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電噴柴油機燃油的凈化技術
電噴柴油機燃油的凈化技術
? ? 柴油機 采用電噴技術后，得到了節能、高效、環保 及方便維修的肯定評價，但眾多用戶卻抱怨電噴發動機 故障頻發，換件費用高昂。電噴發動機的常見故障是啟動困難，動力下降，更換一次噴油器或供油泵，動輒花費數萬元。究其原因，流行的說法是“車油不配套”，國產柴油機 質量差。筆者認為關鍵在于柴油提煉出廠后，污染問題沒處理到位。
? ? 世界燃油組織(WWFC)確認，全球有一半的燃油在零售過程中，沒有達到 ISO18/16/13 的污染等級。面對復雜的電噴燃油系統，則需要比以往更高質量的清潔 柴油，特別是在污染等級和含水量方面的要求更高。
? ? 柴油污染關鍵指標
? ? 固體顆粒污染等級
? ?合規的柴油在出廠時，按國標“普通柴油”(GB252-2011)或“車用柴油(IV)”(GB19147-2013)的規定，機械雜質為“無”。測定時可用目測法，將油樣注入 100mg 的玻璃量筒中，在室溫下定性觀察，應當透明，沒有懸浮和沉降的雜質。需要定量測定時，按GB/T511 檢測。
? ? 柴油在儲存、運輸、保管的過程中，如果混入塵土、砂子、金屬銹渣等機械雜質，就會受到污染。燃油中的機械雜質在高油壓作用下，會造成供油泵劇烈的磨料磨損和噴油器的堵塞、卡死。此外，柴油若儲存不當或存放時間過長，油中的烴類經過熱空氣流的蒸發、氧化、聚合及縮合作 用，或者與水和金屬發生化學反應，就 會生成深色的粘稠狀膠質。這些殘留膠質非常有害，容易堵塞柴油濾芯 ，受熱分解后會阻塞噴油器。
? ? 為了控制柴油的固體顆粒(無機的機械雜質和有機的殘留膠質)污染，可采用自動顆粒計數器監測，確保加注到油箱中的柴油符合 GB18/16/13 的污染等級。
圖1所示污染等級，是按GB/T14039 確定的。它是一組分布統計的數據。第一個代碼“18”表示每毫升
柴油中尺寸≥ 4μm 的總顆粒數不超過1900 個;第二個代碼“16”表示每毫升柴油中尺寸≥ 6μm 的總顆粒數不超過 700 個;第三個代碼“13”表每毫升柴油中尺寸≥ 14μm 的總顆粒數不超過 60 個。
采用激光自動顆粒計數器四通道測量，1μm 的靈敏度，既可取樣檢查也可在線監測。
水分含量
合規的柴油出廠時，按國標“普通柴油”(GB252-2011)或“車用柴油(1V)”(GB19147-2013)和規定，水分(體積分數)在0.03% 以下，認作“痕跡”。測定時可用測法，將油樣注入100mg 的玻璃量筒中，在室溫下定性觀察，應當透明，沒有懸浮和沉降的水分。需要定量測定時，按 GB/T260 檢測。
柴油在儲存、運輸、的過程中，如果混入水分，就會造成柴油的水污染。水污染引起金屬銹蝕，弱化濾芯的過濾能力，降低柴油的油膜強度，使輸油泵、供油泵及噴油器磨損加劇，甚至拉傷、燒結。
柴油中的含水量可用水分儀測定。圖 3 所示水分檢測儀可用于在線監測。
三種凈化技術
沉淀過濾凈化
? ? 安裝在柴油機上的柴油過濾裝置，雖然具有脫水濾清的功能，但是藏垢納污的能力有限。受到污染的柴油，應在加注到油箱之前，預先進行凈化處理。
傳統的多級過濾方法，是從油槽車到油庫的油罐卸油時、從油罐到加油車裝油時、從加油車(加油站)到用戶的油桶或柴油機油箱加油時，都采用開式濾網或織物進行過濾。
柴油凈化的最簡單方法，便是利用油罐或油桶，將待用的柴油靜置 72 ～ 96h 沉淀。
混入柴油中的水分有 3 種形態：①溶解水，存在于烴類化合物的分子之間的空隙內。水在油中的溶解飽和度很小。在溫度低時，溶解水就會析出，變成懸浮狀態的水。②懸浮水，以微小水滴懸浮在油中，會造成柴油的乳化，而且難以用沉淀的方法去除。③游離水，以較大的水滴混合在油中。由于水比柴油的比重僅大 15% 左右，游離水靜置的沉淀速度很慢，要等 3 天后，游離水才會以水墊的形式沉于油罐的底部。
沉淀過濾凈化的方法，要占用兩個以上的油罐(油桶)，沉淀時間要足夠長，過濾的手續繁復，對于大量用油的礦山和大型工程項目并不合適。沉淀過濾凈化法不能有效分離懸浮水，當要求非溶解水小于 1000ppm 的含量、過濾精度 4 ～6μm，限制去除固體顆粒達到 GB18/16/13 的凈化指標時，在技術經濟上受到了限制。
? ? 凝聚過濾凈化
固體顆粒污染凈化是一種固液分離技術。只要過濾裝置采用絕對過濾精度 4υm 的合成纖維材料作濾芯，單位體積柴油中凈化前后的平均顆粒數之比(多通試驗的平均過濾比)β 值達到 200，就能確保 GB18/16/13 的污染等級。
水污染凈化要求同相分離，技術上有一定難度。如果采用真空脫水裝置，工藝復雜成本高。
英國愛倫公司、德國法笛公司等研制的凝聚過濾裝置的原理如下：柴油中懸浮水在通過親水性的纖維濾網時，會發生吸附、碰撞而凝聚成水滴較大的游離水。在層流條件下流動時，大部分游離水會較快沉降下來，少部分未沉降的游離水通過聚四氟乙烯材料的分離網疏水之后，就能有效地分離油水，確保柴油含水量小于 0.1%。
卡彼勒公司的凈化系統如圖 2 所示。這類系統有四種規格：******燃油流量 1136L/min 和757L/min 的 4 種適合快速加油站作業，379L/min和 190L/min 的兩種既可作常規油罐過濾裝置，也可安裝在運油車上手動加油。國產的幾款小型柴油凈化裝置如圖 3 所示。
? ? 機內凈化
主機廠或發動機廠家在隨機使用維護說明中，都列有關于燃油系統點檢和定檢的詳盡作業要求。有幾個問題需要廠家技服人員提醒用戶注意。
? ?改掉早上加油的不良習慣
? ?在每天結束作業后補加柴油，可以減小油箱的存氣空間，避免油箱內空氣中濕存水因晝夜溫差變化而凝結成水滴混入水中，同時，也可使油箱中的柴油有時間沉淀雜質及水分(參看圖 4，需在第二天早
上作業前排污)。總之，要養成油箱滿油過夜的習慣。
慎重代用原廠濾清器
原廠設計或選用的柴油油水分離器、粗濾器，細濾器，都按ISO4020 標準進行了性能試驗，包括污染等級試驗、氣泡試驗、壓差試驗、多通試驗、水分離效率試驗、破損試驗、總成破損試驗、脈動壓力試驗和疲勞試驗。
柴油濾清器的性能按上述試驗結果評定等級，包括過濾效率、壽命、流量、水分離效率及破損壓差的等級。如果認為安裝尺寸可以互換而代用了不合格的濾清器或濾芯，就達不到原設計的過濾能力和過濾效率。當然，過了質保期的發動機，也盡可選用性能等級與原廠相近的國產柴油濾清器。
