现代社会要求汽油发动机都应该具备动力性、舒适性、经济性、环保性等特点。相应的,对车用汽油的蒸发性、抗爆性、氧化安定性、无腐蚀性、清洁性和环保性都有相当高的要求。
(1)抗爆性 抗爆性用辛烷值来表示。辛烷值是用来衡量汽油自身抗自燃的能力。汽油自燃将引起发动机爆燃。爆燃的危害很大,不仅会造成发动机动力下降,而且会造成发动机机件损坏、排放超标等。因此,发动机需选用具有适当辛烷值的汽油。
(2)汽油的氧化安定性 氧化安定性用碘值、硫含量、酸度和实际胶质诱导期来表征。碘值表示汽油中不饱和烃的含量。汽油的碘值大,表明不饱和烃的含量多,其安定性差;硫容易造成油品氧化变质,腐蚀机械;氧化安定性影响油品品质,影响供油系统的清洁度,也会影响动力性。
(3)蒸发性 汽油由液态转化成气态的特性,就是汽油的蒸发性。
汽油在一般状态下都呈现液态形式,但是在发动机燃烧的过程中却呈气态形式,因此,在燃烧前肯定存在一个液汽的转换,也就是蒸发。
蒸发性表征汽油汽化的难易程度,影响着混合气的质量和燃烧质量,也就影响着冷起动特性、加速性能和经济性。例如:若汽油的蒸发性偏小,冷起动时难以形成足够浓度的混合气,从而使得冷起动困难,并且工况切换不迅速,动力损失大;若汽油蒸发性偏大,也会带来一系列问题,如汽油蒸发损失大、燃油供给系统产生气阻、炭罐过载失效等,影响车辆动力性,并增加燃油消耗。
(4)清洁性和环保性 是汽车本身要求汽油的清洁性,不会对燃油系统造成污染,也不会对环境造成伤害。
2.汽油的标号
我国常用的车用汽油有90号、93号、97号等标号(北京根据欧Ⅴ标准制定了京Ⅴ标准的汽油标准,牌号变更为89号、92号和95号),它们是按研究法的辛烷值大小来划分的。辛烷值是汽油的重要组分,汽油的标号越高其辛烷值就越高,汽油的抗爆性就越强。
所谓的97号汽油,就是97%的异辛烷,3%的正庚烷。发动机压缩比高者应采用高辛烷值汽油,若压缩比高而用低辛烷值汽油,就会引起不正常燃烧,造成爆燃、耗油及行驶无力等现象。
实际胶质是评定汽油安定性、判断汽油在发动机中生成胶质的倾向、判断汽油能否使用和能否继续储存的重要指标。国家标准规定,每100mL汽油的实际胶质不得大于5mg。当加入的汽油实际胶质过高时,会在燃烧过程中产生胶质、积炭,从而损坏发动机,严重时冷热车发动机均发生异响,怠速抖动,动力严重不足,发动机甚至无法起动。
目前有些地区在推广使用清洁汽油,清洁汽油是一种新配方汽油,它既能够为汽车提供有效的动力,又能减少有害气体的排放。使用清洁汽油的好处很多,对汽油机车辆,尤其是电喷发动机的汽车具有以下几点好处:
1)减少污染:使用清洁汽油的汽车,尾气排放中的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)将大大减少。
2)清洁汽车部件:使用清洁汽油的汽车能够保持发动机供油系统(如化油器或喷油器,进排气门、火花塞、燃烧室、活塞等)清洁,不会产生积炭,减少机械磨损,延长汽车的使用寿命。
3)省油:供油系统清洁,油品的雾化程度提高,混合气完全燃烧,功率达到最大化。
4)改善行驶性能:发动机容易起动,转速平稳,加速性能好。
5)提高汽车乘坐的舒适性。
3.汽油的选用
选用汽油总的原则是不要使发动机产生爆燃。为此,应依据以下几点要求选用汽油:
1)依据汽车生产厂家的规定选用汽油。在随车提供的汽车使用说明书中一般都有明确的规定和说明,所以依据汽车使用说明书的规定选用汽油是最常用的方法。汽车使用说明书是汽车生产厂家为保证汽车正常、可靠地行驶,充分发挥和保持良好的技术性能,延长汽车使用寿命而提供的用户手册,是汽车使用技术(包括燃料及冷却液等的选用)的主要依据。
2)依据发动机压缩比的高低选用汽油。压缩比越高发动机越易产生爆燃,因此,高压缩比的发动机不能选用低标号的汽油。低压缩比的发动机可选用高标号的汽油,但不经济。汽油标号选择的一般原则:压缩比为7.0~8.0的汽油机应选用90号汽油;压缩比在8.5~9.5的中档轿车一般应选用93号汽油;压缩比大于9.5的轿车应选用97号汽油。目前国产轿车的压缩比一般都在9以上,最好选用93号或97号汽油。高压缩比的发动机如果选用低标号汽油,会使气缸温度骤升,汽油燃烧不完全,机器强烈振动,从而使输出功率下降,机件受损。低压缩比的发动机使用高标号汽油,就会出现“滞燃”现象,一样会出现燃烧不完全现象,使发动机的动力性、经济性和环保性能下降。(www.xing528.com)
3)依据汽车的使用条件选用汽油。经常处于大负荷、大转矩、低转速状况下使用的汽油车,容易产生爆燃,应选用较高标号的汽油(指与在正常使用条件下的汽车相比);高原地区由于气压低,空气稀薄,气缸充气性差,汽油机工作时爆燃燃烧的倾向减小,可适当降低汽油的标号。
4.汽油的使用注意事项
1)根据使用汽油的标号不同对发动机有关系统进行适当调整。当汽油机使用辛烷值低于规定标号的汽油时,应调小点火提前角,以免发生爆燃。
如果在平地或稳速行驶中仍能听到持续的爆燃声,应检查发动机调整的效果、汽油的品质和发动机的压缩比等内容。
如果在加速或在爬坡行驶中,在较短的时间内,听到一些轻微的爆燃声,但过后能消失,仍属正常现象。
2)根据海拔调整有关参数。根据汽车行驶地区的海拔,及时调整点火提前角大小,汽车从平原(或高原)行驶到高原(或平原)后,应及时将点火角度适当提前(或推迟)一些。
3)预防供油系统产生“气阻”。汽车在炎热夏季或高原、高山地区行驶时,应选用隔热物将汽油泵和输油管隔开,尽量减少输油管道的弯角,并加强发动机室内的通风,以防产生气阻。如已产生气阻,则应选择通风处停车,并在汽油泵、输油管和进气管等处敷湿毛巾或使其自然降温。
4)应及时清除积炭、漆膜等物。在维修发动机时,维修人员要彻底清除进气管、进排气门、燃烧室等处的积炭和漆膜等,以防由这些物质的隔热作用而导致发动机产生早燃 或爆燃现象。
5)防止油箱、输油管路等处胶质的产生。油箱内要经常装满汽油,尽量减少油箱中的空气量,保持蒸气空气阀的开闭自如,以免产生胶质而堵塞油道和喷油器等。
6)在维修车辆时,应严禁使用汽油清洗汽车零部件,以免发生火灾。
7)汽油是易燃易爆物品,其油蒸气与空气混合达到一定的比例后,一遇火星就会着火,甚至爆炸。在运输、维修企业内暂时储存装卸汽油时,要严格防火、防爆。
5.我国汽油油品现状及其影响
我国汽油主要存在以下一些不利于发动机的因素:
1)辛烷值稍低。《世界燃油规范》规定汽油标号分别为91号、95号、99号。相比之下,我国高辛烷值汽油比例较低,我国的汽油标号分别为90号、93号、97号、98号,而98号汽油也极为少见。
2)我国的汽油硫含量(质量分数)普遍偏高。《世界燃油规范》规定符合欧Ⅲ标准的汽油硫含量应不大于0.003%。2005年加拿大规定汽油硫含量为0.003%(30×10-6)。欧盟规定汽油硫含量最高为0.005%(50×10-6),而在2003年德国的汽油硫含量降低到0.001%(10×10-6),在2005年美国的汽油硫含量也降到了0.003%(30×10-6)。我国现行汽油硫含量标准是不大于0.05%(500×10-6)。因为硫在高温燃烧后会生成硫酸盐,这些硫酸盐会依附在三元催化转化器的贵金属(催化剂)的表面,会造成三元催化转化器有效作用面积减少,从而大大降低三元催化转化器的效果,加大汽车碳氢化合物和氮氧化物的排放。
3)蒸发性相对偏高。
4)烯烃含量高,安定性差。《世界燃油规范》规定,符合欧Ⅲ标准的汽油烯烃含量不大于10%,发达国家的汽油烯烃含量小于20%,而我国汽油标准规定烯烃不大于35%,这个主要受到我国的汽油生产工艺制约——以催化裂化为主。烯烃的含量过高,容易在喷嘴和进气门处产生积炭和结焦,影响发动机性能;在燃烧室中得不到充分燃烧,使得排放恶化,污染环境。
我国汽油与《世界燃料规范》以及欧盟国家的要求对比,见表2-1。
表2-1 我国汽油与《世界燃料规范》以及欧盟的对比
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