石油的基本知識車用汽油車用柴油汽車代用燃料發(fā)動機潤滑油模塊一模塊二模塊三模塊四模塊五齒輪潤滑油模塊六汽車潤滑脂模塊七自動變速器油汽車傳動油發(fā)動機冷卻液汽車空調(diào)制冷劑模塊八模塊九模塊十模塊十一汽車風(fēng)窗玻璃洗滌液模塊十二汽車摩擦材料汽車輪胎模塊十三模塊十四

模塊三活塞連桿組故障診斷與修復(fù)

車用柴油一、與汽油一樣，柴油也是從石油中提煉出來的烴類混合物。柴油分為輕柴油和重柴油，兩者的沸點范圍分別為180~370℃和350~410℃，輕柴油用于高速柴油機，重柴油用于中、低速柴油機。汽車用柴油機屬高速柴油機，所用柴油為輕柴油，以下簡稱柴油。柴油與汽油相比，具有餾分重、自燃點低、相對密度大、蒸發(fā)性差、儲存和運輸過程中損耗小、使用安全等特點。而且柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機相比較，具有耗油量低、能量利用率高、廢氣排放量小、工作可靠性好、功率適用范圍寬等優(yōu)點。所以，隨著柴油發(fā)動機技術(shù)的不斷提高，柴油車的應(yīng)用將會越來越廣泛。目前，在中、重型汽車動力領(lǐng)域，柴油機保持了其領(lǐng)先地位；在輕型車動力領(lǐng)域，柴油機的應(yīng)用范圍也在不斷擴大。隨著柴油車保有量的增多，柴油作為汽車燃料的需求量也已越來越大。柴油的使用性能一、（一）低溫流動性柴油的低溫流動性是指在低溫條件下柴油具有一定流動狀態(tài)的性能。柴油的密度和黏度都比汽油大，且隨著溫度的降低，柴油的黏度會變得更大。由此，在低溫條件下，能否在發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)中順利地泵送柴油便成為問題。如果柴油的低溫流動性不好，在低溫下失去流動性，就會妨礙柴油在油管和濾清器中順利通過，使供油量減少甚至中斷，導(dǎo)致發(fā)動機不能正常工作甚至熄火。為了能使柴油發(fā)動機可靠地供給燃油，要求柴油應(yīng)具有良好的低溫流動性。在組成柴油的烴類中有一部分為石蠟，常溫下石蠟在柴油中呈溶解狀態(tài)存在，但隨著溫度逐漸下降，石蠟開始形成網(wǎng)狀結(jié)晶并從柴油中析出，溫度越低，結(jié)晶現(xiàn)象就越嚴重。這些網(wǎng)狀結(jié)晶使柴油的流動阻力增加，流動性變差，特別容易堵塞柴油濾清器，最終使柴油徹底失去流動性。柴油的使用性能一、（一）低溫流動性柴油的低溫流動性，除了對柴油機燃料供給系統(tǒng)在低溫下能否正常供油有影響外，還影響其在低溫下的儲存、運輸、罐裝等作業(yè)的正常進行。為了改善柴油的低溫流動性，通常以脫蠟或加降凝劑的方法來降低其凝點。脫蠟程度深則凝點也低，若脫蠟深度不能滿足需要，可加適量的降凝劑。降凝劑有抑制柴油中石蠟結(jié)晶生長的作用，可改善柴油的低溫流動性能。柴油低溫流動性的評價指標為凝點、濁點和冷濾點。根據(jù)各國氣候特點及使用習(xí)慣，對柴油低溫流動性的評價指標也不盡相同，美國采用濁點，歐盟采用冷濾點，日本采用凝點，我國采用凝點和冷濾點。柴油的使用性能一、（一）低溫流動性1.凝點在一定的試驗條件下，將柴油冷卻到液面不流動時的最高溫度，稱為柴油的凝固點，簡稱凝點。凝點的簡單測試方法是，把裝有柴油的瓶子從原來豎直放置轉(zhuǎn)到水平位置，經(jīng)過5s后液體不流動的最高溫度就是凝點。我國柴油的牌號就是依據(jù)凝點劃分的。柴油的凝固較之純化合物的凝固有很大的不同，柴油并沒有明確的凝固溫度，所謂“凝固”只是從整體看液面失去了流動性。凝點是柴油低溫流動性的主要評價指標，其高低與柴油的化學(xué)組成有關(guān)，飽和烴的凝點比不飽和烴的凝點高；飽和烴中，正構(gòu)烷烴的凝點比異構(gòu)烷烴的凝點高；正構(gòu)烷烴中，碳鏈長度越長的其凝點就越高。柴油的使用性能一、（一）低溫流動性2.濁點在一定的試驗條件下，將柴油冷卻到開始出現(xiàn)渾濁的最高溫度稱為濁點?？梢钥闯?，同一種柴油其濁點比凝點高，也就是說柴油達到濁點后，雖然有石蠟晶體析出，使柴油在燃油供給系統(tǒng)中的流動阻力增大，但是還不是很嚴重，不會堵塞柴油濾清器，還能保證正常的供油，不影響柴油機的正常工作，可見濁點并不是柴油使用的最低溫度。所以，用濁點作為柴油低溫流動性評價指標過于苛刻，除美國等少數(shù)國家現(xiàn)在還采用濁點外，其他國家現(xiàn)在基本上都不用濁點這個指標了。柴油的使用性能一、（一）低溫流動性3.冷濾點冷濾點是指在規(guī)定的條件下，被測柴油不能以20mL/min的流量通過過濾器時的最高溫度。由于冷濾點與柴油的實際使用溫度有良好的對應(yīng)關(guān)系，能夠反映柴油低溫實際使用性能，最接近柴油的實際最低使用溫度，所以與濁點和凝點相比，它更具有實用性，正因如此大多數(shù)國家普遍采用冷濾點作為柴油低溫流動性的評價指標。在選用柴油牌號時，應(yīng)同時兼顧當?shù)貧鉁睾筒裼团铺枌?yīng)的冷濾點兩個因素。5號輕柴油的冷濾點為8℃，0號輕柴油的冷濾點為4℃，-10號輕柴油的冷濾點為-5℃，-20號輕柴油的冷濾點為-14℃。柴油的使用性能一、（二）燃燒性柴油的燃燒性是指柴油的自燃著火能力，因此又稱柴油的發(fā)火性。與汽油機的電火花點火燃燒方式不同，柴油機的燃燒方式是壓縮后自燃著火，這就要求柴油必須有良好的自燃著火能力。柴油機的燃燒過程分為著火延遲期、速燃期、緩燃期和補燃期四個階段。燃燒性好的柴油，具有較低的自燃點，在發(fā)火延遲期內(nèi)，燃燒室便形成高密度的過氧化物，成為發(fā)火中心，易于自燃著火，因此發(fā)火延遲期較短，不會形成大量燃油同時爆發(fā)燃燒現(xiàn)象，整個燃燒過程較均勻，汽缸壓力上升平緩，最高壓力也較低，對活塞的推力在時間上分布合理，發(fā)動機工作柔和，不會出現(xiàn)柴油機特有的工作粗暴現(xiàn)象，動力性和經(jīng)濟性都比較好。柴油的使用性能一、（二）燃燒性若柴油的燃燒性能較差，其著火延遲期會變長，此期內(nèi)噴入汽缸的柴油積存量過多，一旦自燃著火，便有過量的柴油同時燃燒，使汽缸壓力急劇升高，造成發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，并產(chǎn)生強烈的震擊聲，這種不正常燃燒現(xiàn)象，就是柴油機工作粗暴。柴油機工作粗暴會使曲柄連桿機構(gòu)承受過大的沖擊力，產(chǎn)生強烈的金屬敲擊聲，加速零件的磨損和損壞，并使發(fā)動機功率下降，油耗增加。但是，柴油的燃燒性也不能過好。燃燒性過好的柴油，其自燃點太低，著火延遲期過短，易使混合氣來不及混合均勻就燃燒，造成燃料燃燒不完全，缸內(nèi)最高爆發(fā)壓力下降，導(dǎo)致柴油機的輸出功率下降。此外，由于燃料燃燒不完全，還會出現(xiàn)排氣冒黑煙、燃料消耗增大的情況。同時，燃燒性過好的柴油，一般凝點也過高，餾分也較重，使用不便且污染加重。柴油的使用性能一、（二）燃燒性柴油燃燒性的評價指標是十六烷值。十六烷值是指與柴油自燃性相當?shù)臉藴嗜剂现兴榈捏w積百分數(shù)。它是在規(guī)定條件下的標準發(fā)動機試驗中，通過和標準燃料進行比較來測定的。所謂“標準燃料”，是用正十六烷（C16H34）和α-甲基萘（C11H10）按不同體積百分數(shù)配制成的混合物，其中正十六烷的燃燒性能良好，規(guī)定其十六烷值為100；α-甲基萘的燃燒性能差，規(guī)定其十六烷值為0。按不同體積比例將二者混合即得到多種標準燃料。標準燃料中正十六烷的體積百分數(shù)就是標準燃料的十六烷值，該值范圍為0~100。在發(fā)動機上進行反復(fù)試驗，若待測柴油的發(fā)火性能與某種標準燃料的發(fā)火性能相同，則該標準燃料的十六烷值就是待測柴油的十六烷值。柴油的使用性能一、（二）燃燒性柴油機的額定轉(zhuǎn)速越高，為確保在短時間內(nèi)燃燒完全，就要求柴油的發(fā)火性能越好，因此要求柴油的十六烷值就越高。通常要求柴油的十六烷值在40~60之間比較合適，當柴油的十六烷值高于50以后再往上提高，對著火延遲期縮短作用已不大，且這種柴油高溫下易裂解成不易燃燒的炭粒使排氣冒黑煙。一般情況下:（1）額定轉(zhuǎn)速在1000r/min以下的柴油機，可使用十六烷值為35~40的柴油。（2）額定轉(zhuǎn)速在1000~1500r/min的柴油機，可使用十六烷值為40~45的柴油。（3）額定轉(zhuǎn)速在1500r/min以上的柴油機，可使用十六烷值為45~60的柴油。柴油的使用性能一、（三）蒸發(fā)性柴油的霧化和蒸發(fā)性簡稱蒸發(fā)性，是指柴油經(jīng)噴油器噴入汽缸后分散成液體顆粒及進一步汽化的能力。在既定燃燒室和噴油設(shè)備前提下，柴油的霧化和蒸發(fā)性就決定了可燃混合氣形成的品質(zhì)和速度。為了保證動力性和經(jīng)濟性，柴油機的可燃混合氣必須在活塞位于壓縮行程上止點附近時快速形成，相應(yīng)的噴油持續(xù)時間只有15°~30°曲軸轉(zhuǎn)角，可燃混合氣形成時間短到只有汽油機的1/30~1/20，況且柴油餾分比汽油重，蒸發(fā)性比汽油差。因此，為使可燃混合氣均勻，柴油機在接近壓縮行程終了時，借助噴油泵、噴油器的高壓，在噴入汽缸瞬間先將柴油分散成細小霧粒，再使這些細小的霧粒與汽缸中組織起一定氣流運動的高溫高壓空氣相混合，完成快速蒸發(fā)，最后自燃著火。在如此短的時間內(nèi)，要完成噴油、蒸發(fā)、混合、燃燒等過程，就要求柴油本身必須具有良好的霧化和蒸發(fā)性能。柴油的使用性能一、（三）蒸發(fā)性使用蒸發(fā)性能差的柴油，在活塞位于壓縮行程的上止點附近時，柴油就會來不及完成蒸發(fā)和混合，燃燒將拖延到膨脹行程繼續(xù)進行，結(jié)果使排氣溫度升高，增加了柴油機的熱損失；來不及蒸發(fā)的柴油在高溫下會發(fā)生熱分解，形成難于燃燒的炭粒，使排氣冒黑煙，導(dǎo)致排放污染增加，油耗增大；未燃燒或未完全燃燒的柴油，還有可能竄入油底殼，使發(fā)動機潤滑油變質(zhì)，導(dǎo)致磨損加劇。但是，柴油的蒸發(fā)性也不能過強，否則會使柴油在儲存和運輸過程中蒸發(fā)損失過大，且安全性也差。柴油的使用性能一、（三）蒸發(fā)性柴油蒸發(fā)性的主要評價指標有餾程、黏度、密度和閃點。1.餾程柴油餾程的測定方法與汽油相同，評定柴油蒸發(fā)性采用的是50％蒸發(fā)溫度、90％蒸發(fā)溫度和95％蒸發(fā)溫度。50％蒸發(fā)溫度，表示柴油中輕質(zhì)餾分的含量。50％蒸發(fā)溫度低，說明柴油中輕質(zhì)餾分多，蒸發(fā)性就好，易形成均勻的混合氣，柴油機易起動。但該溫度也不宜過低，過低會因輕質(zhì)餾分太多而使發(fā)動機產(chǎn)生工作粗暴現(xiàn)象。國家標準規(guī)定輕柴油50％蒸發(fā)溫度不高于300℃。50％蒸發(fā)溫度對發(fā)動機起動性能的影響見表3-1。柴油的使用性能一、（三）蒸發(fā)性1.餾程90％蒸發(fā)溫度和95％蒸發(fā)溫度，表示柴油中重質(zhì)餾分的含量。90％蒸發(fā)溫度和95％蒸發(fā)溫度高，說明柴油中重質(zhì)餾分多，蒸發(fā)性差，形成的混合氣質(zhì)量差，燃燒不完全，易造成發(fā)動機排氣冒黑煙，功率下降，油耗增多，零件磨損增大等。國家標準規(guī)定輕柴油90％蒸發(fā)溫度不高于355℃，95％蒸發(fā)溫度不高于365℃。柴油的使用性能一、（三）蒸發(fā)性2.黏度黏度是指液體在外力作用下發(fā)生移動時，液體分子間所呈現(xiàn)的內(nèi)部摩擦力，是表示油品流動性能好壞的一項指標。黏度小的油品流動性能好，黏度大的油品流動性能差。溫度升高黏度變小，溫度降低黏度變大，因此，表示某一油品的黏度時必須標明溫度，否則沒有意義。黏度有多種表示方法，評價柴油的蒸發(fā)性采用的是運動黏度指標。運動黏度是液體在重力作用下流動時內(nèi)摩擦力的量度，其常用單位為m2/s。輕柴油規(guī)格中規(guī)定測定20℃的運動黏度。柴油的黏度越小，其流動性、蒸發(fā)性和霧化質(zhì)量就越好。但黏度也不宜過小，否則噴油器的噴霧錐角大，噴油射程短，混合氣形成不均，燃燒不完全，功率下降；黏度過小還會引起柴油機精密偶件潤滑不良，導(dǎo)致磨損加劇。因此，每種柴油都有規(guī)定的黏度范圍值。柴油的使用性能一、（三）蒸發(fā)性3.密度柴油的密度過大，將使其霧化質(zhì)量變差，混合氣形成不均勻，燃燒條件惡化，排氣冒黑煙，發(fā)動機經(jīng)濟性下降。柴油密度大說明其中芳香烴含量多，易導(dǎo)致柴油機運轉(zhuǎn)時發(fā)生工作粗暴現(xiàn)象。4.閃點閃點是在規(guī)定的試驗條件下加熱，油品所產(chǎn)生的蒸氣與周圍空氣形成的混合氣接觸火焰發(fā)生瞬間閃火時的最低溫度。根據(jù)測定儀器的不同，閃點有開口閃點和閉合閃點兩種。用開口杯閃點測定器測得的閃點為開口閃點，用閉口杯閃點測定器測得的閃點為閉口閃點。輕柴油采用閉口閃點。柴油的使用性能一、（四）其他使用性能1.安定性柴油的安定性又稱氧化安定性，就是指柴油的化學(xué)穩(wěn)定性，即在儲存、運輸和使用過程中抗氧化性能的大小。柴油中的不飽和烴（特別是二烯烴），發(fā)生氧化反應(yīng)后顏色變深，氣味難聞，同時產(chǎn)生一種膠狀物質(zhì)及不溶性沉渣，嚴重時會造成柴油機濾油器堵塞和噴油嘴結(jié)焦等故障。安定性好的柴油在運輸、儲存和使用過程中外觀顏色變化不大，基本上不產(chǎn)生不可溶的膠質(zhì)和沉渣。安定性差的柴油隨時間推移其顏色逐漸變深，實際膠質(zhì)逐漸增多，易導(dǎo)致濾清器堵塞、噴油器孔黏結(jié)或堵死、活塞組零件表面上形成漆膜或積炭，嚴重時導(dǎo)致供油中斷。柴油的使用性能一、（四）其他使用性能1.安定性柴油的安定性主要取決于其化學(xué)成分，外部環(huán)境對柴油安定性也有一定的影響。柴油的化學(xué)成分包括烴類組成和非烴類組成。其中烴類中的烯烴、二烯烴、環(huán)烷芳香烴和非烴類中的硫化物、氮化物等導(dǎo)致柴油的安定性變差。外部環(huán)境對柴油安定性的影響主要包括儲存容器、空氣中的氧氣含量以及光線和溫度等因素。金屬的儲存容器會對柴油的氧化有一定的催化作用，空氣中氧氣含量大會使柴油與氧接觸的機會增多，光線強、溫度高會加速柴油變質(zhì)的速度，這些外部環(huán)境因素都會使柴油的安定性變差。柴油的安定性用總不溶物（mg/100mL）來表示，其值越大，說明柴油的安定性越差。國家標準《車用柴油》（GB19147—2016）中規(guī)定柴油的總不溶物不大于2.5mg/100mL。柴油的使用性能一、（四）其他使用性能2.腐蝕性柴油的腐蝕性是指它對與其接觸的金屬、塑料、橡膠等制品所具有的溶脹及侵蝕作用，柴油的腐蝕性主要由其中的硫化物和有機酸等成分產(chǎn)生的，還有少量無機酸和堿性物質(zhì)。柴油腐蝕性的評價指標是硫含量、酸度和銅片腐蝕試驗。柴油的使用性能一、（四）其他使用性能2.腐蝕性1）硫含量含硫柴油燃燒后，其燃燒產(chǎn)物中的二氧化硫和三氧化硫等酸性氧化物，在汽缸中與水蒸氣作用生成亞硫酸和硫酸，會對缸壁、活塞等機件產(chǎn)生強烈的腐蝕，且在隨其他燃燒廢氣排出時，會對排氣系統(tǒng)造成腐蝕。含硫柴油燃燒產(chǎn)生的酸性硫化物竄入曲軸箱后會污染柴油機潤滑油，使?jié)櫥偷哪承┏煞肿兂苫撬峄蚰z質(zhì)，同時也會與柴油機潤滑油中呈堿性的清凈分散劑起中和反應(yīng)，使?jié)櫥褪デ鍍舴稚⒆饔枚冑|(zhì)。使用含硫量過大的柴油還會使燃燒室、活塞頂、排氣門等部位的積炭增多。含硫燃料燃燒產(chǎn)物中的二氧化硫和三氧化硫氣體排入大氣還會造成空氣污染，危害人類健康。國家標準GB19147—2016中規(guī)定柴油的硫含量不大于10mg/kg。柴油的使用性能一、（四）其他使用性能2.腐蝕性2）酸度柴油中的有機酸，不但對機件有腐蝕，還會使噴油器頭部和燃燒室積炭增多，噴油泵柱塞副磨損加劇，進而導(dǎo)致汽缸活塞組件磨損加劇，柴油機噴油惡化，功率降低。柴油中有機酸的含量用酸度來衡量，單位為mg/100mL。國家標準GB19147—2016中規(guī)定柴油的酸度不能超過7mg/100mL（以KOH計）。3）銅片腐蝕試驗銅片腐蝕試驗是將銅片放入密閉柴油容器內(nèi)，并加熱到50℃浸泡3h，然后通過與色板對比，確定銅片腐蝕等級。國家標準GB19147—2016規(guī)定銅片腐蝕等級不能超過1級。柴油的使用性能一、（四）其他使用性能3.清潔性柴油的清潔性是指柴油中不含有機械雜質(zhì)和水分，且燃燒后不產(chǎn)生灰分。柴油中的機械雜質(zhì)和水分一般是在運輸、儲存和使用過程中受外界污染而混入的。機械雜質(zhì)會增大柴油機燃油供給系統(tǒng)中精密零件的磨損，水分會加大有機酸對金屬的腐蝕，所以，應(yīng)嚴格限制它們在柴油中的含量，國家標準GB19147—2016中規(guī)定輕柴油不允許有機械雜質(zhì)，水分含量不大于0.03％（體積分數(shù)），即不大于痕跡?；曳质侵覆裼腿紵罅粝碌臒o機物?；曳殖练e在燃燒室中會加快汽缸壁與活塞環(huán)的磨損，所以，也應(yīng)嚴格限制它在柴