第二章-柴油课件.ppt
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- 第二 柴油 课件
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1、 2.1 2.1 柴油概述柴油概述 2.1.1 2.1.1 柴油的组成和性质柴油的组成和性质 1.柴油的组成和分类 2.柴油的颜色、密度、自燃点、初馏点 2.1.2 2.1.2 对柴油使用性能要求对柴油使用性能要求 由于柴油机的可燃混合气形成方式、着火方式、 燃烧过程等与汽油机不同,所以柴油机要求的柴油使 用性能与汽油不同。为了保证柴油发动机正常、高效 地工作,满足排放要求,对柴油的主要性能要求有: 良好的低温流动性;良好的雾化和蒸发性;良好的燃 烧性;良好的安定性;对机件等无腐蚀性和柴油本身 的清洁性。 2.2 2.2 轻柴油的低温流动性轻柴油的低温流动性 2.2.12.2.1低温流动性对发
2、动机的影响:低温流动性对发动机的影响: 柴油在低温条件下具有一定流动状态的性能叫低 温流动性。轻柴油的密度和黏度都比汽油大,随着温 度的降低,轻柴油的黏度会变得更大。 如果柴油的低温流动性不好,柴油在低温下失去 流动性,就会妨碍柴油在油管和滤清器中顺利通过, 使供油量减少甚至中断,导致发动机不能正常工作甚 至熄火。而且柴油的低温流动性与柴油在低温下的储 存、运输、倒装等作业能否正常进行都有密切关系。 所以,为满足柴油发动机各工况的需求,轻柴油应具 有良好的低温流动性。 2.2.2 2.2.2 轻柴油低温流动性的评价指标轻柴油低温流动性的评价指标 轻柴油低温流动性的评价指标为凝点、浊点和冷 滤点
3、。我国采用凝点和冷滤点,日本采用凝点,美国 采用浊点,欧洲国家采用冷滤点。 1.1.凝点:凝点:是指在一定的试验条件下,将柴油装在 规定的试管内,冷却到预期的温度,然后将试管倾斜 45经过1min后液面不移动,此时的温度,就是柴油 的凝点。我国柴油的牌号是按凝点划分的。轻柴油分 为10号、5号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号共 七个牌号。重柴油的牌号分为10号、20号、30号共三 个牌号。 柴油的凝点是多少度,它的牌号就是多少。柴油 的凝点的测定标准是GB/T5101991石油产品凝点 测定法。 测试仪器为凝点测定仪,如下图所示: a) 凝点测定仪示意图 b) 凝点测定仪实物照片
4、 1-试管 2-搅拌器 3-套管 4-温度计 5-冷却器 凝点测定仪凝点测定仪 测定方法是:先将试样装入试管,再将试管放在 冷却器中进行冷却。当试样的温度冷却到预期的温度 时,将放在冷却器中的试管倾斜45,保持1min,观 察试样的液面是否有移动迹象。按上面的做法找出其 液面停止移动的最高温度,即为所测试样的凝点。 2.2.浊点:浊点:是指在特定的试验条件下,柴油中开始 析出石蜡晶体从而使柴油失去透明时的最高温度。 含蜡愈多的柴油,其浊点也愈高。柴油达到浊点 后,虽然有石蜡晶体析出,使柴油在燃油供给系中的 流动阻力增大,但是还能保证正常的供油,不影响柴 油机的正常工作。因此,浊点不是限制轻柴油
5、使用的 最低温度。同时,对加有流动性能改进剂的柴油的低 温性能,浊点也不能准确表示。所以,用浊点作为柴 油低温性能评价指标过于苛刻。除美国等少数国家现 在还采用浊点外,其他国家大都不采用浊点指标。 浊点的测定标准是GB/T69861991石油产品浊 点测定法。测试仪器为浊点测定仪,如下图所示: a)浊点测定仪示意图 b)浊点测定仪实物照片 1-温度计 2-搅拌器 3-环形标线 浊点测定仪 3.3.冷滤点冷滤点 : : 是指在特定的试验条件下,1min内 通过过滤器的柴油不足20mL时的最高温度。试验证明, 用冷滤点模拟发动机的实际工作情况,近似于发动机 的实际使用条件,它与柴油的实际使用温度有
6、良好的 对应关系。所以冷滤点与浊点、凝点相比,更具有实 用性,是选择柴油低温流动性的依据。目前,国内外 评价柴油低温流动性时,广泛采用冷滤点。 冷滤点可以作为根据最低气温选用柴油牌号的依 据。一般冷滤点要高于凝点46,比浊点稍低。 轻柴油冷滤点的测定按照SHT02481992馏分燃 料、柴油冷滤点测定法的规定进行。 测试仪器为冷滤点测定仪,如下图所示。 a)冷滤点测定仪示意图 b) 半导体柴油冷滤点测定仪实物照片1-温度计 2-三通阀 3-橡胶管4-吸量管 5-橡胶塞 6-支持环7-弹簧环 8-试杯 9-固定架10-铜套管 11-冷浴 12-过滤器 冷滤点测定仪冷滤点测定仪 2.2.3 2.2
7、.3 改善柴油低温流动性的途径是:改善柴油低温流动性的途径是: 1.脱蜡:在炼制柴油的过程中采用脱蜡措施。 2.在柴油中掺入二次加工柴油馏分和裂化煤油: 高含蜡原油在裂化加工中得到的柴油馏分有较低的凝 点,其他性能也较好;往柴油中掺入裂化煤油,能降 低凝点,改善挥发性。 3.加入降凝添加剂:柴油中加入降凝添加剂后能 够延迟或防止石蜡结晶析出,因此可以降低柴油的凝 点和冷滤点。降凝剂一般为烷基萘和乙烯酸酯的共聚 物,加入量一般为0.050.1。 2.3 轻柴油的雾化和蒸发性 2.3.12.3.1轻柴油的雾化和蒸发性对发动机的影响轻柴油的雾化和蒸发性对发动机的影响 轻柴油的雾化和蒸发性是指轻柴油在
8、柴油机气缸 内经喷油器喷出时分散成液体雾粒及液体雾粒汽化蒸 发的能力。 柴油的雾化和蒸发性的好坏决定了混合气形成的 速度和质量,高速柴油机混合气形成时间极短,因此 对柴油的雾化和蒸发性有较高要求。柴油的雾化和蒸 发性好,柴油机的起动性能就好,燃烧完全,不易稀 释润滑油,油耗较低,积炭少,排烟较少;但是如果 雾化和蒸发性过好,会严重增大贮运和使用中的蒸发 损失,并且影响使用安全性,而且发动机的工作容易 粗暴。 2.3.22.3.2轻柴油雾化和蒸发性的评价指标轻柴油雾化和蒸发性的评价指标 轻柴油雾化和蒸发性的评价指标有运动黏度、馏 程、密度和闪点。 1.1.运动黏度:运动黏度: 黏度是指液体在外力
9、作用下发生移动时,在液体 分子间所呈现的内部摩擦力。它是表示油品流动性能 好坏的一项指标。黏度小的油品流动性能好,黏度大 的油品流动性能差。 油品的黏度随着温度的变化而变化,这称为油的 粘温性能。一般是温度升高黏度变小,温度降低黏度 变大。所以,表示某一油品的黏度时必须标明温度, 不标明温度的黏度是没有意义的。 黏度分为动力黏度、运动黏度、条件黏度三种。 评价轻柴油的雾化和蒸发性时,采用的是运动黏 度指标。运动黏度表示液体在重力作用下流动时内摩 擦力的量度,其值为相同温度下液体的动力黏度与其 密度之比,单位是m2/s。柴油规格中要求测定20的 运动黏度。 运动黏度不仅影响柴油的流动性,更主要的
10、是影 响柴油的雾化质量。柴油的规格中,对每种牌号柴油 的运动黏度都规定了一定的范围。运动黏度的测定标 准是GB/T265-1988石油产品运动黏度测定法。 测定仪如下图所示: 运动黏度测定仪 a)毛细管黏度计 b)运动黏度测定仪实物照片 1、6-管身 2、4-扩张部分 3、5-标线7-支管 2. 2.馏程馏程 柴油馏程的测定方法与汽油馏程的测定方法基本 相同。评定柴油的蒸发性采用的是50蒸发温度、 90蒸发温度和95蒸发温度三个温度点。 1)50蒸发温度,表示柴油中轻质馏分的含量。 50回收温度低,说明轻质馏分多,蒸发性好,易形 成均匀的混合气,柴油机容易起动。 50蒸发温度对发动机启动性能的
11、影响如下表所示:柴油50%回收温度/200225250275285发动机的启动时间/s810276090 但该温度也不宜过低,过低时,因轻质馏分太多 柴油蒸发太快,易引起全部柴油迅速燃烧,缸内压力 升高剧烈,发动机工作粗暴。国家标准规定轻柴油 50蒸发温度不高于300。 2)90蒸发温度和95蒸发温度,表示柴油中重 质馏分的含量。 90蒸发温度和95蒸发温度低,说明柴油中重 质馏分含量少,柴油燃烧会越充分,可以提高柴油机 的动力性,降低油耗,减小机械磨损。90蒸发温度 和95蒸发温度高,说明柴油中重质馏分多,蒸发性 差,形成的混合气质量差,燃烧不完全,易造成发动 机排气冒黑烟,功率下降,油耗增
12、多,零件磨损增大 等。 所以,应严格控制这两个温度不能太高。国家标 准规定轻柴油90蒸发温度不高于355,95蒸发温 度不高于365。 3. 3.闪点闪点 在规定的试验条件下,加热油品所产生的蒸气与 周围空气形成的混合气接触火焰发生瞬间闪火的最低 温度称为闪点,用表示。 根据测定方法和仪器不同,分为开口闪点和闭口 闪点。用开口杯闪点测定器测得的闪点为开口闪点, 开口闪点用于高闪点(重质油)的油品,如发动机油、 车辆齿轮油等;用闭口杯闪点测定器测得的闪点为闭 口闪点,闭口闪点用于低闪点(轻质油)的油品,如 轻柴油。 闭口闪点测定时GB/T261-1991石油产品闪点测 定法(闭口杯法)进行,将试
13、样放在闭口闪点测定 器内,加盖连续搅拌,以很慢的恒定速率加热,当油 中温度计读数达到预期的闪点前10时,按规定每隔 1s或2s中断搅拌,同时将一火焰引入杯内,引起杯内 油蒸气闪火时的最低温度为闪点。 闭口杯闪点测定器如下图所示: a) 闭口杯闪点测定器示意图 b) 闭口杯闪点测定器实物照片 1-点火器调节螺钉 2-点火器 3-滑板 4-油杯盖 5-油杯 6-浴套 7-搅拌器 8-壳体9-电炉盘 10-电动机 11-铭牌 12-点火管13-油杯手柄 14-温度计 15-传动软轴16-开关箱 闭口杯闪点测定器 开口杯闪点测定器如下图所示: 开口杯闪点测定器 a) 开口杯闪点测定器示意图 b) 开口
14、杯闪点测定器实物照片 1-点火器支柱 2-点火器 3-屏风 4-底座5-坩埚托6-外坩埚7-内坩埚 8-温度计 9-支柱10-温度计夹 闪点低说明柴油中的轻质馏分多,蒸发性好,但 闪点太低时说明轻质馏分过多,蒸发过快,会造成汽 缸压力突然上升,使柴油机工作粗暴,同时储运及使 用中的安全性下降。 柴油的闪点主要用来控制其挥发性的上限,下限 由馏程控制。国家标准规定了各号轻柴油的闭口闪点 的最低数值。 4. 4.密度密度 柴油的密度过大,将使雾化质量变差,使汽缸中 的混合气形成不均匀,难以形成良好的混合气,导致 燃烧条件变差,排气冒黑烟,发动机经济性下降。柴 油的密度大说明芳香烃含量较多,芳香烃多
15、将导致柴 油机工作粗暴。柴油密度的测定按照GBT11842000 原油和液体石油产品密度测定法(密度计法)的 规定进行。 a)密度计 b)密度计读数观察示意 c) 石油产品密度试验器照片 石油密度试验器及其观测 测试仪器为石油密度计,如下图所示。 2.4 2.4 柴油的燃烧性(发火性)柴油的燃烧性(发火性) 2.4.1 2.4.1 轻柴油的燃烧性对发动机的影响轻柴油的燃烧性对发动机的影响 柴油的燃烧性是指柴油的自燃能力。燃烧性良好 的柴油其自燃点低。 如果柴油的燃烧性差,会引起柴油机工作粗暴。 柴油燃烧性差时,会使着火延迟期变长,喷入燃烧室 的柴油就会越积越多,达到自燃点时就会有过量的柴 油参
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