車用柴油的質(zhì)量與檢驗(yàn)方法

劉海洋(長春市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，吉林 長春 130000)

0 引言

車用柴油質(zhì)量好壞直接影響到車輛發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率及使用壽命，所以對(duì)車用柴油進(jìn)行檢驗(yàn)分析柴油性能，對(duì)其使用效率有積極作用。

1 車用柴油的質(zhì)量特性

車用柴油主要具備如下6個(gè)方面的質(zhì)量特點(diǎn)：其一，低溫流動(dòng)性。這是說明輕柴油如果處于環(huán)境溫度較低的條件下，流動(dòng)性效果依然比較好，可以利用冷濾點(diǎn)、濁點(diǎn)等做好檢測(cè)和認(rèn)定。其二，發(fā)火性和燃燒性。這一方面的特點(diǎn)主要指的是柴油在氣缸內(nèi)經(jīng)過高溫高壓之下可以發(fā)火燃燒。其三，霧化、蒸發(fā)性。輕柴油通過噴油器直接噴射到氣缸內(nèi)，形成液體霧粒，然后快速的汽化蒸發(fā)進(jìn)行再次使用。其四，安定性。該特性具體包含熱安定性、儲(chǔ)存安定性方面。如果安定性方面不足，或者極易形成有機(jī)酸、膠質(zhì)等方面的柴油材料，一般會(huì)添加抗氧防膠劑的材料。其五，腐蝕性。因?yàn)椴裼蛢?nèi)含有一定量的有機(jī)酸、有機(jī)堿、硫化物等成分，所以腐蝕性比較明顯，具體可以從酸度、硫含量等成分方面檢測(cè)。其六，清潔性。這是指柴油內(nèi)并不存在任何水分、機(jī)械雜質(zhì)等，完全滿足車用要求[1]。

2 車用柴油的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)環(huán)保方面的重視度逐步提高，所以柴油在使用環(huán)節(jié)，不僅要達(dá)到動(dòng)力性能的要求，且要滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。柴油如果含有過量的硫元素、多環(huán)芳烴等雜質(zhì)會(huì)使柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時(shí)產(chǎn)生比較多的固體顆粒物，一旦這些雜質(zhì)進(jìn)入到噴嘴上，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常的運(yùn)行。這些顆粒物經(jīng)過尾氣直接排入到空氣中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，接觸到人的皮膚也會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生。隨著近年來相繼頒發(fā)了比較多的國家標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)柴油污染物的檢測(cè)和分析，特別是硫元素、多環(huán)芳烴類物質(zhì)，同時(shí)保證清潔性合格才能投入使用。

3 車用柴油質(zhì)量檢驗(yàn)方法概述

3.1 穩(wěn)定性檢驗(yàn)

車用柴油最為重要的一項(xiàng)指標(biāo)就是穩(wěn)定性，對(duì)于該特性來說，車用柴油穩(wěn)定性較高的條件下，燃燒的情況下，不容易產(chǎn)生積碳的問題，貯存環(huán)節(jié)，也不會(huì)形成膠質(zhì)物質(zhì)。車用柴油穩(wěn)定性指標(biāo)主要是如下兩個(gè)方面：第一，總不容物。我國國家標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定總不容物不能超過2.50 mg/100 mL，主要檢驗(yàn)方法為《餾分燃料油氧化安定性測(cè)定法(加速法)》。第二，10%蒸余物殘?zhí)俊執(zhí)渴悄壳暗能囉貌裼驮谑褂弥兴纬山固康闹饕u(píng)價(jià)性指標(biāo)。我國國家標(biāo)準(zhǔn)要求，蒸余物殘?zhí)坎荒艹^0.30%，主要檢驗(yàn)方法為《石油產(chǎn)品殘?zhí)繙y(cè)定法》。

3.2 含硫量檢驗(yàn)

在車用柴油質(zhì)量檢驗(yàn)環(huán)節(jié)中，含硫量檢驗(yàn)是非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，在具體檢驗(yàn)環(huán)節(jié)需要從含硫量、銅片腐蝕、酸度等層面檢修檢測(cè)。

第一，含硫量。該方面的檢測(cè)是通過柴油內(nèi)的含硫成分以及硫衍生物含量比例方面確定。柴油內(nèi)硫的含量一般都會(huì)大于汽油內(nèi)硫的含量，所以從某種程度上來說，會(huì)給柴油的使用產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。柴油燃燒的過程中，其中含有的硫化物和硫都會(huì)形成三氧化硫、二氧化硫等物質(zhì)，其會(huì)給柴油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)各個(gè)部件造成較大的腐蝕和問題，主要檢驗(yàn)方法為《石油產(chǎn)品硫含量測(cè)定法》。

第二，銅片腐蝕。該方面的檢驗(yàn)是確定柴油對(duì)金屬所形成的腐蝕性反應(yīng)的情況，具體就是檢測(cè)確定是否有活性硫的情況。其主要的檢測(cè)工作原理是確定柴油內(nèi)是否存在活性硫的成分，還要確定其對(duì)于金屬所產(chǎn)生的腐蝕性反應(yīng)，具體檢驗(yàn)方法是《石油產(chǎn)品銅片腐蝕實(shí)驗(yàn)法》[2]。

第三，酸度。將制備好的100 mL試樣滴入到柴油中，然后再應(yīng)用氫氧化鉀作為主要檢驗(yàn)材料進(jìn)行，具體檢驗(yàn)方法為《汽油、煤油、柴油酸度測(cè)定法》。

3.3 清潔性檢驗(yàn)

清潔性是車用柴油的重要質(zhì)量指標(biāo)，具體是從下述幾個(gè)方面出發(fā)進(jìn)行檢驗(yàn)：首先是水分。通常來說，在加注、存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)都有可能會(huì)滲入水分，同時(shí)其中還會(huì)有一定量的無機(jī)鹽成分，造成柴油灰分有很大的變化，導(dǎo)致柴油內(nèi)硫化物給各個(gè)部件產(chǎn)生較大的腐蝕問題。此外，水分還會(huì)造成柴油穩(wěn)定性不足，甚至溫度較低的條件下，容易凝結(jié)成冰，導(dǎo)致油路不通暢，水分具體檢驗(yàn)方法如《石油產(chǎn)品水分測(cè)定法》[3]。

其次是機(jī)械雜質(zhì)。和汽油內(nèi)機(jī)械雜質(zhì)有著一定的差異，柴油內(nèi)指的是沒有規(guī)定油劑內(nèi)會(huì)產(chǎn)生溶解的懸浮物、沉淀物等。機(jī)械雜質(zhì)不僅會(huì)造成油孔、噴油器等不能正常的運(yùn)行，還會(huì)造成噴油器的磨損更加的嚴(yán)重。因此，我國國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，柴油內(nèi)不能有任何機(jī)械雜質(zhì)，具體檢驗(yàn)方法為《石油產(chǎn)品和添加劑機(jī)械雜質(zhì)測(cè)定法》[4]。

最后是灰分。柴油經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒之后，就會(huì)形成灰分，一般其有如下兩個(gè)方面的來源：其一，設(shè)備腐蝕后會(huì)產(chǎn)生一定的氧化物；其二，沒有完全蒸餾反應(yīng)的有機(jī)鹽、無機(jī)鹽的類型。灰分并不具備任何可燃性，并且硬度較高。發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行中，灰分的存在會(huì)讓活塞、汽缸壁的摩擦變得更加的劇烈，造成二者的磨損極為嚴(yán)重，一般來說，檢測(cè)方法為《石油產(chǎn)品灰分測(cè)定法》。經(jīng)過必要的車用柴油指標(biāo)檢驗(yàn)分析和處理，可以更好的保證柴油質(zhì)量，提高柴油的利用率，防止給環(huán)境和機(jī)器帶來不利的影響。

3.4 黏度

黏度是柴油的流動(dòng)過程中，分子之間所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦而組織分子運(yùn)動(dòng)的一些物質(zhì)。柴油黏度指標(biāo)和霧化性、氣缸噴油的距離存在著直接的關(guān)系，一般情況下，輕柴油處于20 ℃溫度的情況下，其黏度大約為5 mm2/s，可以符合高壓油泵的潤滑性要求，達(dá)到霧化、燃料供應(yīng)的要求。柴油黏度指標(biāo)需要進(jìn)行流動(dòng)性、黏稠性方面的檢查，具體可以從運(yùn)動(dòng)黏度、動(dòng)力黏度方面進(jìn)行檢測(cè)。如果運(yùn)動(dòng)黏度相對(duì)較小，則容易出現(xiàn)油束形狀和燃燒室不適應(yīng)的情況，導(dǎo)致混合氣體存在較大的質(zhì)量差的問題，運(yùn)動(dòng)黏度較大也會(huì)出現(xiàn)燃料漏失嚴(yán)重的問題，出現(xiàn)柴油系統(tǒng)供油無法正常進(jìn)行的情況。運(yùn)動(dòng)黏度需要經(jīng)過如下方式進(jìn)行檢測(cè)：在特定的溫度條件下，通過測(cè)量樣品流過粘度計(jì)的時(shí)間，然后再把黏度計(jì)常數(shù)和流動(dòng)時(shí)間相乘就會(huì)得到運(yùn)動(dòng)黏度的數(shù)據(jù)；動(dòng)力粘度需要將樣品的密度和運(yùn)動(dòng)黏度相乘得到，也就是某個(gè)溫度之下的動(dòng)力黏度數(shù)據(jù)。檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該注意下述問題：(1)選擇符合要求的黏度計(jì)設(shè)備，保證樣品流動(dòng)時(shí)間至少為200 s，流動(dòng)時(shí)間不能少于350 s；(2)檢驗(yàn)開始前，需要做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)精度的檢測(cè)；(3)樣品吸取的環(huán)節(jié)，防止因?yàn)橐后w移動(dòng)而形成較大的氣泡，如果存在氣泡，應(yīng)該再次進(jìn)行吸取；(4)黏度計(jì)以豎直狀態(tài)存在，可以利用鉛垂線輔助進(jìn)行；(5)溫度嚴(yán)格控制，變化幅度不能超過±0.1 ℃，防止溫度改變給油品黏度造成不良影響[5]。

3.5 凝點(diǎn)、濁點(diǎn)、冷濾點(diǎn)

車用柴油主要是通過石蠟基原油經(jīng)過必要的提煉和加工所形成的，以固態(tài)的形式存在，溫度較高的條件下，則會(huì)轉(zhuǎn)化成為液態(tài)而進(jìn)入到石油中。濁點(diǎn)就是柴油開始析出石蠟結(jié)晶體的形式，以渾濁的形式存在的最高溫度；凝點(diǎn)為柴油失去流動(dòng)性時(shí)的最高溫度。柴油機(jī)內(nèi)會(huì)有專用的低溫過濾裝置，在冷卻的環(huán)節(jié)會(huì)有石蠟晶體直接析出來，冷濾點(diǎn)就是析出晶體而產(chǎn)生的阻塞過濾裝置的最高溫度。通過濁點(diǎn)進(jìn)行分析低溫流動(dòng)性，并不是合理的，要求也非常嚴(yán)格，而凝點(diǎn)又不能達(dá)到應(yīng)有的效果，所以我國使用凝點(diǎn)和冷凝點(diǎn)進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定，了解柴油流動(dòng)性參數(shù)。在低溫環(huán)境中，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，這是因?yàn)橛行┙M分冷凝析出，而產(chǎn)生流動(dòng)性不足的問題，導(dǎo)致柴油黏度升高。為了能夠消除該問題，一般會(huì)加入降凝劑的方式，可以避免產(chǎn)生結(jié)晶體。

3.6 餾程

餾程檢測(cè)是在某個(gè)試驗(yàn)環(huán)境中，初餾點(diǎn)和終餾點(diǎn)所存在的溫度差異，具體的作用就是檢測(cè)確定從液態(tài)轉(zhuǎn)化成為氣態(tài)的能力。輕柴油餾程會(huì)直接該柴油機(jī)的啟動(dòng)性、運(yùn)行穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、設(shè)備磨損性等方面產(chǎn)生影響。因此，需要綜合分析餾程參數(shù)，同時(shí)做好回收溫度的檢查，這樣可以掌握具體的柴油的運(yùn)行性質(zhì)，保證不會(huì)有任何的問題存在，提高運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性。

3.7 閃點(diǎn)

閃點(diǎn)為柴油樣品蒸發(fā)所產(chǎn)生的燃燒性反應(yīng)，讓火焰延伸到試樣油面所存在的最低溫度參數(shù)。不同油品的閃點(diǎn)檢查方法有著極大的差異，重質(zhì)油主要是開口閃點(diǎn)檢測(cè)的方法，而輕質(zhì)油一般是選擇使用閉口閃點(diǎn)的檢測(cè)。閉口閃點(diǎn)檢測(cè)是比較重要的技術(shù)參數(shù)，這是最為基礎(chǔ)性的要求，但是也容易導(dǎo)致一些糾紛存在。在具體的閃點(diǎn)檢測(cè)環(huán)節(jié)，要做好如下7個(gè)方面的工作：(1)試樣選取工作開始前，應(yīng)該將樣品輕輕搖晃，保持動(dòng)作輕柔，防止存在過度的損失問題；(2)加強(qiáng)樣品加入量的檢查，讓油面達(dá)到環(huán)形標(biāo)記的位置上，防止因?yàn)橛推妨慷鴮?dǎo)致孔家容積的變化，進(jìn)而導(dǎo)致蒸發(fā)濃度有著很大的改變，檢測(cè)結(jié)果也會(huì)有較大的偏差；(3)做好溫度和攪拌器轉(zhuǎn)速的管控；(4)試驗(yàn)火焰直徑控制在3～4 mm；(5)每次提升1 ℃的溫度，就要操作一次點(diǎn)火，此時(shí)要立即停止攪拌；(6)對(duì)于閃點(diǎn)溫度有準(zhǔn)確的預(yù)估，保證初始點(diǎn)火溫度和閃點(diǎn)溫度差在18～28 ℃內(nèi)；(7)樣品閃點(diǎn)應(yīng)高于40 ℃。

4 結(jié)語

堅(jiān)持對(duì)車用柴油6個(gè)質(zhì)量特性的檢測(cè)，堅(jiān)持執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，是確保我國的車用柴油生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵。同時(shí)大力促進(jìn)清潔能源的發(fā)展，是我國車用柴油發(fā)展的必由之路。柴油的品質(zhì)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)進(jìn)步有著重大影響，所以需要做好柴油檢驗(yàn)和分析，促進(jìn)柴油質(zhì)量的提升。