模块1汽车燃料
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汽车运行材料课程介绍同学们，我们在日常生活中要吃饭、喝水、穿衣、穿鞋。
工业文明的经典之作——汽车在使用过程中要不要吃饭、穿衣、穿鞋呢？在车辆运行过程中、使用周期较短、消耗费用较大、对于车辆使用性能有较大影响的一些非金属材料，我们就把它们叫作汽车运行材料。
问题：世界范围内在6亿多的汽车保有量基础不断增加，每年运行要消耗什么？1、燃油已超过6000万t ，2、消耗数量惊人的润滑油、传动液、润滑脂、制动液、液压油、橡胶轮胎等材料。
3、运行材料消耗过程，对环境的破坏。
4、运行材料性能影响汽车本身的性能主要包括车用汽油、车用轻柴油、车用替代燃料、发动机润滑油、车辆齿轮油、汽车液力传动油、车用润滑脂、汽车制动液、液压系统用油、车用其他工作液、汽车轮胎等，着重就汽车运行材料的主要使用性能、评价指标或方法、特点、规格、质量标准、选用技术、最新质量和性能发展趋势，以及合理使用对车辆性能的影响进行论述。
模块1 汽车燃料[学习目标]了解石油的组成和各种成分的基本性能；了解石油的炼制方法；了解汽油主要使用性能及评价指标；了解汽油的规格与正确选用；了解轻柴油的规格与正确选用；了解国内柴油的质量及发展趋势；了解汽车用各种新能源的运用和发展前景。
1．1石油教学目标：了解石油的组成和各种成分的基本性能；了解石油的炼制方法。
教学重点：石油的组成和各种成分的基本性能。
教学难点：石油的炼制方法。
教学内容：一、石油的基本组成和性质1、石油石油是埋藏在地下的天然矿产物，未经炼制前也叫原油。
石油在国民经济中占有极其重要的地位，车用燃料与润滑剂目前多为石油产品。
石油的实质是不同的烃类的混合物，能从中提取出汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等。
2、石油的物理性质1.在常温下呈液体或半液体状态，2.颜色多为黑色或深棕色，有特殊气味，3.密度多在0.80—0.98 g／cm3之间，一般不大丁1 g／cm3，4.凝点的差异较大，有的高达30C以上，有的却低于—500C。
状态颜色气味密度/g/cm3 凝点/℃液体半液体黑色深棕色特殊气味0.80-0.98 -50-303、元素组成C 83.0%—87.0%H 10.0%—14.0%S 0.05%—8.00%O 0.02%—2.00%N 0.02％—2.00％。
其他：金属元素：镍、钒、铁、钾、钠等非金属元素：氯、碘、磷、砷、硅等，它们在石油中的质量分数极微少，一般都在0.003％以下。
4、物质组成石油是由烃类和非烃类组成的，非烃类主要是一些无机化合物。
什么是烃？由碳和氢两种元素组成的化合物，叫做碳氢化合物，通常称为烃。
（一）烃类1、烷烃：烷烃是开链饱和烃，分子式通式CnH2n+2分子内碳与碳单键相联，碳的剩余键为氢所饱和。
一般碳原子数1—4为气体，5—16为液体，16以上为固体。
（1）正构烷烃碳链长，结构不稳定，易生成过氧化物及醇或醛等氧化物，发火性好，是压燃式发动机燃料的良好成分。
（2）异构烷烃结构紧密，不易被氧化生成过氧化物，发火性能差，不易发生爆燃，是点燃式发动机燃料的良好成分。
2、环烷烃环烷烃是闭链饱和烃，分子式通式CnH2n分子内碳与碳相连且呈环状，碳的剩余键为氢所饱和。
对大多数石油来说，环烷烃是主体成分。
（1）柴油中环烷烃的发火性较烷烃差。
（2）汽油中环烷烃的抗爆性比正构烷烃好，仅次于异构烷和芳烃。
（3）少环长侧链的环烷烃是润滑油的理想组分。
3、芳香烃凡具有苯环结构的烃称为芳烃。
（1）不易着火，辛烷值高，具有良好的抗爆性，是汽油的良好成分。
（2）在柴油中会使燃烧性能变坏，是其不良成分。
4、烯烃凡分子结构中含有碳碳双键的烃叫烯烃分子式通式为CnH2n、CnH2n-2。
（1）化学性质较活泼，安定性差，易氧化变质。
（2）小分子烃易结合成大分子烃，使油品变坏。
各种烃类对石油产品性质的影响（二）非烃类石油中除烃类化合物以外，还有一些非烃类化合物。
这些化合物有含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶质和沥青质等。
氧、硫和氮等元素总的含量，在石油中一般虽然只含有1％左右，但它们组成的化合物的含量却可达19％，甚至更多。
非烃类化合物大多对原油加工和石油产品的质量带来不利影响，所以在炼制过程中都要尽可能将它们除去。
二、石油产品的提炼及生产方法简介 1、常压蒸馏常压蒸馏是根据组成石油的各类烃分子的沸点不同，利用加热、蒸发、冷凝等步骤对石油进行的直接分馏。
常压蒸馏流程图直馏产品性质稳定，不易氧化。
2、热裂化热裂化是利用500℃左右的高温使重油一类的大分子烃受热分解裂化成小分子烃的加工过程。
热裂化产品的特点：抗爆性比直馏好，安定性差，易氧化变质。
主要产品：裂化气、汽油、柴油和渣油。
3、催化裂化催化裂化是在催化剂硅酸铝或分子筛的作用和450-510℃的高温条件下，通汽油 煤油 柴油 重柴油过对原料油进行裂化、异构化、芳构化、氢转移等反应，使沸点较高的大分子烃裂化为小分子烃的加工工艺。
主要产品：石油气、轻柴油和汽油。
4、加氢裂化加氢裂化是在370-430℃的高温和10-15MPa的高压，并有钨、钼、镍等催化剂的作用下，加入氢气，对原料油进行加氢裂化和异构化等反应，从而使重质油转变成饱和的轻质油的一种炼制方法。
主要产品：汽油（抗爆性好，腐蚀性低）柴油（发火性能好，凝点低）润滑油（粘温性能好）5、减压蒸馏减压蒸馏是利用“物质的沸点随外界压力减小而降低”的原理，通过降低蒸馏的压力，来降低石油中烃分子的沸点，从而将常压蒸馏得到的重油再进行分馏的加工过程。
减压蒸馏流程图6、石油产品的精制石油炼制方法得到的石油产品大多数为半成品，其中还含有硫化物、氧化物、氮化物、胶质以及不饱和烃等杂质，对这些半成品进行精制加工。
方法有：酸碱精制、加氢精制、溶剂精制、白土补充精制、加氢补充精制、脱硫醇精制、溶剂脱蜡、尿素脱蜡、分子筛脱蜡、微生物脱蜡、电化学精制等。
7、添加剂清净剂和分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、油性剂和摩擦改进剂、粘度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡沫剂、抗爆剂、十六烷值改进剂、低温流功性改进剂、清净分散剂、抗氧防胶剂和金属钝化剂。
三、石油的馏分组成1、三个概念馏分、轻馏分和重馏分。
馏分：是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分。
2、石油的馏分组成40～～205℃的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻油或石脑油馏分）200～300℃的馏分为煤油馏分（也称中间馏分，AGO）270～365℃的馏分为柴油馏分（也称高沸点馏分,VGO）大于500℃的馏分为重油馏分作业：P4习题1.1 一二1.2汽油教学目标：了解汽油主要使用性能及评定指标；了解汽油的规格与正确选用；了解国内汽油的质量及发展趋势。
教学重点：汽油的规格与正确选用。
教学难点：汽油主要使用性能及评定指标。
教学内容：1．2．1汽油的使用性能及评定指标一、汽油发动机对汽油的要求1、适宜的蒸发性2、良好的抗爆性3、良好的物理和化学稳定性4、对机件等无腐蚀性5、油本身的清洁性6、对环境等的无害性二、汽油的蒸发性1、汽油的蒸发性：是指汽油由液体转化为气体的性能。
汽油蒸发性差---难以启动，发动机工作不稳定，燃料消耗增加，经济性变差，功率下降；汽油蒸发性好---使汽油在储存、运输、加注中损耗增加，发动机供油系统产生“气阻”现象。
2、气阻：是指在夏季高原地区，汽油在进入化油器之前就蒸发成气体，在油泵、油管、弯角或较热部位形成气泡，造成供油中断，从而使发动机熄火的现象。
3、汽油蒸发性评价指标：馏程蒸气压（1）馏程：是指油品在规定条件下蒸馏时，从初馏点到终馏点的温度范围。
10%蒸发温度50%蒸发温度90%蒸发温度干点（2）饱和蒸气压：是指在规定的条件下，汽油在适当的实验仪器中蒸发达到平衡状态时，汽油蒸气所显示的最大压力。
汽油的蒸气压高，说明油中含轻质成分多，蒸发性好，但使用中易产生气阻，损耗大。
国家标准中规定蒸气压不得大于67Kpa。
4、汽油的抗爆性：是指汽油在汽油发动机气缸内燃烧时不产生爆燃的性能。
燃烧分类：正常燃烧不正常燃烧（1）正常燃烧分为三个阶段：着火延迟期、火焰传播期和补燃期。
（2）不正常燃烧：爆燃a爆燃是指发动机工作时，火花塞点火以后，形成一个火焰中心。
并向四周传播，当处在燃烧末端的混合气因压缩及火焰的热辐射作用在火焰未到达之前自行分解燃烧，形成新的火焰中心，从而使气缸内压力骤然上升，火焰传播速度急剧增加至1500—2500m/s，产生强烈冲击波的现象。
b对发动机的危害——敲缸磨损功率下降过热积碳强烈冲击波会使机件的负荷增加，产生变形和损坏—敲缸；高压和高温破坏润滑油膜的润滑性，加快发动机的磨损，气缸密封性下降，发动机功率下降；高温增加冷却系统的负担，易使发动机出现过热；局部高温引起热分解现象严重，产生积碳，使发动机的可靠性下降。
C抗爆性评价指标——辛烷值辛烷值是指异辛烷在标准混合试液所占体积的百分数。
纯异辛烷抗爆性好，取其辛烷值为100，纯正庚烷的抗爆性差，其辛烷值规定为0。
提高汽油辛烷值的措施：选择良好的原料和改进加工工艺；加入抗爆剂。
5、汽油的安定性（稳定性）（1）汽油的安定性是表示汽油在储存、使用过程中氧化生胶的倾向。
（2）评价指标：实际胶质诱导期实际胶质是用25ml汽油在规定的仪器中和150℃温度下，以一定流量的空气吹干后得到不能蒸发的胶状物，以mg/100ml表示。
问题：实际胶质大的油，该怎么办？诱导期是汽油在压力为709Kpa，温度为100℃的氧气中未被氧化所经过的时间。
问题：诱导期是怎么规定的？6、汽油的腐蚀性及指标（1）硫及硫的化合物汽油规格中规定硫分≤0.15%（2）有机酸汽油规格中规定酸度≤3mgKOH/100ml（3）水溶性酸或碱不允许存在1.2.2 汽油的牌号与正确选用及注意事项一、汽油的牌号：1、汽油一般分为航空汽油、车用汽油和工业汽油三类。
2、汽油牌号：常见的汽油牌号有90、93、97。
二、汽油的选择1、按使用说明书规定或按相关权威部门推荐选用汽油牌号表1－5国内外汽油轿车用油牌号推荐表2、若用牌号相近的汽油暂时代替时，要及时调整汽油机3、装有三元催化转换器和氧传感器的汽车尽量选用低铅汽油4、推广使用加入有效的汽油清净剂的汽油5、注意外界条件的变化对汽油选择的影响6、防止出现“汽油牌号越高越好”的误区三、使用时的注意事项1、汽油牌号变化时，要及时调整点火角2、桶装汽油要留7%的空间，放置阴凉处，防止日光照射3、不同牌号的汽油不能混放，以防其质量下降4、避免蒸发损失、氧化变质、外界污染1.2.3 国内车用汽油的质量及发展趋势简介一、我国的汽油标准SH――0112――1992 《汽油》是70号含铅车用汽油标准GB――484――1993 《车用汽油》是90号及其以上含铅车用汽油标准SH――0041――1993《无铅车用汽油》→GB17903――1999《车用无铅汽油》→GB17903――2006《车用汽油》二、新旧标准差异2000年1月1日起，实施GB17930-1999《车用无铅汽油》较GB484-1993《车用汽油》相比，调整了抗爆指数、铅含量、硫含量、蒸气压两个时段起止的划分等项目，增加了苯、芳烃、烯烃等体积分数含量项目等。
