《车用轻柴油》PPT课件

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1、第三章 车用轻柴油 一、低温流动性 柴油在低温条件下所具有一定流动状态的性 能，叫做柴油的低温流动性。要求柴油具有 良好的低温流动性。 第一节 轻柴油的使用性能 柴油中的烃分子一般含有 16 23个碳原子， 其中一部分为石蜡，通常在柴油中呈溶解状 态存在。当温度降低时，石蜡开始结晶析出 形成石蜡结晶网络，这种网络延展到全部柴 油中，使其流动阻力增加，甚至失去流动性。 柴油的低温流动性，不仅关系到柴油机燃料 供给系在低温下能否正常供油，而且与柴油 在低温下的贮存、运输、倒装等作业能否正 常进行都有着密切的关系。 在柴油中添加流动改进剂是改进柴油低 温流动性的主要途径。其作用机理是， 在低温下靠与

2、柴油中析出的石蜡发生共 晶、吸附作用，抑制石蜡结晶的生长， 从而改善了柴油的低温流动性。国产柴 油流动改进剂代号为 T1804，化学名称 是聚乙烯 醋酸乙烯酯。 柴油低温流动性的评定指标是凝点、浊 点和冷滤点，我国只采用凝点和冷滤点。 二、燃烧性 柴油的燃烧性主要是抗粗暴的能力。 若着火延迟期过长，则在气缸内积聚并完成燃烧 准备的柴油就多，以致造成大量的柴油同时燃烧， 使气缸压力急剧升高，发动机运转不平稳，发出 异响，这种不正常燃烧现象，叫做粗暴。柴油机 工作粗暴的后果与汽油发动机爆燃一样，会使曲 柄连杆机构承受过大的冲击力作用，产生强烈的 金属敲击声，加速零件的磨损和损坏，发动机功 率下降、

3、油耗增加。柴油机的燃烧状况与喷油装 置的喷油特性、燃烧室结构型式、运行条件和柴 油的燃烧性有关，要求柴油具有良好的燃烧性。 燃烧性良好的柴油，其自燃点低， 在着火延迟期，燃烧室的局部易 于形成高密集度的过氧化物，成 为着火中心，故着火延迟期短， 整个燃烧过程发热均匀，气体压 力升高平缓，最高压力较低。 柴油燃烧性的评定指标是十六值 和十六烷指数。 三、雾化和蒸发性 为了保证柴油机的动力性和经济性，燃烧过程 必须在活塞位于压缩行程上止点附近迅速完成， 要求喷油持续时间极为短促，只有 150 300。 曲轴转角，混合气形成时间只有汽油机的 1 20 l 30，在既定的燃烧室和喷油设备条件下， 柴油

4、的雾化和蒸发性决定了混合气形成的速度和 质量。 但是，柴油的雾化和蒸发性过强，不仅 贮存和运输中蒸发损失大，而且安全性差，所以， 要求柴油具有较好的雾化和蒸发性。 柴油雾化 和蒸发性的评定指标是馏程、运动粘度、密度和 闪点。 四、安定性 柴油的安定性是指柴油在运输、贮存和使用过程中保持 颜色、组成和使用性能不变的能力。柴油应有良好的安 定性。 柴油的安定性不好，就会氧化结胶，会在燃烧室内生成 积炭、胶状沉积物，附在活塞项和气门上，甚至造成气 门关闭不严。还会使燃油滤清器堵塞，在喷油器针阀上 生成漆状沉积物，造成针阀粘滞，形成积炭，使喷雾恶 化，甚至中断供油，干扰正常燃烧，从而使排放污染增 加。

5、 影响柴油安定性的主要因素是柴油中所含的不安定组分， 主要是二烯烃、烯烃等不饱和烃。柴油的馏分过重，环 烷芳烃和胶质含量增加安定性也变差。 柴油安定性的评定指标是碘值、色度、氧化安定性、 实际胶质、 10蒸余物残炭和喷油器清洁度。 五、腐蚀性 柴油中腐蚀性物质有硫、硫醇硫、有机酸、水 溶性酸或碱。由于柴油属于中等馏分，存在于柴 油中的硫、硫醇硫的含量较多，对零件的腐蚀作 用强，而且会促进发动机沉积物的生成。 柴油腐蚀性的评定指标是硫含量、硫酸硫含量、 酸度和铜片腐蚀试验。 六、无害性 柴油中的芳烃含量、硫含量，对柴油发动机的排 放污染影响很大。柴油中的芳烃（特别是多环芳 烃）含量对柴油发动机颗

6、粒物的排放影响最大。 七、清洁性 柴油机的燃料供给系有许多精密偶件，如喷油泵 的柱塞副间隙仪为 0.0015 0.0025mm若柴油中 混入坚硬的杂质，就会堵塞油路并使发动机机件 产生磨料磨损。同样，水分的存在能增加硫化物 对金属零件的腐蚀作用。 柴油清洁性的评定指标是水分、灰分和机械杂 质。 第二节 轻柴油低温流动性的评定指标 一、凝点 1凝点的概念 石油产品在试验条件下，冷却到液面不能移动的 最高温度，叫做凝点。 石油产品随温度降低会失去流动性，是因为溶 在油品中的石蜡发生结晶所引起的。冷却到某一 临界温度时，石蜡开始形成小结晶体，再进一步 冷却时，油品中分出石蜡的现象加剧，并使各单 位微

7、粒的结晶聚合起来，形成所谓的石蜡结晶网 络。在凝固过程中，这种网络延伸到全部油中， 使油品流动阻力逐渐增加，以致最后使油品失去 流动性。 我国柴油的牌号是按凝点划分的。 二、浊点 1浊点的概念 对柴油冷却，开始析出石蜡晶体，使柴油失去透 明时的最高温度，叫做柴油的浊点。 美国、俄罗斯、法国等国家采用浊点作为柴油 低温流动性的评定指标。 柴油虽已达到浊点，但仍能有效地通过柴油滤 清器的滤网，保证正常供油，只有冷却到浊点下 某一温度时，才影响柴油机的正常工作。换言之， 浊点不是柴油的最低使用温度。 三、冷滤点 1.冷滤点的概念 在规定的试验条件下，试油不能以 20mL/min的 流量通过一定规格过

8、滤器的最高温度，叫做冷滤 点。 冷滤点是选择柴油低温流动性的依据，因为冷滤 点的测定条件是模拟发动机工作情况确定的，近 似于实际使用条件，能较好地判断柴油可能使用 的最低温度，一般地说柴油的冷滤点相当于最低 使用温度。例如 50号柴油的冷滤点为 44 ， 则可在最低气温为 44 以上地区使用。 第三节 轻柴油雾化和蒸发性的评定指标 一、馏程 柴油的馏程采用 50、 90和 95蒸发温度。 柴油的 50蒸发温度越低，说明柴油中的轻质馏 分越多，使发动机容易起动。但要说明的是，不 能单从起动难易角度来要求柴油有过轻的馏分。 因为含有过轻馏分的柴油往往使发动机发生工作 粗暴。 柴油的 90和 95蒸

9、发温度表示柴油中重质馏 分的多少，对发动机的功率、油耗、排放污染和 零件磨损都有较大的影响。因为这两个蒸发温度 越高，越容易产生不完全燃烧和积炭。 二、运动粘度 运动粘度是在同一温度下液体的动力粘度和该液 体密度的比值。粘度对发动机工作的影响： 1）影响供油量； 2）影响喷油器喷出油束特性； 3）影响供油系精密偶件的润滑。 三、密度 柴油密度增大，会影响柴油机喷油器喷出油柬的 射程。随着柴油密度的增大，其粘度也增大，也 影响柴油的雾化和蒸发性。柴油密度大，还会提 高柴油机在一个工作循环内的供油量，表面上看， 可提高柴油机的功率，但由于雾化和蒸发性差， 不能形成良好的混合气，使燃烧条件变坏，排气

10、 冒黑烟，反而使发动机的经济性下降。柴油密度 大也是柴油中芳烃多的标志，将促进粗暴的发生。 四、闭口闪点 1闪点的概念闪点有闭口闭点和 开口闭点之分。柴油采用闭口闪点，发动机油、 车辆齿轮油采用开口闪点。 石油产品用闭口杯 在规定条件下加热到它的蒸气与空气的混合气接 触火焰发生闪火时的最低温度，叫做闭口闪点。 柴油的闪点既是柴油雾化和蒸发性的指标，也是 柴油安全性的评定指标。如果柴油的雾化和蒸发 性过强，将使柴油机工作粗暴，而且在贮存、运 输和使用中不安全。油品的危险等级就是根据闪 点划分的。闪点在 45 以下的为易燃品， 45 以上为可燃品。在贮存运输中禁止将油品达到它 的闪点温度，加热的最

11、高温度，一般应低于闪点 20 30 。 第四节 轻柴油燃烧性的评定指标 一、十六烷值 1十六烷值的概念 十六烷值是表示压燃式发动机燃料燃烧性 的 个约定值。在规定条件下的标准发动 机试验中，通过和标准燃料进行比较来测 定，采用和被测定燃料具有相同着火延迟 期的标准燃料中正十六烷的体积百分数表 示。 二、十六烷指数 十六烷指数是表示柴油在发动机中燃烧性 的一个计算值。 请学生论述柴油的各项性能指标及其对柴 油机工作的影响。 主要论述了柴油使用性能的各项指标，轻 柴油低温流动性的评定指标，轻柴油雾化 和蒸发性的评定指标，轻柴油燃烧性的评 定指标。 请论述轻柴油的使用性能及其对柴油机工作的影 响。

12、第五节 轻柴油安定性的评定指标 一、碘值 在规定的条件下和 100g油品起反应所吸收碘的 克数，叫做碘值，用 gI 100g表示。 从测得的碘值大小可反映油品中不饱和烃含量的 多少，石油产品中的不饱和烃越多，碘值就越大， 油品安定性就越差。 二、色度 油品颜色是用色度 (号 )表示其深浅，可反映馏分 的轻重。控制柴油的色度 (号 )主要是控制其重质 馏分，即控制其残炭和沉渣。 三、氧化安定性 氧化安定性是指一定量的过滤试油， 在规定的条件下氧化后所测得的总不 溶物的量。总不溶物是粘附性不溶物 和可过滤的不溶物之和。 四、 10蒸余物残炭 把测定馏程中馏出 90以后的蒸余物 作为试样，所测得的试

13、样在裂解中所 形成的残留物，叫做 10蒸余物残炭 。 第六节 轻柴油其他的评定指标 一、腐蚀性评定指标 1硫含量 柴油中的硫含量不仅影响柴油发动机的排放污 染，而且对发动机的工作还有其他影响（见图 1）。我国轻柴油规格按照硫含量和安定性等 质量指标分为优等品（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）三个等级。 图 1 柴油硫含量柴油发动机磨损的影响 3酸度 酸度是指中和 100mL试油中的酸性物质所需 要的氢氧化钾毫克数，以 mgKOH/100mL表 示。 有机酸大部分含在石油中等馏分中，因此， 柴油中有机酸含量比汽油高。有机酸的含量 在柴油规

14、格中用酸度表示。柴油的酸度大， 会使发动机沉积物增加，还使喷油泵柱塞副 磨损加剧，喷油器头部和燃烧室积炭增多， 从而导致喷雾恶化以及使柴油发动机功率降 低和气缸活塞组件磨损增加。 二、清洁性的评定指标 1水分 在轻柴油规格中要求水分不大于痕迹，痕迹表 示水分为 0.03。 2灰分 溶于柴油中无机盐类和有机盐类以及不能燃烧 的机械杂质经过灼烧后所剩余的不燃物质，叫 做灰分。 灰分间接表示上述物质的含量，这些物质能侵 蚀金属，在摩擦副中起磨粒作用，是造成气缸 壁与活塞环以及喷油泵柱塞副偶件磨损的重要 原因之一。 第七节 轻柴油规范或标准 一、世界燃料规范 柴油 世界燃料规范 柴油部分见书 66 6

15、8。 二、 CEC基准柴油 GBl47611999 汽车排放污染物限值及测试 方法 “附录 H基准燃料的技术要求”规定，用 于试验装压燃式发动机的基准燃料（柴油）的技 术要求，等同采用 CEC（欧洲润滑油和发动机燃 料试验性能研究协调理事会）基准燃料 RF-03- A-84 标准。 三、我国轻柴油标准 GB2522000 轻柴油 是对 GB2521994 轻柴油 的修定，主要差异是： （ 1）在标准中质量水平只设一个档次。 （ 2）增设 5号轻柴油牌号，使牌号总数达到 7个。 （ 3）把硫含量修定为不大于 0.2（ m/m），并 增加其测定方法。 （ 4）取消水溶性酸或碱和硫醇硫项目。 （ 5

16、）氧化安定性总不溶物修定为不大于 2.5mg/100mL，并把其列为保证项目。 （ 6）把十六烷值的注改为“由中间基或环烷 基原油生产的各号轻柴油十六烷值允许不小 于 40”。 （ 7）把闪点指标分别由不低于 65 、 60 和 45 修定为不低于 55 、 55 和 45 。 轻柴油按照凝点分为 10号、 5号、 0号、 10 号、 20号、 35号和 50号 7个牌号。 第八节 轻柴油的选用 轻柴油的选择就是按照风险率为 10的最低气 温进行牌号的选择。 各地区风险率为 10的最低气温见书 70 71。 某月风险率为 10的最低气温值，表示该月中最 低气温低于该值的概率为 0.1，或者说该

17、月中最 低气温高于该值的概率为 0.9。掌握本地区内风 险率为 10的最低气温不仅是选择轻柴油牌号的 依据，也是选择发动机油、车辆齿轮油和制动液 的依据。 轻柴油牌号的选择一般应使最低使用温度等于或 略高于轻柴油的冷滤点。 10号轻柴油：适用于有预热设备的柴油机； 5号轻柴油：适用于风险率为 10的最低气温 在 8 以上的地区使用； 0号轻柴油：适用于风险率为 10的最低气温在 4 以上的地区使用； 10号轻柴油：适用于风险率为 10的最低气 温在 5 以上的地区使用； 20号轻柴油：适用于风险率为 10的最低气 温在 14 以上的地区使用； 35号轻柴油：适用于风险率为 10的最低气 温在 29 以上的地区使用； 50号轻柴油：适用于风险率为 10的最低气 温在 44 以上的地区使用； 轻柴油使用前要进行沉淀和滤清。 复习 请学生用自己的语言概述轻柴油的规范及轻 柴油的选用。 概述轻柴油安定性及其他性能的评价指标， 重点总结轻柴油的规范以及轻柴油的选用原 则。