柴油使用要求匯總課件

學(xué)習(xí)子情境3-1-2柴油使用要求1柴油是壓燃式發(fā)動機的燃料，根據(jù)柴油機的轉(zhuǎn)速，應(yīng)使用不同類型的柴油。1000r/min以上的柴油機使用輕柴油，而1000r/min以下的柴油機使用重柴油。柴油機主要應(yīng)用于農(nóng)用機械、重型車輛、坦克、鐵路機車、船舶艦艇、工程礦山機械等。學(xué)習(xí)子情境3-1-2柴油使用要求1柴油是壓燃式發(fā)動機的燃2231-油箱;2-粗過濾器;3-輸油泵;4-細(xì)過濾器;5-高壓油泵;6-噴油嘴；7-空氣濾清器;8-進(jìn)氣管;9-氣缸;10-活塞;11-進(jìn)氣閥;12-排氣閥;13-排氣管;14-消聲器;15-連桿;16-曲軸;17-曲軸箱

柴油機構(gòu)造原理圖31-油箱;柴油機構(gòu)造原理圖43、柴油機的工作循環(huán)和汽油機是一樣的，都包括進(jìn)氣、壓縮、膨脹做功、排氣四個過程。

進(jìn)氣過程壓縮過程做功過程排氣過程43、柴油機的工作循環(huán)進(jìn)氣過程5進(jìn)氣沖程：進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，把新鮮空氣吸入氣缸內(nèi)。壓縮沖程：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，活塞向上運動，壓縮氣缸內(nèi)空氣，使其體積減小，溫度升高。當(dāng)活塞運動到氣缸頂部時，噴油嘴把柴油噴入氣缸內(nèi)。做功沖程：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，柴油燃燒的高溫高壓氣體推動活塞向下運動，對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。排氣沖程：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把氣缸內(nèi)的廢氣排出。

5進(jìn)氣沖程：進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，把新鮮空氣一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求5.柴油機內(nèi)燃料的燃燒過程1-滯燃期2-急燃期3-緩燃期一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求5.柴油機內(nèi)燃料的燃燒一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求5.柴油機內(nèi)燃料的燃燒過程(1)滯燃期(發(fā)火延遲期)滯燃期是指從噴油開始(A點)到混合氣開始著火(B點)之間的一段時間。這個時期極短，只有1～3ms。物理延遲：柴油噴人氣缸后進(jìn)行霧化、受熱、蒸發(fā)、擴散以及與空氣混合而形成可燃混合氣等一系列燃燒前的物理過程，所以，這段時間又稱為物理延遲?；瘜W(xué)延遲：燃料受熱后開始進(jìn)行燃燒前的氧化鏈反應(yīng)，生成過氧化物，過氧化物達(dá)到一定濃度便自燃著火，這就是化學(xué)延遲。這兩種延遲互相影響，在時間上是部分重疊的。一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求5.柴油機內(nèi)燃料的燃燒一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求5.柴油機內(nèi)燃料的燃燒過程滯燃期雖然很短促，但它對發(fā)動機的工作有決定性的影響。因為在這一時期結(jié)束時，氣缸內(nèi)已積累了一定量的柴油，而且經(jīng)過了不同程度的物理的和化學(xué)的準(zhǔn)備，一旦發(fā)火后，燃燒極為迅速。由此可見，滯燃期越長，發(fā)火前噴入的柴油越多，自行發(fā)火后，大量柴油在氣缸內(nèi)同時燃燒，會導(dǎo)致氣缸內(nèi)的壓力和溫度都急劇升高，造成發(fā)動機工作粗暴，甚至出現(xiàn)爆震現(xiàn)象。因此，縮短滯燃期有利于改善柴油機的燃燒性能，這就要求燃料具有較低的自燃點，發(fā)動機應(yīng)具有較高的壓縮比以及較高的進(jìn)氣溫度等等。一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求5.柴油機內(nèi)燃料的燃燒一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求4.柴油機內(nèi)燃料的燃燒過程(2)急燃期這是指發(fā)動機中柴油開始燃燒(B點)直至氣缸中壓力不再急劇升高為止(C點)的時間。在急燃期內(nèi)，燃料著火燃燒，其燃燒速度極快，單位時間內(nèi)放出的熱量很多，氣缸內(nèi)溫度和壓力上升很快，壓力升高速率的大小對柴油機的工作影響很大。急燃期中壓力上升的速率取決于滯燃期的長短，滯燃期越短，發(fā)動機的工作越柔和，如滯燃期過長，著火前噴人的柴油積累過多，一旦燃燒起來則溫度、壓力就會上升過快。而氣缸內(nèi)的壓力上升速率過快，發(fā)動機工作就會出現(xiàn)爆震現(xiàn)象，嚴(yán)重時會發(fā)出金屬敲擊聲，導(dǎo)致機件磨損的加劇甚至損壞。一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求4.柴油機內(nèi)燃料的燃燒一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求4.柴油機內(nèi)燃料的燃燒過程(3)緩燃期(主燃期)緩燃期是柴油機中燃燒過程的主要階段，大量的燃料(約占50%—60%)是在這時期內(nèi)燒掉的。所謂緩燃期就是指從氣缸壓力不再急劇升高時起，到壓力開始迅速下降時(通常也即噴油終止時)為止的這一段時間，相當(dāng)于圖中CD段。緩燃期的特點：氣缸內(nèi)壓力變化不大，在后期還稍有降低，Pmax=5～12MPa溫度持續(xù)升高到最高值后開始下降，而且溫度的最高值一般在壓力達(dá)到最高值之后出現(xiàn)，Tmax=2000℃。一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求4.柴油機內(nèi)燃料的燃燒一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求4.柴油機內(nèi)燃料的燃燒過程(4)后燃期后燃期是燃燒的最后階段，指從壓力迅速下降到燃燒結(jié)束為止，約相當(dāng)于圖中的DE段。在后燃期中，噴油雖已停止，氣缸中尚未燃完的燃料仍繼續(xù)燃燒。但此時的燃燒是在膨脹過程中進(jìn)行的，壓力和溫度都逐漸降低，這樣會使能量利用效率降低。因此，后燃期中釋出的熱量不宜超過燃料釋放出的全部熱量的20%。一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求4.柴油機內(nèi)燃料的燃燒一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求4.柴油機內(nèi)燃料的燃燒過程(5)結(jié)論由此可見，柴油在柴油機中的燃燒與汽油在汽油機中的燃燒是有原則區(qū)別的。前者是靠自燃發(fā)火，后者是靠點火燃燒。也就是說從燃燒角度看，對柴油的要求是自燃點低，容易自燃，而對汽油則要求其自燃點高，難于自燃。當(dāng)柴油的自燃點過高時，會造成滯燃期過長，著火前氣缸中積累燃料太多，急燃期壓力升高太猛，因而使燃燒粗暴，導(dǎo)致爆震，這種情況發(fā)生在燃燒階段的初期；而汽油機的爆震則是由于汽油的自燃點過低而引起的，這種情況并不發(fā)生在燃燒階段的初期，而是出現(xiàn)在火焰的傳播過程中。一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求4.柴油機內(nèi)燃料的燃燒一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求4.柴油機內(nèi)燃料的燃燒過程(5)結(jié)論一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求4.柴油機內(nèi)燃料的燃燒6.柴油機對柴油的使用要求凝點低、粘度適中（霧化性能好）燃燒性能好良好的熱安定性和儲存安定性不腐蝕發(fā)動機零件不含機械雜質(zhì)和水分一、柴油機工作原理以及對柴油的使用要求6.柴油機對柴油的使用要求一、柴油機工作原理以及對柴油的使用二、柴油的主要性能（一）柴油的流動性良好的流動性有利于柴油的儲存、運輸和使用。柴油的低溫流動性與其化學(xué)組成有關(guān)。正構(gòu)烷烴的含量越高，則低溫流動性越差二、柴油的主要性能（一）柴油的流動性1.評定柴油低溫流動性的指標(biāo)凝點:指試樣在試驗規(guī)定的條件下，冷卻至液面不移動時的最高溫度。用℃表示。凝點并不能確切表明柴油實際使用的最低溫度。傾點：是指在試驗規(guī)定的條件下冷卻時，油品能夠流動的最低溫度，又稱流動極限，用℃表示。冷濾點：指在試驗規(guī)定的條件下，柴油式樣在60s內(nèi)開始不能通過過濾器20mL時的最高溫度，用℃表示。其中冷濾點更能反映車用柴油的低溫使用性能。二、柴油的主要性能1.評定柴油低溫流動性的指標(biāo)二、柴油的主要性能2.凝點、傾點和冷濾點的影響因素與柴油的烴類組成有關(guān)。正構(gòu)烷烴的含量越多，三者就越高與表面活性劑有關(guān)，加入后，使凝點、傾點下降與含水量有關(guān)，若含水量超標(biāo)，則三者會會明顯提高二、柴油的主要性能2.凝點、傾點和冷濾點的影響因素二、柴油的主要性能（二）柴油的霧化和蒸發(fā)性能1．柴油的蒸發(fā)性對柴油機工作的影響二、柴油的主要性能柴油機正常工作和啟動的前提條件：柴油先氣化，氣化后的柴油蒸氣與空氣形成均勻的可燃混合氣。柴油機內(nèi)可燃混合氣形成的速度由柴油的蒸發(fā)速度決定，而柴油的蒸發(fā)速度又由燃燒室內(nèi)空氣的溫度和壓力的高低與柴油餾分的輕重兩個因素來決定。（二）柴油的霧化和蒸發(fā)性能二、柴油的主要性能柴油機正常工作和（二）柴油的霧化和蒸發(fā)性能1．柴油的蒸發(fā)性對柴油機工作的影響二、柴油的主要性能壓縮比越大，壓縮終了時，壓縮空氣的溫度與壓力越高，則噴入的柴油蒸發(fā)速度越快，與空氣形成可燃混合氣的速度也越快柴油餾分過輕，蒸發(fā)速度太快，在極短的時間內(nèi)形成大量的可燃混合氣發(fā)火燃燒，而使氣缸內(nèi)的壓力急劇上升，導(dǎo)致柴油機工作不穩(wěn)定。柴油餾分過重，蒸發(fā)速度太慢，來不及在極短的時間內(nèi)形成混合氣，而使燃燒不完全。

（二）柴油的霧化和蒸發(fā)性能二、柴油的主要性能壓縮比越大，壓縮（二）柴油的霧化和蒸發(fā)性能1．柴油的蒸發(fā)性對柴油機工作的影響二、柴油的主要性能所以柴油機使用的柴油餾分不宜過重，也不宜過輕，必須保證發(fā)動機在低溫下容易起動，耗油量少，燃燒良好，同時又不能引起工作粗暴。我國輕柴油的餾程控制在200～380℃。

（二）柴油的霧化和蒸發(fā)性能二、柴油的主要性能所以柴油機使用的1.粘度：柴油的粘度與柴油機中供油量的大小以及霧化的好壞有密切的關(guān)系二、柴油的主要性能粘度過?。阂讖母邏河捅玫闹c泵筒之間的間隙回漏，導(dǎo)致供油不足，功率下降。柴油霧化后的液滴直徑太小，噴出的油流射程太短，與空氣混合不均，導(dǎo)致燃燒不完全。1.粘度：柴油的粘度與柴油機中供油量的大小以及霧化的好壞有密二、柴油的主要性能粘度過大：泵送困難，導(dǎo)致供油不足。霧化后油滴直徑過大，噴出的油流射程太長，使油滴的有效蒸發(fā)面積減小，蒸發(fā)速度減慢，導(dǎo)致混合不均勻、燃燒不完全、耗油量增加。所以規(guī)定了允許的粘度范圍。柴油的粘度大小與柴油的化學(xué)組成有關(guān)。一般含烷烴較多的石蠟基原油的柴油粘度較小，而環(huán)烷基原油的柴油粘度較大。二、柴油的主要性能粘度過大：所以規(guī)定了允許的粘度范圍。柴油的2.評定柴油蒸發(fā)性能的指標(biāo)-餾程餾分組成影響柴油的霧化和蒸發(fā)，也影響柴油的燃燒性和起動性，燃燒的好壞直接影響著積炭、冒黑煙和耗油率（1）50%餾出溫度50%餾出溫度越低，說明柴油中的輕餾分越多，使柴油機易于起動。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定輕柴油的50%餾出溫度不高于300℃。餾出溫度與起動時間二、柴油的主要性能50%餾出溫度200225250275285啟動時間/s8102760902.評定柴油蒸發(fā)性能的指標(biāo)-餾程二、柴油的主要性能50%餾出2.評定柴油蒸發(fā)性能的指標(biāo)-餾程二、柴油的主要性能300℃餾出量393420單位耗油量/g100114131300℃餾出量與耗油率柴油中<300℃的餾分含量越高，柴油機的油耗越低。2.評定柴油蒸發(fā)性能的指標(biāo)-餾程二、柴油的主要性能300℃餾2.評定柴油蒸發(fā)性能的指標(biāo)-餾程（2）

90%餾出溫度及95%餾出溫度90%餾出溫度及95%餾出溫度越低，說明柴油中的重餾分越少。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定輕柴油的90%餾出溫度不高于355℃，95%餾出溫度不高于365℃。

二、柴油的主要性能2.評定柴油蒸發(fā)性能的指標(biāo)-餾程二、柴油的主要性能（三）柴油的抗爆性1.柴油抗爆性表示方法（1）柴油的抗爆性，指柴油在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒時抵抗爆震的能力，換言之，就是柴油燃燒的平穩(wěn)性。（2）柴油抗爆性（著火性質(zhì)）通常用十六烷值來表示。一般其值越高，抗爆性越好，燃燒均勻，不容易發(fā)生爆震現(xiàn)象，發(fā)動機熱功率提高，使用壽命延長。十六烷值過高的柴油，會形成黑煙，燃料消耗增加十六烷值太高，還會減少燃料的來源因此，必須從使用性和經(jīng)濟性兩方面考慮，使用十六烷值適當(dāng)?shù)牟裼筒藕侠?。二、柴油的主要性能（三）柴油的抗爆性二、柴油的主要性?.十六烷值的計算（1）十六烷值=0.85×P(烷烴含量）+0.1×N-0.2×AP：烷烴含量；N:環(huán)烷烴含量；A:芳烴含量（2）十六烷值=442.8-462.9d4204.柴油指數(shù)：表示柴油抗爆性能二、柴油的主要性能5.十六烷值和柴油指數(shù)的關(guān)系3.十六烷值的計算二、柴油的主要性能5.十六烷值和柴油指數(shù)的6.十六烷值與化學(xué)組成的關(guān)系（1）正構(gòu)烷烴的十六烷值最高，隨碳鏈的增長而增加；異構(gòu)烷烴的比正構(gòu)烷烴低，鏈分支越多，十六烷值越?。?）烯烴的十六烷值＜烷烴，支鏈的影響與烷烴相似（3）環(huán)烷烴的＜烯烴和烷烴，有側(cè)鏈的＜無側(cè)鏈的（4）芳香烴的最低，尤其是稠環(huán)芳烴隨側(cè)鏈長度增加而增加，隨側(cè)鏈分支增多而減小，隨環(huán)數(shù)的增多而減小二、柴油的主要性能6.十六烷值與化學(xué)組成的關(guān)系二、柴油的主要性能7.十六烷值與自燃點的關(guān)系二、柴油的主要性能各種烴類十六烷值的不同，主要是反映其自燃性質(zhì)的差別。正構(gòu)烷烴的十六烷值高是由于其自燃點低而芳香烴的十六烷值低則是由于其自燃點高據(jù)研究，燃料的十六烷值與自燃點之間的對應(yīng)關(guān)系為7.十六烷值與自燃點的關(guān)系二、柴油的主要性能各種烴類十六烷值30（四）柴油的安定性、腐蝕性和潔凈度1.柴油的安定性（1）儲存安定性：柴油在儲存、運輸和使用過程中保持其外觀、組成和使用性能不變的能力（2）氧化安定性：反映在發(fā)動機在高溫和有溶解氧的作用下發(fā)生氧化變質(zhì)的傾向（3）影響柴油安定性的主要原因不安定組分：不飽和烴、含硫、含氮化合物等微量金屬：銅、鐵、鉛等30（四）柴油的安定性、腐蝕性和潔凈度31（4）評定指標(biāo)柴油的安定性一般是用總不溶物和10%蒸余物殘?zhí)縼碓u定的，安定性差的柴油在儲存中顏色容易變深，甚至產(chǎn)生沉淀。嚴(yán)重時會造成噴油嘴和濾清器堵塞等，并導(dǎo)致氣缸中沉積物增加、磨損加劇。總不溶物：表示柴油熱氧化安定性的指標(biāo)。我國輕柴油一等品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定總不溶物不能大于2.0mg／100mL10%蒸余物殘?zhí)迹悍从巢裼驮谑褂弥性跉飧字行纬煞e炭的傾向，殘值大，說明柴油容易形成積炭。我國輕柴油一等品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定10%蒸余物殘?zhí)坎淮笥?.3%。31（4）評定指標(biāo)32（5）提高安定性的方法柴油精制；例如用堿液堿洗，除去不安定的烴類和其他雜質(zhì)加入添加劑：抗氧劑、金屬鈍化劑等32（5）提高安定性的方法332.柴油的腐蝕性主要指標(biāo)：酸度、硫含量、水分、銅片腐蝕等硫含量：含硫化合物對發(fā)動機的工作壽命影響很大，其中活性含硫化合物對金屬有直接的腐蝕作用酸度反映柴油中含酸物質(zhì)對發(fā)動機的影響為了保護(hù)環(huán)境及避免發(fā)動機腐蝕，輕柴油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了優(yōu)等品的含硫量不大于0.2%，一等品的含硫量不大于0.5%。此外，對優(yōu)等品和一等品還規(guī)定了硫醇硫的含量不大于0.01%。從發(fā)展來看，隨著對環(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格，柴油的含硫量指標(biāo)將會進(jìn)一步減小。332.柴油的腐蝕性343.柴油的潔凈度影響柴油潔凈度的主要因素是水分和機械雜質(zhì)。精制良好的柴油一般不含水分和機械雜質(zhì)，但在儲存、運輸和加注過程中都有可能混入。含有較多的水分，在燃燒時將降低柴油的發(fā)熱值，在低溫下會結(jié)冰，堵塞燃料供給系統(tǒng)含機械雜質(zhì)，堵塞油路，加劇零件的磨損因此，在輕柴油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定水分含量不大于痕跡，并不允許有機械雜質(zhì)。34