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 10%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%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— 93要求汽 油10%留出温度不高于70C 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。50%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50%留出温度不高于120C。 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%留出温度与终馏点均作了严格限制,GB484一 93 中要求90%留出温度不高于190 °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— 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- 93规定汽油蒸气压从9月I日至次年2月29 日不大于88kPa,从3月I日至8月31日不大于74kPa。 饱和蒸气压的测定是按 GB/T8017— 87(车用汽油)或 GB/T257— 64(90)(汽油)的规定进行的。 2.汽油的抗爆性及其评价指标 (I) 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— 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。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M0N)/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 。