汽车性能与使用技术 第9章 汽车运行材料及其使用.ppt
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1、第第9章章汽车运行材料及其使用汽车运行材料及其使用 能回答能回答下列问题吗?下列问题吗?燃油不好,哪儿不好?燃油不好,哪儿不好?本课程相关术语、概念、基本的表示方法知本课程相关术语、概念、基本的表示方法知道吗?道吗?外地车外地车Audi A4Audi A4加加9797号油,认可中石化加油站号油,认可中石化加油站一辆柴油车(进口)加油,加油后无法起动一辆柴油车(进口)加油,加油后无法起动IVECOIVECO后桥主减速器主动齿轮异常磨损后桥主减速器主动齿轮异常磨损一汽宝来出现起动不着车(气门粘滞、气门一汽宝来出现起动不着车(气门粘滞、气门关闭不严,喷油嘴堵塞,气门多、气门弹簧弹关闭不严,喷油嘴堵塞
2、,气门多、气门弹簧弹力小)力小)汽车进入家庭,油品知识你知道多少?汽车进入家庭,油品知识你知道多少?直喷汽油机目前国内没有。新款皇冠原打算直喷汽油机目前国内没有。新款皇冠原打算装直喷汽油机,后调查由于油质原因放弃投产装直喷汽油机,后调查由于油质原因放弃投产本田车,加本田车,加ATFATF后,挂挡失灵后,挂挡失灵乙醇汽油、生物柴油车:加油后起动不着乙醇汽油、生物柴油车:加油后起动不着发动机油型号发动机油型号冬天突然降温变冷,车走不动了冬天突然降温变冷,车走不动了水箱、缸体缸盖冻裂水箱、缸体缸盖冻裂以上都是经常遇到的问题。以上都是经常遇到的问题。不管大家现在能不能回答,通过不管大家现在能不能回答,
3、通过本部分的系统学习,相信在座的本部分的系统学习,相信在座的每位同学有能力解决诸如此类的每位同学有能力解决诸如此类的问题,只要大家上课认真听讲!问题,只要大家上课认真听讲!第一节第一节汽车燃料及其使用汽车燃料及其使用目前车辆所用的燃料有:汽油、柴油(轻目前车辆所用的燃料有:汽油、柴油(轻油)、甲醇、天然气、液化石油气及其它油)、甲醇、天然气、液化石油气及其它燃料。燃料。两种最常用的燃料:汽油、柴油。两种最常用的燃料:汽油、柴油。(一)汽油(一)汽油汽油的使用性能汽油的使用性能一、汽油的蒸发性一、汽油的蒸发性馏程馏程 初馏点初馏点 10%蒸发温度:蒸发温度:轻质馏分多少,低温起动性、气阻轻质馏分
4、多少,低温起动性、气阻 50%蒸发温度:平均蒸发性,加速性、暖机时间蒸发温度:平均蒸发性,加速性、暖机时间 90%蒸发温度蒸发温度 终馏点终馏点:重质馏分多少,:重质馏分多少,残留量:残留量:%(v/v)最不易蒸发的重质馏分,最不易蒸发的重质馏分,饱和蒸气压饱和蒸气压 kPa Raid Vapour Pressure L/V=1/4 T=38 低温起动、低温起动、气阻、蒸发损失与排放气阻、蒸发损失与排放 二、抗爆性二、抗爆性辛烷值是表征点燃式发动机燃料抗爆性的一个约辛烷值是表征点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数值。它由在规定条件下的标准发动机试验中,通定数值。它由在规定条件下的标准发动机试验中
5、,通过和标准燃料(异辛烷与正庚烷配制)进行比较来测过和标准燃料(异辛烷与正庚烷配制)进行比较来测定,采用和被测燃料具有相同抗爆性的标准燃料中定,采用和被测燃料具有相同抗爆性的标准燃料中异异辛烷辛烷的体积百分数表示。的体积百分数表示。测定的方法有研究法(测定的方法有研究法(Research Octane Number)和马达法和马达法(Motor Octane Number)两种两种。一一般来说,催化裂化汽油灵敏度大。对汽油发动机来说,般来说,催化裂化汽油灵敏度大。对汽油发动机来说,灵敏度越小越好。灵敏度越小越好。由于汽车在道路上行驶时对辛烷值的要求不能单由于汽车在道路上行驶时对辛烷值的要求不能
6、单独用研究法辛烷值或马达法辛烷值来描述,目前采用独用研究法辛烷值或马达法辛烷值来描述,目前采用抗爆指数这一指标来表示汽油的抗爆性能。抗爆指数这一指标来表示汽油的抗爆性能。抗爆指数抗爆指数=(RON+MON)/2。研究法辛烷值研究法辛烷值(Research Octane Number)发动机转速较低、混合气温度较低、点火提前角较小发动机转速较低、混合气温度较低、点火提前角较小马达法辛烷值马达法辛烷值(Motor Octane Number)发动机转速较高、混合气温度较高、点火提前角较大发动机转速较高、混合气温度较高、点火提前角较大RONMON三、汽油的安定性三、汽油的安定性1.实际胶质实际胶质:
7、汽油蒸发残渣中正庚烷汽油蒸发残渣中正庚烷不溶物。不溶物。(mg/100mL)2.诱导期:规定的加速氧化条件下,诱导期:规定的加速氧化条件下,油品处于稳定状态所经历的时间周期,油品处于稳定状态所经历的时间周期,min。氧化安定性氧化安定性T(min)p(kPa)氧化安定性氧化安定性四、腐蚀性四、腐蚀性 硫含量、水溶性酸碱、酸度、铜片腐硫含量、水溶性酸碱、酸度、铜片腐蚀试验、博士试验蚀试验、博士试验、硫醇硫含量、硫醇硫含量等项等项五、清洁性五、清洁性 外观清澈透明,无机械杂质和水分外观清澈透明,无机械杂质和水分堵塞、沉积物、磨损、腐蚀六、无害性六、无害性 有害物质减少有害物质减少 排放污染、排放污
8、染排放污染、排放污染控制装置控制装置 环保性环保性汽油的标准汽油的标准发动机结构特点、使用条件、石油炼制水平,发动机结构特点、使用条件、石油炼制水平,汽油标准不断制定、修订。汽油发展经历辛烷值升汽油标准不断制定、修订。汽油发展经历辛烷值升级、无铅化、向着组分优化方向发展。级、无铅化、向着组分优化方向发展。目前,我国车用汽油标准执行的是车用无铅汽目前,我国车用汽油标准执行的是车用无铅汽油(油(GB17930-2006)。GB17930-2006将车用无铅汽油按将车用无铅汽油按研究法辛烷值研究法辛烷值分为分为9090号,号,9393号和号和9797号三个牌号号三个牌号。牌号的含义为研。牌号的含义为
9、研究法辛烷值(究法辛烷值(RON)。)。例如:例如:90号汽油表示该汽油号汽油表示该汽油RON值不小于值不小于90。世界燃油规范世界燃油规范(World Wide Fuel Charter):、,满足汽车技术、环保要求。满足汽车技术、环保要求。汽油的选择和使用汽油的选择和使用一、车用汽油的选择一、车用汽油的选择 压缩比。压缩比。电喷发动机有爆震传感器,但调节有限度。电喷发动机有爆震传感器,但调节有限度。二、车用汽油使用注意事项二、车用汽油使用注意事项 汽汽油油易易燃燃、易易爆爆、易易产产生生静静电电,使使用用中中要要注注意意安安全全。严严禁用汽油作煤油炉、汽化炉燃料,以免发生火灾。禁用汽油作煤
10、油炉、汽化炉燃料,以免发生火灾。推推广广使使用用加加入入有有效效的的汽汽油油清清净净剂剂的的无无铅铅汽汽油油。汽汽油油清清净净剂剂的的发发展展经经历历了了四四代代:第第一一代代,20世世纪纪6070年年代代,主主要要针针对对化化油油器器沉沉积积物物起起清清洁洁作作用用;第第二二代代,20世世纪纪8090年年代代,主主要要针针对对燃燃料料喷喷嘴嘴沉沉积积物物起起清清洁洁作作用用;第第三三代代,20世世纪纪90年年代代至至今今,除除了了对对喷喷嘴嘴起起作作用用外外,还还对对进进气气阀阀结结胶胶、积积炭炭起起一一定定清清净净作作用用;第第四四代代,现现阶阶段段,除除对对喷喷嘴嘴沉沉积积物物及及进进气
11、气阀阀沉沉积积物物有有清清洁作用外,还对燃烧室沉积物有清洁作用。洁作用外,还对燃烧室沉积物有清洁作用。调校工作,主要针对化油器发动机。调校工作,主要针对化油器发动机。(二二)柴油(轻油)柴油(轻油)柴油的使用性能柴油的使用性能一、柴油的低温流动性一、柴油的低温流动性柴柴油油的的低低温温流流动动性性评评定定指指标标有有凝凝点点、浊浊点点、冷冷滤滤点点三三种种。在在日日本本用用凝凝点点来来评评定定,在在美美国国用用浊浊点点来来评评定定,在在欧欧洲洲国国家家中中多多采采用用冷冷滤滤点点来来评评定,我国用凝点和冷滤点来评定。定,我国用凝点和冷滤点来评定。注注意意凝凝点点、浊浊点点、冷冷滤滤点点的的区区
12、别别,通通常常:凝点冷滤点浊点。凝点冷滤点浊点。二、柴油的二、柴油的雾化和蒸发性雾化和蒸发性 柴油的馏程、运动粘度、密度和闪点。柴油的馏程、运动粘度、密度和闪点。注注意意闪闪点点、燃燃点点、自自燃燃点点的的区区别别:在在规规定定条条件件下下,加加热热油油品品所所逸逸出出的的蒸蒸气气和和周周围围空空气气形形成成的的混混合合气气与与火火焰焰接接触触发发生生瞬瞬间间闪闪火火的的最最低低温温度度为为闪闪点点(柴柴油油一一般般用用闭闭口口杯杯测测定定,为为闭闭口口闪闪点点);如如果果在在闪闪火火温温度度的的基基础础上上,再再继继续续对对燃燃油油加加热热,当当接接近近火火焰焰时时,不不但但油油面面上上的的
13、混混合合气气体体有有闪闪火火现现象象,而而且且整整个个液液体体油油面面都都开开始始着着火火的的最最低低温温度度称称为为燃燃点点;若若再再加加热热,直直至至液液体体油油面面不不接接触触火火焰焰而而自自行行着着火火,即即燃燃油油出出现现自自燃燃现现象象,燃燃油油发发生自燃的最低温度称为生自燃的最低温度称为自燃点自燃点。三、柴油的抗工作粗暴性三、柴油的抗工作粗暴性 十六烷值:十六烷值:40 50。值低,滞燃期长,同时燃烧。值低,滞燃期长,同时燃烧或爆炸,使压力剧升。或爆炸,使压力剧升。十六烷指数:密度、沸点十六烷指数:密度、沸点 四、柴油的安定性四、柴油的安定性 色度、色度、碘值碘值、氧化安定性、氧
14、化安定性、10蒸余物残炭蒸余物残炭、实实际胶质际胶质 五、柴油的腐蚀性五、柴油的腐蚀性 腐蚀性腐蚀性物质:硫、硫化物、水溶性酸碱物质:硫、硫化物、水溶性酸碱 硫硫含含量量、硫硫醇醇硫硫含含量量、酸酸度度、铜铜片片腐腐蚀蚀试试验验、水水溶性酸碱溶性酸碱 六、柴油的清洁性六、柴油的清洁性 机械杂质、水分和灰分机械杂质、水分和灰分 七、柴油的无害性七、柴油的无害性 硫、芳烃硫、芳烃 密度高、凝点低、密度高、凝点低、十六烷值低十六烷值低柴油的标准柴油的标准一、轻柴油标准(一、轻柴油标准(GB252-2000GB252-2000)GB252-2000按凝点将轻柴油分为按凝点将轻柴油分为10号、号、5号、
15、号、0号、号、-10号、号、-20号、号、-35号、号、-50号共七个牌号。牌号的含号共七个牌号。牌号的含义为凝点。例如:义为凝点。例如:10号表示该种柴油的凝点不高于号表示该种柴油的凝点不高于10。其中,。其中,10号轻柴油适用于有预热设备的柴油机。号轻柴油适用于有预热设备的柴油机。其它牌号分别适用于风险率其它牌号分别适用于风险率10%的最低气温的最低气温8、4、-5、-14、-29及及-44以上的地区使用。一般以上的地区使用。一般各种牌号轻柴油都是由直馏馏分和二次加工馏分调和各种牌号轻柴油都是由直馏馏分和二次加工馏分调和而成。在低凝点的轻柴油中,还要根据使用性能的要而成。在低凝点的轻柴油中
16、,还要根据使用性能的要求,适当调入一些煤油馏分。凝点较高的求,适当调入一些煤油馏分。凝点较高的10号和号和0号轻号轻柴油中,调入直馏馏分的比例较大,煤油的比例较小;柴油中,调入直馏馏分的比例较大,煤油的比例较小;而凝点较低的牌号正好相反。而凝点较低的牌号正好相反。车用柴油标准(车用柴油标准(GB/T19147-2003GB/T19147-2003)随着发动机技术改进和环保对排放要求日益随着发动机技术改进和环保对排放要求日益严格,对柴油质量提出了更高的要求。现有的轻严格,对柴油质量提出了更高的要求。现有的轻柴油标准柴油标准(GB 252-2000)已不能满足要求。我国轻已不能满足要求。我国轻柴油
17、中车用柴油仅占柴油中车用柴油仅占30左右,其余为农用、船左右,其余为农用、船用、铁路机车用、矿山用及民用等,这种状况今用、铁路机车用、矿山用及民用等,这种状况今后若干年内不会发生突变。因此,没有必要将我后若干年内不会发生突变。因此,没有必要将我国所生产的全部轻柴油向国外车用柴油标准靠拢,国所生产的全部轻柴油向国外车用柴油标准靠拢,而只需要制定与此类似的我国车用柴油标准即可。而只需要制定与此类似的我国车用柴油标准即可。柴油的选择和使用柴油的选择和使用1.1.柴油牌号的选择柴油牌号的选择 选择柴油的主要依据是气温,应该根据不同地区和季选择柴油的主要依据是气温,应该根据不同地区和季节选择不同牌号的柴
18、油。由于柴油的冷滤点与实际使用温节选择不同牌号的柴油。由于柴油的冷滤点与实际使用温度之间有良好的对应关系,所以柴油一般按各号柴油冷滤度之间有良好的对应关系,所以柴油一般按各号柴油冷滤点对照当地月风险率为点对照当地月风险率为10%的最低气温进行选择。而柴油的最低气温进行选择。而柴油的牌号是按凝点划分的,若根据凝点选择,凝点要比当地的牌号是按凝点划分的,若根据凝点选择,凝点要比当地月风险率为月风险率为10%的最低气温低的最低气温低46(因为凝点比冷滤点因为凝点比冷滤点低低46)。)。2.2.柴油使用注意事项柴油使用注意事项 柴油加入油箱前,一定要充分沉淀柴油加入油箱前,一定要充分沉淀(不少于不少于
19、48h)、过过滤,除去杂质。滤,除去杂质。不同牌号的柴油可以掺兑使用,以降低高凝点柴油的不同牌号的柴油可以掺兑使用,以降低高凝点柴油的凝点,以充分利用资源。凝点,以充分利用资源。柴油中不能掺入汽油。掺入汽油后,柴油中不能掺入汽油。掺入汽油后,着火性明显变差,导致发动机起动困难,甚着火性明显变差,导致发动机起动困难,甚至不能起动。至不能起动。和汽油不同,柴油也可用做润滑油。和汽油不同,柴油也可用做润滑油。不可互换燃油,因为如果误将汽油倒入柴油不可互换燃油,因为如果误将汽油倒入柴油机,它会损坏喷油泵和喷油嘴。机,它会损坏喷油泵和喷油嘴。(三三)石油代用燃料石油代用燃料 石油属非再生能源,资源短缺;
20、生态环境石油属非再生能源,资源短缺;生态环境恶化,环保。作为车辆石油代用燃料比较有前恶化,环保。作为车辆石油代用燃料比较有前途的主要有:途的主要有:天然气天然气NG(包括压缩天然气包括压缩天然气CNG、液化天然气液化天然气 LNG、吸附天然气吸附天然气ANG)、液化石液化石油气油气LPG、醇类燃料醇类燃料(包括甲醇、乙醇包括甲醇、乙醇)、乳化乳化燃料燃料、甲烷水合物甲烷水合物、氢气和生物柴油氢气和生物柴油(biodiesel)等。等。天然气天然气 主要成分为甲烷(主要成分为甲烷(CH4),),对于车用天然对于车用天然气,各国都制定了相应的标准或技术要求。气,各国都制定了相应的标准或技术要求。液
21、化石油气液化石油气 液化石油气(液化石油气(LPG)是由含三个或四个是由含三个或四个碳原子的烃类如丙烷碳原子的烃类如丙烷(C3H8)、丁烷丁烷(C4H10)为为主的一种混合物。主的一种混合物。醇类燃料醇类燃料近年来,我国在吉林、河南等省试行使近年来,我国在吉林、河南等省试行使用车用乙醇汽油。车用乙醇汽油是指在不添用车用乙醇汽油。车用乙醇汽油是指在不添加含氧化合物的液体烃类中,加入一定量变加含氧化合物的液体烃类中,加入一定量变性燃料乙醇和为改善使用性能的添加剂,用性燃料乙醇和为改善使用性能的添加剂,用于点燃式发动机汽车的燃料。存在问题:分于点燃式发动机汽车的燃料。存在问题:分层、腐蚀、磨损、溶胀
22、。层、腐蚀、磨损、溶胀。乳化燃料乳化燃料乳化油燃烧过程的物理作用即所谓乳化油燃烧过程的物理作用即所谓“微爆微爆”作用。油包水型分子基团,油是连续相,水是作用。油包水型分子基团,油是连续相,水是分散相。由于油的沸点比水高,受热后水总是分散相。由于油的沸点比水高,受热后水总是先达到沸点而蒸发或沸腾。当油滴中的压力超先达到沸点而蒸发或沸腾。当油滴中的压力超过油的表面张力及环境压力之和时,水蒸气将过油的表面张力及环境压力之和时,水蒸气将冲破油膜的阻力使油滴发生爆炸,形成更细小冲破油膜的阻力使油滴发生爆炸,形成更细小的油滴,这就是所说的的油滴,这就是所说的微爆微爆或称或称二次雾化二次雾化。爆。爆炸后的细
23、小油滴与空气混合更加充分,油液燃炸后的细小油滴与空气混合更加充分,油液燃烧更完全,使发动机达到节能环保之效果。烧更完全,使发动机达到节能环保之效果。其他石油代用燃料其他石油代用燃料一、氢气一、氢气 氢气作为代用燃料是比较理想的,因为氢和氧氢气作为代用燃料是比较理想的,因为氢和氧的燃烧产物为水,既无其它碳氢燃料燃烧所产生的的燃烧产物为水,既无其它碳氢燃料燃烧所产生的CO、HC和碳烟,也无近来被认为是造成地球环境和碳烟,也无近来被认为是造成地球环境恶化(温室效应)主要成分之一的恶化(温室效应)主要成分之一的CO2,被认为是被认为是发动机最清洁燃料之一。发动机最清洁燃料之一。二、生物柴油(二、生物柴
24、油(bio-diesel)生物柴油是指以食用油加工过程中的下脚料、生物柴油是指以食用油加工过程中的下脚料、地沟油、动物脂肪和地沟油、动物脂肪和植物油植物油等为原料,在催化剂的等为原料,在催化剂的作用下,经过醇解和酯化等处理后所得性能接近柴作用下,经过醇解和酯化等处理后所得性能接近柴油的燃油。该类燃料在解决石油燃料的替代方面具油的燃油。该类燃料在解决石油燃料的替代方面具有较好的前景。与常规柴油相比,生物柴油具有较有较好的前景。与常规柴油相比,生物柴油具有较好的环保性、生物降解性、润滑性、安全性、燃烧好的环保性、生物降解性、润滑性、安全性、燃烧性和可再生性等优点。生物柴油存在的主要问题是:性和可再
25、生性等优点。生物柴油存在的主要问题是:供油系部件易堵塞、冷起动性能较差等。供油系部件易堵塞、冷起动性能较差等。第二节第二节汽车润滑剂及其使用汽车润滑剂及其使用汽车润滑剂大多数是由石油基物质(有些是汽车润滑剂大多数是由石油基物质(有些是合成物质)和各种添加剂组成的。合成物质)和各种添加剂组成的。(一)发动机油(一)发动机油 概述概述一、发动机油的作用一、发动机油的作用二、工作条件二、工作条件三、性能要求三、性能要求发动机油的使用性能发动机油的使用性能一、粘度、粘温性:粘度指数一、粘度、粘温性:粘度指数二、清净分散性二、清净分散性三、抗腐蚀性三、抗腐蚀性四、低温性:四、低温性:低温动力粘度、边界泵
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