關(guān)于柴油的著火性和評(píng)價(jià)的意義

    1.柴油機(jī)的工作粗暴（爆震）現(xiàn)象
    （1）柴油機(jī)的工作原理：柴油機(jī)和汽油機(jī)都屬于活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，按工作過程不同，柴油機(jī)分為四行程和二行程兩類。現(xiàn)以常見的四行程發(fā)動(dòng)機(jī)為例，說明其工作過程。
    ①吸氣：汽缸活塞自汽缸頂部向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣閥打開，空氣經(jīng)由空氣濾清器被吸人汽缸，活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣閥關(guān)閉。有些柴油機(jī)裝有空氣增壓鼓風(fēng)機(jī)，以增加空氣進(jìn)人量和壓力，提高柴油的經(jīng)濟(jì)性。
    ②壓縮：活塞自下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，壓縮吸入的空氣，由于壓縮是在接近絕熱狀態(tài)下進(jìn)行的，空氣的溫度和壓力急劇上升.壓縮終了時(shí)，溫度可達(dá)500~700℃，壓力可達(dá)3.5~4.5MPa。
    ③膨脹做功：當(dāng)活塞快接近上止點(diǎn)時(shí)，柴油先后經(jīng)過粗、細(xì)濾清器、高壓油泵及噴嘴以霧狀噴人汽缸。此時(shí)汽缸內(nèi)的空氣溫度已超過柴油的自燃點(diǎn)，因此柴油迅速氣化，與空氣混合并自燃，燃燒溫度高達(dá)1500-1200℃，壓力升至4.6~12.2MPa。高溫氣體迅速膨脹，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)做功。
    ④排氣：活塞向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)下止點(diǎn)后，由于慣性作用，再次向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)排氣閥打開.排出廢氣，完成一個(gè)工作循環(huán)。再進(jìn)入吸氣行程，繼續(xù)下一個(gè)循環(huán)。
    從上述四個(gè)行程可見，柴油機(jī)的工作過程與汽油機(jī)既相似又有本質(zhì)區(qū)別，因此對(duì)燃料的性質(zhì)要求也必然有著本質(zhì)的不同。首先，柴油機(jī)吸入與壓縮的是空氣，而不是空氣與燃料的混合氣體，不受燃料性質(zhì)的影響，因此壓縮比可以盡可能地增大（可高達(dá)16~24），使燃料轉(zhuǎn)化為功的效率顯著提高，實(shí)際上柴油機(jī)燃料的單位消耗率比汽油機(jī)低30%~70%.非常經(jīng)濟(jì)。其次，汽油機(jī)是靠電火花點(diǎn)燃的，故稱為點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，它要求燃料燃點(diǎn)要低，自燃點(diǎn)要高;柴油機(jī)是由噴入汽缸的燃料靠自燃而膨脹做功的，因此柴油機(jī)又稱為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，它要求燃料有較低的自燃點(diǎn)。
    （2）柴油機(jī)的工作粗暴（爆震）現(xiàn)象：從上述柴油機(jī)的工作原理可知，柴油機(jī)壓縮行程至活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，燃料即以霧狀噴人并迅速汽化和氧化，氧化過程逐漸加劇，以致猛烈到著火燃燒，開始膨脹做功行程。從噴油器開始噴油到燃料自燃著火這段時(shí)間，稱為著火滯后期（或稱為滯燃期，用曲軸旋轉(zhuǎn)角度表示）。著火滯后期很短，不同燃料的著火滯后期從百分之幾秒到千分之幾秒，但它對(duì)柴油機(jī)工作狀況的影響卻非常大，正常情況下，柴油的自燃點(diǎn)較低，著火滯后期短，嫩料著火后，邊噴油、邊燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，熱功效率高。但是，如果柴油的自燃點(diǎn)高，則著火滯后期增長，以致在開始自燃時(shí)，汽缸內(nèi)積累較多的柴油同時(shí)自燃，溫度和壓力將劇烈增高，沖擊活塞頭劇烈運(yùn)動(dòng)而發(fā)出金屬敲擊聲，這種現(xiàn)象稱為柴油機(jī)的工作粗暴（爆震現(xiàn)象）。柴油機(jī)工作粗暴同樣會(huì)使柴油燃燒不*。形成黑煙，油耗增大，功率降低，并使機(jī)件磨損加劇，甚至損壞。

    2.評(píng)定柴油著火性的意義
    （l）判斷柴油燃燒性能，為油品使用及質(zhì)檢提供依據(jù)
    柴油的著火性就是指柴油的自燃能力，換言之.就是柴油燃燒的平穩(wěn)性。柴油著火性通常用十六烷值表示，一般十六烷值高的柴油，自燃能力強(qiáng)，燃燒均勻，著火性好，不易發(fā)生工作粗暴（爆震）現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)熱功效率提高，使用壽命延長。但是柴油的十六烷值也并不是越高越好，使用十六烷值過高（如十六烷值大于65）的柴油同樣會(huì)形成黑煙，燃料消耗量反而增加，這是因?yàn)槿剂系闹饻笃谔蹋匀紩r(shí)還未與空氣混合均勻，致使燃燒不*，部分烴類因熱分解而形成黑煙；另外，柴油的十六烷值過高，還會(huì)減少燃料的來源。因此，從使用性和經(jīng)濟(jì)性兩方面考慮，使用十六烷值適當(dāng)?shù)牟裼筒藕侠怼?br />    不同轉(zhuǎn)速的柴油機(jī)對(duì)柴油十六烷值的要求是不同的，研究表明，轉(zhuǎn)速大于l000r/min的高速柴油機(jī)，使用十六烷值為40~50的柴油為宜;轉(zhuǎn)速低于IOO0r/min的中、低速柴油機(jī)。可以使用十六烷值為30~40的柴油。我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T19147中規(guī)定，10號(hào)、5號(hào)、O號(hào)、-10號(hào)車用柴油的十六烷值不小于49，-20號(hào)車用柴油的十六烷值不小于46，-35號(hào)、-50號(hào)車用柴油的十六烷值不小于45。
    （2）了解柴油著火性與化學(xué)組成的關(guān)系，指導(dǎo)油品生產(chǎn)
    柴油著火性能的好壞與其化學(xué)組成及餾分組成密切相關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，相同碳原子數(shù)的不同烴類，正構(gòu)烷烴的十六烷值z(mì)ui高，無側(cè)鏈稠環(huán)芳烴的十六烷值z(mì)ui低，正構(gòu)烯烴、環(huán)烷烴、異構(gòu)烷烴居中;烴類的異構(gòu)化程度越高，環(huán)數(shù)越多.其十六烷值越低;芳烴和環(huán)烷烴隨側(cè)鏈長度的增加，其十六烷值增加，而隨側(cè)鏈分支的增多，十六烷值顯著降低;對(duì)相同的烴類來說，相對(duì)分子質(zhì)zui越大，熱穩(wěn)定性越差，自燃點(diǎn)越低，十六烷值越高。
    以石蠟基原油生產(chǎn)的柴油，其十六烷值高于環(huán)烷基原油生產(chǎn)的柴油。這是由于前者含有較多的烷烴，而后者含有較多的環(huán)烷烴所致。由相同類型原油生產(chǎn)的柴油，直餾柴油的十六烷值要比催化裂化、熱裂化及焦化生產(chǎn)的柴油高，其原因就在于化學(xué)組成發(fā)生了變化，催化裂化柴油含有較多芳烴，熱裂化和焦化柴油含有較多烯烴，因此十六烷值有所降低。經(jīng)過加氫精制的柴油，由于其中的烯烴轉(zhuǎn)變?yōu)橥闊N，芳烴轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)烷烴，故十六烷值明顯提高。
    為提高柴油的著火性能，可將十六烷值低的熱裂化、焦化柴油和部分十六烷值較高的直餾柴油摻和使用，此即柴油的調(diào)和。此外還可以采用加入添加劑的手段，提高柴油的十六烷值，常用的添加劑是硝酸烷基酯。

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