴油化學(xué)成分對十六烷值的影響如表2-4所示。從表中可以得出，烷烴的含量對于柴油的十六烷值的影響較大。第五十七頁，共八十七頁。第四節(jié)輕柴油的安定性及其他特性一輕柴油的安定性柴油的安定性包括儲存安定性和熱安定性。儲存安定性是指柴油在運(yùn)輸、儲存和使用過程中保持外觀、組成和使用性能不變的能力熱安定性是指柴油在柴油機(jī)的高溫條件下，以及溶解氧的作用下，發(fā)生變質(zhì)的傾向第五十八頁，共八十七頁。貯存安定性好的柴油再去愛運(yùn)輸、貯存和使用中比較有優(yōu)勢，基本上其能保持原來的狀態(tài)。這樣的柴油貯存一定的時間后基本不變色，基本不生成不可溶的膠質(zhì)和沉渣。如果是安定性差的柴油的話就不適宜長時間的貯存，在運(yùn)輸和使用的過程中顏色會逐漸的變深，實際膠質(zhì)逐漸增多。在使用的過程中就容易堆積在細(xì)小的流通面積處，導(dǎo)致濾清器堵塞、噴油器孔粘結(jié)或堵死、活塞組件表面形成漆膜或積碳。第五十九頁，共八十七頁。熱安定性差的柴油不適宜在夏天使用，這是因為在夏天汽車運(yùn)行時，柴油容易變質(zhì)。原因有：夏天溫度很高，運(yùn)行中柴油振蕩易卷起很多氣泡增大油與空氣的接觸。在夏天使用熱安定性差的汽油同樣易造成噴油器針閥上生成漆狀沉積物，造成針閥粘滯，甚至導(dǎo)致供油中斷；同樣的在活塞、燃燒室和啟蒙處生成積碳，加速柴油機(jī)磨損。第六十頁，共八十七頁。影響柴油安定性的因素：主要因素：柴油中的化學(xué)成分次要因素：外部環(huán)境。化成成分分為烴類和非烴類烴類組成包括烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、芳香烴。其中烯烴、二烯烴和環(huán)烷芳香烴的貯存安定性差，多環(huán)芳香烴的熱安定性差。非烴類組成中的硫化物、氮化物嚴(yán)重影響安定性。外部環(huán)境有：貯存容器、空氣中的氧氣、光線和溫度其中金屬是氧化的催化劑，氧氣是氧化的直接參與者，光線和溫度是氧化的條件。第六十一頁，共八十七頁。柴油安定性的評價指標(biāo)色度chromaticity顏色是由亮度和色度共同表示的，而色度則是不包括亮度在內(nèi)的顏色的性質(zhì)，它反映的是顏色的色調(diào)和飽和度。油品的色度就是說油品的顏色的深淺。通過觀察油品的顏色可以直接反應(yīng)油品安定性的好壞。色度的測定：將試油注入容器，用一光源照射，比較試油顏色與色板顏色，找出試油顏色相當(dāng)?shù)纳澹瑒t該色板的色號即為試油的色號。標(biāo)準(zhǔn)色板共16個色號，從0.5~0.8，每0.5一級，顏色由淺到深。第六十二頁，共八十七頁。氧化安定性氧化安定性是指100ml柴油在規(guī)定的條件下氧化后所測得的總不溶物的毫克數(shù)，以mg/100ml表示。測定方法：將350ml試油注入氧化管，保持油溫95℃，再以50ml/min的流量試油中通氧氣16h，然后把試油冷卻至室溫，過濾后得到一些不溶物；再用溶劑把粘附在氧化管上的不溶物清洗下來，把溶劑蒸發(fā)后又得到一些不溶物。把兩個不溶物質(zhì)量相加得出總量，并換算為100ml試油的總不溶物的量，即為試油的氧化安定性。第六十三頁，共八十七頁。10%蒸余物殘?zhí)?0%蒸余物殘?zhí)渴侵赴巡裼宛s程試驗中餾出90%后蒸余物作為試樣，經(jīng)強(qiáng)烈加熱一定時間讓其裂解后，所形成的殘留物。殘?zhí)恐禐闅埩粑镔|(zhì)量與原試樣質(zhì)量之比。10%蒸余物殘?zhí)糠从巢裼宛s分的輕重和精制的程度。殘?zhí)恐敌?，說明柴油餾分輕，精制程度深；反之，則說明柴油餾分重，精制程度淺。使用殘?zhí)恐荡蟮牟裼?，燃燒室中易生成積炭，噴油器孔易堵塞。所以國家輕柴油標(biāo)準(zhǔn)和車用柴油標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定10%蒸余物殘?zhí)坎淮笥?.3%。測定：將試樣放在坩堝內(nèi)進(jìn)行蒸餾，當(dāng)試樣剩余10%時，再強(qiáng)烈加熱蒸余物一定時間使其裂解。規(guī)定的加熱時間結(jié)束后，將坩堝冷卻，稱量坩堝中殘留物質(zhì)質(zhì)量。第六十四頁，共八十七頁。輕柴油的腐蝕性柴油腐蝕性評定指標(biāo)的項目、概念和側(cè)定方法都與汽油基本相同：值得強(qiáng)調(diào)的是硫含量、硫醇硫含量和酸度。

1硫含量

柴油中的硫含量不僅影響柴油發(fā)動機(jī)的排放污染，而且對發(fā)動機(jī)的工作還有其他影響。我國輕柴油規(guī)格按照硫含量和安定性等質(zhì)量指標(biāo)分為優(yōu)等品《硫含量不大于0.2%）、一等品（硫含量不大于0.5%）和合格品（硫含量不大于1.0%）三個等級

試驗證明，柴油發(fā)動機(jī)磨損隨柴油中硫含量增加而增加，呈線性關(guān)系（圖3-12）。柴油中的硫化物不管是活性的，還是非活性的．燃燒后都生成SO2和SO3。這些酸性氧化物在氣缸內(nèi)溫度不高時，與水蒸氣作用生成H2SO3和H2SO4。不僅強(qiáng)烈腐蝕發(fā)動機(jī)零件，而且還會使發(fā)動機(jī)油的某些成分變成磺酸或膠質(zhì)等．加速發(fā)動機(jī)油老化。膠性氧化物還會對氣缸璧上的發(fā)動機(jī)油和尚未燃燒的柴油起反應(yīng)，加速烴類聚合反應(yīng)，使燃燒室、活塞頂和排氣門的沉積物增多。第六十五頁，共八十七頁。第六十六頁，共八十七頁。2．硫醇硫含量

柴油中的硫醇硫用其在柴油中所占的質(zhì)量百分教表示。硫醇硫是燃料中有腐蝕的活性物質(zhì)之一，在燃料中溶解空氣的影響下，它能與其他組分共同氧化，降低燃料的穩(wěn)定性．造成發(fā)動機(jī)燃料系統(tǒng)零件的腐蝕磨損（圖3-13）。第六十七頁，共八十七頁。3．酸度

酸度是指中和100mL試油中的酸性物質(zhì)所需要的氫氧化鉀毫克數(shù)，以mgKOH/100ml表示。

有機(jī)酸大部分含在石油中等餾分中，因此，柴油中有機(jī)酸含量比汽油高。有機(jī)酸的含量在柴油規(guī)格中用酸度表示。柴油的酸度大，會使發(fā)動機(jī)沉積物增加，還使噴油泵柱塞副磨損加劇，噴油器頭部和燃燒室積炭增多，從而導(dǎo)致噴霧惡化以及使柴油發(fā)動機(jī)功率降低和氣缸活塞組件磨損增加。

柴油的酸度測定按照GB/T258-1977（l1988)（汽油、煤油、柴油酸度側(cè)定法》的規(guī)定進(jìn)行。測定時，把50ml5％的乙酸注入洗凈的錐形燒瓶內(nèi)．然后裝上回流冷凝管沸煮5min，以驅(qū)除乙酸中的二氧化碳，在沸煮過的95％乙醉中加人0.5ml的堿性藍(lán)溶液，并在不斷搖蕩下趁熱用0.05氫氧化鉀乙醉溶液進(jìn)行中和，待錐形燒瓶內(nèi)呈現(xiàn)淺紅色為止：再把50ml被測柴油注人錐形燒瓶內(nèi)與中和過的乙醇混合，同上法沸煮5min，然后再加人0.5mL堿性藍(lán)溶液，并在不斷搖蕩下趁熱用0.05N氫氧化鉀乙醇溶液滴定，直至乙醉層的堿性藍(lán)溶液變?yōu)闇\紅色。第六十八頁，共八十七頁。柴油的酸度可按照下式計算：X=100VT/V1式中：X―被測柴油的酸度．Mg/KOH100mL;

V―滴定柴油乙醇混合液時所消耗的氫氧化鉀乙醉溶液的容積，ml;V1―被測柴油的容積，ml;

N―氫氧化鉀乙醇溶液的當(dāng)量濃度；

T―氧氧化鉀乙醇溶液的滴定度。第六十九頁，共八十七頁。清潔性的評定指標(biāo)1.水分

在輕柴油規(guī)格中要求水分不大于痕跡，痕跡表示水分為0.03％:

柴油水分測定可以目測，如果需要精確測定按照GB/T260-1977(1988）《石油產(chǎn)品水分測定法》的規(guī)定進(jìn)行。2.灰分溶于柴油中無機(jī)鹽類和有機(jī)鹽類以及不能燃燒的機(jī)械雜質(zhì)經(jīng)過灼燒后所剩余的不燃物質(zhì)，叫做灰分。

灰分間接表示上述物質(zhì)的含量，這些物質(zhì)能侵蝕金屬，在磨擦副中起磨粒作用，是造成氣缸壁與活塞環(huán)以及噴油泵柱塞副偶件磨損的重要原因之一。

柴油的灰分側(cè)定按照GB/T508-1985(1991）（石油產(chǎn)品灰分測定法》的規(guī)定進(jìn)行。第七十頁，共八十七頁。第五節(jié)輕柴油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及其選用輕柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：GB252-2000《輕柴油》車用柴油標(biāo)準(zhǔn)：GB/T19147-2003《車用輕柴油》一關(guān)于《輕柴油》的規(guī)定《輕柴油》標(biāo)準(zhǔn)1964（GB252-1964）年發(fā)布以來歷經(jīng)五次修改，分別為1977（GB252-1977）年、1981（GB252-1981）年、1987（GB252-1987）年、1994（GB252-1994）年和2000（GB252-2000）年?，F(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)是從2002年1月1日起實施的.第七十一頁，共八十七頁。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：我國輕柴油分為：10#、5#、0#、-10#、-20#、-35#和-50#。（中國海南省的最底溫度為15℃左右，從南到北溫度逐漸下降，黑龍江省的最低溫度問-50℃以下）另外，標(biāo)準(zhǔn)對于輕柴油的各項指標(biāo)（色度、氧化安定性、硫含量、酸度等）的限值進(jìn)行了規(guī)定，具體的見表2-5.另外，標(biāo)準(zhǔn)對于輕柴油的其他規(guī)定還有：1對于柴油的規(guī)定實行統(tǒng)一化，每個標(biāo)號的柴油只有一套標(biāo)準(zhǔn)；2對于“碘值”、“實際膠質(zhì)”、“硫醇硫含量”、“水溶性酸或堿”的限值不做規(guī)定；第七十二頁，共八十七頁。第七十三頁，共八十七頁。第七十四頁，共八十七頁。第七十五頁，共八十七頁。二關(guān)于《車用柴油》的規(guī)定《車用柴油》不是國家強(qiáng)制的標(biāo)準(zhǔn)，只是推薦標(biāo)準(zhǔn)，這是2003年10月1日開始實施的一個標(biāo)準(zhǔn)。主要原因是進(jìn)入20實際后，全球的汽車保有量增長迅速，由汽車排放引起的問題日益嚴(yán)峻，全球氣候日益惡劣，因此全球?qū)τ谄嚬I(yè)的要求越來越嚴(yán)格，對于環(huán)保的認(rèn)識也越來越好。而之前的《輕柴油》標(biāo)準(zhǔn)卻不能滿足這些要求。在所有的輕柴油都執(zhí)行一個標(biāo)準(zhǔn)的情況下，中國車用柴油雖然只占輕柴油總量的1/3，但是也很難單獨(dú)提高車用柴油的質(zhì)量。2000年中國要求汽車排放達(dá)到歐Ⅰ的排放標(biāo)準(zhǔn)，2004年7月1日起國家要求汽車排放達(dá)到歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)。按照GB/T19147-2003《車用輕柴油》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的車用柴油完全符合歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)。第七十六頁，共八十七頁。在2003年10月1日實施此標(biāo)準(zhǔn)后，我國汽車尾氣排放得到有效的降低，排放污染物降低15%以上，同時也促進(jìn)了我國柴油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使得中國柴油機(jī)的質(zhì)量上升迅速。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：按照凝點把我國車用柴油分為10#、5#、0#、-10#、-20#、-35#和-50#（和《輕柴油》的標(biāo)準(zhǔn)一樣，原因一樣）。對于車用柴油的各項指標(biāo)的規(guī)定具體詳見表2-6第七十七頁，共八十七頁。《車用柴油》標(biāo)準(zhǔn)和《輕柴油》標(biāo)準(zhǔn)的不同之處：1增加了檢驗柴油潤滑性能的磨痕直徑項目的測量2由于色度和酸度在其他的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)的情況下都能滿足要求，因此刪去了“色度”和“酸度”兩個標(biāo)準(zhǔn)的要求3對于柴油的著火性的測定可以通過十六烷值和十六烷指數(shù)兩個指標(biāo)來測定4對于“硫含量”、“閉口閃點”和“十六烷值”三項指標(biāo)要求加嚴(yán)，硫含量是直接影響排放中污染氣體的含量的，閉口閃點決定著柴油的燃燒速度，十六烷值決定著柴油的抗爆性的，燃燒速度和抗爆性都對排放的影響很大5對于密度做了進(jìn)一步的要求第七十八頁，共八十七頁。三輕柴油的選用主要考慮因素為環(huán)境溫度在選擇時，所選柴油牌號應(yīng)比最低環(huán)境溫度低約5℃。1新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的7個牌號輕柴油的適用條件如下。

10號輕柴油適用于有預(yù)熱設(shè)備的柴油機(jī)；5號輕柴油適于風(fēng)險率為10%的最低氣溫在8℃以上的地區(qū)使用；0號輕柴油適于風(fēng)險率為10%的最低氣溫在4℃以上的地區(qū)使用；-10號輕柴油適于風(fēng)險率為10%的最低氣溫在-5℃以上的地區(qū)使用；第七十九頁，共八十七頁。-20號輕柴油適于風(fēng)險率為10%的最低氣溫在℃以上的地區(qū)使用；-35號輕柴油適于風(fēng)險率為10%的最你氣溫在-29℃以上的地區(qū)使用；-50號輕柴油適于風(fēng)險率為10%的最低氣溫在-44℃以上的地區(qū)使用。所謂風(fēng)險率為10%的最低氣溫，即最低氣溫低于該值的概率為0.1。下表為新國標(biāo)附錄中提供的，由我國152個氣象臺、站從1961年到1980年逐日記錄分析后得出的，我國各地區(qū)每月風(fēng)險率為10%的最低氣溫值。第八十頁，共八十七頁。我國各地各月份風(fēng)險率為10%的最低氣溫

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月份123456789101112

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河北省-14-13-51814191791-6-12

山西省-17-16-8-151115136-2-9-16

內(nèi)蒙古-43-42-35-21-7-141-8-19-32-41

黑龍江-44-42-35-20-6174-6-20-35-43

吉林省-29-27-17-61814122-6-17-26

遼寧省-23-21-12-161218156-2-12-20

山東省-12-12-528141918114-4-10

江蘇省-10-9-3311152020125-2-8

安徽省-7-7-15121820201470-6

浙江省-4-316131722211582-3

江西省-2-23915202323181240

福建省-4-238141821201581-3第八十一頁，共八十七頁。臺灣省302810161919131012

廣東省1271218212323201372

海南省91015192224242323191512

廣西3381218212323191594

湖南省-2-2391418222116104-1

湖北省-6-4061217212014814

河南省-10-9-2410152018114-3-8

四川省-21-17-11-7-21210-7-14-19

貴州省-6-6-1379121184-1-4

云南省-9