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1、柴油柴油一、柴油概述二、柴油机三、柴油的主要性能四、清洁柴油五、生物柴油的现状柴油柴油 柴油概述 柴油是复杂的烃类混合物，碳原子数约为10-22。主要由原油蒸馏，催化裂化，加氢裂化，减粘裂化，焦化等过程生产的柴油馏分调配而成（还需经精制和加入添加剂）。柴油的用途柴油为压燃式发动机（即柴油机）燃料。由于高速柴油机燃料耗量（5075g/MJ）低于汽油机（ 75100g/MJ），使用柴油机大型运载工具日益增多。以柴油为燃料的柴油机广泛用于载重货车、公交大客车、铁路机车、发电机、拖拉机、矿山机械、建筑用工程机械、船舶、军用坦克等，其功率从小到大一应俱全，因此柴油也就成为炼油行业中用途最广、数量最大的产
2、品。柴油分类按凝点柴油分为10号、5号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号共七个牌号。0#柴油表示该种柴油凝点不高于0度。1、10号轻柴油适用于有预热设备的柴油机；2、5号轻柴油适用于最低气温在8以上的地区使用；3、0号轻柴油适用于最低气温在4以上的地区使用；4、-10号轻柴油适用于最低气温在-5以上的地区使用；5、-20号轻柴油适用于最低气温在-14以上的地区使用；6、-35号轻柴油适用于最低气温在-29以上的地区使用；7、-50号轻柴油适用于最低气温在-44以上的地区使用；柴油的分类柴油可根据馏分的轻重分为：轻柴油（沸点范围约180370）重柴油（沸点范围约350410）柴油的分
3、类柴油可根据环保标准分为：国二、国三、国四、国五标准国家质检总局、国家标准委积极推进第五阶段车用柴油国家标准制定工作，于6月8日批准发布了车用柴油()国家标准，自发布之日起实施，过渡期至2017年12月31日。该标准规定了第五阶段车用柴油的硫含量不大于10ppm，这一指标达到了目前欧盟标准的水平。柴油的指标国 不同类型柴油机对柴油的要求转速在5001000r/min以上的高速柴油机使用轻柴油；转速在5001000r/min的中速柴油机和转速低于500r/min的低速柴油机使用重柴油。柴油机对柴油的使用性能要求柴油机燃料系统对柴油的要求凝点低，黏度适中；燃烧性能好，在柴油机中能自行发火；燃烧过程
4、中，不在喷嘴上生产积炭堵塞喷油孔；柴油及燃烧产物不腐蚀发动机零件；不含有机械杂质。 5#柴油柴油 乳化柴油乳化柴油 10#汽油汽油柴油机的能量转换过程燃料的燃料的化学能化学能气体压气体压力能力能机械能机械能二、柴油机二、柴油机1.什么是柴油机？什么是柴油机？ 柴油机是以柴油为燃料的将化学能转换柴油机是以柴油为燃料的将化学能转换为机械能的动力装置。为机械能的动力装置。2.什么叫活塞的死点（或止点）？什么是上死点什么叫活塞的死点（或止点）？什么是上死点和下死点？什么是活塞的冲程（行程）？和下死点？什么是活塞的冲程（行程）？上死点上死点下死点下死点活塞行程活塞行程S S曲轴回曲轴回转中心转中心曲柄半
5、径曲柄半径R R活塞行程活塞行程S S曲柄半径曲柄半径R R= =2 2曲轴旋转时，活塞所能到达的两个极限位置称作活塞的死点；距离曲轴旋转中心最远的称作活塞的上死点；距离曲轴旋转中心最近的称作活塞的下死点；上下死点之间的距离称作活塞的冲程（行程）。3.什么是气缸压缩容积？工作容积？气缸总容积？什么是气缸压缩容积？工作容积？气缸总容积？ 什么是柴油机的总排量？什么是柴油机的总排量？压缩容积压缩容积VcVc工作容积工作容积VsVs气缸总气缸总容积容积VaVa活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作之间的气缸容积称作压缩容积压缩容积；活塞从上死点移到下死
6、点所扫过的容积活塞从上死点移到下死点所扫过的容积称作称作工作容积工作容积；活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作之间的气缸容积称作气缸总容积气缸总容积；所有气缸的工作容积之和称为柴油机的所有气缸的工作容积之和称为柴油机的排量排量。 气缸压缩容积、工作容积、气缸总容积和总排量气缸压缩容积、工作容积、气缸总容积和总排量之间的关系：之间的关系：气缸总容积气缸总容积VaVa= =压缩容积压缩容积VcVc+ +工作容积工作容积VsVs柴油机排量柴油机排量VaVa= =气缸数气缸数工作容积工作容积VsVsL L按冲程数分：有四冲程和二冲程。按冲程数分：有四冲
7、程和二冲程。 四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环。四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环。 二冲程：曲轴旋转一周完成一个工作循环。二冲程：曲轴旋转一周完成一个工作循环。按气缸排列方式分：有直列式、按气缸排列方式分：有直列式、V V型、型、W W型和星型和星型排列等。型排列等。按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸以上的）。以上的）。柴油机分类按进气方式：有自然吸气、增压和增压中冷。按进气方式：有自然吸气、增压和增压中冷。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。 按转速分：有高速机、中速机和低速机。按转速分：有高速机、中速机和
8、低速机。 转速：转速： n n1000r/min 1000r/min 高速机高速机 600r/min600r/minn1000r/min n1000r/min 中速机中速机 n600r/min n600r/min 低速机低速机按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。柴油机主要性能指主要性能主要性能动力性能动力性能经济性能经济性能可靠性可靠性排放性能排放性能维修性能维修性能转速转速功率功率动力性动力性能指标能指标扭矩扭矩动力性能指标是用来表征做功能力大小的指标。 功率：在单位时间内柴油机对外输出的有效功，单位为kW。转速：柴油机曲轴每分钟所转动的圈数，单位为r
9、/min。扭矩：柴油机对外输出的有效扭矩转动力矩，单位为NmPe=Men/9550(kW)动力性能指标是满足用户的配套需求。 经济性经济性能指标能指标机油消耗率机油消耗率有效热效率有效热效率经济性能指标表征柴油机的工作使用成本。 燃油消耗率燃油消耗率有效热效率：燃料燃烧所产生的热量转换成有效功的百分数。燃油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所消耗的燃油量，单位为g/(kWh)。机油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所消耗的机油量，单位为g/(kWh)。以上指标是发动机在台架试验中测量考核的指标，与用户的实际情况存在差异，影响的因素也较复杂。四冲程柴油机基本工作原理柴油机一个工作循环由四个工柴油机一
10、个工作循环由四个工作冲程组成，即：作冲程组成，即：进气冲程进气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程柴油机的连续运转是由无限个柴油机的连续运转是由无限个工作循环构成。工作循环构成。在柴油机四个工作冲程中，只有燃烧做功冲程对外做功，其他在柴油机四个工作冲程中，只有燃烧做功冲程对外做功，其他三个冲程消耗能量。三个冲程消耗能量。吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 180CA180CA180CA180CA进气阀 排气阀 进气冲程进气冲程 活塞由上止点向下止点活塞由上止点向下止点移动，进气阀打开，排移动，进气阀打开，排气阀关闭。气阀关闭。 在柴油机进气冲程中，在柴油机进气冲程中，纯净空
11、气被吸入气缸，纯净空气被吸入气缸，为柴油燃烧提供氧气。为柴油燃烧提供氧气。压缩冲程压缩冲程 活塞由下止点向上止点移活塞由下止点向上止点移动，进气阀和排气阀全动，进气阀和排气阀全部关闭。部关闭。 柴油机压缩比较大，压柴油机压缩比较大，压缩终点时气缸内气体压缩终点时气缸内气体压力可高达力可高达35MPa，温度，温度可达可达310340K，为气缸，为气缸内油气混和与点火做好内油气混和与点火做好准备。准备。做功冲程做功冲程 活塞由上止点向下止点移活塞由上止点向下止点移动，进气阀和排气阀同时动，进气阀和排气阀同时关闭。关闭。 压缩冲程结束时喷入燃烧压缩冲程结束时喷入燃烧室内的柴油，与高温高压室内的柴油，
12、与高温高压气体混和并燃烧。燃气受气体混和并燃烧。燃气受热膨胀，推动活塞下移，热膨胀，推动活塞下移，对外做功。对外做功。排气冲程排气冲程 活塞由下止点向上止点活塞由下止点向上止点移动，进气阀关闭，排移动，进气阀关闭，排气阀打开。气阀打开。 通过活塞将废气排出气通过活塞将废气排出气缸，为下一个工作循环缸，为下一个工作循环做好准备。做好准备。柴油机的基本组成柴油机的基本组成 机体组件曲柄连杆机构配气机构燃油供给系统润滑系统冷却系统启动系统三、柴油的主要性能（一）、柴油的抗爆性（二）、柴油的流动性（三）、柴油的雾化和蒸发性能（四）、柴油的安定性、腐蚀性和洁净度（一）、柴油的抗爆性1、什么是柴油的抗爆性
13、？2、柴油抗暴性的表示：十六烷值（CN）3、不同柴油机对十六烷值（CN）的要求4、柴油十六烷值与化学组成的关系5、柴油十六烷值与不同馏分的关系1、柴油的抗爆性柴油抗爆性指的是柴油在发动机汽缸内燃烧时抵抗爆震的能力，即柴油燃烧的平稳性。2、十六烷值（CN）十六烷值高的柴油，抗爆性能好，燃烧均匀，不易发生爆震现象，使发动机热功效率提高，使用寿命延长；过高的十六烷值（如大于65）的柴油燃烧会形成黑烟，燃料消耗反而增加；从使用性和经济性两方面考虑，使用十六烷值（CN）适当的柴油才合理。3、不同柴油机对十六烷值（CN）的要求对十六烷值（CN）的要求取决于柴油发动机的转速及负荷变化大小、启动情况和环境温度
14、等因素。高速柴油机的燃料其十六烷值应在4060，一般使用4045的燃料；中速柴油机可使用具有3035的燃料；低速柴油机可以使用低于25的燃料。国外柴油标准十六烷值的规定值一般都在45以上，实际测定值也在45左右；我国石油产品标准中规定轻柴油的十六烷值一般不低于45，对于由中间基、环烷基原油生产的各号轻柴油的十六烷值允许不小于40。4、柴油十六烷值与化学组成的关系通常，相同碳原子数的不同烃类，以烷烃的十六烷值最高；烯烃、异构烷烃和环烷烃居中；芳烃的十六烷值最小。烃类的异构化程度越高，环数越多，其十六烷值越低。环烷烃和芳烃随侧链长度的增加，其十六烷值增加，而随侧链分支的增多，十六烷值显著减小。对于
15、同类烃，相对分子质量越大，热稳定性越差，自燃点越低，十六烷值越高。5、柴油十六烷值与不同馏分的关系相同类型的原油生产的柴油，直馏柴油的十六烷值要比催化裂化和焦化生产的柴油高。柴油来源十六烷值柴油来源十六烷值大庆直馏柴油6769孤岛直馏柴油3336大庆催化裂化柴油4649孤岛催化裂化柴油2527大庆延迟焦化柴油5860孤岛催化加氢柴油3035大庆热裂化柴油5659不同类型原油的直馏柴油和二次加工柴油的十六烷值比较（二）、柴油的流动性柴油的流动性是指柴油的低温流动性；柴油的低温流动性与其化学组成有关，其中正构烷烃的含量越高，则低温流动性越差；我国评定柴油低温流动性能的指标为凝点（或倾点）和冷滤点；
16、1、凝点凝点是指试样在试验规定的条件下，冷却至液面不移动时的最高温度，以表示。严格说凝点并不能确切表明柴油实际使用的最低温度。凝点是柴油质量中一个重要指标，轻柴油的牌号就是按凝点划分的。对照课本Pg106低温性能各参数2、倾点 在试验规定的条件下冷却时，油 品能够流动的最低温度，又称流 动极限，以表示。3、冷滤点（1）冷滤点是指在试验规定的条件下，柴油试样在60s内开始不能通过过滤器20mL时的最高温度，以（按1的整倍数）表示。图为：冷滤点测试仪冷滤点测试仪冷滤点（2）冷滤点比凝点更能反映车用柴油的低温使用性能，它是保证车用柴油输送和过滤性的指标，并且能正确判断添加低温流动改进剂（降凝剂）后的车用柴油质量，一般冷滤点比凝点高26。图为：冷滤点测试仪冷滤点测试仪柴油中正构烷烃的含量越多，其倾点、凝点和冷滤点就越高；如石蜡基原油及其直馏产品的的倾点、凝点和冷滤点要比环烷基原油及其直馏产品高得多。表面活性剂能吸附在石蜡结晶中心的表面上，阻止石蜡结晶的生长，致使油品的凝点、倾点下降，所以柴油中加入某些表面活性物质（降凝添加剂），则可以降低油品的凝点。柴油在精制过程中会与水接触，若脱水后的柴油含
