CN1940524A - 柴油清净性检测方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柴油清净性检测方法及其设备，该方法和设备是将柴油流到一个工作面呈斜面的沉积物收集器上，在加热器的作用下，经过一定的时间，在沉积物收集器的工作面上生成沉积物，通过定量分析沉积物的重量，可以很好的区分柴油的清净程度。使用该方法和设备可以较好的模拟柴油喷嘴清净度XUD－9台架试验方法(欧洲标准CEC F－23－A－01)，可节省昂贵的发动机台架试验费用和节省时间，操作简便，可在普通的实验室进行，试验过程直观。不仅可以检测柴油清净剂的清净程度，而且能够检测柴油本身的清净性，适用于柴油清净剂生产单位进行清净剂配方筛选和生产环节采样监控，也适用于技术监督管理部门对市售柴油进行清净性检测。
Description
技术领域 本发明属于石化产品性能检测的技术领域，特别是一种柴油清净性检测方法及其设备。
背景技术 随着我国柴油重型汽车和柴油轿车的升级换代以及柴油车辆的数量剧增，城市对汽车尾气排放有了更严格的要求，虽然柴油汽车比汽油汽车的排放污染物要低，但柴油在高温工作中形成的沉积物容易造成发动机供油系统和喷嘴堵塞，使柴油流动不畅、雾化不好、油耗上升、动力下降、排放黑烟。为了解决这个问题，国内一些城市借鉴国外的经验，已经在柴油中添加了柴油清净剂或复合剂，减少柴油汽车给城市环境带来的污染。在本发明以前，国内外还没有测试市售柴油清净性的设备和方法，国内外现有的技术方法是：采用欧洲发动机XUD-9台架试验设备和方法(欧洲标准CEC F-23-A-01)，该方法通过测试柴油喷嘴的清洁度来评定柴油清净剂的清净效果，国内只有中国石油、中国石化下属的两个科研单位有此台架，由于发动机台架检测时间长，试验费用高，台架试验设备需要专用厂房、很多的辅助设备和专业技术人员操控，无法普及使用，只能做柴油清净剂产品进入市场的准入检测。而技术监督管理部门对市售柴油(含剂或不含剂)进行清净性检测，以及柴油清净剂生产单位进行清净剂配方筛选和生产环节采样监控，却缺乏一种可行的评价手段。
发明内容 本发明的目的是提供一种实验费用低、简便经济、易于普及的并与台架试验有着良好相关性的柴油清净性模拟测试方法及其设备。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种柴油清净性检测方法，包括以下步骤：
①将一洁净的沉积物收集器用天平去称重，即得到m0，精确到0.1mg以上；
②将该沉积物收集器加热到240～300℃的试验温度；
③柴油以1～4ml/min速度流到沉积物收集器的工作面上，形成一层均匀流动的油膜；
④每100ml柴油经过25～100min的时间后，沉积物收集器工作面上的油膜在高温的烘烤下，氧化生成了一层漆膜，漆膜较厚和颜色较深的地方形成积炭，每100ml基础柴油(不含柴油清净剂)沉积物重量控制在3～6mg；
⑤将沉积物收集器放入正庚烷溶剂中浸泡1～3分钟，将悬浮在沉积物表面能够溶解的物质溶解掉；
⑥将附着有沉积物的沉积物收集器用天平去称重，即得到m1，精确到0.1mg以上；
⑦用附着有沉积物的沉积物收集器重量m1减去实验前沉积物收集器的重量m0，得到被检测柴油沉积物的重量m，这个重量值代表了被检柴油的清净性能，数值越小，柴油越清洁；
⑧如果用添加清净剂的柴油生成的沉积物的重量m1除以基础柴油(未加清净剂)生成的沉积物的重量m2，再乘以100％，即可得到该清净剂的成焦率Δ(％)，百分数越小，表明清净剂的清洁作用越好。
一种实现上述柴油清净性检测方法的设备，其沉积物收集器放置在加热器上，沉积物收集器工作面呈斜面，夹紧机构将沉积物收集器固定在加热器上，往复行走机构油管出口设置在沉积物收集器工作面的高端上方，往复行走机构油管进口与计量泵相连接，计量泵的油管入口插入柴油容器中，沉积物收集器工作面的低端处设有一废油容器。
上述沉积物收集器、加热器与控制器相连，控制器内有沉积器收集器的温度控制系统、加热器的超温保护控制系统和试验时间终止自动停机控制系统。
上述沉积物收集器、加热器、废油容器装在一个防护罩内，防护罩的上方安装有观察透明窗。
本发明提供的上述柴油清净性测试方法及其设备，是在模拟柴油发动机喷嘴内腔的工作状况及生成沉积物的机理的基础上得到的，用该方法得到的成焦率(％)与柴油发动机XUD-9台架试验方法(欧洲标准CEC F-23-A-01)喷嘴的清洁度(空气流量损失％)有很好的相关性。而且检测时间短，试验费用低，设备投资小，操作简便，可在普通的实验室进行，试验过程直观，试验结果具有良好的区分性和重复性。不仅可以检测柴油清净剂的清净程度，而且能够检测柴油本身的清净性，适用于柴油清净剂生产单位进行清净剂配方筛选和生产环节采样监控，也适用于技术监督管理部门对市售柴油(含剂或不含剂)进行清净性检测。
附图说明 图1为柴油清净性测试设备的结构示意图；
图2为柴油清净性检测设备模拟试验与台架试验的相关关系图。
图中：1-沉积物收集器；2-加热器；3-夹紧机构；4-往复行走机构；5-油管；6-柴油容器；7-计量泵；8-废油容器；9-防护罩；10-控制器；11-油烟处理器；12-沉积物收集器温度控制系统；13-超温保护控制系统；14-试验时间终止自动停机控制系统；15-观察透明窗。
具体实施方式 如图1所示，本发明提供的柴油清净性测试设备的实施例中，其沉积物收集器1放置在加热器2上，夹紧机构3将沉积物收集器1固定在加热器2上，沉积物收集器1、加热器2与控制器10相连，控制器10内有沉积物收集器温度控制系统12、加热器超温保护控制系统13和试验时间终止自动停机控制系统14。沉积物收集器1的工作面呈斜面，沿柴油流动方向的工作面呈两边高中间低的形状或凹形，其截面可以是矩形、三角型、弧型、半圆型或梯型，其低端侧视剖面为弧型、斜边型、坡型或鹰嘴型，以使废油有效流入废油容器8中。加热器2可以采用平板型、L型、△型、半圆型或梯型，也呈斜面状，与沉积物收集器1的底面相适配。夹紧机构3利用弹簧的压力分别压住沉积物收集器1两端，也可以用螺丝夹紧。往复行走机构4的油管5出口设置在沉积物收集器1工作面的高端上方，往复行走机构4为往复直线运动，可用齿条方式，也可用汽缸—连杆方式、丝杆方式或偏心轮连杆方式。往复行走机构4的油管5进口与计量泵7相连接，计量泵7的油管5入口插入柴油容器6中，计量泵7保证流量的平稳、精确，可以是注射泵、蠕动泵、平流泵或输液泵。沉积物收集器1工作面的低端处设有一废油容器8。上述沉积物收集器1、加热器2、废油容器8装在一个防护罩9内，防护罩9的上方安装有观察透明窗15。上述防护罩9的上方可设置一油烟处理器11。
下面利用上述设备进行柴油清净性测试，其步骤包括：
①先用水砂纸将沉积物收集器打磨，直到表面光洁无污，再用水冲洗后放到烘箱中烘干，取出后置于干燥器中备用。从干燥器中取出沉积物收集器用天平去称重，即得到m0，精确到0.1mg以上；
②将该沉积物收集器放置加热器上夹紧，加热到240～300℃的试验温度，例如：-20℃凝点的柴油需加热到240～255℃，-10℃凝点的柴油需加热到256～265℃，0℃凝点的柴油需加热到266～300℃左右；
③计量泵以1～2ml/min速度匀速给油管供油，油管在往复行走机构的带动下，以每分钟1～2次频率在沉积物收集器的上端将柴油均匀流到沉积物收集器的工作面上，形成一层均匀流动的油膜；
④每100ml柴油经过75～85min的时间后，沉积物收集器工作面上的油膜被不断的冲刷更替和高温烘烤，氧化生成了一层漆膜，漆膜较厚和颜色较深的地方形成积炭。每100ml基础柴油(不含柴油清净剂)沉积物重量控制在3～6mg，新鲜基础柴油沉积物一般为3～4.5mg，存储时间较长的柴油沉积物一般为4.5～6mg；
⑤将沉积物收集器放入正庚烷溶剂中浸泡1分钟左右，将悬浮在沉积物表面能够溶解的物质溶解掉；
⑥将附着有沉积物的沉积物收集器用天平去称重，即得到m1，精确到0.1mg以上，并对沉积物收集器的表面形貌照相制片存档；
⑦用附着有沉积物的沉积物收集器重量m1减去实验前沉积物收集器的重量m0，即：m＝m1-m0，得到被检测柴油沉积物的重量m，这个重量值代表了被检柴油的清净性能，数值越小，柴油越清洁；
⑧如果用添加清净剂的柴油生成的沉积物的重量m1除以基础柴油(未加清净剂)生成的沉积物的重量m2，再乘以100％，即：
Δ(％)＝m1/m2×100％可得到该清净剂的成焦率Δ(％)，百分数越小，表明清净剂的清洁作用越好。
精密度(重复性)
同一操作者，在同一实验室使用同一台仪器，重复测定两个结果与其算术平均值的差数见下表：
| 沉积物质量mg/100mL | 允许差数 |
| ≤2 | 0.3mg |
| ＞2 | 算术平均值的±10％ |
相关性
柴油清净性检测方法和设备使用市售0#车用柴油做基础柴油，分别用5种经台架试验过的柴油清净剂进行相关性考察，柴油清净性检测设备模拟试验与台架试验的相关关系结果见图2：
如图2所示，用本方法得到的成焦率Δ(％)与柴油发动机XUD-9台架试验方法(欧洲标准CEC F-23-A-01)喷嘴的清洁度(空气流量损失％)有很好的相关性。
Claims (10)
1、一种柴油清净性检测方法，其特征在于包括以下步骤：
①将一洁净的沉积物收集器用天平去称重，即得到m0，精确到0.1mg以上；
②将该沉积物收集器加热到240～300℃的试验温度；
③柴油以1～4ml/min速度流到沉积物收集器的工作面上，形成一层均匀流动的油膜；
④每100ml柴油经过25～100min的时间后，沉积物收集器工作面上的油膜在高温的烘烤下，氧化生成了一层漆膜，漆膜较厚和颜色较深的地方形成积炭，每100ml基础柴油，沉积物重量控制在3～6mg；
⑤将沉积物收集器放入正庚烷溶剂中浸泡1～3分钟，将悬浮在沉积物表面能够溶解的物质溶解掉；
⑥将附着有沉积物的沉积物收集器用天平去称重，即得到m1，精确到0.1mg以上；
⑦用附着有沉积物的沉积物收集器重量m1减去实验前沉积物收集器的重量m0，得到被检测柴油沉积物的重量m，这个重量值代表了被检柴油的清净性能，数值越小，柴油越清洁；
⑧如果用添加清净剂的柴油生成的沉积物的重量m1除以基础柴油生成的沉积物的重量m2，再乘以100％，即可得到该清净剂的成焦率％，百分数越小，表明清净剂的清洁作用越好。
2、根据权利要求1所述柴油清净性检测方法，其特征在于上述步骤③中，柴油以1～2ml/min速度流到沉积物收集器的工作面上，形成一层均匀流动的油膜。
3、根据权利要求1所述柴油清净性检测方法，其特征在于上述步骤④中，每100ml柴油经过75～85min的时间后，沉积物收集器工作面上的油膜被不断的冲刷更替和高温烘烤，氧化生成了一层漆膜，漆膜较厚和颜色较深的地方形成积炭。
4、根据权利要求1所述柴油清净性检测方法，其特征在于上述步骤⑤中，将沉积物收集器放入正庚烷溶剂中浸泡1分钟，将悬浮在沉积物表面能够溶解的物质溶解掉。
5、一种实现如权利要求1所述柴油清净性检测方法的设备，其特征在于该装置的沉积物收集器(1)放置在加热器(2)上，沉积物收集器(1)的工作面呈斜面，夹紧机构(3)将沉积物收集器(1)固定在加热器(2)上，往复行走机构(4)的油管(5)出口设置在沉积物收集器(1)工作面的高端上方，往复行走机构(4)的油管(5)进口与计量泵(7)相连接，计量泵(7)的油管(5)入口插入柴油容器(6)中，沉积物收集器(1)工作面的低端处设有一废油容器(8)。
6、根据权利要求5所述柴油清净性检测设备，其特征在于上述沉积物收集器(1)、加热器(2)与控制器(10)相连，控制器(10)内有沉积物收集器温度控制系统(12)、加热器超温保护控制系统(13)和试验时间终止自动停机控制系统(14)。
7、根据权利要求5所述柴油清净性检测设备，其特征在于上述沉积物收集器(1)、加热器(2)、废油容器(8)装在一个防护罩(9)内，防护罩(9)的上方安装有观察透明窗(15)。
8、根据权利要求5至7任一项所述的检测设备，其特征在于上述沉积物收集器(1)沿柴油流动方向的表面呈两边高中间低的形状或凹形，其截面为矩形、三角型、弧型、半圆型或梯型；沉积物收集器(1)的下端侧视剖面为弧型、斜边型、坡型、瓦形或鹰嘴型。
9、根据权利要求5至7任一项所述的检测设备，其特征在于上述计量泵(7)采用注射泵、蠕动泵、平流泵或输液泵。
10、根据权利要求5至7任一项所述的检测设备，其特征在于上述往复行走机构(4)为实现往复直线运动的齿条方式、汽缸连杆方式、丝杆方式或偏心轮连杆方式。
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