石油加工3教材

燃料使用要求和规格第四章石油产品分类和燃料使用要求和规格

石油产品的分类其他石油产品汽油柴油航空煤油第一节石油产品分类

各种应用场合对石油产品提出不同的使用要求油品的使用性能与其化学组成有密切的关系油品质量标准要满足有关部门的使用要求性质与组成涉及相应的加工过程总体经济合理现有石油产品800余种，不包括合成石油化学品1988年4月1日六类(中国石化总公司)

FSLWBC燃料溶剂和化工原料润滑油蜡沥青石油焦

燃料（80%以上）润滑油和润滑脂：（2%～5%）蜡、沥青和石油焦：（1%、3%、2%）石油化工原料（10%）一、分类1998年十二类(国际标准化组织的分析标准)石油燃料石油溶剂润滑剂和有关产品(18组)

石油蜡石油焦石油沥青石油添加剂炼油催化剂工艺油石油化工基础油其他

GB12692.1《石油产品燃料（F类）分类·总则》将燃料分为以下四组

识别字母燃料类型GLDR气体燃料：主要由甲烷或乙烷或由它们组成的混合燃料液化气燃料：主要由C3、C4烷烃或烯烃组成馏分燃料：汽油、煤油、柴油，重馏分油可含少量残油残渣燃料：主要由蒸馏残油组成的石油燃料二、燃料作用：发动机燃料点燃式发动机燃料喷气发动机燃料压然式发动机燃料锅炉燃料气态液态生活用燃料各种小型发动机燃料

燃料占全部石油产品的80%以上。

点燃式发动机的工作过程汽油的蒸发性汽油的抗爆性汽油抗氧化安定性第二节汽油一、点燃式发动机的工作过程1、点燃式发动机的特点

单位功率所需金属少发动机比较轻巧发动机速度高气缸外的气化器使燃料与空气混合后进入气缸油气由电火花点燃后燃烧9814731213121110空气4651-浮子室2-浮子3-针形阀4–导管5–喷嘴6–喉管7、8–节气阀9–混合室10–活塞11–火花塞12–进气阀13–排气阀14–弹簧

2、点燃式发动机原理构造图3、发动机工作过程进气活塞从上向底运动，P降至70~90KPa，温度约85~180℃

压缩下死点向上运动，P升至0.7~1.5MPa

，温度300~450℃

作功接近上死点（曲轴回转角25~350

），电火花点燃气体，气体燃烧，速度20~30m/s,，约0.002~0.01s燃烧完毕，此时最高温度达2000~2500℃，压力2.5~4.0MPa,

气体膨胀推动活塞对外作功。作功结束，温度900~1200℃，P0.4~0.8MPa

排气

排出废气70%，温度降至800℃。开始新的循环。一般汽油机有四个或六个气缸组成4、压缩比

ε=V1/V2

热功率与压缩比的关系η=1－(1/εK－1)

(K>1)

压缩比升高，效率升高，燃料消耗降低高压缩比，压力高，温度高，有大量的过氧化物产生，发动机对燃料要求高，不同的压缩比，不同的燃料V2V1冲程活塞至上死点活塞至下死点

压缩比对功率影响，%对燃料消耗的影响，%61001007108938113889117851012082压缩比使用汽车牌号(#)7.5-8.090-938.0-8.593-958.5-9.095～979.0-9.597-989.5-10985、汽油使用性能要求良好的蒸发性能可靠的燃料供给性能燃烧性能好，不产生爆震，早燃等现象抗氧化性能好，生成胶质倾向小，储存性能好对发动机没有腐蚀和磨损排出的污染物少二、汽油的蒸发性1、汽化性汽油的蒸发程度，与发动机技术状况，环境温度和压力，驾驶员水平有关，更与汽油的汽化性有关汽油中的轻组分越多，汽化性能更高，同空气混合越均匀。进入气缸燃烧较平稳过高：产生气阻中断供油。过低：蒸发性差，产生油滴，发动机工作不稳，汽油消耗增大，排黑烟，发动机不易启动，碳渣生成蒸汽压的危害蒸发性能差，燃烧不完全，汽油消耗增大；不完全产碳粒、气体烃和胶状物随废气排出，污染环境；一部分进入润滑油中稀释机油，磨损设备蒸汽压过高，易形成气阻2、评定汽油气化性的两个指标馏程用恩氏蒸馏测出：10%点，50%点，90%点及干点

10%点——保证汽车有良好的启动性

实验温度，℃启动时间，s启动时汽油消耗，ml10%点，79℃10%点，72℃10%点，79℃10%点，72℃010.59.4108.7-64529483010%馏出温度℃4050607080开始产生气阻℃-13+7+27+47+67我国车用汽油规定：10%馏出温度不大于70℃国外：苏联——夏用，冬用两个规格美国——按挥发度分ABCDE五个等级特热热温适度冷10%馏出温度,℃546066717782最低启动的大气温度，℃-21-17-13-9-6-210%点不合格汽油调合方法Eg:

车用汽油A，10%馏出温度

85℃，车用汽油B，10%馏出温度68℃调合，经测定A的70℃的馏出温量

6.5%，B的70℃的馏出温量28%

合格汽油B需用量%=×100合格汽油B

需用量%=(10－6.5)/(28－6.5)×100%=16.3%

A:B=85.7：16.3

实际一般>16.3%调合格汽油70℃的馏出量－A70℃流出量B汽油70℃的馏出量－A70℃流出量

50%点确保汽油馏分组成分布均匀，使发动机具有良好的加速性和平稳性，保证最大功率和爬坡能力

50%过高：加速时增大进油，不能完全气化而燃烧不完全，发动机达不到应有的功率，甚至会熄火我国车用汽油规定：

50%馏出温度不大于120℃

90%馏出温度和干点

汽油中蒸发的完全度

90%点：燃料中重组份的含量

干点：燃料中含有最重组分的沸点我国车用汽油规定：

90%馏出温度不高于190℃

干点一般不高于205℃

车用汽油的干点℃汽油消耗率，%活塞磨损率，%1759897200100100225107200250140500车用汽油干点与发动机耗油和活塞磨损率的关系

以200为基准干点250，磨损是基准的5倍，消耗增大40%馏分组成，℃转速为2000r/min的功率，马力转速为2000r/min的汽油消耗量，g/马力·hr0%10%50%90%干点a=0.8a=0.9a=1.0a=0.8a=0.9a=1.0608710713917045.044.643.4314280260689410816020044.143.842.33202832647610313317420043.643.641.63222882689913215418322043.042.837.8326290爆震汽油馏分组成对发动机功率和经济性影响a（重量比）=进入气缸的实际空气供给量/完全燃烧时空气理论用量一般a=1时，空气与油气的重量比约为15：1

保证汽油在石油中不发生气阻的质量指标，以及储存中的消耗规定：车用汽油

9月~2月饱和蒸汽压不高于88kPa3月~8月饱和蒸汽压不高于74kPa

航空汽油饱和蒸汽压27~48kPa

蒸发性三、汽油的抗爆性1、爆震现象未燃混和气的温度超过自然点，发生爆炸性不正常燃烧，形成多个火焰点，燃烧室温度突然升高，压力增大，对气缸多次反射，敲击金属。机身强烈震动，发动机气缸中出现金属敲击声，发动机功率下降，排出黑烟，严重时破坏发动机零件。与燃料的性质有关，燃料很容易氧化，形成的过氧化物不易分解，自燃温度较低

与发动机工作条件有关，发动机的压缩比较大，汽缸温度过高，操作不当

一定压缩比的发动机必须使用与其相匹配的辛烷值的汽油，方能保证在不发生爆震的情况下，产生最大功率2、原因

Pabc

上止点曲轴转动角度a－过氧化物积絮阶段b－迅速燃烧阶段c－点火角P－活塞最高压力

正常燃烧火焰传播速度20~40m/s压力平稳3、燃烧过程

非正常燃烧情况

1)轻微爆震

100~300m/s2)强烈爆震800~1000m/s3)激烈爆震

1000~1500m/s

瞬间局部压力

10MPa冲击波

1000~1500m/s频率达3000~7000HzP

a

bc曲轴转动角度指标正常爆震火焰传播速度

m/s30～70500～1000(轻)1500～2000(强)最高温度，℃2000～2500℃2000～2500最高压力，MPa3.0～4.0MPa10MPa4、汽油抗爆性的表示方法——幸烷值（ON）是指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆震的能力。幸烷值：

异辛烷（2，2，4——三甲基戊烷,幸烷值为

100

正庚烷幸烷值为

0

两者的混合物，则以其中的异辛烷的体积分数值为其辛烷值，在测汽油的辛烷值时，是将待测汽油试样于一系列辛烷值不同的标准燃料在标准的的试验机上进行比较，相等标准燃料的辛烷值就是所测汽油的辛烷值。汽油的牌号用抗爆性来划分（新标准正在制订）汽油牌号：66708085

90939599

评定方法

MON转速900r/min

，冷却水温度100℃，混合气温度150℃RON转速600r/min,冷却水温度100℃

换算MON=RON×0.8＋10

马达法与研究法，两者相差5~10个单位敏感度E=RON－MON

道路辛烷值ONI=（RON＋MON）/25、汽油幸烷值与压缩比和经济性的关系

功率%压缩比汽油消耗率%1—压缩比

12032—汽油消耗%1103—功率%100因此，不同压缩比的

100发动机，必须使用抗8290爆性与其相匹配的汽780油，才不会产生爆震61现象。555606570758085906、航空汽油的抗爆性辛烷值（MON）品度值(3—C)幸烷值：飞机在巡航时，为节约燃料，发动机在贫混合气（过剩空气系数a=0.8~1.0）下工作时的抗爆性.品度值：飞机在爬坡或战斗时，为了得到最大功率，发动机是在富混合气（a=0.6~0.65）下工作时的抗爆性

汽油在富混合气条件下，无爆震的工作所发出的最大功率与用纯异辛烷（规定品度值为100）工作时所发出的最大功率之比

我国用幸烷值/品度表示航空汽油牌号

95/130，100/130和75号7、抗爆性与组成的关系

烃类RONMON

烃类RONMON烷烃正戊烷6262烷烃2-甲基庚烷22132-甲基丁烷92902，2-二甲基己烷72772，2-二甲基丙烷85802，2，3-三甲基戊烷100100正己烷25262，2，4-三甲基戊烷1001002-甲基戊烷7373烯烃1-己烯76632，2-二甲基丁烷92932-己烯9381正庚烷004-甲基-2-戊烯99842-甲基己烷42461-辛烯29352，2-二甲基戊烷93962-辛烯56562，2，3-三甲基丁烷>100>1003-辛烯7268正辛烷—-172，2，4-三甲基-1-戊烯>10086

烃类RONMON

烃类RONMON环烷烃环戊烷—85正丙基环己烷1814甲基环戊烷9180芳香烃苯>100>100乙基环戊烷6761甲苯>100>100正丙基环戊烷3128二甲苯>100>100异丙基环戊烷8176已基苯>100环己烷8377正丙基苯>100甲基环己烷7571异丙基苯>100乙基环己烷46411，3，5-三甲基苯>100>100结论：

同族：

分子量增大，抗爆性减少，反之增大分子量相近异构烷烃，支链增多配列紧凑，抗爆性增大

3）分子量相近的烯烃，α-烯烃抗爆性最差，双键接近分子链中间，抗爆性越好。相同的环烷烃，侧链越长抗爆性越差环戊烷抗爆性＞环己烷抗爆性分子量相近不同族：

正构烷烃＜异构烷烃＜芳香烃正构烷烃＜环烷烃＜异构烷烃和芳香烃正构烷烃＜正构烯烃＜异构烷烃烷烃＜烯烃原油同一原油沸点升高，馏分变重，辛烷值减小石蜡基原油汽油＜环烷基原油汽油大庆初馏~200℃幸烷值37

胜利初馏~200℃幸烷值55

大港初馏~200℃幸烷值50不同工艺的汽油直馏汽油幸烷值40~60

催化裂化汽油幸烷值78左右烷基化汽油（高分支异构烷）幸烷值＞78项目组成辛烷值大小MON数值直馏汽油正构烷烃多较低40—60催化裂化汽油异构烷烃、烯烃和芳烃较多较高—80催化重整汽油芳烃、异构烷烃高83—90烷基化汽油大量异构烷烃最高90—100抗爆性与组成的关系：

正构烷烃最低；

高分支的异构烷烃、异构烯烃和芳香烃最高；

环烷烃和分支少的异构烷烃异构烯烃介于中间。原因：

正构烷烃氧化产物ROOH，容易分解成两个自由基RO·

和·OH，加快氧化反应芳烃和高分支的异构烷烃，生成的过氧化物分解不易形成新的链反应环烯烃和支链烯烃虽容易氧化，但分解成醛酮等氧化物不形成新的链反应对汽油高分支的异构烷烃是理想的组分8、提高辛烷值的办法

添加抗爆剂四乙基铅[Pb(C2H5)4],添加量0.3%以下，辛烷值提高15~20单位汽油掺合剂[MTBE—甲基叔丁基醚]

掺入后不改变汽油的基本性质，不改变汽车的结构和分配系统。可改善汽油馏程50%的馏出温度下降，减少废气CO和NOX

，稳定性好。本身辛烷值高，其调合辛烷值更高。MTBE:RON119MON101依靠生产工艺：如催化裂化、催化重整、烷基化、异构化和醚化等加工过程，使汽油改质，增加其中的芳烃、异构烷烃含量。调整工艺操作条件，如降低汽油干点、改变反应温度、反应时间、强化异构化、芳构化反应等掺水燃料：可以降低气缸温度，防止过氧化物生成和阻止过氧化物的链反应。

乳化汽油水和醇汽油

醇类汽油优点易得，原料广泛辛烷值高，甲醇RON/MON=114/95

乙醇RON/MON=111/94

燃烧时不生成积碳，污染少不足低发热值比一般汽油小甲醇和乙醇沸点低，易蒸发，易产生气阻蒸发潜热大于汽油，寒冷地区冷启动困难对金属有腐蚀甲醇有毒四、汽油的抗氧化安定性

汽油在储存中的抗氧化的能力1、危害油箱、滤网、气化器中形成粘稠的胶状物，易堵塞喷油嘴，供油中断沉积在火花塞上的胶质，高温下形成积碳，影响点火排、进阀杆上结焦，导致阀门关闭不严，不能正常工作，

易烧毁发动机或引起事故气缸盖、气缸壁、活塞上，传热恶化，产生表面燃烧和爆震2、化学组成对安定性的影响

最不安定组分二烯烃、苯烯烃和非烃类中的苯硫酚、吡咯及其同系物二烯烃室温下易氧化生成过氧化物聚合过氧化物（假漆状）引发烯烃氧化反应吡咯类常温下氧化的过氧化物易分解成自由基,引发烃类氧化其氧化物有胶质、不可溶沉渣及深色产物酚类羟基氧化为醌型结构的深色氧化物

苯硫酚（含硫化合物）

SHS·R—CH=CH2+RS·

R－CH–CH2－SRR－CH－CH2－SR+O2R－CH－CH2－SR·

O－O·R－CH－CH2－SR+R’SHR－CH－CH2－SR+R’S·O－O·O－O－H

甲苯硫酚与苯乙烯共存生胶速度增加15倍·3、储存条件对安定性的影响

光：光照使温度升高，引发不安定组分氧化链加速反应.

温度：温度每升高10℃,氧化生胶速度增加2.4~2.6倍金属：金属对氧化起催化作用铜>铅>锌>铝>铁>锰与空气的接触面积:

浓度高，接触面积大，氧化严重。4、评定的方法和指标碘值——表示汽油中不饱和烃的含量

100克油样所反应掉的碘的质量（g）来表示碘g/100g油样

航空汽油要求不大于12g/100g诱导期氧弹：

100g油样、0.7MPa氧气诱导期：从油样放入100克水中到氧压明显下降所经历的时间，以分钟表示。普通汽油不低于240min

优质汽油不低于480min100℃水浴氧弹注意：

(1)

以吸氧的氧化反应占优势的汽油，诱导期可代表储存安定的相对数值

(2)以聚合和缩合反应占优势的汽油，不能代表储存安定的相对数值

裂化汽油：诱导期720min,实际360min时，

其胶质93mg/100ml实际胶质

说明燃料在使用中，进气管道、阀上生成沉积的倾向

实际胶质：

100ml燃料油在150℃下，用一定流速的热空气吹扫油面，油品全部蒸发的残留物。以mg/100ml表示

我国车用汽油：实际胶质不大于5mg/100ml5、改善方法

采用各种精制办法：酸碱精制、加氢精制。直馏、加氢裂化、重整、催化裂化汽油，调合成成品油使用添加剂抗氧剂——2，6—二叔丁基对甲酚；

N，N’—二仲丁基对苯二胺

金属钝化剂——N,N’—二亚水杨己二胺五、汽油的腐蚀性1、腐蚀性物质：水溶性酸碱、有机酸、活性硫化物、硫及含硫化合物等2、指标硫含量：元素硫、硫化物中的所有硫的总量≯0.15%(w)

水溶性酸碱量：不允许存在酸度：100ml汽油中酸性物质所需的KOH毫克数≯3mg/100ml铜片腐蚀：判断汽油中有无活性硫化物专用铜片投入试油中，50℃水浴中3小时不变色。中国与各国汽油构成的比较

压燃式发动机的工作过程柴油机的燃烧性柴油的蒸发性柴油的流动性柴油的安全性、腐蚀性第三节柴油一、压燃式发动机的工作过程

1、柴油机分类：

高速柴油机＞1000r/min

中速柴油机

500~1000r/min

低速柴油机＜500r/min13461251098711131421-油箱；2–粗滤清器；3–输油泵；4–细滤清器；5–高压油泵；6–喷油嘴；7–空气滤清器；8–进气管；9–气缸；10–活塞；11–进气阀；12–排气阀；13–排气管；14–消声器2、柴油机原理构造图3、压燃式发动机的工作过程

进气：阀开，空气进滤清器入气缸到下死点，关闭压缩：上行，空气受压缩，压缩比16~20。终了，

500~700℃,3.5~4.5MPa

作功：活塞至上死点，油料由雾化喷嘴喷入气缸，

柴油迅速雾化，汽化气与空气混合自燃发火，

燃烧体1500~2000℃，4.6~12.2Mpa

排气：

300~500废气4、柴油机与汽油机的区别

相同点燃烧都在气缸中，燃烧气体膨胀做功每一个循环都经过进气、压缩、燃烧膨胀和排气四个过程爆震现象相同

不同点汽油机、柴油机的主要区别汽油机柴油机吸入油气(汽油+空气)，预先混合只吸入空气，预先不混合油气一同压缩只压缩空气压缩比低（8-10），受燃料性质影响压缩比高（13-24），不受燃料性质影响电点火，燃料自燃点高有利自燃，燃料自燃点低有利热功效率低（21%-28%）热功效率高（35%-43%）汽油机单位马力耗油多柴油机单位马力耗油少汽油闪点低，危险性大柴油闪点较高，危险性较小5、压燃发动机对柴油的要求具有良好的雾化性能，蒸发性能和燃烧性能具有良好的燃料供给性能对机件无腐蚀和磨损作用良好的储存安定性和热安定性二、柴油的燃烧性1、柴油机的燃烧过程与压力变化滞燃期：从燃料喷油开始到混合器开始着火之间的一

段时间燃烧过程见图压力曲轴转角

A-B滞燃期；B-C速燃期；C-D慢燃期

D-E后燃期；A-D喷油期B-E燃烧期柴油机的燃烧过程与压力变化图BCDA燃烧期喷油期E2、抗爆性爆震现象与汽油机相同原因：最初喷入的燃料不易氧化，过氧化物生成不足，使滞燃期延长，当柴油燃烧时，由于燃料积聚过高，燃烧压力升高太猛，引起爆震。汽油机与柴油机爆震的对比柴油机燃料不易自然，初期燃料聚积太多造成，爆震出现在燃烧的初期汽油机燃料易自然，在燃烧传递过程中由自然引起。PP正常爆震爆震正常压缩压缩点火点火

汽油机柴油机

汽油机和柴油机的爆震3、柴油抗爆性指标十六烷值(CN)待测得试油与标准燃料在相同的条件下进行测试，爆震情况相同，此时标准燃料中正十六烷的体积百分含量为所测油的十六烷值。标准燃料正十六烷100α—甲基萘0

十六烷值低：燃烧发火困难，滞燃期长，易爆震十六烷值高：燃料滞燃期短，空气混合不均，燃烧不完全，排黑烟，耗油上升燃烧发热kcal/s喷油后时间s1——高十六烷值油

2——低十六烷值油21注：

转速大于1000r/min

十六烷值40~50

转速低于1000r/min

十六烷值35~40

转速很低的发动机十六烷值25也不会发生特殊困难计算方法实测经验公式柴油指数=[（1.8A+32)(141.5-131.5)]

100

A——苯胺点℃

十六烷指数

=162.41(lgt50/ρ20)－418.51

t50：柴油的50%馏出温度℃

(十六烷指数计算方法IIP116)

十六烷值=442.8－462.9

十六烷值=2/3柴油指数＋14（苯胺点与密度关联式）4、抗爆性与组成的关系碳数相同烷烃＞烯烃、异构烷烃和环烷烃＞芳香烃、稠环、分支多结果相似分子量升高，十六烷值随烷烃含量增高而增大馏分：石蜡基柴油＞环烷基柴油柴油编号柴油的族组成，（W）%十六烷值烷烃环烷烃芳香烃1859666275121355367151845445223332三、柴油的蒸发性——流程1、蒸发性对柴油机工作的影响太轻：自然点高，不利自燃；黏度小磨损加重（润滑不良）；蒸发速度快，气缸压力高，工作不稳。太重：不能很快蒸发，燃烧不完全，未蒸发的油滴会裂解产生碳粒，使积炭值和耗油量增大。2、评定柴油蒸发性的指标

馏程：

50%馏出温度不高于300℃（启动性）

90%馏出温度不高于355℃95%馏出温度不高于365℃我国柴油馏程范围：180—380℃闪点：

-35#及-50#闪点（闭口）不低于45℃-20#闪点（闭口）不低于60℃

其余各牌号柴油闪点（闭口）不低于65℃四、柴油的流动性1、黏度

保证柴油供油量，雾化状态，燃烧情况和高压油泵润滑情况黏度大：泵抽油效率下降，雾滴大，喷射角小，射程远，混合不均匀，油滴落在其缸壁、活塞头上，积炭升高，动力下降，耗油升高黏度小：射程近，喷射角大，燃料集中在喷嘴附近，不能完全混合，空气不足，燃烧不完全，发动机功率下降设备磨损严重一般喷油时间0.001~0.002s雾滴直径0.02~0.025mm

规定：运动粘度2.5~8.0厘斯2、低温性能凝固点：是重要的抽注、运输、保管指标，国产柴油的商品牌号冷滤点：判断柴油可能使用的最低温度，柴油低温流动性的使用指标柴油使用：

注意：使用的地区、季节以及柴油机的转速。

10号500~1000r/min

20号300~700r/min30号300r/min以下－35号和－50号东北和西北严冬使用等一般低于环境5~10℃3、凝点和组成的关系碳数相似正构烷烃>环烷烃和环烷--芳香烃正构烷烃多低温流动性差十六烷值高环烷烃、环烷—芳香烃低温流动性好十六烷值低理想的柴油组分：

侧链靠近分子中心的单烷基或二烷基异构烷烃，即：所谓“T”型或“∏”型Eg

正十六烷熔点18℃十六烷值1007，8—二甲基十四烷熔点－70℃十六烷值458—丙基十五烷熔点－65℃十六烷值55五、安定性、腐蚀性1、安定性

总不溶物不大于2.0mg/100ml10%蒸余物残炭不大于0.3%

优质轻柴油碘值不大于6g(I)/100g2、腐蚀性含硫量、酸度、水溶性酸碱、灰分、残碳及机械杂质等指标，都是直接或间接与柴油机腐蚀和磨损有关的指标。并按油品的等级予以规定。见柴油质量标准：

P133

表4—123、洁净度主要是水和机械杂质引起的，不允许有机械杂质和水分六、清洁柴油和生物柴油1、清洁柴油低硫和超低硫含量，控制多环芳香烃和总芳烃的含量危害：硫直接影响到柴油车尾气排放中颗粒物的组成硫含量越高，生成的硫酸盐就越多，容易引起人体呼吸系统疾病，并可能致癌硫很容易使尾气转化的催化剂中毒芳香烃也是直接造成柴油车尾气排放物中氮氧化物和颗粒物浓度较高的原因之一注：颗粒物——主要是炭（烟炱）、可溶性有机物和硫酸盐

利用甲醇或乙醇与天然植物油和动物脂肪中的甘油三酯发生酯交换反应，利用甲氧基取代长链脂肪酸上的甘油基，将甘油三酸酯断裂为脂肪酸甲酯，从而减短碳链长度，降低油料的粘度，改善油料的流动性和汽化性能，达到作为燃料使用的要求。2、生物柴油——脂肪酸甲酯不足：生物柴油仍存在粘度较大、凝点较高、容易氧化、酸值较高等好处：含硫量极低，芳香烃含量少，含氧量高，十六烷值高，闪点高，废气逸出少燃烧后逸出的废气中颗粒物、总碳氢化合物和一氧化碳含量少它还是一种无毒性的物质，具有环境友好及健康效应使用生物柴油系统投资少，原有的发动机、加油设备、储存设备、保养设备等基本不需进行改动等

喷气发动机

燃烧性能

低温性能

安定性其它性能第四节航空煤油

航空煤油

一、

喷气发动机航空点燃式发动机：飞行10000米以下，时速小于900公里/小时。（受螺旋桨效率和空气稀薄所限）喷气式发动机：

飞行2万米以上,时速2（1-4）马赫,

马赫：速度与音速的比数（音速1190km/hr）

时速越高，喷气式发动机的重量比点燃式发动机的重量越小

1000公里/小时比值是1/102000公里/小时比值是1/5

热功效率高耗油量0.3公斤/马力1、类型涡轮喷气式发动机时速1.5～3马赫，飞行1万米以上涡轮螺旋桨喷气式发动机时速1.3～1.5马赫以下，（民航和运程军用）冲压式发动机（没有空气压缩机），空气以极高速度进入进气管，在进气道中由速度头转变为压头，其它与前两种相似。组成：

空气压缩机、燃烧室、燃气涡轮和尾喷管。

涡轮喷气发动机结构示意图1-进气装置；2–离心式压缩器；3–燃烧室；4–燃气涡轮5–尾喷管罗兰型冲压式喷气发动机结构示意图2、

涡轮喷气式发动机工作过程空气空气流经离心压缩机加压到3～5atm，T150～

200℃

其中20%~30%空气，由头部以40～60m/s，进入燃烧室。与燃料混合为可燃混合气。其余70%～80%的空气，由燃烧室周围进入气孔进入，燃烧室末端温度降低到759～850℃。燃料燃料喷入燃烧室，以燃料：空气=15：1配比连续燃烧(启动时由电火花引燃)，a=0.8～0.9中心温度达1900～2200℃

燃烧末端的燃气进入燃气涡轮，推动涡轮8000～16000r/min,带动空气压缩机工作。燃气进入尾喷管，以500～600℃温度高速喷入大气，产生反作用推力推动飞机前进。

燃料能否完全燃烧时保证发动机正常工作的重要因素，燃烧不完全，会使火焰伸长，在无论叶片上燃烧，破坏叶轮

3、与前两种发动机的区别燃料连续喷入高速气流中，雾化、蒸发燃烧过程均是连续的，前两种是周期性的。燃料在35～40m/s

高速气流中进行，燃烧速度必须大于40m/s，前两种是在密闭的空间内进行。

4、对燃料的要求

良好的燃烧性，较高的密度与热值良好的雾化和适当的蒸发性低温性能好良好的热稳定性、抗腐蚀性、不易生成积炭良好的洁净度、抗静电和闪电。适当的润滑性二、燃烧性能1、

热值和密度热值和密度

1公斤（或一升）燃料完全燃烧时所放出的热量体积热值：高,有限的容积,最大的航程能量特性（与密度有关）重量热值：高,燃料的比消耗低，发动机推动力大（与H含量有关）要求：净热值不小于42.8MJ/kg密度不小于0.750～0.775

g/cm3例如：30m3油箱ρ850Kg/m3

可装25500Kg飞行100%ρ755Kg/m3可装22650Kg飞行89%

热值和密度与化学组成的关系

同一族沸点升高密度增大，重量热值减少不同族重量热值：烷烃＞环烷烃＞芳香烃

体积热值：芳香烃＞环烷烃＞烷烃烃类相对密度D420质量热值，kJ/kg体积热值,kJ/kg正癸烷0.72994425432300丁基环己烷0.79924343834716丁基苯0.86464150435884名称低热值kJ/kg密度kg/m3

油箱储备热量MJ耗油率kg/kf.h

航程km航空煤油4291582044.01.4415000宽馏分燃料4333376541.214500葵烷4426772940.61.3914500十氢化萘4281089048.11.4415900

结论：⑴热值高，密度低，航程缩短⑵密度大，储备热量多，航行远⑶热值高，耗油率低，航程短飞行航程与燃料热值及密度的关系

理想组分：

带侧链的环烷烃和异构烷烃，芳烃含量不大于20%

2、燃烧的起动性、稳定性、完全度

燃烧完全度（φ）

φ=θs

/θj

×100%θs

单位重量燃料放出的热量

θj

燃料低热值（净热值）

φ下降消耗增加航程下降粘度（雾化、供油、泵的润滑）

液滴影响因素

Ⅰ、表面张力

Ⅱ、喷射压力

Ⅲ、喷嘴结构

Ⅳ、粘度大：射程远，液滴大，雾化不良，燃烧不均匀、不完全，低温流动性差，供油量小，功率降低。易烧坏涡轮叶片。小：射程近，燃烧区宽而短，易引起局部过热，泵的磨损大粘度规定：20℃不能小于1.25厘斯

-40℃不能大于8.0厘斯1号、2号航空煤油

蒸发性（影响燃料的稳定性和完全性）过重：

Ⅰ、雾化不良、分解形成积碳；

Ⅱ、不能立即蒸发，料多再燃烧造成震动，发动机损坏

Ⅲ、火焰拉长，涡轮叶片由于过热而弯曲过轻：

Ⅰ、产生气阻，供油中断

Ⅱ、燃料在空中大量蒸发损失

Ⅲ、需用较大的泵（部分蒸汽挥发）控制指标（P140

喷气燃料指标）流程：10%点蒸发的难易程度（165℃）

90%点控制重组分（230℃左右）

98%点燃烧完全度（＜300℃）闪点控制：闪点低，蒸汽压高。

1#，2#不低于28℃；3#不低于38℃积炭⑴不良影响：喷嘴,火焰筒壁上电点火器⑵主要影响进入燃气涡轮蒸发性差燃烧室的结构

(3)生成积炭的倾向发动机的工作条件

燃料性能（3）与组成的关系：生成积炭的倾向，烷烃

<环烷烃<芳香烃双环芳香烃

>单环芳香烃含硫促使生成熔点高和硬度大的积炭。

双环芳烃因燃烧不完全是火焰中出现碳的微粒，造成火焰明亮度显著增加，使燃烧室壁受到过多的辐射热，促使积碳形成。

双环芳烃的含量不高于3%

烃类积炭，g正庚烷很少异辛烷很少环己烷0.45苯1.64甲基萘2.79试样编号芳香烃含量，%积炭重量g重量>205℃芳烃量1320.3621921.1132741.7142694.65各类烃生成积炭的比较（实验时间：15min）航空煤油中芳烃含量对积炭生成的影响（4）控制指标：

Ⅰ、烟点（无烟火焰的高度）在特制的灯中测定燃料火焰不冒烟时的最大高度。用mm为单位判断。与芳烃含量有关少，烟点升高烟点超过25—30mm，积炭很小

喷气使燃料要求：

烟点不小于25mm

芳香烃含量，%10182228无烟火焰高度，mm23191412无烟火焰高度，mm12182123263043积炭量，g7.54.83.21.81.60.50.4

芳香烃含量与无烟火焰高度的关系无烟火焰高度与积炭量的关系Ⅱ、辉光值

（火焰的辐射强度）固定火焰辐射强度下火焰温升的数值测定方法：

异辛烷辉光值100；四氢萘辉光值0烟灯—

装四氢萘点燃测烟点——记录火焰温升值T四异辛烷和试验油使用相同的方法得T异和T油辉光值=[（T油

-T四）/（T异

-T四）]×100规定：不低于45辉光值与化学组成的关系：正构烷烃＞异构烷烃＞环烷烃＞烯烃＞芳香烃

高温气相腐蚀（烧蚀）燃烧室、涡轮叶片等部位被侵蚀，出现麻坑的现象。原因：⑴燃料含硫时在1000℃与镍作用，生成镍-硫化镍（熔点650℃）⑵燃烧气中CO在镍催化剂作用下，分解出活泼的碳，与铬反应，生成碳化铬，镍富集。结果镍、碳化铬脱离合金基体。⑶料含钒和钠对金属也有烧蚀作用控制：含硫不大于0.05%

含钠不超过0.1ppm

含钒不超过0.05ppm

加入0.09-0.17%的抗烧蚀添加剂

3、低温性能

一般喷气式飞机在-40℃低温大气层或同温层（-50℃）影响低温性能的两个因素（1）化学组成：烃类——

正构烷烃、芳香烃＞环烷烃和烯烃同族——

M升高，沸点升高，结晶点升高同一原油——

密度升高，结晶点升高（2）微量水

危害：水冷冻后，生成晶核，低温性能差的烃类沿晶核迅速长大，将滤网迅速堵塞

水与铁锈和碱作用，生成纤维状、片状和絮状的悬浮物。将滤网迅速堵塞

水与胶质相结合，在滤网上形成一层粘稠的薄膜。将滤网迅速堵塞

水初始微生物生长，生成表面活性物质污染油品

烃类温度℃溶解度%

正戊烷250.011正庚烷250.015苯220.066甲苯220.052二甲苯220.038水在各种烃类中的溶解度4、安定性①储存安定性：铜离子小于150微克/升②热安定性：动态静态不安定组分：烷基萘、四氢萘类、非烃类化合物

5、其它性能⑴润滑性能⑵防静电性⑶闪点⑷腐蚀性⑸洁净性第五节燃料油一、燃料油分类1、燃料油（八个牌号）：SH/T0356-1996(2007)1#、2#—馏分燃料，家用和工业小型燃烧器4#轻、4#—重质馏分燃料，工业燃烧器5#轻、5#、6#和7#—残渣燃料油，工业燃烧器（预热）2、汽轮机液体燃料：SH/T0047-91(1998)3、船用燃料油：GB/T17411-1998二、燃料油的主要指标1、燃料油的粘度以100℃的运动粘度为指标2、燃料油的低温流动性用倾点来评定，不同的有有不同的标准如：１号燃料油的倾点不高于－１８℃，２号、４号轻及４号燃料油的倾点不高于－６℃3、燃料油的含硫量硫含量不大于0.5%4、燃料油的安定性有较好的储存安定性和热安定性概述

润滑油和润滑脂(润滑剂)第六节润滑油和润滑脂一、概述１、摩擦与润滑干摩擦

互相压紧的摩擦副在发生相对运动时要克服两种阻力：当微凸体互相咬住时，运动中较硬的物体会在较软的物体上犁沟当微凸体之间由于受压变形而发生粘着和焊连产生结点时，在运动过程中，结点会不断扯断和生成在机器中，两个互相接触而又发生相对运动的部件叫摩擦副这种状况称为干摩擦一方面会无谓消耗有效的能量使之转化为热能，降低机械效率另一方面会使摩擦件的表面发生磨损，缩短机器的使用寿命。干摩擦危害：干摩擦的摩擦系数因材料及表面光洁度的不同而不同(范围为0.15-0.40)润滑油的内摩擦系数(0.001-0.005)流体动力润滑、边界润滑及混合润滑流体动力润滑在运转时摩擦件之间的油膜的厚度(大于1μｍ)足以使摩擦件完全不接触的润滑，称为流体动力润滑

润滑油粘度、轴转速和轴上负荷这三者的关系可以用轴承特性因数Ｃ来表示，关系式Ｃ＝ηＮ/pη———润滑油的粘度，mPa.sＮ———轴的转速，ｒ/minｐ———轴单位投影面上的负荷，MPa。经验表明，Ｃ的数值较大时，该轴承一般能保持在在良好的流体动力润滑状态下运转选油方法：对于转速快、负荷小的轴承可以用粘度较小的润滑油；而对于转速慢、负荷大的轴承则需用粘度大的润滑油。

摩擦件之间只存在一层极薄的（＜0.1μm）边界膜，这层膜有可能是吸附于摩擦件表面的极性物质所形成的吸附膜，也可能是由摩擦件表面和润滑油添加剂在摩擦产生的高温下形成的反应膜。边界膜的存在可以避免摩擦件之间的干摩擦，从而显著降低摩擦损耗，大大减少磨损边界润滑边界润滑的摩擦系数约为0.05-0.15

当摩擦件之间不能形成连续的流体层，部分固体表面直接接触时，则出现流体动力润滑和边界润滑兼而有之的情况，可称为混合润滑混合润滑

有些机械部件如齿轮及滚动轴承等，其相互接触面积极小，而其负荷却极大，可高达几百至几千兆帕。这样便会使机件的受压部分发生弹性变形，同时，润滑油膜则会因受高压而粘度增大，变得十分粘稠甚至成油膏状物质，不易被挤出，从而使摩擦件之间仍能保持连续的油膜而得到润滑，这种情况称为弹性流体动力润滑。弹性流体动力润滑

主要作为减少机件之间的磨损，保护机件，节省动力。占全部石油产品的2~5%。润滑油产品多达数百种。二、润滑油和润滑脂(润滑剂)1、分类（GB/T7631.1-2008)十九个组（与国际统一）A、全损耗系统B、脱模C、齿轮D、压缩机（冷冻集真空系统）E、内燃机F、锭子、轴承G、导轨H、液压系统M、金属加工N、电器绝缘P、风动工具Q、热传导R、防腐蚀保护T、透平机U、热处理X、润滑指Y、其他用途Z、蒸汽气缸（S、特殊润滑剂应用场合）按使用场合分类：

a、内燃机润滑油

b、齿轮油

c、液压油及液压传动油

d、工业设备用油2、基础油——润滑油的原料矿物油——主要原料

原油的减压馏分或减压渣油，根据需要经脱沥青、脱蜡、精制得到的基础油按粘度指数分为五类：

VI≥140，VI≥120，VI≥90，VI≥40，VI＜40合成油——用于特殊领域

如：耐低温、耐高温、高真空、抗燃、抗辐射等领域合成润滑油：α-烯烃类，硅油类、聚乙二醇类、双酯类、磷酸酯类、桂酸酯类、全氟烃类、氟氯碳油、聚醚类等润滑油基础油粘度指数超高粘度指数VI≥140很高黏度指数VI≥120高粘度指数VI≥90中粘度指数VI≥40低粘度指数VI＜40润滑油基础油代号通用润滑油UHVIVHVIHVIMVILVI专用基础油低凝UHVIWVHVIWHVIWMVIWLVIW深度精制UHVISVHVISHVISMVISLVIS

润滑油基础油分类中性油——减压馏分制取的馏分油，按黏度分若干牌号（1000FSUS秒）

HVI75，HVIW100，MVI400，MVIS500等光亮油——减压渣油制取的基础油，按黏度分若干牌号（2100FSUS秒），最后写BS

HVI120BS，HVIS120BS，MVIS90BS等

我国部分基础油牌号类别牌号HVI75,100,150,200,350,400,500,650,120BS,150BSHVIW75,100,150,200,350,400,500,650,120BS,HVIS75,100,150,200,350,400,500,650,120BS,150BSMVI60,75,100,150,250,500,600,750,900,90BS,125/140BS,200/220BSMVIW60,75,100,150,250,500,MVIS60,75,100,150,250,500,600,750,900,90BS,125/140BSLVI60,75,100,150,300,500,900,1200,90BS,230/250BS3、内燃机润滑油a、发动机的特点：温度条件苛刻，汽油机活塞顶部温度250℃，柴油机活塞顶部温度300℃，曲轴箱油温100℃左右，使用时间长摩擦件间的负荷较大，主轴承负荷5~12MPa，连杆轴承35MPa。运动速度多变，最快时每秒数十米，在上止点和下止点时速度为零所处的环境复杂，润滑油循环使用，长时间与氧和金属接触b、润滑油在内燃机中的作用冷却发动机部件；润滑与减摩；密封；保护摩擦部件清洁；防锈和抗腐蚀.c、内燃机润滑油主要质量要求

黏度：能保持液体润滑，冷却及密封作用粘温性：粘度指数要求较高些抗氧化安定性抗磨性:

负荷大、不易形成膜，要求一定的抗磨能力

清洁分散性：对积炭、漆膜、油泥起清净分散作用积炭—棕色~黑色固态H/C为0.7漆膜—淡棕色~黑色坚硬的膜H/C为1.2油泥—乳状沉淀物，灰黑色~黑色的凝块

低温流动性：低温下能正常泵送倾点、低温动力粘度、边界泵送温度为评定的指标低温动力粘度—冷启动模拟机法，-30℃~-5℃的低温表观粘度边界泵送温度—最低泵入口温度润滑油汽油（不完全燃烧）水烟灰胶质油泥润滑油（高温氧化）胶质漆膜积炭漆膜积炭汽油机中沉积物生成过程示意图柴油（不完全燃烧）润滑油（高温氧化）烟灰胶质积炭漆膜柴油机中沉积物生成过程示意图d、内燃机润滑油的分类

代号：汽油机HQ——X

柴油机HC——X

其中:H--润滑油X—粘度等级

Q--汽油机C—柴油机内燃机油粘度等级分类采用国际通用的SAEJ300标准，制定国家标准：单级油:

含字母W，对低温有特殊要求

不含字母W

多级油:

5W/30，10W/30等，称稠化机油两个系列粘度等级号低温粘度mPas不大于边界泵送温度℃不高于运动粘度（100℃）Mm2/s，不小于OW3250（-30℃）-353.85W3500（-25℃）-303.810W3500（-20℃）-254.115W3500（-15℃）-205.620W4500（-10℃）-155.625W6000（-5℃）-109.3205.6,＜9.3309.3,＜12.54012.5,＜16.35016.3,＜21.96021.9,＜26.1内燃机粘度分类内燃机油质量等级的分类我国参照SAEJ183分类方法S代表汽油机系列：SA、SB、SC、SD、SE等C代表柴油机系列：CA、CB、CC、CD、CE等通用内燃机油：SC/CC、SD/CC、SE/CD等内燃机润滑油的品种品种代号粘度等级SC5W/20，10W/30，15W/40，30，40SC（SD/DC）5W/30，10W/30，15W/40，20/20W，30，40SE（SE/CC）5W/30，10W/30，15W/40，20/20W，30，40SF（SF/CD）5W/20，10W/30，15W/40，30，40品种代号粘度等级CC5W/20，10W/30，15W/40，20W/40，20/20W，30，40CD10W，5W/30，10W/30，15W/30，15W/40，20W/40，20/20W，30，40汽油机油及汽油机/柴油机通用油的品种柴油机油的品种

4、机械油

专用油：仪表、精密仪器、车轴油、缝纫机油、轧钢机油等。通用油：简称机械油（过去九个牌号）

代号HJ（按50℃运动黏度）

HJ5、HJ7、HJ10、HJ20、HJ30、

HJ40、HJ50、HJ70、HJ90ISO分类标准：

工业液体润滑剂，按40℃运动黏度分为20个等级5、电器用