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1、第一章 油品知识及质量管理1.1基础知识1.1.1石油定义 按用途不同，把原油、石油产品及其衍生物（化工产品）统称为石油；按化学组成不同，把含碳、氢化合物的复杂混合物称为石油。1.1.2原油的定义及形成原因通常把从地底或海底下开采出来的未经加工的石油称为原油。迄今人们发现年龄最老的石油距今已有13亿年，最年轻的也有5万年。石油是如何形成的呢？关于石油形成的原因，众说纷纭，在学术界主要有两种学说。一种是无机物生成学说，认为原油是由地底（或海底）下的水、二氧化碳及金属等经过复杂的地球物理化学变化而形成的；另一种是有机生成学说，认为原油是由深埋在地底（或海底）下的有机物质、受到高温和高压作用，经过许
2、多世纪的堆积和复杂的地球物理化学变化而形成的产物。目前，人们更多地倾向于有机生成学说。1.1.3 石油用途石油是重要的能源产品。从石油中提炼出来的燃料，能为各种动力机械如汽车、飞机、轮船、火车、拖拉机等提供原动力。石油是优质的润滑材料。润滑剂虽然不能直接为发动机提供能量，但它却能减小机械摩擦，降低磨损，减少能量损耗，延长机械使用寿命，保证机械设备正常安全运行。为了适应工业生产中各种专用设备、特殊工艺、技术的要求，人们还以石油中的某一适当馏分作基础油，调制出各种具有特殊使用性能和用途的润滑产品，如电器用油、金属加工、风动工具、热传导用油等等。石油是化学工业的重要基础原料，是“三大合成材料”的基本
3、原料。随着近代有机合成工业和国民经济的各种需求结合日益紧密，石油化学工业随之兴起，化工原料，洗涤剂、合成橡胶、塑料、合成纤维、医药、农药、土壤改良剂等与石油化工密不可分。此外，从石油中还可以提炼出溶剂油、石蜡、地蜡，以及做建筑材料用的石油沥青等产品，石油产品及其副产品，已形成一个庞大的产品体系，并且广泛应用于国民经济各个行业。石油是“工业的血液”，是国家重要的战略物资，在国民经济建设和社会发展中起到了举足轻重的作用。石油资源的是否稳定供应和石油的价格变化，越来越成为人们关注的热点。自然界中，没有哪一种原材料像石油这样能挑起国与国之间众多兵戎相见之事和引起许多国际间的争端。同时石油是“非再生能源
4、”，在短时期内不能再次形成。随着经济的不断快速发展，社会对石油的需求量将呈不断增大之势，石油终将会逐步变为稀缺资源。因此，珍爱资源，科学用油，节约每一滴油，是我们的责任和义务。1.1.4原油物理性能原油通常是一种流动或半流动状态的粘稠液体，颜色大部分是黑色，也有暗褐、暗绿等颜色，也有少数的原油呈桔红色，浅黄色，甚至还有无色的石油。原油除了有一定的颜色外，还有特殊的气味，原油的比重一般小于1 g/cm3，多数在0.800.98 g/cm3 。原油之所以在外观性质上有所差异，关键在于其化学组成不同。比如原油的颜色就与所含胶质和沥青的多少有关，含量多的颜色深，含量少的颜色浅。而原油的特殊气味又与其中
5、的硫化物、氮化物含量有关，含量高，气味发臭，含量低，气味小。1.1.5 石油化学组成 石油是由多种元素组成的，概括起来主要是碳、氢、硫、氧、氮五种。一般石油中的碳含量为83%87%，氢含量为11%14%，两者合计达96%99%；硫、氧、氮的合计含量约占1%4%。除了上述五种元素外，石油中还存在着许多微量的金属元素和非金属元素，共有54种之多，但是其合计含量很少。 以上各种元素并不是以单质的形式存在于石油中，而是以化合物的形式存在于石油中。组成石油的化合物主要有烃类化合物和非烃类化合物。 1.1.5.1石油烃类组成1. 烃的定义由碳和氢两种元素组成的化合物叫碳氢化合物，简称烃。2. 石油中的烃类
6、物质石油中的烃类主要有四种，它们是烷烃、环烷烃、芳香烃和不饱和烃。原油中不含有不饱和烃，不饱和烃是在石油炼制过程中产生的，因此通常存在于石油产品中。（1）烷烃。烷烃是石油中的主要成分之一。石油中的烷烃有正构烷烃和异构烷烃。在常温常压下，C1C4(即分子中含有14个碳原子)的烷烃为气体，C5C16的正构烷烃为液体，是液体燃料的主要组分；C17以上的正构烷烃为固态，大都存在于柴油和润滑油馏分中，当温度降低时就从石油中析出而形成蜡。除甲烷和乙烷是无色无味的气体外，其他易挥发的低分子烷烃都具有汽油味。碳数多的高分子烷烃，无气味，挥发性很小。烷烃是非极性化合物，几乎不溶于水，但易溶于有机溶剂。烷烃在常温
7、常压下化学性质很稳定，很难被空气所氧化，与强酸，强碱，强氧化剂和强还原剂都不起作用或反应很慢。在高温下，烷烃能在空气或氧气中燃烧而生成CO2和水，并放出大量的热能。如果空气不足，则燃烧不完全，生成CO及黑色的游离碳。由于烷烃在常温常压下化学性质不活泼，因而安定性好，在储存过程中不易氧化变质。正构烷烃在汽油机中燃烧性能不好，但异构烷烃的燃烧性能却很好。在柴油机中正构和异构烷烃的燃烧性能都很好。烷烃含量的多少对油品性能有一定的关系。汽油中含正构烷烃较多时，汽油的抗爆性不强，燃烧时易产生爆震；柴油中含正构烷烃较多时，燃烧性能好，柴油机工作平稳；煤油中含烷烃较多时，由于烷烃中氢的相对含量最多，碳氢比最
8、小，所以燃烧比较完全，火焰稳定，但照明时亮度差；润滑油中含烷烃较多时，粘温性能好；正构烷烃含量多的油品，凝点偏高，低温流动性变差，但产品安定性能好。（2）环烷烃。环烷烃是环状的饱和烃，也是石油的主要成分之一，一般在石油中的含量仅次于烷烃而居第二位。由于环烷烃是饱和烃，与烷烃相类似，在常温常压下性能比较稳定，在储存过程中不易氧化变质。在汽油中，环烷烃的抗爆性能较正构烷烃好，而比异构烷烃差，且随侧链的增长，辛烷值降低。在柴油中，环烷烃燃烧性能不如正构烷烃，且随环数的增加，燃烧性能变差，随侧链的增长，燃烧性能变好。环烷烃对煤油的影响与烷烃类似。（3）芳香烃。芳香烃在石油中的含量一般很少，在常温常压下
9、为液态或固态，其主要代表物质是苯，芳香烃的蒸气对人体有毒害。芳香烃是一种比较稳定的化合物，一般情况下不易被氧化。在一定条件下，带侧链芳香烃上的侧链会被氧化成有机酸，带侧链的多环和稠环芳香烃很容易被氧化而生成胶状物质。在高温下，芳香烃能在空气中燃烧。对于汽油来说，芳香烃的辛烷值较高，是汽油的良好组分；但由于芳香烃吸水性强，燃烧时生成积炭的倾向性也较大，故其在汽油中的含量受到一定限制。对于煤油来说，芳香烃含量当越多，煤油燃烧不易完全，容易冒黑烟，但它的照明亮度大，所以是煤油的必要组分。对于柴油来说，芳香烃含量愈多，其自燃点越高，燃烧性能愈差，所以柴油中不应含有过多的芳香烃。对于润滑油来说，少环长链
10、的芳香烃不但粘温性能好，而且抗氧化能力强，故是润滑油的理想组分。（4）不饱和烃。在烃分子中碳原子之间以双键或三键相连的烃类为不饱和烃，其中碳原子之间以双键相连的烃是烯烃，碳原子之间以三键相连接的烃是炔烃。原油中不含不饱和烃，但原油第二次加工过程中会生成不饱和烃，因而石油产品（注：直馏产品除外）中含有不同数量的不饱和烃。 在常温常压下，小于C5的烯烃是气体，C5以上的烯烃是液体，碳原子数多的烯烃是固体。烯烃难溶于水，易溶于有机溶剂。与烷烃相类似，随着分子中碳原子数增多，烯烃的沸点和密度随之增大。 不饱和烃的双健和三健很不稳定，容易发生加成、氧化和聚合等多种化学反应，特别是具有两个双键的二烯烃更容
11、易发生上述反应，因此不饱和烃含量越多的油品，其安定性能愈差，在储存、运输和使用时容易发生氧化变质生成胶状物质现象。1.1.5.2 石油中非烃组成石油中除含有大量烃类化合物外，还含有少量的非烃化合物，主要是含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶质和沥青质等。1. 硫和硫化物硫是原油的重要组成元素之一，不同产地的原油中的硫的含量是不同的，从万分之几到百分之十几。硫在原油中很少以单质硫的形式存在，大多数是以有机硫化物的形式出现，根据它们对金属的腐蚀性不同，可以分为活性硫化物和非活性硫化物两种。活性硫化物在常温下易与金属作用，是具有强烈腐蚀性的酸性硫化物，主要是硫化氢和硫醇。硫化氢是无色的有毒气体，其
12、水溶液呈酸性，能强烈腐蚀金属。硫醇在石油中含量不多，但具有强烈的特殊臭味，当其浓度为2.210-12g/3时，人们就可以闻到，因而可以作为臭味剂，加在民用天然气中，当天然气泄漏时，人们会及时发现。硫醇不溶于水，呈弱酸性，能和铁直接作用，生成硫醇亚铁，从而腐蚀金属设备。硫醇受热能分解生成烯烃和硫化氢，硫化氢则更加剧了油品的腐蚀作用。硫化物能直接与金属作用而腐蚀设备，因此在炼制中要尽可能多地从油品中出去。非活性硫化物的化学性质稳定，不直接腐蚀金属，但燃烧后生成二氧化硫和三氧化硫，它们不仅能造成大气污染，还能形成酸雨，而且遇水后生成的亚硫酸和硫酸，可以间接腐蚀金属。硫化物是石油中的有害物质，它们给石
13、油加工和产品质量带来不少的危害。在石油加工中容易导致催化剂中毒；对加工设备和储油设备有一定的腐蚀性；含硫量高的原油，在加工过程中成本高，获利空间小；硫含量多的产品，燃烧后所产生的气体，对大气污染大，因此影响产品的质量等级。2.含氧化合物石油中的氧含量很少，一般小于1%。石油中的含氧化合物主要是石油酸，它易溶于油，不溶于水，对金属产生腐蚀作用，所以在石油加工中应尽可能多的除去。3.含氮化合物含氮化合物在石油的含量很少，但对石油加工和产品使用都有一定的影响。含氮化合物能使催化剂中毒。在油品储运中，由于光、温度和空气中氧的作用，含氮化合物很容易氧化生成胶质，导致油品颜色变深，气味变臭，影响油品的正常
14、使用。4.胶质和沥青质石油中的非烃化合物，有很大一部分是胶质和沥青质。胶质是一种很粘稠的液体或半固体状态的胶状物，其颜色为深黄色至棕色，胶质具有很强的着色能力，在无色汽油中加入0.005%的胶质，汽油就变成草黄色，因此，油品的颜色主要是由胶质引起的，通常油品的颜色深浅往往反映了胶质含量的多少。油品中的胶质在燃烧时易形成炭渣，受热、甚至常温下可被氧化生成沥青质。沥青质是一种深褐色、黑色的无定形固体，石油中的沥青质全部集中在渣油中。胶质、沥青质对油品性质影响很大。汽油中如含有胶质，容易堵塞进气管、生成积炭、改变发动机的压缩比；煤油中如含有胶质，在用于点灯照明时，容易堵塞灯芯，影响灯芯吸油量，并使灯
15、芯结焦；柴油中如含有胶质，使用中容易导致滤清器堵塞，喷油器喷孔被粘结或堵死，影响正常供油，且燃烧时因易生成积炭造成磨损增大；润滑油中如含有胶质，会使粘度指数降低，在氧化过程中生成油泥，造成机器零件磨损和细小输油管路堵塞。因此，石油中的胶质、沥青质在精制过程中必须除去。总之，石油中的非烃类化合物虽然含量不多，但对石油产品质量都会产生很大的影响。非烃类化合物含量越多，产品质量越差，因此，非烃类化合物是石油精制的主要对象。1.1.6石油产品的定义及分类1.1.6.1石油产品的定义原油经过加工并满足一定规格要求的石油叫做石油产品。人们通过石油地质勘探，寻找和发现原油；油田作业人员通过钻井、采油将原油从
16、地底（或海底）下开采出来；炼油作业人员按照产品标准，将原油通过脱盐、脱水、常减压蒸馏和裂化、重整等炼制工艺得到的馏分，经过脱蜡、加氢、脱硫醇、丙烷脱沥青等精制工艺得到半成品和成品，然后经过调配得到符合产品质量标准的石油产品。1.1.6.2石油产品的分类1985年，国际标准化组织 （代号ISO）发表了石油产品总分类标准，该分类标准的名称为石油产品及润滑剂的分类方法和类别的确定，标准的代号为ISO/DIS8681-1985。该标准将石油产品分为五大类，每类产品都有一个主要特征，用其英文名称的第一个字母表示该类产品所属的类别，具体分类见表1-1。表1-1 ISO/DIS8681-1985 类别类别的
17、含义F燃料S溶剂和化工原料L润滑剂、工业润滑油和有关产品W蜡及其制品B沥青我国参照采用ISO8681标准分类方法，在1987年发布了中国石油产品及润滑剂总分类的国家标准，定名为石油产品及润滑剂的总分类，标准代号为GB/T498-87。该标准将石油产品分成六类，与ISO/DIS8681-1985不同的是，中国石油产品分类中将“石油焦”单独作为一类，名为 “C”类，而国际标准化组织将“石油焦”列为燃料类中的一组产品，称为固体燃料，代号为“FC”，具体分类见表1-2。表1-2 GB/T498-87类别类别的含义F燃料S溶剂和化工原料L润滑剂和有关产品W蜡及其制品B沥青C石油焦1.1.6.3 F类产品
18、(燃料)的分组我国燃料类按其物理状态不同，分气体燃料（如氢气）、液化气体燃料（如液化石油气、压缩天然气）、馏分型燃料（如汽油、煤油、柴油）、残渣型燃料（如燃料油）等四组。国外燃料分五组，除以上四组之外，还有第五组：固体燃料（如石油焦）。1.1.6.4 L类产品(润滑剂)的分组我国参照采用ISO6743/0-81的制定了中国润滑剂和有关产品分类标准(GB/T7631.1-87)。该标准L类产品分为19组，其分组及代号均ISO标准一致，具体分组见表1-3。表1-3 我国润滑剂及有关产品的分类标准(GB7631-87)组别应用场合组别应用场合A全损耗系统P风动工具B脱模Q热传导C齿轮R保护和防腐D压
19、缩机(包括冷冻机和真空泵)T汽轮机E内燃机U热处理F主轴、轴承和离合X应用润滑脂的场合G导轨Y其他H液压系统Z蒸汽汽缸M金属加工S特殊润滑剂应用场合N电器绝缘1.1.7石油产品特性1.易流淌、易蒸发由于汽油、柴油等石油产品是液体，容易流动，在加油过程中易出现“溢、滴、漏”油现象，因此在加油前，要熟悉加油机操作规程，掌握加油动作要领，了解顾客盛油容器（油箱）的容积大小和是否渗漏等，在加油过程要精力集中，以免出现“溢油”、“滴油”和“漏油”现象。由于汽油、柴油是轻质石油产品，容易蒸发产生油蒸气，并且油蒸气比空气重，因此，在加油时如出现“溢油”、“滴油”和“漏油”现象，在加油现场易出现油气积聚，油气
20、刺鼻等情况。2.易燃烧、易爆炸 石油产品主要由碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）等元素组成，其中含有大量C和H是油品易燃烧和易爆炸的内在原因，空气和火源是油品燃烧和爆炸的外部条件。油品及其蒸气点火所需要的能量很小，如点爆汽油蒸气所需要的能量为0.10.2mJ（相当于1枚大头针从1m的高度自由落体所产生的能量），同时爆炸极限很窄，如车用汽油的爆炸极限为1.4%7.6%，柴油为0.6%6.5%，汽油、柴油的燃烧与爆炸所必备的条件比较容易达到。因此，在加油站预防油品燃烧、爆炸的主要措施有：尽量减少油气蒸发，杜绝一切火源。3、易产生静电积聚石油产品在流动、振荡、搅拌、过滤、喷射等过程中会
21、产生大量的静电，且纯净的石油产品自身的导电性能差，易形成静电积聚。因此，在加油过程中，不能直接向塑料容积加注油品，以免因静电积聚而产生电火花引燃（或引爆）油品。4.易热胀冷缩当温度升高时，油品体积增大，温度降低时，体积减小。因此，在加油过程中，一定要了解顾客盛油的容器的安全容量，不能加注得太满。对于用油桶灌装油品时，应保持5%7%的气体空间，防止因油品膨胀胀裂容器而引发事故。油桶灌装标准见表1-4。表1-4 油桶灌装标准 单位：升油品名称200升桶100升桶30升桶夏秋春冬夏秋春冬汽油1351406821轻柴油15516080245.具有一定的毒性油品及其蒸气具有一定的毒性，其毒性主要是通过皮
22、肤接触、呼吸道、消化道等途径进入人体的，其危害程度则由加油现场的油气浓度、作时间长短、作业人员是否采取防范措施等因素来决定。1.2 汽油汽油通常是由412个碳原子构成的烷烃、环烷烃、芳香烃、烯烃及多种添加剂等组成的混合物。汽油是应用于汽油发动机中燃料的统称，如果按应用场合分，又可分为航空汽油与车用汽油两种。加油站销售的汽油为车用汽油。本书所提到的汽油，也专指车用汽油。1.2.1 热力机械和汽车常识1.2.1.1 热力机械通常把能将燃料燃烧后产生的热能转化为机械能的机械称为热力机械。热力机械分为内燃机和外燃机。内燃机按燃料不同分为汽油机、柴油机、液化气机、天然气机、煤气机、氢气机等；按工作行程不
23、同分为四行程发动机和二行程发动机；按点火方式不同分为点燃式和压缩燃烧式；按曲轴转动速度不同分为高速发动机、中速发动机、低速发动机；按气缸排列方式不同分为直列式、卧式、W型、星行等。1.2.1.2 汽车常识 进站加油的车辆种类繁多，对于加油站员工来说，熟悉汽车及有关常识，有利于与顾客之间的沟通和交流，有效帮助顾客解答车辆使用过程中存在的疑难问题。1 与汽车有关名词术语（1）车速。通常是指车辆在单位时间内行驶的距离，以千米/小时(kg/h)表示。（2）耗油量。通常是指车辆在行驶100公里路程所需要燃料的升数。（3）发动机的转速。是曲轴每分钟转动的周数，以r/min表示。（4）零公里。由国外传入我国
24、，是汽车自生产线上组装后直到用户手中行驶里程极少，几乎为零。国际工业协会规定：新车下线以后，行驶记录不超过50英里的车才算新车。目前，各制造商均对新车采用集装箱形式的运输，以满足用户对车零公里的要求。（5）绿色汽车。是指污染少、噪音低、无公害汽车。如：电动汽车、太阳能汽车、天然气汽车、液化气汽车、氢气汽车均属绿色汽车。绿色汽车还派生了生态汽车、环保汽车、零污染汽车、清洁汽车等新名词。（6）迷你汽车。指车身短、外壳小、百公里耗油3.5升以下，不产生污染的微型轿车。如大发迷你型汽车、奔驰幻想型汽车，奥拓也属于此类。（7）概念汽车。汽车厂商为展示自己在汽车界的实力，在车展上推出的体现超前设计思想和水
25、平的样车。（8）多功能汽车。在汽车上设置有家庭设施、娱乐设施等，以供人们生活、休闲、娱乐用。（9）家庭轿车。是一个概念模糊的汽车名词，为大众家庭购买的价廉质优、安全省油、小排气量、少污染的轿车。历史上的德国大众甲壳虫轿车、美国福特T型车以及中国的吉利汽车等属于家庭轿车（10）智能汽车。利用最新科技成果，使汽车具有自动识别行驶道路、自动驾驶、自动调速等先进功能的模拟人脑汽车。还包含有无人驾驶汽车、智能轮胎、智能玻璃等新名词。（11）安全汽车：综合运用现代最新安全技术成果，以汽车专用电脑控制、指令、协调汽车各安全机构，保证最佳安全性能的汽车。安全汽车装有防抱死（ABS）、防滑系统（ARS）、乘员保
26、护系统（SRS）等安全装置。 2.汽车分类（1）轿车。一般为承载28人的小型载客车辆。按发动机排气量（1升、1.6升、1.8、2.0升、2.4、3.0、4.2升等）大小分为微型、普遍型、中级、中高级、高级轿车。（2）货车。用于运输货物或牵引前挂车。按承载性质不同分为载重汽车、载货汽车、卡车；按承载重量不同分为微型车、轻型车、中型车、重型车。（3）客车：9人以上、长方形车厢，用于承载人员和行李物品的车辆。按车厢长度（3.5米、7米、10米、12米）分微型、轻型、中型、重型、特大型客车。（4）越野汽车。：用于非公路上承载人员和货物或牵引设备，一般为全轴驱动。按驱动类型分：4X4、6X6、8X8。（
27、5）自卸汽车。：用于货箱能自动倾翻的载货车，。分向后倾卸、左右、后三方向倾卸的两种类型。（6）牵引汽车。专门用来牵引的车辆辆，分全挂牵引车、半挂牵引车。（7）专用汽车。承担专门任务或作业的装有专用设备具有特特殊功能的车辆。3.汽车总体结构汽车通常是由发动机、底盘、车身、电气设备四部分组成。（1）发动机。发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。大多数汽车都采用往复活塞式内燃机（由于现代科技的高速发展，汽车发动机除了有内燃机外，还有了燃料电池式发动机，蓄电池式电动机等，我们将在以后的新技术里面介绍），它一般是由机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、点火系（汽油发动机采用）、起
28、动系等部分组成。（2）底盘。底盘接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。底盘由以下几部分组成： 传动系 将发动机的动力传递给驱动车轮。它包括有离合器、变速器、传动轴、驱动桥等部件。 行驶系 将汽车各总成及部件连成一个整体并对全车起支承作用，以保证汽车正常行驶。行驶系包括车架、前轴、驱动桥的壳体、车轮（包括转向轮和驱动轮）、悬架等部件。 转向系 保证汽车能按照驾驶员选择的方向行驶，由转向盘的转向器及转向传动装置组成。 制动装置 使汽车减速或停车，并保证驾驶员离开后汽车能可靠地停驻。每辆汽车地制动装备都包括若干个相互独立地制动系统，每个制动系统都由供能装置、控制装置、
29、传动装置和制动器组成。（3）车身。车身是驾驶员工作地场所，也是装载乘客和货物地场所。车身应为驾驶员提供方便地操作条件，以及为乘客提供舒适安全地环境或保证货物完好无损。（4）电气设备。电气设备由电源组、发动机起动系和点火系、汽车照明和信号装置组成。此外，在现代汽车上愈来愈多地装用了各种电子设备如微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等，显著提高了汽车的性能。为满足不同的使用要求，汽车的的总体构造和布置型式都不尽相同。一般安装发动机和各个总成相对位置的不同，以及驱动方式的不同，现代汽车的布置型式通常有以下几种： 发动机前置后轮驱动（FR） 这是比较传统的布置型式，一般多用在货车上，轿车及客车上
30、就相对应用得少些。 发动机前置前轮驱动（FF） 这是目前轿车主流得布置方式，它具有结构紧凑、减少重量、降低地板高度、改善高速时的操纵稳定性等优点。 发动机后置后轮驱动（RR） 这是大多数客车所采用的布置方式，其具有降低室内噪音、利于车身内部布置等优点。 发动机中置后轮驱动（MR） 多运用于运动型跑车和方程式赛车上。由于这类型的汽车需要极大功率的发动机，因此其发动机的尺寸也比较大，将发动机安置在驾驶员座椅之后和后桥之前，有利于获得最佳轴荷分配和提高汽车的性能。著名的宝时捷跑车便是采用这种布置型式的。 全轮驱动（nWD） 通常是越野车所采用的方式，此种方式一般发动机前置，在变速器后装用分动器以便将
31、动力分别输送到全部车轮上。不过现在的一些豪华轿车也都采用了这种方式，如奥迪A8等。4. 影响汽车耗油量的因素影响汽车的油品消耗量的因素有很多。与汽车的自身有关，对于大排气量、无级变速、重型、超长等车辆，耗油量偏高。与汽车使用情况的有关，如汽车运行的公里数越长，油耗越大；车辆走走停停，耗油量大；设备老化、状况差的车辆，其油耗大。与环境有关，在极温天气，对于空调车，温差变化越大，使用时间越长，油品的消耗量越大；在路况较差道路上行驶，车辆耗油量大。1.2.2 汽油机工作原理及工作过程 如图1-1所示，汽油在汽油发动机外部的化油器中与空气形成可燃性混合气（化油器式汽油机）或由喷嘴将汽油喷入进气道与空气
32、形成可燃性混合气（电喷式汽油机），进入气缸后，由电火花点火燃烧产生的热能转化为机械能，所以又称为点燃式发动机。汽油机的工作过程，除摩托车是二行程（冲程）外，其他均为四行程的工作循环。四行程汽油机的工作过程为：（1）进气行程。当活塞从上止点向下止点运动时，进气阀打开，排气阀门关闭，缸内压力低于大气压力，可燃气体混合气在压力差的作用下，经进气阀被吸入气缸。图1-1 汽油发动机的构造（2）压缩行程。活塞由下止点 上行，进气阀门和排气阀门均关闭，混合气被压缩使气缸内气体的温度和压力升高，为混合气燃烧创造了良好的条件，但不能使混合气自行点燃。（3）作功行程 压缩行程接近结束时，火花塞发出电火花点燃燃烧室
33、中的可燃混合气，缸内压力、温度急剧上升，高温、高压气体推动活塞下行，并通过连杆使曲轴转动，对外作功。（4）排气行程。活塞由下止点上行，排气阀门打开，进气阀们关闭，废气迅速排除，直至活塞再由上止点向下止点运动。在四个行程中，压缩终了的压力对汽油机的经济性影响很大，压力的大小取决于汽油机的压缩比。在汽车发动机中，压缩比是一个非常重要的参数，它直接影响到发动机的动力性、经济性与排放。压缩比越大，压缩行程产生的压力越大，汽油机的功率和经济性越好。1.2.3汽油的质量要求发动机与燃料是密不可分的，而各种发动机的工作原理和工作条件各不相同，所以它们对使用燃料的质量要求也不尽相同。车用汽油是汽油发动机中使用
34、的专用燃料。汽油发动机是一种点燃式的发动机，它对所使用的燃料有以下六项要求。1.2.3.1汽油的蒸发性在汽油表面所发生的由液态变成气态的现象为蒸发。蒸发性是车用汽油最重要的特性之一，它与汽油的储存、运输和在发动机中的使用都有密切的关系。根据汽车发动机的工作原理可知，发动机的气缸所压缩和点燃的既不是汽油本身，也不单纯是汽油蒸气，而是油蒸气与空气的混合气体。被压缩的油气混合气经火花塞点燃后，膨胀做功。因此，就要求车用汽油要有较好的蒸发性。因为汽油的蒸发性越强，就越容易汽化，与空气混合就越均匀，这样就容易着火，燃烧速率快，燃烧较完全，使发动机易于启动，加速及时，减少磨损，降低油耗。反之，若汽油的蒸发
35、性不好，汽油的汽化就不完全，混和气中会悬浮不少油滴使发动机工作不稳定，燃烧不完全，增加燃料油消耗，油滴还会因活塞环密封不严而附在汽缸壁上，破坏润滑油膜，甚至流入曲轴箱稀释机油，增大磨损。因此不能使用蒸发性不好的汽油。但是，汽油的蒸发性也不是强越好，因为蒸发性过强的汽油在炎热的夏天以及大气压力较低的高原和高山地区使用时，容易使发动机燃油供给系统发生气阻，造成供油中断。在储存和运输过程中，蒸发性过强的汽油的蒸发损耗也大，并且增加了火灾危险性及对大气的污染，还会使汽油的质量变差。因此，在对车用汽油蒸发性的要求上，强调了良好，而不是极好。评价汽油蒸发性好坏的指标是馏程，饱和蒸汽压。1.馏程是指油品在规
36、定条件下，蒸馏所得到从初馏点到终馏点，表示其蒸发特性的温度范围。 10%蒸发温度，其温度的高低，表示汽油中轻质成分的多少。温度越低表示汽油中的轻质成分越多，蒸发性越强，温度高表示轻质成分少，蒸发性差。它决定了发动机启动的难易程度。 50%蒸发温度，它表示汽油的平均蒸发性。可以反映出汽油在使用中发动机加速是否及时和工作十分稳定。此温度低，发动机加速灵敏，运专柔和。温度高，发动机加速缓慢，甚至会突然熄火。90%蒸发温度和终馏点，这两个项目用来表示汽油中重质成分的多少。此温度高，发动机的耗油量和磨损程度就大。表1-5为汽油蒸发温度与发动机使用性能的关系。表1-5 汽油蒸发温度与发动机使用性能关系馏程
37、的各项指标指标意义发动机的性能10%蒸发温度汽油中轻质组分的大致含量低温启动性能50%蒸发温度汽油的平均蒸发性能暖车性、加速性90%蒸发温度汽油中重质组分的含量氧化生成胶质情况终馏点汽油中最重质组分的沸点冒黑烟情况等残留量表示油品中组分缩合和氧化生胶情况2.饱和蒸气压在规定条件下，油品在适当的试验装置中，气、液两相达到平衡时，液面蒸气所显示的最大压力称为饱和蒸汽压。饱和蒸汽压越大，蒸发性越强，使用这样的汽油，发动机易于冷启动，但产生气阻的的倾向也大，蒸发损耗也大。汽油的饱和蒸汽压过高，还可带来挥发性污染。1.2.3.2汽油的抗爆性抗爆性就是指汽油在汽油机中燃烧时不发生爆震现象的性能。正常的燃烧
38、是指在火花塞点火后，混合燃气的火焰前锋以火花塞为中心以2050m/s的速度向周围平稳推进，直至所有的可燃混合气在上止点附近完全燃烧，将热能最大化地转化为机械能，保证发动机稳定正常工作。燃烧不正常一般有两种情况。一种是产生爆震或敲缸。所谓爆震是当汽车在满载上坡时，发动机常常会出现强烈震动，并发出金属敲击声，同时发动机功率降低，排气冒黑烟，这种现象便是爆震，也叫敲缸或爆燃。点燃式发动机当油气混合气在发动机汽缸内正常燃烧时，火焰是在火花塞附近形成的，并以一定的速度在未燃混合气中平稳推进传播，因此汽缸内的压力和温度是均匀上升的，发动机工作正常。但是如果汽油的抗爆能力差，未燃混合气就会生成大量不稳定的过
39、氧化物，在正常火焰尚未传播到达之前发生剧烈分解，发生自燃，使油蒸汽由点燃变自燃，从而形成高压冲击波往复撞击汽缸壁和活塞，产生爆震现象，使发动机工作状况严重恶化，油耗上升，功率下降，并使汽油机产生震动，发出尖锐的金属敲击声，强烈的爆震不仅使发动机的动力和经济性能大大降低，而且给发动机机件带来严重损害（特别是连杆，活塞以及汽缸盖等），使发动机的寿命缩短。主要危害有：在压力波的冲击下，机件的磨损增加，甚至烧蚀气门、活塞，烧坏塞环，使轴承损坏；爆震燃烧时常引起发动机过热；爆震燃烧时排气中有冒黑烟现象。造成燃料消耗量增加；爆震燃烧时发动机的功率和经济性降低，耗油量增大，使发动机压缩比的提高受到限制。产生
40、爆震的原因主要是汽油的抗爆性与发动机的压缩比不相适应。减少爆震的方法：提高油品的抗爆性能，使用与汽车发动机压缩比相匹配的汽油。另一种是在火花塞未打火前，由于发动机过热或过热的积炭引起的混合气提前燃烧现象，即早燃。爆震和早燃均会使气缸内压力和温度突然增高，损坏活塞、活塞环、气缸垫、排气阀等，使功率下降。抗爆性是指汽油在燃烧时是否容易产生自燃，易产生自燃的汽油抗爆性能差，不易产生自燃的汽油抗爆性能强。通常用辛烷值和抗爆指数来评定汽油抗爆性能的好坏，用辛烷值大小来划分汽油的牌号。辛烷值是表示汽油抗爆性的指标。在数值上等于和它抗爆性相同的标准燃料中所含异辛烷的体积百分数。辛烷值是表示汽油抗爆性的指标，
41、辛烷值越高，抗爆性越好。辛烷值提高1个单位，可减少油耗0.7%3.1%。 辛烷值有两种表示方法，马达法辛烷值和研究法辛烷值。研究法辛烷值（RON）：发动机在低速条件下测定的（600r/min）表示汽油在发动机常有加速条件下低速运转时的抗爆性，该方法更能代表城市的情况，行车较慢，而且常常要加速。更接近城市道路真实的行驶状态。美国、日本和西欧国家常用研究法。我国80年代后期也开始采用研究法。 马达法辛烷值（MON）：发动机在高速条件下测定的（900r/min）表示汽油在发动机重负荷条件下高速运转时的抗爆性能。该方法更适合于代表车辆高速长途行使时汽油的抗爆性。因为测定条件较研究法苛刻，因此马达法辛烷
42、值比研究法辛烷值低。东欧国家大多使用马达法。我国80年代以前也使用马达法。如原来的85号、70号汽油等都马达法测定的。抗爆指数：是同一种汽油研究法辛烷值与马达法辛烷值的平均数，即ONI=（MON+RON）/2。抗爆指数更能综合表示汽油的抗爆性。也更能反映出车辆行驶的实际情况，因为车辆在道路上行驶使，不可能总是快速，也不可能总是慢速。表1-6 汽油牌号与辛烷值之间的对应关系汽油牌号90号93号95号97号辛烷值90939395959797 表1-7 93号汽油与97号汽油的性能牌号辛烷值抗爆性使用性能93不低于9397号比93号好97号汽油使用时，不易自燃、噪音小，动力性能高97不低于971.2
43、.3.3汽油的抗氧化安定性汽油抗氧化安定性是指汽油在储存、销售和使用过程中，抵抗被氧化的能力或生成胶质的倾向性。通俗说是指汽油在储存、销售和使用过程中，质量是否容易发生变化，如果不易变化，说明汽油安定性好，储存期长。胶质含量多易堵塞油路，粘结气门，增加沉积，降低功率，增大油耗，严重的卡住气门，使发动机停止工作。怎样才能防止和减缓油品的氧化？（1）减少与空气的接触。油品氧化反应的过程中要吸收氧气，如果能减少油品与空气的接触，如减少储罐空间，就能减少氧化。（2）减少阳光直射，防止油品直接与有强催化性能的金属接触。油品的氧化能被阳光所引发，还能被金属所催化。油罐外层喷涂成银白色，就是为了防止阳光直射
44、；应防止油品直接与其有强催化性能的铜、铅等接触，减缓氧化进程；尽可能缩短油品在金属容器中的储存时间。（3）降低油品保管温度。氧化反应象所有化学反应一样，随着温度的提高，反应速度大大加快。所以应尽可能地降低油品的保管和使用温度，以大大减缓氧化反应的速度。评价汽油抗氧化安定性的指标有实际胶质、诱导期。实际胶质是汽油氧化安定性的重要指标，用以评定汽油在发动机中生成胶质的倾向。并能判断汽油能否使用和能否继续储存。胶质有很强的着色力，油品颜色主要来自胶质，胶质多的油品颜色较深，胶质在高温下易转化为积碳。表1-8为实际胶质含量与汽车发动机无故障行驶里程的关系。表1-8 实际胶质含量与汽车发动机无故障行驶里
45、程的关系实际胶质/(mg/100mL)10111516202125汽车无故障行驶里程/km不限25000160008000诱导期表示汽油储存期间产生氧化和形成胶质的倾向，诱导期越长，表示汽油在储存、运输、销售和使用过程中抵抗被氧化的能力越强，汽油的安定性也越好，储存期长。如诱导期为486min的汽油比诱导期为400min的汽油保质期长。1.2.3.4 汽油的抗腐蚀性汽油的抗腐蚀性是指汽油直接或间接对金属材料、涂料、橡胶的腐蚀、烧蚀或溶涨等破坏性。对于汽油来说，其腐蚀性能越小越好。汽油在储存运输过程中，要与容器、输油材料或管道直接接触，而这些器材装备大部分均由金属构成，因此汽油的腐蚀性主要指汽油
46、对金属材料的腐蚀能力。质量良好的汽油要求对金属及其他材料无腐蚀性，这是因为汽油对金属，涂料或橡胶的腐蚀或侵蚀会给汽油的储存和使用带来一系列的危害。首先，汽油的容器和发动机的燃料系统绝大部分都由金属（钢铁、铝、铜、铅等及其合金）制成。在长期储存和使用过程中，汽油具有腐蚀性，将使金属遭到破坏，装备器材使用寿命缩短，影响供应，经济上也造成损失。其次，汽油具有腐蚀性会给发动机的使用带来直接的危害。例如，燃料系统中的金属腐蚀产物多是不溶于燃料的固体杂质。它们会污染燃料，影响过滤和喷油，燃料对橡胶的侵蚀会破坏密封，造成漏油。此外，燃料对金属的腐蚀产物还会降低燃料的安定性，促进胶质和沉淀物的生成，降低油料的
47、质量。固体腐蚀产物流入精密配合的摩擦部位，还会造成机械的磨损，影响使用。实践证明，燃烧产物中的氧化硫不仅腐蚀发动机的燃烧室和排气系统，而且会使燃烧室中的积碳或胶质沉淀变硬，增加活塞环和汽缸的磨损，同时引起润滑油的污染。在储存、运输和使用中主要接触的是钢油罐、油桶、油管、阀们和油泵。此外也和铜（滤网）、橡胶等接触。在汽车发动机中，汽油经油箱、导管、滤清器、油泵而进入汽化器，然后通过喉管及进气支管而进入汽缸。 评价腐蚀性的指标：硫含量、硫醇硫含量、铜片腐蚀、水溶性酸或碱。1.硫含量汽油中硫含量指元素硫、活性或非活性硫化物的总量，包括硫元素、硫化氢、硫醚、硫醇、噻酚等。硫含量既是无腐蚀性能的指标，同时也是评定油品环保要求的指标。硫的危害在于它无论呈气态还是液态都会给许多金属带来严重危害。所有含硫物质在燃烧后均生成SO2和SO3，在发动机启动时或熄火后，由于燃烧室温度低，SO2和SO3与水生成硫酸或亚硫酸对气
