柴油十六烷值定方法简介
- 格式:doc
- 大小:73.51 KB
- 文档页数:27
十六烷值cetane number;cetane rating表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性的指标。
其大小与柴油组分的性质有关。
一般说来,烷烃的十六烷值最大,芳香烃的最小,环烷烃和烯烃则介于两者之间。
将柴油样品与用十六烷值很大的正十六烷(规定为1 00)和十六烷值很小的1-甲基萘(规定为0)配成的混合液在标准柴油机中进行比较。
自燃性与样品相等的混合液中所含正十六烷的百分数,即为该样品的十六烷值。
例如一种柴油样品的十六值与40%正十六烷和60%1-甲基萘的混合液相等,该样品的十六烷值即为40。
柴油的十六烷值低于工作条件要求,会使燃烧延迟和不完全,以致发生爆震,降低发动机功率,增加柴油消耗量。
但十六烷值过高,也会使燃烧不完全而发生冒烟现象,并增加柴油消耗量。
高速柴油机燃料的十六烷值约为40-56。
大多数的柴油机可采用的十六烷值40-45。
加入少量的添加剂(如硝酸戊酯),可提高柴油的十六烷值。
表示柴油发火性能的指标。
代表柴油在发动机中发火性能的一个约定量值。
因为柴油机是压燃式的,没有其它点火设备,尤其柴油喷入气缸与压缩空气相混合,在压缩行程气缸达到高温高压条件下能很快地着火燃烧起来。
将试样柴油与由十六烷(其十六烷值规定为100)和α甲基萘(其十六烷值规定为0)配制的标准燃料进行对比试验,当试样柴油与某一配制标准燃料发火性能数据一致时,该标准燃料中十六烷的体积百分率,即为试样柴油的十六烷值。
甲基萘的十六烷值定为零,以不同的比例混合起来,可以得到十六烷值0至100的不同抗爆性等级的标准燃料,并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比。
十六烷值的成分一般为硝酸醚、戊基硝酸酯和过氧化物催化柴油的十六烷值是比较低的,一般的加氢精制对提高其十六烷值作用不大。
现在抚研已经有专门用于提高十六烷值的加氢技术,可以考虑采用。
只要是深度加氢,都可以大幅度提高柴油十六烷值,简单讲就是芳烃饱和越多,十六烷值提高越多,代价是大量耗氢,昂贵的氢气造成钞票损失。
柴油十六烷值测量不确定度的评估前言随着科学发展和检验技术的进步,人们对检验数据的准确性和可靠性提出了更高的要求。
关于测量结果的判定,由于传统的误差评定不能满足社会对检验结果的要求,不确定度评定应用而生。
测量不确定度是与测量结果相联系的参数,它表征合理地赋予被测量之值的分散性。
测量不确定度不仅可以客观地描述实验室某项试验的有效性和可靠性,而且还可以定量说明一个实验室技术水平和管理水平的高低。
十六烷值是反映燃料在压燃式发动机中燃烧性能的指标[1],是柴油产品标准中重要的质量指标之一,十六烷值的检测结果直接关系到产品质量的合格判定,因此有必要对十六烷值检测结果的可靠性进行必要的评估。
为此,本文根据JJF1059-1999《测量不确定评定与表示》对柴油十六烷值的测量不确定度进行了评估[2]。
1试验部分1.1方法概要柴油的十六烷值是在标准操作条件下,将着火性质与已知十六烷值的标准燃料的着火性质相比较而测定。
其做法是:调节发动机的压缩比,以得到被测试样确定的“着火滞后期”,即喷油开始和燃烧开始之间的时间间隔。
根据测试样时得到的发动机的压缩比,选用相差不大于5个十六烷值单位的两种标准燃料,用同样的方法得其确定的“着火滞后期”。
当试样的压缩比处在选用的两种标准燃料的压缩比之间时,根据手轮读数,用内插法计算试样的十六烷值。
1.2发动机的操作条件1.2.1发动机的转速:900r/min±9r/min。
1.2.2喷射定时:测定试样和标准燃料时为上止点之前13°。
1.2.3喷油器开启压力:10.30MPa±0.34MPa。
1.2.4喷油器流速:13.0mL/min±0.2mL/min,对每个试样和标准燃料都要测量。
1.2.5喷油器冷却温度:38℃±3℃(100℉±5℉)。
1.2.6气门间隙:0.20mm±0.02mm,热机下测量。
1.2.7润滑油压力:在标准操作条件下为0.17MPa-0.20MPa(25Psi -30Psi)。
柴油十六烷值指数的计算方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1柴油十六烷值指数的计算方法,和计算公式柴油十六烷值的测定需要仪器。
在网上看到“通过柴油密度和50%镏程温度可以计算出十六烷值指数”。
请教您:十六烷值指数的计算方法,和计算公式。
十六烷指数CI=(ρ20)^2+(ρ20)^3+(ρ20)^+(lgB)^2B为50%馏出温度,ρ20为20度密度。
柴油的燃烧性能及其评价指标 (l)柴油机的工作粗暴与柴油的发火性为使大家对柴油的发火性能有一个更为全面的理解,在此先介绍一下柴油在柴油机气缸内燃烧的情况。
柴油机在压缩终了时,缸内温度可达500℃一600℃,压力达3~4MPa。
这时柴油以高压呈细雾状喷入燃烧室内,由于燃烧室的温度巳超过柴油和自燃点,故从理论上而言,柴油--喷入燃烧室,便具备了着火燃烧的基本条件。
但从柴油喷入至自燃,往往还有一定的时间间隔,这是因为在这一时间间隔内,柴油需完成与空气的充分混合、先期氧化及形成局部着火点等物理化学的进一步准备,我们将从喷油开始到柴油开始燃烧的时间问隔称之为着火延迟期。
如果着火延迟期长,则喷入燃烧室的柴油量增多,着火前形成的混合气数量就多,一旦着火,就有过量的柴油着火燃烧,这会造成缸内压力剧增,气缸内便将产生强烈的震击作用,通常把这种震击作用称为柴油机工作粗暴。
柴油机工作粗暴的后果与汽油机爆震一样,会使发动机曲柄连杆机构承受过大的冲击力作用,产生强烈的金属敲击声,加速零件的磨损并且使柴油机起动困难,造成柴油机功率下降,油耗增大。
影响着火延迟期的因素较多,其中柴油的发火性是主要因素之一。
柴油的发火性是指柴油自燃的能力,发火性好的柴油,着火延迟期短,着火燃烧后缸内压力上升平缓,柴油机工作柔和。
另外需要指出的一点是柴油机的工作粗暴与汽油机的爆震在本质上是有很大区别的。
汽油机的爆震是由于点火燃着的火焰前沿还没传播到的那部分混合气生成过氧化物,自行燃烧而致,一般发生在燃烧末期;而柴油机工作粗暴却是由于柴油的发火性差使得着火延迟期过长而致、一般发生在燃烧的初期。
国三柴油十六烷值标准国三柴油十六烷值标准是指国家对柴油燃烧性能的一项重要指标,也是衡量柴油质量的重要标准之一。
十六烷值是衡量柴油燃烧性能的指标,它直接影响着柴油的燃烧效率和排放物的产生。
因此,国家对柴油十六烷值制定了相应的标准,以保障柴油的质量和环保性能。
根据国家相关标准规定,国三柴油十六烷值的标准范围为45-55。
这意味着符合国三标准的柴油产品,其十六烷值需在45到55之间。
这一范围的设定,旨在保证柴油的燃烧性能和环保性能,使得柴油燃烧更加完全,排放更加清洁。
国三柴油十六烷值标准的制定,是为了适应当时的环保要求和柴油发动机技术水平。
国家对柴油十六烷值进行限定,不仅是为了保护环境,更是为了保障消费者的权益。
高质量的柴油可以提高发动机的燃烧效率,延长发动机寿命,减少排放物对环境的污染。
在实际生产和使用过程中,厂家和用户都应严格遵守国家的柴油十六烷值标准。
对于生产企业来说,要严格控制原材料的选择和生产工艺,确保生产的柴油产品符合国家标准。
而对于用户来说,应选择正规渠道购买柴油产品,避免购买质量不合格的产品,影响车辆的正常使用和环境的保护。
此外,国家对柴油十六烷值标准的不断提高,也促进了柴油产品的技术升级和质量改进。
各生产企业在不断提高柴油十六烷值的同时,也在提高柴油的清洁性和环保性能,为保护环境和改善空气质量做出了积极的贡献。
总的来说,国三柴油十六烷值标准的制定和执行,对于保障柴油质量、提高燃烧效率、减少排放污染有着重要的意义。
各生产企业和用户都应严格遵守国家标准,共同为环境保护和可持续发展贡献力量。
希望在未来,国家对柴油质量标准的不断提高,能够推动整个行业向着更加清洁、高效的方向发展。
柴油十六烷值指数的计算方法,和计算公式柴油十六烷值的测定需要仪器。
在网上看到“通过柴油密度和50%镏程温度可以计算出十六烷值指数”。
请教您:十六烷值指数的计算方法,和计算公式。
十六烷指数CI=431.29-1586.88ρ20+730.97(ρ20)^2+12.392(ρ20)^3+0.0515(ρ20)^4-0.554B+97.803(lgB)^2B为50%馏出温度,ρ20为20度密度。
柴油的燃烧性能及其评价指标(l)柴油机的工作粗暴与柴油的发火性为使大家对柴油的发火性能有一个更为全面的理解,在此先介绍一下柴油在柴油机气缸内燃烧的情况。
柴油机在压缩终了时,缸内温度可达500℃一600℃,压力达3~4MPa。
这时柴油以高压呈细雾状喷入燃烧室内,由于燃烧室的温度巳超过柴油和自燃点,故从理论上而言,柴油--喷入燃烧室,便具备了着火燃烧的基本条件。
但从柴油喷入至自燃,往往还有一定的时间间隔,这是因为在这一时间间隔内,柴油需完成与空气的充分混合、先期氧化及形成局部着火点等物理化学的进一步准备,我们将从喷油开始到柴油开始燃烧的时间问隔称之为着火延迟期。
如果着火延迟期长,则喷入燃烧室的柴油量增多,着火前形成的混合气数量就多,一旦着火,就有过量的柴油着火燃烧,这会造成缸内压力剧增,气缸内便将产生强烈的震击作用,通常把这种震击作用称为柴油机工作粗暴。
柴油机工作粗暴的后果与汽油机爆震一样,会使发动机曲柄连杆机构承受过大的冲击力作用,产生强烈的金属敲击声,加速零件的磨损并且使柴油机起动困难,造成柴油机功率下降,油耗增大。
影响着火延迟期的因素较多,其中柴油的发火性是主要因素之一。
柴油的发火性是指柴油自燃的能力,发火性好的柴油,着火延迟期短,着火燃烧后缸内压力上升平缓,柴油机工作柔和。
另外需要指出的一点是柴油机的工作粗暴与汽油机的爆震在本质上是有很大区别的。
汽油机的爆震是由于点火燃着的火焰前沿还没传播到的那部分混合气生成过氧化物,自行燃烧而致,一般发生在燃烧末期;而柴油机工作粗暴却是由于柴油的发火性差使得着火延迟期过长而致、一般发生在燃烧的初期。
名称:41/2000柴油燃油十六烷值标准试验方法1本标准使用固定名称D613发布;名称后面紧随的编号表示最初使用的年份;对于修订版,则表示的是最新修订年份。
圆括号中的数字表示的是最后一次重新审批的年份。
上标ε表示最后一次修订或重新审批后进行的编辑变更。
本标准已批准用于国防部各机构。
1. 适用范围*1.1 本试验方法覆盖了使用标准单缸、4冲程、变压缩比间接喷射式柴油发动机对任意十六烷值范围柴油燃油额定值的测定。
1.2 十六烷值覆盖范围从零(0)至100,而典型测试范围为30至65。
1.3 运行状况中各值使用国际单位制单位表示,并将这一单位制用作标准单位。
圆括号中的值为过去所用的英尺-磅单位的值,仅用于提供相关信息的目的。
另外,发动机测量值继续使用英尺-磅单位,因为一些外围设备和外围工具是按照这种单位制制造的。
1.4 本标准的主要目的不是提出全部安全相关问题,如有,也只与其使用有关。
本标准的用户应负责确定合适的安全和健康操作惯例,并在使用本标准前确定相关法规极限值的适用性。
更多专门性声明,参见附件A1。
2. 引用文件2.1 ASTM标准:2D 975 柴油燃油规范D 1193 水试剂规范D 2500 石油产品浊点测试方法D 4057 石油和石油产品手动取样规范D 4175 石油、石油产品和润滑油相关术语' 本测试方法属ASTM D02委员会(石油产品和润滑剂委员会)管辖,并由D02.0I 分委员会(燃烧特性委员会)直接负责。
当前版本在2008年9月1日得到批准。
2008年10月出版。
标准原版在1941年通过批准。
标准前一个版本为D 613-05,在2005年通过批准。
2关于引用的ASTM标准,请访问ASTM网站,或通过service@联系ASTM客户服务部门。
关于ASTM标准年度合订本卷目相关信息,请参考ASTM网站上所列的标准文件摘要页。
D 4177 石油和石油产品自动取样规范E 456 质量和统计相关术语E 542 实验室体积测定仪器标定规范E 832 实验室滤纸规范3. 术语3.1 定义3.1.1 可接受参考值(ARV),n — 用作对比中基础值的参考值,可以分为:(1)理论或确定的值,基于科学原理或(2)分配或批准值,基于某些国家或国际组织的试验工作,或(3)一致同意或批准的值,基于科学或技术组织主办的合作性试验工作。
柴油组成对其十六烷值的影响摘要:十六烷值是衡量燃料在压燃式发动机中发火性能的指标。
十六烷值高, 表明该燃料在柴油机中发火性能好,滞燃期短,燃烧均匀且完全,发动机工作平稳。
十六烷值低则表明燃料发火困难,滞燃期长,发动机工作状态粗暴。
柴油的十六烷值大小与柴油化学组成有密切关系。
本文讲述了不同性质柴油以及烷烃、芳烃、烯烃含量对柴油十六烷值的影响。
关键词:柴油、组成、十六烷值、影响柴油十六烷值表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性的指标。
其大小与柴油组分的性质有关。
一般说来,烷烃的十六烷值最大,芳香烃的最小,环烷烃和烯烃则介于两者之间。
柴油的十六烷值与汽油的辛烷值相似,也是在规定操作条件下,在标准的试验用单缸柴油机中测定的(GB/T 386‐1991)。
所用的标准燃料是正十六烷和七甲基壬烷。
正十六烷具有很短的发火延迟期,自然性能很好,因而规定其十六烷值为100.而七甲基壬烷发火延迟期较长,自燃性能较差,规定其十六烷值为15。
1、十六烷值与柴油使用的关系柴油机的额定转速越高,就要求柴油的发火性好,以确保在短时问内燃烧完全,对柴油十六烷值的要求就高。
一般情况下,额定转速在1000r/min以下的柴油机,可使用十六烷值为35‐40的柴油;转速在1000~1 500r/min的柴油机,可使用十六烷值为40‐45的柴油;转速在1 500r/min以上的柴油机,可使用十六烷值为45‐60的柴油。
柴油的十六烷值对柴油机在不同气温下的启动性能也有影响,十六烷值高的柴油,即使在较低气温条件也易于启动。
但柴油的蒸发性对发动机启动性的影响比十六烷值重要,而十六烷值高的柴油蒸发性就差些。
所以,评定柴油的启动性应将十六烷值与柴油的蒸发性结合起来综合评定。
柴油的十六烷值高,其燃烧性能就好,但柴油的十六烷值过高了也不适宜。
因为当柴油的十六烷值高于50后再继续提高,对着火延迟期的缩短作用不大。
另外,十六烷值过高的柴油其分子量均较大,使柴油的低温流动性、雾化与蒸发均受影响,会使燃烧不完全,导致发动机功率下降、油耗升高及排气冒黑烟。
柴油十六烷值柴油十六烷值1. 柴油十六烷值与其化学组成的关系柴油馏程为180~360℃,碳数分布在12~25范围内,化学组成包括芳烃、环烷烃、链烷烃及有机硫氮化合物。
柴油馏分的质量随加工方法的不同而异,而且受原料组成的影响。
通常正构烷烃的十六烷值最高,单环环烷烃或单环芳香烃居中,稠环环烷烃和稠环芳烃的十六烷值最低。
因此柴油的理想组分是环数少、长侧链及分枝较少的烃类。
催化柴油中芳烃含量多在60%以上,其中二环、三环芳烃约占芳烃含量的75%(体积分数)左右,稠环芳烃含量较高是催化裂化柴油十六烷值低的主要原因,且催化裂化柴油中的硫主要以多环芳烃的形式存在,如二苯并噻吩这类硫化物,由于苯环的阻碍作用,硫原子很难与催化剂的加氢脱硫活性中心接触,因此脱硫困难,而催化剂将其中一个芳环加氢饱和、开环后,硫原子容易与催化剂活性中心接触,脱硫也容易了。
因此,稠环芳烃开环、断链是催化裂化柴油加氢改质的关键。
2.提高柴油十六烷值的方法 2.1 溶剂萃取法溶剂萃取法的主要原理是选用一定比例浓度的萃取剂对二次加工的柴油(主要是催化裂化柴油)中的双环及以上的芳烃进行萃取,再选用其它溶剂,如石油醚对抽出油进行萃取以回收其中的高十六烷值组分。
常用溶剂有糠醛、甲醇、乙醇、丙酮、二甲亚砜(DMS)、N,N-1二甲基甲酰胺(DMF)和有机酸类等。
有时也在溶剂中加入过渡金属离子进行络合抽提,常用的过渡金属化合物有氯化锰、氯化铁、氯化铜、氯化钴、氯化镍、氯化锌、氯化镉、氯化铬和醋酸汞等。
但是,Cu2+易促使油品变质,最后要从油中完全除掉,而镉盐和汞盐易污染环境。
国内对此法研究较多的主要是清华大学化工系,采用双溶剂法对催柴进行精制后,其十六烷值从31.6提高到40以上,收率达90%以上。
对于催化柴油芳烃的应用有两个方向,一是将各组分进行分离,分别加以利用,当前应用较多的单组分有偏三甲苯、均三甲苯、均四甲苯和萘。
二是通过分馏,对各馏分(混合组分)分别加以利用,如作为热载体及润滑油添加剂,碳素材料的原料,高沸点芳烃溶剂,芳醛树脂等。
目录一、柴油发动机中燃料的燃烧二、ASTM-CFR试验机的组成三、试验机的维护和保养四、柴油十六烷值测定方法简介五、CFR(F5)型柴油十六烷值机作业指导书六、影响十六烷值测定结果的因素及处理方法附件1:GB/T386-2010柴油十六烷值测定法一、柴油发动机中燃料的燃烧1、柴油机中燃料的燃烧过程柴油发动机中燃料的燃烧过程和点燃式发动机中燃料的燃烧过程是不一样的,主要区别在柴油发动机中的燃料是直接喷射到被压缩的高温高压空气中而自行发火燃烧的,而点燃式发动机则需要外界的能源进行点火燃烧。
柴油发动机的供油方式以及可燃混合气的形成与点燃式发动机也有显著的不同。
柴油机是通过高压油泵往气缸中喷油,喷入到气缸的柴油在气缸中与高温高压空气混合形成混合气而自行着火燃烧。
而汽油机是燃料与空气在气缸外汽化器中混合而吸入气缸中,压缩后用火花塞点火燃烧的。
在柴油机的进气行程中吸入的是加过温的纯净的空气,在压缩行程将要终了时,也就是在活塞运行到离上止点13°(飞轮转角)时,才将燃料喷入到气缸内,这时气缸内的空气压力一般不低于30㎏/㎝2,温度不低于500~700℃。
由于这个温度超过了燃料的发火温度,最初喷入气缸内的部分雾化燃料很快受热蒸发与空气混合后即着火燃烧,继续喷入的燃料在高温下也随即蒸发燃烧,放出热量,膨胀做功。
燃料在柴油机中的燃烧过程,从喷油开始到全部燃烧终结,大体可分为四个阶段,即发火延迟期(滞燃期)、急燃期、缓燃期和后燃期。
(1)发火延迟期(滞燃期)发火延迟期通常是指从开始喷油到燃料开始燃烧的时间间隔,这个时间很短,只有1~3毫秒。
在这一时期的前部,燃油喷入气缸后进行雾化、受热、蒸发、扩散以及与空气混合组成可燃混合气等一系列燃烧前的物理准备,所以这部分时间又称物理延迟。
同时,燃油受热后开始焰前氧化进行一系列的链反应,直至在对发火具有最有力的条件的那些能量中形成最初的发火原点,这就是化学延迟。
由于柴油的发火温度远低于气缸内压缩后空气的温度,因此柴油与空气组成的混合气在经过物理延迟与化学延迟后便开始着火燃烧。
应该知道,物理延迟与化学延迟的时间是部分重叠的,这是因为蒸发和氧化等过程都是互相影响、交错进行的,氧化反应释放出的热量促进了燃料的蒸发和扩散,而蒸发和迅速的扩散又促进了燃油的氧化。
发火延迟期的长短对以后的燃烧过程影响很大,因为这一时期结束时,气缸内已积累了大量柴油,而且经过了不同程度的物理和化学准备,因此发火后反应极为迅速,喷入的燃料就会立即燃烧,使气缸中的压力急剧上升。
发火延迟期愈长,积累的燃料愈多,压力上升愈剧烈,发动机工作粗暴甚至会出现敲缸现象。
柴油发火延迟期可以因下列条件而缩短:①增加发动机的压缩比②给进入气缸的空气加温③减少喷雾颗粒,改善雾化条件。
(2)急燃期(速燃期)燃料在气缸内的急燃阶段是指燃料开始着火到气缸压力不再急剧升高为止的时间。
在延迟期的末期,气缸内已经喷入了大量的柴油。
由于这些柴油受到被高度压缩高温空气的加热,细小的油滴被完全蒸发。
喷入较晚的或较大的油滴也大部分蒸发成气体状态,气缸内的混合气已进行了不同程度的氧化反应,所以当一处或几处的混合气氧化过程达到一定程度而开始着火时,即转入急燃期。
这时气缸内的温度、压力均比汽化器发动机要高,火焰传播速度也大得多。
因此,燃料发火后,不仅气缸内积累的燃料迅速燃烧,而且继续喷入的燃料也迅速参与燃烧。
同时,燃烧又是在活塞正处于上止点附近的较小气缸容积中进行的,接近“定容燃烧”,这一时期的特点是燃烧速度很高,单位时间内放出的热量很多,气缸内温度和压力上升很快。
气缸内压力升高速率的大小对柴油发动机的工作影响很大。
如速率太大,即气缸内压力猛增,发动机就会出现粗暴,严重时会敲缸。
敲缸会给发动机带来很大危害,会使发动机动力不足,功率下降,排气冒黑烟,耗油率增加,使曲轴连杆机构受到很大的冲击力,加剧机件的磨损甚至造成损坏,严重影响发动机的工作可靠性和使用寿命。
因此,为了保证发动机工作的稳定性和可靠性,压力升高速度不能太大。
但是速率也不能太小,否则发动机的功率和经济性都要降低。
急燃期中压力升高速度的大小,取决于延迟期的持续时间,即延迟期愈短,发动机工作愈柔和。
(3)缓燃期(慢燃期、渐燃期、主燃期)缓燃期是柴油机中燃烧过程的主要阶段。
大量的燃料(约占喷入油量的50~60﹪)是在这个阶段燃烧掉的。
所谓缓燃期是指从气缸压力不再急剧升高时起,到压力开始迅速下降时(通常与喷油终止点重合)为止的这一段时间。
这个时期的特点是气缸内压力变化不大,在后期还稍有下降,而温度则继续升高达最高值,然后下降。
温度的最高值一般在最高压力之后出现。
这是因为经过急燃期后,气缸内的温度、压力已迅速升高,在此阶段中,喷入的燃料的发火延迟期大大缩短,几乎随喷随着,因此,气缸内的压力继续有所上升。
但是此时活塞已经越过上死点向下运行,且速度逐渐加快,气缸容积也逐渐增大,因而使气缸内压力增长很小或逐渐下降,其增长或下降的情况随燃油的喷射量及活塞运行时容积变化程度而定。
实践证明,燃烧最大压力在上止点后5~10°左右时出现,经济性最佳。
燃烧最大压力为5~120㎏/㎝2,在高增压时可达150㎏/㎝2。
燃料在柴油机中燃烧时,应保证在缓燃期内燃烧大量的燃料,从而取得较大的功率和较高的效率,但最大压力又不能过高。
在此阶段中,应努力改善燃料与空气的混合,如加强燃烧室内的扰动与涡流,采用较多的过量空气等,都有利于提高反应速度,使燃烧反应趋于完全,以释放出最大的热值。
燃烧的最高温度也不应太高,否则会引起燃烧产物的严重分解,使发动机的效率降低。
(4)后燃期(补燃期、余燃期)后燃期是燃料燃烧的最后阶段,从压力迅速下降开始到燃烧结束为止。
在后燃期中,那些在急燃期和缓燃期中没来得及燃烧完的燃料以及中间产物在此时进行补充燃烧。
由于燃烧是在膨胀行程中即活塞由上死点往下死点运行中进行的,活塞继续向下运行,气缸容积迅速增大,散热面积增加,所以气缸压力迅速降低,温度也逐渐下降。
显然,后燃期应尽量缩短,避免过多的燃料在膨胀行程中才进行燃烧,因为这样会使排气温度升高,通过气缸壁损失的热量增大,燃料热能的利用效率降低。
实践证明,调整好的柴油发动机,燃料总热量的80%以上的热量应在急燃期和缓燃期中释放出来,后燃期中释放出来的热量不宜超过20%,燃烧应在上止点后60°左右结束,不宜拖长。
2、柴油动机的工作过程一般柴油发动机均是四冲程的压燃发动机,四个冲程分别是进气行程、压缩行程、工作行程和排气行程。
在四个行程中,只有工作行程是有价值的,其它三个行程都是为工作行程服务的。
发动机曲轴旋转两圈完成一个燃烧循环。
⑴进气行程曲轴转动,活塞在气缸内由上向下运行,进气阀开启,排气阀关闭,空气被吸入气缸,等活塞运行到下止点时,气缸内充满了加过温的新鲜空气。
⑵压缩行程曲轴继续转动,活塞在气缸内由下向上运行时进气阀关闭,于是活塞就压缩吸入气缸中的空气。
⑶工作行程当活塞向上运行到上止点前时,气缸内的空气被压缩为高温高压,柴油喷入气缸并开始自行燃烧,燃气膨胀产生动力推动活塞由上向下运行,通过连杆带动曲轴转动。
⑷排气行程活塞完成了工作行程后,借惯性又由下向上运行,此时排气阀已大开,燃烧过的废气就开始从气缸中排出,此行程将尽时,进气阀微开,排气阀关闭,开始又一个循环。
3、影响柴油机中燃烧过程的主要因素影响柴油机中燃料燃烧过程的因素很多,在此主要从燃料的使用性质和发动机维护运转角度来讨论柴油的燃烧性能、柴油的雾化、喷油时气缸的热状态、喷油提前角等因素的影响。
(1)燃料的理化性质影响柴油机燃烧过程最重要的因素之一就是燃料的理化性质,其中主要是柴油的发火性能和蒸发性能。
我们知道,柴油机燃料的发火性能用十六烷值或十六烷值指数来评定。
十六烷值或十六烷值指数愈高,则柴油的自燃性能愈好,发火延迟期愈短,发动机工作愈平稳。
但是十六烷值也不能过高,否则不仅发火性能很少改善,而且在高温时分解出难于燃烧的碳粒,随废气排出气缸,使发动机冒黑烟,燃料单位消耗量增大,污染环境。
燃料的蒸发性能良好时,一般易于和空气形成可燃混合气,有利于在低温下启动发动机,在喷射时容易形成细小的油滴,因而发火延迟期可以缩短,发动机工作平稳,而且蒸发性良好的燃料燃烧比较迅速完全。
但燃料馏分过轻时,在延迟期中蒸发的数量过大,当燃料发火时,几乎所喷射的燃油全部参加燃烧过程,结果会导致压力增长过快,发动机工作不平稳。
(2)燃料的雾化质量燃料雾化质量良好,可以缩短燃料发火的物理延迟时间,整个延迟期也因之缩短,使发动机工作平稳。
雾化良好的燃料有利于使燃料和空气均匀混合,保证燃烧迅速而完全。
燃料的雾化质量的好坏主要取决于燃料的粘度和表面张力的大小。
燃料的表面张力较小时,雾化的颗粒较细。
燃料粘度过大或过小,对油束在燃烧室内的均匀分布都不利。
当喷油器针阀关闭不严而漏油时,会出现喷油压力降低,雾化质量变化,所以必须保证柴油机喷油器的喷射压力。
ASTM试验机的喷射压力规定为±MPa 。
(3)气缸的热状态压缩行程终了时,气缸内的空气温度对发火延迟期有很大影响。
如该温度和压力较高,则燃料着火前的化学反应速度加快,蒸发也较快,因而发火延迟期缩短,发动机工作柔和;反之,该温度压力不高,则燃料的物理和化学延迟均增长,发动机工作不平稳。
气缸内的压缩空气温度和压力的高低取决于发动机压缩比的大小、气缸的冷却状态以及活塞运行的良好状态。
提高发动机的压缩比,也就提高了压缩终了时空气的温度和压力。
在冬季冷车状态下启动柴油发动机,由于空气及气缸温度变低,压缩后热能损失大,使压缩后空气温度降低,造成起动困难。
因此,柴油机在冷起动时必须暖缸,以改善起动性能。
当活塞环张力不足或损坏时,则气缸产生漏气,压缩压力不足。
气缸漏气不仅使压缩终了时空气温度压力降低,而且气缸中充气量减少,结果都引起燃烧不良。
(4)喷油提前角柴油机的功率与经济性不仅取决于燃料的理化性质,而且与开始喷油时间的正确与否有密切关系。
因为喷入气缸的柴油,必须经一段发火延迟期才能着火燃烧。
如果喷油时间过早,燃料着火燃烧并产生最大压力时,活塞还在由下往上运行,燃烧气体就会给活塞以很大的反压力,使柴油机工作不平稳,功率和经济性都会显著降低。
如果喷油时间过晚,即喷油提前角过小时,燃烧将在活塞离开上止点由上往下运行、气缸容积逐渐增大的情况下进行,这时气缸内温度和压力已经降低,结果最大压力也大大降低,使发动机功率减少,经济性降低。
同时,喷油过晚,燃烧不易完全,后燃严重,耗油量增大,排气冒黑烟,污染环境。
(5) 气缸内涡流强度适当增加气缸内空气的涡流强度,可以加速柴油与空气的混合,改善高温空气对柴油的加热,使发火延迟期缩短,燃烧速度加快,燃烧也较完全。