電噴柴油機燃油的凈化技術(shù)

 柴油機采用電噴技術(shù)后，得到了節(jié)能、高效、環(huán)保及方便維修的肯定評價，但眾多用戶卻抱怨電噴發(fā)動機故障頻發(fā)，換件 費用高昂。電噴發(fā)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(shù)萬元。究其原因，流行的說法是“車油不配套”，國產(chǎn)柴油機質(zhì)量 差。筆者認為關(guān)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(fù)雜的電噴燃油系統(tǒng)，則需要比以往更高質(zhì)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(guān)鍵指標(biāo)

固體顆粒污染等級

合規(guī)的柴油在出廠時，按國標(biāo)“普通柴油”（GB252-2011）或“車用柴油（IV）” （GB19147-2013）的規(guī)定，機械雜質(zhì)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(yīng)當(dāng)透明，沒有懸浮和沉降的雜質(zhì)。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(zhì)，就會受到污染。燃油中的機械雜質(zhì) 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(dāng)或存放時間過長，油中的烴類經(jīng)過熱空氣流的蒸發(fā)、氧化、聚合及縮 合作用，或者與水和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就會生成深色的粘稠狀膠質(zhì)。這些殘留膠質(zhì)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(zhì)和有機的殘留膠質(zhì)）污染，可采用自動顆粒計數(shù)器監(jiān)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(tǒng)計的數(shù)據(jù)。第一個代碼“18”表示每毫升

柴油中尺寸≥ 4μm 的總顆粒數(shù)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(shù)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(shù)不超過 60 個。

采用激光自動顆粒計數(shù)器四通道測量，1μm 的靈敏度，既可取樣檢查也可在線監(jiān)測。

水分含量

合規(guī)的柴油出廠時，按國標(biāo)“普通柴油”（GB252-2011）或“車用柴油（1V）” （GB19147-2013）和規(guī)定，水分（體積分?jǐn)?shù)）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(yīng)當(dāng)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(jié)。

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(jiān)測。

三種凈化技術(shù)

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(yīng)在加注到油箱之前，預(yù)先進行凈化處理。

傳統(tǒng)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(wǎng)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(tài)：①溶解水，存在于烴類化合物的分子之間的空隙內(nèi)。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(tài)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(xù)繁復(fù)，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(dāng)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(biāo)時，在技術(shù)經(jīng)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(shù)。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(shù)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(shù)上有一定難度。如果采用真空脫水裝置，工藝復(fù)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(wǎng)時，會發(fā)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(wǎng)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(tǒng)如圖 2 所示。這類系統(tǒng)有四種規(guī)格：最大燃油流量 1136L/min 和757L/min 的 4 種適合快速加油站作業(yè)，379L/min和 190L/min 的兩種既可作常規(guī)油罐過濾裝置，也可安裝在運油車上手動加油。國產(chǎn)的幾款小型柴油凈化裝置如圖 3 所示。

機內(nèi)凈化

主機廠或發(fā)動機廠家在隨機使用維護說明中，都列有關(guān)于燃油系統(tǒng)點檢和定檢的詳盡作業(yè)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(xí)慣

在每天結(jié)束作業(yè)后補加柴油，可以減小油箱的存氣空間，避免油箱內(nèi)空氣中濕存水因晝夜溫差變化而凝結(jié)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(zhì)及水分（參看圖 4，需在第二天早

上作業(yè)前排污）?？傊?，要養(yǎng)成油箱滿油過夜的習(xí)慣。

慎重代用原廠濾清器

原廠設(shè)計或選用的柴油油水分離器、粗濾器，細濾器，都按ISO4020 標(biāo)準(zhǔn)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(jié)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(shè)計的過濾能力和過濾效率。當(dāng)然，過了質(zhì)保期的發(fā)動機，也盡可選用性能等級與原廠相近的國產(chǎn)柴 油濾清器。