第二章 車用汽油,當(dāng)前，汽油仍是汽車的主要燃料，在我國民用汽車保有量中，汽油車約占75。汽油質(zhì)量升級(jí)一般要經(jīng)過三個(gè)階段，一是辛烷值升級(jí)，二是無鉛化，三是組分優(yōu)化。按照機(jī)動(dòng)車排放污染防治技術(shù)政策提出的汽車排放污染物控制水平，我國車用汽油的質(zhì)量將不斷提高。,第一節(jié) 汽油的使用性能,一、蒸發(fā)性 汽油由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的性質(zhì)，叫做汽油的蒸發(fā)性。 汽油蒸發(fā)性不好，則混合氣形成不良，低溫時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，燃燒不完全，使發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱時(shí)間加長，使油耗增加，碳?xì)浠衔铮℉C）排放濃度增加，未蒸發(fā)的汽油沖刷發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸油膜，流入曲軸箱后稀釋發(fā)動(dòng)機(jī)油，加劇發(fā)動(dòng)機(jī)油變質(zhì)，影響正常潤滑。因此要求汽油應(yīng)具有良好的蒸發(fā)性。但是，汽油的蒸發(fā)性過好也會(huì)發(fā)生許多問題：,一是使汽油機(jī)供給系易產(chǎn)生氣阻，即汽油蒸氣滯留于汽油機(jī)供給系中，阻礙汽油流動(dòng)的現(xiàn)象，氣阻會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作或停機(jī)后不能起動(dòng)； 二是使汽油在保管和使用中的蒸發(fā)損失增加，增加汽油蒸氣的排放濃度； 三是使電子控制汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)中的炭罐容易過載，且由于油路中氣泡增多，影響噴油器流量的穩(wěn)定，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的治理。 汽油蒸發(fā)性的評(píng)定指標(biāo)是餾程和飽和蒸氣壓。,二、抗爆性 抗爆性是指汽油在汽油機(jī)內(nèi)燃燒時(shí)不產(chǎn)生爆燃的性能。 汽油機(jī)在燃燒過程中，由于末端混合氣完成焰前反應(yīng)，在火焰前鋒面到達(dá)之前，引起自燃，并以極高速傳播火焰，產(chǎn)生帶爆炸性質(zhì)的沖擊壓力波，發(fā)出尖銳的金屬敲擊聲，這種現(xiàn)象叫做爆燃。爆燃的危害是：使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降；使油耗增加；使活塞、氣缸墊、氣門、火花塞、軸瓦等零件損壞，還會(huì)造成氣缸的異常磨損。,要求汽油具有良好的抗爆性。為提高汽油的抗爆性，一是采用先進(jìn)的煉制工藝，生產(chǎn)抗爆性好的基礎(chǔ)油，二是添加抗爆劑。無鉛汽油不以四乙基鉛為抗爆劑，而是添加抗爆性好的含氧化合物甲基叔丁醚（MTBE）等，鉛含量不可察覺或嚴(yán)格限制（我國無鉛汽油目前鉛含量不大于0.005gL）。 汽油抗爆性的評(píng)定指標(biāo)是辛烷值和抗爆指數(shù)。,三、氧化安定性 汽油的氧化安定性是指熱穩(wěn)定性，即防止生成高溫沉積物的能力。 從化油器(或噴油器)、進(jìn)氣門到燃燒室，汽油所處的溫度越來越高，汽油烴類的氧化深度也隨溫度升高而增加，生成燃燒室沉積物和進(jìn)氣門沉積物等，使化油器變臟，使電噴發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器結(jié)膠堵塞，使進(jìn)氣門粘著關(guān)閉不嚴(yán)等，因此使化油器或電噴系統(tǒng)不能正常工作，排氣污染物濃度增加。 影響汽油氧化安定性的因素就汽油本身而言，主要是汽油的烴組成和性質(zhì)，沉積物一般隨烯烴含量、芳烴含量、膠質(zhì)和90蒸發(fā)溫度的升高而增加。 汽油氧化安定性的評(píng)定指標(biāo)一般是實(shí)際膠質(zhì)和誘導(dǎo)期。,四、腐蝕性 汽油在運(yùn)輸、貯存和使用過程中，不可避免地要與各種金屬接觸。如果汽油具有腐蝕作用，就會(huì)腐蝕運(yùn)輸設(shè)備、貯油容器和發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，因此要求汽油無腐蝕性。如果汽油中有元素硫、活性或非活性硫化物、水溶性酸或堿等存在時(shí)，就具有腐蝕性。,五、無害性 汽油的成分一方面直接影響汽車的排放污染，同時(shí)還關(guān)系到汽車排放污染控制裝置的作用。所以，在生產(chǎn)無鉛汽油的過程中，對(duì)無鉛汽油的其他有害物的含量也應(yīng)當(dāng)控制。,六、機(jī)械雜質(zhì)和水分汽油中不應(yīng)含有機(jī)械雜質(zhì)和水分。 機(jī)械雜質(zhì)會(huì)使化油器的量孔、噴嘴和汽油噴射系統(tǒng)的噴油器堵塞，機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入燃燒室會(huì)使燃燒室沉積物增加，加速氣缸、活塞環(huán)的磨損。 水分混入汽油中，會(huì)加速汽油的氧化，能與汽油中的低分子有機(jī)酸生成酸性水溶液，腐蝕零件，水分本對(duì)金屬零件就有銹蝕作用。汽油中含有水分，低溫時(shí)易結(jié)冰成為冰粒而堵塞油路,第二節(jié) 汽油蒸發(fā)性的評(píng)定指標(biāo),一、餾程 用石油產(chǎn)品餾程測(cè)定儀對(duì)100mL油品蒸餾時(shí)，從初餾點(diǎn)到終餾點(diǎn)的溫度范圍和殘留量，叫做該油品的餾程。對(duì)汽油、輕柴油，是以一定餾出量（百分比）的蒸發(fā)溫度等表示餾程的。汽油用l0蒸發(fā)溫度、50蒸發(fā)溫度、90蒸發(fā)溫度、終餾點(diǎn)和殘留量來表示。,1典型餾分的蒸發(fā)溫度和殘留量 對(duì)100mL汽油在規(guī)定條件下蒸餾時(shí)，得到第一滴汽油時(shí)的溫度，叫做初餾點(diǎn)；接著餾出10mL、50mL、90mL的溫度分別稱為10蒸發(fā)溫度、50蒸發(fā)溫度、90蒸發(fā)溫度；蒸餾結(jié)束時(shí)的溫度稱為終餾點(diǎn)。,2典型餾分蒸發(fā)溫度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響 （1）10蒸發(fā)溫度的影響 汽油的10蒸發(fā)溫度表示汽油中輕質(zhì)餾分含量的多少，它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫起動(dòng)性和供油系統(tǒng)產(chǎn)生氣阻的可能性影響很大。汽油的10蒸發(fā)溫度越低，含輕質(zhì)餾分越多，發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫條件下容易起動(dòng)（見圖2.1）。,圖2.1汽油的10蒸發(fā)溫度對(duì)汽油機(jī)的起動(dòng)性和高溫氣阻性的影響,（2）50蒸發(fā)溫度的影響 汽油的50蒸發(fā)溫度表示汽油中中間溜分（位于輕質(zhì)和重質(zhì)之間的汽油餾分）的多少，它表示汽油的平均蒸發(fā)性，影響汽油機(jī)的預(yù)熱時(shí)間、加速性和運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后要進(jìn)行預(yù)熱，溫度上升到50左右時(shí)汽車才宜起步。如果汽油的50蒸發(fā)溫度低，易蒸發(fā)成氣體燃燒，發(fā)出的熱量多，因此能使發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱時(shí)間縮短。 若汽油的50蒸發(fā)溫度低，則發(fā)動(dòng)機(jī)加速靈敏，運(yùn)行穩(wěn)定。反之，若該溫度高，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)加速需突然開大節(jié)氣門時(shí)，供油量急劇增加，大部分汽油來不及氣化，因而燃燒不完全，加速性不好，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定（圖2.2）。,（3）90蒸發(fā)溫度和終溜點(diǎn)的影響汽油的90蒸發(fā)溫度和終餾點(diǎn)表示汽油中重質(zhì)餾分含量的多如果汽油的90蒸發(fā)溫度過高，汽油燃燒不完全，沒有完全燃燒的汽油會(huì)沖刷掉氣缸壁上發(fā)動(dòng)機(jī)油油膜，并使油底殼內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)油被稀釋（圖2.3）。因此，汽油消耗量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件磨損增加（圖2.4）。,圖2.3 汽油的90蒸發(fā)溫度對(duì)發(fā)動(dòng)油稀釋程度的影響 圖2.4汽油終餾點(diǎn)對(duì)汽油消耗量和發(fā)機(jī)動(dòng)機(jī)總磨損量的影響,（4）殘留量的影響 汽油的殘留量表示汽油中最不易蒸發(fā)的重質(zhì)成分。汽油殘留量過多，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室積炭增加，使進(jìn)氣門、化油器量孔和噴嘴、汽油噴射系統(tǒng)的噴油器結(jié)膠嚴(yán)重，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。,二、蒸氣壓 1蒸氣壓的概念及其對(duì)使用的影響 在規(guī)定的條件下，油品在要求的試驗(yàn)儀器中氣液兩相達(dá)到平衡時(shí)，液面蒸氣所產(chǎn)生的最大壓力，叫做飽和蒸氣壓。 汽油飽和蒸氣壓對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫起動(dòng)性、汽油供給系產(chǎn)生氣阻的傾向、貯存中的蒸發(fā)損耗，汽油蒸氣的排放等有直接關(guān)系。 汽油的飽和蒸氣壓越大，其蒸發(fā)性能越好，使發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)容易，但在高溫條件下使用時(shí)汽油供給系易產(chǎn)生氣阻，貯存使用中蒸發(fā)損失大，碳?xì)浠衔铮℉C）排放濃度大。,第三節(jié) 汽油抗爆性的評(píng)定指標(biāo),一、辛烷值 1辛烷值的概念 辛烷值是表示點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料抗爆性的一個(gè)約定數(shù)。在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，通過和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行比較來測(cè)定，采用和被測(cè)定燃料具有相同抗爆性的標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)表示。,2辛烷值的分類 按照試驗(yàn)條件，辛烷值分為馬達(dá)法辛烷值和研究法辛烷值兩種。馬達(dá)法辛烷值是在苛刻試驗(yàn)條件下所測(cè)得的辛烷值。馬達(dá)法辛烷值縮寫為MON。研究法辛烷值是在緩和條件下所測(cè)得的辛烷值。研究法辛烷值縮寫為RON。,二、抗爆指數(shù) 抗爆指數(shù)是汽油研究法辛烷值與馬達(dá)法辛烷值之和的12。 抗爆指數(shù) 抗爆指數(shù)能全面反映在車輛運(yùn)行中汽油的抗爆性。,作業(yè),請(qǐng)論述汽油的各項(xiàng)使用性能及其對(duì)汽油機(jī)的影響。 總結(jié) 請(qǐng)學(xué)生敘述汽油的使用性能指標(biāo)的定義及其對(duì)汽油機(jī)工作的影響。 本次課重點(diǎn)講述了汽油機(jī)的各項(xiàng)使用性能指標(biāo)的定義、各項(xiàng)性能指標(biāo)對(duì)汽油機(jī)工作的影響和性能指標(biāo)的評(píng)定指標(biāo)。,第四節(jié) 汽油氧化安定性的評(píng)價(jià)指標(biāo),一、實(shí)際膠質(zhì) 1實(shí)際膠質(zhì)的概念及其對(duì)使用的影響 實(shí)際膠質(zhì)是在規(guī)定的條件下，對(duì)汽油進(jìn)行快速蒸發(fā)后所測(cè)得的汽油蒸發(fā)殘?jiān)械恼椴蝗芪?，以mg/100mL表示。 實(shí)際膠質(zhì)能促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)沉積物的生成。二、誘導(dǎo)期 1誘導(dǎo)期的概念及其對(duì)使用的影響 誘導(dǎo)期是在規(guī)定的加速氧化條件下，油品處于穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間周期，以min表示。,第五節(jié) 汽油腐蝕性的評(píng)定指標(biāo),一、硫含量 1硫含量的概念及其對(duì)使用的影響 硫含量是指存在于油品中的硫及其衍生物（硫化氫、硫醇、二硫化物）的含量，以質(zhì)量百分比表示。汽油中含有的硫及其衍生物，遇到水或水氣時(shí)，會(huì)生成亞硫酸或硫酸等，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)零件有強(qiáng)烈的腐蝕磨損作用。,二、硫醇 1博士試驗(yàn)在升華硫存在下，用亞鉛酸鈉與輕質(zhì)石油產(chǎn)品作用，以檢查油中的硫化氫或硫醇的試驗(yàn)，叫做博士試驗(yàn) 三、銅片腐蝕試驗(yàn) 銅片腐蝕試驗(yàn)是在規(guī)定的條件下，測(cè)試油品對(duì)銅的腐蝕趨向的試驗(yàn)。它是檢查汽油中是否含有游離硫和活性硫化物的。 四、水溶性酸或堿水溶性酸或堿是存在于油品中可溶于水的酸性或堿性物質(zhì)。主要是油品中存在的無機(jī)酸、低分子有機(jī)酸和能溶于水的礦物堿，例如硫酸、鹽酸和氫氧化鈉等。,第六節(jié) 車用汽油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn),一、車用汽油有害物質(zhì)及其影響 1苯含量 苯是原油中的天然組分并且是催化重整的產(chǎn)品。它是已知的人類致癌物質(zhì)?？刂破椭械谋绞强刂婆艢庵斜降淖钪苯拥耐緩健?2烯烴含量 烯烴是不飽和碳?xì)浠衔铮軣岷髸?huì)形成膠質(zhì)沉積在進(jìn)氣系和供油系中，使精密零件堵塞，使排放惡化，功率下降，油耗增加。烯烴蒸發(fā)后會(huì)促使近地大氣中形成臭氧，危害健康。烯烴燃燒后還會(huì)形成有毒的二烯烴類物質(zhì)。,3芳烴含量 汽油中芳烴含量增加時(shí)，氮氧化物（NOx）排放量增加，排氣中的芳烴（包括多環(huán)芳烴）、酚類和芳醛呈直線增加。 4錳含量 錳也會(huì)使三效催化轉(zhuǎn)化器和氧傳感器中毒，其燃燒產(chǎn)物會(huì)沉積在火花塞等發(fā)動(dòng)機(jī)零件上，影響正常點(diǎn)火，導(dǎo)致汽車排放污染物增加，發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，零件磨損加劇。,5鐵、銅含量 鐵、銅所起的副作用與鉛、硫類似，同樣會(huì)造成三效催化轉(zhuǎn)化器中毒，促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)積碳的生成，使顆粒排放物增加。 6鉛含量汽油中含鉛，燃燒后生成的鉛化物具有強(qiáng)烈的毒性。另外，控制無鉛汽油中的鉛含量是采用三效催化器和氧傳感器等汽車排放污染物凈化裝置的基本保證。 7磷含量 汽油中的磷，也會(huì)造成三效催化轉(zhuǎn)化器中毒，促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)積碳的生成，使顆粒排放物增加。 8硫含量 硫除腐蝕金屬零件外，硫還會(huì)增加點(diǎn)火遲滯，提高點(diǎn)火溫度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率，使三效催化轉(zhuǎn)化器失效。硫還會(huì)使有害排放物增加。,二、車用汽油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)1999年6月1日，國家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布了GWKB l一1999車用汽油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)。 總結(jié) 請(qǐng)學(xué)生簡(jiǎn)要論述汽油氧化安定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)以及腐蝕性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 本次課主要論述了汽油氧化安定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，汽油腐蝕性的評(píng)定指標(biāo)，以及車用有害物質(zhì)的種類、影響和控制標(biāo)準(zhǔn)。,第七節(jié) 車用汽油規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn),一、世界燃料規(guī)范無鉛汽油 世界燃料規(guī)范于1998年首次制定，是由世界燃油規(guī)范委員會(huì)組織世界范圍的有關(guān)專家，在歐、美、日實(shí)施的汽車/燃料研究計(jì)劃的基礎(chǔ)上，聽取了世界范圍內(nèi)汽車廠商的建議，經(jīng)過長期調(diào)研和反復(fù)討論后提出來的。其主要目的是進(jìn)一步促進(jìn)人們理解汽車技術(shù)進(jìn)步對(duì)燃油質(zhì)量要求，充分反映了汽車排放污染物減少取決于汽車技術(shù)的進(jìn)步和燃油質(zhì)量的提高這兩個(gè)條件。,該規(guī)范把車用汽油和輕柴油分為3類， 第1類主要考慮汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本性能，適用于對(duì)汽車排放沒有或無嚴(yán)格要求的國家和地區(qū)； 第2類適用于有嚴(yán)格排放要求的國家和地區(qū)，例如實(shí)施歐洲I號(hào)或號(hào)等水平的法規(guī)； 第3類適用于對(duì)汽車排放要求更嚴(yán)格的國家和地區(qū)，例如實(shí)施歐洲號(hào)或IV號(hào)等水平的法規(guī)。 世界燃料規(guī)范無鉛汽油部分見書4547。,二、CEC基準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)無鉛汽油標(biāo)準(zhǔn) GB 147611999汽車排放污染物限值及測(cè)試方法“附錄H基準(zhǔn)燃料的技術(shù)要求”規(guī)定，用于試驗(yàn)裝點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)車輛的基準(zhǔn)燃料（優(yōu)質(zhì)無鉛汽油）的技術(shù)要求，等同采用CEC（歐洲潤滑油和發(fā)動(dòng)機(jī)燃料試驗(yàn)性能研究協(xié)調(diào)理事會(huì)）基準(zhǔn)燃料RF08A85標(biāo)準(zhǔn)。,三、我國車用無鉛汽油標(biāo)準(zhǔn) 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于1999年12月28日發(fā)布了GB 179301999車用無鉛汽油，這是我國車用無鉛汽油第一個(gè)強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)。自2000年1月1日起SH 00411993無鉛車用汽油、SH 01121992汽油廢止。自2000年1月1日起，全國所有汽油生產(chǎn)企業(yè)一律停止執(zhí)行GB4841993車用汽油，自2000年7月1日起GB 4841993車用汽油廢止。 車用無鉛汽油技術(shù)要求見書4950。我國車用無鉛汽油按研究法辛烷值（RON）劃分為90號(hào)、93號(hào)和95號(hào)三種牌號(hào)。,第八節(jié) 車用汽油的選用,一、汽油的選擇 車用汽油的選擇原則應(yīng)遵循以下原則： （1）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比進(jìn)行抗爆性的選擇，壓縮比越大，汽油的牌號(hào)越高。 （2）裝有三效催化轉(zhuǎn)化器和氧傳感器的汽車盡量選擇含鉛量低的汽油。 （3）推廣使用加入有效的汽油清凈劑的無鉛汽油。 （4）注意無鉛汽油低硫含量、低烯烴含量的發(fā)展趨勢(shì)。 （5）注意汽油質(zhì)量是影響汽車技術(shù)狀況和汽車排放的重要因素。 （6）區(qū)分季節(jié)選擇汽油的蒸發(fā)性，冬季應(yīng)選擇蒸氣壓較大的汽油，夏季應(yīng)選擇蒸氣壓較小的汽油。,二、燃料管理和安全使用 1.燃料質(zhì)量變化及其影響因素 燃料質(zhì)量的變化表現(xiàn)為蒸發(fā)、氧化和臟污。 影響蒸發(fā)損失的因素首先與汽油的物理安定性有關(guān)。汽油的物理安定性是指汽油在貯存、運(yùn)輸和加注時(shí)，保持汽油不被蒸發(fā)損失的性能。它主要由汽油中所含的低沸點(diǎn)餾分所決定的。 氧化安定性不好的汽油，在貯存、運(yùn)輸過程中容易氧化，使汽油實(shí)際膠質(zhì)增加，誘導(dǎo)期縮短。影響汽油氧化安定性的因素主要是化學(xué)組成、溫度、充滿程度、容器密封性、金屬和水分等。 燃油臟污是指混入機(jī)械雜質(zhì)或其催油品。,第九節(jié) 汽車燃油節(jié)能添加劑,一、工作原理 車用汽油、輕柴油均由基礎(chǔ)油和添加劑調(diào)配而成。汽車燃油節(jié)能添加劑的工作原理是在不影響參比燃油使用性能的基礎(chǔ)上，以特殊的組成對(duì)添加劑作用的完善和優(yōu)化，節(jié)能原理體現(xiàn)在對(duì)下述作用的加強(qiáng)。 1添加劑的助燃作用 能提高可燃混合氣在氣缸內(nèi)燃燒的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，縮短燃燒持續(xù)期，從而提高循環(huán)效率，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗。,2添加劑的降低表面張力作用 使燃油更易霧化形成均勻的混合氣，提高混合氣的