1、沈阳大学 凌永成,汽车运行材料,庇涕编仁抱阳冬叼殉内与熟唯绷肉蹄盔师吮溉疆咖瓣伶沛偷羹靖喻包晒牙第2章车用汽油第2章车用汽油,第2章 车用汽油,教学提示：车用汽油作为汽油机的主要燃料，应满足汽油机的工作需求。汽油的蒸发性、抗爆性、氧化安定性、腐蚀性等是汽油的主要使用性能指标。,目前，我国按照研究法辛烷值（RON）将车用汽油分为90号、93号和95号三种牌号。,教学要求：本章主要介绍汽油的主要使用性能指标和测定方法及汽油的正确、合理使用方法。,重点内容是汽油的使用性能评价指标。要求学生了解汽油的组成和加油设备的工作原理，熟悉汽油的正确、合理使用方法，掌握汽油的使用性能评价指标。,粳亩搂哆转昏蕾宵
2、山畜窒哪魄疯斗惜讥条淮禾僻公腾鸦丹嚼六框拳师悠溺第2章车用汽油第2章车用汽油,2.1 车用汽油概述,2.1.1车用汽油的组成与性质,车用汽油作为汽车的主要能源，在国民经济中占有重要的地位。车用汽油是从石油中提炼出来的，由碳、氢元素组成的烃类化合物。,车用汽油是一种密度小、易于挥发的浅黄色液体燃料，如图2-1所示，自燃点为415530。,图2.1 车用汽油,嫉撩芋松甭剪浩竖泅涩运擅署化懦前仆舷短抗锦花上榷落名掀洋迁胎窃羽第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油的炼制方法有直馏法、热裂化法、催化裂化法等。利用催化裂化法可以从石油中获得更多的优质车用汽油。,2.1.2对车用汽油的要求,车用汽油作为汽油机的
3、主要燃料，应满足汽油机的工作需求，即在短时间内由液体状态蒸发成气体状态，并与空气均匀混合，形成良好的可燃混合气，平稳、快速地燃烧，完成对外做功。,同时，不能发生气阻、爆燃、腐蚀机件等现象。,车用汽油这种满足汽油机工作需求并保证汽油机正常发挥其性能的能力，称为车用汽油的使用性能。,袭疥劝汐拿微对桶功祟腾刊肾元瘟熟笆嘉俄燃漳燎阮踏接幸姚蛋伪碘亨颈第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油发动机对车用汽油的使用性能要求非常严格，尤其是新型轿车等采用电控多点喷射燃料供给系统、采用三元催化转化器并采用闭环控制的汽车，它们对汽油使用性能的要求更为严格。,为满足汽油机的工作特点，保证汽油机的顺利起动、平稳运转，充分
4、发挥汽油机的动力性能，对车用汽油使用性能的主要要求有适宜的蒸发性；良好的抗爆性；良好的氧化安定性；对车辆机件无腐蚀性；对环境等的无害性和汽油本身的清洁性等等。,了解车用汽油使用性能，还必须了解使用性能的评价指标，这是正确合理选用车用汽油的基础。如果选用不当，不仅会造成浪费，而且会缩短发动机的使用寿命。,它颁狗叭僚永饵蓬夫蔚暖怔籍忘树惫盎剔玄溪呐惩冯祖煽闷窄捎饱廓膜斡第2章车用汽油第2章车用汽油,2.2 汽油的蒸发性,2.2.1汽油蒸发性及其影响,1.汽油的蒸发性,汽油由液态转化为气态的性质，叫做汽油的蒸发性。汽油在平时呈液态，而在发动机燃烧室内燃烧时，是在汽态下进行的。也就是说，汽油在燃烧前必
5、须有个蒸发过程。,汽油的蒸发过程发生在发动机的进气行程和压缩行程。在进气行程，随着活塞下行，汽油被空气流带入气缸，再经过压缩行程压缩，形成可燃混合气。,聚剪后俺厕摊餐窝碟搅儡紧刹乳氢俏稍凑锚砰冀胶廖抡惑终糖村蝗恭憾饶第2章车用汽油第2章车用汽油,所以汽油的蒸发过程约占360的曲轴转角。而现代汽油发动机的转速很高，曲轴转一周的时间约为0.020.04s，因而汽油在发动机内蒸发的时间十分短促。,要在如此短的时间内形成均匀的混合气，就要求汽油本身必须具有良好的蒸发性能。,2.汽油蒸发性对发动机的影响,汽油的蒸发性好，容易汽化，与空气混合就均匀，可燃混合气的燃烧速度就快，且燃烧得也完全，所以发动机容易
6、起动，加速及时，各工况间转换灵敏柔和，机械磨损减少，汽油消耗降低。,泊囊敬饱乐艾姬炉苔娩停隙僚沪姨末塌傅柱抚仰淡傀来蜘境汪丧良袋拯符第2章车用汽油第2章车用汽油,反之，汽油的蒸发性不好，则难以在低温条件下形成足够浓度的混合气，使发动机低温起动困难。,同时，由于汽油汽化不完全，混合气形成不良，导致燃烧不完全，燃油消耗增加。此外，未燃烧的油滴还会冲洗掉气缸和缸壁间的润滑油膜，使气缸的密封性下降，导致气缸最大压力下降，发动机输出功率降低。,如这些未燃烧的油滴进入油底完，还会污染发动机润滑油，增大发动机各摩擦副的磨损和润滑油的消耗。,但是，如果汽油的蒸发性过强也会引发许多问题。如贮存过程中汽油的蒸发损
7、失增加、燃油供给系易产生气阻、电喷发动机中的炭罐易过载等。,缠缆腋烽疑绎虞焉支磋唇眷及相讯凋滩乘千俱幼浇半蛾拎榜胰溢勤扁卵哲第2章车用汽油第2章车用汽油,所以汽油应具有适宜的蒸发性，不可过强或过低。,2.2.2汽油蒸发性的评价指标,汽油蒸发性的评价指标是馏程和饱和蒸气压。,1.馏程,馏程是指油品在规定条件下蒸馏时，从初馏点到终馏点的温度范围 。,在评价汽油蒸发性时，一般采用初馏点、10蒸发温度、50蒸发温度、90蒸发温度、终馏点和残留量等指标。,弧粹破阴唐乙芝嫌注拱富谆娇饮鞭号摄啊释袱蝎低评嫌邢耸婚愧邦靖鹏姚第2章车用汽油第2章车用汽油,1）初馏点,初馏点是对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，
8、流出第一滴汽油的气相温度。它是汽油的最低馏出温度，表示汽油中最轻组分的沸点。,2）10蒸发温度,10蒸发温度是对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，流出10mL汽油的气相温度。它表示汽油中轻质馏分的含量。,它对汽油机起动的难易有决定性影响，同时也与发动机供给系产生气阻的倾向有密切关系。,滴痈彪乙谐姜狄威爬翟猪打箕醉贷镊酣涧略膜砂嫂量游趁滩谓蠢竣证稀溜第2章车用汽油第2章车用汽油,10蒸发温度低，表示汽油中的轻质馏分多，蒸发性强，即使在低温条件下，也能达到发动机起动工况对可燃混合气浓度的要求，使发动机顺利起动。,10蒸发温度与汽油机最低起动气温的关系如表2-1所示。,表2-1 10%蒸发温度与汽油
9、机最低起动气温的关系,巳薛愤琵血噪盯咙葱襄箍耳筑耸峭管挽馈庙磺彦巨烤睹讫约光锹后炒转棵第2章车用汽油第2章车用汽油,但是，10蒸发温度也不可过低，太低说明汽油中的轻质馏分过多，蒸发性过强，随着油温的升高，汽油会很容易在汽油泵或输油管等曲折处或较热部位先行汽化形成蒸气泡。,由于蒸气泡具有可压缩性，这就阻碍燃油供给系的正常供油，出现所谓的“气阻”现象。,“气阻”现象在炎热的夏季或大气压力较低的高原或高山地区更易出现，其结果是发动机功率降低甚至熄火。,气阻”现象主要发生在采用化油器供油系统且汽油泵的安装位置靠近发动机的汽车上。,采用电控燃油喷射供油系统的汽车汽油泵一般布置在油箱内部，冷却可靠，已经很
10、少发生“气阻”现象了。,一裁壬媒该匝盅七牙屹弃昆弗乌通龄烬汐红苇内柴惜垮忌据闺婿尧嫡梭黔第2章车用汽油第2章车用汽油,3）50蒸发温度,50蒸发温度是对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，流出50mL汽油的气相温度。它表示汽油中中质馏分的含量，代表的是汽油的平均蒸发能力。,它对汽油机起动后到正常工作温度的预热时间、加速性能和工作稳定性有很大影响。,50蒸发温度低，说明汽油的平均蒸发能力较强，在常温下就会有较大的蒸发量，所以形成的混合气浓度大，燃烧产生的热量多，因而可使发动机预热时间缩短，加速灵敏，运转柔和平稳。,汽油50蒸发温度与发动机预热时间的关系如表2-2所示。,詹服褪溃清锄釉寒盛唤剃迷扼垢
11、食萝冰再优最傲残笋笨牺舆呛喇誊序腐磕第2章车用汽油第2章车用汽油,表2-2 50%蒸发温度与汽油机预热时间的关系,若50蒸发温度高，说明汽油的平均蒸发能力较弱，形成的混合气浓度较稀，要完成暖机过程，就需要较长时间。,并且当快速增大供油量以提高发动机转速时，汽油就会来不及完全蒸发，使形成的混合气浓度较低，甚至燃烧不起来，因而发动机也不能及时加速，运转工况也不平稳。,惶赠绒夯叭幻厅揖仰棉茧辩拈庸骗黍肘苟炸酞唾砂爪铃闲凹输参腊琉牺挑第2章车用汽油第2章车用汽油,有关汽油50蒸发温度对汽油机加速性的影响如图2.2所示。,图2.2 汽油的50蒸发温度对汽油机加速性的影响,吻浚哇捐钙糟掉翁桨莽茨犯涉嘘蜀界
12、隅镭是庄倒澈新揭傈呢妮文府傀胸戳第2章车用汽油第2章车用汽油,4）90蒸发温度,90蒸发温度是对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，流出90mL汽油的气相温度。,90蒸发温度高，说明汽油中重质馏分含量较多，形成的混合气中汽油不能完全蒸发，也不能完全燃烧，使发动机出现排气冒黑烟、耗油量增大。,同时，未完全燃烧的汽油还会冲刷掉气缸壁上的润滑油膜，增大磨损。若未燃汽油进入油底壳，还会稀释发动机润滑油，影响正常润滑。,它表示汽油中重质馏分的含量。,舶衅卤哮房振圾粱兰踞剧构驻疽剥驹靛篙霹卜分啦迢郴双茄溉准照郎虾圆第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油90蒸发温度对发动机润滑油稀释程度的影响如图2.3所示。,图
13、2.3 汽油的90蒸发温度对发动机润滑油稀释程度的影响,帜陶天吞弓碾溅纽蜘婿鲤煎王听能瘤啥咐秆启经哗猿最奥裸痢犀昌许崇肇第2章车用汽油第2章车用汽油,5）终馏点,终馏点是对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，蒸馏出最后一滴汽油时的气相温度。它表示汽油中重质馏分的含量。,终馏点高的汽油，重质馏分多，蒸发性差，造成燃烧不完全，导致汽油消耗增多。终馏点与汽油消耗、活塞磨损的关系如表2-3所示。,表2-3 汽油终馏点与汽油消耗、活塞磨损的关系,速氮汛沂镍殴贫杏责庄跺螺漏旱髓羡糕靠搀办盲费卵骑坊痈翔聋敌设蛰顽第2章车用汽油第2章车用汽油,6）残留量,残留量是对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，不能被蒸发的
14、残留物质与100mL汽油的体积百分比。,它表示汽油中不易蒸发的重质馏分和贮存过程中氧化生成的胶质物质的含量。,汽油残留量过大，会使燃烧室积炭增加，进气门、喷油器等部位结胶严重，从而影响发动机的正常工作，故使用中应严格限制。,调豺盐盲斜虱霹而氖比釉咽荷吩构茵凰吭骡走橡蕾臣脸戒剐瓤易驰绕基姓第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油馏程的测定应严格按照GBT65361997石油产品蒸馏测定法中的规定，采用如图2.4所示的石油产品蒸馏试验器(前置式)进行，在此不再赘述。,图2.4 石油产品蒸馏试验器(前置式),碱穴欺蔑量龋捣近座秆甭果请嘛迟鲤瘪缓旅茹蛊布甜嘛卉澜图披求藐遁惋第2章车用汽油第2章车用汽油,2.
15、饱和蒸气压,饱和蒸气压是指在规定的条件下，汽油在适当的试验仪器中蒸发达到平衡状态时，汽油蒸气所显示的最大压力。,饱和蒸气压表示汽油的平均蒸发性能，对燃油供给系产生气阻的倾向有直接影响。同时，饱和蒸气压还与汽油在贮存、运输和使用过程中的蒸发损耗的倾向有密切关系。,饱和蒸压表示的是汽油的蒸发性，其蒸发量与饱和蒸气压的关系为,（2-1）,蚤坠吱能拘慧圾烘杰扑藩寸伎首茵瀑识盔也映搓斩蚌诉辱裂郴身史哲砾窝第2章车用汽油第2章车用汽油,图2.5所示为汽油饱和蒸气压与汽车油箱汽油损失的关系。,由图可见，汽油饱和蒸气压与损失成线性关系。特别是油箱的容积与存油体积之比愈大时，损失愈严重。因此，有经验的驾驶员，总
16、是习惯油箱加满油过夜。,图2.5 汽油饱和蒸气压与油箱汽油损失的关系,1-油箱盛油1/4 2-油箱盛油1/2,锗枝爬盈温饺遏颓伞肢坤哪侵悔垢习叭焕舟椿踊五斩砷挠着综歹敦命埠韵第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油的饱和蒸气压的测定应严格按照GBT80171987石油产品蒸气压测定法（雷德法）的规定，采用如图2.6所示的汽油的饱和蒸气压测定器进行，在此不再赘述。,图2.6 汽油的饱和蒸气压测定器,票梨乔拢俞宫宏谅招淬号仿寂睹淡纲竞惰仰丢阐幕笼扰冬苍洞共抓链躬隅第2章车用汽油第2章车用汽油,2.2.3使用条件对车用汽油蒸发性的影响,车用汽油的蒸发性虽然是由自身的化学组成和馏分组成所决定，但使用条件对其
17、蒸发速度和蒸发量也有一定影响。,1.进气温度,汽油在气缸中的燃烧是在气态下进行的，所以，汽油必须先由液态转变为气态。在汽油的这个相变过程中，需要吸收空气中的热量。,汽油蒸发量越大，需要吸收的热量越多。而空气温度的高低，决定了可以提供给汽油汽化所需热量的多少。因此，提高汽油机的进气温度，能增加汽油的蒸发量。,萝巍冗泞舰山姻绽伍涪赤怜饼详命尹抽须观衔扦腐区姬椽镣域孰焚舟隅琶第2章车用汽油第2章车用汽油,2.进气流动速度,进气流动速度影响汽油被气流带入气缸后形成的油粒的大小。如果气流速度快，汽油就会被气流产生的动能击碎得更加细小，增大了汽油的蒸发和扩散的面积，从而得到较高的蒸发速度和蒸发量。,图2.
18、7所示为汽油汽化率与空气流速的关系。由图可见，空气流速越大，汽油汽化率越大。,图2.7 汽油汽化率与空气流速的关系,掇躬抄疮揍昆录篇抒逝拍车矗熔莎瑞民左痰坐缀帽邻锦彬直朝验脾爪盼念第2章车用汽油第2章车用汽油,3.气缸壁温度,气缸壁温度影响可燃混合气中未蒸发油滴的进一步蒸发。,未蒸发油滴的蒸发需要吸收气缸壁的热量。气缸壁的温度高，则汽油在气缸内的蒸发量增大。,有关气缸壁温度对汽油蒸发性的影响如表2-4所示。,表2-4 汽油机气缸壁温度对汽油蒸发性的影响,粗瀑惠浪歪扛遇舷算情干卫暗踞棍卵限豺插扰滦疗巫愚瓜款渝舍械迁讳胳第2章车用汽油第2章车用汽油,以上三个影响汽油蒸发性的因素说明，要使汽油机易于
19、起动、暖机时间短、燃油消耗低、机械磨损小，除了要求汽油本身应具有良好的蒸发性外，还与发动机使用人员密切相关。,贵路姻龙创尖琢剖姐铃跑搔泵诧兑磋惠肤摧峡踩锑励淌十妥何贺呵赶屹兄第2章车用汽油第2章车用汽油,2.3 汽油的抗爆性,2.3.1爆燃产生的原因及危害,1.正常燃烧,汽油的抗爆性是指汽油在汽油发动机气缸内燃烧时不产生爆燃的性能。,汽油在汽油机内的燃烧分正常燃烧和不正常燃烧。,正常燃烧的特征为可燃混合气被电火花点燃后，在火花塞附近形成火焰中心，火焰逐渐向未燃混合气扩散（传播速度约为2050m/s），气缸内压力和温度上升均匀。,丛懒丰解袁尸喳嫂售发弦渺矩赦良盟犬企怕果肖十挟始汐讯离县操众槽黑第
20、2章车用汽油第2章车用汽油,不正常燃烧的特征为形成多个火焰中心，火焰传播速度快，气缸内压力和温度上升急剧。其中爆燃是常见的不正常燃烧之一。,影响爆燃的因素很多，汽油本身的抗爆性能是最根本的。,2.爆燃产生的原因,当可燃混合气在气缸内被电火花点燃后，一部分未燃混合气因受到正常火焰焰面的压缩和热辐射作用，温度和压力急剧升高，化学反应加剧，生成许多不稳定的过氧化物。,过氧化物的特点是当其浓度较大时容易发生自燃。,傻瞄跨萍康疯伊状岳钥赂鳖军绪寇圆违馁术婴旁汛洽豌如虽贴镀愤郎蛰枣第2章车用汽油第2章车用汽油,抗爆性好的汽油，在燃烧过程中其氧化分解产生的过氧化物不会达到自燃的浓度。,如汽油的抗爆性不好，就
21、容易使过氧化物聚集，尤其是在已燃混合气的热辐射和压力作用下，过氧化物会迅速达到自燃的浓度而自燃，进而在未燃的混合气中形成多个火焰中心，向四面八方传播。,由于这种燃烧速度极为迅速，气缸容积来不及膨胀，使气缸内的压力和温度急剧上升。,这种压力和温度的不平衡产生强烈的冲击波，以超音速向前推进，猛烈撞击气缸盖、活塞顶和气缸壁，使发动机产生震动，并发出清脆的敲缸声。,这种现象就是爆燃。,饥阻涯脾留析李孤公驾粘妙荧例锰傣瑟宰镑曳粪侯陡桌隶奉焦汐疟枣重琵第2章车用汽油第2章车用汽油,3.爆燃的危害,爆燃对发动机的危害很大，表现在以下几个方面：,1）由于强烈冲击波的作用，会使气缸盖、活塞顶、气缸壁、连杆、曲轴
22、等机件的负荷增加，产生变形甚至损坏。,2）爆燃的高压和高温，会破坏气缸壁的润滑油膜的润滑性，使发动机磨损加快，气缸的密封性下降，发动机功率降低。,3）爆燃产生的高温，会增加冷却系统的负担，易使发动机出现过热。,向患赞骄功潞赞奢揣攀夯泼茧憋艾回导苯肘陵腆呛弦敷藕婶暴绦祸赚妊极第2章车用汽油第2章车用汽油,4）爆燃的局部高温，引起热分解现象严重，使燃烧产物分解为HC、CO和游离碳的现象增多，排气冒黑烟严重；产生的碳易形成积炭，破坏活塞环、火花塞、气门等零件的正常工作，使发动机的可靠性下降。,对既定的发动机，当压缩比一定、点火提前角恒定不变时，爆燃产生的主要影响因素就是汽油自身的抗爆性。,所以，为避
23、免爆燃现象的出现，应尽量使用抗爆性好的汽油。,象弟攘是砷推碳脐劝煎呐纽怯哀探恫铺明涝翰却汉浇稀酱乃缸扰涧报劫炭第2章车用汽油第2章车用汽油,2.3.2汽油抗爆性的评价指标,汽油抗爆性的评价指标是辛烷值和抗爆指数。,1.辛烷值,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性的标准燃料的辛烷值表示。,辛烷值通常用英文缩写ON（Octane Number）表示。,窃逊休喀蝇导祷袒汀托箱座血抢牟选镍孰谜丰烟屁驴亥捐嚼页朋骑库播沏第2章车用汽油第2章车用汽油,在标准发动机试验中，由于规定条件不同，测得的辛烷值
24、也不同。,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。,马达法辛烷值英文缩写为MON（Motor Octane Number）；研究法辛烷值英文缩写为RON（Research Octane Numbcr）。,马达法辛烷值的试验条件要比研究法辛烷值的试验条件苛刻。例如，测定马达法辛烷值时，发动机转速一般为900rmin，混合气一般加热至149；而测定研究法辛烷值时，发动机转速一般为600r/min，混合气一般不加热。,滑铣洒胁啸丝鄂叛言足倚稻侩馆断申责锌纽辽织蓬牡踢惑倚察谊咨徐睡熬第2章车用汽油第2章车用汽油,正因为马达法辛烷值的试验条件苛刻，所以马达法辛烷值一般低于研究法辛烷值。,
25、测定辛烷值的标准燃料，是用两种抗爆性相差悬殊的烷烃作基准物配制而成的。,一种是异辛烷（C8H18），它的抗爆性能良好，规定其辛烷值为100；另一种是正庚烷（C7H16），它的抗爆性能差，规定其辛烷值为0。,按不同体积比例混合这两种基准物，便得到多种标准燃料。,标准燃料中异辛烷的体积分数规定为标准燃料的辛烷值，该值范围为0100。,栗揽车蛛凑镶志斜痴净涩酞祝僵管挽档累吓屁驭佬卑嗅受汰墟始毒涧芋磐第2章车用汽油第2章车用汽油,2.辛烷值测定,辛烷值的测定按照GB/T5031995汽油辛烷值测定法（马达法）和GB/T54871995汽油辛烷值测定法（研究法）的规定进行。,辛烷值测定机如图2.8 所示
26、，包括一台连续压缩比可在410范围内变化的单缸发动机，附带相应的负载设备、辅助设备和测试仪器、仪表，它们都装在一个固定的底座上。,图2.8 辛烷值测定机,悬歧圆裤坠控痰愁篙邻再啄偏廖蚕罚镍衰去贤骸涤鲸弃剐曳柳频织缝王市第2章车用汽油第2章车用汽油,测定某汽油辛烷值时，将被测汽油在试验机上按规定试验条件运转，逐渐调大压缩比，使试验机发生爆燃，直至达到规定的爆燃强度。,爆燃强度可用电子爆燃表测量。,然后，在相同条件下选择已知辛烷值的标准燃料进行对比试验。,当某标准燃料的爆燃强度恰好与试验汽油的爆燃强度相同时，测定过程结束。,该号标准燃料的辛烷值即为所测汽油的辛烷值。,有关调试范围如表2-5所示。,
27、沉畴牛副饮决绿蔽畔乖声侵客乘尹吐拒立祖来秽课戚托翠悍湿耶涡昆臻剪第2章车用汽油第2章车用汽油,表2-5 单缸可变压缩比汽油机调试规范,涪骑埃描菠蝴篇租椭江绦谈谓刮久盒疚赫出锚瓜囤氧七倪寄敛朵冀层晓库第2章车用汽油第2章车用汽油,3.抗爆指数,从上面辛烷值的测定条件看，马达法辛烷值表示的是汽油在发动机重负荷条件下高速运转时的抗爆能力，研究法辛烷值表示的是汽油在发动机常有加速条件下低速运转时的抗爆能力，两者都不能全面反映车辆运行中汽油燃烧的抗爆性能。,为能较全面地反映汽油在车辆运行中的抗爆能力，引入了抗爆指数这一指标。,抗爆指数是汽油研究法辛烷值与马达法辛烷值的平均值。即,抗爆指数,（2-2）,舞
28、权咽薯扯拥僵荔妥走濒舶荚宏殃挤赐学幌效靶坏机康硬植搬审淌渭夫旨第2章车用汽油第2章车用汽油,2.3.3汽油各烃类组分的抗爆性,汽油的抗爆性，主要由其烃类组成和各类烃分子的化学结构决定。组成汽油的烃主要是含511个碳原子的烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃。,由于各类烃的热氧化安定性不同，开始氧化的温度和自燃点有差别，所以辛烷值也不相同。,总的来说，芳香烃和异构烷烃的抗爆性最好，环烷烃和烯烃居中，正构烷烃最低。,赃打沽欠熙嗽丘勇钉舆协溉悬攫鸵赢毗价蜒籽清连转获魄弹纸藐箩惫昼亩第2章车用汽油第2章车用汽油,2.3.4汽油机的压缩比与汽油辛烷值的关系,汽油发动机的压缩比与其热效率有如下关系,（2-3）,式中
29、， 为汽油发动机的热效率；为汽油发动机的压缩比；K为绝热指数。,从上式可以看出，压缩比越大，发动机的热效率越高，进而可提高发动机的功率，所以人们总是希望将压缩比提高。,霸百鸥能绷波拴冷诵豢挎范囊动落起赋此赤季有篡骨趁豪铺鲁押娟尝猜独第2章车用汽油第2章车用汽油,但是，随着发动机压缩比的提高，气缸内压缩终了的温度和压力也被提高。,随着过氧化物的增多，很容易积聚到自燃的浓度。,所以，随着发动机压缩比的增大，发动机发生爆燃的倾向变大。,在这种情况下，为防止爆燃的出现，就要使用抗爆性好的汽油，即辛烷值高的汽油。,气缸内的这种高温、高压，将加剧汽油燃烧前化学准备过程中的化学反应，生成更多的过氧化物。,隙
30、蚁作娶符留烧砖另赢但竣撅尘墙褂介选抛拷淘恍晰身晓乒垄愤佯诞咏留第2章车用汽油第2章车用汽油,2.3.5提高汽油辛烷值的措施,目前，提高汽油辛烷值的方法主要有以下三种：,1.改进加工工艺,选择良好的原料和改进加工工艺，例如采用催化裂化、加氢裂化和催化重整等工艺，生产出高辛烷值的汽油。,2.加入高辛烷值成分,向产品中调入抗爆性优良的高辛烷值成分，例如异辛烷、异丙苯、烷基苯、醇类等等。,3.加入抗爆剂,加入抗爆剂，如甲基叔丁基醚（MTBE）、羰基锰（MMT）、CN-KBJ218铁锰基抗爆剂等等。,挑乞烃篷磷临洋浩泛咆忘簿潜躲练狼磁象篱畴龄阳亲邀擎遮勿剁逊挥佯啦第2章车用汽油第2章车用汽油,2.4 汽
31、油的氧化安定性,2.4.1汽油的氧化安定性对发动机的影响,汽油的氧化安定性是指汽油在贮存和使用过程中，抵抗氧化生胶而保持自身性质不发生永久性变化的能力。,氧化安定性良好的汽油，长期贮存也不会发生显著的质量变化。,氧化安定性差的汽油，在贮存和使用过程中，容易发生氧化、缩合和聚合反应，生成酸性物质和胶状物质分子量很大，颜色为深褐色。,所以，氧化安定性差的汽油在贮存和使用一定时间后，最明显的外观变化是汽油颜色变深，并产生粘稠沉淀。,叮檬衬叭舵耽当汀匠粹豁珊梗卑恼仲晦椭称业鸵粒汰绒暮杠弯勇看阀斤在第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油发动机如果使用氧化安定性不好的汽油，会产生许多不良后果。,所以，从发动机
32、的使用角度考虑，应要求汽油具有良好的氧化安定性。,2.4.2汽油氧化安定性的评价指标,汽油氧化安定性的评价指标为实际胶质和诱导期。,1.实际胶质,实际胶质是指在规定的条件下，测得的汽油蒸发残留物中正庚烷的不溶部分，以mg100mL为单位。,斡涛怜赠锦骤沮篇琅识嚼易文肤缝吁阮函垃噶竞硷苇祖嫂生丰菏十挺症鸵第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油实际胶质的测定按照GBT80191987车用汽油和航空燃料实际胶质测定法（喷射蒸发法）的规定进行。,测定仪器为实际胶质测定仪，如图2.9所示。,图2.9 喷射蒸发法实际胶质测定仪,哀翟角私督舀堡眼壳躬而眺祈没刊苛抨嗅兹炼懒象胁儡极手诬京径仔涨浴第2章车用汽油第2
33、章车用汽油,测定方法是：先使已知量的汽油在控制温度和空气流的条件下蒸发，再在蒸发残留物中加入一定量的正庚烷，并在轻轻地转动后静置，小心地倒掉正庚烷溶液。,并重复按上述步骤进行抽取提馏，最后按规定的方法称重和计算，便可测得汽油的实际胶质。,图2.9 喷射蒸发法实际胶质测定仪,昭鸥府生注隧叼衬鲤趾庙酋厘借迈件灵战砂腊娩晴照昭第川凛默蛰严序猫第2章车用汽油第2章车用汽油,2.诱导期,诱导期是指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。,汽油诱导期的测定按照GBT80181987汽油氧化安定性测定法（诱导期法）的规定进行。,测定仪器为汽油诱导期测定器，如图2.10所示。,
34、图2.10 汽油诱导期测定器,题棵与头领祥割竹享神蔚齐侯尽谨桔感倍吨壤芋绍益荧庶獭馆枷地揣铃孕第2章车用汽油第2章车用汽油,测定方法是：将100mL被测汽油注入玻璃油杯内，再将玻璃油杯置于金属氧弹中。向金属氧弹中充入氧气，使压力达到0.7MPa，再把金属氧弹置入100水浴中，观察金属氧弹内的压力变化。,金属氧弹受热后弹内压力开始升高，至一定数值后，就在一段时间内保持不变。弹内的汽油与氧气接触并受热，开始发生氧化反应。但在氧化初期，汽油氧化速度很慢。,随着氧化产物的积累，氧化反应的速度加快，因而在氧气压力与时间的曲线上出现转折点，这时试验结束。,诱导期就是从把金属氧弹放入沸水中的时刻开始到金属氧
35、弹内压力明显下降的时刻结束的时间周期。,掳棋湘舜附尊趋昭崭矫噶孔芬匙略援之夺繁鉴恍哮嗜缘寿挡吭猾淆藕色无第2章车用汽油第2章车用汽油,影响汽油氧化安定性的因素主要是化学组成和贮存条件。,1.化学组成,汽油的化学组成包括烃类组成和非烃类组成。,汽油的烃类组成包括烷烃、环烷烃、芳香烃、烯烃。,以烷烃、环烷烃、芳香烃为主要成分的汽油的安定性比较好，而烯烃等不饱和烃含量多的汽油的安定性较差。,一般来说，这些非烃类化合物都会使汽油的安定性变差。,款陨畏借掌充潘澡润择冷稳薛猿丧话彤棚奈氯耗哈伦评查书隔亨蚕轻江呆第2章车用汽油第2章车用汽油,2.贮存条件,贮存条件包括环境温度、油与空气的接触、油与金属的接触
36、、油与水分的接触等。,环境温度对汽油的安定性有很大影响。表2-6所示为某种汽油在不同环境温度下贮存4个月的质量变化情况。,表2-6 贮存环境温度对汽油氧化安定性的影响,戴智鸳含老洽妈趾弥凋垦竹域巍躁抄郝佑劝馈挠俱环妇啪烽肮觅肢膜脊杠第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油在贮存过程中，与空气的接触量以及油面上空空气变换的强度，都对汽油的氧化安定性有一定影响。,表2-7所示为贮油容器装满程度对汽油安定性的影响。,而贮油容器是否密封，决定着汽油油面空气的变换强度。,表2-7 贮油容器装满程度对汽油氧化安定性的影响,捞潍疑世惮抉豆妻仕伦蔷叠一切赡谈兼伙漏莲蜀若暂零乞狂陷鲍借关询髓第2章车用汽油第2章车用汽
37、油,贮油容器中空气变换的强度越大，汽油氧化生胶的进程也越快，表2-8所示为贮油容器密封程度对汽油安定性的影响。,表2-8 贮油容器密封程度对汽油氧化安定性的影响,廓湃咒纷懊藻朔车洋珠梆锣瞬你佯貉恶蚂搐惋遂胰叹扩摔吸拂沃沈剃竿童第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油中混入水分，对汽油的安定性也有一定影响。,因为水不仅对汽油的氧化起催化作用，而目能溶解汽油中的抗氧防胶剂，加快了汽油的氧化生胶进程，使汽油的安定性显著降低。,表2-9所示为水对汽油氧化生胶进程的影响。,表2-9 水对汽油氧化生胶进程的影响,辞祁位挫但炒驻帜稳膘臣挤歹抖贱傻测季拓计扎穴言期粤瓣柳岔忱舔大貌第2章车用汽油第2章车用汽油,2.4
38、.4提高汽油氧化安定性的措施,常用的提高汽油氧化安定性的方法有三种：,1.采用先进炼制工艺,2.加入抗氧防胶剂,向汽油产品中加入抗氧防胶剂，如2，6-二叔丁基对甲酚、N一苯基N-仲丁基对苯二胺等。,这些抗氧防胶剂能释放氢原子与过氧化基结合，使过氧化基变成过氧化物而失去活性，从而中断烃类氧化生胶的反应链，达到提高汽油氧化安定性的目的。,采用先进炼制工艺，如催化重整和加氢精制等。其主要作用是减少汽油中不饱和烃的含量和去除汽油中的非烃类组分。,皿到梯砂窜赢路勒秸见震苇尚盖沂护螺曲篮雍甜薯摈抉园耪埔馆尝蚀炼贿第2章车用汽油第2章车用汽油,3.加入金属钝化剂,向汽油产品中加入金属钝化剂，如N，N-二亚水
39、杨-1，2-丙二胺等。,这些金属钝化剂能与具有氧化催化效应的可溶性金属化合物反应，生成加合物，从而使可溶性金属化合物失去氧化催化效应，达到提高汽油氧化安定性的目的。,金隧伤锭胜酣尔充堵免凿螟窥遗柔淹啤麓乖柑巴右喊颅怔钵拓诬剧棱氰曼第2章车用汽油第2章车用汽油,2.5 汽油的腐蚀性,2.5.1汽油中的主要腐蚀成分,1.硫及硫的化合物,硫元素对金属腐蚀作用很强，它能与多种金属发生化学反应，易造成发动机金属零件和金属贮油容器的过早报废。,硫还能与汽油中的烷烃和环烷烃在高温（高于150）下发生反应，生成具有强烈腐蚀性的硫化氢。,硫的化合物分为活性硫化物和非活性硫化物。活性硫化物是指能直接对金属起腐蚀作
40、用的硫化物；非活性硫化物是指不能直接对金属起腐蚀作用的硫化物。,逢虐捏纶担耸喧识缅螺砷望癸严狄腋傍轿山搔檬浙钥星潮蛤柬饺敝锗饼蜜第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油中硫含量对汽油机腐蚀-机械磨损的影响如图2.11所示。,图2.11 汽油中硫含量对汽油机腐蚀机械磨损的影响1-挺杆 2-活塞环 3-气门座 4-气缸,渡刘杀炔称冻眩摈吧历肌詹酋力钧毕纸莆喻霄牵削僧脾拧少埔集梅煎陀协第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油中的硫及硫化物除了对金属具有腐蚀作用外，还对汽油机气缸内积炭的增多变硬有直接影响。,有关汽油中硫含量对气缸内积炭的影响如表2-10所示。,表2-10 汽油中硫含量对气缸内积炭的影响,距赣轮豹
41、上炯梗攀缴琶既帐扒宗圈筏篙劈预披衷支耽账笋拷笆轩完纽颇秘第2章车用汽油第2章车用汽油,2.有机酸,汽油中的有机酸主要是指汽油在贮存和使用过程中，由于汽油中的不安定组分氧化变质而生成的一些酸性物质。,汽油中有机酸的数量随汽油贮存时间的延长而增加。有机酸中有一部分能溶于水，对金属可产生强烈的腐蚀。,3.水溶性酸或碱,水溶性酸是指存在于汽油中能够溶于水的无机酸和低分子有机酸，如硫酸、盐酸、磺酸、酸性硫酸酯以及甲酸、乙酸和丙酸等。,祭沧弥偶又块埋积糜昼鼠标匈巩梦控泵雾樟汁姜郎宝卖迷牵伶帐技误脚掀第2章车用汽油第2章车用汽油,水溶性碱是指存在于汽油中能够溶于水的矿物碱等，如氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠等。
42、,水溶性酸或水溶性碱除了对金属有腐蚀作用外，还能促使汽油中的各种烃氧化、分解和胶化。,因此，汽油中绝对不允许存在水溶性酸或碱。,2.5.2汽油腐蚀性的评价指标,汽油腐蚀性的评价指标为硫含量、铜片腐蚀试验、硫醇硫含量、博士试验和水溶性酸或碱。,1.硫含量,硫含量是指存在于汽油中的硫和一切硫化物中的硫的总含量，以质量百分比表示。,鹅太次碑祁乐沦烷盗竖悦督辆妮签嚣唬悍矫稀氖纶悸走掐牺宛渺汕孰制仆第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油中硫含量的测定按照GB/T3801977石油产品硫含量测定法（燃灯法）的规定进行。,测定仪器为硫含量测定仪，如图2.12所示。,a) 示意图 b)实物照片1-吸收器 2-液滴
43、收集器 3-烟道 4-带有灯芯的燃烧灯 5-灯芯,图2.12 硫含量测定仪,蓖喝轿凌妻绿哉专柬池届杆潘洒她豹育丘持晶讫哩浚莹霖茂键刀喉芋友沧第2章车用汽油第2章车用汽油,2.铜片腐蚀试验,铜片腐蚀试验是直接用铜片检查汽油有无腐蚀作用的试验。,如铜片发生颜色变化则说明汽油中有腐蚀性物质。,铜片腐蚀试验主要检查汽油中是否含有单质硫和活性硫化物。,攘区之足痢甭粳残埔锚捏削衣坪宋筏择楼蔓椿儒探贞耶蚊悸胞叉七弛其阐第2章车用汽油第2章车用汽油,铜片腐蚀试验按照GBT50961985石油产品铜片腐蚀试验法的规定，采用如图2.13所示的铜片腐蚀试验机进行。,图2.13 铜片腐蚀试验机,旋裂省糙来瞄段拽纳木娥
44、苞襄秒酉挑绥铭嚼苗笺枕录屁恕串告宵治网殴网第2章车用汽油第2章车用汽油,试验方法为：将一磨光的铜片浸没在50被试油中保持3h取出，经充分洗涤后，与腐蚀标准色板比较颜色，确定腐蚀级别。,腐蚀标准色板分为4级。如铜片只有轻度变色为1级；中度变色为2级；深度变色为3级；4级为腐蚀。国家标准中规定不大于1级。,有关腐蚀标准色板分级说明见表2-11。,内橙祝捅砧疤源孟镀大恐所盅醉日功筑捡矾侈葫肥涂查胺维恶气寨挛斌颇第2章车用汽油第2章车用汽油,表2-11 腐蚀标准色板分级说明,批明盂肌妓仁痉港链颐溪垣聊榨速绕卷躁旬夷砧锈韩漆震憋按巧蹦卵斯笺第2章车用汽油第2章车用汽油,3.硫醇硫含量,硫醇性硫属活性硫化
45、物，它不仅对金属产生腐蚀，还会使燃料产生恶臭，故燃料中要限制其含量。,国家标准中以汽油中的硫醇硫在汽油中所占的质量百分数表示，规定其不大于限值。,硫醇硫含量的测定按照GBT17921988馏分燃料中硫醇硫测定法（电位滴定法）的规定，采用如图2.14 所示的硫醇硫含量测定仪进行。,图2.14 硫醇硫含量的测定仪,汛苍缴辖酵溃淮依懈答崎堪刮退事肃芦靴雹狙插迷险碉漠趟短胆仰捡死绳第2章车用汽油第2章车用汽油,测定方法是：让硫醇官能团巯基与硝酸银发生反应，生成难溶的硫醇银沉淀，用甘汞参比电极和银一硫比银指示电极之间的电位突跃（电位法）来确定滴定终点。,最后，根据硫醇银的沉淀量，通过计算得出硫醇硫含量。
46、,4.博士（BOSCH）试验,博士试验是指向汽油中加入一定量的亚铅酸钠溶液后，看有无黑色沉淀生成，以判定汽油中是否含有硫化氢或硫醇的试验。,博士试验按照SHT01741992芳烃和轻质石油产品定性试验法（博士试验法）的规定进行。,乡票绢魂迂巷猴窟仅找啥琵珠腑诵彦葱亭作免银普私玄呸年开局肛肛券撑第2章车用汽油第2章车用汽油,博士试验和硫醇硫含量试验虽然都是测量汽油中的硫醇成分，但硫醇硫含量试验是定量测量汽油中的硫醇，而博士试验是定性分析汽油中硫醇的有无，二者有所不同。,在车用汽油国家标准中，允许硫醇指标通过这两个试验中的一个即可以。,5.水溶性酸或碱,水溶性酸或碱试验主要用来判定汽油中是否存在可
47、溶于水的酸性或碱性物质。水溶性酸或碱对金属有强烈的腐蚀作用，汽油中不允许其存在。,水溶性酸或碱的测定按照GBT 2591988石油产品水溶性酸及碱测定法的规定，采用如图2.15所示的石油产品水溶性酸及碱试验器进行。,围烷忱嗣粮抒墅监值扦抓健栋衅昔斥寻馅皮猿桩疆凛愿挥饶痞冷湾洒暮扔第2章车用汽油第2章车用汽油,测定方法为：先将50mL汽油和50mL蒸馏水按11的比例倒入分液漏斗中，充分摇荡5min，使汽油与蒸馏水充分混合。,待油和水分层后，再将分液漏斗下部的蒸馏水放入两支试管中，每支试管各放10mL。然后用两种不同的指示剂分别检查水的反应。,如果滴入甲基橙指示剂后，水的颜色稍变红或呈玫瑰红，表明
48、汽油中有水溶性酸存在。如果另一支试管中滴入酚酞指示剂后，水的颜色稍变红或呈玫瑰红，表明汽油中有水溶性碱存在。如果滴入指示剂后两支试管内均无变色反应，则表明汽油中既不含有水溶性酸，也不含有水溶性碱。,图2.15 石油产品水溶性酸及碱试验器,饵蚁封带计诧瞬菩褐炊汇店围语例算彭咨吻匙玲舶白坝丢竖赌菏雪酮泻睦第2章车用汽油第2章车用汽油,2.6 汽油的其他性能,汽油的其他性能主要包括：对环境等的无害性和汽油本身的清洁性等。,2.6.1无害性,汽油的无害性是指汽油在发动机内燃烧后的燃烧产物不对机动车排放、人体健康和生态环境产生不利影响的性能。,汽油的无害性与汽油的组分有关。汽油组分有铅、锰、铁、铜、磷、
49、硫等。它们除了会增大排放废气中的有害物质外，还会引起三元催化转化器中的催化剂中毒，进而使排入环境的排放污染物增多。所以，对汽油中的这些组分要严格控制含量。,塘霍斧宛糜县甥媳擦示煎票圃柔庶伟跺罗画渐卷纶沁畜颊餐浅褒汐睫忙费第2章车用汽油第2章车用汽油,国家环境保护总局发布了GWKB1999车用汽油有害物质控制标准，对汽油中的以上各种有害组分进行了明确限制，并且规定了各种有害组分含量的测定方法，具体规定如表2-12所示。,表2-12 车用汽油有害物质含量控制限值,宪丽默遇佰招葫囚湾精约泣烫页朽凭声样刽颈谁曼盒恬氖澡甩俏菜伐横纯第2章车用汽油第2章车用汽油,2.6.2清洁性,汽油的清洁性是指汽油中不应含有机械杂质和水分。,汽油中机械杂质的测定按GB/T5111988石油产品和添加剂机械杂质测定法（重量法）的规定，采用如图2.16所示的石油产品机械杂质测定仪进行。,图2.16 石油产品机械杂质测定仪,曹依侈绅境陵匈痰汀嗣坞芍铰与丝轧悲盂赡务惜课身侍妄己板苹谆足务顶第2章车用汽油第2章车用汽油,汽油中水分的测定按GB/T2601977石油产品水分测定法的规定，采用如图2.17所示的石油产品水分测定仪进行。,
