《汽车材料》第六章汽车用燃料

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）。§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？

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、汽油油的使用用性能研究法辛辛烷值(RON)表示汽油油机在中中负荷、、低转速速运转条条件下汽汽油的抗抗爆性。。它是模模拟了轿轿车在城城市道路路条件下下行驶的的工况而而测得的的。马达法辛辛烷值(MON)表示汽油油机在重重负荷、、高速运运转条件件下汽油油的抗爆爆性。模模拟载货货汽车在在公路条条件下行行驶工况况测得的的。同一种汽汽油用研研究法测测定的辛辛烷值比比马达法法测定的的辛烷值值要高6～10个单位。。这一差差值称为为汽油的的灵敏度度，汽油油灵敏度度越小越越好。二、汽油油的使用用性能（2）改改善抗爆爆性的方方法●采用新新的炼制制工艺，，生产出出含有高高辛烷值值的汽油油在低辛烷烷值汽油油中加入入抗爆剂剂，过去去广泛采采用的抗抗爆剂是是四乙基基铅，但但含铅汽汽油燃烧烧废气中中有强烈烈的致癌癌物质，，因此，，各国先先后取消消使用含含铅汽油油。●在汽油油中调入入辛烷值值高的改改善组分分20世纪70年代起起，国外外出现了了新的高高辛烷值值汽油调调合组分分，如甲甲基叔丁丁醚(MTBE)等含含氧化合合物，，可代替替四乙基基铅及减减少芳香香烃调入入量。二、汽油油的使用用性能3.安定性汽油的安安定性是是指汽油油在储存存、运输输、加注注和其他他作业时时抵抗氧氧化生胶胶的能力力。安定性不不好的汽汽油，容易发发生氧化化反应，，生成胶胶状物质质和酸性性物质，，使辛烷烷值降低低，酸值值增加，，颜色变变深，产产生黏稠稠沉淀。。使用安定性不不好的汽汽油，会给汽汽车发动动机带来来严重的的危害，，从而使使发动机机的性能能显著下下降。二、汽油油的使用用性能汽油安定定性的主主要评定定指标●实际胶胶质实际胶质质是指在在规定条条件下测测得的发发动机燃燃料的蒸蒸发物，，以mg/100mL表示。。对于汽油的的实际胶质质的规定：：出厂时≤≤5mg/l00mL；出厂厂后4个月月检查封样样时≤l0mg/100mL；油库库交付给使使用单位时时，允许≤≤25mg/l00mL。。●诱导期诱导期是指指在规定的的加速氧化化条件下，，油品处于于稳定状态态下所经历历的时间周周期，以min表表示。诱导导期越长，，越适宜长长期储存。。一般国产产汽油出厂厂时诱导期期在600～800min，在普通条条件下储存存21个月月后，诱导导期仍在400～500min。二、汽油的的使用性能能4.防腐性汽油的防腐腐性是指汽汽油阻止与与其相接触触的金属被被腐蚀的能能力。汽油的防腐腐性指标硫含量、博博士试验、、铜片腐蚀蚀试验、酸酸度、水溶溶性酸和水水溶性碱等等。汽油中硫含含量高，使使汽车排放放尾气中有有害物质增增多，污染染严重，硫硫还会使催催化转化器器中的催化化剂中毒，，使催化剂剂活性下降降，甚至失失效。5.清洁性汽油的清洁洁性是指汽汽油是否含含有机械杂杂质和水分分。汽油清洁性性的评定指指标：●机械杂质机械杂质会会造成油路路堵塞，磨磨损加剧等等严重后果果。●水分水分混入汽汽油中，会会加速汽油油的氧化和和金属的腐腐蚀。二、汽油的的使用性能能三、国产汽汽油的牌号号及选用1.车用汽汽油的牌号号无铅车用汽汽油有90号、93号号、95号号三个牌号。。我国车用汽汽油均用无铅汽油。其牌号是是按照研究法辛烷烷值(RON)划分的，汽汽油牌号中中的数字就就是辛烷值。2.根据环保法法规的要求求，汽车必必须使用无无铅汽油国外开始生生产新配方方汽油(RFG)。。我国的无铅铅清洁汽油油是加入5%～10%醇类，并在在出厂前调调制好。由由于醇类的的燃烧值低低于烃类，，使用无铅铅清洁汽油油的汽车动动力性相对对不足。3.车用无铅汽汽油的质量量指标要求求项目质量指标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、国产汽汽油的牌号号及选用3.车用无铅汽汽油的质量量指标要求求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、国产汽汽油的牌号号及选用1.汽油蒸蒸气排放（（EVAP）控制系系统汽油蒸气排排放控制系系统的组成成与工作原原理2.电控汽汽油蒸气排排放控制系系统韩国现代轿轿车EVAP系统一、车用汽汽油牌号的的选用（1－1）应用案例：：“任务引入入”中的上上海别克轿轿车要加几几号汽油呢呢？选用汽汽油有哪些些原则呢？？使用汽油油有哪些注注意事项呢呢？1.案例分析根据前面所所学的汽油油的使用性性能、评价价指标和汽汽油的牌号号，可以总总结出汽油油的选用有有如下几条条原则：（1）根据汽车使使用说明书书的要求选选择汽油牌牌号（2）根据汽车发发动机压缩缩比ε选择择以正常条件件下发动机机不发生爆爆燃为前提提，选择适适当牌号的的车用汽油油。（3）根据使用条条件选择汽汽油牌号高原地区大大气压力小小，空气稀稀薄，汽油油机工作时时爆震倾向向减小，可可以适当降降低汽油的的辛烷值。。（4）根据使用时时间调整汽汽油牌号的的选择发动机使用用时间较长长后，发动动机气缸压压力增加，，这类汽车车在维护后后应该选用用辛烷值高高一级的汽汽油。（5）选择择时应重视视汽油的质质量加入质量低低劣的燃油油，不仅影影响发动机机的使用性性能，会使使动力性差差、排放高高、油耗高高、严重的的还会使发发动机机件件损坏。三、国产汽汽油的牌号号及选用2.汽油牌牌号的选择择按照使用说说明书的要要求，上海海别克使用用93号汽汽油。目前，我国国大部分载载重汽车及及部分轿车车均采用90号国产产汽油，如如CAlO9l、EQl091、桑塔塔纳、奥迪迪V6、捷捷达、本田田雅阁、富富康轿车等等；上海别别克、夏利利电喷轿车车使用93号国产汽汽油；上海海帕萨特B5、日产产风度、奔奔驰S6O0轿车等等使用95号国产汽汽油。因此，上海海别克轿车车应开到93号汽油油加油机上上加油。三、国产汽汽油的牌号号及选用3.使用汽汽油的注意意事项●发动机长期期使用后，，可考虑更更换汽油牌牌号。●原用低牌号号汽油的发发动机改用用高牌号时时，可适当当提前点火火提前角。。●在炎热的夏夏季和高原原地区，应应加强发动动机散热，，或者换用用饱和蒸气气压较低的的汽油。●汽油中不能能掺入煤油油或柴油。。●不要使用长长期存放变变质的汽油油。●汽油易燃、、易爆、易易产生静电电，使用中中要注意安安全。三、国产汽汽油的牌号号及选用一、选择题题1．引起汽油油发动机三三元催化转转化器中毒毒是因为汽汽油中含有有（））。A.氧氧B.铅C.水D.碳碳2．汽油选用用的原则是是以发动机机工作时不不发生（））为前提。。A.飞飞车B.表表面燃烧C.爆燃燃D.共振振3．（））馏出出温度表示示汽油中含含重质成分分的多少。。A.10%B.50%C.90%D.100%二、判断题题1．使用安定定性差的汽汽油，会造造成电喷发发动机的喷喷嘴胶结。。（（））2．电喷发动动机汽油牌牌号的选择择要严格按按照压缩比比进行。（（））3．一般海拔拔每上升100m，选用汽油油辛烷值要要升高约0.1个单单位。（））三、填空题题1.车用汽油的的使用性能能包括蒸发发性、、、和清洁性。。2.我国按按划分无铅汽汽油牌号，，共有、、、三个牌号。。3.评定汽汽油的清洁洁性的指标标是和。四、问答题题1.如何合理选选用汽油，，汽油的使使用有哪些些注意事项项？2.汽油的的使用性能能有哪些，，分别有哪哪些评价指指标？§6—2柴油1.熟悉车车用柴油的的使用性能能、规格和和评价指标标2.能正确确选用车用用柴油3.会合理理使用车用用柴油南方炎热的的夏季气温温高达40℃，而北北方寒冷的的冬天气温温低至零下下40℃以以下。汽车车在这两种种不同环境境下工作，，能使用同同一种型号号的柴油吗吗？南方炎热的夏天北方寒冷的冬天学会选择和和使用车用用柴油，可可以从以下下几个方面面入手：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、柴油的的基本性质质轻柴油是指指原油经常常压蒸馏在在270~365℃馏分温度范范围内得到到的石油馏馏分。它由由不同的碳碳氢化合物物混合组成成，其主要要成分是9到18个碳原子的的链烷、环环烷或芳烃烃，其化学学和物理特特性位于汽汽油和重油油之间，沸沸点在170℃至390℃间，密度为0.82~0.845kg/l。柴油和汽油相相比，具有自自燃点低、挥挥发性能差、、馏分重、粘粘度和相对密密度大，贮存存、运输过程程中损耗小，，使用安全等等特点。二、柴油的使使用性能1.柴油的燃烧性性能及评价指指标①燃烧性柴柴油的燃烧烧性是指其自自燃能力柴油的燃烧性性能差，着火火延迟期就长长，发动机机工作粗暴；；反之，燃烧烧性能良好的的柴油，柴柴油机工作柔柔和。②评价指标柴柴油燃烧烧性的评定指指标是十六烷烷值十六烷值采用用和被测定燃燃料具有相同同着火延迟期期的标准燃料料中正十六烷烷的体积百分分数表示。十六烷值高的的柴油，其燃燃烧性能好，，着火延迟期期短，低温起起动性好。但但十六烷值过过高，柴油的的低温流动性性、喷雾和蒸蒸发性差。标准规定：轻柴油十六烷烷值不小于48。2.雾化和蒸发性性及评价指标标①雾化和蒸发发性柴油的雾化和和蒸发性决定定了柴油在发发动机燃烧室室内形成混合合气的质量和和速度，车用用柴油必须具具有良好的雾雾化和蒸发性性能。②评价指标评定柴油的雾雾化和蒸发性性的主要指标标是运动黏度度、馏程、闪闪点和密度。。二、柴油的使使用性能●运动黏度运动黏度表示示液体在重力力作用下流动动时内摩擦力力的量度。运动黏度影响响着柴油的流流动性和雾化化质量。柴油黏度太大大或太小都会会对发动机产产生严重的影影响，因此，每一种牌号号柴油的运动动黏度都规定定了一个范围围值。●馏程柴油馏程的测测定项目有50%、90%和95%馏出温度。。50%馏出温度越低，柴油蒸蒸发速度越快快，柴油机越越易起动。90%和95%馏出出温度越低，混合气气燃烧越完全全。二、柴油的使使用性能●闪点在规定条件下下，加热油品品所逸出的蒸蒸气和空气组组成的混合物物与火焰接触触发生瞬间闪闪火的最低温温度叫闪点，，单位是℃。。闪点低，说明明柴油中轻质质馏分多，蒸蒸发性能好，，但不能过低低，否则会引引起柴油机工工作粗暴。●密度柴油的密度增增大，其黏度度也将增大，，使雾化质量量变差，不能能形成质量良良好的混合气气，使燃烧条条件变坏。柴油的密度提提高也是柴油油内存在芳香香烃的标志，，它将导致柴柴油机的工作作粗暴现象。。二、柴油的使使用性能3.低温流动性及及评价指标①低温流动性性柴油的低温流流动性反映了了柴油在低温温条件下具有有一定的流动动状态的性能能。柴油的低低温流动性能能直接影响到到柴油能否可可靠地供给汽汽缸，发动机机能否正常工工作。②评价指标柴油低温流动动性能的评价价指标有凝点点、浊点、冷冷滤点。●凝点凝点是将柴油油装在规定的的试管内，冷冷却到预期的的温度，将试试管倾斜45度，经过lmin液液面不移动，，此时的温度度便是柴油的的凝点。我国的轻柴油油按凝点划分分牌号。二、柴油的使使用性能●浊点浊点是柴油中中开始析出石石蜡晶体，柴柴油失去透明明时的最高温温度。柴油达到浊点点后虽然末失失去流动性，，但在燃料供供给系中易造造成油路堵塞塞，使供油减减少以致逐步步中断供油。。●冷滤点冷滤点是指在在规定的冷却却条件下，柴柴油在1.96kPa压压力下进行抽抽吸试油，lmin通通过缝隙宽度度45μm金金属滤网的柴柴油体积少于于20mL的的最高温度。。冷滤点可作为为根据气温选选择柴油牌号号的依据。我国用冷滤点和凝点点对柴油低温流流动性进行评评价。二、柴油的使使用性能4.柴油的安安定性①安定性柴油的安定性性是指柴油在在运输、储存存和使用过程程中保持其外外观颜色、组组成和使用性性能不变的能能力。使用安定性差差的柴油，易易生成胶状物物质使发动机机供油系统堵堵塞。②评价指标实际胶质、10%蒸余物物残炭、颜色色。二、柴油的使使用性能5.柴油的腐蚀性性①腐蚀性柴油中含有硫硫及硫化物、、水分及酸性性物质，对零零件产生腐蚀蚀作用，燃烧烧后的排放污污染严重，而而且促进柴油油机沉积物的的生成。要求车用柴油油具有无腐蚀蚀性。②评价指标腐蚀性可用硫硫含量、硫醇醇硫含量、酸酸度、铜片腐腐蚀试验、水水溶性酸或碱碱等指标评价价。评价指标的测测定标准与汽汽油机相同。。二、柴油的使使用性能●硫含量柴油中硫含量量高，不仅会会增加柴油机机机件的磨损损(见图a)，还会使柴柴油机的沉积积物增加，排排气污染严重重。●硫醇硫含量量硫醇硫含量用用其在柴油中中所占的质量量百分数表示示。硫醇硫含量高高会增加柴油油机机件的磨磨损，特别是是供油系统零零件的磨损(见图b)，，并对人造橡橡胶有不良影影响。图a图b二、柴油的使使用性能三、国产柴油油的牌号及选选用目前，我国车车用柴油套用用《轻柴油》》（GB252—1994）国家标准。该标准将柴油油按凝点分为为10、0、、-10、-20、-35和-50六种牌牌号。同时规定车用用柴油十六烷烷值≥45，，硫含量≤0.2%，实实际胶质≤70mg/100mL。2000年，中国石化化集团发布了了《城市车用用柴油技术要要求》（Q/SHR006—2000）企业标准。。该标准将柴油油按凝点分为为：10号、、5号、0号号、-5号、、-10号、、-20号六六个牌号。同时要求十六六烷值≥48，硫含量量≤0.05%，氧化化安定性总不不溶物≤2.5mg/100mL。城市车用柴油油的技术要求求项目质量指标10号5号0号-5号-10号-20号色度/号不大于3.5氧化安定性/mg·(100mL)-1不大于2.5硫含量(质量分数)/%不大于0.05酸度/mgKOH·(100mL)-1不大于710%蒸余物残炭(质量分数)/%不大于0.3灰分(质量分数)/%不大于0.01铜片腐蚀(50℃,3h)/级不大于1水分(体积分数)/%不大于痕迹三、国产柴油油的牌号及选选用城市车用柴油油的技术要求求项目质量指标10号5号0号-5号-10号-20号机械杂质无运动黏度(20℃)/m㎡·s-1

3.0～8.02.5～8.0凝点/℃不高于1050-5-10-20冷滤点/℃不高于1284-1-5-14闪点(闭口)/℃不低于55十六烷值不小于48馏程:50%溜出温度/℃不高于90%溜出温度/℃不高于95%溜出温度/℃不高于300355365密度(20℃)kg·m-3实测三、国产柴油油的牌号及选选用各地选用车用用柴油可参考考下表牌号适用地区季节适用最低气温/℃10号全国各地6～8月和长江以南地区4～9月120号全国各地4～9月和长江以南地区冬季3-10号长江以南地区冬季和长江以南地区严冬-7-20号长城以北地区冬季和长城以南、黄河以北地区严冬-17-35号东北和西北地区严冬-32-35号黑龙江的漠河和新疆的阿尔泰地区严冬-45三、国产柴油油的牌号及选选用一、选择题1.造成柴油工作作粗暴的原因因是柴油的（））A.凝点过低低B.粘度过大大C.闪点过低低D.十六烷值值高2.柴油的低温流流动性的评价价指标有（））A.闪点B.浊点C.馏程D.十十六烷值二、判断题1.选用柴油时，，柴油使用的的最低温度不不应低于柴油油牌号的数字字。（））2.柴油中的十六六烷值越高越越好。（））3.柴油的雾化和和蒸发性是选选用柴油牌号号的主要依据据。（））三、填空题1.柴油腐蚀性评评定有、两项。2.柴油是按划分牌号的，，Q/SHR006－2000将柴柴油分为六个个牌号的城市市车用柴油，，它们是、、、、、。3．十六烷值低低的柴油，其其燃烧性能，着火延迟期期，易产生工作作粗暴。四、问答题1.如何合理选用用柴油？2.柴油的主要使使用性能是什什么？3.车用柴油的牌牌号是根据什什么来划分的的？§6—3代用燃料1.了解代用用燃料的特点点、现状和前前景3.了解未来汽汽车燃料发展展方向2.熟悉各种代代用能源电动汽车和氢氢气汽车是已已经开发或正正在研究的新新型“绿色”汽车，它使用用新能源代替替传统的石油油燃料。那么么，目前已经经出现或正在在研究的代用用能源有哪些些呢？其各自自的特点、现现状和发展前前景怎样呢？？电动汽车氢燃料汽车现阶段，常用用的汽车代用用能源有电能能、天然气、、液化石油气气、醇类燃料料和氢气等。。要了解这些些燃料的特点点，正确使用用新能源汽车车，我们必须须：1学习汽车代用能源的性能特点2了解汽车代用能源的现状和前景3把握汽车代用能源未来的发展方向1、天然气天然气主要成成分是甲烷，，约占85%～95%，其余为乙烷烷、丙烷、丁丁烷和少量其其他物质。按其存在形式式分为压缩天天然气和液化化天然气两种种，目前广泛泛用于汽车上上的是压缩天天然气。1.性能特点●热值高●抗爆性能好●混合气发火界界限高●着火温度高2.现状与前景天然气是世界界公认的“清洁燃料”，天然气以其其丰富的自然然资源和低排排放性能受到到各国的普遍遍重视。包括括富气贫油的的国家和环保保要求严格的的国家。我国天然气汽汽车起步于20世纪50年代的“气囊车”。现在，我国改改装压缩天然然气技术汽车车已经成熟，，成立了“全国天然气汽汽车协调领导导小组”，计划未来大大力发展天然然气汽车。我国汽车用压压缩天然气行行业标准是《《汽车用压缩缩天然气》（（SY/T7546-1996）。。1、天然气2、液化石油油气液化石油气(英文缩写LGP)是由由以三个或四四个碳原子的的烃类如丙烷烷、丙烯、丁丁烷、丁烯为为主的一种混混合物。1.性能特点点●热值高●抗爆性能好好●燃烧完全、、积炭少、排排放污染物低低●着火温度高高2.现状与前景液化石油气汽汽车在替代能能源汽车中发发展最快，在在美国、加拿拿大、意大利利和荷兰等国国，LPG汽车有520万辆。我国近年来LPG汽车的的发展很快，，北京已经在在2002年年建立了数百百个加气站，，并将部分汽汽车改建为燃燃气汽车。一汽大众公司司完成了捷达达三种车型燃燃用液化石油油气的