石油化工技术《柴油的使用要求》.pdf

柴油的使用要求

柴油机对燃料的使用要求包括：一是要具有良好的雾化性能、

蒸发性能和燃烧性能；二是要具有良好的燃料供应性能；三是燃

料对发动机需没有腐蚀和磨损作用；四是要具有良好的储存安定

性和热安定性。

我们首先来讲汽油的抗爆性能。

柴油燃烧性能好是指的喷入燃烧室的柴油，能迅速与高温空

气形成可燃混合气，然后在较短的时间内发火自燃，并正常燃烧

对外做功。

在柴油机中空气当被压缩到3．5—4．5MPa，温度达500—

700℃时，活塞运动到快接近上死点，燃料以雾状喷入，喷入后

立即气化并氧化，当氧化过程逐渐加剧以至猛烈进行时，燃料就

会着火燃烧。

从燃料喷入汽缸到自燃开始要经过一段时间，这段时间就称

为滞燃期。燃料的自燃点越低，滞燃期越短，发动机的工作就越

平稳；燃料的自燃点高，滞燃期越长，发动机就会发生爆震。

使用燃烧性能不好的柴油时发生的爆震现象从外表看与汽

油机很相似，但其发生的原因却根本不同。汽油机的爆震是由于

汽缸内未燃烧的混合气中烃类太易氧化，过氧化物积聚过多，以

至在火焰前峰到达之前发生自燃而引起的。柴油机的爆震恰恰相

反，是由于最初喷入汽缸的燃料太不易氧化，过氧化物生成量缺

乏，迟迟不能自燃，以至喷入的燃料积聚过多，自燃一开始，这

些燃料同时自燃造成压力增长过快，大大超过正常燃烧的压力，

引起爆震，冲击活塞头，发出金属敲击声，使得发动机功率下降，

零件损坏。因此柴油机要求易于自燃，即自燃点低的燃料，而汽

油机那么要求不易氧化、自燃点高的燃料。

柴油抗爆性的评定指标用十六烷值表示，十六烷值越高，滞

燃期越短，越不易爆震。

分子量大小相近时，正构烷烃的十六烷值异构烷烃和正

构稀烃环烷烃芳烃

由上述规律可以认识到：直馏柴油的十六烷值较高，催化裂

化柴油因含较多的芳香烃，所以十六烷值较低；催化裂化柴油及

焦化柴油经加氢精制后芳香烃转变为其它烃类，所以十六烷值有

所提高；

柴油十六烷值低时可参加十六烷值添加剂以提高其抗震性

能，通常使用的添加剂是硝酸烷基酯。

比照而言，汽油的抗爆性能指标是辛烷值。分子量大小相近

时，辛烷值大小顺序为：正构烷烃环烷烃正构烯烃异

构烷烃和异构烯烃芳烃。

下面，我继续为大家讲述柴油的第二个性能：蒸发性

柴油喷入发动机燃烧室后，在高温、高压空气中先进行气化，

形成可燃混合气后才开始自燃。混合气形成的速度决定于燃烧室

内的温度，压力、燃料的雾化程度和蒸发速度。这里讨论与燃料

蒸发速度有关的馏分组成。

当其它条件相同时混合气形成的速度就决定于燃料本身的

蒸发性。馏程是表示柴油蒸发性的指标。对柴油馏程的要求虽然

不如汽油那样严格，但它也是一个重要的使用指标。柴油机的转

速越高，对燃料蒸发性要求越严。

馏分组成较轻的柴油蒸发速度快，这对于高速柴油机是有利

的，蒸发速度越快，容易启动。但是馏分组成太轻也是有害的，

因为馏分过轻，自燃点高，滞燃期长且蒸发程度大，在开始自燃

时几乎所有喷入汽缸内的燃料会同时燃烧起来，结果造成汽缸内

压力猛烈上升而引起爆震。

馏分较重的燃料喷入燃烧室后未能很快气化和形成可燃混

合气，因而燃烧将在膨胀过程中继续进行，而且未蒸发的油滴还

会裂解产生一局部气体烃和难于燃烧的炭粒，使积炭量和燃料消

耗量增加，经济性降低。

柴油蒸发性能评价指标有2个，一是馏程。其中，50％馏出

温度表示柴油中所含轻馏分的多少，决定柴油机的启动难易程度，

我国要求≯300℃；90％馏出温度表示柴油所含重馏分的多少，

我国要求≯355℃。

另外，为了控制柴油的蒸发性不致过强，保证平安，我们还

规定了柴油的闪点。一般而言，对于－35号和－50号轻柴油，

我们要求闪点不低于45℃；对于－2021油，闪点要求不低于60℃；

其余牌号，闪点需不低于65℃。

柴油的第三个使用性能评价指标-粘度，柴油的粘度关系到

供油量的大小、雾化的好坏和泵的润滑。对于粘度大的柴油，雾

化时形成液滴较大，蒸发慢，不容易形成均匀混合气。而且由于

大液滴喷射的射程远，很容易喷到汽缸壁上，导致不能完全燃烧。

另外，当柴油作为润滑油使用时，会降低泵的功率，降低输油泵

的供油量。

对于黏度小的柴油，雾化形成液滴小，蒸发快，容易形成均

匀混合气。但由于粒径小，喷射的射程近，不能充分和空气