汽油的质量要求及性能指标

1、汽油的质量要求及性能指标（一）汽油的质量要求：    汽油性能的优劣,对于汽油发动机的动力性、经济性、可靠性及使用寿命等均有很大影响。对汽油的质量要求是:    l.良好的蒸发性,保证发动机在冬季易于启动,在夏季不易产生气阻,并能较充分燃烧。    2.抗爆性好,辛烷值合乎要求,保证发动机工作稳定、运转正常,不发生爆震,以充分发挥发动机功率。    3.安定性好,即诱导期要长,实际胶质要小,使汽油在长期的储存过程中不会发生辛烷值降低、酸

2、度增大、颜色变深等质量变化,也不致于生成过多的胶状及酸性物质。    4.抗腐蚀性要好,在储存及使用过程中保证汽油不会腐蚀储油容器及汽油机机件。     (二) 评价汽油性能的指标:    l.汽油的蒸发性及其评价指标    汽油由液体状态转化为气体状态的性能,称为汽油的蒸发性。我们知道,在发动机内,汽油经过化油器时被汽化,同一定比例的空气均匀混合后进入燃烧室被点燃燃烧。因此,汽油良好的蒸发性,可保证发动机在各种条件下易于启动、加速及正

3、常运转。汽油的蒸发性越好,就越易汽化,在冷车或低温条件下就能使发动机顺利起动和正常工作。反之,若汽油的蒸发性差,会使汽油汽化不完全,难以形成具有足够浓度的混合气,不但使发动机启动性变差,而且混合气中有一些悬浮的油滴进入燃烧室中。这就将导致发动机工作不稳定、燃烧不完全,使油耗升高、排污增加。此外,没有完全燃烧的油滴,还会因活塞环密封不严而附于气缸壁上,破坏润滑油膜,甚至渗入曲轴箱内,稀释润滑油,增加机件的磨损。    需要指出的是,汽油的蒸发性过强也是不合适的,一方面,会使汽油在储运过程中轻质馏分损耗过多。再则是在温度较高时,汽油在化油器以前的油道中,易于

4、蒸发形成油气,使得油泵、输油管等曲折处或在油管较热部位产生气泡,阻滞汽油流通,使供油不畅甚至中断,造成发动机熄火,这种现象通常称之为“气阻“。在炎热季节、高原或是重载(如爬长坡、带拖挂车)条件下工作的汽车,如使用蒸发性过强的汽油,就易产生气阻,造成行车故障甚至发生事故。因此,所用汽油的蒸发性应适中。    通常,评价汽油蒸发性的指标有:馏程与饱和蒸气压。    (l)馏程 馏程是油品在规定条件下蒸馏所得到的,以初馏点和终馏点表示其蒸发特征的温度范围。馏程用来判定石油产品轻、重馏分含量的多少。汽油的馏程清楚地表明了它

5、在使用时蒸发性能的好坏。    初馏点与10X馏出温度表示汽油中含低沸点轻质馏分的多少。当初馏点与10冗馏出温度过低时,汽油蒸发性强,易产生气阻现象;过高时,汽油蒸发性差,冬季或冷车不易启动。GB484一93要求汽油10冗馏出温度不高于70C。50%馏出温度是表示汽油的平均蒸发性,它能影响发动机的加速性。50X馏出温度低,汽油的蒸发性就好,发动机的加速性也就好且工作稳定。GB484-93要求汽油50X馏出温度不高于120C。90几馏出温度与终馏点表示汽油中不易蒸发和不能完全燃烧的重质馏分的含量。这两个温度低,表示其中不易蒸发的重质组分少,能够燃烧完全。反

6、之,则表明汽油中重质组分多,汽油不能完全蒸发与燃烧。这样,就会增大油耗,排污增加且工作不稳定,甚至还会使未充分燃烧的燃油流入曲轴箱稀释润滑油,加剧机件磨损。因此,对汽油的90%馏出温度与终馏点均作了严格限制,GB484一93中要求90%馏出温度不高于l90C,终馏点不高于205C。    汽油的残留量指标表示汽油中最不易蒸发的重质成分与储存过程中生成的氧化胶状物含量的多少。残留量指标高,会使燃烧室及气门组件积炭增加,进气系统与化油器喉管结胶严重,从而影响发动机的正常工作。GB484一93中规定残留量不大于2%。   

7、0;(2)饱和蒸气压 在规定条件下,油品在适当的试验装置中,气液两相达到平衡时,液面蒸气所显示的最大压力称为饱和蒸气压。饱和蒸气压用来评定汽油的蒸发强度。饱和蒸气压指标值高说明汽油中轻质馏分含量高,其蒸发性好,使用时,发动机产生气阻的可能性就大,储运时轻质馏分损失的趋向也就大,但发动机起动性好。因此,大气压力与环境温度不同时,对汽油的饱和蒸气压的要求也不同。GB484一93规定汽油蒸气压从9月l日至次年2月29日不大于88kPa，从3月l日至8月31日不大于74kPa。     饱和蒸气压的测定是按GB/T8017一87(车用汽油)或GB/T257一64

8、(90)(汽油)的规定进行的。    2.汽油的抗爆性及其评价指标    (l)汽油的抗爆性 是指汽油在发动机中燃烧时,不发生爆震的能力。爆震也称“火头响,是发动机工作时的一种不正常现象。    汽油在发动机中正常燃烧时,火焰的传播速度大致在50m/s左右,气缸内温度与压力都呈均匀上升。但当使用抗爆性差的汽油时,燃烧情况就不同了,当混合气被点燃后,火焰前锋以一定速率扩散传播,但火焰前锋尚未到达的那部分混合气,在气缸内高温、高压的作用下，生成大量的过氧化物。过氧化物是一种极不稳

9、定的化合物,积聚量达一定值时,不等火焰前锋传播到,它就会自行分解，导致爆炸燃烧,形成压力冲击波,使气缸内产生清脆的金属敲击声，这种不正常燃烧现象就称之为爆震。产生爆震的因素较多,除汽油牌号过低、发动机负荷过重及发动机过热外,发动机的压缩比也和爆震的产生关系极大。高压缩比发动机经济性好,但产生爆震的趋向明显增大。所以,应根据汽油机压缩比合理选用汽油,压缩比高,要求汽油的牌号也就高。另外,驾驶操作水平及发动机结构设计也对爆震产生影响。因此,爆震限制了发动机压缩比的提高,使发动机的经济性下降,长时间爆震还会使发动机过热,甚至使零件损坏。    (2)汽油抗爆性

10、的评价指标 汽油抗爆性可用汽油的辛烷值来评价。辛烷值是代表点燃式发动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。采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来表示。测定辛烷值的方法不同,所得值也不同,因此,引用辛烷值时,应指明所采取的方法。    马达法辛烷是按GB/T503一85(91)的规定进行测定,研究法辛烷值是按GB/T5487一88(91)的规定进行测定。马达法辛烷值与研究法辛烷值(辛烷值在100或100以下时)测定时,都是在标准条件下,把试样与巳知辛烷值的参比燃料的爆震倾向进行比较

11、。参比燃料是由异辛烷(辛烷值为100)和正庚烷(辛烷值为零)混合而成的.与试样中爆震强度相当的参比燃料中所含的异辛烷的体积百分数,就是该试样的辛烷值。    研究法辛烷值与马达法辛烷值测定方法与设备基本相同,不同的只是测定时的标准条件不同。最主要的不同在于马达法辛烷值以较高的混合气温度(一般加热至149'C)和较高的发动机转速(9OOr/min土10r/min)的苛刻条件为其持征所测得。一般用以测定在发动机节气门全开和发动机高速运转时汽油的抗爆性。而研究法辛烷值则以较低的混合气温度(一般不加热)和较低的发动机转速(600r/min±6r

12、/min)的中等苛刻条件为其特征所测得。一般用以评定发动机由低速过渡到中速运行时汽油的抗爆性。同一种汽油的研究法辛烷值一般要比马达法辛烷值高,可用下列关系式来近似换算两者的数值,即:          马达法辛烷值=研究法辛烷值*0.8十10    研究法辛烷值与马达法辛烷值之差称为汽油的敏感性。    马达法辛烷值与研究法辛烷值都是在专门的单缸发动机上,在标准试验条件下测定而得的,它们都不能全面反映车辆运行条件下燃

13、料的抗爆性能。因此,提出了计算车辆实际运行条件下的抗爆性能经验关系式,即:               抗爆指数=(RON十MON)/2式中:RON-研究法辛烷值;        MON-马达法辛烷值。    显然,抗爆指数所反映的是一般运行条件下汽油的平均抗爆性能。    由上述可知,汽

14、油的辛烷值越高,它的抗爆性就越好,发动机的动力性与经济性就越能得以体现。    (3)提高汽油辛烷值的方法 目前,提高汽油辛烷值的途径主要有以下三种,    采用先进的炼制工艺,以生产出含有高辛烷值成分多的汽油。组成汽油的化合物一般为烷烃、环烷烃、芳香烃与烯烃,烷烃、环烷烃的体积含量一般在50%以上,芳香烃不高于35%烯烃一般低于15%。芳香烃与异构烷烃的热氧化安定性好,相对应的辛烷值可达100左右;环烷烃的辛烷值次之;烯烃又次之;正构烷烃辛烷值最低。不同的炼制工艺,所获汽油组分的辛烷值也不同,一般而言,用常压蒸馏

15、法获的直馏汽油组分,含正构烷与环烷烃较多,异构烷、芳香烃和烯烃含量较少,所以辛烷值只有40一55;用热裂化和焦化法制取的汽油部分，因含有较多烯烃，辛烷值达50-60；催化裂化、催化重整和加氢裂化是较先进的二次加工方法，炼出的汽油著称组分含异构烷烃和芳香烃较多，其辛烷值高达70-85以上。由此可见，采用先进的生产工艺是提高既有辛烷值的有效途径之一。    在汽油中调入改善辛烷值的组分，如加入烷基化油、异构化油、苯、甲苯及工业异辛烷等都能提高汽油的辛烷值。70年代国外出现了新的高辛烷值汽油调和组分，如甲基叔丁基醚和叔丁醇。甲基叔丁基醚在汽油中的加入量一般为1

16、0%，可以大大改善汽油的抗暴性，是生产优质汽油上好的调和组分。    加入抗爆添加剂。使用最多的抗爆剂是四乙基铅，在汽油中添加少量的四乙基铅便可极显著地提高汽油的辛烷值。    四乙基铅是一种带水果香味，具有剧毒的油状液体，它能通过呼吸道、食道以及无伤口的皮肤进入人体，而且很难排泄出来，当进入人体体内的铅积累到一定程度时（通常以血中浓度超过80ug/100L为标志），便会使人中毒。为防止中毒，含铅汽油往往带有一定的颜色，使人们接触它时便于识别，以引起注意，防止中毒。四乙基铅提高汽油辛烷值的幅度随原油及炼制工艺的不同

17、而异，对应于不同的汽油有它最佳添加量，超过此量，辛烷值的提高幅度随四乙基铅的增多而减少，甚至没有效果。汽油中四乙基铅含量一般不超过0.13%（可提高辛烷值20-28个单位），GB484-93中规定90号汽油铅含量不大于0.35g/LO,93号，97号汽油中铅的含量不大于0.45g/L。    四乙基铅提高汽油抗爆性机理十分复杂，通常认为四乙基铅在200C以上温度时即开始分解，铅与未燃混合物中的过氧化物进行反应，其结果破坏了过氧化物，生成了活性不强的氧化物，中断了氧化物生成的连锁反应，使过氧化物不致积聚与分解，这就避免了爆震。但是，汽油中加入了四乙基铅也有

18、其不利的一面，四乙基铅与过氧化物反应后生成的氧化铅，它的沸点高达1470C，氧化铅微粒不易随废气排出而是沉积在发动机的气缸壁、缸盖及火花塞与气门组件上，从而破坏了发动机的正常工作，并增大了机械磨损。因此,往汽油中添加的不是纯四乙基铅,而是混合有一种叫做导出剂的物质。这种导出剂在燃烧时能与四乙基铅燃烧后生成的氧化铅起作用而生成较易气化的漠化铅与氯化铅(沸点分别为916'C和950'C儿而气缸内燃烧后温度达12001300'C,所以漠化铅与氯化铅均能呈气体状态随废气排出缸外,这就减少了氧化铅在气缸内的积聚,保证发动机能正常工作。四乙基铅与导出剂的混合液叫做乙基液,俗称铅水。

19、我国乙基液中四乙基铅合量一般为54%左右。    随着车辆保有量的不断增多,汽车排放的废气给人类的生存环境带来越来越大的危害。为了保护环境、控制污染,许多国家制订了汽车废气排放控制标准与环保法规。为了达到规定的废气排放标准,采取简便有效的措施是在汽车的废气排出前经过催化转换器,使有害的CO、NO和HC转化为二氧化碳、水、氮和氧。但加铅汽油废气中有使催化转换中催化剂中毒失效的成分。所以,为满足环保方面的要求以及随着汽油生产工艺水平的不断提高,严格限制汽油中的铅加入量,逐步向低铅及无铅汽油过渡是必然的。美国80年代,无铅汽油的比例巳达75%以上,我国巳颁布了

20、无铅车用汽油的行业标准(SH0041一93),无铅汽油产品的使用也将逐渐增多。    3.汽油钠安定性及其评价指标    (l)汽油的安定性及其对发动机工作的影响 汽油在其正常的储存与使用过程中,保持其性质不发生永久变化的能力,称为汽油的安定性。安全性差的汽油,在储存及运输过程中易发生氧化反应,生成胶状与酸性物质,使辛烷值降低,酸值增加。汽油中生成的胶质过多时,会使发动机工作时,油路易被阻塞,供油不畅,混合气变稀气门被粘着而关闭不严;还会使积炭增加,导致散热不良而引起爆震和早燃;沉积于火花塞上的积炭,还可能造成点火

21、不良,甚至不能产生电火花。以上所述,都会造成发动机工作不正常,油耗增加。所以,GB484一93对汽油的安定性提出了严格要求。    (2)评定汽油安定性的指标 评定汽油安定性的指标主要有实际胶质与诱导期。    实际胶质 在规定条件下测得的汽油蒸发残渣中的正庚烷不溶部分。可按GB/T8019一87的规定进行测定,方法概要为:将已知量的燃料在控制温度和控制空气的条件下蒸发,将正庚烷抽提前和抽提后的残渣分别称重,所得结果以mg/100mL报告,便可测得汽油实际胶质。另外,实际胶质允许用GB/T509一88进行测定,但仲

22、裁试验应以GB/T8019一87为准。GB/T484一93中规定汽油的实际胶质不大于5mg/100mL,但经过运输与储存,使用时往往要大于此值,一般允许不大于25mg/100mL。    诱导期 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。可按GB/T 8018一87的规定进行测定(SH0112一92中规定以GB/T256一64(90)进行测定)。方法概要为:试样在氧弹中氧化,此氧弹先在15C一25'C下充氧至68gkPa,然后加热至98'C一102'C之间。按规定的时问间隔读取压力,或连续记录压力,直至到达转折点。

23、试样到达转折点所需要的时问即为试验温度下的实测诱导期。由此实测诱导期就可以计算100'C时的诱导期。汽油的诱导期以分钟计,显然,汽油的诱导期长,其氧化和形成胶质的倾向就小。GB484一93规定汽油的诱导期不小于480min。    (3)提高汽油安定性的措施 一是通过采用新的炼制工艺,使易氧化的活泼的烃类及非烃类尽量减少;再则是可在汽油中添加抗氧防胶剂和金属钝化剂。    4.汽油的防腐性及其评价指标    汽油成分中的各种烃类,都是没有腐蚀性的,而引起腐蚀的物质是硫

24、、硫化物、有机酸、水溶性酸、碱等。由于汽油要与各种金属器件接触,如有腐蚀性,就会对储油容器及发动机机件产生腐蚀。所以,在汽油的国家标准中,对汽油的腐蚀性有严格的要求。汽油防腐性一般用硫含量、铜片腐蚀试验、水溶性酸或碱、酸度、博士试验等指标未评定。    (l)硫含量 是指存在于油品中的硫及其衍生物(硫化氢、硫醇、二硫化物等)的含量,以质量百分比表示。汽油中含有的硫及硫的衍生物,遇到水或水汽时,会生成亚硫酸和硫酸等,在汽油燃烧的条件下,这种趋向更强烈。亚硫酸与硫酸对金属有强的腐蚀作用同时,硫还能降低汽油的辛烷值及汽油对四乙基铅的感受性(即减弱加入四乙基铅对

25、于汽油辛烷值的提高幅度)。因此GB/T484一93中规定硫含量不得大于0.15几。硫含量的测定可按GB/T380一77(88)进行,方法概要为:将一定量的试样在灯中燃烧,用碳酸钠水溶液吸收生成的二氧化硫,并用容量分析法测定而得。    (2)铜片腐蚀试验 在规定条件下测试油品对于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。测定时,按GB/T5096一85(91)规定进行(等效采用美国试验与材料协会标准ASTMD130一983八方法概要为:把一块已磨光的铜.片浸没在一定的试样中,并按产品标准要求加热到指定的温度,保持一定的时问。待试验周

26、期结束时,取出铜片,经洗涤后与腐蚀标准色板进行比较,确定腐蚀级别。腐蚀标准色板分为4级,l级为轻度变色;2级为中度变色;3级为深度变色;4极为腐蚀。各级变色及腐蚀标准中均有详细说明。GB/T484一93中规定汽油的铜片腐蚀(50C,3h)不大于l级。SHO12一92中规定铜片腐蚀试验采用GB/T378一64(90)。    (3)水溶性酸或碱 水溶性酸是指无机酸和低分子有机酸,水溶性碱是指氢氧化钠等。它们一般是在石油炼制过程中残留下来的,对金属有强烈的腐蚀作用,汽油中不允许存在。测定时可按GB/T259一88规定进行。方法概要为:用蒸馏水或乙醇水溶液抽提

27、试样中的水溶性酸或碱,然后,分别用甲基橙或酚酞指示剂检查抽出液颜色的变化情况,或用酸度计测定抽提物的pH值,以判断有无水溶性酸或碱的存在。    (4)酸度 中和100mL石油产品所需氢氧化钾的毫克数称为酸度,以mgKOH/100mL表示。未加乙基液的汽油可按GB/T258一77(88)的规定进行酸度测定,方法概要为;用沸腾的乙醇抽出试样中的有机酸.然后用氢氧化钾乙醇溶液进行滴定。含乙基液的车用汽油按SH/T0116一92的规定进行酸度测定。GB/T484一93中规定汽油的酸度不大于3mgKOH/100mL。    

28、;(5)博士试验 在升华硫存在的条件下,用亚铅酸钠和轻质石油产品的作用,以检查油中硫醇或硫化氢的试验。汽油中,不但存在有硫,还存在有硫的衍生物,故仅测硫含量,往往不能准确反映实际情况,因此,需通过博士试验进一步确定硫的衍生物存在情况。测定时可按SH/T0174一92规定进行,方法概要为:摇动加有亚铅酸钠溶液的试样,观察混合溶液外观的变化,判断混合溶液中是否存在硫醇、硫化氢、过氧化物或元素硫。再通过添加硫磺粉,摇动并观察溶液的最后外观变化,进一步确认硫醇的存在。   5.汽油的清洁性及其判定指标    汽油的清洁性主要指汽油中

29、是否含有机械杂质及水分。炼油厂炼制出的成品汽油中是不含机械杂质与水分的,但在储运及使用过程中,汽油不可避免地受到外界污染,使得机械杂质及水分进入汽油中。汽油中的机械杂质有可能堵塞化油器量孔及汽油滤清器;同时也会加剧化油器量孔、气缸活塞组件的磨损。汽油中的水分在冬季则可能冻结,严重时会堵塞滤清器或油路,甚至造成供油中断;另外,水分还有加速机件腐蚀,溶解抗氧剂,加速汽油氧化生胶月丨起四乙基铅分解,使导出剂等添加剂失效等不良作用。检查汽油中是否含有机械杂质及水分,一般是将试样注人100mL的玻璃量筒中静置8一12h后观察,应当透明,没有悬浮和沉降的机械杂质及水分。在有异议时,机械杂质可按GB/T51

30、1一88进行测定;水分可按GB/T260一77(88)进行测定。汽油标号的含义是什么?  汽油标号以辛烷值大小表示其抗爆性能的高低。辛烷值有两种测定方法,MON-马达法;RON-研究法。目前我国石油商出售的汽油只有70号汽油以马达法(MON)辛烷值定义;90号以上汽油全部用研究法(RON)辛烷值定义,对我国的成品汽油,测得研究法(RON)辛烷值比马达法辛烷值高近10个单位。如某种汽油研究法(RON)辛烷值为93,那么它的马达法辛烷值大约为85左右.  换算经验公式：MON=0.8RON+10汽油    通常将沸程在30°C-

31、220°C范围内，可以含有适当添加剂的精致石油馏分称之为汽油。汽油据其用途不同，主要分为航空汽油和车用汽油。车用汽油主要供点燃式内燃机发动机（即汽油机）作燃料，其中可以含添加剂，尤其是抗暴剂或抑制剂。为叙述方便，以下将车用汽油简称为汽油。汽油的牌号及规格 我国汽油与车用汽油牌号划分及其演化过程见表2-1所示。    过去,我国采用马达法辛烷值确定汽油的牌号,近年来我国汽油牌号正在由马达法辛烷值向研究法辛烷值过渡。长期以来我国载货汽车使用马达法辛烷值70号汽油,早些时候还使用过马达法辛烷值66号汽油。因其辛烷值较低,含四乙基铅量较高,其抗爆性能只适用于汽油发动机压缩比不大于或等于7.0的车辆,如解放CA10B、跃进NJ130等旧型低压缩比汽油机的要求。    注:(