燃油及润滑油性能指标、质量影响和检测方法
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新闻主题
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柴油发电机的柴油和机油的主要参数
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摘要：燃油和润滑油的性能质量直接决定了柴油发电机的运行效率、可靠性、寿命长短和总运营成本。因此，在柴油发电机的运营中，“省小钱，坏大事” 在油品选择上体现得淋漓尽致。使用高品质的燃油和润滑油，虽然单次采购成本稍高，但能极大地保障设备的可靠性，延长大修周期，降低故障率，从全生命周期来看，其总成本远低于因使用劣质油品导致的维修和停机损失。
一、油品的性能指标及影响
1．柴油的着火性能-十六烷值
十六烷值是评定柴油着火性能（自燃性）和燃烧特性的指标。由于柴油发电机是压缩自行发火，所以柴油的自燃性对燃烧过程的质量和柴油发电机的运转有很大的影响。
测定十六烷值的方法通常采用一种标准燃料，这种燃料是由十六烷（C16H34）和甲基茶配制成。十六烷最易自燃，燃烧特性良好，定其十六烷值为100，甲基茶最不易自燃，燃烧特性不好，定其十六烷值为0。当测定的柴油的自燃性与配制的标推燃料的自燃性相同时，则标准燃料混合液中十六烷体积百分数即定为被测柴油的十六烷值。
柴油的十六烷值高，自燃性好，柴油发电机工作平稳，易于低温起动，反之会使滞燃期过长，从而使柴油发电机运转不平稳。但柴油十六烷值过高也不好，若高于65时，喷入燃烧室的柴油来不及与空气混合就着火，易使柴油在高温下裂解成游离炭，造成排气管冒黑烟，经济性能差。因此，必须根据柴油发电机的结构特点，特别是转速、燃烧室形状和汽缸内温度等因素来选择合适的十六烷值。
2．柴油的挥发性能-馏程
馏程是表征柴油的挥发性（蒸发性、蒸发度）。它是用柴油馏出某一百分比的温度范围来表示的。例如国产10号柴油规定：50％的馏出温度不高于300℃，90％的馏出温度不高于350℃。这就是国产10号柴油的馏程指标。
由于柴油喷入汽缸是汽化以后着火燃烧的，所以柴油的挥发性直接影响燃烧过程的进行。柴油喷入燃烧室必须在极短的时间内完成蒸发和混合，而蒸发时间要求是随柴油发电机转速而定的，因此，不同转速的柴油发电机对柴油的挥发性要求也不同。低速柴油发电机挥发性
差一些没有多大关系，而高速柴油发电机则要求挥发性好。但挥发性太强也不好，一方面增加了存放的损失，另一方面由于汽化时间太短，将使汽缸内燃烧速度过快，形成“突爆”，对运行经济性不利。
另外，高速柴油发电机的燃烧室结构不同，对柴油的挥发性要求也不同。如对于预燃室式的燃烧室则可使挥发性差一点，而直接喷射式燃烧室则要求柴油的挥发性强一些。
总之，要根据柴油发电机的转速、燃烧室的结构来选择柴油的挥发性能。
3．黏度
黏度是燃油和润滑油的一个重要指标，它表示液体内部摩擦力的物理特性。对于燃油会影响其喷雾质量、过滤性和在管路中的流动性，对于润滑油会影响到薄层油膜的形成。
柴油的黏度过高，柴油的滤清和流动困难、喷雾恶化、燃烧性能差；反之，黏度过低，会使喷油泵柱塞偶件和喷油嘴针阀偶件处漏油，另外也会加速这些偶件磨损。
润滑油的黏度过高，油膜内摩擦增加，供油缓慢，柴油发电机起动困难；反之，黏度过低，就难以形成适当厚度的油膜，起不到正常润滑和密封汽缸的作用。
所以，不管是燃油还是润滑油都要根据柴油发电机性能要求选择适当的黏度，以保证柴油发电机的正常运行。
黏度的表示方法有以下三种。
（1）动力黏度（绝对黏度）μ。动力黏度是指面积各为1c㎡的两液体层，以1cm/s的速度相对运动1cm时所产生的阻力。如果阻力为1达因，则动力黏度为1泊。1泊＝100厘泊＝0.012kg·s/㎡。
（2）运动黏度v。运动黏度是指液体的动力黏度与其同温度下的密度之比，即
式中：p为被测液体密度，（kg·s2）/㎡；
运动黏度的单位为沲或厘沲。1沲＝1c㎡/s＝100厘沲。
（3）恩氏黏度E。恩氏黏度是指在一定温度下，200mL油品从恩氏标准黏度计中流出的时间与温度为20℃时200mL蒸馏水流出的时间之比。其单位是°E。
柴油和润滑油的黏度是随油温升高减小，随油温下降而升高的。所以，平时所指黏度是指在一定温度下的黏度。
4．凝点
液体燃料失去流动特性时的温度称为凝点。当燃油或润滑油达到凝点时，使抽注、运输、储存以及在柴油发电机中工作都无法进行。因此，凝点是供油和储运过程的重要指标。柴油就是依据凝点来标号的。
5．闪点
燃油在加热的条件下，其蒸气与周围空气混合，当接触火焰时，发出闪火的最低温度，称为闪点。
闪点是表示燃油的安全指标，用它来划分油品的危险等级。闭口闪点在45℃以下的为易燃品，在45℃以上的为可燃品。
6．残碳（含碳量）
油料蒸发后所留下来的碳，如果用百分比表示则称含碳量。显而易见，含碳量越低则油质越好。
由于油料中残碳所占百分比较小，通常用10％蒸余物的残碳量（即燃料含碳量的10倍）来表示。
7．合硫量
硫是燃油中的有害成分，硫在燃烧时会产生二氧化硫，在遇到湿蒸气或水就会形成亚硫酸或硫酸，对金属有强烈的腐蚀作用。另外，硫的氧化物沉积于积炭中形成坚硬的物质，加剧汽缸、活塞的磨损。因此要求燃油中的含硫量越少越好。
8．机械杂质和水分
机械杂质会引起喷油器堵塞，加剧柴油发电机柴油系机件特别是精密偶件的磨损。柴油中的水分会使燃烧恶化，并能将溶解的盐带入汽缸增加积炭。因此，轻柴油中不允许有机械杂质和水分。如果在储运中混入，则必须经过沉淀和过滤处理方可使用。
9．灰分
灰分是指燃油完全燃烧后的剩余物。柴油中所含灰分越少越好，因为燃烧后剩余的灰分将加剧汽缸的磨损。国家规定轻柴油灰分含量不大于0.025％，重柴油灰分不大于0.04%~0.08%。
10．酸度
酸度表示燃油中有机酸及其他酸类混合物的含量。酸度的单位是以中和100mL燃油中的酸量所需的氢氧化钾的毫克数量来表示的，酸度越小越好，因为酸度大能增加柴油发电机油泵柱塞的磨损和汽缸的磨损。
轻柴油的酸度规定不大于10mgKOH/100mL。
11．胶质
燃油中某些化学成分在温度较高或阳光的作用下被氧化聚合而成的胶状沉淀物，称为胶质。它会使供油系统的流动截面减小，甚至堵塞油路，因此柴油中的胶质也必须加以限制。柴油中的胶质以100mL柴油经氧化而生成的胶质毫克数表示。
12．发热值
发热值是指1kg燃油在完全燃烧后所产生的热量，它是评定燃油质量的重要指标。燃油的发热值有总热值和净热值之分，从总热值中扣除燃烧过程所产生的水蒸气的汽化潜热即为净热值。
柴油发电机所用燃油的净热值一般均在9700～10500kcal/kg范围内。发热值越高，燃油消耗率越低，运行的经济性越好。
13．机油的黏温性能（黏度比）
通常机油的黏度是随温度的升高而成比例地下降。黏温性通常用100℃和50℃时运动黏度的比值作为衡量标准。黏温性数值小，说明机油的润滑性能好，在低温时，油不会太稠，在高温时，油不会太稀，能保持一定的油膜，起到应有的润滑和密封作用。
14．机油的热氧化安定性能
热氧化安定性能就是指润滑油在高温发生氧化作用时油本身具有防止金属表面上形成胶状薄膜的能力。为了提高这种能力，防止氧化作用，常在润滑油中加入添加剂，以提高润滑油的热氧化安定性。
以下表1-表4列出了轻柴油、重柴油、柴油发电机润滑油、汽油机润滑油的质量指标，供参考。
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表1 轻柴油质量指标
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注：浊点不准高于凝点指标的7℃
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表2 柴油发电机润滑油质量指标（SY 1152-71）
表3 重柴油质量指标
表4 汽油机润滑油质量指标（GB 458-72）
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二、油品检测方法
1、燃油性能质量检测方法
柴油的检测通常遵循国家标准（如GB/T 19147《车用柴油》）或国际标准（如ASTM D975）。主要检测方法如下：
（1）十六烷值：ASTM D613。这是在标准的可变压缩比单缸试验发动机上，与已知十六烷值的参考燃料进行对比测试。该方法精确但设备昂贵、耗时较长。
（2）十六烷指数：ASTM D976或ASTM D4737。这是一种计算值，通过柴油的密度和馏程（如50%馏出温度）通过公式计算得出。它不能完全替代十六烷值，但因其简便，是常用的快速评估指标。
（3）硫含量：紫外荧光法(ASTM D5453)，目前最常用的标准方法。样品在高温炉中燃烧，硫转化为二氧化硫，在紫外光照射下激发产生荧光，通过检测荧光强度来精确测定硫含量。
（4）黏度：标准方法ASTM D445。在恒温浴（如40°C）中，测量固定体积的燃油在已校准的玻璃毛细管粘度计中流过的时间，然后计算出运动黏度（单位：mm²/s或cSt）。
（5）馏程：ASTM D86。在特定实验室装置中蒸馏100ml燃油样品，记录初馏点、10%、50%、90%回收温度及终馏点。这反映了燃油的蒸发特性。
（6）闪点：ASTM D93（潘斯基-马丁闭口杯法）。将样品在闭口杯中缓慢加热，定期引入小火焰，能引起油蒸气瞬间闪燃的最低温度即为闪点。这是安全性的重要指标。
（7）水分：
① 卡尔·费休法(ASTM D6304)：化学滴定法，精度极高，可检测微量水。
② 蒸馏法(ASTM D95)：传统方法，通过共沸蒸馏直接测量水量。
（8）机械杂质：GB/T 511。通过用溶剂稀释油样后过滤，称量滤纸上残留的不溶物质量。
（9）冷滤点(CFPP)：SH/T 0248。模拟柴油在低温下通过滤清器的能力，是衡量低温性能的更实用指标。
（10）凝点：GB/T 510。将油样在特定条件下冷却，直到其失去流动性的最高温度。
（11）实际胶质：GB/T 509。将一定量的燃油在规定的空气流中蒸发，所得残留物即为实际胶质。
2、润滑油性能质量检测方法
（1）黏度：运动黏度(ASTM D445)与燃油检测方法相同，通常在40°C和100°C下测量，是润滑油最重要的指标之一。
（2）黏度指数(VI)(ASTM D2270)：通过40°C和100°C的运动黏度计算得出，反映润滑油黏度随温度变化的稳定性。
（3）性能等级验证：主要通过台架试验验证，但用户无法自行完成。用户应信赖知名品牌和正规渠道，并核对产品包装上的API、ACEA等认证标识。
（4）总碱值(TBN)：ASTM D2896（高TBN）和ASTM D4739（颜色指示剂法，更常用）。通过滴定法测量，反映机油的中和能力。
（5）倾点：ASTM D97。油品在规定的冷却条件下能够流动的最低温度。
（6）闪点：ASTM D92（克利夫兰开口杯法）或ASTM D93。反映油品的挥发性和安全性。
（7）硫酸盐灰分：ASTM D874。衡量油品中含金属添加剂（如清净分散剂）的量，过高可能导致发动机积碳。
总结：
始终使用柴油发电机制造商推荐牌号和等级的燃油和润滑油是确保油品质量、预防故障的关键手段。另外，通过科学的油品检测，可以实现从“按时换油”到“按质换油” 的转变，不仅能避免不必要的浪费，更能主动发现潜在故障，保障柴油发电机的安全、高效和长寿命运行。
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