《模块一课题一汽油》PPT课件.ppt

汽车应用材料 主讲人 张冬梅 引入 汽车运行材料包含哪些材料? 模块一 汽车用燃料 1.石油的元素组成: （碳）83%-87%；（氢）11%- 14%；（硫、氧、氮）1%-4%；（其它）0.003%. 2.石油的烃类组成:烷烃；环烷烃；芳香烃；不饱 和烃。 3.石油中的非烃化合物：含硫化合物；含氧化合物 ；含氮化合物；胶质和沥青质。 4.石油中馏分的分布规律：汽油（35-200 ） ；煤油和柴油（ 200-350）；润滑油（ 350-500 ）。 任务引入： 你驾驶的车辆如何选择燃油的标号？ 相关知识： 汽油是从石油中提炼的密度小、易挥发的液体。 汽车用燃料 燃料通常指能够将自身贮存的化学能通过化学反 应(燃烧)转变为热能的物质，汽车燃料主要有汽 油和柴油。此外，还有一些正在开发中的代用燃 料。 课题一 汽 油 课题二 柴 油 课题三 代用燃料 本次学习内容要点： 1.汽油的抗爆性概念、危害 2.提高汽油辛烷值的基本方法 3.蒸发性及其评定指标 4.汽油安定性、防腐性和清洁性 5.汽油牌号的划分 6.EVAP汽油蒸汽排放控制系统 7.车用汽油牌号的选用 课题一 汽 油 汽油是从石油中提炼得到的密度小、易于挥发的 液体燃料。 其主要成分是烷烃CnH2n+2。自燃点为415530 。烷烃按碳原子数命名，前10位烷烃的排列为甲 、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。按其 结构又分为正构烷烃和异构烷烃。汽油中，正构 烷烃体积含量约占29，异构烷烃体积含量约占 21。 一、汽油的使用性能 汽油的使用性能上，要求其具有良好的蒸发性、抗 爆性、化学安定性、耐腐蚀性和清洁性，并且不含 机械杂质和水。 1、蒸发性 蒸发性是指汽油从液态转化为气态的能力。发动机 的燃料供给系必须在0.020.04s时间内形成均匀的 可燃混合气。汽油的蒸发性影响着燃料的雾化质量 。 蒸发性好，发动机在低温、冷车下起动性能好 ，燃烧迅速、加速能力强、功率大；蒸发性差 ，雾化不良，将有部分汽油以液态进入气缸， 使可燃混合气品质变坏，不易着火，发动机起 动困难，功率下降，油耗增加，有害气体排放 增大，汽缸磨损加剧。然而，蒸发性过强，会 使燃油系统产生“气阻”，即在油管中形成气泡 ，使供油中断，并且造成汽油在保管和使用中 的蒸发损失加大。 (1)蒸发性对发动机工作的影响： (2)汽油蒸发性的评价指标 汽油蒸发性的评价指标通常用馏程和饱和蒸气压 两个指标来衡量汽油的蒸发性。 1)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。它们对发动机工作有 很大的影响。 测定馏程通常执行GBT 65361997石油产品 蒸馏测定法和GBT 2551977石油产品蒸 馏测定法国家标准。分别用于不同规格的汽油 。 初馏点指对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，从冷 凝管流出第一滴油时的温度。 10馏出温度指对100mL汽油在规定条件下蒸馏时 ，得到10mL汽油馏分的温度。这个馏出温度表示 汽油中含轻质馏分的多少。10馏出温度越低，说 明汽油中轻质成分越多，挥发性越好，发动机易在 低温下起动，起动时间短，耗油少。国家有关标准 规定各牌号汽油的10 %蒸发温度不高于70。但 10%馏出温度过低，在夏季易产生“气阻”，使汽油 机功率下降，甚至供油中断。 汽油在10馏出温度与起动温度关系 大气温度/-21-17-13-9-6-2 直接起动动的10%最高 流出温度 546066717782 国家标准中未规定汽油的10 %蒸发温度下限，而是 通过饱和蒸气压来控制。一般认为10蒸发温度不 宜低于6065。 50馏出温度指对100mL汽油在规定条件下蒸馏时 ，得到50mL汽油馏分的温度。它表示了汽油的平均 蒸发性。该温度低，汽油容易蒸发成气体，发动机 冷起动性、加速性和运行稳定性好。反之，发动机 冷起动性、加速性会变差，加速时，供油量突然剧 增，使汽油来不及蒸发、燃烧不完全。所以，国家 标准规定50馏出温度不高出120145。 汽油50馏出温度与发动机预热的关系 50馏馏出温度/104127148 起动动后到正常温度的预热时间预热时间101528以上 90%馏出温度表示汽油含重质成分的多少。其温度 越高，汽油的挥发性就越差，在燃烧过程中易产生 燃烧不完全、冒黑烟，耗油量多，对气缸的磨损加 剧。因此，国家标准规定各牌号汽油的90馏出温 度不能高于190。 终馏点与汽缸磨损、耗油量的关系 终馏终馏 点温度/175200225250 气缸磨损损（% ） 97100200500 耗油量/L98100107140 终馏点指对100mL汽油在规定条件下蒸馏时，蒸馏 结束时的温度，也叫干点。它的影响与90馏出温 度一样，国家标准规定各牌号汽油的终馏点不能高 于205。 残留量是对100mL汽油在规定条件下蒸馏结束后， 残留物质的体积百分数。残留量是指汽油中最不易 蒸发的重质成分和贮存过程中生成的氧化胶状物的 含量。残留量过多，会影响汽油机的正常工作。因 此，对残留物要严格限制。国家标准规定，车用汽 油的残留量应不大于1.5%2 %。 2)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。汽油蒸气压高，说明含轻质成分多，挥发性 好、起动性好，但产生“气阻”的倾向大，在贮存 中的蒸发损耗大。所以，国家汽油质量指标规定 ，饱和蒸气压不大于67kPa。 各种气温下不致引起汽油“气阻”的最大饱和蒸气压 环环境温度/1016222833384449 最大饱饱和蒸汽压压9784766956494137 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)爆燃 它是汽油机的一种不正常燃烧。它是在 特定的情况下，当混合气已燃烧了2334时 ，由于受到气缸温度、压力上升的影响，未燃部 分的混合气中产生大量不稳定的过氧化物，在正 常火焰前锋未到达前，由于剧烈氧化而自燃，产 生许多火焰中心，火焰传播极快，形成压力脉冲 ，使气缸内产生清脆的金属敲击声，并引起发动 机振动。爆燃会使机件过快磨损，热负荷增加， 噪声增大，功率下降，油耗上升。俗称“敲缸” 。 爆燃的危害： 爆震时气缸发生过热现象，发动机功率降低， 汽油的单位消耗量增加，气缸壁与活塞的磨损 急剧增大。严重的爆震会引起活塞、活塞环和 气门等机件被烧毁，轴承震裂以及火花塞绝缘 体损坏等故障。造成爆震的主要原因是汽油的 抗爆性与汽油机的压缩比不相适应。 (2)汽油的抗爆性的评定指标： 通常采用辛烷值作为汽油抗爆性的评定指标。正构 烷烃的抗爆性差，异构烷烃的抗爆性好。利用异构 烷烃中抗爆性最好的异辛烷烃作为测定的汽油的抗 爆性基准。取异辛烷烃的辛烷值为100单位，正庚烷 烃的辛烷值为0，将异辛烷烃与正庚烷烃按不同比例 掺合，就可得到辛烷值从0100的标准燃料。 其他燃料的辛烷值则在专门的辛烷值测定机上与 标准燃料进行比较而确定其辛烷值的。辛烷值越 高，抗爆性越好。 汽油的辛烷值：在规定条件下汽油与一种标准燃 料产生相同的爆震燃烧，则标准燃料的辛烷值即 为被测汽油的辛烷值。 测试辛烷值的方法有： 研究法(research octane number，缩写为RON) 马达法(motoroctane number，缩写为MON)两种 ，分别得到研究法辛烷值和马达法辛烷值。 从使用角度来讲，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。它以 较低的混合气温度(一般不加热)和较低的发动机转速 (一般在600rmin)的中等苛刻条件为其特征的实验 室标准发动机测得的辛烷值，它模拟轿车在城市道 路条件下行驶的工况； 马达法辛烷值(MON)则表示汽油机在重负荷、高速 运转条件下汽油的抗爆性。它以较高的混合气温度( 一般加热至149)和较高的发动机转速(一般达900r min)的苛刻条件为其特征的实验室标准发动机测 得的辛烷值，它模拟了载货汽车在公路条件下行驶 的工况。 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610个单位。这一差值称为汽油的 灵敏度，可用来反映汽油抗爆性随运转工况激烈 程度的增加而降低的情况，汽油灵敏度越小越好 。 (3)改善抗爆性的方法 1)采用新的炼制工艺，多生产出含有高辛烷值的汽 油； 工艺方法 获得汽油的辛烷值 常压蒸馏法 4050 热裂化和焦化法 5065 催化裂化、催化重整和加氢裂化 7085 2)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Pb(C2H5)t，加入少量的 四乙基铅便能显著提高汽油的辛烷值。 向汽油中加入约0.13%的四乙基铅，辛烷值可 以提高20-30单位，加了四乙基铅的汽油称为 加铅汽油。 含铅化合物随废气排出后对环境会造成很大的 危害。含铅汽油对空气污染有强烈致癌物质， 因此，各国先后取消含铅汽油。我国从2000年 1月1日起所有汽车一律使用无铅汽油。 3)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。MTBE的 研究法辛烷值为117，不仅抗爆性好，因含氧燃 烧性能好，可代替四乙基铅及减少芳香烃调入量 ，使车用汽油在有较高辛烷值的同时，排放更加 干净。 3安定性 汽油的安定性指汽油在贮存、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，产生粘稠沉淀。 使用这种汽油，易使油箱、输油管和过滤器中产 生胶状物，造成供油不畅，并堵塞电喷式发动机 的喷嘴，气门粘结关闭不严，积炭增加，气缸散 热不良，火花塞积炭导致点火不良等。 评定汽油安定性主要指标有实际胶质和诱导期。 (1)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mg100mL表示。实际胶质是判 断汽油在使用过程中生成胶的倾向，从而决定汽 油能否使用和能否继续贮存。对于汽油的实际胶 质，规定出厂时不大于5mg100mL；出厂后4个 月检查封样时不大于10mg100mL；油库交付给 使用单位时，允许不大于25mg100mL。 (2)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rain 表示。诱导期越长，越不易氧化，生成胶质的 倾向越小，其安定性越好，适宜长期贮存。一 般国产汽油出厂时诱导期在600800min，在 普通条件下储存21个月后，诱导期仍在400 500min。 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。 汽油机的燃料供给系统是由许多金属零件组成的 ，如果汽油中含有元素硫、活性硫化物、水溶性 酸及碱等，会对金属产生腐蚀作用。 汽油中的各种烃都没有腐蚀性，但若汽油中含有 硫及硫化物、有机酸及水溶性酸水溶性碱及水分 等，汽油就带有了腐蚀性。 汽油的防腐性用硫含量、博士试验、铜片腐蚀试 验、酸度、水溶性酸和水溶性碱等指标来衡量。 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。机械杂质和水分会造成油路堵塞，磨损加 剧等严重后果。 评定汽油的清洁性的指标是机械杂质和水分。 二、车用汽油的牌号和规格 我国车用汽油有含铅和无铅两种。 无铅车用汽油有90、93、95三个牌号(SH 0041 1993)。牌号中，数字代表汽油的研究法辛烷值，例 如90号油的研究法辛烷值为90个单位。 不论是有铅汽油还是无铅汽油，都以研究法辛烷值 来划分油料牌号，只要油料牌号相同，其抗爆性是 相同的。 1994年，我国发布了GBl50581994车用含铅普通 标准汽油) ； 1999年发布了GB179301999标准车用无铅汽油 ，见表1-1-5； 从2000年1月起我国禁用含铅汽油。 国外根据其环保法规，绝大多数汽车使用无铅或 低铅汽油。为保证电喷汽油机性能的充分发挥和 长寿命运行，以及符合美国1990年颁布的清洁空 气法的要求，国外开始生产新配方汽油(RFG)。 按新配方RFG方法生产的汽油，使排放中的NO 、CO、HC含量大大下降，故名为清洁汽油。国 产的无铅清洁汽油是加入510%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。 三、汽车发动机汽油蒸气的回收 汽油蒸气看不见、摸不着，却有浓重的“汽油 味”，为了司乘人员的健康，改善空气品质， 有效防止或减少汽油油箱里的汽油蒸气外泄， 减少汽油的损耗，现代汽车发动机上配备了汽 油蒸气排放控制系统。 汽油蒸气排放控制系统功能：收集汽油箱内的 汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧， 从而防止汽油蒸气直接排入大气而造成污染。 同时，根据发动机工作情况，控制导入气缸参 加燃烧的汽油蒸气量。 四、车用汽油牌号的选用 选择汽油牌号应恰当，选择汽油牌号过高，会增加 费用。选择的牌号过低则会使汽车发动机产生爆振 ，影响动力性和经济性，严重时还会使汽油机损坏 。 一般以汽车发动机抗爆燃(不产生爆燃)、压缩比和 经济性方面来考虑选择汽油牌号。 选择汽油牌号时应注意以下几点： 1根据汽车使用说明书的要求选择 选择时注意说明书上要求的辛烷值是研究法辛烷 值(RON)还是马达法辛值(MON)。 2根据汽车发动机压缩比选择 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。汽车发动机压缩比与发动机 爆燃有密切的关系，使用同一牌号的汽油，压缩 比越高，越容易发生爆燃。 一般压缩比高的发动机应选择高标号汽油，压缩 比低的发动机选低标号汽油。高压缩比的发动机 如果选用低标号汽油，会使汽缸温度剧升，汽油 燃烧不完全，机器强烈震动，从而使输出功率下 降，机件受损。低压缩比的发动机硬要用高标号 油，就会出现“滞燃”现象，即压到了头它还不到 自燃点，一样会出现燃烧不完全现象，对发动机 也没什么好处。 发动机压缩比与选用汽油牌号 汽油机压缩压缩 比 8899 汽油牌号909397 适用车车型一般货车货车 、客车车、农农用车车 、摩托车车 一般轿车轿车 、 摩托车车 高级轿车级轿车 在电控燃油喷射发动机上，微机控制的电子点火系 统可根据燃油的品质及发动机运行工况自动调节点火 提前角，使发动机的点火提前角工作在最佳值，消除 了爆震。因此，电喷发动机不需要过分强调根据压缩 比选择汽油牌号。 3根据使用条件选择 高原地区大气压力小，空气稀薄，汽油机工作时爆 振倾向减小，可以适当降低汽油的辛烷值。一般海 拔每上升100m，汽油辛烷值可降低约0.1个单位。 经常在大负荷、低转速下工作的汽油机，应选择较 高辛烷值汽油。 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，由于燃烧室积炭、水套积 垢等会使发动机压力增加，此时，再使用原牌号汽 油时发动机会有爆燃，因此，这类汽车在维护后应 该燃用高一级的汽油。 5汽车使用者应重视汽油的质量 加入质量低劣的燃油，不仅影响发动机使用性能 ，会使动力性差、排放高、油耗高、严重的会使 发动机机件损坏。 五、汽油使用注意事项 1)发动机长期使用后，由于燃烧室积炭，水套积垢 等原因，爆燃倾向增加，应及时维护发动机，如压 缩比有所改变，原牌号汽油不能满足需要，可考虑 更换汽油牌号。 2)原用汽油由低牌号改用高牌号时，可适当提前点 火提前角，以发挥高牌号汽油优良性能；反之，应 将点火提前角适当迟后，以免发生爆燃。 3)在炎热的夏季和高原地区，由于气温高，气压低 ，易发生气阻，应加强发动机散热，使油管和汽油 泵隔热，或者换用饱和蒸气压较低的汽油。 4)汽车从平原驶到高原地区后，可换用较低辛烷值 汽油，或适当调前点火提前角。 5)汽油不能掺入煤油或柴油，后者挥发性和抗振性 差，会引起爆燃和严重破坏发动机润滑，导致发动 机损坏。 6)不要使用长期存放变质的汽油，否则结胶、积炭 严重，这对电喷发动机工作的影响更大。同时，尽 可能加满油箱，以避免蒸发损失。 7)汽油易燃、易爆、易产生静电，使用中要注意安 全。 降标用油与超标用油 93号油比90号油贵5，但能耗也小5左右，从 百公里耗油钱量上比，理论上是相等的。但考虑 93号油匹配的高压缩比发动机用90号油时会发生 二次燃烧和不完全燃烧现象，将额外损失58 的功率，再考虑对车辆造成的维护费增加，车 况下降，寿命减少等一系列后果，降标用油的费 用就进去了。 汽油是极易挥发的液体，零下30摄氏度时仍有可 燃成分挥发出来，当汽油标号过低时，压缩的混 合油气将在点火前自燃，点火时，已开始自燃的 油气又将产生强烈爆炸，使原先精确设计的燃烧 程序失控，一部分汽油做了负功，一部分因为燃 烧过程与活塞行程不同步不能完全燃烧，造成进 气阀和缸内严重积碳，油耗增加，尾气恶劣。当 汽车高速行驶时，混乱的燃烧过程将产生连续爆 震，它会严重损伤发动机，造成火花塞绝缘破裂 ，电极过度燃烧，活塞敲缸，活塞环卡死，气门 烧蚀等后果。这种“疯狂”的传动方式，让自己汽 车的传动方式在“高频摇滚”状态下工作，后果可 想而知。 最近几年，97汽油开始在国内市场广泛出现。 一些车友对汽油的使用也陷入了一种误区，就是 热衷于使用高标号的汽油。甚至一些车友把汽油 的标号看成是油品纯净度和质量的标准。这是错 误的。其