十六烷值
十六值是衡量柴油在压燃式发动机中发火性能的重要指标。十六烷值越高,表明柴油的发火性能好、滞燃期短、燃烧均匀、发动机发动平稳。十六烷值低则表明燃烧发火困难,滞燃期长。但十六烷值过高,也将会由于局部不完全燃烧,而产生少量黑色排烟。
指标
和汽油的辛烷值相似,柴油的十六烷值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 386-2010)。所用的标准燃料是正十六烷和七甲基正壬烷。正十六烷有很短的发火延迟期,自燃性能很好,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。将这两种化合物按不同比例掺合,即可配成各种十六烷值不同的标准燃料。把所测燃料与标准燃料进行对比,与其发火性能相同的标准燃料的十六烷值即为所测燃料的十六烷值。标准燃料的十六烷值按下式计算:
十六烷值=100Ψ正十六烷 +15Ψ七甲基壬烷
我国石油产品标准中规定车用柴油(GB 19147-2009)的十六烷值不低于45。
在没有条件直接测定燃料的十六烷值的情况下,可用下列实验式从柴油的物理化学性质来关联其燃烧性能。
十六烷指数
按照GB/T 11139-1989标准方法,可以通过馏分油的密度和中平均沸点用下式计算其十六烷指数:
十六烷指数=431.29-1586.88ρ20+730.79(ρ20)+12.392(ρ20)+0.0515(ρ20)-0.554t50+97.803(lgt50)
式中ρ20—馏分油在20℃时的密度,g/cm;
馏分油的中平均沸点,即用GB/T 6536-1997方法对油品进行蒸馏时,馏出50%体积时的相应温度,℃。
柴油指数
柴油指数式中的A表示其苯胺点(℃),苯胺点是等体积的油样和苯胺混合时能完全互溶的最低温度。同一柴油油样的柴油指数和十六烷值并不相等,但两者的数值比较接近。
计算公式
我国石油商业部门根据我国柴油性质的大量实测数据回归出如下相对密度与十六烷值的关联式:
十六烷值=442.8-462.9
此式的平均偏差为3.5。
测定方法
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(用手轮读数表示),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闻闻隔(以曲轴转角表示)。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,用同样的方法得到其确定的“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同时,根据手轮读数,用内插法计算试样的十六烷值,用符号XX.X/CN表示,例如50.6/CN。
改进剂
十六烷值改进剂是加入到柴油中,可以提高柴油十六烷值、并对其他油品性质影响较小的一种油品添加剂。
主要品种
十六烷值改进剂的结构种类非常繁多,十六烷值改进剂的主要类型有硝酸化合物、有机过氧化物、有机硫化合物、二硝基化合物、醚类、脂肪酸衍生物等。
使用性能
适当加入十六烷值改进剂,可提高柴油的十六烷值,但不同的油品组分对添加剂的感受性不同。且各种柴油对十六烷值改进剂的感受性与加入量并不成线性关系,而是当加入量达到一定程度时,感受性逐步趋于零。在柴油中加入添加剂后,可影响柴油闪点,且加改进剂后的柴油,储存一段时间后十六烷值会衰减。因此,建议在使用十六烷值改进剂调合油品时,要尽量使十六烷值在46以上,并尽量减少储存期。
发展趋势
随着对机车燃料油要求的提高和现有燃料油经济效益的约束,市场对于新型、安全且经济效益良好的十六烷值改进剂有着需求迫切。一般来说,十六烷值改进剂与柴油相比,黏度低,凝点低,闪点接近。选择十六烷值改进剂,除了能很好地提高柴油的十六烷值外,还必须有很好的稳定性。此外,还要考虑其他的一些因素,如对金属的高度腐蚀性、与柴油的相溶性,这些因素对于选择适当的十六烷值改进剂的作用基团非常重要。
影响因素
柴油的十六烷值与其化学组成及馏分组成有关。在碳数相同的各种柴油组分烃类中,正构烷烃的十六烷值最高,稠环化合物的十六烷值最低,烯烃、环烷烃介于烷烃与芳烃之间。烃类的异构程度越高,环数越多,其十六烷值越低;环烷烃和芳香烃随带侧链长度的增加,其十六烷值随之增加,而随侧链分支的增多,十六烷值随之减少。为使柴油发动机的工作平衡,通常使用含烷烃较多的、十六烷值高的直馏柴油。但十六烷值并不是越高越好,十六烷值高,意味着烷烃含量多。但含烷烃多的柴油凝点也随之增高,加上烷烃热安定性较差,在燃烧初期部分烷烃在燃烧室发生热分解,分解出大量的碳,这些碳的燃烧需要较长的时间,来不及燃烧的碳以烟的形态从排气管中排出,污染大气并使耗油量增加。所以柴油的十六烷值,不是越高越好,根据发动机试验和行车试验结果证明,要保证柴油的均匀燃烧和不致使耗油量不必要的增大,一般柴油的十六烷值达到40~50,就可以保证柴油机正常工作。
指标简介
十六烷值(cetane number;cetane rating)就是表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性指标。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。正十六烷(CN规定为100),1-甲基萘(CN规定为0)柴油的标准燃料是由正十六烷和2,2,4,4,6,8,8-七甲基正壬烷(CN规定为15)按一定比例混合得出,在标准发动机上将试油与标准燃料进行比较,若试油与某一标准燃料的爆轰程度相当,那么它与标准燃料均有同样的十六烷值,标准燃料的十六烷值可由下式计算:十六烷值=正十六烷体积分数+0.15×七甲基壬烷体积百分数。
十六烷值改进剂 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(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。评定燃油自燃性的指标。燃料自燃性对柴油机的起动性和燃烧过程都有影响,它是柴油的一项重要性能指标。为了测定燃油的自燃性,规定着火性能极好的正十六烷(C16H34)的十六烷值为100,规定着火性能极差的α-甲基萘(C10H7CH3)的十六烷值为0,将正十六烷和α-甲基萘按不同比例配成混合物作为标准燃料。
当被测试燃料与某一配比的标准燃料的着火性能相当,而这种标准燃料中十六烷所占容积百分数为x%时,x即为被试燃料的十六烷值。燃料的十六烷值高意味着它自燃性好,用于柴油机时起动容易,工作柔和。如十六烷值过高,则柴油机排气冒黑烟,经济性下降;如果过低,则起动困难。一般柴油机燃油的十六烷值在40~55范围之内。在寒冷或高海拔地区应选用高十六烷值燃料,大型低速柴油机可用十六烷值为30的燃料。十六烷值可用发动机法或实验室法测定。发动机法是在试验发动机上测定,常用的有闪光重合法、着火延迟期法和临界压缩比法等。实验室法是用燃料的某些物理性质间接测定,常用的有苯胺点法和柴油指数法等。
测量仪
辛烷值/十六烷值分析仪的原理在于对汽油的辛烷值和柴油的十六烷值的绝缘导磁率和电磁感应的电荷特性分析测量出来的。通过测量样品的绝缘介质特性,同已知的存在内存里的参数相比较,从而测定出结果。仪器十分敏感,可以测得微小的电介质参数变化。从而可以检测辛烷值,十六烷值等石油产品参数。
无论在在现场还是实验室—SHATOX系列分析仪都是便携式快速分析仪器的领导者.SHATOX设计生产用于汽油,柴油,机油和变压器油的分析仪器。
对于石油产品参数的快速测量方法比传统的方法效率更高,因此这种仪器渗透到石油产品品质测量仪器市场已成为一种趋势。
SHATOX系列分析仪—辛烷值分析仪,以及石油产品低温参数分析仪,用来检测柴油,机油和航空煤油等的参数. 这些仪器广泛用于石油产品品质检测应用。
便携式辛烷值分析仪常用于动力汽油的辛烷值现场分析,与电机法和研究法(RON和MON)相对应,也可适用于柴油的十六烷值分析。另外,被分析液体的温度和柴油的凝固点也可以测量,测量结果显示在LCD液晶显示屏上。
十六烷值测量仪(十六烷值分析仪或者十六烷值机)符合的标准SHATOX辛烷值分析仪广泛的应用在世界各地。其测量方法符合国际标准:辛烷值测量符合:ASTMD 2699-86, ASTM D 2700-86.柴油十六烷值测量符合: ASTM D 4737-03, ASTM D 613, EN ISO 5165。
功能特点
测量汽油辛烷值,柴油十六烷值
燃料油的电导率测量
更加全面综合的精确的测量石油产品的各种数据
可重复的误差范围为0.5个辛烷值单位,带温度校正
绝对误差接近静态测量值,小于0.5个辛烷值单位.
可以对各种含添加剂的汽油进行测量
同时显示RON,MON和抗爆指数(AKI).AKI=(RON+MON)/2.
测量柴油的十六烷值,柴油类型及凝结温度
功能强大的处理芯片可以对数据快速精确的处理,同WINDOWS系统兼容
简单易操作,体积小,便于携带,箱体防振,防溶剂,密封.使用成本低
四排带背光LCD显示,适于低温环境,电源指示,外带低压电源.
技术规范
测量项目:所有种类的汽油,柴油
测量范围:辛烷值:40-120(精度0.5),十六烷值:20-100(精度1)
每个样品的测量时间:<10sec
仪器消耗电流:30mA,电池使用时间:1000hours
操作范围:温度10℃~+40℃,相对湿度30%~80%R.H.,大气压力64~106kPa
规格:传感器:60mm×100mm,主机:80mm×150mm×30mm。
如何选择
加油站标注的柴油标号只只表明了柴油的抗凝固性能。而真正影响燃烧性能的主要是柴油的十六烷值。它和汽油的辛烷值有些相似,十六烷值越高,柴油的燃烧性能越好,越不容易产生爆轰等不正常燃烧现象。一般来说,适合轿车使用的轻柴油,其十六烷值不应低于45。
但目前国内车用柴油的标准刚刚确立,各地油品质量参差不齐,加油最好选择信誉好的加油站。和汽油机油的SA~SL分级一样,柴油机专用机油也有等级之分。根据美国石油协会的标准,柴油机油从CC到CI共分7个等级,CC最低,CI最高。柴油轿车应加注不低于CF等级的机油,而强化程度较高的增压发动机最好使用。
注意事项
与十六烷值指数的区别
十六烷值是表示柴油抗爆性的指标,是指与柴油自然性相当的标准燃料中所含正十六烷的体积百分比,十六烷值的测定是在实验室标准的单缸柴油机上按规定条件进行的;
十六烷值指数是表示柴油在发动机中发火性能的计算值,该值是从柴油的标准密度和50%的馏出温度通过公式计算而得出,是理论值,一般在没有十六烷值机进行标准试验时采用。
参考资料
柴油的十六烷值和柴油机油的选择.新浪汽车.2016-12-16
十六烷指数和十六烷值的区别.Powered by Discuz!.2016-09-21