本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種利用風(fēng)量FCD冪曲線測(cè)定柴油十六烷值的方法，進(jìn)而能夠分析柴油抗爆性。

背景技術(shù)：

一般柴油發(fā)動(dòng)機(jī)均是四沖程的壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)，四個(gè)沖程分別是進(jìn)氣行程、壓縮行程、工作行程和排氣行程。在四個(gè)行程中，只有工作行程是有價(jià)值的，在這個(gè)行程中，活塞向上運(yùn)行到上止點(diǎn)前時(shí)，氣缸內(nèi)的空氣被壓縮為高溫高壓，柴油噴入氣缸并開始自行燃燒，燃?xì)馀蛎洰a(chǎn)生動(dòng)力推動(dòng)活塞由上向下運(yùn)行，通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)柴油在柴油機(jī)中的燃燒過程，從噴油開始到全部燃燒終結(jié)，大體可分為四個(gè)階段，即著火滯后期(滯燃期)、急燃期、緩燃期和后燃期。著火滯后期通常是指從開始噴油到燃料開始燃燒的時(shí)間間隔。發(fā)火延遲期的長(zhǎng)短對(duì)以后的燃燒過程影響很大，因?yàn)檫@一時(shí)期結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)已積累了大量柴油，而且經(jīng)過了不同程度的物理和化學(xué)準(zhǔn)備，因此發(fā)火后反應(yīng)極為迅速，噴入的燃料就會(huì)立即燃燒，使氣缸中的壓力急劇上升。著火滯后期愈長(zhǎng)，積累的燃料愈多，壓力上升愈劇烈，發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴甚至?xí)霈F(xiàn)敲缸現(xiàn)象。

影響柴油機(jī)中柴油燃燒過程的因素很多，燃料的理化性質(zhì)就是影響燃燒過程的重要因素之一，其中主要是柴油的著火性能和蒸發(fā)性能。十六烷值即是用來評(píng)定柴油著火性能的。十六烷值愈高，則柴油的自燃性能愈好，著火滯后期愈短，發(fā)動(dòng)機(jī)工作愈平穩(wěn)。但是十六烷值也不能過高，否則不僅發(fā)火性能很少改善，而且在高溫時(shí)分解出難于燃燒的碳粒，隨廢氣排出氣缸，使發(fā)動(dòng)機(jī)冒黑煙，燃料單位消耗量增大，污染環(huán)境。

現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T386－2010采用ASTM D613-2008柴油十六烷值測(cè)定法。該方法是在試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)操作條件下，將測(cè)試柴油的著火性質(zhì)與已知十六烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料混合物進(jìn)行比較來測(cè)定的。其中標(biāo)準(zhǔn)燃料分為正標(biāo)準(zhǔn)燃料和副標(biāo)準(zhǔn)燃料。正標(biāo)準(zhǔn)燃料是指正十六烷(規(guī)定其十六烷值為100)和七甲基壬烷(規(guī)定其十六烷值為15)及其按體積比配制的混合物。副標(biāo)準(zhǔn)燃料是指經(jīng)過精心選擇、具有穩(wěn)定十六烷值、并可代替正標(biāo)準(zhǔn)燃料、用于測(cè)算柴油十六烷值的高十六烷值烴類燃料和低十六烷值烴類燃料及其按體積比組成 的混合物。這兩個(gè)燃料分別稱為：T燃料和U燃料。按照GB/T386-2010規(guī)定的方法，每測(cè)定一個(gè)試樣燃料都必須分析兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燃料，代入公式(I)計(jì)算出測(cè)試燃料的十六烷值。

CN＝CN₁+(CN₂－CN₁)·(a－a₁)/(a₂－a₁) (I)

式中：CN表示試樣的十六烷值；

CN₁表示低著火性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值；

CN₂表示高著火性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值；

a表示試樣三次測(cè)定手輪讀數(shù)的算術(shù)平均值；

a₁表示低十六烷值標(biāo)準(zhǔn)燃料三次測(cè)定手輪讀數(shù)的算術(shù)平均值；

a₂表示高十六烷值標(biāo)準(zhǔn)燃料三次測(cè)定手輪讀數(shù)的算術(shù)平均值。

上述方法中，要求試樣的十六烷值須在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值之間。由于事先不知道待測(cè)燃料的十六烷值，標(biāo)準(zhǔn)燃料的選擇必然只能依靠經(jīng)驗(yàn)。這就對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)水平提出很高的要求。一旦預(yù)測(cè)不準(zhǔn)，就不得不反復(fù)測(cè)定，直到確定下兩個(gè)合適的標(biāo)準(zhǔn)燃料?？梢?，上述方法操作非常繁瑣。但是與已經(jīng)廢止的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T386-1991比較，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)并沒有顯著的提升。具體比較見表1。

表1 GB/T 386-2010和GB/T 386-1991精密度變化

另外，GB/T386-2010標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的柴油十六烷值測(cè)定方法依賴的標(biāo)準(zhǔn)柴油機(jī)被美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(簡(jiǎn)稱ASTM)CFR機(jī)壟斷，機(jī)組價(jià)格年年攀升，至今達(dá)600萬人民幣以上。給實(shí)際使用單位造成沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

為此，中國(guó)石油化工股份有限公司組織，撫順石油化工研究院會(huì)同上海滬順公司開發(fā)出一款新的基于風(fēng)量調(diào)節(jié)的十六烷值測(cè)定機(jī)，以及基于該測(cè)定機(jī)的風(fēng)量FCD法測(cè)定柴油十六烷值的技術(shù)。所述風(fēng)量是指在標(biāo)準(zhǔn)操作條件下，燃料在燃燒過程中達(dá)到規(guī)定著火滯后期時(shí)的進(jìn)氣量。所述測(cè)定機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理在中國(guó)實(shí)用新型專利(公開號(hào)CN204060947U，公開日期2014年12月31日)中公開。

該實(shí)用新型的十六烷值測(cè)定機(jī)，通過控制進(jìn)入燃燒室的進(jìn)氣壓力來控制壓縮沖程終了時(shí)燃燒室內(nèi)的壓力和溫度，使每個(gè)燃料(包括測(cè)試燃料和標(biāo)準(zhǔn)燃料)都獲得準(zhǔn)確的著火滯后期20°。進(jìn)氣壓力大，進(jìn)氣量就大，壓縮沖程終了時(shí)燃燒室內(nèi)的壓力和溫度就高，測(cè)定的十六烷值就低；進(jìn)氣壓力小，進(jìn)氣量就小，壓縮沖程終了時(shí)燃燒室內(nèi)的壓力和溫度就低，測(cè)定的十六烷值就高。燃料的進(jìn)氣量(風(fēng)量)由氣量表讀出。根據(jù)試樣的氣量表讀數(shù)，選擇差值不大于5個(gè)十六烷值單位、且試樣的氣量表讀數(shù)處于兩者的氣量表讀數(shù)之間的兩種標(biāo)準(zhǔn)燃料。分別記錄試樣、兩種標(biāo)準(zhǔn)燃料的氣量表讀數(shù)，代入下述公式(II)，用內(nèi)插法計(jì)算試樣的十六烷值。

CN＝CN₁+(CN₂－CN₁)·(a₁－a)/(a₁－a₂) (II)

試中：CN表示試樣的十六烷值；

CN₁表示低著火性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值；

CN₂表示高著火性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值；

a表示試樣的氣量表讀數(shù)算術(shù)平均值；

a₁表示低十六烷值標(biāo)準(zhǔn)燃料氣量表讀數(shù)算術(shù)平均值；

a₂表示高十六烷值標(biāo)準(zhǔn)燃料氣量表讀數(shù)算術(shù)平均值。

上述基于風(fēng)量FCD法仍未擺脫ASTM D613-2008柴油十六烷值測(cè)定法的框架，仍都在采用內(nèi)插法技術(shù)，必須依賴兩種標(biāo)準(zhǔn)燃料。因此，雖然測(cè)試設(shè)備成本有所下降，但是分析效率未能提高。

因此，有必要開發(fā)出一種更經(jīng)濟(jì)、更簡(jiǎn)便易行、且靈敏可靠的柴油十六烷值的測(cè)定方法。此方法能夠?yàn)槿蘸蠓治鲈O(shè)備自動(dòng)化，分析設(shè)備在線儀表化做理論基石。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新的、精確、高效的柴油十六烷值測(cè)定方法，為實(shí)現(xiàn)柴油十六烷值測(cè)定設(shè)備的自動(dòng)化、裝置生產(chǎn)在線分析儀表化提供有力的技術(shù)支持和理論依據(jù)。該方法利用風(fēng)量FCD冪曲線法分析柴油十六烷值，僅用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燃料或者不使用標(biāo)準(zhǔn)燃料就能夠完成十六烷值的測(cè)定。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種柴油十六烷值的測(cè)定方法，所述方法通過建立燃料風(fēng)量和燃料十六烷值的關(guān)系進(jìn)行柴油十六烷值的測(cè)定，所述風(fēng)量是指在標(biāo)準(zhǔn)操作條件下，燃料在燃燒過程中達(dá)到規(guī)定著火滯后期時(shí)的進(jìn)氣量，包括十六烷值測(cè)定機(jī)的燃料風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式的建立和柴 油燃料十六烷值的測(cè)定。

優(yōu)選的，十六烷值測(cè)定機(jī)的燃料風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式的建立，具體步驟包括：(1)建立測(cè)定機(jī)的風(fēng)量-十六烷值風(fēng)量曲線圖

將兩種十六烷值差值大于50CN的副標(biāo)準(zhǔn)燃料按照一定比例制備成一系列不同十六烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料，測(cè)試各標(biāo)準(zhǔn)燃料的風(fēng)量；以風(fēng)量為橫坐標(biāo)，十六烷值為縱坐標(biāo)，繪制測(cè)定機(jī)的風(fēng)量-十六烷值曲線圖；

(2)建立測(cè)定機(jī)的風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式

依據(jù)步驟1得到的風(fēng)量-十六烷值曲線圖，采用統(tǒng)計(jì)擬合方法，建立測(cè)定機(jī)的風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式。

優(yōu)選的，所述副標(biāo)準(zhǔn)燃料為十六烷值＝75.2CN的T-26和十六烷值＝19.4CN的U-19。

優(yōu)選的，所述規(guī)定的著火滯后期為20°。

優(yōu)選的，所述柴油燃料十六烷值的測(cè)定，具體操作為：

已經(jīng)建立風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式的十六烷值測(cè)定機(jī)，在標(biāo)準(zhǔn)操作條件下，測(cè)定柴油試樣的風(fēng)量，代入所述風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式，計(jì)算出柴油十六烷值。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述測(cè)定機(jī)采用基于風(fēng)量的調(diào)節(jié)的十六烷值測(cè)定機(jī)；更優(yōu)選的，本發(fā)明所述測(cè)定機(jī)采用撫順石油化工研究院生產(chǎn)的FCD-Ⅱ型十六烷值測(cè)定機(jī)。

優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)操作條件為：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1000±10r/min，噴油器流量6.7±0.1mL/min，著火提前角20°。

所述FCD-Ⅱ型十六烷值測(cè)定機(jī)，在著火滯后期為20°和上述標(biāo)準(zhǔn)操作條件下，建立的風(fēng)量-十六烷值冪曲線為：

Y＝1847.4X^-0.568。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述測(cè)定方法，還可以包括用標(biāo)準(zhǔn)燃料校正已經(jīng)建立的風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式；更優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)燃料選自十六烷值在40CN～50CN范圍內(nèi)的任一標(biāo)準(zhǔn)燃料。

更優(yōu)選的，風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式校正，具體操作為：

對(duì)已經(jīng)建立風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式的測(cè)定機(jī)，選擇十六烷值在40CN～50CN范圍內(nèi)的任一標(biāo)準(zhǔn)燃料，在標(biāo)準(zhǔn)操作條件下，先測(cè)定所述標(biāo)準(zhǔn)燃料的風(fēng)量，代入建立的風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式，計(jì)算出所述標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值測(cè)定值；再測(cè)定柴油試樣的風(fēng)量，代入所述風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式，計(jì)算出柴油試樣十六烷值測(cè)定值，然后利用公式(III)，計(jì)算所述柴油的十六烷值：

CN＝(CN₃/CN₃′)×CN′ (III)

其中，CN表示柴油試樣的十六烷值，

CN表示柴油試樣的十六烷值測(cè)定值，

CN₃表示標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值，

CN₃表示標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值測(cè)定值。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明提供一種柴油十六烷值的測(cè)定方法，采用已經(jīng)建立風(fēng)量-冪曲線公式的基于風(fēng)量調(diào)節(jié)的十六烷值測(cè)定機(jī)，具體操作步驟為：

(1)設(shè)定參數(shù)

檢查操作系統(tǒng)，使之符合發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)典型柴油時(shí)的運(yùn)行的要求；

(2)填加標(biāo)準(zhǔn)燃料

選擇任一標(biāo)準(zhǔn)燃料，將所述標(biāo)準(zhǔn)燃料加入燃料罐中，仔細(xì)沖洗量管，排除從燃料罐至泵之間管線中的空氣，將燃料切換閥置于用此燃料操作發(fā)動(dòng)機(jī)的位置，啟動(dòng)電機(jī)；

(3)調(diào)節(jié)噴油器流量

在如下標(biāo)準(zhǔn)條件下，調(diào)節(jié)噴油器流速至6.7±0.1mL/min或180s±3s為20mL、90s±1.5s為10mL；

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：1000r±10r/min，

噴油器噴油壓力：12.75MPa±0.5MPa，

氣門間隙：進(jìn)氣門0.20mm，排氣門0.25mm，

氣缸冷卻液溫度：100℃±2℃，

吸入進(jìn)氣溫度：66℃±0.5℃，

曲軸箱潤(rùn)滑油溫度：57℃±8℃，

參比傳感器磁針與飛輪磁針之間間隙：2.0mm～2.5mm，

噴油針閥延長(zhǎng)桿與噴油傳感器磁針間隙：0.5mm～0.8mm；

(4)著火滯后期表基準(zhǔn)點(diǎn)的調(diào)整

將著火滯后期表開關(guān)按到“CALIBRATE”位置，調(diào)節(jié)旋鈕至讀數(shù)為25°；

(5)噴射提前角的調(diào)整

將著火滯后期表開關(guān)按到“RUN”位置，調(diào)節(jié)噴油提前角的調(diào)節(jié)旋鈕，使其達(dá)到20°；

(6)風(fēng)量的測(cè)定

旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣量調(diào)節(jié)旋鈕，至著火滯后期表讀數(shù)固定在20°±0.2°范圍內(nèi)，記錄進(jìn)氣量 表讀數(shù)，即為標(biāo)準(zhǔn)燃料的風(fēng)量；

(7)柴油試樣風(fēng)量的測(cè)定

將柴油試樣加入第二個(gè)燃料罐中，仔細(xì)沖洗燃料管道；采用與標(biāo)準(zhǔn)燃料同樣的調(diào)整和測(cè)量步驟，記錄得到的進(jìn)氣表讀數(shù)，即為柴油試樣的風(fēng)量；

(8)柴油試樣十六烷值的計(jì)算

將標(biāo)準(zhǔn)燃料的風(fēng)量和試樣柴油的風(fēng)量分別代入已經(jīng)建立的風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值測(cè)定值和柴油試樣的十六烷值測(cè)定值；然后將兩個(gè)測(cè)定值代入公式III，計(jì)算出柴油試樣十六烷值；

CN＝(CN₃/CN₃′)×CN′ (III)

其中，CN表示柴油試樣的十六烷值，

CN′表示柴油試樣的十六烷值測(cè)定值，

CN₃表示標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值，

CN₃′表示標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值測(cè)定值。

為了測(cè)定的便利，可以根據(jù)已經(jīng)建立的風(fēng)量-十六烷值冪曲線建立風(fēng)量-十六烷值表。這樣在獲得任一測(cè)試樣品(包括標(biāo)準(zhǔn)燃料和柴油試樣)的風(fēng)量后，都可以從所述風(fēng)量-十六烷值表中直接查出十六烷值的測(cè)定值。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉，每一臺(tái)基于風(fēng)量的調(diào)節(jié)的十六烷值測(cè)定機(jī)，其對(duì)應(yīng)特定的風(fēng)量-十六烷值表。對(duì)于風(fēng)量-十六烷值冪曲線為Y＝1847.4X^-0.568的FCD-Ⅱ型十六烷值測(cè)定機(jī)(撫順石油化工研究院生產(chǎn))，其部分風(fēng)量-十六烷值表如表2所示。

表2 FCD-Ⅱ型十六烷值測(cè)定機(jī)的風(fēng)量-十六烷值表

本發(fā)明的風(fēng)量-十六烷值冪曲線法，也成為壓縮比法或壓縮比-十六烷值法。發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于每一臺(tái)基于風(fēng)量調(diào)節(jié)的風(fēng)量-十六烷值測(cè)定機(jī)，其風(fēng)量-十六烷值冪曲線具有唯一性。雖然不同的儀器和不同的風(fēng)量靈敏度，會(huì)產(chǎn)生出不同的風(fēng)量-十六烷值冪曲 線。但是一般試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，同一臺(tái)儀器的風(fēng)量靈敏度在設(shè)備廠家調(diào)試完成后是不變的。故此，同一臺(tái)儀器使用固定唯一的風(fēng)量-冪曲線公式。只要獲得了儀器的冪曲線公式，在試樣測(cè)定時(shí)，無需標(biāo)準(zhǔn)燃料、直接測(cè)定即可。如果在測(cè)定前用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燃料校正冪曲線公式，可進(jìn)一步縮小柴油十六烷值檢測(cè)偏差。相比較風(fēng)量FCD法和GB/T386-2010柴油十六烷值測(cè)定法，本發(fā)明的方法無需依賴操作人員的經(jīng)驗(yàn)，操作更簡(jiǎn)便、快速。

本發(fā)明所述的風(fēng)量-十六烷值冪曲線法重復(fù)性好，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小，滿足GB/T386-2010標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)方法重復(fù)性的要求。

本發(fā)明所述的方法的測(cè)定結(jié)果，與風(fēng)量FCD法比較，對(duì)相同樣品，在不同時(shí)間段測(cè)定，數(shù)據(jù)差值最大0.6CN；和GB/T386-2010柴油十六烷值測(cè)定法比較，數(shù)據(jù)差值最大0.9CN。說明本發(fā)明所述的方法與現(xiàn)有技術(shù)沒有顯著性差異。

風(fēng)量FCD法和GB/T386-2010柴油十六烷值測(cè)定法，每測(cè)定一個(gè)柴油燃料均需分析二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燃料。而本發(fā)明的風(fēng)量-十六烷值冪曲線法每開機(jī)分析一批次柴油燃料，只需分析一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燃料或不分析標(biāo)準(zhǔn)燃料。因此，本發(fā)明的方法能夠節(jié)省更多的標(biāo)準(zhǔn)燃料，降低檢測(cè)成本。

本發(fā)明的風(fēng)量-十六烷值測(cè)定方法，實(shí)現(xiàn)了批量檢測(cè)，因此大幅降低檢測(cè)勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅縮短檢測(cè)時(shí)間。完成一個(gè)樣品的檢測(cè)，GB/T386-2010柴油十六烷值測(cè)定法需要30分鐘，十六烷值內(nèi)插法需要15min，而本發(fā)明的方法僅需5min。

本發(fā)明的風(fēng)量-十六烷值測(cè)定方法，為柴油十六烷值測(cè)定設(shè)備自動(dòng)化，裝置生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)檢測(cè)柴油十六烷值，奠定了理論基礎(chǔ)。其對(duì)柴油十六烷值測(cè)試機(jī)的改進(jìn)的指導(dǎo)意義體現(xiàn)在：

1)指導(dǎo)柴油十六烷值機(jī)組，技術(shù)改進(jìn)，逐步完善風(fēng)量調(diào)校及補(bǔ)償技術(shù)。

2)指導(dǎo)柴油十六烷值機(jī)組生產(chǎn)部門和或使用檢測(cè)部門建立《風(fēng)量-十六烷值表》。

3)指導(dǎo)柴油十六烷值機(jī)組生產(chǎn)部門，生產(chǎn)制作出《十六烷值顯示儀表》。

4)指導(dǎo)柴油十六烷值機(jī)組生產(chǎn)部門，在《十六烷值顯示儀表》基礎(chǔ)上生產(chǎn)出自動(dòng)化的柴油十六烷值機(jī)和在線分析儀表。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1顯示的是實(shí)施例2建立的風(fēng)量-十六烷值模型圖。

具體實(shí)施方式

以下將用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不受這些實(shí)施例的限制。

實(shí)施例中所用FCD-Ⅱ型十六烷值機(jī)為撫順石油化工研究院生產(chǎn)；CFR-F5型十六烷值機(jī)由美國(guó)Waukesha發(fā)動(dòng)機(jī)公司制造。

副標(biāo)準(zhǔn)燃料：T-26(75.2CN)；U-19(19.4CN)。

實(shí)施例1燃料風(fēng)量測(cè)定

設(shè)備條件：

測(cè)定機(jī)：FCD-Ⅱ型十六烷值機(jī)，具體結(jié)構(gòu)和工作過程見中國(guó)實(shí)用新型專利(公開號(hào)CN 204060947U，授權(quán)公告日2014年12月31日)。

通過如下方法測(cè)定燃料風(fēng)量：

(1)設(shè)定參數(shù)

檢查操作系統(tǒng)，使之符合發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)典型柴油時(shí)的運(yùn)行的要求；

(2)填加燃料

將待測(cè)的燃料加入燃料罐中，仔細(xì)沖洗量管，排除從燃料罐至泵之間管線中的空氣，將燃料切換閥置于用此燃料操作發(fā)動(dòng)機(jī)的位置，啟動(dòng)電機(jī)；

(3)調(diào)節(jié)噴油器流量

在如下標(biāo)準(zhǔn)條件下，調(diào)節(jié)噴油器流速至6.7±0.1mL/min或180s±3s為20mL、90s±1.5s為10mL；

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：1000r±10r/min，

噴油器噴油壓力：12.75MPa±0.5MPa，

氣門間隙：進(jìn)氣門0.20mm，排氣門0.25mm，

氣缸冷卻液溫度：100℃±2℃，

吸入進(jìn)氣溫度：66℃±0.5℃，

曲軸箱潤(rùn)滑油溫度：57℃±8℃，

參比傳感器磁針與飛輪磁針之間間隙：2.0mm～2.5mm，

噴油針閥延長(zhǎng)桿與噴油傳感器磁針間隙：0.5mm～0.8mm；

(4)著火滯后期表基準(zhǔn)點(diǎn)的調(diào)整

將著火滯后期表開關(guān)按到“CALIBRATE”位置，調(diào)節(jié)旋鈕至讀數(shù)為25°；

(5)噴射提前角的調(diào)整

將著火滯后期表開關(guān)按到“RUN”位置，調(diào)節(jié)噴油提前角的調(diào)節(jié)旋鈕，使其達(dá)到20 °；

(6)風(fēng)量的測(cè)定

旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣量調(diào)節(jié)旋鈕，至著火滯后期表讀數(shù)固定在20°±0.2°范圍內(nèi)，記錄進(jìn)氣量表讀數(shù)，即為測(cè)定燃料的風(fēng)量。

實(shí)施例2風(fēng)量-十六烷值曲線圖和風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式的建立

基于FCD-Ⅱ型十六烷值機(jī)，通過如下方法建立其風(fēng)量-十六烷值曲線圖和風(fēng)量-十六烷值冪曲線公式：

將副標(biāo)準(zhǔn)燃料T-26(75.2CN)和U-19(19.4CN)，按照表3所示的比例制備成一系列不同十六烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料，按照實(shí)施例1所述的方法測(cè)試各標(biāo)準(zhǔn)燃料的風(fēng)量，測(cè)定結(jié)果見表3。

表3標(biāo)準(zhǔn)燃料風(fēng)量與十六烷值關(guān)系

以風(fēng)量為橫坐標(biāo)，十六烷值為縱坐標(biāo)，繪制所述測(cè)定機(jī)的風(fēng)量-十六烷值曲線圖，見圖1。由圖1所示的風(fēng)量-十六烷值曲線圖，采用統(tǒng)計(jì)擬合方法，建立冪曲線公式，見下式：

Y＝1847.4X^-0.568

式中：Y表示檢測(cè)燃料的十六烷值，單位CN；

X表示檢測(cè)燃料的風(fēng)量。

實(shí)施例3精密度的考察

取不同的柴油試樣，在實(shí)施例1的操作條件下，在所述FCD-Ⅱ型十六烷值機(jī)上，測(cè)定不同柴油試樣的風(fēng)量，每個(gè)試樣重復(fù)測(cè)定5次，同一個(gè)柴油試樣重復(fù)測(cè)試間隔0.5分鐘，結(jié)果見表4。將各次測(cè)得的風(fēng)量代入實(shí)施例2得到的冪曲線公式，計(jì)算試樣的十六烷值，計(jì)算極差、重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果見表5。

表4精密度實(shí)驗(yàn)風(fēng)量測(cè)定結(jié)果

表5 精密度考察結(jié)果 (單位：CN)

表5顯示，本發(fā)明所述方法測(cè)定不同柴油試樣十六烷值，同一樣品的極差最大0.9，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小，各個(gè)試樣的測(cè)定結(jié)果均能滿足GB/T386-2010標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)定方法重復(fù)性的要求。因此，本方法的重復(fù)性好。

實(shí)施例4準(zhǔn)確性的考察

取不同的柴油試樣，在實(shí)施例1的操作條件下，在所述FCD-Ⅱ型十六烷值機(jī)上，按照實(shí)施例1所述的方法測(cè)定各自的風(fēng)量；代入實(shí)施例2得到的冪曲線公式，計(jì)算試樣的十六烷值。結(jié)果見表6中風(fēng)量-冪曲線法。

同時(shí)在CFR-F5型十六烷值機(jī)組上，按照GB/T386-2010收載的方法(CFR-ASTM)，測(cè)定并計(jì)算上述柴油試樣的十六烷值。結(jié)果見表6中CFR-ASTM法。

在所述FCD-Ⅱ型十六烷值機(jī)上，將測(cè)得的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燃料T-26(75.2CN)和U-19(19.4CN)的風(fēng)量、試樣的風(fēng)量讀數(shù)，以及兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值代入公式(II)，計(jì)算出試樣十六烷值，結(jié)果見表6中風(fēng)量-FCD法。

CN＝CN₁+(CN₂–CN₁)·(a₁-a)/(a₁–a₂) (II)

式中：CN表示試樣的十六烷值，

CN₁表示低著火性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值，

CN₂表示高著火性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值，

a表示試樣的氣量表風(fēng)量讀數(shù)算術(shù)平均值，

a₁表示低十六烷值標(biāo)準(zhǔn)燃料氣量表風(fēng)量讀數(shù)算術(shù)平均值，

a₂表示高十六烷值標(biāo)準(zhǔn)燃料氣量表風(fēng)量讀數(shù)算術(shù)平均值。

分別計(jì)算本發(fā)明的風(fēng)量-冪曲線法和風(fēng)量FCD法測(cè)定結(jié)果與CFR-ASTM法測(cè)定結(jié)果的差，重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差(S_r)和再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)偏差(S_r)，利用公式(IV)計(jì)算中間精密度(S_R)，結(jié)果見表5。

$S_{Zi}=\sqrt{\frac{S_r^2+S_R^2}{2}}---\left(IV\right)$

表6 準(zhǔn)確性考察分析結(jié)果 (單位，CN)

表6顯示，同一試樣，采用三種不同方法測(cè)定的十六烷值的差值在允許的范圍內(nèi)，說明本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)無顯著性差異。因此本發(fā)明方法的準(zhǔn)確性好。

實(shí)施例5本發(fā)明方法對(duì)柴油十六烷值測(cè)定的適用性

取不同的柴油試樣，在所述FCD-Ⅱ型十六烷值機(jī)上，按照實(shí)施例1所述的方法在不同的時(shí)間點(diǎn)測(cè)定各自的風(fēng)量，代入實(shí)施例2得到的冪曲線公式，計(jì)算試樣的十六烷值。結(jié)果見表7。

同樣的柴油試樣，在所述FCD-Ⅱ型十六烷值機(jī)上，按照實(shí)施例4所述的風(fēng)量FCD法測(cè)定并計(jì)算試樣的十六烷值，結(jié)果見表7。

表7 風(fēng)量-冪曲線法十六烷值與風(fēng)量-FCD法十六烷值對(duì)比

表7結(jié)果顯示，對(duì)同一試樣，本發(fā)明的風(fēng)量?jī)缜€法與風(fēng)量FCD法測(cè)得的十六烷值的差值小，都在GB/T386-2010規(guī)定的重復(fù)性范圍內(nèi)，表明儀器穩(wěn)定，提示對(duì)于已經(jīng)建立風(fēng)量-冪曲線公式的機(jī)組，可以取消標(biāo)樣檢測(cè)，只通過測(cè)式試樣風(fēng)量來得出試樣的十六烷值。

實(shí)施例6標(biāo)準(zhǔn)燃料的校正應(yīng)用

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，環(huán)境發(fā)生變化，風(fēng)量-冪曲線會(huì)發(fā)生漂移，表現(xiàn)為通過風(fēng)量-冪曲線法測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)燃料十六烷值與其已知的十六烷值有微小的差值。因此，采用如下方法來校正測(cè)定結(jié)果。

分別于2014年12月22日和2015年1月5日取標(biāo)準(zhǔn)燃料BY1(十六烷值＝52.4CN)和BY2(十六烷值為48.4CN)，在實(shí)施例1的操作條件下，在所述FCD-Ⅱ型十六烷值機(jī)上，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)燃料的風(fēng)量，代入實(shí)施例2得到的冪曲線公式，計(jì)算試樣的十六烷值，再以標(biāo)準(zhǔn)燃料為基準(zhǔn)采用公式(III)得出校正后值。結(jié)果見表8。

表8標(biāo)準(zhǔn)燃料校正結(jié)果

^a:用于校正的標(biāo)準(zhǔn)燃料。

表8顯示，通過采用標(biāo)準(zhǔn)燃料校正后，曲線漂移對(duì)檢測(cè)帶來的影響得以解決。

本發(fā)明的提供的風(fēng)量-冪曲線法應(yīng)用于多種柴油試樣的測(cè)定，結(jié)果均顯示重復(fù)性好，與現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)量FCD法和按照GB/T386-2010收載的方法(CFR-ASTM)比較，其差值在GB/T386-2010允許范圍內(nèi)。