当前我国的车用柴油主要是轻柴油。轻柴油的主要性能指标包括: 发火性、蒸发性、黏度、低温流动性、腐蚀性以及灰分、水、机械杂质等。尤其是柴油的发火性、蒸发性、黏度和凝点对柴油机正常工作有很大影响。
1. 燃料的发火性。柴油的发火性是指其自燃能力。当燃料达到一定温度不用点火自行着火燃烧时的温度称为自燃点。柴油的自燃发火性用十六烷值或十六烷指数表示。十六烷值是在标准四冲程可变压缩比单缸柴油机上,用标准燃料对比测定的。标准燃料由两种碳氢化合物组成,一种是自燃点低、发火性非常好的正十六烷,将其十六烷值定为 100; 另一种是自燃点高、发火性很差的 α - 甲基奈,将它的十六烷值定为 0。两种化合物按不同的体积混合,就可得到需要的标准燃料十六烷值。将待测的柴油与标准燃料在同样的压缩比试验条件下试验,二者同期发火,则待测柴油的十六烷值与标准燃料的相同。十六烷指数是根据经验公式,用柴油的密度和沸点计算而得。
十六烷值高的柴油,自燃温度低,发火性好,蒸发性差,凝点高。十六烷值在 40 ~ 60 范围内,滞燃期明显缩短,燃烧压力变化平缓,发动机工作比较柔和。如果继续提高十六烷值,滞燃期的变化就不再明显了。而且十六烷值太高,柴油的热稳定性降低,会在高温高压的气缸内形成大量不易完全燃烧的游离碳,导致后燃期延长,排放黑烟增加,发动机功率降低,油耗增加。汽车柴油机所用柴油的十六烷值应不低于 40 ~50。且过高的十六烷值对一般柴油机来说也不适宜,当十六烷值高于 65 时,柴油中部分十六烷值燃烧时容易析出黑色固体的碳粒子,使燃烧不完全,排气管冒黑烟,增加柴油的消耗。柴油的十六烷值应与柴油机的结构相适应。选择柴油十六烷值的主要依据是柴油机转速。转速越高,燃料在气缸中燃烧的时间越短,同时对十六烷值的要求也越高。
2. 柴油的蒸发性。 柴油的蒸发性用馏程和10% 蒸发残留物表示。柴油的蒸发性常由蒸馏试验决定,就是将一定数量的柴油加热,分别测定蒸发出50% 、90% 、95% 馏分时的温度,并分别定名为 50%馏出的温度、90% 馏出的温度和 95% 馏出的温度。50% 体积柴油的馏出温度对柴油机的冷启动性影响较大,该温度低,柴油机易于启动,暖机期间动力性要好,我国 50% 馏出温度不高于 300 ℃。90% 馏出温度低,10%蒸发残留物少,有利于改善柴油机的运行性能,减少机械磨损,降低燃料消耗。柴油蒸发性的好坏对可燃混合气的形成有一定的影响,即影响着火落后期内的柴油蒸发数量及燃烧完全的程度。馏出的温度越低,柴油蒸发性越好。试验表明,90%馏出温度 300 ℃ 比 355 ℃ 的柴油,油耗降低 4% ~7% 。车用轻柴油不能含有 365 ℃ 以上的重馏量。否则后燃期长,排气黑烟高,会加剧柴油机的磨损。总体而言,与汽油相比,一般的柴油机工作性能受蒸发性的影响较小,可以使用馏分较宽的轻柴油,但现代直喷柴油机要求使用的馏分较窄( 200 ~300 ℃) 。
3. 柴油的黏度及其低温流动性。柴油的黏度是表示其稀稠程度和流动难易程度的。黏度越低,流动性越好,黏度过高,柴油滤清沉淀困难,流动阻力大,喷进燃烧室内的油粒直径较大,使喷雾射程远、锥角小,影响雾化和混合气的均匀性,燃料难以充分燃烧,而使排气冒黑烟,油耗增加。若柴油黏度过小,会增加喷油泵和喷油器内精密配合件的磨损。柴油的黏度与温度有很大关系,温度越低,黏度越大。黏度高的柴油冬季低温流动性差,给柴油机供油带来困难,黏度低的柴油,夏季气温高时供油系统的蒸发损失增加,而且黏度太低的柴油对高压油泵和喷油器的润滑密封性差。柴油的黏度还影响喷射时的雾化质量。冬季柴油黏度会增大,在使用中应根据具体情况适当加以预热。
柴油的低温流动性是表征柴油在寒冷气候条件下的供油性能。主要指标有浊点、倾点、凝点等。浊点是柴油在冷却过程中开始析出石蜡时的温度; 倾点是在规定的仪器和试验条件下使柴油冷却,当冷却到试管中的油倾斜 1 min,油液面仍能流动的最低温度; 柴油的凝点( 凝固点) 是指柴油冷却到开始失去流动性的温度; 即柴油温度低到析出的石蜡结晶已经形成立体网状结构,降低了流动性时的温度; 好的柴油应具有较低的凝点,凝点过高,对柴油机燃料系统工作有不利的影响,特别是在低温下可能造成中断供油,使柴油机无法工作。