车用汽油的使用性能优化探究

车用汽油使用性能的好坏，对发动机的动力性、可靠性、经济性以及使用寿命都有很大影响。车用汽油必须满足的基本要求如下：①在极短的时间内由液体蒸发成气体，与空气形成良好的可燃混合气使其快速、平稳的燃烧；②汽油在油路中不挥发形成“气阻”；③具有良好的抗爆性，不发生爆燃现象；④在储存和使用过程中不发生明显的质量变化，燃烧后无积碳；⑤不引起发动机零部件的腐蚀，不含有机械杂质及水分，环境污染少等。

车用汽油的使用性能主要包括：蒸发性（挥发性）、抗爆性、安定性（稳定性）、防腐性和清洁性等。

1.蒸发性（挥发性）

汽油的蒸发性是指汽油由液体状态转化为气体状态的性能。汽油蒸发性是否良好，将直接影响汽油机中的燃烧是否正常，影响发动机的功率和经济性。

由于现代汽油发动机的转速都比较高，燃烧速度比较快，所以要求燃料供给系统必须在极短的时间内（0.02～0.04 s）形成良好均匀的可燃混合气。如果汽油蒸发性能不好，汽油汽化不完全，就难以形成足够浓度的混合气体，不但发动机不易启动，而且会有部分汽油以液体状态进入燃烧室，造成点火不良、发动机工作不稳定，增加油耗和排放污染（冒黑烟）。此外，未蒸发的汽油还会附着在气缸壁上，破坏润滑油膜，甚至窜入曲轴箱，使润滑油变稀，从而导致机油变质，加速机件磨损。特别是在冬季，若使用蒸发性不好的汽油，容易导致发动机不能顺利启动和正常工作。

汽油的蒸发性越好就越容易汽化，发动机中的可燃混合气体燃烧速度就越快越彻底；同时发动机容易启动，加速及时，工作平稳，输出功率就越大。但如果蒸发性能过好，会使汽油在储存、运输、加注过程中由于蒸发太快而使损耗增大，而且在夏季使用时，会使汽油在油管中产生大量的气泡，造成供油中断，形成“气阻”现象，从而导致发动机不易启动，怠速不稳，加速不良，甚至熄火。所以要求汽油的蒸发性能（挥发性）要适当。

评定汽油挥发性的指标有馏程和饱和蒸气压。

1）馏程

图6-1　馏程的测定

馏程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。馏程的测定方法如图6-1所示，取100 mL汽油，倒入带有支管的蒸馏烧瓶中，然后按一定条件加热烧瓶中的汽油，使其蒸发成气体，通过支管进入冷凝器，冷却后又变成液体汽油经冷凝管流入量杯中。蒸馏出第一滴汽油时的温度称为初馏点，量杯中回收到10 mL、50 mL、90 mL冷凝液时的温度，分别称为10％、50％、90％馏出温度，当全部液体从蒸馏烧瓶底部蒸发后的温度称为终馏点。

10％馏出温度表示汽油中轻质馏分的含量。该温度对汽油机冬季启动的难易程度和夏季是否发生“气阻”有很大影响。该温度低，发动机容易启动，启动时间短，耗油少；但温度过低，则易在夏季或高原地区产生“气阻”。国标要求该温度不高于70℃，一般以60～65℃为宜。汽油在10％馏出温度与启动温度的关系见表6-1。

表6-1　汽油在10％馏出温度与启动温度的关系

50％馏出温度表示汽油的平均挥发性。它对发动机启动后到正常工作温度的预热时间、加速性能和工作稳定性有很大影响。该温度低，可改善发动机的加速性、工作稳定性和启动后的暖车升温性能，所以国标要求该温度不能高于120℃。汽油50％馏出温度与发动机预热时间的关系，见表6-2。

表6-2　汽油50％馏出温度与发动机预热时间的关系

90％馏出温度和终馏点表示汽油中含重质馏分的量。它们对汽油能否完全燃烧和发动机的磨损有影响。这两个温度过高，说明汽油中含重质馏分多，蒸发性差，汽油燃烧不完全，会冒黑烟，油耗量增大。同时残留的重质馏分还会破坏缸壁上的油膜，加剧气缸的磨损。因此国标要求汽油90％馏出温度不能高于190℃，终馏点不能高于205℃。终馏点与气缸磨损、油耗量的关系，见表6-3。

表6-3　终馏点与气缸磨损、油耗量的关系

汽油蒸发后仍会有一些残留物，它是汽油在储存中经氧化生成的胶状物和汽油中的重质馏分。这些残留物会沉积在进气门、化油器量孔或电喷汽油机的喷嘴上，破坏发动机的正常工作，因此要严格控制其残留量。

2）饱和蒸气压(www.xing528.com)

饱和蒸气压是指汽油蒸发液、气两相达到平衡时，汽油蒸气对容器壁产生的压力，用来评定汽油在使用中产生的“气阻”倾向的大小。饱和蒸气压越高，说明汽油中含轻质成分越多，挥发性好、低温启动性好，但产生“气阻”的可能性越大，在储存中的蒸发损耗也越大，所以国标规定春夏季不大于74 kPa，秋冬季不大于88 kPa。

2.抗爆性

汽油的抗爆性是指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力。“爆燃”是指汽油在气缸内工作时不需点火而是靠自燃而燃烧的现象，是一种不正常的燃烧。造成爆燃的主要原因有：进气温度过高，点火提前角过大，压缩比过高，汽油自身的原因，发动机的结构和工作的条件等。抗爆性能好的汽油可以用在压缩比较高的发动机上，从而大大地提高了发动机的动力性和经济性能。

抗爆性是车用汽油一项重要的质量指标，用辛烷值来评定汽油抗爆性的好坏。辛烷值是表示点燃式汽油机燃料抗爆性的一个约定数值。在规定的标准发动机试验中，通过和标准燃料进行分析比较来测定，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。辛烷值越高，汽油牌号越高，其抗爆性能越好。但是在发动机试验中，由于规定的额定条件不同，从而导致测定的辛烷值也随之改变。按照试验测定方法的不同可分为研究法（RON）和马达法（MON）两种。

研究法辛烷值表示汽油在中负荷、低转速运转条件下汽油的抗爆性。它是以较低的混合气温度（一般不加热）和较低的发动机转速（一般为600 r/min）的中等苛刻条件为其特征的实验室标准发动机上测得的辛烷值，它模拟了轿车在城市道路条件下行驶的工况。马达法辛烷值则表示汽油机在重负荷、高速运转条件下汽油的抗爆性。它是以较高的混合气温度（一般加热至140℃）和较高的发动机转速（一般为900 r/min）的苛刻条件为其特征的实验室标准发动机上测得的辛烷值，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用马达法测定的辛烷值高6～10个单位，其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。

驾驶员选择汽油时一定要注意：爆燃只发生在汽油机上，牌号高的汽油可以避免爆燃的发生，但不要相信汽油辛烷值越高越好的说法。如果你的汽车只需要加93号的汽油，而你硬给它加97号的汽油，也不会提高效率或动力，反而会造成经济损失。因此，建议你先查一查你的发动机所需要汽油的牌号是多少，按使用说明所规定的牌号选用即可。

3.安定性（稳定性）

安定性是指汽油在正常的储存和使用条件下，避免氧化生胶而保持其性质不发生永久变化的能力。汽油安定性的好坏直接影响发动机的工作能力。安定性好的汽油不会给发动机带来危害，而安定性较差的汽油，极容易发生氧化反应，从而生成胶状物质和酸性物质，使汽油的辛烷值降低，酸值增加，颜色变深。如果长期使用这种汽油，由于产生的胶质黏稠沉淀，从而导致汽油滤清器、油管、电喷式发动机的喷嘴等部位堵塞；由于产生的黏稠物质黏结气门而导致气门关闭不严，压缩比降低，燃烧不彻底，从而会使产生的积碳明显增加，导致压力升高，气缸的散热也较差；由于积碳的增加会使火花塞的间隙减小，而导致点火能力下降等。为此要求驾驶人员选用汽油时特别要注意，一定要选择安定性（稳定性）好的汽油。

评定汽油安定性的主要指标有实际胶质和诱导期。

1）实际胶质

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mg/100 mL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储存。对于汽油的实际胶质，规定出厂时不大于5 mg/100 mL；出厂4个月后检查封样时不大于10 mg/100 mL；油库交付给使用单位时不大于25 mg/100 mL。

2）诱导期

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min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，适宜长期储存。一般国产汽油出厂时诱导期在600～800 min，在普通条件下储存21个月后，诱导期仍在400～500 min。

4.清洁性

汽油的清洁性是指汽油中不应含有机械杂质和水分。汽油中存有的机械杂质和水分一般是在汽油储存、运输和使用过程中因受到外界环境的影响而混入的。机械杂质能增大发动机的磨损，水分会加大氧化生胶。所以国家标准中规定汽油中不允许含有机械杂质和水分。如果需要对汽油机进行检测，最简单的办法就是将100 mL的汽油注入玻璃管中，静置一段时间（12～18 h）后，观察玻璃管中的汽油，如果油色透明没有悬浮物和沉淀物，即为合格。

5.防腐性

汽油在储存、使用过程中，不可避免地要与各种金属接触，这就要求汽油对金属不应有腐蚀性。汽油中的各种烃类物质本身并不腐蚀金属，引起金属腐蚀的物质主要是硫及硫化物、有机酸和水溶性酸或碱等物质。为此国标规定车用无铅汽油的硫含量不大于0.05％，硫醇硫含量不大于0.001％。