十六烷值

十六烷值（又称CN）是燃料点火延迟的反函数，点火延迟是燃料燃烧期间喷射开始和第一个可识别压力增加之间的时间间隔。在同样的的柴油发动机中，较高十六烷值的燃料将比较低十六烷值的燃料具有更短的点火延迟时间。十六烷值仅用于相对较轻的馏出柴油。对于重质（残余）燃料油，使用另外两种测量方法，CCAI和CII。

一般来说，柴油发动机在十六烷值为48-50时运行良好。十六烷值较低的燃料点火延迟较长，需要更多时间来完成燃料燃烧过程。因此，高速柴油发动机使用更高十六烷值的燃料能更有效的运行。

在欧洲，柴油十六烷值在1994年规定最低为38，在2000年规定为40。目前在欧洲联盟，冰岛，挪威和瑞士销售的柴油标准为EN 590，十六烷指数最低为46，十六烷值最低为51。优质柴油的十六烷值可高达60。

在北美，大多数州采用ASTM D975作为柴油标准，最小十六烷值为40，典型值在42-45之间。优质柴油可能有更高的十六烷值，也可能没有，这取决于供应商。优质柴油经常使用添加剂来改善十六烷值和润滑性，使用洗涤剂来清洁喷油器，并根据地理和季节的需要，尽量减少碳沉积、水分散剂和其他添加剂。加州柴油的十六烷值最低为53。^[2]根据德州低排放柴油计划（TxLED），有110个县的柴油十六烷值必须达到或者超过48，否则必须使用经批准的替代配方或符合指定的替代限值。^[3]

硝酸烷基酯（主要是硝酸2-乙基己酯^[4]）和过氧化二叔丁基酯用作添加剂来提高十六烷值。

植物油来源的生物柴油，其十六烷值范围为46-52，基于动物脂肪的生物柴油十六烷值范围为56-60。^[5]二甲醚是一种潜在的柴油燃料，因为它具有较高的十六烷值（55-60）,并且可以作为生物燃料。^[6]大多数简单的醚，包括液体醚，例如乙醚可用作柴油燃料，尽管润滑性可能令人担忧。

十六烷是化学式为n-C₁₆H₃₄化合物，现在根据IUPAC规则命名为十六烷。它是一种无支链烷烃，有饱和的不成环的烃链。十六烷在压缩状态下很容易点燃，因此设定它的十六烷值为100，设定α-甲基萘的十六烷值为0。所有其他碳氢化合物柴油燃料中的硫在压缩状态下的燃烧情况都与十六烷值有关。因此十六烷值测量的是柴油发动机条件下燃料开始燃烧（自动点火）的速度。由于柴油燃料中有数百种成分，每种成分具有不同的十六烷值，因此柴油的总十六烷值是所有成分的平均十六烷值（严格来说，高十六烷值组分的影响是不成比例的，因此使用高十六烷值添加剂）。

十六烷值的精确测量相当困难，因为它需要在标准试验条件下，在一种被称为合作燃料研究（CFR）的稀有柴油发动机中燃烧燃料。CFR发动机的操作员使用手轮来增加发动机的压缩比（从而增加气缸内的峰值压力），直到燃油喷射和点火之间的时间为2.407毫秒。然后通过确定十六烷和异环丁烷（2，2，4，4，6，8，8-七甲基壬烷）的哪种混合物将导致相同的点火延迟来计算所得的十六烷值。

6.1 点火质量测试仪（IQT）

另一种测量柴油十六烷值（DCN）的可靠方法是点火质量测试仪（IQT）。与CFR相比，该仪器采用了一种更简单、可靠的方法来测量十六烷值。燃料被注入大约575℃和310 psi的恒容燃烧室。从喷射开始到燃烧室压力恢复到310 psi之间的时间被定义为点火延迟。测量的点火延迟可用于计算燃料的DCN。然后使用与点火延迟的经验反比关系来计算燃料的DCN。由于IQT的可重复性好、材料成本低、速度快，自2000年代末以来，它一直是DCN燃料测量的决定性来源。^{[7] [8] [9]}

6.2 燃油点火测试仪

另一种测量柴油十六烷值的可靠方法是燃油点火测试仪。与CFR相比，该仪器采用了一种更简单、更稳健的方法来测量十六烷值。燃料被注入一个恒定体积的燃烧室，其中的环境温度约为575℃。燃料会燃烧，燃烧室内的高压力变化率决定了燃烧的开始。可以将燃料喷射开始和燃烧开始之间的时间差认定为燃料的点火延迟。然后可以使用与点火延迟的经验反比关系来计算燃料的十六烷值。

6.3 十六烷指数

燃料用户控制质量的另一种方法是使用十六烷指数（CI），它是基于密度和燃料的蒸馏范围的一个指数。根据是否使用公制或英制单位以及蒸馏点的数量，十六烷指数有各种版本。目前，大多数石油公司使用基于密度、10%、50%和90%回收温度的美国材料试验标准D4737“四点法”。“两点法”在美国材料试验学会D976中定义，仅使用密度和50%的回收温度。这种两点法往往高估十六烷指数，因此不推荐使用。十六烷指数计算不能计算十六烷值改进剂添加剂，因此不能计算柴油燃料中十六烷的总添加量。柴油发动机的运行主要与实际十六烷值有关，而十六烷值指数只是对基础（未加和）十六烷值的估计。

6.4 行业标准

测量十六烷值的行业标准是CFR发动机的ASTM D613 （ISO 5165）、IQT发动机的D6890和FIT发动机的D7170。