柴油杭爆性能的介绍
时间：2013-10-24 阅读：4122
柴油抗爆性的测定是在规定的条件下于十六烷值测定机中进行，由于十六烷值机价格昂贵，近几年国内已有很多采用汽柴两用测定仪，也就是十六烷值测定仪QX-B来进行十六烷值的测定，满足的用户对十六烷值测定的要求，而且通入较少。十六烷值是柴油重要的质量指标之一，但并不是越高越好。十六烷值过高不仅会影响柴油的另一重要质量指标“凝点”，而且也会使其燃烧性能变坏。过高的十六烷值意味着滞燃期很短，导致燃烧不*，热功率下降，油耗增加。柴油的十六烷值达到40-50单位，就可以保证高速柴油机正常工作。
二、柴油机与汽油机工作原理的区别
柴油机与汽油机工作过程的本质差别，表现在其着火过程。汽油机吸入的是汽油，汽油与空气的混合气体在汽缸中由于达到了自身的燃点，靠电火花而燃烧作功，故汽油机又称作点燃式发动机。它要求燃料有较低的燃点。而柴油机吸入的是空气，柴油是在第三行程中由高压油泵将液态柴油喷成雾状进人汽缸的，进人汽缸后与已经过压缩的高温空气混合，达到燃烧的自燃点而自行着火，故柴油机又称作压燃式发动机，它要求燃料有较低的自燃点。
三、柴油机爆震现象的产生及危害
柴油机的爆震主要取决于滞燃期。柴油从喷入汽缸到自燃着火这段时间称为滞燃期。如果柴油质量不好（十六烷值低），含自燃点低易氧化的烃类少，柴油的自燃点较高，喷入汽缸的柴油不易氧化，过氧化物准备不足，迟迟不能自燃，从而使滞燃期延长，使喷入汽缸的柴油在开始自燃的瞬间，在汽缸中积累过多。这些积累下来的柴油一旦自燃，就会导致汽缸内积累过多的柴油同时燃烧，此时汽缸温度急剧上升，压力剧烈增高，燃烧以爆炸方式进行，冲击活塞头剧烈运动，故发出金属敲击声，同时排出的尾气带黑烟。这就是柴油机爆震现象的产生。
柴油机如果产生爆震现象，柴油就会因燃烧不充分被排出，这就造成抽耗增多，功率降低，机件磨损加剧，甚至损坏汽缸和活塞。同时由于产生爆震时局部温度过高（2500-3000℃），会烧坏气门、活塞和活塞环。总之，爆震现象一旦产生，就会使发动机不能正常运转。
四、柴油抗爆性的表示方法
柴油抗爆性用十六烷值表示（CN）。十六烷值是柴油在柴油机中燃烧时着火性质的指标。在规定操作条件下的标准发动机试验中，将柴油试样与标准燃料进行比较侧定，采用和被测试样具有相同着火滞后期的标准燃料中正十六烷的体积百分数表示。正标准燃料是指用标准发动机测定柴油十六烷值时，所使用的正十六烷和六甲基壬烷及其按体积比配制的混合物。规定正十六院的十六烷值为100，七甲基壬烷的十六烷值为15。正标准燃料用来检查副标准燃料，测取及检查由副标准燃料换算为正标准燃料的换算表以及做仲裁试验用。副标准燃料是指用标准发动机测定柴油的十六烷值时，相对于正标准燃料而言，所使用的高十六烷值（其十六烷值不低于55.0）和低十六烷值（其十六烷值不高于25.0）燃料及其按体积比组成的混合物。每批由高、低十六烷值燃料组成的混合物的十六烷值，必须用正标准燃料校正过.并提供一个换算表。日常测定柴油的十六烷值时，可用经正标准燃料校正过的副标准燃料及其按体积组成的混合物。标准燃料应在相同的温度下调配。检验燃料是经正标准燃料校正过的，具有固定十六烷值的两种典型的柴油燃料，专门用来检查十六烷值机评价柴油十六烷值的准确性。
五、测定柴油十六烷值的目的和意义
柴油的抗爆性严格地讲应称为柴油燃烧的平稳性，它主要是由燃料自燃点决定的，用十六烷值作为评价指标。侧定柴油抗爆性就是测定柴油的十六烷值。柴油十六烷值的高低是衡量其在发动机中燃烧性能好坏的质量指标，由于柴油机是压燃式发动机，没有其他点火设备，要求柴油喷人气缸与压缩空气相混合后，在压缩冲程，由于汽缸内空气受到压缩，汽缸内的温度和压力急剧上升。在高温高压条件下柴油自燃，并在汽缸中很快地着火燃烧而作功。柴油的十六烷值影响着整个燃烧过程。使用十六烷值高的柴油，柴油的自燃温度低，燃烧性能好，可以保证柴油的均匀燃烧，热功效率高，耗油量少。在此情况下，汽缸中的压力均匀地增加，发动机的工作平稳，发动机启动性能好，不会引起过早的磨损。而使用十六烷值低的柴油，燃烧过程所发出的热量不均匀，增加燃料消耗量。不同转数的柴油机对柴油十六烷值要求不同。一般转速低于1000r/min的低速柴油机，可以使用十六烷值在35-40单位之间的柴油;转速在1000-1500r/min的中速柴油机，可以使用十六烷值在40-50单位之间的柴油;而转速高于1500r/min的高速柴油机，要求柴油的十六烷值在45-60单位之间为宜。如果使用的柴油十六烷值太低，不符合发动机要求，就会引起柴油在发动机气缸中延迟自燃着火，导致燃烧不*，使发动机工作不平稳，而引起过早的磨损，甚至损坏曲轴的轴承。柴油十六烷值对发动机的启动，特别是在低温时的启动也有较大的影响。当冷却液和进入的空气温度降低时，需要增加柴油的十六烷值才能使发动机正常启动。
六、影响柴油十六烷值的因素
柴油的十六烷值与其化学组成及馏分组成有关。在碳原子数相同的各种柴油组分烃类中，正构烷烃的十六烷值高;稠环芳烃的十六烷值低;烯烃、环烷烃介于烷烃与芳香烃之间。烃类的异构程度越高，环数越多，其十六烷值越低;环烷烃和芳香烃随带侧链长度的增加，其十六烷值随之增加;而随侧链分支的增多，十六烷值随之减少。为使柴油发动机的工作平衡，通常使用含烷烃较多的、十六烷值高的直馏柴油。但十六烷值并不是越高越好，十六烷值高，意味着烷烃含量多。但含烷烃多的柴油凝点也随之增高，加上烷烃热安定性较差，在燃烧初期部分烷烃在燃烧室发生热分解，分解出大量的碳，这些碳的燃烧需要较长的时间，来不及燃烧的碳以烟的形态从排气管中排出，污染大气并使耗油量增加。所以柴油的十六烷值，不是愈高愈好，根据发动机试验和行车试验结果证明，要保证柴油的均匀燃烧和不致使耗油量不必要的增大，一般柴油的十六烷值达到40-50单位，就可以保证柴油机正常工作。
七、十六烷指数计算法
柴油的十六烷值除了用GB/T386方法和便携式十六烷值测定仪测定以外，还可以通过物性参数用经验公式来
计算柴油的十六烷值。该方法适用于计算直馏馏分、催化裂化馏分及这两者混合燃料的十六烷指数。
1.定义
（l）十六烷指数是表示馏分燃料在发动机中发火性能的一个计算值，是通过经验公式计算所得的十六烷值，用CI表示。可以由馏分燃料的标准密度和中沸点计算而得。
（2）标准密度：是油品在标准温度（20℃）下的密度，单位g/cm³。
（3）中沸点：具有对称蒸馏曲线的油品在规定条件下蒸馏时，馏出体积为50mL时的温度，单位℃。
2.计算十六烷指数的意义
（l）十六烷指数不能随意用来代替用标准发动机试验装置所测定的十六烷值。但在使用十六烷指数时，如果考虑了它的局限性后，则可以用来作为预测十六烷值的一种辅助手段。
（2）在不可能用发动机试验测定十六烷值的情况下，计算十六烷指数是估计十六烷值的有效方法。
（3）当试样量少到不足以进行发动机试验时，一般可以用计算十六烷指数作为近似的十六烷值。
（4）在某种馏分燃料的十六烷值已经确定的情况下，只要这种燃料的原料和生产工艺保持不变，一十六烷指数可以用来检验以后生产的产品的十六烷值。
（5）十六烷值是柴油重要的质量指标之一。十六烷指数（CI）计算所得的数值虽然不如实测值（CN）准确，但简捷、方便，适用于生产过程的质量控制。如有争议时，应以实测十六烷值为准。
3.方法概要
用GB/T1884和GB/T1885得到馏分燃料的20℃密度，再用CB/T6536测定馏分燃料的中沸点，然后按公式直接计算或用计算图查找十六烷指数。也可以用《十六烷指数计算表》查找十六烷指数。
4.计算公式和计算图的局限性
（l）不适用于加有十六烷值改进剂的燃料;
（2）不适用于纯烃、合成燃料、烷基化物、焦化产品以及从页岩油和油砂中衍生出的馏分燃料;
（3）如果用于渣油或终馏点在260℃以下的挥发性产品时，其相关性基本上不准确。
5.相关性
（l）十六烷指数和十六烷值的相关性很大程度上取决于试样20℃密度和中沸点两者测定结果的准确性。
（2）十六烷值在30-55范围内，75%馏分燃料的十六烷指数和十六烷值的相关性略小于土2个单位。
（3）对直馏燃料、催化裂化燃料以及它们的混合物，其相关性。
（4）对于含有较多热裂化燃料的混合物，其相关性差。
6.计算柴油十六烷指数的注意事项
（l）此计算公式仅适用于直馏馏分、催化裂化馏分以及这两者混合燃料或同类馏分。
（2）此计算公式不能用于含有提高十六烷值添加剂的柴油。
（3）此计算公式不能用于纯烃、烷基化、热裂化等产品。
（4）此计算公式适合于计算在30-70个单位之间的十六烷值。十六烷值大于70个单位，偏差较大。
（5）计算的十六烷指数不能*代替用试验机或汽柴两用测定仪QX-B测得的十六烷值。只有在无试验机或试样量少不够测定的情况下，作为一种大概值。如发生争议时，应以实测十六烷值为准。
柴油机又称压燃式发动机，这是由于它所使用的燃料是沸程为200-350℃的柴油，是靠压缩升温自燃，在汽缸中着火燃烧而作功的。柴油抗爆性用十六烷值（CN）表示。