一、柴油的燃燒性指標(biāo)
1)十六烷值(可變壓縮比單缸試驗(yàn)機(jī),CFR柴油機(jī))
柴油燃料的十六烷值對(duì)柴油機(jī)工作的影響主要是對(duì)燃燒過程的影響,十六烷值越高,其自燃點(diǎn)越低,燃料的發(fā)火延遲期通常較短,發(fā)動(dòng)機(jī)工作越平穩(wěn),如果柴油的十六烷值太低,不符合發(fā)動(dòng)機(jī)要求,就可引起柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中延遲發(fā)火,以致燃燒不正常。同時(shí),由于氣缸內(nèi)壓力劇烈增長(zhǎng)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不平穩(wěn),而引起過早的磨損,以致毀壞曲軸的軸承。
2)十六烷指數(shù)
一般來(lái)說,為使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn),都希望使用烷烴較多的柴油,但烷烴含量高的柴油凝點(diǎn)也隨之增高,且十六烷值高于65時(shí)柴油機(jī)會(huì)導(dǎo)致排氣冒黑煙,燃油消耗量反而增大,這主要有兩個(gè)原因:
一是烷烴熱安定性較差,在燃燒初期會(huì)分解出大量的炭,碳粒來(lái)不及燃燒引起的,
二是高十六烷值柴油自燃延遲期太短,發(fā)火后噴入的燃料導(dǎo)致燃燒不完全,污染空氣并增大耗油量。
所以,柴油的十六烷值不是越高越好,超過實(shí)際需要的十六烷值不能改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,在保證最大燃料適應(yīng)性的情況下,十六烷值應(yīng)盡可能低,控制在45-55之間就足夠了,從而節(jié)省柴油資源。
二、柴油蒸發(fā)性能的指標(biāo)
1)餾程
是指以油品在規(guī)定條件下蒸餾所得到,從初餾點(diǎn)到終餾點(diǎn)表示蒸發(fā)特征的溫度范圍
①50%餾出溫度
表示柴油中輕餾分的多少,此溫度越低,柴油機(jī)易于啟動(dòng)。
②90%及95%餾出溫度
表示柴油中重餾分的多少,此溫度過高,會(huì)導(dǎo)致油品燃燒不完全,冒黑煙,甚至稀釋潤(rùn)滑油造成發(fā)動(dòng)機(jī)磨損。
燃料的蒸發(fā)性能良好時(shí),一般易于與空氣形成可燃混合氣,有利于在低溫下啟動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī),在噴射時(shí)容易形成較細(xì)油滴,可以縮短發(fā)火延遲期,發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn),而且蒸發(fā)性能良好的燃料燃燒完全。
但是燃料餾分過輕時(shí),在延遲期中蒸發(fā)的數(shù)量過大,當(dāng)燃料發(fā)火時(shí),幾乎所噴射的燃油全部參加燃燒過程,結(jié)果會(huì)導(dǎo)致壓力增長(zhǎng)過速,發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴。
三、柴油低溫流動(dòng)性
1)濁點(diǎn)
燃料開始結(jié)晶時(shí)的最高溫度稱為濁點(diǎn)。
2)冷濾點(diǎn)
冷濾點(diǎn)就是在規(guī)定實(shí)驗(yàn)條件下,試油不能通過細(xì)目過濾器時(shí)的溫度,是石蠟析出的最高溫度。內(nèi)燃機(jī)長(zhǎng)期使用和大量實(shí)驗(yàn)證明,冷濾點(diǎn)能夠反映柴油低溫下實(shí)際使用性能,最接近柴油實(shí)際使用溫度。
3)傾點(diǎn)
油品在規(guī)定的冷卻過程中,能夠流動(dòng)的最低溫度。
4)凝點(diǎn)
油品在規(guī)定的冷卻過程中,石蠟結(jié)晶析出,長(zhǎng)大,互相連接成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),把油包在其中,使油失去流動(dòng)性的最高溫度,用以表示柴油的牌號(hào),我國(guó)柴油按凝點(diǎn)分為:10#、0#、-10#、-20#、-35#、-50#。
5)粘度
粘度是柴油的重要質(zhì)量指標(biāo)之一,它對(duì)柴油的輸送、泵的操作及噴霧狀況都有關(guān)系。
當(dāng)油品在溫度降低時(shí),粘度增大很快,當(dāng)粘度增加到一定程度,低溫下不易流動(dòng),使供油量減少,就會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
柴油粘度與化學(xué)組成有關(guān),一般含烷烴較多的石蠟柴油粘度較小,石蠟-環(huán)烷基柴油次之,而環(huán)烷-芳香基的粘度則較大。
四、使用安全性指標(biāo)
1)閃點(diǎn)
直接影響油品運(yùn)輸、儲(chǔ)存以及使用安全性的指標(biāo)。閃點(diǎn)是指在規(guī)定條件下,加熱油品所溢出的蒸氣和空氣組成的混合物與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火時(shí)的最低溫度,以℃表示,閃點(diǎn)是控制油品安全使用的主要質(zhì)量指標(biāo),一般規(guī)律是:油品蒸氣分壓越高,餾程越輕,則閃點(diǎn)越低,相反,餾程越重的油品則有較高的閃點(diǎn)。
2)自燃點(diǎn)
是指油品在沒有火焰時(shí),自發(fā)著火的溫度,油品在高溫下與空氣接觸,油品即可能因劇烈的氧化而產(chǎn)生火焰自行燃燒。
自燃點(diǎn)與閃點(diǎn)不同,后者要引火,前者不要引火,因此影響自燃點(diǎn)的因素與閃點(diǎn)是相反的。餾程愈輕則自燃點(diǎn)愈高,烷烴含量愈高,自燃點(diǎn)越低,環(huán)烷烴、芳香烴越高,自燃點(diǎn)越高。
五、柴油的腐蝕性能指標(biāo)
1)銅片腐蝕
柴油燃料產(chǎn)生腐蝕的原因是燃料中含有非烴物質(zhì),主要是元素硫和硫化物、水溶性酸或堿和有機(jī)酸等。各種含硫物質(zhì)中元素硫、硫化氫和硫醇的腐蝕作用最強(qiáng),在常溫下能直接腐蝕金屬,稱為活性硫。其他硫化物在常溫下不能直接腐蝕金屬,稱為非活性硫。
由于銅對(duì)活性含硫物質(zhì)的腐蝕比較敏感,所以經(jīng)常使用銅片腐蝕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)汽油、煤油及柴油中的活性硫物質(zhì)。
2)硫含量
硫含量是直接與環(huán)境保護(hù)和腐蝕有關(guān)的項(xiàng)目。不論是活性或非活性的,在燃燒后都生成SO2和SO3,從尾氣排放中造成環(huán)境污染,而且當(dāng)汽缸溫度不高時(shí),由于燃燒生成物—水蒸氣的存在,就會(huì)在汽缸內(nèi)壁上形成一層硫酸薄膜,腐蝕汽缸活塞組及其他機(jī)件,當(dāng)含硫廢氣進(jìn)入汽缸壁和曲軸箱時(shí),促使?jié)櫥妥冑|(zhì),燃?xì)庵械腟O2和SO3還能促使汽缸中的沉積物的生成,這種沉積物同時(shí)兼有腐蝕和機(jī)械磨損雙重作用,它所引起的磨損比單純機(jī)械磨損要嚴(yán)重得多。所以,在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)硫含量的規(guī)定越來(lái)越嚴(yán)格。
3)酸度及其他
柴油中的有機(jī)酸主要指從原油加工時(shí)帶來(lái)的環(huán)烷酸,環(huán)烷酸對(duì)鉛、鋅等有色金屬腐蝕性較大,生成不溶性的腐蝕產(chǎn)物,這些鹽類常粘附在容器及燃料系統(tǒng)的金屬表面,部分懸浮于燃料中,使用中將會(huì)堵塞濾油器、噴嘴或燃油導(dǎo)管,影響燃油的正常流通,嚴(yán)重時(shí)將破壞燃料系統(tǒng)的正常工作。
柴油的酸度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)及壽命也有顯著影響。使用高酸度的柴油,不但會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)高壓柱塞泵的腐蝕和磨損,而且使噴嘴積碳增多,汽缸中沉積物增多,從而使汽缸活塞組的磨損增大。
此外水分和機(jī)械雜質(zhì)對(duì)柱塞泵和噴嘴的磨損有影響,高速柴油機(jī)燃料應(yīng)不含有水和機(jī)械雜質(zhì)。
灰分是燃料燃燒后殘留的金屬氧化物,灰分進(jìn)入積碳中使積碳變得更堅(jiān)固,更具有磨損性。所以,柴油中灰分含量應(yīng)越少越好。
六、柴油的潤(rùn)滑性指標(biāo)
1)磨痕直徑
柴油的潤(rùn)滑性是從20世紀(jì)90年代提出的,之前的柴油在生產(chǎn)過程中精制程度低,極性物質(zhì)含量較高,加之柴油的粘度較大,其潤(rùn)滑性能夠滿足高壓泵潤(rùn)滑需要,因此未對(duì)柴油潤(rùn)滑性作特別要求。
20世紀(jì)90年代以后,由于環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格,規(guī)定柴油硫含量越來(lái)越低,柴油生產(chǎn)普遍采用加氫精制工藝。但是由于加氫精制脫除了大部分極性物質(zhì),柴油的潤(rùn)滑性明顯下降。導(dǎo)致噴射泵的磨損問題,使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生不穩(wěn)定空轉(zhuǎn),功率和加速性能下降。
在歐洲,柴油出廠時(shí),要求磨痕直徑控制在400μm左右不會(huì)發(fā)生磨損問題。
我國(guó)車用柴油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,要求磨痕直徑控制在460μm左右不會(huì)發(fā)生磨損問題。
七、儲(chǔ)存安定性指標(biāo)
柴油的儲(chǔ)存安定性良好與否,主要取決于燃料的化學(xué)組成、儲(chǔ)存溫度、環(huán)境因素和水含量等因素。
1)色度
通常在測(cè)定條件下,把油品顏色最接近于某一標(biāo)準(zhǔn)色板的顏色時(shí)所測(cè)得的結(jié)果稱為色度。所以石油產(chǎn)品顏色又稱色度。石油產(chǎn)品的顏色與原油性質(zhì)、加工工藝、精制深度等因素有關(guān)。一般認(rèn)為,油品顏色變深是質(zhì)量變壞的先兆。
2)氧化安定性(直餾、催化裂化、熱化裂)
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)里用總不溶物表示,安定性好的柴油,在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中能較好地保持其顏色不變深,實(shí)際膠質(zhì)變化不大,基本不生成沉淀,適于較長(zhǎng)時(shí)期的儲(chǔ)存;氧化安定性不好,生成的沉渣會(huì)堵塞過濾器,在燃燒室形成大量積碳,使噴射系統(tǒng)形成漆膜并使活塞黏結(jié)加大磨損。
性質(zhì)不安定的柴油,在長(zhǎng)期儲(chǔ)存過程中,不僅生成過多的膠質(zhì),還會(huì)產(chǎn)生不溶性沉淀或沉渣。如果加入油箱,也會(huì)產(chǎn)生上述問題。