汽车运行材料-柴油

汽油车优劣汽油机的优点在于体积小、重量轻、价格便宜，启动性好，最大功率时的转速高，工作中振动及噪声小，提速高速表现优于柴油机。因此，在载客汽车，特别是轿车中，汽油机得到了广泛的应用。但与柴油机相比，汽油机最大的劣势是油耗较高，同等排量下，柴、汽油机每百公里油耗大约相差2-3升左右。柴油车优劣为了达到柴油的自燃温度，柴油发动机需要比汽油发动机更高的压缩比，因此，柴油发动机的“劲”一般会比汽油发动机的大。一般来说要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，振动噪声大。柴油车冬季冷车时启动困难。柴油机的喷油泵与喷油嘴制造精度要求高，所以生产成本较高，同类型、同配置的柴油车要比汽油车价格高出一万元左右。但柴油发动机以其低油耗、强动力、较好的耐久性和环保性日益受到市场欢迎。另外，随着眼下一些先进技术的使用，一些柴油轿车和SUV已经采用了较为先进的喷油系统，这样会在噪声控制方面和汽油车更为接近，因此车主不要过于担心柴油车的噪声，至少目前柴油发动机的噪声已经能够让人接受，但总的来说还是汽油车更好些。PK结果柴油车主要特点是低速扭矩大，整车起步更平稳。虽然在坡道中提速良好，动力充沛，但高速上超车显得有些“力不从心”。柴油车最大的优势就是省油。汽油车最大的特点是发动机启动性能好，噪声低，乘坐舒适性优于柴油车。此外，高速性能更平稳，但相对油耗比柴油车高。第二章车用轻柴油柴油温度在200~350℃之间的馏分，可以分为轻柴油、重柴油，轻柴油用于高速柴油机，重柴油用于中、低速柴油机。汽车所用的柴油机属于高速柴油机，故所用的柴油是轻柴油。近年来。柴油车使用越来越多，车用柴油的消耗也越来越广泛，国家统计局数据显示，2009年中国柴油产量为14126.8万吨，同比增加6%。轻柴油馏分重，自燃点低（200-300℃），粘度大，相对密度大，蒸发性差，储存和运输过程中损耗少，使用安全。柴油机的的可燃混合气在气缸燃烧室内形成，压燃点火。相比于汽油机来讲柴油的要求有：1良好的低温流动性柴油车的低温启动性差，所以要求柴油的气温流动性好，起动方便。2良好的雾化和蒸发性柴油的粘度大，蒸发性差，从燃油完全燃烧和雾化均匀方面考虑，要求蒸发性越好，雾化性能越好。3良好的燃烧性压燃方式要求点燃容易，也要求燃烧彻底4良好的安定性柴油运输和储存的过程中要求“不变质”的性能5对机件的等无腐蚀性对于所有的金属来说，燃油都有一定的腐蚀性，这就要求柴油的腐蚀性越低越好。6柴油本身的清洁性在燃烧的过程中会有一定的碳和磨损的磨粒产生，这就要求柴油的情节性要好。第一节轻柴油的低温流动性低温条件下轻柴油具有一定的流动状态的性能。柴油本身的粘度较大，随着温度下降粘度会变的更大，即：气温下柴油的流动性要差。低温流动性不好，不能顺利通过油管和滤清器，供油量会减少甚至中断，发动机不能正常工作甚至熄火。柴油中有一点的石蜡成分，低温时，石蜡结晶，流动性就会变差，温度越低，结晶越明显，甚至形成结晶网络，流动性更差，甚至失去流动性。低温流动性差的危害：1燃油供给系统不能正常供油2发动机低温不能正常启动3低温下储存、运输、倒装等作业不能正常进行。在柴油中添加降凝剂能改进柴油的低温流动性。原因：抗凝剂与石蜡发生共晶、吸附。从而抑制石蜡结晶轻柴油的低温流动性的评价指标：凝点、浊点和冷凝点。我国采用凝点和冷凝点，日本采用凝点，美国采用浊点，欧洲国家采用冷凝点。一、凝点凝点表示柴油遇冷及开始凝固而失去流动性的最高温度。车用柴油的牌号是以凝点来区分的，它意味着该柴油可以在什么样的气温下使用。0#柴油表示这种柴油开始凝固而失去流动的最高温度是0℃。凝点的高低和柴油的烃类组成有关。饱和烃的凝点大于不饱和烃，正构烷烃的凝点大于异构烷烃，碳链长的正构烷烃凝点大于碳链短的。柴油中各类烃的凝点的具体的数值见表2-1凝点的测定仪器：凝点测定仪方法：将试样装入试管，把试管放在冷却器中冷却。当试样的温度冷却到预期的温度时，把试管倾斜45°，保持1min，观察液面的移动迹象。液面停止移动的最高温度就是所测试样的凝点。二、浊点开始出现浑浊的最高温度柴油出现浑浊现象也是因为石蜡结晶二产生的，浊点越高的柴油就说明柴油中的石蜡在很高的温度下就能结晶，即柴油内石蜡的含量就越多。柴油达到浊点的危害：1影响柴油的流动性，但是不影响正常的供油2影响柴油的外观浊点不能很确切的反应柴油的低温流动性。浊点的测定测定仪器：浊点测定仪测定方法：在两支清洁干燥的试管中注入被测柴油指环形标线，一支置于试管架上做参照物，另一支试管插入冷却容器中进行冷却。在达到预期浊点前3℃时，从冷却容器中取出试管与参照对比，无异样再每隔1℃对比一次，直至有异样。此时的温度就是被测柴油的浊点。冷凝点（使用最广泛的评价柴油低温流动性的指标）在规定条件下冷却，以2kp的真空压力进行抽吸，其不能以20ml/min的流量通过一定规格过滤器（363目/in2）的最高温度。根据柴油的冷凝点选择柴油更能选到适合的柴油，因为冷凝点与柴油的实际使用温度有良好的对应关系。测定仪器：冷凝点测定仪测定方法：将45ml试验装入试杯中，在规定的条件下冷却，当冷却到与预期冷凝点高出5-6℃时，在2KP的压力下抽吸，使试样通过一个363目/in2的过滤器，流量达到20ml/min时停止；然后继续以1~2℃间隔降温，再抽吸，如此反复操作，记录1min内通过过滤器的试样不足20ml时的最高温度即冷凝点。第二节轻柴油的雾化和蒸发性柴油在柴油机气缸内经喷油嘴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直接决定燃烧室内混合气形成的品质和速度，对于柴油机的工作性能影响很大。柴油机的雾化和汽油机相比时间更短，柴油属于中质馏分的组分，蒸发性差。所以柴油的雾化会更加的差，因此柴油机借助高压喷油泵来喷出很细的油粒，很细的油粒在高压和高温的环境下再和空气混合才能得到要求的混合气。柴油在很短的时间内要完成喷油、蒸发、混合、燃烧等过程。要求柴油具有良好的雾化和蒸发性能。柴油雾化和蒸发性能差的危害：1在做功行程之前无法完全蒸发和混合，在膨胀过程中会继续进行混合和雾化，提高排气温度，增加热损失，效率下降2未蒸发的汽油受热分解，有炭粒产生，容易形成积碳和排气冒黑烟，增加污染物和油耗3燃烧不完全的柴油会冲刷润滑油，使润滑和密封性降低，串入油底壳还能污染润滑油，使磨损加剧轻质柴油雾化和蒸发性的评价指标有：镏程、运动粘度、密度和闪点。一镏程定义：油品在规定条件下蒸馏时，从初馏点到终馏点的温度范围。柴油的蒸发性评价指标较少，只有50%回收温度、90%回收温度和95%回收温度三个温度点。因为柴油的组成中没有轻质馏分或者轻质馏分非常的少。50%回收温度表示柴油中轻质馏分的含量。50%回收温度底就表示轻质馏分多，柴油的蒸发性就好，在发动机缸体内就容易形成均匀的混合气，柴油机易启动。50%回收温度和发动机启动性能的关系如下表50%回收温度/℃200225250275285发动机启动时间/s81027609050%回收温度越低，启动时间越短。90%回收温度和95%回收温度都表示柴油中重质馏分的含量，这两个温度值越高，柴油中重质馏分越多，蒸发性越差，混合气形成质量就越差，燃烧就会不彻底，发动机就易冒黑烟，功率下降，油耗增多，零件磨损增大。要求：90%回收温度不高于355℃，95%回收温度不高于365℃对于柴油来说，三个指标要同时满足，因为现在对柴油机的总体要求是：启动性能好，排放好，功率大，耗油少。二运动粘度粘度是指液体在外力作用下发生移动时，在液体分子间和液体与管道间所呈现的内部摩擦力的大小。光从运动上来讲，粘度是越小越好。粘度与流动性成相反的变化趋势。粘度的温度性能是粘度和温度也成相反变化的趋势。所以粘度的值是指在一定的温度下的值，并不是不变的。粘度动力粘度运动粘度条件粘度液体在重力作用下流动时的内摩擦力面积为1㎡并相距1m的两层流体，以1m/s的速度相对运动时所产生的内摩擦力。Pa.S(帕.秒)㎡指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度，各国通常用的条件粘度有三种.用运动粘度来评价轻柴油的雾化和蒸发性，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比，单位：m2/s。粘度小的柴油内部摩擦力小，即柴油的表面张力小，从微观上讲就是柴油表面的柴油分子比较容易脱离柴油表面，即柴油比较容易汽化，所以粘度小的柴油蒸发性好。柴油进入汽缸的方式是由喷油嘴喷入的，相同的喷油压力下喷出的柴油，粘度小的射程就会越近，也就更利于雾化。从密封性上讲，粘度小的柴油的密封性差，容易在管道中发生泄露柴油的粘度要适中！从润滑上来讲，粘度越大润滑性就越好，柴油有润滑精密偶件（柱塞偶件、针阀偶件和喷油阀偶件）的任务，因此需要柴油的粘度达到一定的数值——20℃的运动粘度为5mm2/s。粘度的测定仪器：毛细管粘度计、恒温器、温度计和秒表。方法：将胶管套在支管7上，用手堵住管身6的管口，倒置粘度计，将管身1插入试样，用橡胶球吸油至标线5，提起粘度计，恢复到正常状态，并将管身1外围的多余试样擦去，从支管7上取下橡胶管套在管身1上后，把粘度计浸在规定温度的恒温浴内一定时间，用粘度计管身1处所套的橡胶管把试油吸入扩张部分2，并使油面稍高于标线3，松开橡胶管，观察试样在管身的流动情况，油面正好达到标线3时，开始计时，油面正好达到标线5时，停止计时。试样从标线3到标线5的流动时间乘以粘度计常数即得试油规定温度下的运动粘度。公式为：ν=C×τν：t℃时的运动粘度（mm2/s）;t是规定温度C：粘度计常数（mm2/s2）τ：试油从标线3到标线5的流动时间毛细管粘度计一组有13支每支粘度计都有自己的粘度计常数，13支粘度计内径一次为：0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0、6.0三密度密度直接和蒸发性联系，密度大说明重质馏分多，蒸发性就差，雾化质量变差，混合气燃烧条件恶化，排气冒黑烟，发动机经济性下降。芳香烃是导致导致密度大的重质馏分之一，因此密度大还会造成发动机倾向于爆燃。密度的测定测定仪器：石油密度测定仪测定方法：将量筒放在试验平台上保持平稳，把调好温度的试样放入量筒内，要沿着量筒壁慢流下去，不要产生气泡；将密度计小心放入试样中，待稳定后，按弯月面上缘读数，如图所示，将密度计在量筒内轻轻移动一下再测定一次，两次测量时量筒温度差不应超过0.5℃，否则重做；根据测得的温度和表观粘度，在“石油计量换算表”中即可查到试样在20℃的密度。四闪点在规定条件下，加热油品所产生的蒸汽与周围的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。根据测定仪器的不同，闪点有开口闪点和闭口闪点两种。用开口杯闪点测定器测得的闪点为开口闪点，用闭口杯闪点测定器测得的闪点为闭口闪点。重油不易挥发，不易雾化，点燃条件比较苛刻，采用开口闪点，轻油蒸发性好，易形成均匀混合气，为了消除外界影响，采用闭口闪点。闪点的高低直接影响汽油的蒸发性，闪点高，蒸发性差，闪点低，蒸发性好。蒸发性过好容易形成爆燃，还使得储存和运输过程的蒸发损失大，蒸发的柴油还容易形成失火的安全隐患。闪点既是轻柴油的蒸发性评价指标，还是柴油安全性能的评价指标。因此要求闪点要适中，还必须严格要求柴油在储存和运输过程中严禁加热到闪点温度。规定柴油的最高温度要低于闪点20~30℃。闭口闪点的测定测定方法：将脱水处理的试油注入油杯的环形标志，盖上杯盖，插入温度计，并把油杯放在空气浴中。用电炉盘加热，加热速率要很慢，转动搅拌器对试样搅拌。当试样温度达到预期闪点前10℃时，中断搅拌，打开杯盖，并将一小火焰引入杯内，看有无闪火现象。如无闪火现象，继续试验，之后每升高1℃进行一次点火，直到试油液面上方闪火为止，这时立即从温度计上读出温度作为闪点的测定结果。记录大气压力，可计算标准大气压力（101.3KP）下试样的闭口闪点，计算公式如下：t0=t+0.25(101.3-p)t0为标准大气压力下试样的闭口闪点（℃）；t为实际大气压力下试样的闭口闪点，P为实际大气压力。第三节轻柴油的燃烧性能柴油