1.车用柴油的低温流动性
车用柴油的低温流动性(Flow-ability)是指在低温条件下车用柴油具有的流动性能。
与汽油相比,车用柴油的密度和黏度都比较大。且随着温度的降低,柴油的黏度会变得更大。柴油的黏度越大,则其低温流动性越差。
2.低温流动性对柴油机的影响
简而言之,柴油的低温流动性直接影响柴油的泵送性能。
由于柴油机采用缸内直喷、压燃着火的工作方式,对喷入气缸内的柴油的清洁性要求很高,因此,柴油机燃油供给系统滤清器滤网的目数要比汽油机燃油供给系统滤清器滤网的目数多得多。相应地,柴油机燃油供给系统的工作阻力也要比汽油机燃油供给系统的工作阻力大得多。
如果柴油的低温流动性不好,在低温下失去流动性,就会使柴油的泵送性能劣化,使柴油机燃油供给系统的工作阻力进一步增大,进而使供油量减少甚至中断,导致发动机不能正常工作甚至熄火。
此外,车用柴油的低温流动性还直接影响柴油在低温条件下的贮存、运输、倒装作业的正常进行。
综上所述,要求车用柴油应具有良好的低温流动性。
3.柴油低温流动性的影响因素及改进措施
柴油在较低温度下之所以凝固,是由于柴油中含有一定量的石蜡(即正构烷烃)。在常温下,石蜡在柴油中呈溶解状态存在。当温度降低时,这些石蜡会逐渐析出并形成蜡晶。随着温度的进一步降低,蜡晶会迅速长大,首先形成平面状结晶,这些结晶相互联结,最后形成三维网状结构,把柴油包在其中,使柴油失去流动性而呈现凝固状态。
为了改善车用柴油的低温流动性,通常在柴油中加入流动性能改进剂(Cold Flow Improvers,又称柴油降凝剂)。流动性能改进剂可与柴油中析出的石蜡发生共晶、吸附,有抑制石蜡结晶生长的作用,故可改善车用柴油的低温流动性能。
国产柴油流动性能改进剂的代号为T1804,化学名称是聚乙烯-醋酸乙烯酯。目前,柴油降凝剂已经发展到第二代,并正式更名为柴油防凝剂。
柴油低温流动性的评价指标有三个,分别为凝点、浊点和冷滤点。 日本采用凝点,美国采用浊点,欧洲国家多采用冷滤点,而我国采用凝点和冷滤点。 在数值上,一般凝点<冷滤点<浊点。
1.凝点
柴油在一定的试验条件下,冷却到液面不能移动时的最高温度,称为柴油的凝点(Solidifying Point或Freezing Point)。也就是说,凝点是柴油在低温环境中失去流动性的最高温度。我国车用柴油的牌号就是按照凝点来划分的。
柴油凝点的高低与其烃类组成密切相关。其中,饱和烃的凝点比不饱和烃的凝点高;在饱和烃中,正构烷烃的凝点比异构烷烃的凝点高;对正构烷烃,其凝点又随碳链长度的增加而升高。
2.浊点
柴油液体样品在标准状态下冷却至开始出现混浊的最高温度称为柴油的浊点(Cloud Point)。
柴油出现浑浊是由于随着温度的降低,油品中开始析出石蜡晶体所致。含石蜡越多的柴油,其浊点也越高。
温度达到浊点后,虽然柴油中有石蜡晶体析出,使柴油在燃油供给系统中的流动阻力增大,但是还能保证正常供油,并不影响柴油机的正常工作。因此,浊点并不是车用柴油使用的最低温度。
同时,对加有流动性能改进剂的柴油的低温性能,浊点也不能准确表征。因此,用浊点作为柴油低温性能评价指标过于苛刻。除美国、俄罗斯、法国等少数国家还在采用浊点之外,其他国家都已经不再采用浊点作为评价柴油低温流动性的指标。
3.冷滤点
在规定的条件下对柴油进行冷却,并以2kPa的真空对其进行抽吸,柴油不能以20mL/min的流量通过标准规格滤清器(363目/in 2 )的最高温度,称为柴油的冷滤点(Cold Filter Plugging Point)。
冷滤点能够真实反映柴油在低温条件下的实际使用性能,也最接近柴油的实际最低使用温度。一般来说,柴油的冷滤点相当于最低使用温度。例如-50号柴油的冷滤点为-44℃,则可在最低气温为-44℃以上的地区使用。
与浊点、凝点相比,柴油的冷滤点更具有实际意义,是衡量车用柴油低温流动性能的重要指标。因此,目前国内外评价车用柴油低温流动性时,广泛采用冷滤点。