專利名稱：柴油清凈性檢測方法及其設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于石化產品性能檢測的技術領域，特別是一種柴油清凈性檢測方法及其設備。
背景技術：
隨著我國柴油重型汽車和柴油轎車的升級換代以及柴油車輛的數量劇增，城市對汽車尾氣排放有了更嚴格的要求，雖然柴油汽車比汽油汽車的排放污染物要低，但柴油在高溫工作中形成的沉積物容易造成發動機供油系統和噴嘴堵塞，使柴油流動不暢、霧化不好、油耗上升、動力下降、排放黑煙。為了解決這個問題，國內一些城市借鑒國外的經驗，已經在柴油中添加了柴油清凈劑或復合劑，減少柴油汽車給城市環境帶來的污染。在本發明以前，國內外還沒有測試市售柴油清凈性的設備和方法，國內外現有的技術方法是采用歐洲發動機XUD-9臺架試驗設備和方法(歐洲標準CEC F-23-A-01)，該方法通過測試柴油噴嘴的清潔度來評定柴油清凈劑的清凈效果，國內只有中國石油、中國石化下屬的兩個科研單位有此臺架，由于發動機臺架檢測時間長，試驗費用高，臺架試驗設備需要專用廠房、很多的輔助設備和專業技術人員操控，無法普及使用，只能做柴油清凈劑產品進入市場的準入檢測。而技術監督管理部門對市售柴油(含劑或不含劑)進行清凈性檢測，以及柴油清凈劑生產單位進行清凈劑配方篩選和生產環節采樣監控，卻缺乏一種可行的評價手段。
發明內容
本發明的目的是提供一種實驗費用低、簡便經濟、易于普及的并與臺架試驗有著良好相關性的柴油清凈性模擬測試方法及其設備。
為實現上述目的，本發明采取的技術方案是一種柴油清凈性檢測方法，包括以下步驟①將一潔凈的沉積物收集器用天平去稱重，即得到m0，精確到0.1mg以上；
②將該沉積物收集器加熱到240～300℃的試驗溫度；③柴油以1～4ml/min速度流到沉積物收集器的工作面上，形成一層均勻流動的油膜；④每100ml柴油經過25～100min的時間后，沉積物收集器工作面上的油膜在高溫的烘烤下，氧化生成了一層漆膜，漆膜較厚和顏色較深的地方形成積炭，每100ml基礎柴油(不含柴油清凈劑)沉積物重量控制在3～6mg；⑤將沉積物收集器放入正庚烷溶劑中浸泡1～3分鐘，將懸浮在沉積物表面能夠溶解的物質溶解掉；⑥將附著有沉積物的沉積物收集器用天平去稱重，即得到m1，精確到0.1mg以上；⑦用附著有沉積物的沉積物收集器重量m1減去實驗前沉積物收集器的重量m0，得到被檢測柴油沉積物的重量m，這個重量值代表了被檢柴油的清凈性能，數值越小，柴油越清潔；⑧如果用添加清凈劑的柴油生成的沉積物的重量m1除以基礎柴油(未加清凈劑)生成的沉積物的重量m2，再乘以100％，即可得到該清凈劑的成焦率Δ(％)，百分數越小，表明清凈劑的清潔作用越好。
一種實現上述柴油清凈性檢測方法的設備，其沉積物收集器放置在加熱器上，沉積物收集器工作面呈斜面，夾緊機構將沉積物收集器固定在加熱器上，往復行走機構油管出口設置在沉積物收集器工作面的高端上方，往復行走機構油管進口與計量泵相連接，計量泵的油管入口插入柴油容器中，沉積物收集器工作面的低端處設有一廢油容器。
上述沉積物收集器、加熱器與控制器相連，控制器內有沉積器收集器的溫度控制系統、加熱器的超溫保護控制系統和試驗時間終止自動停機控制系統。
上述沉積物收集器、加熱器、廢油容器裝在一個防護罩內，防護罩的上方安裝有觀察透明窗。
本發明提供的上述柴油清凈性測試方法及其設備，是在模擬柴油發動機噴嘴內腔的工作狀況及生成沉積物的機理的基礎上得到的，用該方法得到的成焦率(％)與柴油發動機XUD-9臺架試驗方法(歐洲標準CEC F-23-A-01)噴嘴的清潔度(空氣流量損失％)有很好的相關性。而且檢測時間短，試驗費用低，設備投資小，操作簡便，可在普通的實驗室進行，試驗過程直觀，試驗結果具有良好的區分性和重復性。不僅可以檢測柴油清凈劑的清凈程度，而且能夠檢測柴油本身的清凈性，適用于柴油清凈劑生產單位進行清凈劑配方篩選和生產環節采樣監控，也適用于技術監督管理部門對市售柴油(含劑或不含劑)進行清凈性檢測。
圖1為柴油清凈性測試設備的結構示意圖；圖2為柴油清凈性檢測設備模擬試驗與臺架試驗的相關關系圖。
圖中1-沉積物收集器；2-加熱器；3-夾緊機構；4-往復行走機構；5-油管；6-柴油容器；7-計量泵；8-廢油容器；9-防護罩；10-控制器；11-油煙處理器；12-沉積物收集器溫度控制系統；13-超溫保護控制系統；14-試驗時間終止自動停機控制系統；15-觀察透明窗。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明提供的柴油清凈性測試設備的實施例中，其沉積物收集器1放置在加熱器2上，夾緊機構3將沉積物收集器1固定在加熱器2上，沉積物收集器1、加熱器2與控制器10相連，控制器10內有沉積物收集器溫度控制系統12、加熱器超溫保護控制系統13和試驗時間終止自動停機控制系統14。沉積物收集器1的工作面呈斜面，沿柴油流動方向的工作面呈兩邊高中間低的形狀或凹形，其截面可以是矩形、三角型、弧型、半圓型或梯型，其低端側視剖面為弧型、斜邊型、坡型或鷹嘴型，以使廢油有效流入廢油容器8中。加熱器2可以采用平板型、L型、△型、半圓型或梯型，也呈斜面狀，與沉積物收集器1的底面相適配。夾緊機構3利用彈簧的壓力分別壓住沉積物收集器1兩端，也可以用螺絲夾緊。往復行走機構4的油管5出口設置在沉積物收集器1工作面的高端上方，往復行走機構4為往復直線運動，可用齒條方式，也可用汽缸—連桿方式、絲桿方式或偏心輪連桿方式。往復行走機構4的油管5進口與計量泵7相連接，計量泵7的油管5入口插入柴油容器6中，計量泵7保證流量的平穩、精確，可以是注射泵、蠕動泵、平流泵或輸液泵。沉積物收集器1工作面的低端處設有一廢油容器8。上述沉積物收集器1、加熱器2、廢油容器8裝在一個防護罩9內，防護罩9的上方安裝有觀察透明窗15。上述防護罩9的上方可設置一油煙處理器11。
下面利用上述設備進行柴油清凈性測試，其步驟包括①先用水砂紙將沉積物收集器打磨，直到表面光潔無污，再用水沖洗后放到烘箱中烘干，取出后置于干燥器中備用。從干燥器中取出沉積物收集器用天平去稱重，即得到m0，精確到0.1mg以上；②將該沉積物收集器放置加熱器上夾緊，加熱到240～300℃的試驗溫度，例如-20℃凝點的柴油需加熱到240～255℃，-10℃凝點的柴油需加熱到256～265℃，0℃凝點的柴油需加熱到266～300℃左右；③計量泵以1～2ml/min速度勻速給油管供油，油管在往復行走機構的帶動下，以每分鐘1～2次頻率在沉積物收集器的上端將柴油均勻流到沉積物收集器的工作面上，形成一層均勻流動的油膜；④每100ml柴油經過75～85min的時間后，沉積物收集器工作面上的油膜被不斷的沖刷更替和高溫烘烤，氧化生成了一層漆膜，漆膜較厚和顏色較深的地方形成積炭。每100ml基礎柴油(不含柴油清凈劑)沉積物重量控制在3～6mg，新鮮基礎柴油沉積物一般為3～4.5mg，存儲時間較長的柴油沉積物一般為4.5～6mg；⑤將沉積物收集器放入正庚烷溶劑中浸泡1分鐘左右，將懸浮在沉積物表面能夠溶解的物質溶解掉；⑥將附著有沉積物的沉積物收集器用天平去稱重，即得到m1，精確到0.1mg以上，并對沉積物收集器的表面形貌照相制片存檔；⑦用附著有沉積物的沉積物收集器重量m1減去實驗前沉積物收集器的重量m0，即m＝m1-m0，得到被檢測柴油沉積物的重量m，這個重量值代表了被檢柴油的清凈性能，數值越小，柴油越清潔；⑧如果用添加清凈劑的柴油生成的沉積物的重量m1除以基礎柴油(未加清凈劑)生成的沉積物的重量m2，再乘以100％，即Δ(％)＝m1/m2×100％可得到該清凈劑的成焦率Δ(％)，百分數越小，表明清凈劑的清潔作用越好。
精密度(重復性)同一操作者，在同一實驗室使用同一臺儀器，重復測定兩個結果與其算術平均值的差數見下表
相關性柴油清凈性檢測方法和設備使用市售0#車用柴油做基礎柴油，分別用5種經臺架試驗過的柴油清凈劑進行相關性考察，柴油清凈性檢測設備模擬試驗與臺架試驗的相關關系結果見圖2如圖2所示，用本方法得到的成焦率Δ(％)與柴油發動機XUD-9臺架試驗方法(歐洲標準CEC F-23-A-01)噴嘴的清潔度(空氣流量損失％)有很好的相關性。
權利要求
1.一種柴油清凈性檢測方法，其特征在于包括以下步驟①將一潔凈的沉積物收集器用天平去稱重，即得到m0，精確到0.1mg以上；②將該沉積物收集器加熱到240～300℃的試驗溫度；③柴油以1～4ml/min速度流到沉積物收集器的工作面上，形成一層均勻流動的油膜；④每100ml柴油經過25～100min的時間后，沉積物收集器工作面上的油膜在高溫的烘烤下，氧化生成了一層漆膜，漆膜較厚和顏色較深的地方形成積炭，每100ml基礎柴油，沉積物重量控制在3～6mg；⑤將沉積物收集器放入正庚烷溶劑中浸泡1～3分鐘，將懸浮在沉積物表面能夠溶解的物質溶解掉；⑥將附著有沉積物的沉積物收集器用天平去稱重，即得到m1，精確到0.1mg以上；⑦用附著有沉積物的沉積物收集器重量m1減去實驗前沉積物收集器的重量m0，得到被檢測柴油沉積物的重量m，這個重量值代表了被檢柴油的清凈性能，數值越小，柴油越清潔；⑧如果用添加清凈劑的柴油生成的沉積物的重量m1除以基礎柴油生成的沉積物的重量m2，再乘以100％，即可得到該清凈劑的成焦率％，百分數越小，表明清凈劑的清潔作用越好。
2.根據權利要求1所述柴油清凈性檢測方法，其特征在于上述步驟③中，柴油以1～2ml/min速度流到沉積物收集器的工作面上，形成一層均勻流動的油膜。
3.根據權利要求1所述柴油清凈性檢測方法，其特征在于上述步驟④中，每100ml柴油經過75～85min的時間后，沉積物收集器工作面上的油膜被不斷的沖刷更替和高溫烘烤，氧化生成了一層漆膜，漆膜較厚和顏色較深的地方形成積炭。
4.根據權利要求1所述柴油清凈性檢測方法，其特征在于上述步驟⑤中，將沉積物收集器放入正庚烷溶劑中浸泡1分鐘，將懸浮在沉積物表面能夠溶解的物質溶解掉。
5.一種實現如權利要求1所述柴油清凈性檢測方法的設備，其特征在于該裝置的沉積物收集器(1)放置在加熱器(2)上，沉積物收集器(1)的工作面呈斜面，夾緊機構(3)將沉積物收集器(1)固定在加熱器(2)上，往復行走機構(4)的油管(5)出口設置在沉積物收集器(1)工作面的高端上方，往復行走機構(4)的油管(5)進口與計量泵(7)相連接，計量泵(7)的油管(5)入口插入柴油容器(6)中，沉積物收集器(1)工作面的低端處設有一廢油容器(8)。
6.根據權利要求5所述柴油清凈性檢測設備，其特征在于上述沉積物收集器(1)、加熱器(2)與控制器(10)相連，控制器(10)內有沉積物收集器溫度控制系統(12)、加熱器超溫保護控制系統(13)和試驗時間終止自動停機控制系統(14)。
7.根據權利要求5所述柴油清凈性檢測設備，其特征在于上述沉積物收集器(1)、加熱器(2)、廢油容器(8)裝在一個防護罩(9)內，防護罩(9)的上方安裝有觀察透明窗(15)。
8.根據權利要求5至7任一項所述的檢測設備，其特征在于上述沉積物收集器(1)沿柴油流動方向的表面呈兩邊高中間低的形狀或凹形，其截面為矩形、三角型、弧型、半圓型或梯型；沉積物收集器(1)的下端側視剖面為弧型、斜邊型、坡型、瓦形或鷹嘴型。
9.根據權利要求5至7任一項所述的檢測設備，其特征在于上述計量泵(7)采用注射泵、蠕動泵、平流泵或輸液泵。
10.根據權利要求5至7任一項所述的檢測設備，其特征在于上述往復行走機構(4)為實現往復直線運動的齒條方式、汽缸連桿方式、絲桿方式或偏心輪連桿方式。
全文摘要
本發明提供了一種柴油清凈性檢測方法及其設備，該方法和設備是將柴油流到一個工作面呈斜面的沉積物收集器上，在加熱器的作用下，經過一定的時間，在沉積物收集器的工作面上生成沉積物，通過定量分析沉積物的重量，可以很好的區分柴油的清凈程度。使用該方法和設備可以較好的模擬柴油噴嘴清凈度XUD－9臺架試驗方法(歐洲標準CEC F－23－A－01)，可節省昂貴的發動機臺架試驗費用和節省時間，操作簡便，可在普通的實驗室進行，試驗過程直觀。不僅可以檢測柴油清凈劑的清凈程度，而且能夠檢測柴油本身的清凈性，適用于柴油清凈劑生產單位進行清凈劑配方篩選和生產環節采樣監控，也適用于技術監督管理部門對市售柴油進行清凈性檢測。
文檔編號G01N33/28GK1940524SQ20051009612
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月30日 優先權日2005年9月30日
發明者張德民, 李 榮, 張佳 申請人:張德民