模塊一課題一汽油課件

汽車應用材料引入

汽車運行材料包含哪些材料?模塊一汽車用燃料汽車用燃料

燃料通常指能夠將自身貯存的化學能通過化學反應(燃燒)轉變?yōu)闊崮艿奈镔|，汽車燃料主要有汽油和柴油。此外，還有一些正在開發(fā)中的代用燃料。

課題一汽油課題二柴油課題三代用燃料本次學習內容要點：1.汽油的抗爆性概念、危害2.提高汽油辛烷值的基本方法3.蒸發(fā)性及其評定指標4.汽油安定性、防腐性和清潔性5.汽油牌號的劃分6.EVAP汽油蒸汽排放控制系統(tǒng)7.車用汽油牌號的選用課題一汽油

汽油是從石油中提煉得到的密度小、易于揮發(fā)的液體燃料。其主要成分是烷烴CnH2n+2。自燃點為415～530℃。烷烴按碳原子數(shù)命名，前10位烷烴的排列為甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。按其結構又分為正構烷烴和異構烷烴。汽油中，正構烷烴體積含量約占29％，異構烷烴體積含量約占21％。蒸發(fā)性好，發(fā)動機在低溫、冷車下起動性能好，燃燒迅速、加速能力強、功率大；蒸發(fā)性差，霧化不良，將有部分汽油以液態(tài)進入氣缸，使可燃混合氣品質變壞，不易著火，發(fā)動機起動困難，功率下降，油耗增加，有害氣體排放增大，汽缸磨損加劇。然而，蒸發(fā)性過強，會使燃油系統(tǒng)產生“氣阻”，即在油管中形成氣泡，使供油中斷，并且造成汽油在保管和使用中的蒸發(fā)損失加大。(1)蒸發(fā)性對發(fā)動機工作的影響：(2)汽油蒸發(fā)性的評價指標

汽油蒸發(fā)性的評價指標通常用餾程和飽和蒸氣壓兩個指標來衡量汽油的蒸發(fā)性。1)餾程：是指定量油品在規(guī)定條件下蒸餾時，從初餾點到終餾點的溫度范圍。汽油餾程以初餾點、10％餾出溫度、50％餾出溫度、90％餾出溫度、終餾點和殘留量來表示。它們對發(fā)動機工作有很大的影響。測定餾程通常執(zhí)行GB／T6536—1997《石油產品蒸餾測定法》和GB／T255～1977《石油產品蒸餾測定法》國家標準。分別用于不同規(guī)格的汽油。

初餾點指對100mL汽油在規(guī)定條件下蒸餾時，從冷凝管流出第一滴油時的溫度。

10％餾出溫度指對100mL汽油在規(guī)定條件下蒸餾時，得到10mL汽油餾分的溫度。這個餾出溫度表示汽油中含輕質餾分的多少。10％餾出溫度越低，說明汽油中輕質成分越多，揮發(fā)性越好，發(fā)動機易在低溫下起動，起動時間短，耗油少。國家有關標準規(guī)定各牌號汽油的10%蒸發(fā)溫度不高于70℃。但10%餾出溫度過低，在夏季易產生“氣阻”，使汽油機功率下降，甚至供油中斷。50％餾出溫度指對100mL汽油在規(guī)定條件下蒸餾時，得到50mL汽油餾分的溫度。它表示了汽油的平均蒸發(fā)性。該溫度低，汽油容易蒸發(fā)成氣體，發(fā)動機冷起動性、加速性和運行穩(wěn)定性好。反之，發(fā)動機冷起動性、加速性會變差，加速時，供油量突然劇增，使汽油來不及蒸發(fā)、燃燒不完全。所以，國家標準規(guī)定50％餾出溫度不高出120～145℃。

汽油50％餾出溫度與發(fā)動機預熱的關系50％餾出溫度/℃104127148起動后到正常溫度的預熱時間101528以上90%餾出溫度表示汽油含重質成分的多少。其溫度越高，汽油的揮發(fā)性就越差，在燃燒過程中易產生燃燒不完全、冒黑煙，耗油量多，對氣缸的磨損加劇。因此，國家標準規(guī)定各牌號汽油的90％餾出溫度不能高于190℃。終餾點與汽缸磨損、耗油量的關系

終餾點溫度/℃175200225250氣缸磨損（%）97100200500耗油量/L98100107140終餾點指對100mL汽油在規(guī)定條件下蒸餾時，蒸餾結束時的溫度，也叫干點。它的影響與90％餾出溫度一樣，國家標準規(guī)定各牌號汽油的終餾點不能高于205℃。殘留量是對100mL汽油在規(guī)定條件下蒸餾結束后，殘留物質的體積百分數(shù)。殘留量是指汽油中最不易蒸發(fā)的重質成分和貯存過程中生成的氧化膠狀物的含量。殘留量過多，會影響汽油機的正常工作。因此，對殘留物要嚴格限制。國家標準規(guī)定，車用汽油的殘留量Φ應不大于1.5%～2%。

2．抗爆性汽油的抗爆性指汽油在汽油機中燃燒時抵抗爆燃的能力。(1)爆燃它是汽油機的一種不正常燃燒。它是在特定的情況下，當混合氣已燃燒了2／3～3／4時，由于受到氣缸溫度、壓力上升的影響，未燃部分的混合氣中產生大量不穩(wěn)定的過氧化物，在正?；鹧媲颁h未到達前，由于劇烈氧化而自燃，產生許多火焰中心，火焰?zhèn)鞑O快，形成壓力脈沖，使氣缸內產生清脆的金屬敲擊聲，并引起發(fā)動機振動。爆燃會使機件過快磨損，熱負荷增加，噪聲增大，功率下降，油耗上升。俗稱“敲缸”。

爆燃的危害：爆震時氣缸發(fā)生過熱現(xiàn)象，發(fā)動機功率降低，汽油的單位消耗量增加，氣缸壁與活塞的磨損急劇增大。嚴重的爆震會引起活塞、活塞環(huán)和氣門等機件被燒毀，軸承震裂以及火花塞絕緣體損壞等故障。造成爆震的主要原因是汽油的抗爆性與汽油機的壓縮比不相適應。(2)汽油的抗爆性的評定指標：通常采用辛烷值作為汽油抗爆性的評定指標。正構烷烴的抗爆性差，異構烷烴的抗爆性好。利用異構烷烴中抗爆性最好的異辛烷烴作為測定的汽油的抗爆性基準。取異辛烷烴的辛烷值為100單位，正庚烷烴的辛烷值為0，將異辛烷烴與正庚烷烴按不同比例摻合，就可得到辛烷值從0～100的標準燃料。從使用角度來講，研究法辛烷值(RON)表示汽油機在中負荷、低轉速運轉條件下汽油的抗爆性。它以較低的混合氣溫度(一般不加熱)和較低的發(fā)動機轉速(一般在600r／min)的中等苛刻條件為其特征的實驗室標準發(fā)動機測得的辛烷值，它模擬轎車在城市道路條件下行駛的工況；馬達法辛烷值(MON)則表示汽油機在重負荷、高速運轉條件下汽油的抗爆性。它以較高的混合氣溫度(一般加熱至149℃)和較高的發(fā)動機轉速(一般達900r／min)的苛刻條件為其特征的實驗室標準發(fā)動機測得的辛烷值，它模擬了載貨汽車在公路條件下行駛的工況。同一種汽油用研究法測定的辛烷值比馬達法測定的辛烷值要高6～10個單位。這一差值稱為汽油的靈敏度，可用來反映汽油抗爆性隨運轉工況激烈程度的增加而降低的情況，汽油靈敏度越小越好。

(3)改善抗爆性的方法1)采用新的煉制工藝，多生產出含有高辛烷值的汽油；工藝方法獲得汽油的辛烷值常壓蒸餾法40~50熱裂化和焦化法50~65催化裂化、催化重整和加氫裂化70~853)在汽油中調入辛烷值高的改善組分。20世紀70年代起，國外出現(xiàn)了新的高辛烷值汽油調合組分如甲基叔丁醚(MTBE)等含氧化合物。MTBE的研究法辛烷值為117，不僅抗爆性好，因含氧燃燒性能好，可代替四乙基鉛及減少芳香烴調入量，使車用汽油在有較高辛烷值的同時，排放更加干凈。

3．安定性汽油的安定性指汽油在貯存、運輸、加注和其他作業(yè)時抵抗氧化生膠的能力。安定性不好的汽油，容易發(fā)生氧化反應，生成膠狀物質和酸性物質。使辛烷值降低，酸值增加，顏色變深，產生粘稠沉淀。使用這種汽油，易使油箱、輸油管和過濾器中產生膠狀物，造成供油不暢，并堵塞電噴式發(fā)動機的噴嘴，氣門粘結關閉不嚴，積炭增加，氣缸散熱不良，火花塞積炭導致點火不良等。評定汽油安定性主要指標有實際膠質和誘導期。(1)實際膠質是指在規(guī)定條件下測得的發(fā)動機燃料的蒸發(fā)物，以mg／100mL表示。實際膠質是判斷汽油在使用過程中生成膠的傾向，從而決定汽油能否使用和能否繼續(xù)貯存。對于汽油的實際膠質，規(guī)定出廠時不大于5mg／100mL；出廠后4個月檢查封樣時不大于10mg／100mL；油庫交付給使用單位時，允許不大于25mg／100mL。

4．防腐性汽油的防腐性是指汽油阻止與其相接觸的金屬被腐蝕的能力。汽油機的燃料供給系統(tǒng)是由許多金屬零件組成的，如果汽油中含有元素硫、活性硫化物、水溶性酸及堿等，會對金屬產生腐蝕作用。汽油中的各種烴都沒有腐蝕性，但若汽油中含有硫及硫化物、有機酸及水溶性酸水溶性堿及水分等，汽油就帶有了腐蝕性。汽油的防腐性用硫含量、博士試驗、銅片腐蝕試驗、酸度、水溶性酸和水溶性堿等指標來衡量。5．清潔性汽油的清潔性是指汽油是否含有機械雜質和水分。機械雜質和水分會造成油路堵塞，磨損加劇等嚴重后果。評定汽油的清潔性的指標是機械雜質和水分。二、車用汽油的牌號和規(guī)格我國車用汽油有含鉛和無鉛兩種。無鉛車用汽油有90、93、95三個牌號(SH0041—1993)。牌號中，數(shù)字代表汽油的研究法辛烷值，例如90號油的研究法辛烷值為90個單位。不論是有鉛汽油還是無鉛汽油，都以研究法辛烷值來劃分油料牌號，只要油料牌號相同，其抗爆性是相同的。1994年，我國發(fā)布了GBl5058—1994《車用含鉛普通標準汽油)；1999年發(fā)布了GB17930—1999《標準車用無鉛汽油》，見表1-1-5；從2000年1月起我國禁用含鉛汽油。國外根據(jù)其環(huán)保法規(guī)，絕大多數(shù)汽車使用無鉛或低鉛汽油。為保證電噴汽油機性能的充分發(fā)揮和長壽命運行，以及符合美國1990年頒布的清潔空氣法的要求，國外開始生產新配方汽油(RFG)。按新配方RFG方法生產的汽油，使排放中的NO、CO、HC含量大大下降，故名為清潔汽油。國產的無鉛清潔汽油是加入5％～10%醇類，并在出廠前調制好。由于醇類的燃燒值低于烴類，使用無鉛清潔汽油的汽車動力性相對不足。三、汽車發(fā)動機汽油蒸氣的回收汽油蒸氣看不見、摸不著，卻有濃重的“汽油味”，為了司乘人員的健康，改善空氣品質，有效防止或減少汽油油箱里的汽油蒸氣外泄，減少汽油的損耗，現(xiàn)代汽車發(fā)動機上配備了汽油蒸氣排放控制系統(tǒng)。汽油蒸氣排放控制系統(tǒng)功能：收集汽油箱內的汽油蒸氣，并將汽油蒸氣導入氣缸參加燃燒，從而防止汽油蒸氣直接排入大氣而造成污染。同時，根據(jù)發(fā)動機工作情況，控制導入氣缸參加燃燒的汽油蒸氣量。四、車用汽油牌號的選用選擇汽油牌號應恰當，選擇汽油牌號過高，會增加費用。選擇的牌號過低則會使汽車發(fā)動機產生爆振，影響動力性和經濟性，嚴重時還會使汽油機損壞。一般以汽車發(fā)動機抗爆燃(不產生爆燃)、壓縮比和經濟性方面來考慮選擇汽油牌號。選擇汽油牌號時應注意以下幾點：1．根據(jù)汽車使用說明書的要求選擇選擇時注意說明書上要求的辛烷值是研究法辛烷值(RON)還是馬達法辛值(MON)。2．根據(jù)汽車發(fā)動機壓縮比ε選擇以正常條件下發(fā)動機不發(fā)生爆燃為前提，選擇適當牌號的車用汽油。汽車發(fā)動機壓縮比與發(fā)動機爆燃有密切的關系，使用同一牌號的汽油，壓縮比越高，越容易發(fā)生爆燃。一般壓縮比ε高的發(fā)動機應選擇高標號汽油，壓縮比ε低的發(fā)動機選低標號汽油。高壓縮比的發(fā)動機如果選用低標號汽油，會使汽缸溫度劇升，汽油燃燒不完全，機器強烈震動，從而使輸出功率下降，機件受損。低壓縮比的發(fā)動機硬要用高標號油，就會出現(xiàn)“滯燃”現(xiàn)象，即壓到了頭它還不到自燃點，一樣會出現(xiàn)燃燒不完全現(xiàn)象，對發(fā)動機也沒什么好處。發(fā)動機壓縮比與選用汽油牌號

汽油機壓縮比ε＜88＜ε＜9ε＞9汽油牌號909397適用車型一般貨車、客車、農用車、摩托車一般轎車、摩托車高級轎車在電控燃油噴射發(fā)動機上，微機控制的電子點火系統(tǒng)可根據(jù)燃油的品質及發(fā)動機運行工況自動調節(jié)點火提前角，使發(fā)動機的點火提前角工作在最佳值，消除了爆震。因此，電噴發(fā)動機不需要過分強調根據(jù)壓縮比選擇汽油牌號。3．根據(jù)使用條件選擇高原地區(qū)大氣壓力小，空氣稀薄，汽油機工作時爆振傾向減小，可以適當降低汽油的辛烷值。一般海拔每上升100m，汽油辛烷值可降低約0.1個單位。經常在大負荷、低轉速下工作的汽油機，應選擇較高辛烷值汽油。4．根據(jù)使用時間調整汽油牌號的選擇發(fā)動機使用時間較長后，由于燃燒室積炭、水套積垢等會使發(fā)動機壓力增加，此時，再使用原牌號汽油時發(fā)動機會有爆燃，因此，這類汽車在維護后應該燃用高一級的汽油。5．汽車使用者應重視汽油的質量加入質量低劣的燃油，不僅影響發(fā)動機使用性能，會使動力性差、排放高、油耗高、嚴重的會使發(fā)動機機件損壞。

五、汽油使用注意事項1)發(fā)動機長期使用后，由于燃燒室積炭，水套積垢等原因，爆燃傾向增加，應及時維護發(fā)動機，如壓縮比有所改變，原牌號汽油不能滿足需要，可考慮更換汽油牌號。

2)原用汽油由低牌號改用高牌號時，可適當提前點火提前角，以發(fā)揮高牌號汽油優(yōu)良性能；反之，應將點火提前角適當遲后，以免發(fā)生爆燃。

3)在炎熱的夏季和高原地區(qū)，由于氣溫高，氣壓低，易發(fā)生氣阻，應加強發(fā)動機散熱，使油管和汽油泵隔熱，或者換用飽和蒸氣壓較低的汽油。4)汽車從平原駛到高原地區(qū)后，可換用較低辛烷值汽油，或適當調前點火提前角。

5)汽油不能摻入煤油或柴油，后者揮發(fā)性和抗振性差，會引起爆燃和嚴重破壞發(fā)動機潤滑，導致發(fā)動機損壞。6)不要使用長期存放變質的汽油，否則結膠、積炭嚴重，這對電噴發(fā)動機工作的影響更大。同時，盡可能加滿油箱，以避免蒸發(fā)損失。7)汽油易燃、易爆、易產生靜電，使用中要注意安全。降標用油與超標用油

93號油比90號油貴5％，但能耗也小5％左右，從百公里耗油錢量上比，理論上是相等的。但考慮93號油匹配的高壓縮比發(fā)動機用90號油時會發(fā)生二次燃燒和不完全燃燒現(xiàn)象，將額外損失5％—8％的功率，再考慮對車輛造成的維護費增加，車況下降，壽命減少等一系列后果，降標用油的費用就進去了。

汽油是極易揮發(fā)的液體，零下30攝氏度時仍有可燃成分揮發(fā)出來，當汽油標號過低時，壓縮的混合油氣將在點火前自燃，點火時，已開始自燃的油氣又將產生強烈爆炸，使原先精確設計的燃燒程序失控，一部分汽油做了負功，一部分因為燃燒過程與活塞行程不同步不能完全燃燒，造成進氣閥和缸內嚴重積碳，油耗增加，尾氣惡劣。當汽車高速行駛時，混亂的燃燒過程將產生連續(xù)爆震，它會嚴重損傷發(fā)動機，造成火花塞絕緣破裂，電極過度燃燒，活塞敲缸，活塞環(huán)卡死，氣門燒蝕等后果。這種“瘋狂”的傳動方式，讓自己汽車的傳動方式在“高頻搖滾”狀態(tài)下工作，后果可想而知。最近幾年，97＃汽油開始在國內市場廣泛出現(xiàn)。一些車友對汽油的使用也陷入了一種誤區(qū)，就是熱衷于使用高標號的汽油。甚至一些車友把汽油的標號看成是油品純凈度和質量的標準。這是錯誤的。其實汽油標號的高低只是表示汽油辛烷值的大小，絕不能把標號與純凈度和質量混為一談。用93號油的發(fā)動機硬要用97號油就會出現(xiàn)“滯燃”現(xiàn)象，即壓到了頭它還不到自燃點，一樣會出現(xiàn)燃燒不完全現(xiàn)象。