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1、第二章 车用汽油,当前，汽油仍是汽车的主要燃料，在我国民用汽车保有量中，汽油车约占75。汽油质量升级一般要经过三个阶段，一是辛烷值升级，二是无铅化，三是组分优化。按照机动车排放污染防治技术政策提出的汽车排放污染物控制水平，我国车用汽油的质量将不断提高。,第一节 汽油的使用性能,一、蒸发性 汽油由液态转化为气态的性质，叫做汽油的蒸发性。汽油蒸发性不好，则混合气形成不良，低温时发动机起动困难，燃烧不完全，使发动机预热时间加长，使油耗增加，碳氢化合物（HC）排放浓度增加，未蒸发的汽油冲刷发动机气缸油膜，流入曲轴箱后稀释发动机油，加剧发动机油变质，影响正常润滑。因此要求汽油应具有良好的蒸发性。但是，汽
2、油的蒸发性过好也会发生许多问题：,一是使汽油机供给系易产生气阻，即汽油蒸气滞留于汽油机供给系中，阻碍汽油流动的现象，气阻会导致发动机不能正常工作或停机后不能起动；二是使汽油在保管和使用中的蒸发损失增加，增加汽油蒸气的排放浓度；三是使电子控制汽油喷射发动机中的炭罐容易过载，且由于油路中气泡增多，影响喷油器流量的稳定，直接影响发动机的闭环控制，进而影响发动机排放污染物的治理。汽油蒸发性的评定指标是馏程和饱和蒸气压。,二、抗爆性 抗爆性是指汽油在汽油机内燃烧时不产生爆燃的性能。汽油机在燃烧过程中，由于末端混合气完成焰前反应，在火焰前锋面到达之前，引起自燃，并以极高速传播火焰，产生带爆炸性质的冲击压力
3、波，发出尖锐的金属敲击声，这种现象叫做爆燃。爆燃的危害是：使发动机功率下降；使油耗增加；使活塞、气缸垫、气门、火花塞、轴瓦等零件损坏，还会造成气缸的异常磨损。,要求汽油具有良好的抗爆性。为提高汽油的抗爆性，一是采用先进的炼制工艺，生产抗爆性好的基础油，二是添加抗爆剂。无铅汽油不以四乙基铅为抗爆剂，而是添加抗爆性好的含氧化合物甲基叔丁醚（MTBE）等，铅含量不可察觉或严格限制（我国无铅汽油目前铅含量不大于0.005gL）。汽油抗爆性的评定指标是辛烷值和抗爆指数。,三、氧化安定性 汽油的氧化安定性是指热稳定性，即防止生成高温沉积物的能力。从化油器(或喷油器)、进气门到燃烧室，汽油所处的温度越来越高
4、，汽油烃类的氧化深度也随温度升高而增加，生成燃烧室沉积物和进气门沉积物等，使化油器变脏，使电喷发动机喷油器结胶堵塞，使进气门粘着关闭不严等，因此使化油器或电喷系统不能正常工作，排气污染物浓度增加。影响汽油氧化安定性的因素就汽油本身而言，主要是汽油的烃组成和性质，沉积物一般随烯烃含量、芳烃含量、胶质和90蒸发温度的升高而增加。汽油氧化安定性的评定指标一般是实际胶质和诱导期。,四、腐蚀性 汽油在运输、贮存和使用过程中，不可避免地要与各种金属接触。如果汽油具有腐蚀作用，就会腐蚀运输设备、贮油容器和发动机零部件，因此要求汽油无腐蚀性。如果汽油中有元素硫、活性或非活性硫化物、水溶性酸或碱等存在时，就具有
5、腐蚀性。,五、无害性 汽油的成分一方面直接影响汽车的排放污染，同时还关系到汽车排放污染控制装置的作用。所以，在生产无铅汽油的过程中，对无铅汽油的其他有害物的含量也应当控制。,六、机械杂质和水分汽油中不应含有机械杂质和水分。机械杂质会使化油器的量孔、喷嘴和汽油喷射系统的喷油器堵塞，机械杂质进入燃烧室会使燃烧室沉积物增加，加速气缸、活塞环的磨损。水分混入汽油中，会加速汽油的氧化，能与汽油中的低分子有机酸生成酸性水溶液，腐蚀零件，水分本对金属零件就有锈蚀作用。汽油中含有水分，低温时易结冰成为冰粒而堵塞油路,第二节 汽油蒸发性的评定指标,一、馏程 用石油产品馏程测定仪对100mL油品蒸馏时，从初馏点到
6、终馏点的温度范围和残留量，叫做该油品的馏程。对汽油、轻柴油，是以一定馏出量（百分比）的蒸发温度等表示馏程的。汽油用l0蒸发温度、50蒸发温度、90蒸发温度、终馏点和残留量来表示。,1典型馏分的蒸发温度和残留量 对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，得到第一滴汽油时的温度，叫做初馏点；接着馏出10mL、50mL、90mL的温度分别称为10蒸发温度、50蒸发温度、90蒸发温度；蒸馏结束时的温度称为终馏点。,2典型馏分蒸发温度对发动机工作的影响（1）10蒸发温度的影响 汽油的10蒸发温度表示汽油中轻质馏分含量的多少，它对发动机的低温起动性和供油系统产生气阻的可能性影响很大。汽油的10蒸发温度越低，含轻
7、质馏分越多，发动机在低温条件下容易起动（见图2.1）。,图2.1汽油的10蒸发温度对汽油机的起动性和高温气阻性的影响,（2）50蒸发温度的影响 汽油的50蒸发温度表示汽油中中间溜分（位于轻质和重质之间的汽油馏分）的多少，它表示汽油的平均蒸发性，影响汽油机的预热时间、加速性和运转稳定性。发动机起动后要进行预热，温度上升到50左右时汽车才宜起步。如果汽油的50蒸发温度低，易蒸发成气体燃烧，发出的热量多，因此能使发动机的预热时间缩短。若汽油的50蒸发温度低，则发动机加速灵敏，运行稳定。反之，若该温度高，当发动机加速需突然开大节气门时，供油量急剧增加，大部分汽油来不及气化，因而燃烧不完全，加速性不好，
8、运转不稳定（图2.2）。,（3）90蒸发温度和终溜点的影响汽油的90蒸发温度和终馏点表示汽油中重质馏分含量的多如果汽油的90蒸发温度过高，汽油燃烧不完全，没有完全燃烧的汽油会冲刷掉气缸壁上发动机油油膜，并使油底壳内发动机油被稀释（图2.3）。因此，汽油消耗量增加，发动机主要零件磨损增加（图2.4）。,图2.3 汽油的90蒸发温度对发动油稀释程度的影响 图2.4汽油终馏点对汽油消耗量和发机动机总磨损量的影响,（4）残留量的影响 汽油的残留量表示汽油中最不易蒸发的重质成分。汽油残留量过多，使发动机燃烧室积炭增加，使进气门、化油器量孔和喷嘴、汽油喷射系统的喷油器结胶严重，从而影响发动机的正常工作。,
9、二、蒸气压1蒸气压的概念及其对使用的影响 在规定的条件下，油品在要求的试验仪器中气液两相达到平衡时，液面蒸气所产生的最大压力，叫做饱和蒸气压。汽油饱和蒸气压对发动机的低温起动性、汽油供给系产生气阻的倾向、贮存中的蒸发损耗，汽油蒸气的排放等有直接关系。汽油的饱和蒸气压越大，其蒸发性能越好，使发动机低温起动容易，但在高温条件下使用时汽油供给系易产生气阻，贮存使用中蒸发损失大，碳氢化合物（HC）排放浓度大。,第三节 汽油抗爆性的评定指标,一、辛烷值1辛烷值的概念 辛烷值是表示点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数。在规定条件下的标准发动机试验中，通过和标准燃料进行比较来测定，采用和被测定燃料具有相同抗爆
10、性的标准燃料中异辛烷的体积百分数表示。,2辛烷值的分类 按照试验条件，辛烷值分为马达法辛烷值和研究法辛烷值两种。马达法辛烷值是在苛刻试验条件下所测得的辛烷值。马达法辛烷值缩写为MON。研究法辛烷值是在缓和条件下所测得的辛烷值。研究法辛烷值缩写为RON。,二、抗爆指数 抗爆指数是汽油研究法辛烷值与马达法辛烷值之和的12。抗爆指数抗爆指数能全面反映在车辆运行中汽油的抗爆性。,作业,请论述汽油的各项使用性能及其对汽油机的影响。总结请学生叙述汽油的使用性能指标的定义及其对汽油机工作的影响。本次课重点讲述了汽油机的各项使用性能指标的定义、各项性能指标对汽油机工作的影响和性能指标的评定指标。,第四节 汽油
11、氧化安定性的评价指标,一、实际胶质1实际胶质的概念及其对使用的影响 实际胶质是在规定的条件下，对汽油进行快速蒸发后所测得的汽油蒸发残渣中的正庚烷不溶物，以mg/100mL表示。实际胶质能促进发动机沉积物的生成。二、诱导期1诱导期的概念及其对使用的影响 诱导期是在规定的加速氧化条件下，油品处于稳定状态所经历的时间周期，以min表示。,第五节 汽油腐蚀性的评定指标,一、硫含量1硫含量的概念及其对使用的影响 硫含量是指存在于油品中的硫及其衍生物（硫化氢、硫醇、二硫化物）的含量，以质量百分比表示。汽油中含有的硫及其衍生物，遇到水或水气时，会生成亚硫酸或硫酸等，对发动机零件有强烈的腐蚀磨损作用。,二、硫
12、醇1博士试验在升华硫存在下，用亚铅酸钠与轻质石油产品作用，以检查油中的硫化氢或硫醇的试验，叫做博士试验三、铜片腐蚀试验 铜片腐蚀试验是在规定的条件下，测试油品对铜的腐蚀趋向的试验。它是检查汽油中是否含有游离硫和活性硫化物的。四、水溶性酸或碱水溶性酸或碱是存在于油品中可溶于水的酸性或碱性物质。主要是油品中存在的无机酸、低分子有机酸和能溶于水的矿物碱，例如硫酸、盐酸和氢氧化钠等。,第六节 车用汽油有害物质控制标准,一、车用汽油有害物质及其影响1苯含量 苯是原油中的天然组分并且是催化重整的产品。它是已知的人类致癌物质。控制汽油中的苯是控制排气中苯的最直接的途径。2烯烃含量 烯烃是不饱和碳氢化合物，受
13、热后会形成胶质沉积在进气系和供油系中，使精密零件堵塞，使排放恶化，功率下降，油耗增加。烯烃蒸发后会促使近地大气中形成臭氧，危害健康。烯烃燃烧后还会形成有毒的二烯烃类物质。,3芳烃含量 汽油中芳烃含量增加时，氮氧化物（NOx）排放量增加，排气中的芳烃（包括多环芳烃）、酚类和芳醛呈直线增加。4锰含量 锰也会使三效催化转化器和氧传感器中毒，其燃烧产物会沉积在火花塞等发动机零件上，影响正常点火，导致汽车排放污染物增加，发动机性能下降，零件磨损加剧。,5铁、铜含量 铁、铜所起的副作用与铅、硫类似，同样会造成三效催化转化器中毒，促进发动机积碳的生成，使颗粒排放物增加。6铅含量汽油中含铅，燃烧后生成的铅化物
14、具有强烈的毒性。另外，控制无铅汽油中的铅含量是采用三效催化器和氧传感器等汽车排放污染物净化装置的基本保证。7磷含量 汽油中的磷，也会造成三效催化转化器中毒，促进发动机积碳的生成，使颗粒排放物增加。8硫含量 硫除腐蚀金属零件外，硫还会增加点火迟滞，提高点火温度，降低发动机功率，使三效催化转化器失效。硫还会使有害排放物增加。,二、车用汽油有害物质控制标准1999年6月1日，国家环境保护总局发布了GWKB l一1999车用汽油有害物质控制标准。总结请学生简要论述汽油氧化安定性的评价指标以及腐蚀性的评价指标。本次课主要论述了汽油氧化安定性的评价指标，汽油腐蚀性的评定指标，以及车用有害物质的种类、影响和
15、控制标准。,第七节 车用汽油规范或标准,一、世界燃料规范无铅汽油 世界燃料规范于1998年首次制定，是由世界燃油规范委员会组织世界范围的有关专家，在欧、美、日实施的汽车/燃料研究计划的基础上，听取了世界范围内汽车厂商的建议，经过长期调研和反复讨论后提出来的。其主要目的是进一步促进人们理解汽车技术进步对燃油质量要求，充分反映了汽车排放污染物减少取决于汽车技术的进步和燃油质量的提高这两个条件。,该规范把车用汽油和轻柴油分为3类，第1类主要考虑汽车发动机基本性能，适用于对汽车排放没有或无严格要求的国家和地区；第2类适用于有严格排放要求的国家和地区，例如实施欧洲I号或号等水平的法规；第3类适用于对汽车
16、排放要求更严格的国家和地区，例如实施欧洲号或IV号等水平的法规。世界燃料规范无铅汽油部分见书4547。,二、CEC基准优质无铅汽油标准 GB 147611999汽车排放污染物限值及测试方法“附录H基准燃料的技术要求”规定，用于试验装点燃式发动机车辆的基准燃料（优质无铅汽油）的技术要求，等同采用CEC（欧洲润滑油和发动机燃料试验性能研究协调理事会）基准燃料RF08A85标准。,三、我国车用无铅汽油标准 国家质量技术监督局于1999年12月28日发布了GB 179301999车用无铅汽油，这是我国车用无铅汽油第一个强制性国家标准。自2000年1月1日起SH 00411993无铅车用汽油、SH 01
17、121992汽油废止。自2000年1月1日起，全国所有汽油生产企业一律停止执行GB4841993车用汽油，自2000年7月1日起GB 4841993车用汽油废止。车用无铅汽油技术要求见书4950。我国车用无铅汽油按研究法辛烷值（RON）划分为90号、93号和95号三种牌号。,第八节 车用汽油的选用,一、汽油的选择 车用汽油的选择原则应遵循以下原则：（1）根据发动机压缩比进行抗爆性的选择，压缩比越大，汽油的牌号越高。（2）装有三效催化转化器和氧传感器的汽车尽量选择含铅量低的汽油。（3）推广使用加入有效的汽油清净剂的无铅汽油。（4）注意无铅汽油低硫含量、低烯烃含量的发展趋势。（5）注意汽油质量是影
18、响汽车技术状况和汽车排放的重要因素。（6）区分季节选择汽油的蒸发性，冬季应选择蒸气压较大的汽油，夏季应选择蒸气压较小的汽油。,二、燃料管理和安全使用1.燃料质量变化及其影响因素 燃料质量的变化表现为蒸发、氧化和脏污。影响蒸发损失的因素首先与汽油的物理安定性有关。汽油的物理安定性是指汽油在贮存、运输和加注时，保持汽油不被蒸发损失的性能。它主要由汽油中所含的低沸点馏分所决定的。氧化安定性不好的汽油，在贮存、运输过程中容易氧化，使汽油实际胶质增加，诱导期缩短。影响汽油氧化安定性的因素主要是化学组成、温度、充满程度、容器密封性、金属和水分等。燃油脏污是指混入机械杂质或其催油品。,第九节 汽车燃油节能添
19、加剂,一、工作原理 车用汽油、轻柴油均由基础油和添加剂调配而成。汽车燃油节能添加剂的工作原理是在不影响参比燃油使用性能的基础上，以特殊的组成对添加剂作用的完善和优化，节能原理体现在对下述作用的加强。1添加剂的助燃作用 能提高可燃混合气在气缸内燃烧的火焰传播速度，缩短燃烧持续期，从而提高循环效率，降低发动机的燃油消耗。,2添加剂的降低表面张力作用 使燃油更易雾化形成均匀的混合气，提高混合气的质量，燃烧比较完全。3添加剂的抗磨作用 添加剂含有抗磨刘，可以减少燃烧室中摩擦副的磨损，降低摩擦损失。4添加剂的清净分散作用 汽车发动机化油器的量孔或喷嘴处形成的沉积物会增加燃油的消耗，使功率下降。尤其是采用喷射系统的轿车，在喷油器和进气门部位易生成积炭，影响汽油的供给。添加清净剂，能清洁供油系，保持供油系良好的供油状态。,二、使用技术条件1良好的抗金属腐蚀性和与燃油的相容性2毒性要小3汽车燃油节能添加剂的使用技术指标必须符合要求,总结,请学生综述车用汽油的规范和选用。总结车用汽油世界和我国的规范；重点阐述车用汽油的选用；说明汽车燃油节能添加剂的工作原理和使用技术条件。,
