汽车材料（第3版）课件：车用燃料的正确选用

汽车材料（第3版）

车用燃料的正确选用车用汽油的使用性能及评定指标车用汽油的标准与牌号第一节第二节车用汽油的选择与使用车用柴油的使用性能及评定指标第三节第四节车用柴油的标准与牌号车用柴油的选择和使用第五节第六节汽车新能源第七节１.了解汽油主要性能指标、牌号以及对环境的影响。２.了解车用柴油的主要性能指标、牌号以及对环境的影响。３.了解车用汽油的选择原则及使用方法。４.了解车用柴油的选择原则及使用方法。学习目标第一节车用汽油的使用性能及评定指标

车用汽油是汽油机的主要燃料，是从石油提炼而得到的密度小、易挥发的液体燃料，其密度一般为０.７１~０.７５ｇ/ｃｍ３，自燃点为４１５~５３０℃，汽油性能的好坏，对于汽油机的动力性、经济性、可靠性及排气污染等均有很大的影响。一、汽油的蒸发性及评价指标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，汽油的蒸发性是主要的因素。２.评定指标评定汽油蒸发性的指标是馏程和饱和蒸气压。１)馏程

第一节车用汽油的使用性能及评定指标

馏程是指在石油产品馏程测定仪上对１００ｍＬ油品蒸馏时，从初馏点到终馏点的温度范围，(１)初馏点指对１００ｍＬ汽油在规定条件下蒸馏时，得到第一滴汽油时的温度；(２)１０％馏出温度指对１００ｍＬ汽油在规定条件下蒸馏时，得到１０％汽油馏分的温度。１０％馏出温度与汽油机可能起动的最低气温见表１０-１。第一节车用汽油的使用性能及评定指标(３)５０％馏出温度指对１００ｍＬ汽油在规定条件下蒸馏时，得到５０％汽油馏分的温度，５０％馏出温度表示汽油的平均蒸发性；(４)９０％馏出温度表示汽油中含重质成分的多少；(５)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；(６)残留量指对１００ｍＬ汽油在规定条件下蒸馏时，所得残留物质的体积百分数。２)汽油的饱和蒸气压汽油的饱和蒸气压是指在一定的温度下，汽油的液气两相达到平衡状态时汽油蒸气所产生压强。汽油饱和蒸气压越高，汽油含轻质馏分越多，低温下汽油机越容易起动，蒸发性越好，大气压强越低或环境温度越高，汽油饱和蒸气压也越高。第一节车用汽油的使用性能及评定指标

汽油的蒸发性并不是越强越好，夏季时，蒸发性太强，会导致发动机油路发生“气阻”现象，，汽油不产生气阻的饱和蒸气压与气温的关系见表１０-２，由表可知，汽油使用处于环境温度高的地区和季节应限制饱和蒸气压。二、汽油的抗爆性及评定指标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震的能力。第一节车用汽油的使用性能及评定指标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，

抗爆指数(ＡＫＩ)等于ＲＯＮ和ＭＯＮ的平均值，即:测定辛烷值的标准是«汽油辛烷值的测定马达法»第一节车用汽油的使用性能及评定指标３.提高车用汽油辛烷值的方法随着世界汽车保有量迅猛增加，汽车排出的废气给人类环境带来的危害越来越大，许多国家相继制定了汽车废气排放控制标准和环境保护法规。

现行采用提高辛烷值的方法有:(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，如甲基叔丁醚(ＭＴ-ＢＥ)和叔丁醇(ＴＢＡ)等，ＭＴＢＥ的研究法辛烷值为１１７，不仅抗爆性好，因含氧高、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。第一节车用汽油的使用性能及评定指标三、汽油的化学安定性和物理安定性及评定指标１.化学安定性汽油的化学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。２.化学安定性的评定指标评定汽油化学安定性的指标是实际胶质和诱导期。３.物理安定性汽油的物理安定性是指汽油在使用过程中(如加注、运输、储存)，保持不被蒸发损失的性能。４.物理安定性的评定指标评定汽油物理安定性的指标是饱和蒸气压和馏程。

第一节车用汽油的使用性能及评定指标四、腐蚀性及评定指标１.腐蚀性汽油在运输、储存、发放和使用过程中，要接触各种金属，如果汽油具有腐蚀作用，就会腐蚀运输设备、储油容器和发动机的零部件。五、清洁性及评定指标１.清洁性清洁性是指汽油中是否含有机械杂质和水分的性质。２.评定指标评定汽油清洁性的指标是机械杂质和水分。

第二节车用汽油的标准与牌号一、车用汽油的标准２０１６年１２月２３日，国家质检总局、国家标准化委员会共同发布了强制性国家标准«车用汽油»(ＧＢ１７９３０—２０１６)，要求自２０１９年１月１日起，全国实施“国Ⅵ”车用汽油Ａ阶段标准；２０２３年１月１日起全国实施“国Ⅵ”车用汽油Ｂ阶段标准。二、车用汽油的牌号ＧＢ１７９３０—２０１６将车用汽油(ⅥＡ)和车用汽油(ⅥＢ)按研究法辛烷值分为８９号、９２号、９５号和９８号４个牌号。与第Ⅴ阶段车用汽油技术指标比较，ＧＢ１７９３０—２０１６增加了第Ⅵ阶段车用汽油的技术要求，将芳烃(体积分数，下同)由不大于４０％降低至不大于３５％。

第二节车用汽油的标准与牌号表１０-３为车用汽油国Ⅴ标准与国Ⅵ标准对比表(P187)

第三节车用汽油的选择与使用一、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震为前提，选择适当牌号的车用汽油，选择合适的汽油牌号，应注意要使汽油的牌号与发动机的压缩比相匹配。国Ⅵ汽油标准是目前世界上最严格的排放标准之一，相比国Ⅴ标准，其颗粒物排放降幅可达１０％，这将大幅降低现有汽车尾气排放的污染物含量，有助于改善大气环境质量，各品牌汽车推荐汽车用油牌号(国Ⅵ标准牌号)见表１０-４(P188)。

第三节车用汽油的选择与使用二、汽油使用的注意事项(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，必须严格按车辆使用说明书上的推荐选择汽油的牌号；(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通气良好，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嘴结胶堵塞；(４)高原地区的汽油牌号应选择低一些，。

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１.燃烧性

柴油的燃烧性是指其自燃能力，从柴油喷入燃烧室到燃烧明显开始的时间间隔称为着火延迟期。２.评定指标

柴油燃烧性的评定指标是十六烷值，十六烷值是代表柴油在柴油机中燃烧性的一个约定数值。十六烷值高的柴油，其燃烧性能好，着火延迟期短，速燃期内压力升高率不过大，柴油机不易产生工作粗暴；反之，十六烷值低的柴油，其燃烧性能差，着火延迟期长，易产生工作粗暴。

第四节车用柴油的使用性能及评定指标二、雾化和蒸发性及评定指标１.雾化和蒸发性柴油机为了保证动力性和经济性，可燃混合气燃烧过程必须在活塞位于压缩行程上止点附近迅速完成。２.评定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，１)运动黏度液体受外力作用时，液体分子间所呈现的内部摩擦力称为黏度，运动黏度不仅影响着柴油的流动性，更主要的是影响柴油的雾化质量。２)馏程测定柴油的馏程和测定汽油的馏程的方法大致相同，所不同的只是柴油馏程的测定项目有５０％、９０％和９５％馏出温度。

第四节车用柴油的使用性能及评定指标５０％馏出温度越低，说明柴油中的轻质馏分含量越多，蒸发速度越快，柴油机越易起动，柴油５０％馏出温度与起动时间的关系见表１０-５。

３)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，称为闪点，以℃表示；闪点根据测定方法和仪器不同，可分为开口闪点和闭口闪点两种；柴油的闪点既是控制柴油蒸发性的指标，也是保证柴油安全性的指标。

第四节车用柴油的使用性能及评定指标４)密度柴油的密度增大，其黏度也将增大，使雾化质量变差，不能形成质量良好的混合气，导致燃烧条件变坏，排气冒黑烟，柴油的密度提高也是柴油内存在芳香烃的标志，它将导致柴油机的工作粗暴现象。三、低温流动性及评定指标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，其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.评定指标评定柴油低温流动性能的指标有凝点、浊点、冷滤点。１)凝点

第四节车用柴油的使用性能及评定指标凝点是将柴油装在规定的试管内，冷却到预期的温度，将试管倾斜４５°，经过１ｍｉｎ液面不移动，此时的温度便是柴油的凝点，我国的轻柴油按凝点划分牌号。２)浊点浊点是柴油中开始析出石蜡晶体，柴油失去透明时的最高温度。３)冷滤点冷滤点是指在规定的冷却条件下，柴油在１.９６ｋＰａ压力进行抽吸试油，１ｍｉｎ通过缝隙宽度４５μｍ金属滤网的柴油体积少于２０ｍＬ的最高温度。四、柴油的安定性及评定指标１.安定性第四节车用柴油的使用性能及评定指标１.安定性柴油的安定性是指柴油在运输、储存和使用过程中保持其外观颜色、组成和使用性能不变的能力，使用安定性差的柴油，易生成胶状物质使发动机供油系统堵塞。２.评定指标安定性的评定指标有实际胶质、１０％蒸余物残炭、颜色等，五、柴油的腐蚀性及评定指标１.腐蚀性柴油中含有硫及硫化物、水分及酸性物质，会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。第四节车用柴油的使用性能及评定指标２.评定指标腐蚀性可用硫含量、硫醇硫含量、酸度、铜片腐蚀试验、水溶性酸或碱等指标评定，测定标准与汽油机相同，在此只强调硫和硫醇硫含量。１)硫含量柴油中硫含量高，不仅会增加柴油机零部件的磨损(图１０-１)，还会使柴油机的沉积物增加，排气污染严重，因此，现代柴油发动机要求使用清洁柴油。２)硫醇硫含量硫醇硫含量用其在柴油中所占的质量百分数表示，硫醇硫含量高会增加柴油机零部件的磨损，特别是供油系统零件的磨损(图１０-２)，并对人造橡胶有不良影响。第四节车用柴油的使用性能及评定指标图１０-１柴油中的硫含量对柴油机的影响图１０-２柴油中的硫醇硫含量对喷油泵柱塞副腐蚀磨损的影响１-硫醇硫含量低的柴油；２-硫醇硫含量为０.０２５％的柴油第五节车用柴油的标准与牌号一、车用柴油的标准２０１６年１２月２３日，国家质检总局、国家标准化委员会共同发布了强制性国家标准«车用柴油»(ＧＢ１９１４７—２０１６)，从２０１９年１月１日起，全国实施国Ⅵ车用柴油标准，表１０-６(P193)为国Ⅵ车用柴油的技术要求与试验方法。与国Ⅴ车用柴油标准相比，国Ⅵ的排放标准要比国Ⅴ严格５０％以上，国Ⅵ车用柴油最大的变化是规定了总污染物含量不大于２４ｐｐｍ，硫含量限值与国Ⅴ标准相同。二、车用柴油的牌号车用柴油的牌号按凝点划分为六个牌号，分别为:５号、０号、－１０号、－２０号、－３５号、－５０号。第五节车用柴油的标准与牌号第六节车用柴油的选择和使用一、车用柴油的选择由于冷滤点能作为柴油实际使用的最低温度，因而可根据当地风险率为１０％的最低气温(表１０-７)（P195）对照柴油的冷滤点，选择柴油牌号，通常，柴油的凝点比冷滤点低４~６℃，因此，选用柴油凝点应比当地风险率为１０％的最低气温低４~６℃，据此，各牌号车用柴油适用范围如下:(１)５号车用柴油:适用于风险率为１０％的最低气温在８℃以上的地区；(２)０号车用柴油:适用于风险率为１０％的最低气温在４℃以上的地区；(３)－１０号车用柴油:适用于风险率为１０％的最低气温在－５℃以上的地区；(４)－２０号车用柴油:适用于风险率为１０％的最低气温在－１４℃以上的地区；第六节车用柴油的选择和使用(５)－３５号车用柴油:适用于风险率为１０％的最低气温在－２９℃以上的地区；(６)－５０号车用柴油:适用于风险率为１０％的最低气温在－４４℃以上的地区。二、使用注意事项(１)在不同的地区和不同的季节应根据环境温度选用不同牌号的车用柴油；(２)不同牌号的柴油可掺兑使用，以降低高凝点柴油的凝点；(３)严禁在柴油中掺入汽油，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；(４)低温起动可以采取预热措施，也可使用低温起动液；(５)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、天然气天然气(ＮＧ)主要成分是甲烷，占８５％~９５％，其余为乙烷、丙烷、丁烷和少量其他物质，按其存在形式分为压缩天然气(ＣＮＧ)和液化天然(ＬＮＧ)气两种，目前广泛用于汽车上的是压缩天然气，天然气具有如下特点:(１)热值高，天然气的体积低热值和质量低热值都比汽油高，因其密度低，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，具有高的抗爆震性能；(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，可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。第七节汽车新能源二、液化石油气液化石油气(ＬＰＧ)是以３~４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，液化石油气具有如下特点:(１)热值高，以质量计算，热值高于汽油，(２)抗爆性能好，液化石油气研究法辛烷值为１００~１１０，(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，有利于燃烧，(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。第七节汽车新能源１.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。