(2.12)--10汽车燃料汽车运用工程.pdf

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1、第9章车用油液轮胎及其使用一、概念二、研究内容三、研究意义四、发展趋势五、石油基本知识一、概念汽车运行过程中，消耗的燃料、润滑剂、特种液和轮胎等对汽车使用有较大影响的材料。二、研究内容主要包括车用汽油、车用柴油、车用替代燃料、发动机油、车辆齿轮油、汽车自动变速器油、车用润滑脂、汽车制动液、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、标准以及合理使用进行分析。三、研究意义燃料（粮食）润滑剂（血液）工作液（体液）轮胎（鞋子）四、发展趋势标准化、国际化、节能、环保、安全车用汽油车用润滑剂车用柴油车用特种液汽车轮胎车用替代燃料五、石油的基本知识石油是埋藏在

2、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。石油石油由多种元素组成的多种化合物的混合物由多种元素组成的多种化合物的混合物。1.1.石油的元素组成石油的元素组成碳（碳（C C）、氢（）、氢（H H）、硫（）、硫（S S）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）五种主要元素组成）五种主要元素组成，还有金，还有金属元素和其它非金属元素等微量元素。属元素和其它非金属元素等微量元素。2.2.石油的烃类物质组成石油的烃类物质组成烷烃、环烷烃和芳香烃，极少量的烯烃。烷烃、环烷烃和芳香烃，极少量的烯烃。3.3.石油的非烃类物质组成石油的非烃类

3、物质组成含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶质、沥青质、矿物质等。含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶质、沥青质、矿物质等。9.1汽车汽车燃料燃料及其使用及其使用 目前汽车所用的燃料有：汽油、柴油、天然气、液化石油气、目前汽车所用的燃料有：汽油、柴油、天然气、液化石油气、甲醇、乙醇及其它燃料。甲醇、乙醇及其它燃料。两种最常用的燃料：汽油、柴油。两种最常用的燃料：汽油、柴油。9.1.1车用汽油车用汽油及其使用及其使用9.1.1车用汽油车用汽油及其使用及其使用 车用汽油的使用性能车用汽油的使用性能一、一、蒸发性蒸发性1.1.馏程馏程初馏点：初馏点：10%蒸发温度：蒸发温度：轻质馏分，低温起动性

4、、气阻轻质馏分，低温起动性、气阻50%蒸发温度：蒸发温度：平均蒸发性，加速性、暖机时间平均蒸发性，加速性、暖机时间90%蒸发温度：蒸发温度：终馏点：终馏点：重质馏分重质馏分残留量：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蒸气压蒸气压kPaRaid Vapour PressureL/V=1/4 T=38气阻、蒸发损失与排放气阻、蒸发损失与排放低温起动低温起动二、抗爆性二、抗爆性标准燃料：异辛烷与正庚烷标准燃料：异辛烷与正庚烷采用和被测燃料具有相同抗爆性的标准燃料中采用和被测燃料具有相同抗爆性的标准燃料中异辛异辛烷烷的体积百分数表示。的体积百分数表示。1.辛烷值辛烷值研究法辛

5、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思考：如何测定辛烷值大于100的油品？思考：如何测定辛烷值大于100的油品？.抗爆指数抗爆指数抗爆指数抗爆指数=(RON+MON)/2三、氧化安定性三、氧化安定性1.溶剂洗胶质含量溶剂洗胶质含量汽油蒸发残渣中正庚烷不溶物汽油蒸发残渣中正庚烷不溶物。（。（mg/100mL）2

6、.诱导期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，时间周期，min。T(min)p(kPa)氧化安定性氧化安定性四、腐蚀性四、腐蚀性硫含量硫含量铜片腐蚀试验铜片腐蚀试验水溶性酸碱水溶性酸碱博士试验博士试验博士试验博士试验硫醇硫含量硫醇硫含量五、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、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、排放污染控制装置排放污染、排放污染控制装置环保性环保性 车用汽油的标准车用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、

7、使用条件、石油炼制水平、环保要求，环保要求，汽油标准汽油标准不断制定、修订。不断制定、修订。汽油发展经历辛烷值升级、无铅化、向汽油发展经历辛烷值升级、无铅化、向组分优组分优化化方向发展。方向发展。目前，我国车用汽油标准执行的是车用汽油目前，我国车用汽油标准执行的是车用汽油（GB17930-2016）。车用汽油按车用汽油按研究法辛烷值划分牌号研究法辛烷值划分牌号。车用汽油（A）按研究法辛烷值分为89号，92号、95号和98号4个牌号。牌号的含义为研究法辛烷值（RON）。牌号牌号的含义为研究法辛烷值（的含义为研究法辛烷值（RON）。）。例如：例如：92号号汽油表示该汽油汽油表示该汽油RON值不小于

8、值不小于92。世界燃油规范世界燃油规范（World Wide Fuel Charter)：、，满足汽车技术、满足汽车技术、环保、环保、节能要求节能要求。车用汽油的选择和使用车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。电电控控发动机发动机有有爆爆震震传感器传感器，但调节有限。，但调节有限。二、车用汽油使用注意事项二、车用汽油使用注意事项汽油易燃、易爆、易产生静电，使用中要注意安全。严禁用汽油汽油易燃、易爆、易产生静电，使用中要注意安全。严禁用汽油作煤油炉、汽化炉燃料，以免发生火灾。作煤油炉、汽化炉燃料，以免发生火灾。推广使用加入有效的推广使用加入有效的汽油清净剂汽油清

9、净剂的车用汽油。的车用汽油。汽油汽油清净剂的发展经历了清净剂的发展经历了5代代：第第一代，一代，20世纪世纪6070年代，主要针对化油器沉积物起清洁作用年代，主要针对化油器沉积物起清洁作用；第二第二代，代，20世纪世纪8090年代，主要针对燃料喷嘴沉积物起清洁作用年代，主要针对燃料喷嘴沉积物起清洁作用；第第三代，三代，20世纪世纪90年代，年代，除了对喷嘴起作用外，还对进气阀结胶、除了对喷嘴起作用外，还对进气阀结胶、积炭起一定清净作用积炭起一定清净作用；第四第四代，除对喷嘴沉积物及进气阀沉积物有清洁作用外，同时不能代，除对喷嘴沉积物及进气阀沉积物有清洁作用外，同时不能造成燃烧室沉积物大幅增加造

10、成燃烧室沉积物大幅增加。第五代第五代汽油清净剂，是指可以汽油清净剂，是指可以全面清除发动机供油系统沉积物的产全面清除发动机供油系统沉积物的产品，包括对燃油喷嘴、进气阀以及燃烧室沉积物的清洁品，包括对燃油喷嘴、进气阀以及燃烧室沉积物的清洁。思考题1.车用汽油主要使用性能有哪些？2.基于环保如何提高车用汽油品质？3.分析汽油品质变化原因。1.车用汽油主要使用性能有哪些？2.基于环保如何提高车用汽油品质？3.分析汽油品质变化原因。9.1.2 车用柴油车用柴油及其使用及其使用 车用柴油使用性能车用柴油使用性能日本：凝点日本：凝点美国：浊点美国：浊点欧洲国家：多采用冷滤点欧洲国家：多采用冷滤点我国：凝点

11、和冷滤点我国：凝点和冷滤点一、低温流动性一、低温流动性1.凝点凝点2.浊点浊点3.冷滤点冷滤点通常：通常：凝点冷滤点凝点冷滤点浊点浊点二、雾化和蒸发性二、雾化和蒸发性1.馏程馏程2.闪点闪点3.运动粘度运动粘度4.密度密度规定条件下，加热油品所逸出的蒸气和周围空气形成的混合气与火焰接触发生瞬间闪火的最低温度为闪点（柴油一般用闭口杯测定，为闭口闪点）。在闪火温度的基础上，再继续对燃油加热，当接近火焰时，不但油面上的混合气体有闪火现象，而且整个液体油面都开始着火的最低温度称为燃点。若再加热，直至液体油面不接触火焰而自行着火，即燃油出现自燃现象，燃油发生自燃的最低温度称为自燃点。三、燃烧性三、燃烧性

12、1.十六烷值十六烷值40 50值小，滞燃期长，工作粗暴；值小，滞燃期长，工作粗暴；值大，低温流动性、喷雾和雾化差，燃烧不完全。值大，低温流动性、喷雾和雾化差，燃烧不完全。标准燃料：正十六烷，燃烧性能良好，十六烷值定为100，a-甲基萘，燃烧性能差，十六烷值定为0。2.十六烷指数十六烷指数密度密度、沸点沸点四、安定性四、安定性1.色度色度2.氧化安定性氧化安定性3.10蒸余物残炭蒸余物残炭五、腐蚀性五、腐蚀性1.硫含量硫含量2.酸度酸度3.铜片腐蚀试验铜片腐蚀试验六、清洁性六、清洁性1.机械杂质机械杂质2.水分水分3.灰分灰分七、无害性七、无害性1.硫硫2.芳烃芳烃密度高凝点低十六烷值低密度高凝

13、点低十六烷值低 车用柴油的标准车用柴油的标准车车用柴油标准用柴油标准（GB19147GB19147-20162016）GB19147-20162016车用柴油标准，将车用柴油按凝点分为5号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号共6个牌号，分别适用风险率为10%最低气温8、4、-5、-14、-29及-44以上的地区使用。车用柴油的选择和使用车用柴油的选择和使用1.1.选择选择选择的主要依据是气温，应该根据不同地区和季节选择的主要依据是气温，应该根据不同地区和季节选择不同牌号的柴油。由于柴油的冷滤点与实际使用温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，所以一般

14、按各号柴油冷滤点度之间有良好的对应关系，所以一般按各号柴油冷滤点对照当地月风险率为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，的牌号是按凝点划分的，若根据凝点选择，凝点要比凝点要比当当地月风险率为地月风险率为10%的的最低气温低最低气温低36（因为凝点比冷（因为凝点比冷滤点低滤点低36）。2.2.使用注意事项使用注意事项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。在气温允许条件下尽量选用高牌号柴油。注意季节气温变化对用油的影响，及时改变用油牌号。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

15、机起动困难，甚至不能起动。它还会损坏喷油泵和喷油嘴。汽汽油中不能掺入柴油。掺入柴油后，导致发动机起动困难，排气冒黑烟，燃油泵和喷油嘴堵塞。思考题1.车用柴油主要使用性能有哪些？2.基于环保如何提高车用柴油品质？3.分析柴油品质变化原因。4.汽车加错油对汽车的影响分析。1.车用柴油主要使用性能有哪些？2.基于环保如何提高车用柴油品质？3.分析柴油品质变化原因。4.汽车加错油对汽车的影响分析。9.1.3石油石油代代用用燃料燃料9.1.3石油石油代代用用燃料燃料传统燃料：石油产品 石油属非再生能源能源短缺环境保护经济利益思考：思考：车用替代燃料车用替代燃料选择标准选择标准 资源丰富，能满足汽车日益增

16、加的需要 价格便宜，便于大范围推广 能量密度大，热值高，少量携带能使汽车有足够的续驶里程 毒性低，环境污染小 安全性好，易于输送、贮存和使用 对发动机可靠性无不良影响车用替代燃料车用替代燃料主要由哪些？主要由哪些？主要替代燃料：主要替代燃料：车用天然气车用天然气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)车用液化石油气车用液化石油气LPG车用醇类燃料车用醇类燃料(包括甲醇包括甲醇、乙醇乙醇)乳化燃料乳化燃料氢气氢气生物柴油生物柴油(biodiesel)主要成分为甲烷（主要成分为甲烷（CH4）一、车用天然气一、车用天然气二、车用液化石油气二、车用液化石油气液化石油气（

17、液化石油气（LPG）是由含）是由含3或或4个碳原子的烃类如丙烷个碳原子的烃类如丙烷(C3H8)、丁烷、丁烷(C4H10)为主的一种混合物。为主的一种混合物。三、醇类燃料三、醇类燃料GB18351-2013车用乙醇汽油（车用乙醇汽油（E10）乙醇加入量（乙醇加入量（v/v）为）为10%四、乳化燃料四、乳化燃料“微爆微爆”理论：”理论：油包水型分子基团，油是连续相，水是油包水型分子基团，油是连续相，水是分散相。由于油的沸点比水高，受热后水总是先达到沸点而蒸分散相。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。当油滴中的压力超过油的表面张力及环境压力之和发或沸腾。当油滴中的压力超过油的表面

18、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，形成更细小的时，水蒸气将冲破油膜的阻力使油滴发生爆炸，形成更细小的油滴油滴，称，称微爆微爆或或二次雾化二次雾化。爆炸后的细小油滴与空气混合更加。爆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效果。充分，油液燃烧更完全，使发动机达到节能环保效果。五、其他替代燃料五、其他替代燃料（一）一）氢气氢气氢气作为替代燃料是比较理想的，因为氢和氧的燃烧产物为水，既氢气作为替代燃料是比较理想的，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和碳烟，也无近

19、来被认为是造成地球环境恶化（温室效应）主要成分之一的地球环境恶化（温室效应）主要成分之一的CO2，被认为是发动机最清，被认为是发动机最清洁燃料之一。洁燃料之一。（二）（二）生物柴油生物柴油（bio-diesel）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、动物脂肪和植植物油物油等为原料，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油的燃油。近柴油的燃油。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、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、燃烧性和可再生性等优点。生物柴油存在的主要问题是：供油系安全性、燃烧性和可再生性等优点。生物柴油存在的主要问题是：供油系部件易堵塞、冷起动性能较差等。部件易堵塞、冷起动性能较差等。思考题1.车用替代燃料选择原则2.乳化燃料节能减排机理3.乙醇汽油中乙醇含量检测1.车用替代燃料选择原则2.乳化燃料节能减排机理3.乙醇汽油中乙醇含量检测