汽油的质量要求及性能指标

汽油的质量要求及性能指标（一）汽油的质量要求：汽油性能的优劣,对于汽油发动机的动力性、经济性、可靠性及使用寿命等均有很大影响。

对汽油的质量要求是:l.良好的蒸发性,保证发动机在冬季易于启动,在夏季不易产生气阻,并能较充分燃烧。

2.抗爆性好,辛烷值合乎要求,保证发动机工作稳定、运转正常,不发生爆震,以充分发挥发动机功率。

3.安定性好,即诱导期要长,实际胶质要小,使汽油在长期的储存过程中不会发生辛烷值降低、酸度增大、颜色变深等质量变化,也不致于生成过多的胶状及酸性物质。

4.抗腐蚀性要好,在储存及使用过程中保证汽油不会腐蚀储油容器及汽油机机件。

(二) 评价汽油性能的指标:l.汽油的蒸发性及其评价指标汽油由液体状态转化为气体状态的性能,称为汽油的蒸发性。

我们知道,在发动机内,汽油经过化油器时被汽化,同一定比例的空气均匀混合后进入燃烧室被点燃燃烧。

因此,汽油良好的蒸发性,可保证发动机在各种条件下易于启动、加速及正常运转。

汽油的蒸发性越好,就越易汽化,在冷车或低温条件下就能使发动机顺利起动和正常工作。

反之,若汽油的蒸发性差,会使汽油汽化不完全,难以形成具有足够浓度的混合气,不但使发动机启动性变差,而且混合气中有一些悬浮的油滴进入燃烧室中。

这就将导致发动机工作不稳定、燃烧不完全,使油耗升高、排污增加。

此外,没有完全燃烧的油滴,还会因活塞环密封不严而附于气缸壁上,破坏润滑油膜,甚至渗入曲轴箱内,稀释润滑油,增加机件的磨损。

需要指出的是,汽油的蒸发性过强也是不合适的,一方面,会使汽油在储运过程中轻质馏分损耗过多。

再则是在温度较高时,汽油在化油器以前的油道中,易于蒸发形成油气,使得油泵、输油管等曲折处或在油管较热部位产生气泡,阻滞汽油流通,使供油不畅甚至中断,造成发动机熄火,这种现象通常称之为“气阻“。

在炎热季节、高原或是重载(如爬长坡、带拖挂车)条件下工作的汽车,如使用蒸发性过强的汽油,就易产生气阻,造成行车故障甚至发生事故。

因此,所用汽油的蒸发性应适中。

通常,评价汽油蒸发性的指标有:馏程与饱和蒸气压。

(l)馏程馏程是油品在规定条件下蒸馏所得到的,以初馏点和终馏点表示其蒸发特征的温度范围。

馏程用来判定石油产品轻、重馏分含量的多少。

汽油的馏程清楚地表明了它在使用时蒸发性能的好坏。

初馏点与10X馏出温度表示汽油中含低沸点轻质馏分的多少。

当初馏点与10冗馏出温度过低时,汽油蒸发性强,易产生气阻现象;过高时,汽油蒸发性差,冬季或冷车不易启动。

GB484一93要求汽油10冗馏出温度不高于70’C。

50%馏出温度是表示汽油的平均蒸发性,它能影响发动机的加速性。

50X馏出温度低,汽油的蒸发性就好,发动机的加速性也就好且工作稳定。

GB484--93要求汽油50X馏出温度不高于120‘C。

90几馏出温度与终馏点表示汽油中不易蒸发和不能完全燃烧的重质馏分的含量。

这两个温度低,表示其中不易蒸发的重质组分少,能够燃烧完全。

反之,则表明汽油中重质组分多,汽油不能完全蒸发与燃烧。

这样,就会增大油耗,排污增加且工作不稳定,甚至还会使未充分燃烧的燃油流入曲轴箱稀释润滑油,加剧机件磨损。

因此,对汽油的90%馏出温度与终馏点均作了严格限制,GB484一93中要求90%馏出温度不高于l90‘C,终馏点不高于205’C。

汽油的残留量指标表示汽油中最不易蒸发的重质成分与储存过程中生成的氧化胶状物含量的多少。

残留量指标高,会使燃烧室及气门组件积炭增加,进气系统与化油器喉管结胶严重,从而影响发动机的正常工作。

GB484一93中规定残留量不大于2%。

(2)饱和蒸气压在规定条件下,油品在适当的试验装置中,气液两相达到平衡时,液面蒸气所显示的最大压力称为饱和蒸气压。

饱和蒸气压用来评定汽油的蒸发强度。

饱和蒸气压指标值高说明汽油中轻质馏分含量高,其蒸发性好,使用时,发动机产生气阻的可能性就大,储运时轻质馏分损失的趋向也就大,但发动机起动性好。

因此,大气压力与环境温度不同时,对汽油的饱和蒸气压的要求也不同。

GB484一93规定汽油蒸气压从9月l日至次年2月29日不大于88kPa，从3月l日至8月31日不大于74kPa。

饱和蒸气压的测定是按GB/T8017一87(车用汽油)或GB/T257一64(90)(汽油)的规定进行的。

2.汽油的抗爆性及其评价指标(l)汽油的抗爆性是指汽油在发动机中燃烧时,不发生爆震的能力。

爆震也称“火头响’’,是发动机工作时的一种不正常现象。

汽油在发动机中正常燃烧时,火焰的传播速度大致在50m/s左右,气缸内温度与压力都呈均匀上升。

但当使用抗爆性差的汽油时,燃烧情况就不同了,当混合气被点燃后,火焰前锋以一定速率扩散传播,但火焰前锋尚未到达的那部分混合气,在气缸内高温、高压的作用下，生成大量的过氧化物。

过氧化物是一种极不稳定的化合物,积聚量达一定值时,不等火焰前锋传播到,它就会自行分解，导致爆炸燃烧,形成压力冲击波,使气缸内产生清脆的金属敲击声，这种不正常燃烧现象就称之为爆震。

产生爆震的因素较多,除汽油牌号过低、发动机负荷过重及发动机过热外,发动机的压缩比也和爆震的产生关系极大。

高压缩比发动机经济性好,但产生爆震的趋向明显增大。

所以,应根据汽油机压缩比合理选用汽油,压缩比高,要求汽油的牌号也就高。

另外,驾驶操作水平及发动机结构设计也对爆震产生影响。

因此,爆震限制了发动机压缩比的提高,使发动机的经济性下降,长时间爆震还会使发动机过热,甚至使零件损坏。

(2)汽油抗爆性的评价指标汽油抗爆性可用汽油的辛烷值来评价。

辛烷值是代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数值。

在规定条件下的标准发动机试验中,通过和标准燃料进行比较来测定。

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。

测定辛烷值的方法不同,所得值也不同,因此,引用辛烷值时,应指明所采取的方法。

马达法辛烷是按GB/T503一85(91)的规定进行测定,研究法辛烷值是按GB/T5487一88(91)的规定进行测定。

马达法辛烷值与研究法辛烷值(辛烷值在100或100以下时)测定时,都是在标准条件下,把试样与巳知辛烷值的参比燃料的爆震倾向进行比较。

参比燃料是由异辛烷(辛烷值为100)和正庚烷(辛烷值为零)混合而成的.与试样中爆震强度相当的参比燃料中所含的异辛烷的体积百分数,就是该试样的辛烷值。

研究法辛烷值与马达法辛烷值测定方法与设备基本相同,不同的只是测定时的标准条件不同。

最主要的不同在于马达法辛烷值以较高的混合气温度(一般加热至149'C)和较高的发动机转速(9OOr/min土10r/min)的苛刻条件为其持征所测得。

一般用以测定在发动机节气门全开和发动机高速运转时汽油的抗爆性。

而研究法辛烷值则以较低的混合气温度(一般不加热)和较低的发动机转速(600r/min±6r/min)的中等苛刻条件为其特征所测得。

一般用以评定发动机由低速过渡到中速运行时汽油的抗爆性。

同一种汽油的研究法辛烷值一般要比马达法辛烷值高,可用下列关系式来近似换算两者的数值,即:马达法辛烷值=研究法辛烷值*0.8十10研究法辛烷值与马达法辛烷值之差称为汽油的敏感性。

马达法辛烷值与研究法辛烷值都是在专门的单缸发动机上,在标准试验条件下测定而得的,它们都不能全面反映车辆运行条件下燃料的抗爆性能。

因此,提出了计算车辆实际运行条件下的抗爆性能经验关系式,即:抗爆指数=(RON十MON)/2式中:RON---研究法辛烷值;MON---马达法辛烷值。

显然,抗爆指数所反映的是一般运行条件下汽油的平均抗爆性能。

由上述可知,汽油的辛烷值越高,它的抗爆性就越好,发动机的动力性与经济性就越能得以体现。

(3)提高汽油辛烷值的方法目前,提高汽油辛烷值的途径主要有以下三种,①采用先进的炼制工艺,以生产出含有高辛烷值成分多的汽油。

组成汽油的化合物一般为烷烃、环烷烃、芳香烃与烯烃,烷烃、环烷烃的体积含量一般在50%以上,芳香烃不高于35%烯烃一般低于15%。

芳香烃与异构烷烃的热氧化安定性好,相对应的辛烷值可达100左右;环烷烃的辛烷值次之;烯烃又次之;正构烷烃辛烷值最低。

不同的炼制工艺,所获汽油组分的辛烷值也不同,一般而言,用常压蒸馏法获的直馏汽油组分,含正构烷与环烷烃较多,异构烷、芳香烃和烯烃含量较少,所以辛烷值只有40一55;用热裂化和焦化法制取的汽油部分，因含有较多烯烃，辛烷值达50-60；催化裂化、催化重整和加氢裂化是较先进的二次加工方法，炼出的汽油著称组分含异构烷烃和芳香烃较多，其辛烷值高达70-85以上。

由此可见，采用先进的生产工艺是提高既有辛烷值的有效途径之一。

②在汽油中调入改善辛烷值的组分，如加入烷基化油、异构化油、苯、甲苯及工业异辛烷等都能提高汽油的辛烷值。

70年代国外出现了新的高辛烷值汽油调和组分，如甲基叔丁基醚和叔丁醇。

甲基叔丁基醚在汽油中的加入量一般为10%，可以大大改善汽油的抗暴性，是生产优质汽油上好的调和组分。

③加入抗爆添加剂。

使用最多的抗爆剂是四乙基铅，在汽油中添加少量的四乙基铅便可极显著地提高汽油的辛烷值。

四乙基铅是一种带水果香味，具有剧毒的油状液体，它能通过呼吸道、食道以及无伤口的皮肤进入人体，而且很难排泄出来，当进入人体体内的铅积累到一定程度时（通常以血中浓度超过80ug/100L为标志），便会使人中毒。

为防止中毒，含铅汽油往往带有一定的颜色，使人们接触它时便于识别，以引起注意，防止中毒。

四乙基铅提高汽油辛烷值的幅度随原油及炼制工艺的不同而异，对应于不同的汽油有它最佳添加量，超过此量，辛烷值的提高幅度随四乙基铅的增多而减少，甚至没有效果。

汽油中四乙基铅含量一般不超过0.13%（可提高辛烷值20-28个单位），GB484-93中规定90号汽油铅含量不大于0.35g/LO,93号，97号汽油中铅的含量不大于0.45g/L。

四乙基铅提高汽油抗爆性机理十分复杂，通常认为四乙基铅在200‘C以上温度时即开始分解，铅与未燃混合物中的过氧化物进行反应，其结果破坏了过氧化物，生成了活性不强的氧化物，中断了氧化物生成的连锁反应，使过氧化物不致积聚与分解，这就避免了爆震。

但是，汽油中加入了四乙基铅也有其不利的一面，四乙基铅与过氧化物反应后生成的氧化铅，它的沸点高达1470’C，氧化铅微粒不易随废气排出而是沉积在发动机的气缸壁、缸盖及火花塞与气门组件上，从而破坏了发动机的正常工作，并增大了机械磨损。

因此,往汽油中添加的不是纯四乙基铅,而是混合有一种叫做导出剂的物质。

这种导出剂在燃烧时能与四乙基铅燃烧后生成的氧化铅起作用而生成较易气化的漠化铅与氯化铅(沸点分别为916'C和950'C儿而气缸内燃烧后温度达1200~1300'C,所以漠化铅与氯化铅均能呈气体状态随废气排出缸外,这就减少了氧化铅在气缸内的积聚,保证发动机能正常工作。