《汽车材料》第六章汽车用燃料

《汽车材料》第六章汽车燃料第六章汽车燃料燃料是指某些能将自身储备的化学能经过化学反应（燃烧）后能放出大量热能的物质，如常见的木材、木炭、煤、酒精、煤油、汽油、柴油等。汽车燃料主要指汽油机（点燃式发动机）用燃料和柴油机（压燃式发动机）用燃料，它们目前是当前汽车运行的主要动力来源，传统的汽车燃料主要指汽油和柴油，它们均来自石油。但由于石油是一种不可再生能源，且随着人们对环保的要求越来越高，汽车制造商开始不断投入巨额资金，研制污染排放少、又利于环境保护的代用燃料和代用燃料汽车。就世界范围而言，最成功的代用燃料是液化石油气（LPG）和压缩天然气（CNG）。任务目标§6—1汽油1.熟悉车用汽油的使用性能和规格2.合理选用车用汽油3.正确使用车用汽油§6—1汽油汽油是由石油分馏或重质馏分裂化制得的，属于油品的一种。它是轻型车和轿车发动机的主要燃料。一、汽油的基本性质汽油在常温常压下为具有特殊气味的无色或淡黄色透明液体，易挥发，易燃烧，其主要成分为含4～12个碳原子的脂肪烃和环烃类，此外还含少量芳香烃和硫化物。一辆白色的上海别克轿车驶入了加油站，在几台加油机上，分别标有90#、93#、97#等牌号。那么，上海别克轿车应开到哪台加油机上去加油呢？任务分析选择汽油牌号过高，会增加汽车运行成本；选用汽油牌号过低则会影响汽车的动力性和经济性。正确选用车用汽油，可以从以下几个方面入手：1了解车用汽油的使用性能和评价指标23掌握车用汽油的选用原则和使用注意事项熟悉车用汽油的牌号和规格二、汽油的使用性能1.蒸发性蒸发性是指汽油从液态转化为气态的能力，汽油的蒸发性影响着燃料的雾化质量。(1)汽油蒸发性对发动机的影响蒸发性好，发动机在低温、冷车下起动性能好，加速能力强，功率大。蒸发性差，汽油雾化不良，使可燃混合气品质变坏，发动机起动困难，功率下降，油耗增加。蒸发性过强，会使燃油系统产生“气阻”，使供油中断，使汽油在保管和使用中的蒸发损失加大。二、汽油的使用性能（2）汽油蒸发性的评价指标●馏程馏程是指定量油品在规定条件下蒸馏时，从初馏点到终馏点的温度范围。汽油馏程以初馏点、10%馏出温度、50%馏出温度、90%馏出温度、终馏点和残留量来表示。国家有关标准规定：汽油10%的馏出温度≤70℃汽油50%馏出温度≤120～145℃汽油90%馏出温度≤190℃汽油终馏点温度≤205℃汽油的残留量≤1.5％～2％二、汽油的使用性能●饱和蒸气压饱和蒸气压是指汽油的液、气两相达到平衡时的汽油蒸气压强。汽油饱和蒸气压高，说明汽油含轻质成分多，挥发性好、起动性好，但产生“气阻”的倾向大，在储存中的蒸发损耗大。国家汽油质量指标规定：饱和蒸气压≤67kPa二、汽油的使用性能2.抗爆性汽油的抗爆性指汽油在汽油机中燃烧时抵抗爆燃的能力。（1）汽油抗爆性的评定指标通常采用辛烷值作为汽油抗爆性的评定指标。测试辛烷值的方法有研究法和马达法两种，分别得到研究法辛烷值和马达法辛烷值。二、汽油的使用性能研究法辛烷值(RON)表示汽油机在中负荷、低转速运转条件下汽油的抗爆性。它是模拟了轿车在城市道路条件下行驶的工况而测得的。马达法辛烷值(MON)表示汽油机在重负荷、高速运转条件下汽油的抗爆性。模拟载货汽车在公路条件下行驶工况测得的。同一种汽油用研究法测定的辛烷值比马达法测定的辛烷值要高6～10个单位。这一差值称为汽油的灵敏度，汽油灵敏度越小越好。二、汽油的使用性能（2）改善抗爆性的方法●采用新的炼制工艺，生产出含有高辛烷值的汽油在低辛烷值汽油中加入抗爆剂，过去广泛采用的抗爆剂是四乙基铅，但含铅汽油燃烧废气中有强烈的致癌物质，因此，各国先后取消使用含铅汽油。●在汽油中调入辛烷值高的改善组分20世纪70年代起，国外出现了新的高辛烷值汽油调合组分，如甲基叔丁醚(MTBE)等含氧化合物，可代替四乙基铅及减少芳香烃调入量。二、汽油的使用性能3.安定性汽油的安定性是指汽油在储存、运输、加注和其他作业时抵抗氧化生胶的能力。安定性不好的汽油，容易发生氧化反应，生成胶状物质和酸性物质，使辛烷值降低，酸值增加，颜色变深，产生黏稠沉淀。使用安定性不好的汽油，会给汽车发动机带来严重的危害，从而使发动机的性能显著下降。二、汽油的使用性能汽油安定性的主要评定指标●实际胶质实际胶质是指在规定条件下测得的发动机燃料的蒸发物，以mg/100mL表示。对于汽油的实际胶质的规定：出厂时≤5mg/l00mL；出厂后4个月检查封样时≤l0mg/100mL；油库交付给使用单位时，允许≤25mg/l00mL。●诱导期诱导期是指在规定的加速氧化条件下，油品处于稳定状态下所经历的时间周期，以min表示。诱导期越长，越适宜长期储存。一般国产汽油出厂时诱导期在600～800min，在普通条件下储存21个月后，诱导期仍在400～500min。二、汽油的使用性能4.防腐性汽油的防腐性是指汽油阻止与其相接触的金属被腐蚀的能力。汽油的防腐性指标硫含量、博士试验、铜片腐蚀试验、酸度、水溶性酸和水溶性碱等。汽油中硫含量高，使汽车排放尾气中有害物质增多，污染严重，硫还会使催化转化器中的催化剂中毒，使催化剂活性下降，甚至失效。5.清洁性汽油的清洁性是指汽油是否含有机械杂质和水分。汽油清洁性的评定指标：●机械杂质机械杂质会造成油路堵塞，磨损加剧等严重后果。●水分水分混入汽油中，会加速汽油的氧化和金属的腐蚀。二、汽油的使用性能三、国产汽油的牌号及选用1.车用汽油的牌号无铅车用汽油有90号、93号、95号三个牌号。我国车用汽油均用无铅汽油。其牌号是按照研究法辛烷值(RON)划分的，汽油牌号中的数字就是辛烷值。2.根据环保法规的要求，汽车必须使用无铅汽油国外开始生产新配方汽油(RFG)。我国的无铅清洁汽油是加入5%～10%醇类，并在出厂前调制好。由于醇类的燃烧值低于烃类，使用无铅清洁汽油的汽车动力性相对不足。3.车用无铅汽油的质量指标要求项目质量指标90号93号95号抗爆性：研究法辛烷值（RON）不小于抗爆指数（RON+MON）/2不小于908593889590铅含量/（g·L-1）不大于0.005馏程：10%蒸发温度/℃不高于50%蒸发温度/℃不高于90%蒸发温度/℃不高于残留量（体积分数）（％）不大于701201902蒸汽压/kPa：从9月16日至3月15日不大于从3月16日至9月15日不大于8874三、国产汽油的牌号及选用3.车用无铅汽油的质量指标要求95号93号90号质量指标项目35.7烯烃含量（%）不大于40苯芳烃含量（%）不大于2.5苯含量（体积分数）（%）不大于无机械杂质及水分无水溶性酸或碱1铜片腐蚀（50℃，3h），级不大于通过0.001硫醇（需要满足下列要求之一）博士实验硫醇含量（质量分数）（％）不大于0.010硫含量（质量分数）（%）不大于480诱导期/min不小于5实际胶质/（mg/100mL）三、国产汽油的牌号及选用1.汽油蒸气排放（EVAP）控制系统汽油蒸气排放控制系统的组成与工作原理2.电控汽油蒸气排放控制系统韩国现代轿车EVAP系统一、车用汽油牌号的选用（1－1）应用案例：“任务引入”中的上海别克轿车要加几号汽油呢？选用汽油有哪些原则呢？使用汽油有哪些注意事项呢？1.案例分析根据前面所学的汽油的使用性能、评价指标和汽油的牌号，可以总结出汽油的选用有如下几条原则：（1）根据汽车使用说明书的要求选择汽油牌号（2）根据汽车发动机压缩比ε选择以正常条件下发动机不发生爆燃为前提，选择适当牌号的车用汽油。（3）根据使用条件选择汽油牌号高原地区大气压力小，空气稀薄，汽油机工作时爆震倾向减小，可以适当降低汽油的辛烷值。（4）根据使用时间调整汽油牌号的选择发动机使用时间较长后，发动机气缸压力增加，这类汽车在维护后应该选用辛烷值高一级的汽油。（5）选择时应重视汽油的质量加入质量低劣的燃油，不仅影响发动机的使用性能，会使动力性差、排放高、油耗高、严重的还会使发动机机件损坏。三、国产汽油的牌号及选用2.汽油牌号的选择按照使用说明书的要求，上海别克使用93号汽油。目前，我国大部分载重汽车及部分轿车均采用90号国产汽油，如CAlO9l、EQl091、桑塔纳、奥迪V6、捷达、本田雅阁、富康轿车等；上海别克、夏利电喷轿车使用93号国产汽油；上海帕萨特B5、日产风度、奔驰S6O0轿车等使用95号国产汽油。因此，上海别克轿车应开到93号汽油加油机上加油。三、国产汽油的牌号及选用3.使用汽油的注意事项●发动机长期使用后，可考虑更换汽油牌号。●原用低牌号汽油的发动机改用高牌号时，可适当提前点火提前角。●在炎热的夏季和高原地区，应加强发动机散热，或者换用饱和蒸气压较低的汽油。●汽油中不能掺入煤油或柴油。●不要使用长期存放变质的汽油。●汽油易燃、易爆、易产生静电，使用中要注意安全。三、国产汽油的牌号及选用一、选择题1．引起汽油发动机三元催化转化器中毒是因为汽油中含有（）。A.氧B.铅C.水D.碳2．汽油选用的原则是以发动机工作时不发生（）为前提。A.飞车B.表面燃烧C.爆燃D.共振3．（）馏出温度表示汽油中含重质成分的多少。A.10%B.50%C.90%D.100%二、判断题1．使用安定性差的汽油，会造成电喷发动机的喷嘴胶结。（）2．电喷发动机汽油牌号的选择要严格按照压缩比进行。（）3．一般海拔每上升100m，选用汽油辛烷值要升高约0.1个单位。（）三、填空题1.车用汽油的使用性能包括蒸发性、、、和清洁性。2.我国按划分无铅汽油牌号，共有、、、三个牌号。3.评定汽油的清洁性的指标是和。四、问答题1.如何合理选用汽油，汽油的使用有哪些注意事项？2.汽油的使用性能有哪些，分别有哪些评价指标？任务目标§6—2柴油1.熟悉车用柴油的使用性能、规格和评价指标2.能正确选用车用柴油3.会合理使用车用柴油南方炎热的夏季气温高达40℃，而北方寒冷的冬天气温低至零下40℃以下。汽车在这两种不同环境下工作，能使用同一种型号的柴油吗？南方炎热的夏天北方寒冷的冬天任务分析学会选择和使用车用柴油，可以从以下几个方面入手：1了解车用柴油的使用性能及评价指标23熟悉车用柴油的牌号和规格掌握车用柴油的选用原则和使用注意事项一、柴油的基本性质轻柴油是指原油经常压蒸馏在270~365℃馏分温度范围内得到的石油馏分。它由不同的碳氢化合物混合组成，其主要成分是9到18个碳原子的链烷、环烷或芳烃，其化学和物理特性位于汽油和重油之间，沸点在170℃至390℃间，密度为0.82~0.845kg/l。柴油和汽油相比，具有自燃点低、挥发性能差、馏分重、粘度和相对密度大，贮存、运输过程中损耗小，使用安全等特点。二、柴油的使用性能1.柴油的燃烧性能及评价指标①燃烧性柴油的燃烧性是指其自燃能力柴油的燃烧性能差，着火延迟期就长，发动机工作粗暴；反之，燃烧性能良好的柴油，柴油机工作柔和。②评价指标柴油燃烧性的评定指标是十六烷值十六烷值采用和被测定燃料具有相同着火延迟期的标准燃料中正十六烷的体积百分数表示。十六烷值高的柴油，其燃烧性能好，着火延迟期短，低温起动性好。但十六烷值过高，柴油的低温流动性、喷雾和蒸发性差。标准规定：轻柴油十六烷值不小于48。2.雾化和蒸发性及评价指标①雾化和蒸发性柴油的雾化和蒸发性决定了柴油在发动机燃烧室内形成混合气的质量和速度，车用柴油必须具有良好的雾化和蒸发性能。②评价指标评定柴油的雾化和蒸发性的主要指标是运动黏度、馏程、闪点和密度。二、柴油的使用性能●运动黏度运动黏度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度。运动黏度影响着柴油的流动性和雾化质量。柴油黏度太大或太小都会对发动机产生严重的影响，因此，每一种牌号柴油的运动黏度都规定了一个范围值。●馏程柴油馏程的测定项目有50%、90%和95%馏出温度。50%馏出温度越低，柴油蒸发速度越快，柴油机越易起动。90%和95%馏出温度越低，混合气燃烧越完全。二、柴油的使用性能●闪点在规定条件下，加热油品所逸出的蒸气和空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火的最低温度叫闪点，单位是℃。闪点低，说明柴油中轻质馏分多，蒸发性能好，但不能过低，否则会引起柴油机工作