本章主要內(nèi)容：一、汽油機的工作原理二、汽油的使用要求三、汽油的物性參數(shù)測定汽油的一般性質(zhì)：

汽油是無色或淡黃色、具有特殊臭味、易揮發(fā)液體，閃點是-50℃，餾程40～200℃，平均相對分子質(zhì)量約70～170，主要由C5～C12的各類烴組成，相對密度一般為0.70～0.79，不溶于水，易溶于有機溶劑。

汽油用途：汽油主要用作汽油機的燃料，也可用于橡膠、制鞋、印刷、制革、顏料等行業(yè)，可以作為機械零件的去污劑等。一、汽油機的工作原理活塞在汽缸中上行所達到的最高位置稱為上死(止)點；活塞下行達到的最低位置稱為下死(止)點?；钊麖纳纤傈c到下死點的距離稱為行程?；钊谙滤傈c時活塞上的汽缸容積V1與活塞在上死點時活塞上方的汽缸容積V2的比值，稱為壓縮比。

汽油機的壓縮比一般是8～12，最高12.5。壓縮比越大，汽油機經(jīng)濟性越好。1、幾個概念：

上死（止）點、下死（止）點、行程、壓縮比吸氣沖程

(1)吸氣沖程：當活塞從上死點向下運動時，出氣閥關閉，進氣閥打開；汽油與空氣混合氣進入汽缸。

80～130

℃2、四沖程汽油機的工作過程吸氣沖程壓縮沖程

(2)壓縮沖程：當活塞到達下死點后轉為向上運動時，進氣閥關閉，混合氣被壓縮，溫度和壓力升高。250～300℃

2、四沖程汽油機的工作過程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程

(3)作功沖程：活塞上行快到上死點時，火花塞發(fā)出電火花，點燃混合氣?；旌蠚怏w迅速燃燒，產(chǎn)生大量高溫、高壓氣體，推動活塞下行，帶動連桿，使曲軸轉動對外作功。2000～2500

℃2、四沖程汽油機的工作過程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程

(4)排氣沖程：活塞至下死點后依靠慣性向上運動，此時排氣閥打開，將燃燒廢氣排出，活塞到達上死點時，排氣閥關閉。700～800

℃

2、四沖程汽油機的工作過程行程溫度，℃壓力(表)，×105Pa進氣行程終了壓縮行程終了燃燒時最高溫度壓力做功行程終了排氣行程終了80～130250～3002000～25001100～1500700～8000.7～0.96～1530～503～61.1～1.2不同行程氣缸內(nèi)溫度和壓力的變化情況

四行程的汽油機，在每個工作循環(huán)中，曲軸旋轉2周，活塞上行和下行共4次，完成4個行程。其中只有一個行程作功因此，汽油機都是用4或6個汽缸組合排列，以便對外連續(xù)作功。

(1)汽油的燃料性能

(2)汽油的儲存性能；

(4)對發(fā)動機沒有腐蝕作用。

(5)排出的污染物少。

二、汽油的使用要求（一）汽油的燃燒性能

1、蒸發(fā)性能2、抗爆性能燃燒性能蒸發(fā)性能的意義：汽油的蒸發(fā)性能直接影響汽油的燃燒速度和燃燒完全程度，從而影響發(fā)動機的功率和經(jīng)濟性。

1、汽油的蒸發(fā)性能

汽化器發(fā)動機汽油空氣汽化燃燒蒸發(fā)性能的意義：汽油的蒸發(fā)性能直接影響汽油的燃燒速度和燃燒完全程度，從而影響發(fā)動機的功率和經(jīng)濟性。

合適的蒸發(fā)性能：可保障發(fā)動機在啟動，高中低速和高中低負荷等工作狀態(tài)下正常工作。

蒸發(fā)性能太強，易開成氣阻。當汽油汽化性能較強時，汽油在汽化器前的供油管路中蒸發(fā)，阻礙汽油順利進入汽化器的現(xiàn)象叫氣阻。氣阻嚴重時會中斷供油，使發(fā)動機停止工作。

蒸發(fā)性太差：汽油中含有不易蒸發(fā)的重質(zhì)部分：（1）汽化器中汽油蒸發(fā)不完全，影響發(fā)動機正常工作；（2）末汽化的重組分進入發(fā)動機，會稀釋潤滑油，加劇發(fā)動機磨損，功率下降、燃料消耗增大。1、汽油的蒸發(fā)性能

（1）餾程：

餾程測定法(GB/T6536)又稱恩氏蒸餾，要求測出汽油的初餾點、10％、50％、90％的餾出溫度、終餾點。

初餾點、10％餾出溫度：表明汽油中輕組分的含量，直接影響冬季發(fā)動機的冷啟動和夏季在發(fā)動機中氣阻的產(chǎn)生。若10％餾出溫度過高，發(fā)動機因混合氣中油氣過少而啟動困難，啟動時間增長，增加了耗油量。若10%餾出溫度過低易產(chǎn)生氣阻。

燃料油類型餾出溫度，℃初餾點10%50%90%終餾點車用汽油---<70<120<190<205航空汽油<40<80<105<145<180噴氣燃氣<150<165<195<230<250(98%)<300部分油品的餾程啟動汽油：

發(fā)動機所用汽油的蒸發(fā)性愈好，愈易啟動，但在氣溫高時愈易產(chǎn)生氣阻。為了解決高寒地區(qū)用油的這一矛盾，可使用啟動汽油。啟動汽油是一種沸程為26～85℃的高蒸發(fā)性輕質(zhì)汽油，可保證在-43℃氣溫下，冷發(fā)動機順利啟動，啟動后再換用車用汽油。

（1）影響發(fā)動機的預熱時間：冷發(fā)動機啟動后經(jīng)預熱，方能轉入正常運轉。在預熱階段因進氣管溫度低，汽油大部分以液膜狀進入汽缸，導致燃燒不完全，并且稀釋潤滑油。汽油的50％餾出溫度低，其輕組分較多，則發(fā)動機預熱時間短，燃料耗量、潤滑油的稀釋程度和發(fā)動機磨損就愈低。

50％餾出溫度：

（2）影響加速性能和變速性能：發(fā)動機加速時需開大油門，增加混合氣濃度和進氣量，如果50％餾出溫度過高，汽油來不及完全汽化，導致燃燒不完全，甚至熄火。

50％餾出溫度：因此，航空汽油規(guī)定50％餾出溫度不得大于105℃，車用無鉛汽油要求不大于120℃。燃料油類型餾出溫度，℃初餾點10%50%90%終餾點車用汽油---<70<120<190<205航空汽油<40<80<105<145<180噴氣燃氣<150<165<195<230<250(98%)<300部分油品的餾程

90％、終餾點：

表明汽油蒸發(fā)的完全程度。這2個溫度過高，發(fā)動機的功率和經(jīng)濟性下降。因此，汽油質(zhì)量指標中對90％餾出溫度≤190℃

，終餾點≤205℃

。燃料油類型餾出溫度，℃初餾點10%50%90%終餾點車用汽油---<70<120<190<205航空汽油<40<80<105<145<180噴氣燃氣<150<165<195<230<250(98%)<300部分油品的餾程

（2）蒸汽壓：

蒸汽壓是汽油形成氣阻的傾向的指標。汽油的蒸氣壓越大，產(chǎn)生氣阻的起始溫度越低。

提問：1、什么叫自燃點？2、油品化學組成對油品自燃點的影響？（1）烷烴自燃點最低；芳烴最高；烷烴的異構化程度越大，自燃點越高。（2）油品的分子量越大，自燃點越低。（1）壓縮比與功率和耗油率的關系壓縮比大，發(fā)動機的功率和經(jīng)濟性好2、汽油的抗爆性（2）爆震：

高壓縮比的汽油機需要高抗爆性的汽油。否則要發(fā)生爆震現(xiàn)象。抗爆性差的汽油在壓縮比高的發(fā)動機中燃燒，則出現(xiàn)汽缸壁溫度猛烈升高，發(fā)出金屬敲擊聲，排出大量黑煙，發(fā)動機功率下降，耗油增加，嚴重時汽缸零件燒壞，軸承震裂等問題，這一現(xiàn)象稱為爆震。

汽油在汽油機中正常燃燒：汽油先在汽化器中形成可燃混合氣，進入汽缸后，被熾熱的汽缸壁和活塞頭加熱，溫度達到200℃以上，混合氣中的烴類被氧化，形成過氧化合物；當火花塞發(fā)出電火花后，火花塞周圍的烴類，因受熱使得過氧化物積累速度加快；當過氧化物含量達到一定程度時，開始迅速燃燒，出現(xiàn)火焰，火焰呈球面并以20～40m/s的正常速度向前推進；燃燒產(chǎn)物向前膨脹時，未燃氣體受壓縮，并受到火焰輻射，溫度迅速上升，過氧化物積累速度也加快，當焰峰到達時開始燃燒。正常燃燒時，火焰?zhèn)鞑ニ俣却笾虏蛔?，燃燒平穩(wěn)，汽缸內(nèi)溫度、壓力均衡上升。汽油機發(fā)生爆震時，燃料的燃燒過程

汽油在汽缸中的不正常燃燒：在燃燒過程中，如果在火焰尚未到達的區(qū)域中過氧化物含量過高，溫度已超過烴類的自燃點時，未燃氣體中出現(xiàn)多個燃燒中心，開始自燃，此時，燃燒以爆炸形式進行，溫度和壓力急劇上升，汽缸中瞬間壓力為正常壓力的2～4倍，瞬間局部溫度有時可達3000℃。燃燒膨脹的氣體撞擊活塞頭和汽缸壁，如同錘子猛烈敲擊而發(fā)出金屬撞擊聲，嚴重時會毀壞發(fā)動機的零件，同時由于火焰?zhèn)鞑ニ俣忍?，有些部位的燃料來不及完全燃燒就被排出，以致排氣管冒黑煙，這就是爆震現(xiàn)象。爆震產(chǎn)生的原因有兩個：

1、與燃料性質(zhì)有關:如果燃料很容易氧化，形成的過氧化物不易分解，自燃點低，就很容易產(chǎn)生爆震現(xiàn)象。

2、與發(fā)動機工作條件有關。如果發(fā)動機的壓縮比過大導致汽缸壁溫度過高,易引起爆震現(xiàn)象。（3）汽油抗爆性的表示方法①辛烷值：表達汽油在貧混合氣狀態(tài)下運行時的抗爆性。辛烷值越高，汽油的抗爆性越好。

所謂辛烷值就是以異辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)的辛烷值為100，正庚烷辛烷值為0。將兩者按不同的體積比混合，配成標準燃料，將待測汽油與標準燃料置于同一辛烷值測定機中，在相同的實驗條件下進行比較實驗，當兩者抗爆性相當時，標準燃料中異辛烷的體積分數(shù)就是待測燃料的辛烷值。

例如，測得某汽油辛烷值為85，即表明它與含85%異辛烷和15％正庚烷的標準燃料的抗爆性相同。

馬達法辛烷值(MON)：900r/min;表示重負荷、高轉速時汽油抗爆性；研究法辛烷值(RON)：600r/min;表示低轉速時汽油的抗爆性。

一般：MON=RON×0.8+10

同一汽油的MON低于RON，差值7-12。②抗爆指數(shù)：ONI，平均實驗辛烷值；辛烷值馬達法辛烷值研究法辛烷值③品度：表達汽油在富混合氣狀態(tài)下運行時的抗爆性。一般，車用汽油用辛烷值和ONI表達抗爆性；航空汽油用辛烷值和口度表達抗爆性。所謂品度就是以純異辛烷為標準燃料，規(guī)定其品度為100，在規(guī)定的發(fā)動機和指定的操作條件下，航空汽油在富混合氣狀態(tài)下無爆震燃燒時，所能發(fā)出的最大功率與純異辛烷所能發(fā)出的最大功率之比再乘以100。

如，航空汽油的品度一般是130，其含義是該汽油在富混合氣下無爆震工作時所能發(fā)出的最大功率是異辛烷發(fā)出的最大功率的1.3倍。（5）化學組成對辛烷值的影響：汽油主要是由5～12個碳原子的烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和烯烴組成的，一般烷烴和環(huán)烷烴含量約為50％(體積分數(shù))，芳香烴含量小于35%，烯烴低于15％。

①正構烷烴<環(huán)烷烴、烯烴<高度分支的異構烷烴、芳香烴；②辛烷值隨相對分子質(zhì)量增大、沸點升高而減小。

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直餾汽油含芳香烴和異構烷烴量少，其辛烷值一般為45～60；含芳香烴和異構烷烴數(shù)量較多的催化裂化汽油，辛烷值較高，約為90。汽油中的非烴類化合物對辛烷值也有影響:硫化物和氧化物都會使汽油辛烷值降低，硫化物還會影響汽油對提高辛烷值的添加劑(四乙基鉛)的感受性。（6）提高汽油辛烷值的途徑：

①改變汽油的化學組成，增加異構烷烴和芳香烴的含量。這是提高汽油辛烷值的根本方法，可以采用催化裂化、催化重整、異構化等加工過程來實現(xiàn)。②加入少量提高辛烷值的添加劑，即抗爆劑，最常用的抗爆劑是四乙基鉛。③調(diào)入其他的高辛烷值組分，如含氧有機化合物醚類及醇類等。這類化合物常用的有甲醇、乙醇、叔丁醇、甲基叔丁基醚(MTBE：RON為117，MON為101)。四乙基鉛

它是一種具有特殊芳香昧的，無色透明的油狀液體，不溶于水而溶于汽油和有機溶劑。汽油中加入0.3％(質(zhì)量分數(shù))的四乙基鉛，辛烷值可提高15～20個單位。在發(fā)動機汽缸中，四乙基鉛在200～300℃下分解，隨即氧化生成PbO2。PbO2

與過氧化物反應生成有機氧化物和PbO。這個反應減少了過氧化物的含量，使混合氣中過氧化物達不到自燃所必需的含量，從而消除了因混合氣自燃而引起的爆震。由于PbO與混合氣中的氧作用生成PbO2

，PbO2

又與新的過氧化物作用，因而很少量的四乙基鉛就可以抑制爆震。添加過多的四乙基鉛是無意義的，當汽油中四乙基鉛含量超過一定量以后，辛烷值幾乎不再提高。四乙基鉛有劇毒，能通過呼吸道、食道和無傷口的皮膚進入人體，而且很難排出，累積到一定程度后使人中毒，甚至死亡。為引起注意，加鉛汽油通常呈紅、黃或藍色，以示有毒。閱讀資料1甲基叔丁基醚

簡稱MTBE，具的很高的辛烷值，Ron117，Mon101。目前MTBE是最常用的汽油辛烷值添加劑。MTBE能與烴類完全互溶，具有良好的化學穩(wěn)定性，蒸氣壓也不高，加入汽油后并不改變汽油的基本性質(zhì)，不需要改變汽車的結構。MTBE的沸點低（55℃），可以改善汽油的蒸發(fā)性能，特別是改善了50％的餾出溫度，加入汽油中還有助于降低汽油機排放廢氣中的污染物的含量。是新配方汽油的關鍵組分。閱讀資料2（7）汽油的分類：①航空汽油：按辛烷值/品度進行分類，RH-75、RH-955/130、RH-100/130；②車用無鉛汽油：按研究法辛烷值進行分類：90號、93號、97號（二）汽油的儲存性能1、汽油的安定性2、汽油的腐蝕性汽油儲存性能

定義：常溫下，汽油在儲存或使用過程中，保持質(zhì)量不變的性能稱為汽油的安定性。

現(xiàn)象：汽油顏色變黃、變深，產(chǎn)生粘稠沉淀物(膠質(zhì))。

危害：嚴重破壞發(fā)動機的正常工作。氧化生成的粘稠膠狀物，沉積在發(fā)動機的油箱、濾網(wǎng)、汽化器等部位，會堵塞油路，影響供油量，降低發(fā)動機功率和經(jīng)濟性；沉積在火花塞上的膠質(zhì)在高溫下形成積炭，引起短路，使發(fā)動機熄火；進氣、排氣閥上的膠質(zhì)形成積炭后，使閥門關閉不嚴密，甚至粘住，或積炭著火燒壞閥門；汽缸蓋上的膠質(zhì)形成片狀積炭，使傳熱惡化，引起表面著火，促使爆震產(chǎn)生。1、汽油的安定性

(1)碘值：100克油樣消耗碘的質(zhì)量稱為碘值，即gI2/100g。碘值表示汽油中不飽和烴的含量，汽油的碘值大，表明不其飽和烴的含量多，抗氧化安定性差。航空汽油(包括噴氣燃料)規(guī)定碘值不能大于12gI2/100g。碘值的測定方法見SH／T0234.

1、評定汽油安定性的方法和指標

(2)硫含量：

汽油中的硫化物易氧化，促使油品變質(zhì)，并會引起設備腐蝕等問題，因此，必須限制汽油中的硫含量。燃燈法測定(GB／T380～77(88))：將油品在規(guī)定儀器的小燈中燃燒，用碳酸鈉水溶液吸收燃燒生成的二氧化硫，并用容量分析法測定硫含量。

(3)酸度和酸值

成品汽油中所含有機酸極少，其酸度通常接近零。但在儲存和使用中，由于汽油中不安定組分氧化而生成過氧化物，過氧化物分解，部分生成有機酸，因而，汽油儲存中酸度的增長是汽油變質(zhì)的一個重要標志。所以，酸度也是一個表示汽油安定性的重要質(zhì)量標準。測定方法見GB／T258。酸度：指中和100mL油品中酸性物質(zhì)所需的氫氧化鉀(KOH)毫克數(shù)，單位為mgKOH/100mL。酸值：中和1g油品中酸性物質(zhì)所需的氫氧化鉀(KOH)毫克數(shù)，單位為mgKOH/g。

(4)實際膠質(zhì)

實際膠質(zhì)是液體燃料在儲存過程中重要的質(zhì)量控制指標之～。實際膠質(zhì)是指100mL燃料在試驗條件下所含膠質(zhì)的質(zhì)量，用mg／100mL表示。國產(chǎn)汽油要求實際膠質(zhì)不超過5mg/100mL。

測定方法(GB／T8019)：模擬汽化器的條件，將經(jīng)脫水和過濾的25mL試油放在150℃的油浴中，用150℃熱空氣吹掃油面，直至其全部蒸發(fā)，殘留物質(zhì)量不變?yōu)橹?。殘留物即為汽油的實際膠質(zhì)。

(5)誘導期誘導期是保證汽油在儲存中不迅速生成膠質(zhì)和酸性物質(zhì)而變質(zhì)的指標。誘導期的測定方法:

原始方法：(GB/T8018)是把一定量汽油置于100℃±1℃和686.5kPa±4.9kPa氧氣流中，將汽油未被氧化所經(jīng)歷的時間(rain)規(guī)定為誘導期。新方法：(SH／T0237～92)：在93℃下，把汽油儲存16h后，測定其吸氧量和生成的總膠質(zhì)量，用不安定指數(shù)BZ16來表示，BZ16值越小，汽油的儲存安定性越好。汽油中的二烯烴和非烴類化合物（如苯硫酚、吡咯等）是影響其誘導期的主要因素。

汽油的腐蝕性說明汽油對金屬的腐蝕能力。（1）汽油中的腐蝕介質(zhì)：

非烴雜質(zhì)：硫及含硫化合物；水溶性堿：水洗操作殘留水溶性酸：小分子有機酸、無機酸（水洗操作殘留）有機酸：氣化生成，已經(jīng)環(huán)烷酸為主。

2、汽油的腐蝕性①硫醇性硫含量:就是燃料中硫醇硫的質(zhì)量與燃料總質(zhì)量之比，以質(zhì)量百分數(shù)表示。GB/T1792。②博士實驗:是定性檢驗汽油中是否含有硫醇硫的方法。SH/T0174:原理是根據(jù)鉛酸鈉與硫醇反應生成硫化物，再與元素硫反應生成黑色硫化鉛，根據(jù)硫磺粉變色情況，定性判斷油品中是否含有硫醇。博士實驗對輕質(zhì)油品的定性檢驗，實驗結論分為“通過”或“不通過”兩種結論。（2）評定汽油腐蝕性指標：酸度、硫含量、銅片腐蝕、水溶性酸堿等。銅片腐蝕：

定性檢驗汽油個是否存在活性硫的指標

。

GB/T5096：把一定規(guī)格的磨光銅片置于50℃的汽油中，3小時后，取出銅片，洗滌后與腐蝕標準色板進行比較，確定腐蝕級別。

（2）評定汽油腐蝕性指標：酸度、硫含量、銅片腐蝕、水溶性酸堿等。水溶性酸堿：用蒸餾水或乙醇水溶液抽提試樣中的水溶性酸或堿，然后，分別用甲基橙或酚酞指示劑檢查抽出液顏色的變化情況，或用酸度計測定抽提物的pH值，來判斷有無水溶性酸或堿的存在。合格的汽油水溶性酸或堿的評定結論是“無”。

一、飽和蒸氣壓的測定1、測定依據(jù)：GB/T8017-2010《石油產(chǎn)品蒸氣壓測定法（雷德法）》2、適用范圍：適于測定汽油、易揮發(fā)性原油及其它易揮發(fā)性石油產(chǎn)品的蒸氣壓，但不適于測定液化石油氣的蒸氣壓。3、方法要點：將冷卻的試樣充入蒸氣壓測定器的汽油室，并將汽油室與37.8℃的空氣室相連接。將該測定器浸入恒溫?。?7.8℃）并定期振蕩，直至安裝在測定器上的壓力表讀數(shù)恒定。1-攪拌機；2-試驗彈入口；3-控溫表；4-試驗彈；5-電源開關；6-攪拌開關蒸氣壓的測定具體作法：1、蒸氣壓測定器浸入水浴5min后，觀察讀數(shù)。2、測定器從水浴中取出，倒轉劇烈地搖蕩,重新放回水浴。每2min重復一次,直至連續(xù)兩個讀數(shù)相同；一般，至少重復5次。二、餾程的測定1、依據(jù)：GB/T6536-2010《石油產(chǎn)品常壓蒸餾特性測定法》。2、適用范圍：適用于餾分燃料如天然汽油（穩(wěn)定輕烴）、輕質(zhì)和中間餾分、車用火花點燃式發(fā)動機燃料、航空汽油、噴氣燃料、煤油和柴油，以及石腦油和石油溶劑油產(chǎn)品。本方法不適合含有較多殘留物的產(chǎn)品。3、方法要點：將100mL試樣在其相應組別所規(guī)定的條件下，用實驗室間歇蒸餾儀器進行蒸餾。測出從初餾點至終餾點的蒸餾數(shù)據(jù)。油品組別分類：油品特性0組1組2組3組4組餾分類型蒸氣壓（37.8℃）,kPa蒸餾特性，℃初餾點終餾點天然汽油≥65.5--≤250≥65.5--≤250＜65.5≤100＞250＜65.5＞100＞250表4-15不同組別的儀器準備項目0組1組2組3組4組蒸餾燒瓶,ml100125125125125蒸餾用溫度計范圍低低低低高支板孔徑，mm3238385050試驗開始時溫度，℃蒸餾燒瓶支板和防護罩，不高于接收量筒和試樣0～5環(huán)境溫度0～513～18環(huán)境溫度13～1813～18環(huán)境溫度13～1813～518環(huán)境溫度13～18不高于環(huán)境溫度----13～環(huán)境溫度項目0組1組2組3組4組冷凝浴溫度,℃0～10～10～50～50～60接收量筒周圍冷卻浴溫度,℃0～413～1813～1813～18裝樣溫度±3從初餾點到5%回收體積的時間,s10%回收體積的時間,min—3～460～100—60～100—————從5%回收體積到5ml殘留物的均勻平均冷凝速率,ml/min—4～54～54～54～5從10%回收體積到5ml殘留物的均勻平均冷凝速率,ml/min4～5————從5ml殘留物到終餾點的時間,min≤5≤5≤5≤5≤5表4-16石油產(chǎn)品蒸餾過程的數(shù)據(jù)記錄表實驗室溫度：℃大氣壓力：Kpa