Giáo trình sản phẩm dầu mỏ thương phẩm - Chương 2 docx

Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Chương II
NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL

2.1. Giới thiệu chung về nhiên liệu diesel
Nhiên liệu Diesel là một loại nhiên liệu lỏng, nặng hơn dầu hỏa và xăng, sử
dụng cho động cơ Diesel (đường bộ, đường sắt, đường thủy) và một phần được sử
dụng cho các loại máy móc công nghiệp như tuabin khí, máy phát điện, máy móc xây
dựng . . .
Ngày nay động cơ Diesel đã phát triển mạnh mẻ, đa dạng hoá về chủng loại
cũ
ng như kích thước và được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống sản
xuất và sinh hoạt của con người bởi tính ưu việt của nó so với động cơ xăng. Do vậy,
nhu cầu về nhiên liệu Diesel ngày càng tăng, điều này đã đặt ra cho các nhà sản xuất
nhiên liệu những thách thức mới, và điều này càng khó khăn hơn bởi những yêu cầu
ngày càng khắt khe của luật b
ảo vệ môi trường.
Trong nhà máy lọc dầu thì nhiên liệu Diesel được lấy chủ yếu từ phân đoạn
gasoil của quá trình chưng cất dầu mỏ. Đây chính là phân đoạn thích hợp nhất để sản
xuất nhiên liệu Diesel mà không cần phải áp dụng những quá trình biến đổi hóa học.
Tuy nhiên, để đảm bảo về số lượng ngày càng tăng của nhiên liệu Diesel và việc sử
dụng một cách có hiệu qu
ả các sản phẩm trong nhà máy lọc dầu thì thực tế nhiên liệu
Diesel luôn được phối liệu từ các nguồn khác như : Phân đoạn gasoil của quá trình
hydrocracacking, phân đoạn gasoil từ quá trình FCC, các sản phẩm của quá trình
oligome hóa, dime hóa, trime hóa, giảm nhớt, HDS
2.2. Thành phần hoá học của nhiên liệu Diesel
Như đã nêu trong phần trước, nhiên liệu Diesel thương phẩm được phối trộn từ
nhiều nguồn khác nhau trong nhà máy lọc dầu. Thành phần hoá học của các nguồ
n này
thay đổi rất nhiều ngay cả khi cùng một nguồn gốc dầu thô. Để xem xét, trước hết ta

xem xét các nguồn dùng để phối trộn nhiên liệu Diesel.

Trong nhà máy lọc dầu thì Diesel thường thu nhận theo các quá trình như sơ đồ sau:
ThS. Trương Hữu Trì Trang 28
Xàng
GPL
RC
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm

Theo sơ đồ này, nhiên liệu Diesel nhận được từ các nguồn như sau:
ThS. Trương Hữu Trì Trang 29
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
 Phân đoạn Gasoil của tháp chưng cất khí quyển (phân đoạn chính để phối trộn)
 Từ phân xưởng crackinh xúc tác
 Từ phân xưởng hydrocrackinh
 Từ phân xưởng giảm nhớt
 Từ phân xưởng cốc hoá
 Từ phân xưởng tách loại lưu huỳnh kèm theo quá trình chuyển hoá
 Từ các quá trình tổng hợp như oligome hoá
2.2.1. Thành phần hoá học của của phân đoạn gassoil
Đây là thành phần chính để phối trộ
n nhiên liệu Diesel. Trước đây phân đoạn
này được lấy từ tháp chưng cất khí quyển có khoảng nhiệt độ sôi là 250
o
C ÷ 350
o
C,
với khoảng nhiệt độ sôi này thì thành phần hoá học của gasoil bao gồm các
hydrocacbon có số nguyên tử cacbon từ C
16
÷ C
20
, hầu hết các nhóm chất có mặt trong
dầu thô đều tìm thấy trong phân đoạn này. Cũng như khi nghiên cứu dầu mỏ hay các
sản phẩm dầu mỏ khác, thành phần hoá học của gasoil được chia thành hai nhóm chất
chính như sau:
2.2.1.1. Nhóm hợp chất hydrocacbon

Nhóm chất này bao gồm các họ như sau: Paraffin, Naphten, Aromatic
Họ Parfinic
Đặc điểm chung về các hydrocacbon parafinic trong phân đoạn này là sự phân
bố giữa cấu trúc thẳng và cấu trúc nhánh ở đây có khác: hầu hế
t là cấu trúc mạch thẳng
(n-parafin), dạng cấu trúc nhánh đồng phân của chúng thì rất ít và nhành chủ yếu là
gốc mêtyl.
Đáng chú ý là về cuối phân đoạn gasoil, bắt đầu có mặt những hydrocacbon n-
parafinic có nhiệt độ kết tinh cao như: C
16
có nhiệt độ kết tinh ở 18,1
o
C, C
20
có nhiệt
độ kết tinh ở 36,7
o
C. Khi những parafin này kết tinh, chúng sẽ tạo ra một bộ khung
phân tử, những hydrocacbon khác còn lại ở dạng lỏng sẽ nằm trong đó, nếu các n-
ThS. Trương Hữu Trì Trang 30
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
parafin rắn này có nhiều, chúng sẽ làm cho cả nhiên liệu mất tính linh động thậm chí
có thể làm đông đặc lại ở những nhiệt độ thấp.
Họ Naphten và Aromatic
Những hydrocacbon loại naphten và aromatic trong phân đoạn này bên cạnh
những loại có cấu trúc một vòng có nhiều nhánh phụ đính xung quanh còn có mặt các
hợp chất 2 hoặc 3 vòng.
Ngoài ra trong gasoil đã có mặt các hợp chất hydrocacbon có cấu trúc hỗn hợp
giữa vòng naphten và aromatic như têtralin và các đồng đẳng của chúng.
Ngoài ba h

ọ trên thì trong thành phần của nhiên liệu Diesel luôn chứa một hàm
lượng đáng kể các hợp chất không no như olefin (phần chủ yếu), dien các hợp chất
không no này đến từ các quá trình chế biến sâu như FCC, giảm nhớt . . .
2.2.1.2. Nhóm hợp chất phi hydrocacbon
Trong Diesel thương phẩm thì các chất phi hydrocacbon tồn tại dưới nhiều dạng
khác nhau.
Hợp chất của lưu huỳnh
Nếu như trong xăng, lưu huỳnh dạng mercaptan chiếm phần ch
ủ yếu trong số
các hợp chất lưu huỳnh ở đó, thì trong phân đoạn gosoil loại lưu huỳnh mercapten hầu
như không còn mercaptan nữa. Thay thế vào đó là lưu huỳnh dạng sunfua và disunfua,
cũng như lưu huỳnh trong các mạch dị vòng. Trong số này, các sunfua vòng no (dị
vòng) là loại có chủ yếu.
Hợp chất của oxy
Các hợp chất chứa oxy trong phân đoạn gasoil cũng tăng dần lên. Đặc biệt ở
phân
đoạn này, các hợp chất chứa oxy dưới dạng axit, chủ yếu là axit naphtenic có rất
nhiều và đạt đến cực đại ở trong phân đoạn gasoil.
Ngoài các axit, các hợp chất chứa oxy trong phân đoạn gasoil còn có các
phenol và đồng đẳng của chúng như crezol, dimetyl phenol.


ThS. Trương Hữu Trì Trang 31
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Hợp chất của nitơ
Các hợp chất của nitơ trong phân đoạn này cũng có ít nhưng chúng có thể nằm
dưới dạng các Quinolin và đồng đẳng, hoặc các hợp chất chứa nitơ không mang tính
bazơ như Pirol, Indol và các đồng đẳng của nó.
Ngoài những hợp chất chứa thuần tuý N
2

, O
2
, S thì trong phân đoạn gasoil đã có
mặt các chất nhựa, trọng lượng phân tử của nhựa vào khoảng (300-400). Nói chúng
các chất nhựa của dầu mỏ thường tập trung chủ yếu vào các phân đoạn sau gasoil, còn
trong phân đoạn này số lượng chúng rất ít.
2.2.2. Thành phần hoá học ở các nguồn ngoài phân đoạn gasoil để sản xuất Diesel
Trong các nguồn này thì thành phân hoá học của nó thay đổi rất nhiều. Chúng
không chỉ phụ thuộc vào loạ
i dầu thô mà còn phụ thuộc vào quá trình sử dụng và điều
kiện công nghệ. Các nguồn này có thể chia làm hai nhóm nhỏ:
Nhóm thứ nhất:
Nhóm này bao gồm các loại gasoil nhận được từ các quá trình sau:
 Crackinh nhiệt, xác tác
 Giảm nhớt
 Cốc hoá
Gasoil thu được từ các quá trình này thường có chất lượng rất xấu (chỉ số cetan
thấp, hàm lượng lưu huỳnh cao, các chất kém ổn định nhiều, hàm lượng aromatic và
hợp chất nh
ựa nhiều). Khi phối trộn trực tiếp thì nhóm gasoil này chỉ chiếm một lượng
nhỏ, nhưng thông thường thì chúng phải qua quá trình xử lý (HDS) rồi mới đem phối
trộn.
Nhóm thứ hai:
Nhóm này bao gồm các loại gasoil thu được từ các quá trình xử lý bằng hydro
như: HDS, Hydrocrackinh, các quá trình tổng hợp . . .
Đặc điểm nỗi bật của gasoil nhóm này là chất lượng rất tốt có nghĩa là chỉ số
cetan cao, hàm lượng các hợp chất phi hydrocacbon nh
ư lưu huỳnh, nitơ giảm xuống
rất nhiều, hàm lượng aromatic và các chất không no cũng giảm đi nhiều lần.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 32

Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Sau đây ta sẻ xem xét một số ví dụ về thành phần của các loại gasoil và sự biến
đổi của nó theo các quá trình xử lý.
Thành phần hoá học của gasoil thu được từ các quá trình chuyển hoá

Dạng sản phẩm


Tính chất
LCO
(HTS)
LCO
(BTS)
VB1 VB2 HCK CK
- Khôi lượng riêng
ở 15
o
C (kg/lit)
- Độ nhớt (cSt)
- Lưu huỳnh(%)
- Nitơ ppm
- Chỉ số brôm
-Thành phần cất
(
o
C)
PI
PF
- Chỉ số cetan
- Thành phân hoá

học (% kl)
Paraffin
Naphten
Mono aromatic
Di aromatic
Tri aromatic
Benzothiophen
Dibenzothiophen
0.942

4.6
2.76
630
14.9


218
359
21.3


13.7
8.8
17.1
35.8
4.1
15.6
4.0
0.924

3.1
0.68
110
7.3


199
296
18.3


21.3
8.9
20.1
44.7
0.5
4.3
0.3
0.866

5.5
2.2

27


229
348
45.5

23
33.4
17.7
10.4
1.4
12.2
1.8
0.821

2
1.46
247
45.5


156
293
39.2


22.4
53.3
17.4
2.8
0.1
4.1
0.0
0.803

2.94
0.006
6



179
333
54.2


39.8
58.5
1.5
0.2
0.0
0.0
0.0
0.936


3.8
1000
21


308
360
27

4
31


65

Nhận xét:
Gasoil thu được từ quá trình hydrocrackinh có chất lượng rất tốt tức là hàm
lượng các hợp chất phi hydrocacbon, hàm lượng chất thơm rất thấp, chỉ số cetan cao.

ThS. Trương Hữu Trì Trang 33
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
So sánh tính chất của gasoil trước và sau khi khử lưu huỳnh sâu
(áp suất chung 27 bar, V.V.H 3)
Tính chất Nguyên liệu
(RA)
Sản phẩm
- Khôi lượng riêng ở 15
oC

(kg/lit)
- Độ nhớt (cSt)
20
oC
50
oC
- Lưu huỳnh(%)
- Nitơ ppm
- Thành phần cất(

oC
)
PI
50%
90%
PF
- Chỉ số cetan
- Thành phân hoá học (%
kl)
Paraffin
Naphten
Mono aromatic
Di aromatic
Tri aromatic
Benzothiophen
Dibenzothiophen
0.846


6.14
2.99
1.31
65

217
294
341
358
54.8

40.7
32.6
11
7.4
1.0
5.4
1.9
0.834


5.58
2.81
0.07


221
285
329
350
56.4


43.2
31.1
18.2
5.9
0.5
0.5
0.6

0.833


5.52
2.79
0.015
54

221
285
329
349
57.6


44.0
30.9
17.6
6.5
0.4
0.4
0.2
(Cột sau là kết quả thu được trong trường hợp độ nghiêm ngặt cao hơn)
Nhận xét:
Sản phẩm thu được sau quá trình HDS có hàm lượng các hợp chất phi
hydrocacbon và hợp chất aromatic một hay nhiều vòng giảm đi rất nhiều, paraffin
tăng lên, chỉ số cetan tăng lên, nhiệt độ sôi đầu tăng lên chút ít nhưng nhiệt độ sôi
50%, 90%, nhiệt độ sôi cuối giảm điều này cho nhiên liệu có khả cháy tốt nghĩa là quá
trình này cho chất lượng gasoil t
ốt hơn.

Khi độ nghiêm ngặt tăng lên thì chất lượng của gasoil cũng tăng lên.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 34
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
So sánh tính chất của gasoil trước và sau khi khử lưu huỳnh sâu
(áp suất chung 27 bar, V.V.H 3)
Tính chất Nguyên liệu:
80% RA+20%LCO
Sản phẩm
- Khôi lượng riêng ở 15
oC

(kg/lit)
- Độ nhớt (cSt)
20
o
C
50
o
C
- Lưu huỳnh(%)
- Nitơ ppm
- Thành phần cất(
o
C)
PI
50%
90%
PF
- Chỉ số cetan
- Thành phân hoá học (%

kl)
Paraffin
Naphten
Mono aromatic
Di aromatic
Tri aromatic
Benzothiophen
Dibenzothiophen
0.862


5.55
2.76
1.16
216

214
288
332
353
49


36.5
24.3
14.2
15.4
1.8
5.4
2.4

0.85


5.34
2.7
0.064
150

224
283
329
350
50.4


36.2
24.3
23
12
10.0
1.5
0.9
0.833


5.52
2.79
0.015
54

221
285
329
349
49


36.7
26.5
21.9
12.6
0.9
1.0
0.4
(Cột sau là kết quả thu được trong trường hợp độ nghiêm ngặt cao hơn)
Kết quả thu được ở đây hoàn toàn giống như trên.





ThS. Trương Hữu Trì Trang 35
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
So sánh tính chất của gasoil trước và sau khi xử lý bằng hydrocacbon

Sản phẩm
Tính chất Nguyên liệu
(RA)
P 50 bar
VVH 1

P 75bar
VVH 0.5
- Khôi lượng riêng ở 15
o
C
(kg/lit)
- Độ nhớt (cSt)
20
o
C
50
o
C
- Lưu huỳnh(%)
- Thành phần cất(
o
C)
PI
50%
90%
PF
- Chỉ số cetan
- Thành phân hoá học (%
kl)
Paraffin
Naphten
Mono aromatic
Di aromatic
Tri aromatic
Benzothiophen

Dibenzothiophen
0.846


6.14
2.99
1.31

217
294
341
358
54.8


40.7
32.6
11
7.4
1.0
5.4
1.9
0.825


5.3
2.71


218

282
326
347
60.2


43.7
38.1
13.7
2.8
0.3
0.2
0.3
0.818


5.27
2.6


203
280
326
346
65.4


45.7
50.3
3.4

0.6
0
0
0

Kết quả hoàn toàn giống như quá trình HDS


ThS. Trương Hữu Trì Trang 36
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
So sánh tính chất của gasoil trước và sau khi khử lưu huỳnh sâu

Sản phẩm

Tính chất

Nguyên liệu:
80% RA+20%LCO
P 50 bar
VVH 1
P 75 bar
VVH 0.5
- Khôi lượng riêng ở 15
o
C
(kg/lit)
- Độ nhớt (cSt)
20
o
C

50
o
C
- Lưu huỳnh(%)
- Thành phần cất(
o
C)
PI
50%
90%
PF
- Chỉ số cetan
- Thành phân hoá học (%
kl)
Paraffin
Naphten
Mono aromatic
Di aromatic
Tri aromatic
Benzothiophen
Dibenzothiophen
0.862


5.55
2.76
1.16

214
288

332
353
49


36.5
24.3
14.2
15.4
1.8
5.4
2.4
0.838


5.12
2.63
0.0022

213
278
324
346
53.9


36.9
37.7
20.2
4.5

0.4
0.3
0.0
0.827


4.9
2.54
0.0004

212
275
324
347
60.2


41.5
51.8
6
0.7
0.0
0.0
0.0




ThS. Trương Hữu Trì Trang 37
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm

Các nguồn dùng để phối trộn gasoil

Nguồn
nguyên liệu
Dầu thô paraffin Dầu thô
naphten
Phần cất của
DSV
Phần cặn của RSV
Quá trình xử
lý
DA DA FCC HCK VB CK HCK
Hiệu suất (%
kl)
30.3 32.8 36.7 29.2 47.2
10÷15

5÷15
35
d
15
4
(kg/l) 0.835 0.825 0.843 0.827 0.856 0.93 0.835 0.845 0.900 0.855
Thành phân
cất
PI
PF

170
370

180
375

170
400

180
350

170
370

170
370

200
358

170
370

170
370

196
343
Điểm vẫn đục
(
o

C)
-5 -2 +1 -10 -20 -5 -14 -4 -8 -15
Điểm chảy
(
o
C)
-12 -9 -6 -18 -33 -14 -25 -18 -20 -26
Chỉ số cetan 50 51 54 54 43 24 58 40 28 50
Hàm lượng
lưu huỳnh
(% kl)
0.12 0.04 0.83 0.80 0.09 2.8 0.02 2.33 2.10



ThS. Trương Hữu Trì Trang 38
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
2.3. Nguyên tắc hoạt động và đặc điểm quá trình cháy trong động cơ Diesel
Để khảo sát thành phần và tính chất nhiên liệu Diesel ảnh hưởng đến quá trình
hoạt động của động cơ và vấn đề ô nhiễm môi trường, trước hết ta xét sơ lược về hoạt
động và đặc điểm quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ Diesel.
2.3.1. Vài nét lịch sử động cơ Diesel
Động cơ Diesel mang tên của nhà phát minh nổi tiếng Rudolf Diesel. R.Diesel
sinh năm 1858 là kỹ sư người Đức nhưng phần lớn hoạt động nghiên cứu máy móc
của Ông thực hiện ở Paris (Pháp). Năm 1892 tại Berlin R.Diesel được cấp bằng phát
minh nghiên cứu về sự hoạt động của một loại động cơ với nhiên liệu là dòng hơi
sương các hạt hydrocacbon. Tuy nhiên, đề tài này chỉ mang tính phác hoạ, sau đó đến
năm 1897 nguồn nhiên liệu của động cơ được thay thế b
ằng nguồn nhiên liệu có nguồn
gốc từ dầu mỏ (phân đoạn gasoil) và động cơ đã đem lại một hiệu suất đáng kể (247

g/ch.h), xylanh của động cơ Diesel đầu tiên này có thể tích 19,6 lít, cho một công suất
14,7 KW, với tốc độ quay trục khuỷu là 172 vòng/phút. Sau đó, loại động cơ này đã
được phát triển mạnh mẻ với nhiều chủng loại khác nhau và được ứng dụng rộng rãi
nhất là sau chiến tranh thế giới nhất trên các loại xe tải những năm 1930-1939.
Chiếc xe du lịch đầu tiên trang bị động cơ Diesel được giới thiệu bởi hãng
Mercedes năm 1936 (206D) nhưng thành công hơn là chiếc xe của hãng Peugoet
(Diesel 402) xuất xưởng năm 1938 (có 1000 khuôn mẫu).
Sau năm 1945, động cơ Diesel đã trở nên phổ biến trong các loại phương tiện
giao thông dân dụng nhưng nó chỉ tồn tại trong một số giới hạn cấ
u trúc, mẫu mã của
các hãng sản xuất ô tô lớn như Mercedes, Peugeot.
Đến những năm 1970, động cơ Diesel có sự phát triển vượt bậc. Các phương
tiện vận tải được trang bị động cơ Diesel với buồng đốt kiểu phun trực tiếp, các loại xe
du lịch với buồng đốt kiểu phun gián tiếp. Đến đầu năm 1980, thị trường các động cơ
Diesel cho các loại phương tiện vận tả
i đã bùng nổ trên toàn thế giới.



ThS. Trương Hữu Trì Trang 39
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
2.3.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ Diesel
Động cơ Diesel là một động cơ nhiệt dùng để biến năng lượng hoá học của
nhiên liệu khi cháy thành năng lượng cơ học dưới dạng chuyển động quay. Động cơ
này làm việc theo nguyên tắc một chu trình gồm kỳ: nạp, nén, cháy nổ và giản nở sinh
công, thải khí cháy ra ngoài. Sơ đồ nguyên lý như sau:


1.Trục khuỷu
2. Thanh truyền

3. Piston
4. Xylanh
5. Kim phun
Xupap naûp
Xupap
1
G
ÂC
5

4
2
3

ÂC


Sơ
đồ động cơ Diesel 4 kỳ
Trong quá trình vận hành của động cơ, trục khuỷu quay theo chiều mũi tên,
piston đi động lên xuống trong xylanh, thanh truyền truyền vận động tịnh tiến của
piston cho trục khuỷu quay tròn. Ở đây ta có khái niệm điểm chất trên và điểm chất
dưới đó là các điểm tương ứng với vị trí cao nhất và thấp nhất của piston trong xylanh.
Chu trình công tác của động cơ Diesel
được tiến hành như sau :
Kỳ 1 – Hành trình nạp
Khi piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới xupap xả đóng lại xupap
nạp mở ra không khí được hút qua xupap nạp vào trong xylanh.
Kỳ 2 – Hành trình nén
Sau khi đến điểm chết dưới piston sẻ đi ngược lên phía trên, lúc này cả hai

xupap đều đóng lại không khí trong xylanh được nén đến nhiệt độ cao khoảng
450÷500
o
C tuỳ thuộc vào tỷ số nén của động cơ.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 40
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Kỳ 3 – Hành trình Phun nhiên liệu chảyvà giản nở sinh công
Khi piston gần đến điểm chết trên thì nhiên liệu được bơm cao áp phun vào
dưới dạng các sương (các hạt có kích thước rất nhỏ), từ các hạt sương này nhiên liệu
sẻ bay hơi tạo với không khi một hỗn hợp tự bốc cháy. Nhờ vào kết quả của quá trình
cháy, nhiệt độ và áp suất trong xylanh tăng cao nên chúng đẩy piston chạy từ điểm
chết trên xu
ống điểm chết dưới và đồng thời thực hiện quá trình giản nở sinh công.
Kỳ 4 – Hành trình thải
Khi piston bị đẩy xuống điểm chết dưới theo lực quán tính nó ngược lên phía
trên, lúc này xupap xả mở ra để đẩy khí cháy ra ngoài và kết thúc một chu trình. Sau
chu trình này piston lại đi xuống phía dưới để thực hiện chu trình tiếp theo.
Trong thực tế thì các xupap đóng mở cũng như thời điểm phun nhiên liệu không trùng
với
điểm chết trên và điểm chết dưới. Thường để nạp được nhiều không khí vào
xylanh người ta cho các xupap được mở sớm nhưng đóng muộn, còn nhiên liệu sẻ
được phun vào trước khi piston đến điểm chết trên khoảng lớn hơn khoảng 10 độ theo
gốc quay của trục khuỷu.
Như vậy, toàn bộ chu trình công tác được thực hiện theo bốn hành trình trong
hai vòng quay của trục khuỷu, trong bốn hành trình này chỉ mộ
t hành trình cháy và
giãn nở duy nhất sinh công, còn ba hành trình khác không sinh công.
2.3.3. Đặc điểm của quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ Diesel
Từ việc phân tích hoạt động của động cơ Diesel ở trên ta rút ra được những đặc
điểm của quá trình cháy trong động cơ này như sau:

Khác với động cơ xăng nhiên liệu được phối trộn trước trong bộ chế hoà khí thì
ở động cơ Diesel nhiên liệu không được phối trộn trước mà chỉ đượ
c phun vào xylanh
khi không khí đã được nén để đạt nhiệt độ và áp suất cao, ở trong điều kiện này thì
nhiên liệu bay hơi rồi tạo hỗn hợp tự bốc cháy mà không cần đến sự đánh lửa của bugi.
Trong động cơ xăng thì quá trình cháy phải được bắt đầu từ bugi sau đó lan
truyền đi theo các mặt cầu và nhiên liệu chỉ được phép cháy khi màng lửa lan tràn đến
còn trong động cơ Diesel thì quá trình bắt cháy có thể bấ
t kỳ chổ nào trong xylanh mà
ở đó nhiên liệu được phối trộn tốt với không khí để có thể tự bốc cháy.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 41
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Nếu như trong động cơ xăng việc tăng công suất bằng cách tăng tỷ số nén sẻ
vấp phải hiện tượng nhiên liệu chịu nhiệt độ và áp suất cao sẻ tự bốc cháy khí mặt lửa
chưa lan truyền đến thì trong động cơ Diesel bắt buộc phải có tỷ số nén cao để bảo
đảm cho nhiên liệu có thể tự bay hơi và bốc cháy. Do đó công suất của động cơ Diesel
luôn lớn hơn công suất của động cơ xăng khi cùng mức tiêu thụ nhiên liệu.
Nhiên liệu sau khi phun vào buồng cháy nó không cháy ngay mà cần có một
thời gian nhất định để chuẩn bị, thời gian này được gọi là thời gian cháy trể hay thời
gian cảm ứng. Thời gian này dài hay ngắn phụ thuộc hoàn toàn vào bản chất của nhiên
liệu và cấu trúc của động cơ, nó thường được chia thành hai loại đó là thời gian cảm
ứng v
ật lý và thời gian cảm ứng hoá học, thời gian cảm ứng hoá học này được xác
định theo công thức thực nghiệm sau:
D = A P
-n
EXP(B/T)
Trong đó: A,B là các hằng số thực nghiệm.
So sánh lợi ích của động cơ Diesel và động cơ xăng
Khi so sánh về lợi ích của động cơ Diesel so với động cơ xăng người ta nhận

thấy động cơ Diesel có nhiều lợi ích hơn theo nhiều gố độ
Xét về gốc độ nhiệt trị:
Nhiệt trị khối lượng của Diesel lớn hơn nhiệt trị khố
i lượng của xăng khoảng
10% do đó khi xem xét 2 động cơ có cùng hiệu suất thì động cơ Diesel tiêu thụ nhiên
liệu ít hơn khoảng 10%.
Xét về hiệu suất sử dụng nhiệt:
Hiệu suất sử dụng nhiệt của động cơ Diesel luôn lớn hơn động cơ xăng vì nó
không có lá trập để tạo ra độ âm áp trong giai đoạn hút do đó trên đồ thị P-V diện tích
của vùng áp suất thấp nh
ỏ hơn so với động cơ xăng. Tuy nhiên hiệu suất của động cơ
Diesel giảm nhanh khi tốc độ tăng lên do tổn thấp áp suất do ma sát tăng nhanh và quá
trình cháy trong thời gian ngắn kho khăn hơn so với động cơ xăng.


ThS. Trương Hữu Trì Trang 42
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Xét về gốc độ nhiên liệu:
Giá thành của Diesel rẻ hơn xăng, theo tính toán ở nhà máy lọc dầu thì năng
lượng tiêu thụ để sản xuất Diesel nhỏ hơn sản xuất xăng khỏng 6% (13% so với 19%)
So sánh mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ Diesel và Xăng theo các điều kiện vận
hành khác nhau:
100 100 100 100 100
116
115
120
113
124
0
20

40
60
80
100
120
140
D
10,9;V
33,9
D
17,9;V
34,3
D 19;V
29,1
D
5,8;V
41,2
D
2,5;V
11,5
Quang đuong đi va van toc
Muc tieu hoa nhien lieu (kg/100 km
)
ĐC Diesel
ĐC Xăng

Vì những ưu điểm của động cơ Diesel mà chung được sử dụng ngày càng rộng
rải. Chung ta có thể thấy rả điều này qua số lượng nhiên liệu tiêu thụ tại thị trường
Pháp.
0

5000
10000
15000
20000
25000
30000
1980 1997 1998 1999
Muc tieu thu (Trieu tan)
Xăng
Diesel
FOD
D?u n?ng
ThS. Trương Hữu Trì Trang 43
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
2.4. Các chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu Diesel.
Như vừa thấy trong phần trước, quá trình cháy trong động cơ không phải là quá
trình cháy lý tưởng nên nó sẻ làm giảm công suất của động cơ, nhưng điều quan trọng
hơn cả là quá trình cháy không hoàn toàn này sẻ tạo ra các chất độc có hại cho con
người và môi trường. Do đó việc nghiên cứu nhằm làm giảm các chất độc này là điều
bắt buộc đối với các nhà sản xu
ất động cơ và nhiên liệu.
Đối với nhiên liệu Diesel thương phẩm nó phải đảm bảo được các tính chất sau:
2.4.1. Chỉ số xêtan IC (Indice de Cétane)
2.4.1.1. Định nghĩa
Chỉ số xêtan là một đại lượng qui ước đặc trưng cho khả năng tự bóc cháy của
nhiên liệu Diesel và được tính bằng % thể tích của n-xêtan trong hỗn hợp của nó với
α

-mêtylnaphtalen khi hỗn hợp này có khả năng tự bóc cháy tương đương với nhiên liệu
Diesel đang khảo sát. Trong hỗn hợp này thì n-xêtan có khả năng tự bóc cháy tốt nên

trị số của nó được qui ước bằng 100, còn
α
-mêtỵlnaphtalen có khả năng tự bóc cháy
kém được qui ước bằng 0.
Trong thực tế một vài phòng thí nghiệm người ta dùng hephtametylnonan
(HMN) thay cho α-mêltỵnaphtalen, trong đó HMN có IC = 15.
2.4.1.2. Phương pháp xác định chỉ số xêtan
Chỉ số xêtan có thể xác định theo nhiều phương pháp khác nhau như do trực
tiếp trên động cơ hay xác định từ các tính chất của nó.
Việc xác định trực tiếp IC được thực hiện trên động cơ CFR (Coferation Fuel
Reseach) như trong động cơ x
ăng với gốc phun sớm nhiên liệu là 13 độ theo gốc quay
của trục khuỷu. Phương pháp này trong thực tế ít được sử dụng vì nó phức tạp và tốn
kém.
Chỉ số IC có thể được các định từ các tính chất của nhiên liệu Diesel, chỉ số thu
được gọi là chỉ số IC tính toán. Theo cách này thì trong thực tế cũng tồn tại nhiều công
thức khác nhau để xác định IC.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 44
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
- Từ nhiệt độ sôi ứng với 50% chưng cất và tỷ trọng ta có thể xác định được IC
theo công thức sau:
CCI = 454,74-1641,41d+774d
2
-0,554T
50
+97,083(lgT
50
)
2
Từ công thức này người ta đã xây dựng được đồ thị xác định như sau.

Xác định CI bằng phương pháp đồ thị
Vẽ đường thẳng qua 2 điểm : T
50
và độ
0
API (hoặc d
4
15
) đường thẳng này cắt vạch
thang chia IC tại CCI cần tìm.
Ví dụ :
Nhiên liệu có d
4
15
=0,84 (khối lượng riêng tiêu chuẩn) và T
50
=280
0
C (ASTM-
D86) ta tìm được CCI =56.
Trong phạm vi IC=40÷55 sai lệch giữa CCI và IC đo đạc là tương đối nhỏ nếu
nhiên liệu không sử dụng phụ gia cải thiện IC.
Trên đây là phương pháp được sử dụng nhiều trong thực tế. Ngoài phương pháp
này thì chỉ số IC cong có thể đước xác đinh từ nhiệt độ sôi 10%, 50% và 90%; từ điểm
anline hay từ việc phân tích sắc ký, khối phổ thành phần hoá học của nhiên liệu Diesel.


ThS. Trương Hữu Trì Trang 45

Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
2.4.1.3. Cải thiện IC bằng phụ gia
Như trong phần đàu chúng ta đã thấy nhiên liệu Diesel thương phẩm được phối
trộn từ rất nhiều nguồn với chất lượng rất khác nhau, chẳng hạn như nguồn LCO của
quá trình FFC hay gasoil của các quá trình cốc hoá, giảm nhớt chỉ số IC rất thấp.
Khi đó nếu cần nâng cao chỉ số này thì người ta có thể dùng các phụ gia. Phụ gia nhằm
nâng cao chỉ số
IC có nhiều loại khác nhau nhưng có thể chia thành hai nhóm như sau:
 Nhóm thứ nhất bao gồm các hợp chất peroxyt
 Nhóm thứ hai bao gồm các hợp chất nitrat alkyl
Các hợp chất peroxyt đã được biết đến từ lâu nhưng chung ít được ứng dụng vì
đây là các hợp chất rất kém bền và vấn đề giá cả. Trong nhóm thứ hai thì hợp chất 2-
Etylhecxyl nitrat được sử dụng nhiều nhất.

H
H
H
H
H
H

C
C
C
C
C
C
H
C
2

H
5
H
H
H
H
H
N
O
3



2.4.1.4. Ảnh hưởng của ch
ỉ số IC lên hoạt động của động cơ
Trong thực tế ngày nay các động cơ Diesel có yêu cầu về chỉ số IC vào khoảng
40÷60 tuỳ theo tốc độ của động cơ, với khoảng yêu cầu này thì người ta dễ dàng đạt
được trong các nhà máy lọc dầu. Tuy nhiên điều quan trọng là phải sử dụng loại nhiên
liệu hợp với động cơ theo qui định của nhà chế tạo vì chỉ s
ố này liên quan trực tiếp đến
thời gian cảm ứng.
Khi chỉ số IC giảm xuống thì thời gian cảm ứng sẻ tăng lên điều này sẻ ảnh
hưởng trực tiếp đến quá trình cháy trong động cơ, cụ thể là khi nhiên liệu phun vào có
chỉ số IC nhỏ sẻ có thời gian cảm ứng lớn do đó khi nó có thể tự bắt cháy thì khối
lượng nhiên liệu trong buồng cháy lớn nên quá trình cháy có thể xảy ra v
ới tốc độ lớn
làm cho áp suất trong buồng cháy tăng cao một cách đột ngột, điều này sẻ tạo ra những
tiếng gỏ kim loại, gây nóng máy và làm giảm tuổi thọ của động cơ, ngoài ra khi tốc độ
ThS. Trương Hữu Trì Trang 46
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm

cháy quá lớn thì một phần nhiên liệu có thể không cháy kịp mà bị phân huỷ do đó làm
giảm công suất và thải ra nhiều chất gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên sự ảnh hưởng
này sẻ ít hơn trong động cơ buồng cháy trước so với động cơ có buồng cháy trực tiếp.
Ngược lại, khi chỉ số IC quá cao thì thời gian cảm ứng sẻ quá nhỏ điều này có
thể dẫn đến quá trình tự bắt cháy quá sớm nên ph
ần nhiên liệu phun vào sau có thể bị
phun vào trong khí cháy có nhiệt độ quá cao nên nhiên liệu không đủ thời gian để bay
hơi thì đã nhận được một lượng nhiệt quá lớn nên nó bị phân huỷ trước khi cháy, trong
trường này công suất của động cơ cũng bị giảm và khói thải ra nhiều chất độc hại cho
con người và môi trường.
2.4.2. Tỷ trọng
Theo tiêu chuẩn của Việt Nam: ≤ 860 kg/m
3
Theo tiêu chuẩn của châu Âu trước 01/01/2000 : 820 ≤ ρ
15.5
15.5
≤ 860 kg/m
3
Theo tiêu chuẩn của châu Âu từ 01/01/2000 : 820 ≤ ρ
15.5
15.5
≤ 845 kg/m
3
Có nhiều phương pháp để xác định tỷ trọng, nhưng thông thường nó được xác
định theo 3 phương pháp sau:
 Phương pháp dùng picnomet,
 Phương pháp dùng phù kế,
 Phương pháp dùng cân thuỷ tĩnh.
Trong các phương pháp trên thì phương pháp dùng picnomet là phương pháp cần
đến ít mẫu nhất và cho độ chính xác cao nhất. Như vậy phương pháp này có ý nghĩa

lớn khi có ít mẫu và đòi hỏi độ chính xác cao. Phương pháp này có thể áp dụng cho
các loại mẫu khác nhau. Nhược điểm duy nhất của phươ
ng pháp này cần nhiều thời
gian.
Từ nguyên tắc hoạt động của động cơ Diesel ta nhận thấy nhiên liệu trước khi cháy
chúng phải trải qua một quá trình biến đổi từ việc bị phân chia thành các hạt sương sau
khi qua kim phun cao áp, hoá hơi để trộn lẫn với không khí và biến đổi để tự bốc cháy,
các quá trình này đều liên quan trực tiếp đến tỷ trọng của Diesel.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 47
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Khi khối lượng riêng lớn thì động năng của dòng nhiên liệu lớn, nhiên liệu bị phun
đi xa hơn khi đó không gian trộn lẫn của nhiên liệu với không khí lớn. Tuy nhiên, khi
nhiên liệu có khối lượng riêng lớn thì thường độ nhớt của nhiên liệu cũng lớn nên khả
năng bay hơi tạo với không khí hỗn hợp tự bóc cháy thấp điều này làm cho quá trình
cháy của nhiên liệu kém.
Nếu như khối lượng riêng lớn quá thì khi phun nhiên li
ệu có thể va đập vào thành
của buồng cháy, điều này sẻ làm loảng màng dầu bôi trơn trên thành của buồng cháy
gây ra hiện tượng mài mòn.
Ngoài ra khi bị phun vào màng dầu bôi trên thành xylanh thì nhiên liệu sẻ bị hấp
thụ trong màng dầu này, sau đó trong giai đoạn thải khí cháy chúng có thể bay hơi theo
khí cháy và được đẩy ra ngoài làm tăng hàm lượng các chất độc hại trong khí thải.
Khi hai loại nhiên liệu có cùng giới hạn sôi thì nhiên liệu nào có khối lượng riêng
cao hơn thì sẽ có hàm lượng các hydrocacbon th
ơm và naphtenic cao hơn, nhiên liệu
có khối lượng riêng thấp sẽ chứa nhiều parafin. Tuy nhiên, việc khống chế giá trị tối
đa của khối lượng riêng để tránh đưa vào nhiên liệu các phần nặng gây khó khăn cho
quá trình tự bốc cháy, tăng độ giàu của nhiên liệu làm tăng thải ra khói đen, bồ hóng.
Qua phân tích trên cho thấy khôi lượng riêng của nhiên liệu sẻ có những ảnh
hưởng đến quá trình sử dụng nhiên liệu Diesel qua các thông số sau:

 Công suấ
t của động cơ
 Tiêu thụ riêng
 Hàm lượng CO, HC, Particules trong khói thải.
2.4.3. Thành phần cất
Cũng tương tự như nhiên liệu xăng, nhiên liệu Diesel là một hỗn hợp của rất
nhiều các hợp chất khác nhau có nhiệt độ sôi thay đổi trong khoảng rộng. Thực tế,
trong khoảng phân đoạn của nó thì ở nhiệt độ nào cũng có các hydrocacbon tương ứng
bay hơi, nhưng điều cần quan tâm ở
đây là ở một nhiệt độ nhất định thì cường độ bay
hơi của các cấu tử khác nhau là không giống nhau. Vì vậy để đặc trưng cho độ bay hơi
của nhiên liệu Diesel thì người ta dùng hai khái niệm là Thành phần cất. Nhờ khái
ThS. Trương Hữu Trì Trang 48
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
niệm này mà ta có thể biết được sự phân bố của các hydrocacbon trong nhiên liệu
Diesel.
Những khái niệm và định nghĩa được dùng ở đây cũng như đã nêu trong phần
nhiên liệu cho động cơ xăng.
Thành cất được xác định theo phương pháp thử ASTM-D86.
Cũng tương tự như xăng, nhiên liệu diesel cũng cần phải có thành phần cất theo
quy định để bảo đảm cho quá trình hoạt động của động c
ơ bởi độ bay hơi của nhiên
liệu sẻ ảnh hưởng trực tiếp quá trình cháy của nó trong buồng cháy, nhưng điều cần
phải chú ý ở nhiên liệu Diesel là nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối thay đổi trong khoảng
rộng (do nhiên liệu Diesel được phối trộn từ nhiều nguồn có khoảng nhiệt độ rất khác
nhau như đã nêu ở trên và cũng tuỳ theo yêu cầu về chất lượ
ng của nó) nên người ta
thường không quan tâm nhiều như trong động cơ xăng, thường đối với nhiên liệu
Diesel thì người ta quan tâm đến phần trăm chưng cất ở một số nhiệt độ nhất định.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam thì có hai giá trị như sau:

 Điểm cất ở 50% thể tích là 290
o
C (E50)
 Điểm cất ở 90% thể tích là 350
o
C (E90)
Theo tiêu chuẩn Châu Âu thì có ba giá trị sau được quan tâm:
 Ở 250
o
C thành phần cất thu được phải nhỏ hơn 65%
 Ở 350
o
C thành phần cất thu được phải lớn hơn 85%
 Ở 370
o
C thành phần cất thu được phải lớn hơn 95%
Ở Hoa Kỳ thì người ta phân biệt hai loại gasoil đó là gasoil dùng cho phương
tiện giao thông vận tải và gasoil dùng cho các máy móc công nghiệp, trong loại thứ
nhất thì nhiệt độ ở 90% chưng cất phải nhỏ hơn 288
o
C, còn loại thứ hai nhiệt độ này
mằn trong khoảng 282
o
C ÷ 338
o
C.
Tuy nhiên, những giá trị của nhiệt độ sôi đầu cũng không được quá thấp và
nhiệt độ cuối không được quá cao vì điều này sẻ ảnh hưởng xấu đến việc sử dụng
trong động cơ. Nếu nhiệt độ cuối cao quá tức là trong thành phần của nó chứa nhiều
cấu tử nặng làm cho quá trình bay hơi để tạo hỗn hợp tự bóc cháy kém làm tăng quá

ThS. Trương Hữu Trì Trang 49
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
trình cháy không hoàn làm giảm công suất của động cơ (thực nghiệm cho thấy công
suất của động cơ sẻ giảm đi khoảng 1 ÷ 5%), tạo nhiều chất gây ô nhiễm môi trường,
làm loảng màng dầu bôi trơn trong buồng cháy hay làm giảm độ nhớt của dầu trong
carter như đã nêu đối với động cơ xăng. Ngược lại, khi nhiệt độ sôi đầu nhỏ nó không
ảnh hưởng trực tiếp công suấ
t của động cơ, nhưng nếu như nhiệt độ đầu quá nhỏ thì
làm tăng độ bay hơi gây mất mát trong quá trình vận chuyển hay bảo quản hay làm
giảm độ nhớt của nhiên liệu có thể gây mài mòn kim phun.
2.4.4. Điểm chớt cháy
Những khái niệm và định nghĩa đã được nêu trong phần nhiên liệu xăng.
Cũng tương tự như trong phần trước, tiêu chuẩn này đặc trưng cho các phần nhẹ
d
ễ bay hơi trong nhiên liệu, khi phần nhẹ càng nhiều thì khả năng bay hơi càng lớn
điều này sẻ gây ra mất mát vật chất và điều quan trọng hơn cả là nó có thể tạo ra hỗn
hợp nỗ trong quá trình bảo quản và vận chuyển. Vì vậy chỉ tiêu này đặc trưng cho mức
độ an toàn của nhiên liệu Diesel.
Nếu như đối với xăng thì ở điều kiện thường độ bay hơ
i của nó lớn nên tạo hỗn
hợp với không khí nằm trên giới hạn nỗ thì ngược lại ở đây nhiên liệu Diesel có độ bay
hơi kém, ở điều kiện thường thì nó chỉ tạo được hỗn hợp nằm ở dưới giới hạn dưới của
hỗn hợp nổ. Tuy nhiên khi nhiên liệu Diesel có lẫn những phần nhẹ thì nó có thể tạo ra
những hỗn hợp nổ.
2.4.5. Độ nhớt (
µ
).
Độ nhớt của nhiên liệu là một đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực do ma sát
nội tại sinh ra ngay trong lòng chất lỏng khi có sự chuyển động tương đối của các phân
tử với nhau.

Độ nhớt có thể được biểu diễn dưới ba dạng chính như sau: độ nhớt động lực
(cP), độ nhớt động học (cSt) và độ nhớt quy ước.
Độ nhớt động l
ực hay độ nhớt tuyệt đối là đại lượng biểu diễn lực ma sát nội tại
thực sinh ra khi các phân tử chuyển động tương đối với nhau, hai loại độ nhớt còn lại
là những đại lượng chỉ cho biết giá trị tương đối hay gián tiếp.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 50
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Độ nhớt động lực được rút ra từ phương trình của Newton về chất lỏng chảy
trong dòng ở chế độ chảy dòng (phần lớn các chất lỏng đều có thể áp dụng được
phương trình này).
Phương trình của Newton được phát biểu như sau: Lực ma sát nội tại sinh ra
giữa hai lớp chất lỏng có sự chuyển động tương đối với nhau sẻ tỷ lệ với diệ
n tích bề
mặt của hai lớp chất lỏng, với tốc độ biến dạng (không phải là gradient vận tốc).
Phương trình được biểu diễn như sau:

dz
dv
SF
µ
=
Trong đó:
 F là lực tác dụng từ bên ngoài làm hai lớp chất lỏng chuyển động tương đối với
nhau và chính bằng lực ma sát sinh ra giưa hai bề mặt.
 S là diện tích của hai bề mặt.
 V là vận tốc tương đối giữa hai lớp chất lỏng.
 Z là khoảng cách giữa hai lớp
 µ là độ nhớt động học.
Độ nhớt động học có thể biểu theo nhiề

u đơn vị khác nhau tuỳ theo hệ thống
đơn vị sử dụng, nhưng thông thường thì trong lĩnh vực dầu khí nó thường được đo
trong hệ CGS, trong hệ thống này thìđơn vị của nó là Poise (P), thực tế thì hay dùng
đại lượng ước số của nó là centipoise (cP).
Cũng tương tự như thành phần cất hay tỷ trọng, độ nhớt cũng có những ảnh
hưởng trực tiếp đến hoạt độ
ng của động cơ. Thực tế khi độ nhớt quá lớn sẻ làm tăng
tổn thất áp suất trong bơm và trong kim phun, làm tăng kích thước của các hạt sương
nhiên liệu do đó các tia nhiên liệu sẻ bay xa nên nó có thể và đập vào thành của buồng
cháy để gây ra những tác hại như đã nêu trong phần trên.
Ngược lại, khi nhiên liệu có độ nhớt quá thấp sẻ làm tăng lưu lượng thoát ra ở
bơm nạp liệu, như
vậy sẻ làm giảm lưu lượng thể tích thực thoát ra ở kim phun (bơm
cao áp). Trong trường hợp này thì kim phun được nâng lên chậm hơn điều này sẻ làm
ThS. Trương Hữu Trì Trang 51
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
giảm nhiên liệu cung cấp cho động cơ. Với nhiên liệu Diesel có độ nhớt nhỏ quá thì
khi phun vào xylanh nó sẽ tạo thành các hạt quá mịn, không thể tới được các vùng xa
kim phun có nghĩa là không gian để trộn lẫn giữa nhiên liệu - không khí nhỏ, điều này
làm cho quá trình tạo hỗn hợp tự bóc cháy không tốt đồng thời phần được phun vào
đầu có thể tự bắt cháy quá sớm nên phần phun vào sau có thể bị phun vào trong khí
cháy có nhiệt độ quá cao nên nhiên liệu Diesel không đủ thời gian
để bay hơi thì đã
nhận được một lượng nhiệt quá lớn nên bị phân huỷ trước khi cháy. Như vậy, trong
trường này công suất của động cơ cũng bị giảm. Ngoài ra, nhiên liệu Diesel còn có tác
dụng bôi trơn cho bơm cao áp và các lò xo trong bộ phận bơm nên khi độ nhớt quá
nhỏ dễ gây ra sự rít làm mài mòn hệ thống này.
2.4.5. Các chỉ tiêu liên quan đến điều kiện làm việc ở nhiệt độ thấp
Như chúng ta đ
ã biết nhiên liệu Diesel thương phẩm được phối trộn từ rất nhiều

nguồn khác với thành phần hoá học của nó có thể chứa các hydrocacbon có số nguyên
tử cacbon từ 10 ÷ 35. Muốn đảm bảo khả năng bay hơi tạo hỗn hợp tự bóc cháy trong
buồng cháy thì thành phần hoá học của nhiên liệu Diesel phải chứa một hàm lượng
nhất định các hydrocacbon Paraffin, nhưng chính các hợp chất sẻ gây ra cho nhiên liệu
Diesel nhữ
ng khó khăn khi nhiệt độ của môi trường xuống thấp.
Khi nhiệt độ xuống thấp các hydrocacbon n-paraffin có mạch dài sẻ kết tinh,
các tinh thể này có dạng hình kim chúng dễ tạo ra các khung tinh thể để chứa những
phần còn lại, điều này sẻ làm giảm độ linh động của nhiên liệu. Khi nạp liệu cho động
cơ thì nhiên liệu Diesel phải đi qua một hệ thống lọc có một lưới lọc với kích thước
khoảng vài micromet. Trong trường hợp này các tinh thể paraffin có thể làm bít các lỗ
của lưới lọc dẫn đến sai lệch về lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ đồng thời các
tinh thể paraffin này còn có thể gây những ảnh hưởng xấu cho bơm nhiên liệu.
Qua những phân tích ở trên cho thấy việc cần thiết phải có những tiêu chuẩn để
đảm bảo cho nhiên liệu Diesel có khả năng làm việc được ở nhiệt độ thấ
p.
Trong thực tế, để đặc trưng cho khả năng làm việc của nhiên liệu Diesel ở nhiệt
độ thấp người ta dùng ba khái niệm khác nhau, đó là: Nhiệt độ vẫn đục, Điểm đông
đặc (điểm chảy), Nhiệt độ lọc tới hạn.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 52