中國石油廣西石化公司 廣西 欽州 535008

一、簡述

測定辛烷值時(shí),需要進(jìn)氣和油料混合,形成混合燃料氣在氣缸內(nèi)燃燒轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。GB/T5487-2015對(duì)進(jìn)氣溫濕度控制范圍有明確要求,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下進(jìn)氣溫度要求控制在52℃±1℃,控制濕度3.56g/kg(水/干空氣)-7.2g/kg(水/干空氣)。濕度控制是用電氣制冷裝置進(jìn)氣冷卻器實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)氣冷卻器能夠?qū)M(jìn)氣進(jìn)行過濾并在空氣通過導(dǎo)管和帶有冷凍劑循環(huán)管道的齒形冷卻熱交換器時(shí)對(duì)其加濕。進(jìn)氣冷卻器冷卻液溫度要求控制1.7-3.3℃,冷卻液由乙二醇和水按照1比5的比例混合而成,其凝點(diǎn)范圍在-18℃-15℃。

二、辛烷值機(jī)在測定過程中的異?，F(xiàn)象

測定辛烷值時(shí),在最大爆震強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的燃空比下,把氣缸高度調(diào)整到固定的操作表值,已知辛烷值的正標(biāo)準(zhǔn)混合燃料在模擬爆震測試裝置中燃燒時(shí)產(chǎn)生的爆震強(qiáng)度成為標(biāo)準(zhǔn)爆震強(qiáng)度。該工況下調(diào)解爆震表讀數(shù)為50。把爆震表指針調(diào)到刻度中間數(shù)值50的位置運(yùn)行20分鐘后,發(fā)現(xiàn)指針向左偏移10個(gè)單位以上,把爆震表指針再次調(diào)到中間數(shù)值50的位置,運(yùn)行一段時(shí)間后指針向右偏移10個(gè)單位以上。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了正常測試過程偏移1-2個(gè)單位的現(xiàn)象,這說明爆震強(qiáng)度發(fā)生了明顯變化。爆震表指針指示異常會(huì)導(dǎo)致汽油辛烷值測定不準(zhǔn)確。

三、異?，F(xiàn)象的原因分析

爆震強(qiáng)度發(fā)生變化原因分析:1、氣門位置存在問題,燃燒室氣密性不嚴(yán);2、活塞銷串環(huán),燃燒室氣密性不嚴(yán);3、試樣性質(zhì)偏重,燃燒不完全在燃燒室內(nèi)沉積。前兩個(gè)的原因都是燃燒室密閉不嚴(yán),影響到爆震強(qiáng)度,爆震傳感器測定數(shù)值不準(zhǔn)確造成的。第三種原因試樣性質(zhì)偏重,燃燒過程不平穩(wěn),也會(huì)造成爆震表指針較大幅度偏移。檢查樣品可以排除試樣性質(zhì)偏重這種因素。

四、辛烷值機(jī)爆震異常過程排查

按照正常儀器維修處理程序,過程排查主要進(jìn)行一下幾方面工作:

1.檢查活塞環(huán)位置無異常,使用活塞環(huán)拆卸器拆下活塞環(huán),測量開口間隙無異常。

2.檢查火花塞孔螺紋和拾波器孔螺紋,清除所有沉積物并用合適的清洗劑沖洗螺紋。

3.對(duì)氣門導(dǎo)管進(jìn)行檢查和測量。擦拭并檢查氣門導(dǎo)管內(nèi)徑,測量排氣門導(dǎo)管內(nèi)徑和進(jìn)氣門導(dǎo)管內(nèi)徑尺寸均符合要求。

4.進(jìn)氣門和排氣門的檢查及重新調(diào)整。檢查進(jìn)氣門桿沒有劃傷和磨損痕跡。測量氣門桿直徑無異常。氣門端面沒有斑點(diǎn)或凹坑。測量氣門端面和氣門桿之間的偏心率和同心度無異常。檢查氣門頭部直徑邊緣余量大于1/32英寸,無異常。檢查進(jìn)氣門管套,無彎曲,邊緣無損壞。

5.檢查氣門挺桿與氣門導(dǎo)管之間的間隙。從氣門導(dǎo)管內(nèi)徑減去氣門桿直徑,進(jìn)氣門與導(dǎo)管之間的間隙不超過0.005英寸,排氣門與導(dǎo)管之間的間隙不超過0.006英寸,均無異常。

6.氣門座的檢查和修理。檢查氣門座芯表面沒有凹坑或斑點(diǎn)。使用合適的氣門座表面重修設(shè)備重修氣門座至45度角,將氣門座按照氣門作用面寬度和直線度研磨氣門座表面,將氣門輕輕地防止在氣門座上。

7.檢查氣門和氣門座質(zhì)檢接觸狀況。將氣門插入氣缸并使其與氣門座接觸,在氣門座上略微轉(zhuǎn)動(dòng)氣門,使氣門接觸面上產(chǎn)生接觸記號(hào),測量氣門座邊緣至余量邊緣的距離,氣門座邊緣至余量邊緣的距離大于0.03英尺,無異常。

8.更換爆震傳感器及其連接線,更換爆震信息放大器及其連線。

以上排查排除了氣門和活塞銷的問題,爆震表異?，F(xiàn)象依然存在,只能從設(shè)備硬件因素外考慮其他能影響到爆震強(qiáng)度的其他因素。此時(shí)才把引起爆震表異常的原因轉(zhuǎn)到進(jìn)氣溫濕度上,檢查進(jìn)氣溫度無異常,檢查冷卻液溫度時(shí),發(fā)現(xiàn)冷卻液溫度呈現(xiàn)周期性變化,變化范圍超過10℃。同時(shí)觀察到這種溫度周期性變化是和進(jìn)氣冷卻器壓縮機(jī)啟動(dòng)和停止周期性變化時(shí)一致的。

據(jù)此判斷,汽油辛烷值測定過程中爆震表指針指示異常與濕度存在著明顯關(guān)聯(lián)。

五、對(duì)進(jìn)氣冷卻器的處理與結(jié)果

為分析進(jìn)氣冷卻器這種異常,我們抽取進(jìn)氣冷卻器的冷卻液分析凝點(diǎn),分析結(jié)果顯示冷卻液凝點(diǎn)為-9℃,高于冷卻液凝點(diǎn)在-18℃-15℃的要求。我們按照冷卻液配比更換了原來的冷卻液,重新開機(jī)測定,爆震表指示正常。這時(shí)已經(jīng)確定進(jìn)氣濕度和爆震表異常存在關(guān)聯(lián)。

六、原因分析及結(jié)論

進(jìn)氣制冷器構(gòu)造如下圖所示:

根據(jù)進(jìn)氣冷卻器構(gòu)造示意圖進(jìn)行分析:當(dāng)進(jìn)氣制冷器壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí),因?yàn)槔鋮s液凝點(diǎn)升高,所以迅速冷卻形成結(jié)冰,隨著冷卻液冰體積增大,冷卻箱內(nèi)流動(dòng)空間小,循環(huán)來的溫度較高冷卻液來不及冷卻又被泵抽走進(jìn)入空氣制冷加濕循環(huán),此時(shí)進(jìn)氣溫度高濕度低,爆震表指針向左出現(xiàn)較大幅度偏轉(zhuǎn)。此時(shí)調(diào)整爆震表指針為50,但當(dāng)制冷壓縮機(jī)停止時(shí),結(jié)冰冷卻液融化,冷卻箱內(nèi)流動(dòng)空間變大,參與循環(huán)的冷卻液溫度降低,對(duì)進(jìn)氣起到了較好的降溫增濕作用,前面調(diào)整到50刻度爆震表表現(xiàn)為指針向右偏轉(zhuǎn)。同時(shí)注意到冷卻液溫度變化周期和指針偏轉(zhuǎn)周期一致。

由此可以得出結(jié)論,在一定實(shí)驗(yàn)條件下和濕度范圍內(nèi),濕度降低爆震強(qiáng)度減弱辛烷值爆震表向左偏轉(zhuǎn),濕度增加爆震強(qiáng)度增加辛烷值爆震表向右偏轉(zhuǎn)。