汽车材料第十一章

第十一章车用燃料的正确使用第二节车用汽油的牌号和规格第三节车用汽油的选择与使用第一节车用汽油的使用性能及评定指标第五节车用柴油的牌号和规格第六节车用柴油的选择和使用第四节车用柴油的使用性能及评定指标第七节汽车新能源1.了解汽油主要性能指标、牌号以及对环境的影响;2.了解轻柴油的主要性能指标、牌号以及对环影响;3.了解无铅汽油的选择原则及使用方法;4.了解轻柴油的选择原则及使用方法。学习目标:一、汽油的蒸发性及评价指标二、汽油的抗爆性及评定指标三、汽油的化学安定性和物理安定性及评定指标四、腐蚀性及评定指标五、清洁性及评定指标第一节车用汽油的使用性能及评定指标一、汽油的蒸发性及评价指标1.蒸发性2.评定指标1.蒸发性汽油由液体状态转变为气体状态的性质称为汽油的蒸发性。汽油能否在进气系统形成良好的可燃混合气,汽油的蒸发性能是主要的因素。2.评定指标评定汽油的蒸发性的指标是馏程和蒸气压力。（1）馏程（2）汽油的饱和蒸气压汽油10%馏出温度与汽油机可能起动的最低温度各种气温下不致引起气阻的汽油饱和蒸气压力二、汽油的抗爆性及评定指标1.抗爆性2.评定指标3.提高车用汽油辛烷值的方法1.抗爆性汽油的抗爆性是指汽油在汽油机燃烧室中燃烧时防止爆燃的能力。汽油机在正常燃烧过程中是火花塞跳火,产生高能量的电火花,使其电极间的可燃混合气温度急剧升高并被点燃,形成火焰中心。火焰前锋约以20～30m/s的速度迅速向燃烧室远离火花塞的各点传播,使混合气绝大部分燃烧完毕释放出热能。2.评定指标评定汽油抗爆性的指标是辛烷值和抗爆指数。汽油的辛烷值主要由其烃类组成和各类烃分子的化学结构决定。同时也与所含烃化合物的种类、数量以及馏分组成有关。从总的概念来说,芳香烃和异构烷烃的辛烷值最高,正构烷烃最低,环烷烃和烯烃居中。辛烷值(或抗爆指数)越高,表示汽油的抗爆性越好。辛烷值是代表汽油机燃料抗爆性的一个约定数值。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,用和被测定燃料具有相同抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分数表示。测定方法有研究法(RON)和马达法(MON)两种;抗爆指数(AKI)等于RON和MON的平均匀值,即:3.提高车用汽油辛烷值的方法(1)采用二次加工的炼制工艺(如烷基化、加氢裂化),以得到含有较高比例的异构烷烃和芳香烃,可使辛烷值大幅提高。(2)在汽油中调入辛烷值改善组分。高辛烷值汽油调和组分———含氧化合物如甲基叔丁醚(MTBE)和叔丁醇(TBA)等。MTBE的研究法辛烷值为117,不仅抗爆性好,因含氧、燃烧性能好,使车用汽油在有较高辛烷值的同时,排放更加干净,它已成为提高汽油辛烷值的主要手段。三、汽油的化学安定性和物理安定性及评定指标1.化学安定性2.化学安定性的评定指标3.物理安定性4.物理安定性的评定指标四、腐蚀性及评定指标1.腐蚀性2.评定指标五、清洁性及评定指标1.清洁性2.评定指标第二节车用汽油的牌号和规格车用汽油（Ⅲ）的技术要求和试验方法接上图第三节车用汽油的选择与使用一、汽油的选择二、汽油的使用注意事项一、汽油的选择选择汽油主要根据汽车使用说明书的要求,以正常运行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。二、汽油的使用注意事项(1)燃油的品质直接影响整车的动力性、经济性、排放性及机件的使用寿命。因此,必须按车辆规定的牌号加注汽油。如奥迪A4不允许加注低于93号的汽油,否则有可能损坏燃油供给系统。(2)油箱要经常装满油,尽量减少油箱中的空气含量,以减少胶质的生成。同时应保持油箱盖通气阀作用良好,按要求定期清洁油箱与汽油滤清器。(3)长期存放后已变质的汽油不能使用,否则,将导致电喷发动机的喷油器结胶堵塞。第四节车用柴油的使用性能及评定指标一、柴油的燃烧性能及评定指标二、雾化和蒸发性及评定指标三、低温流动性及评定指标四、柴油的安定性五、柴油的腐蚀性一、柴油的燃烧性能及评定指标1.燃烧性2.评定指标二、雾化和蒸发性及评定指标1.雾化和蒸发性2.评定指标1.雾化和蒸发性为了保证动力性和经济性,柴油机可燃混合气的燃烧过程必须在活塞位于压缩行程上止点附近迅速完成。要求喷油持续时间极为短促,只有15°～30°的曲轴转角,可燃混合气形成时间只有汽油机的1/30～1/20,在已决定的燃烧室的喷油设备条件下,柴油的雾化和蒸发性决定了柴油在燃烧室内形成混合气的质量和速度。因此,要求柴油有良好的雾化和蒸发性能。2.评定指标1）运动黏度2）馏程3）闪点4）密度柴油50%馏出温度与启动时间的关系三、低温流动性及评定指标1.低温流动性2.评定指标1.低温流动性柴油的低温流动性是反映柴油在低温条件下具有一定的流动状态的性能。柴油的低温流动性能直接影响到柴油能否可靠地供给汽缸,发动机能否正常工作。2.评定指标1）凝点2）浊点3）冷滤点四、柴油的安定性1.安定性2.评定指标五、柴油的腐蚀性1.腐蚀性2.评定指标1.腐蚀性柴油中含有硫及硫化物、水分及酸性物质,对零件产生腐蚀作用,燃烧后的排放污染严重,而且促进柴油机沉积物的生成。所以要求柴油具有无腐蚀性。2.评定指标1）硫含量2）硫醇硫含量柴油硫含量对柴油机的影响柴油的硫醇硫含量对喷油泵柱塞副腐蚀磨损的影响第五节车用柴油的牌号和规格《车用柴油》(GB/T19147—2003)将车用柴油从轻柴油的质量要求中分出来,制定比一般轻柴油质量更高,与欧洲Ⅱ排放标准相适应的我国车用柴油标准。第六节车用柴油的选择和使用一、车用柴油的选择二、使用注意事项一、车用柴油的选择部分地区风险率为10%的最低气温（℃）接上图二、使用注意事项(1)不同牌号的柴油可掺兑使用,以降低高凝点柴油的凝点。(2)不能在柴油中掺入汽油,因为汽油的发火性能差,掺入汽油会导致起动困难,甚至不能起动。(3)低温起动可以采取预热措施,也可使用低温起动液。(4)柴油加入油箱前,要经过沉淀和过滤,沉淀时间不少于48h,以除去杂质,确保柴油的清洁。第七节汽车新能源一、天然气二、液化石油气三、醇类燃料四、电能五、氢气一、天然气1.天然气特点2.天然气现状与前景1.天然气特点(1)热值高,天然气的体积和质量低热值都比汽油高,因为密度低,所以,理论混合气热值比汽油低。(2)抗爆性能好,天然气的主要成分是甲烷,甲烷的研究法辛烷值为130。(3)混合气发火界限高,天然气与空气混合后具有很宽的发火界限。为发动机稀燃技术提供保证,从而进一步提高燃料经济性,降低排放。(4)着火温度高火焰传播的速度慢,需要较高的点火能量。2.天然气现状与前景天然气汽车是世界公认的“清洁燃料”,天然气以其丰富的自然资源和低排放性能受到各国的普遍重视,其中有富气贫油的国家,如意大利、加拿大、新西兰、阿根廷、澳大利亚、巴西等,也有环保要求严格的国家,如美国、日本等。二、液化石油气液化石油气是由以三个或四个碳原子的烃类如丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)为主的一种混合物。液化石油气的特点:(1)热值高以重量计算,热值高于汽油;(2)抗爆性能好液化石油气研究法辛烷值在100～110范围内;(3)燃烧完全、积炭少、排放污染物低液化石油气与空气混合均匀,有利燃烧;(4)着火温度高火焰传播的速度慢,需要较高的点火能量。三、醇类燃料醇类燃料汽车是指以甲醇或乙醇为燃料的汽车。甲醇可从天然气、煤、石脑油、重质燃料、木材和垃圾等物质中提炼。乙醇的原料主要是含糖作物、含淀粉作物,如甘蔗、甜菜、土豆、玉米、草秆等。醇类燃料特点:(1)辛烷值比汽油高,可采用高压缩比提高热效率。(2)蒸发潜热大,使得低温起动和低温运行性能恶化。(3)常温下为液体,操作容易,储带方便。(4)可燃界限宽,燃烧速度快,可以实现稀燃技术。(5)与传统的发动机技术有继承性,特别是使用汽油—醇类混合燃料时,发动机结构变化不太大。(6)热值低,甲醇的热值只有汽油的48%,乙醇的热值只有汽油的64%。(7)沸点低,蒸气压高,容易产生气阻。(8)甲醇有毒。(9)腐蚀性大,醇具有较强的腐蚀性,能腐蚀锌、铝等金属。醇与汽油的混合燃料对橡胶、塑料的溶胀作用比单独的醇或汽油都强,混合20%醇时对橡胶溶胀作用最大。(10)醇混合燃料容易发生分层,醇的吸水性强,混合燃料进入水分后易分离为两相。醇类燃料在汽车上应用主要有三种类型:掺烧、纯烧和改质。四、电能1.电能特点2.电能现状与前景1.电能特点(1)直接污染及噪声小。(2)电能来源方式多。(3)结构简单。(4)比能低,汽车持续行驶里程短,动力性差。(5)成本高。(6)充电时间长。2.电能现状与前景电动汽车在限定范围内应用的技术已经成熟,但电动汽车广泛应用还存在许多问题,还需要一定的时间,但有希望成为未来汽车的主体。五、氢气1.氢气特点2.氢气现状与前景1.氢气特点(1)热值高,热效率高。(2)辛烷值高。(3)燃烧后不产生有害气体。(4)氢气生产成本高。(5)气态氢能量密度小,储运不方便,液态氢技术难度大,成本高。2.氢气现状与前景氢气作为汽车燃料最大的问题是制取与携带。氢气制取的方式很多,但成本都非常高,目前阶段没有找到解决的办法。目前,氢气汽车还处在研究探索阶段,但随着石油资源的减少和人类科技的不断进步,氢气汽车的前景十分光明。各发达国家都不惜财力、人力进行研究,以备未来其他能源消耗殆尽时起主导作用。小结1.汽油的使用性能好坏直接影响到汽油发动机的工作,尤其是现代电喷发动机的工作,因此要求汽油具有良好的蒸发性、抗爆性、安定性、腐蚀性和清洁性。2.我国执行了新的汽车排放标准,实现了汽油无铅化,按新的国家标准,无铅汽油按研究法辛烷值划分为90号、93号和97号三个牌号。3.汽油选用的原则是以不发生爆燃为前提进行选择适当牌号的汽油。4.柴油的使用性能指标有:燃烧性、雾化蒸发性、低温流动性、安定性和腐蚀性等。5.车用柴油按柴油的凝点将柴油分为10号、5号、0号、-5号、-10号和-20号六个牌号。6.柴油牌号的选择主要是根据当地当月最低气温进行选择。为保证在最低气温下柴油机能正常工作,凝点应比环境气温低5℃以上。7.天然气、液化石油气、甲醇燃料、乙醇燃料、电能、氢能等已成为我国汽车燃料的新能源。