1 車用柴油使用中的常見問題 

    如何能有效改善車用柴油機(jī)燃燒工況與抑制硫、釩的腐蝕以及有效防止油箱、管路、過濾器、油泵、噴嘴、活塞環(huán)、缸套等積焦、積炭、油泥的生成，降低油耗一直是各大城市公交公司技術(shù)部、機(jī)務(wù)部探索設(shè)法解決的疑難雜癥。 

    1.1 燃燒不完全和冒黑煙                              

    因柴油含太多的重質(zhì)芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、致使氣化燃燒速度太慢，沒來得及完全燃燒而排出，重質(zhì)芳烴含量多，密度大的柴油燃燒不完全而冒黑煙。 

    原因：是柴油滯燃期過短（發(fā)動(dòng)機(jī)過熱、壓縮過度等）、混合氣濃度局部過大（噴油及油霧分散不均，氣流混合不充分）、或負(fù)荷太重、油泵或噴油嘴故障等原因造成的。 

    1.2 燃燒不良、冒白煙                       

    排出含未燃的霧狀烴類白煙（溫度較低的白煙）并有輕油氣味，浪費(fèi)柴油。

    原因：是由于輕質(zhì)油未完全燃燒，或噴油噴射太遠(yuǎn)，氣缸壁溫度過低，噴油過早，使噴霧沖突（油滴增大）而部分燃料油未完全燃燒，或著火失常等原因造成的。 

    1.3 串機(jī)油冒青煙 

    在迎光觀察時(shí)有青或藍(lán)色的排煙發(fā)生，浪費(fèi)潤(rùn)滑油，造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作不利。

    原因：潤(rùn)滑油串入燃燒室發(fā)生的潤(rùn)滑油不完全燃燒，或發(fā)動(dòng)機(jī)磨損間隙過大，或潤(rùn)滑油壓力過高，串入燃燒室燃燒潤(rùn)滑油等原因所造成。 

    1.4 噴油霧化不良                                                 

    噴油霧化和擴(kuò)散不良，噴油距離不當(dāng)，燃燒不良而排煙異常。 

    原因：是柴油粘度或表面張力過大或過小，柴油含機(jī)械雜質(zhì)或沉淀物而堵塞油孔或噴嘴設(shè)計(jì)、維修不良而堵塞或磨損、燒結(jié)或積炭而噴油不良，或柴油泵、過濾器維護(hù)不良所致。

    1.5 磨損太大 

    （1）燃燒生成物使氣缸壁、活塞環(huán)（特別是頂環(huán)）磨損嚴(yán)重，以致功率下降，浪費(fèi)燃料。

    原因：柴油含硫量太多，尤其同時(shí)使用低質(zhì)潤(rùn)滑油時(shí)磨損更大，或柴油灰分太大，雜質(zhì)多，濾清器不良等原因所造成。 

    （2）噴嘴等磨損過大，噴油霧化不良。 

    原因：柴油中含磨損性雜質(zhì)太多 

    1.6 積炭過多 

    燃燒室，特別是噴嘴附近積炭過多，影響噴油霧化不良，以致燃燒不完全。

    原因：柴油含餾分多，或膠質(zhì)聚合物多，含多環(huán)芳烴、單環(huán)芳烴、二烯烴等太多，或硫含量太大、柴油殘?zhí)看蠛桶捕ㄐ圆缓盟?，或低速運(yùn)轉(zhuǎn)多、負(fù)荷太大等原因所造成。

    1.7 低溫流動(dòng)性不良 

    柴油中石蠟析出堵塞濾油器或妨礙油泵動(dòng)作，影響供油。 

    原因：燃料油傾點(diǎn)和濁點(diǎn)太高 

    1.8 油泥析出 

    油泥或沉淀堵塞濾油器，嚴(yán)重時(shí)膠住噴嘴柱塞或堵死噴油孔和膠住油泵。

    原因：柴油中含焦化柴油餾分，或貯油系統(tǒng)不潔，柴油的抗氧化和貯存安定性不良時(shí)發(fā)生。

    2 車用柴油主要質(zhì)量指標(biāo)的優(yōu)劣對(duì)柴油機(jī)工況的影響 

    柴油其殘?zhí)恐岛俊⒒蛄蚝?、或?qū)嶋H膠質(zhì)含量、或灰分含量、或水分及機(jī)械雜質(zhì)含量過大，或粘度過大、或十六烷值太低、或潤(rùn)滑性差等因素都是造成柴油機(jī)燃燒室里的產(chǎn)生結(jié)焦積炭致使磨損加劇，使檢修期及使用壽命縮短的原因。 

    改善柴油品質(zhì)，是提高柴油機(jī)工況的穩(wěn)定性、減少機(jī)械磨損、改善燃燒性能、節(jié)約燃油、降低尾氣排放和燃燒噪音的最為關(guān)鍵的要素。 

    （1） 使用殘?zhí)恐荡蟮牟裼偷牟裼蜋C(jī)，燃燒室積炭堆積較快，特別是含硫較多的柴油的積炭堅(jiān)而硬，柴油機(jī)氣缸和活塞更易磨損。 

    （2）硫含量大的柴油會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)安定性變差以及對(duì)機(jī)械有較大腐蝕性。同時(shí)含大量硫化物的燃燒廢氣進(jìn)入氣缸壁和曲軸箱，又會(huì)使?jié)櫥图铀僮冑|(zhì)和發(fā)生腐蝕。 

    （3） 實(shí)際膠質(zhì)含量過大的柴油，貯存安定性也差，特別是膠質(zhì)在進(jìn)油管線或過濾器上析出時(shí)，會(huì)影響給油，甚至由于膠質(zhì)沉積在高壓油泵和噴嘴柱塞副里，使其粘住而無法起動(dòng)。 此消息來自：中國(guó)城市車輛網(wǎng)

    （4） 灰分含量大的柴油燃燒后極易在燃燒室形成結(jié)垢，特別是含硫較多的柴油，灰分中含有V2O5時(shí)，對(duì)燃燒生成的SO2起催化作用，生成SO3，遇水分生成硫酸，極易腐蝕機(jī)械，加速發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。 

    （5） 水分及機(jī)械雜質(zhì)除了會(huì)增加灰分和結(jié)垢外，還會(huì)造成柴油乳化變質(zhì)，機(jī)械雜質(zhì)除堵塞濾油器和供油管線外，還會(huì)嚴(yán)重磨損高壓油泵和噴油嘴。 

    （6） 粘度太大會(huì)使大量柴油直接噴在氣缸壁和活塞頂上，不但浪費(fèi)柴油而且還會(huì)增加燃燒室的結(jié)焦、積炭；粘度太小除會(huì)增加噴嘴和高壓油泵柱塞副的磨損外，還會(huì)造成噴油距離太近，只集中在噴嘴附近燃燒，以致空氣不足，燃燒不完全，造成油料浪費(fèi)和功率下降。
    （7） 柴油十六烷值太低，燃燒初期生成的過氧化物不足，因而滯燃期太長(zhǎng)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)動(dòng)困難，在工作時(shí)易發(fā)生爆震。十六烷值太高的柴油滯燃期太短，在燃燒室內(nèi)過快的生成過氧化物，而在未形成良好的混合之前，在空氣不足的情況下燃燒，使一部分烷烴分解生成游離碳，并隨廢氣排出形成濃煙，增加燃燒室積炭和發(fā)動(dòng)機(jī)磨損。 

    3 車用柴油使用中的常見問題的解決方法 

    在柴油中加入添加劑是改善柴油燃燒性能最經(jīng)濟(jì)而有效的重要手段。不僅改善了柴油的貯存安定性，而且改善了燃燒性，并能防止燃燒室油噴嘴積焦積炭的生成，減少機(jī)械磨損，達(dá)到節(jié)約能源、延長(zhǎng)車輛保養(yǎng)間隔里程、防止污染環(huán)境的目的。 

    我們知道，發(fā)動(dòng)機(jī)上積碳的形成過程：活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)之前，沒有明顯的碳生成。在活塞到達(dá)上止點(diǎn)后向下運(yùn)動(dòng)到15°～30°曲軸轉(zhuǎn)角過程中，碳的生成達(dá)到高峰。碳的生成期和燃燒擴(kuò)散期重疊在一起。 

    研究還表明：排放中含有大量碳煙是因?yàn)槿紵^程中氧的含量不足，通過催化燃燒，加速氧化燃燒，使碳的氧化反應(yīng)更充分，就會(huì)減少排放中的碳煙含量，使碳在發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)中的形成時(shí)間提前，減少燃燒擴(kuò)散期碳的形成。 

    3.1 車用柴油添加劑                           

    為解決這些問題向柴油中加入必需的添加劑。比較普遍使用的是助燃劑，即燃燒促進(jìn)劑、也有的是油泥沉淀分散劑、脫水劑、防腐蝕劑、防菌防霉、十六烷值上升劑、降凝劑等。在國(guó)內(nèi)自主研發(fā)多以單劑為主體，在歐美以復(fù)合多效劑為主體。 

    3.2 抗氧防膠劑 

    主要對(duì)柴油中的不安定化學(xué)組分的自動(dòng)氧化反應(yīng)起抑制作用，以提高柴油等的貯存和使用的化學(xué)安定性?，F(xiàn)在主要使用的有酚系和胺系抗氧防膠劑，目的是防止柴油類在貯存或使用中，一些不飽和烴、硫、氧、氮化合物等不安定化合物，受光或（和）熱的作用而自動(dòng)氧化生成油泥或膠質(zhì)影響其使用，以克服在使用中進(jìn)氣門結(jié)膠和燃燒室積炭。 

    3.3 清凈分散劑 

    在柴油機(jī)上可防止噴嘴結(jié)焦，使噴油霧化良好，燃燒完全，從而減少排氣中的HC、CO和NOx，并節(jié)省柴油。這種添加劑還可改善柴油的潤(rùn)滑性，減少油泵和噴嘴的磨損，使噴油霧化良好，燃燒完全而減少排氣對(duì)大氣的污染。添加劑分子中的活性原子，在金屬表面上形成吸附膜或反應(yīng)膜或聚合物膜而提高潤(rùn)滑性，從而有效地保護(hù)各摩擦部位，使油泵、噴嘴、閥座閥唇得到良好地潤(rùn)滑，從而使動(dòng)作圓滑，防止油品存留，并將已存留油品或油泥隨時(shí)洗掉并攜進(jìn)燃燒室完全燃燒后排出。其作用效果是： 

    （1） 降低對(duì)大氣的污染； 

    （2） 節(jié)省柴油消耗； 

    （3） 改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。 

    3.4 柴油多效劑 

    因柴油所用餾分加重，而且多直接混用催化裂化柴油，因而膠質(zhì)多和安定性及燃燒性能變差，貯運(yùn)中易生油泥沉淀，使用中結(jié)焦積炭，并可能發(fā)生腐蝕。柴油多效劑有清凈、抗氧化、防腐蝕、助燃（促燃）等作用。 

    4 爭(zhēng)創(chuàng)清潔汽車示范城市公交 

    車用柴油的現(xiàn)狀不應(yīng)該成為我們創(chuàng)建清潔汽車示范城市公交不可逾越的障礙。從2003年1月1日起，在全國(guó)范圍使用的已是含硫量為800 ppm的柴油，但離歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)要求的柴油含硫?yàn)?00 ppm仍有較大的差距（歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)為300 ppm，歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)為50ppm，歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)為10 ppm）；歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車排污裝置設(shè)備耐久性的要求是8km，歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)為10km（以使用配套標(biāo)準(zhǔn)的柴油為前提）。而城市公交車輛一般行駛里程為60萬～70萬km。 

    近幾年，國(guó)內(nèi)許多城市為了解決“城市大氣污染”，積極推廣與應(yīng)用壓縮天然氣（CNG）、液化天然氣（LNG）、液化石油氣（LPG）車輛，但目前的燃?xì)鈨r(jià)格、加氣站建設(shè)與運(yùn)營(yíng)，以及使用燃?xì)獾惹鍧嵞茉窜囕v導(dǎo)致的車輛購(gòu)置費(fèi)用、維護(hù)成本增加使用清潔能源車輛的相關(guān)免稅政策難以落實(shí)，這些都是目前困擾與制約國(guó)內(nèi)清潔汽車工作以及燃?xì)馄嚢l(fā)展的重大因素。此外，柴油電驅(qū)混合動(dòng)力，燃料電池、液體燃料重整制氫等動(dòng)力車輛的技術(shù)障礙與運(yùn)營(yíng)成本對(duì)于全球絕大多數(shù)城市來說仍是可望不可及。 

    國(guó)內(nèi)的柴油質(zhì)量要達(dá)到歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)的柴油質(zhì)量，至少需要4～5年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，即使柴油質(zhì)量達(dá)到了歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)，使用的即使是歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的尾氣污控裝置也只能確保8km內(nèi)達(dá)標(biāo)。 此消息來自：中國(guó)城市車輛網(wǎng)

    一方面加大車輛的維修保養(yǎng)力度，全面推廣I/M維修保養(yǎng)制度的貫徹實(shí)施，另一方面積極采用先進(jìn)的技術(shù)與產(chǎn)品以延伸歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)柴油機(jī)的保養(yǎng)間隔里程與尾氣排放達(dá)標(biāo)里程，以及使現(xiàn)有歐Ⅰ標(biāo)準(zhǔn)柴油機(jī)的尾氣排放達(dá)到歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)。 

    比如：上海強(qiáng)生公共交通有限公司的營(yíng)運(yùn)車輛也面臨著與其他公交公司同樣的問題：車輛的動(dòng)力性能不佳、尾氣排放超標(biāo)、機(jī)械磨損嚴(yán)重，平均車輛每月的行駛里程都超過7000km，維修保養(yǎng)費(fèi)用越來越高。他們開展了從源頭治理的清潔營(yíng)運(yùn)行動(dòng)——尾氣排放超標(biāo)也是一種成本，是由于柴油不完全燃燒而造成的浪費(fèi)或柴油機(jī)低效率造成的。通過使用一種EPF柴油復(fù)合多效劑，提高了柴油的利用效率與車輛的動(dòng)力性能。在17個(gè)月的使用過程中，他們對(duì)部分車輛的油耗、行駛里程進(jìn)行了跟蹤統(tǒng)計(jì)與分析，平均取得了10%～15%的節(jié)油率，尾氣排放經(jīng)多次檢測(cè)都好于歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)排放的限值，下降幅度40%～90%，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音平均下降4～5dB，在車輛吊缸檢查發(fā)現(xiàn)：活塞、活塞環(huán)、噴嘴、缸頭、排氣閥等處幾乎沒有積炭、積焦、油泥或沉積物。保養(yǎng)間隔里程延長(zhǎng)了，每次保養(yǎng)更換配件的費(fèi)用下降了，柴油機(jī)使用壽命也延長(zhǎng)了。 

    目前，在上海已有幾十家公司數(shù)萬輛車使用了該柴油復(fù)合多效劑，為城市公交創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)收益，也為上海的大氣環(huán)境創(chuàng)造了良好的環(huán)境效益。 

    在目前CNG、LNG、LPG等燃?xì)馄?，柴油電?qū)混合動(dòng)力、燃料電池、液體燃料重整制氫等動(dòng)力車輛技術(shù)、成本未能解決與普及的時(shí)候，即使我們的柴油在今后的10年中達(dá)到了歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)或歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)所配套使用的柴油，在柴油中添加復(fù)合多效劑以及加強(qiáng)I/M維修保養(yǎng)制度的實(shí)施都還是十分有效的。因?yàn)樘砑觿┲械哪承┏煞菖c功能：比如清凈、助燃、降凝、防腐防銹、潤(rùn)滑等功能即使在歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的柴油中也是沒有的。 

    只有源頭控制與末段整治相結(jié)合，才能使柴油機(jī)工況的穩(wěn)定性和操作性能才能得以改善。