汽油的質量要求及性能指標

1、汽油的質量要求及性能指標（一）汽油的質量要求：汽油性能的優(yōu)劣,對于汽油發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、可靠性及使用壽命等均有很大影響。對汽油的質量要求是:l.良好的蒸發(fā)性,保證發(fā)動機在冬季易于啟動,在夏季不易產生氣阻,并能較充分燃燒。2.抗爆性好,辛烷值合乎要求,保證發(fā)動機工作穩(wěn)定、運轉正常,不發(fā)生爆震,以充分發(fā)揮發(fā)動機功率。3.安定性好,即誘導期要長,實際膠質要小,使汽油在長期的儲存過程中不會發(fā)生辛烷值降低、酸度增大、顏色變深等質量變化,也不致于生成過多的膠狀及酸性物質。4.抗腐蝕性要好,在儲存及使用過程中保證汽油不會腐蝕儲油容器及汽油機機件。 (二) 評價汽油性能的指標:l.汽油的蒸發(fā)性及其評價指

2、標汽油由液體狀態(tài)轉化為氣體狀態(tài)的性能,稱為汽油的蒸發(fā)性。我們知道,在發(fā)動機內,汽油經(jīng)過化油器時被汽化,同一定比例的空氣均勻混合后進入燃燒室被點燃燃燒。因此,汽油良好的蒸發(fā)性,可保證發(fā)動機在各種條件下易于啟動、加速及正常運轉。汽油的蒸發(fā)性越好,就越易汽化,在冷車或低溫條件下就能使發(fā)動機順利起動和正常工作。反之,若汽油的蒸發(fā)性差,會使汽油汽化不完全,難以形成具有足夠濃度的混合氣,不但使發(fā)動機啟動性變差,而且混合氣中有一些懸浮的油滴進入燃燒室中。這就將導致發(fā)動機工作不穩(wěn)定、燃燒不完全,使油耗升高、排污增加。此外,沒有完全燃燒的油滴,還會因活塞環(huán)密封不嚴而附于氣缸壁上,破壞潤滑油膜,甚至滲入曲軸箱內,

3、稀釋潤滑油,增加機件的磨損。需要指出的是,汽油的蒸發(fā)性過強也是不合適的,一方面,會使汽油在儲運過程中輕質餾分損耗過多。再則是在溫度較高時,汽油在化油器以前的油道中,易于蒸發(fā)形成油氣,使得油泵、輸油管等曲折處或在油管較熱部位產生氣泡,阻滯汽油流通,使供油不暢甚至中斷,造成發(fā)動機熄火,這種現(xiàn)象通常稱之為“氣阻“。在炎熱季節(jié)、高原或是重載(如爬長坡、帶拖掛車)條件下工作的汽車,如使用蒸發(fā)性過強的汽油,就易產生氣阻,造成行車故障甚至發(fā)生事故。因此,所用汽油的蒸發(fā)性應適中。通常,評價汽油蒸發(fā)性的指標有:餾程與飽和蒸氣壓。(l)餾程 餾程是油品在規(guī)定條件下蒸餾所得到的,以初餾點和終餾點表示其蒸發(fā)特征的溫度

4、范圍。餾程用來判定石油產品輕、重餾分含量的多少。汽油的餾程清楚地表明了它在使用時蒸發(fā)性能的好壞。初餾點與10%餾出溫度表示汽油中含低沸點輕質餾分的多少。當初餾點與10%餾出溫度過低時,汽油蒸發(fā)性強,易產生氣阻現(xiàn)象;過高時,汽油蒸發(fā)性差,冬季或冷車不易啟動。GB484一93要求汽油10%餾出溫度不高于70。50%餾出溫度是表示汽油的平均蒸發(fā)性,它能影響發(fā)動機的加速性。50%餾出溫度低,汽油的蒸發(fā)性就好,發(fā)動機的加速性也就好且工作穩(wěn)定。GB484-93要求汽油50%餾出溫度不高于120。90幾餾出溫度與終餾點表示汽油中不易蒸發(fā)和不能完全燃燒的重質餾分的含量。這兩個溫度低,表示其中不易蒸發(fā)的重質組分

5、少,能夠燃燒完全。反之,則表明汽油中重質組分多,汽油不能完全蒸發(fā)與燃燒。這樣,就會增大油耗,排污增加且工作不穩(wěn)定,甚至還會使未充分燃燒的燃油流入曲軸箱稀釋潤滑油,加劇機件磨損。因此,對汽油的90%餾出溫度與終餾點均作了嚴格限制,GB484一93中要求90%餾出溫度不高于l90,終餾點不高于205C。汽油的殘留量指標表示汽油中最不易蒸發(fā)的重質成分與儲存過程中生成的氧化膠狀物含量的多少。殘留量指標高,會使燃燒室及氣門組件積炭增加,進氣系統(tǒng)與化油器喉管結膠嚴重,從而影響發(fā)動機的正常工作。GB484一93中規(guī)定殘留量不大于2%。(2)飽和蒸氣壓 在規(guī)定條件下,油品在適當?shù)脑囼炑b置中,氣液兩相達到平衡時

6、,液面蒸氣所顯示的最大壓力稱為飽和蒸氣壓。飽和蒸氣壓用來評定汽油的蒸發(fā)強度。飽和蒸氣壓指標值高說明汽油中輕質餾分含量高,其蒸發(fā)性好,使用時,發(fā)動機產生氣阻的可能性就大,儲運時輕質餾分損失的趨向也就大,但發(fā)動機起動性好。因此,大氣壓力與環(huán)境溫度不同時,對汽油的飽和蒸氣壓的要求也不同。GB484一93規(guī)定汽油蒸氣壓從9月l日至次年2月29日不大于88kPa，從3月l日至8月31日不大于74kPa。 飽和蒸氣壓的測定是按GB/T8017一87(車用汽油)或GB/T257一64(90)(汽油)的規(guī)定進行的。2.汽油的抗爆性及其評價指標(l)汽油的抗爆性 是指汽油在發(fā)動機中燃燒時,不發(fā)生爆震的能力。爆震

7、也稱“火頭響,是發(fā)動機工作時的一種不正常現(xiàn)象。汽油在發(fā)動機中正常燃燒時,火焰的傳播速度大致在50m/s左右,氣缸內溫度與壓力都呈均勻上升。但當使用抗爆性差的汽油時,燃燒情況就不同了,當混合氣被點燃后,火焰前鋒以一定速率擴散傳播,但火焰前鋒尚未到達的那部分混合氣,在氣缸內高溫、高壓的作用下，生成大量的過氧化物。過氧化物是一種極不穩(wěn)定的化合物,積聚量達一定值時,不等火焰前鋒傳播到,它就會自行分解，導致爆炸燃燒,形成壓力沖擊波,使氣缸內產生清脆的金屬敲擊聲，這種不正常燃燒現(xiàn)象就稱之為爆震。產生爆震的因素較多,除汽油牌號過低、發(fā)動機負荷過重及發(fā)動機過熱外,發(fā)動機的壓縮比也和爆震的產生關系極大。高壓縮比

8、發(fā)動機經(jīng)濟性好,但產生爆震的趨向明顯增大。所以,應根據(jù)汽油機壓縮比合理選用汽油,壓縮比高,要求汽油的牌號也就高。另外,駕駛操作水平及發(fā)動機結構設計也對爆震產生影響。因此,爆震限制了發(fā)動機壓縮比的提高,使發(fā)動機的經(jīng)濟性下降,長時間爆震還會使發(fā)動機過熱,甚至使零件損壞。(2)汽油抗爆性的評價指標 汽油抗爆性可用汽油的辛烷值來評價。辛烷值是代表點燃式發(fā)動機燃料抗爆性的一個約定數(shù)值。在規(guī)定條件下的標準發(fā)動機試驗中,通過和標準燃料進行比較來測定。采用和被測定燃料具有相同抗爆性的標準燃料中異辛烷的體積百分數(shù)來表示。測定辛烷值的方法不同,所得值也不同,因此,引用辛烷值時,應指明所采取的方法。馬達法辛烷是按G

9、B/T503一85(91)的規(guī)定進行測定,研究法辛烷值是按GB/T5487一88(91)的規(guī)定進行測定。馬達法辛烷值與研究法辛烷值(辛烷值在100或100以下時)測定時,都是在標準條件下,把試樣與巳知辛烷值的參比燃料的爆震傾向進行比較。參比燃料是由異辛烷(辛烷值為100)和正庚烷(辛烷值為零)混合而成的.與試樣中爆震強度相當?shù)膮⒈热剂现兴漠愋镣榈捏w積百分數(shù),就是該試樣的辛烷值。研究法辛烷值與馬達法辛烷值測定方法與設備基本相同,不同的只是測定時的標準條件不同。最主要的不同在于馬達法辛烷值以較高的混合氣溫度(一般加熱至149C)和較高的發(fā)動機轉速(9OOr/min土10r/min)的苛刻條件為

10、其持征所測得。一般用以測定在發(fā)動機節(jié)氣門全開和發(fā)動機高速運轉時汽油的抗爆性。而研究法辛烷值則以較低的混合氣溫度(一般不加熱)和較低的發(fā)動機轉速(600r/min6r/min)的中等苛刻條件為其特征所測得。一般用以評定發(fā)動機由低速過渡到中速運行時汽油的抗爆性。同一種汽油的研究法辛烷值一般要比馬達法辛烷值高,可用下列關系式來近似換算兩者的數(shù)值,即:馬達法辛烷值=研究法辛烷值*0.8十10研究法辛烷值與馬達法辛烷值之差稱為汽油的敏感性。馬達法辛烷值與研究法辛烷值都是在專門的單缸發(fā)動機上,在標準試驗條件下測定而得的,它們都不能全面反映車輛運行條件下燃料的抗爆性能。因此,提出了計算車輛實際運行條件下的抗

11、爆性能經(jīng)驗關系式,即:抗爆指數(shù)=(RON十MON)/2式中:RON-研究法辛烷值;MON-馬達法辛烷值。顯然,抗爆指數(shù)所反映的是一般運行條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,發(fā)動機的動力性與經(jīng)濟性就越能得以體現(xiàn)。(3)提高汽油辛烷值的方法 目前,提高汽油辛烷值的途徑主要有以下三種,采用先進的煉制工藝,以生產出含有高辛烷值成分多的汽油。組成汽油的化合物一般為烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴與烯烴,烷烴、環(huán)烷烴的體積含量一般在50%以上,芳香烴不高于35%烯烴一般低于15%。芳香烴與異構烷烴的熱氧化安定性好,相對應的辛烷值可達100左右;環(huán)烷烴的辛烷值次之;烯烴又次之;正構

12、烷烴辛烷值最低。不同的煉制工藝,所獲汽油組分的辛烷值也不同,一般而言,用常壓蒸餾法獲的直餾汽油組分,含正構烷與環(huán)烷烴較多,異構烷、芳香烴和烯烴含量較少,所以辛烷值只有40一55;用熱裂化和焦化法制取的汽油部分，因含有較多烯烴，辛烷值達50-60；催化裂化、催化重整和加氫裂化是較先進的二次加工方法，煉出的汽油著稱組分含異構烷烴和芳香烴較多，其辛烷值高達70-85以上。由此可見，采用先進的生產工藝是提高既有辛烷值的有效途徑之一。在汽油中調入改善辛烷值的組分，如加入烷基化油、異構化油、苯、甲苯及工業(yè)異辛烷等都能提高汽油的辛烷值。70年代國外出現(xiàn)了新的高辛烷值汽油調和組分，如甲基叔丁基醚和叔丁醇。甲基

13、叔丁基醚在汽油中的加入量一般為10%，可以大大改善汽油的抗暴性，是生產優(yōu)質汽油上好的調和組分。加入抗爆添加劑。使用最多的抗爆劑是四乙基鉛，在汽油中添加少量的四乙基鉛便可極顯著地提高汽油的辛烷值。四乙基鉛是一種帶水果香味，具有劇毒的油狀液體，它能通過呼吸道、食道以及無傷口的皮膚進入人體，而且很難排泄出來，當進入人體體內的鉛積累到一定程度時（通常以血中濃度超過80ug/100L為標志），便會使人中毒。為防止中毒，含鉛汽油往往帶有一定的顏色，使人們接觸它時便于識別，以引起注意，防止中毒。四乙基鉛提高汽油辛烷值的幅度隨原油及煉制工藝的不同而異，對應于不同的汽油有它最佳添加量，超過此量，辛烷值的提高幅度

14、隨四乙基鉛的增多而減少，甚至沒有效果。汽油中四乙基鉛含量一般不超過0.13%（可提高辛烷值20-28個單位），GB484-93中規(guī)定90號汽油鉛含量不大于0.35g/LO,93號，97號汽油中鉛的含量不大于0.45g/L。四乙基鉛提高汽油抗爆性機理十分復雜，通常認為四乙基鉛在200C以上溫度時即開始分解，鉛與未燃混合物中的過氧化物進行反應，其結果破壞了過氧化物，生成了活性不強的氧化物，中斷了氧化物生成的連鎖反應，使過氧化物不致積聚與分解，這就避免了爆震。但是，汽油中加入了四乙基鉛也有其不利的一面，四乙基鉛與過氧化物反應后生成的氧化鉛，它的沸點高達1470C，氧化鉛微粒不易隨廢氣排出而是沉積在發(fā)

15、動機的氣缸壁、缸蓋及火花塞與氣門組件上，從而破壞了發(fā)動機的正常工作，并增大了機械磨損。因此,往汽油中添加的不是純四乙基鉛,而是混合有一種叫做導出劑的物質。這種導出劑在燃燒時能與四乙基鉛燃燒后生成的氧化鉛起作用而生成較易氣化的漠化鉛與氯化鉛(沸點分別為916C和950C兒而氣缸內燃燒后溫度達12001300C,所以漠化鉛與氯化鉛均能呈氣體狀態(tài)隨廢氣排出缸外,這就減少了氧化鉛在氣缸內的積聚,保證發(fā)動機能正常工作。四乙基鉛與導出劑的混合液叫做乙基液,俗稱鉛水。我國乙基液中四乙基鉛合量一般為54%左右。隨著車輛保有量的不斷增多,汽車排放的廢氣給人類的生存環(huán)境帶來越來越大的危害。為了保護環(huán)境、控制污染,

16、許多國家制訂了汽車廢氣排放控制標準與環(huán)保法規(guī)。為了達到規(guī)定的廢氣排放標準,采取簡便有效的措施是在汽車的廢氣排出前經(jīng)過催化轉換器,使有害的CO、NO和HC轉化為二氧化碳、水、氮和氧。但加鉛汽油廢氣中有使催化轉換中催化劑中毒失效的成分。所以,為滿足環(huán)保方面的要求以及隨著汽油生產工藝水平的不斷提高,嚴格限制汽油中的鉛加入量,逐步向低鉛及無鉛汽油過渡是必然的。美國80年代,無鉛汽油的比例巳達75%以上,我國巳頒布了無鉛車用汽油的行業(yè)標準(SH0041一93),無鉛汽油產品的使用也將逐漸增多。3.汽油的安定性及其評價指標(l)汽油的安定性及其對發(fā)動機工作的影響 汽油在其正常的儲存與使用過程中,保持其性質

17、不發(fā)生永久變化的能力,稱為汽油的安定性。安全性差的汽油,在儲存及運輸過程中易發(fā)生氧化反應,生成膠狀與酸性物質,使辛烷值降低,酸值增加。汽油中生成的膠質過多時,會使發(fā)動機工作時,油路易被阻塞,供油不暢,混合氣變稀氣門被粘著而關閉不嚴;還會使積炭增加,導致散熱不良而引起爆震和早燃;沉積于火花塞上的積炭,還可能造成點火不良,甚至不能產生電火花。以上所述,都會造成發(fā)動機工作不正常,油耗增加。所以,GB484一93對汽油的安定性提出了嚴格要求。(2)評定汽油安定性的指標 評定汽油安定性的指標主要有實際膠質與誘導期。實際膠質 在規(guī)定條件下測得的汽油蒸發(fā)殘渣中的正庚烷不溶部分?？砂碐B/T8019一87的規(guī)

18、定進行測定,方法概要為:將已知量的燃料在控制溫度和控制空氣的條件下蒸發(fā),將正庚烷抽提前和抽提后的殘渣分別稱重,所得結果以mg/100mL報告,便可測得汽油實際膠質。另外,實際膠質允許用GB/T509一88進行測定,但仲裁試驗應以GB/T8019一87為準。GB/T484一93中規(guī)定汽油的實際膠質不大于5mg/100mL,但經(jīng)過運輸與儲存,使用時往往要大于此值,一般允許不大于25mg/100mL。誘導期 在規(guī)定的加速氧化條件下,油品處于穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的時間周期?？砂碐B/T 8018一87的規(guī)定進行測定(SH0112一92中規(guī)定以GB/T256一64(90)進行測定)。方法概要為:試樣在氧彈中氧

19、化,此氧彈先在15C一25C下充氧至68gkPa,然后加熱至98C一102C之間。按規(guī)定的時問間隔讀取壓力,或連續(xù)記錄壓力,直至到達轉折點。試樣到達轉折點所需要的時問即為試驗溫度下的實測誘導期。由此實測誘導期就可以計算100C時的誘導期。汽油的誘導期以分鐘計,顯然,汽油的誘導期長,其氧化和形成膠質的傾向就小。GB484一93規(guī)定汽油的誘導期不小于480min。(3)提高汽油安定性的措施 一是通過采用新的煉制工藝,使易氧化的活潑的烴類及非烴類盡量減少;再則是可在汽油中添加抗氧防膠劑和金屬鈍化劑。4.汽油的防腐性及其評價指標汽油成分中的各種烴類,都是沒有腐蝕性的,而引起腐蝕的物質是硫、硫化物、有機

20、酸、水溶性酸、堿等。由于汽油要與各種金屬器件接觸,如有腐蝕性,就會對儲油容器及發(fā)動機機件產生腐蝕。所以,在汽油的國家標準中,對汽油的腐蝕性有嚴格的要求。汽油防腐性一般用硫含量、銅片腐蝕試驗、水溶性酸或堿、酸度、博士試驗等指標未評定。(l)硫含量 是指存在于油品中的硫及其衍生物(硫化氫、硫醇、二硫化物等)的含量,以質量百分比表示。汽油中含有的硫及硫的衍生物,遇到水或水汽時,會生成亞硫酸和硫酸等,在汽油燃燒的條件下,這種趨向更強烈。亞硫酸與硫酸對金屬有強的腐蝕作用同時,硫還能降低汽油的辛烷值及汽油對四乙基鉛的感受性(即減弱加入四乙基鉛對于汽油辛烷值的提高幅度)。因此GB/T484一93中規(guī)定硫含量

21、不得大于0.15幾。硫含量的測定可按GB/T380一77(88)進行,方法概要為:將一定量的試樣在燈中燃燒,用碳酸鈉水溶液吸收生成的二氧化硫,并用容量分析法測定而得。(2)銅片腐蝕試驗 在規(guī)定條件下測試油品對于銅的腐蝕趨向的試驗,它是檢查汽油中是否含有游離硫和活性硫化物的。測定時,按GB/T5096一85(91)規(guī)定進行(等效采用美國試驗與材料協(xié)會標準ASTMD130一983八方法概要為:把一塊已磨光的銅.片浸沒在一定的試樣中,并按產品標準要求加熱到指定的溫度,保持一定的時問。待試驗周期結束時,取出銅片,經(jīng)洗滌后與腐蝕標準色板進行比較,確定腐蝕級別。腐蝕標準色板分為4級,l級為輕度變色;2級為

22、中度變色;3級為深度變色;4極為腐蝕。各級變色及腐蝕標準中均有詳細說明。GB/T484一93中規(guī)定汽油的銅片腐蝕(50C,3h)不大于l級。SHO12一92中規(guī)定銅片腐蝕試驗采用GB/T378一64(90)。(3)水溶性酸或堿 水溶性酸是指無機酸和低分子有機酸,水溶性堿是指氫氧化鈉等。它們一般是在石油煉制過程中殘留下來的,對金屬有強烈的腐蝕作用,汽油中不允許存在。測定時可按GB/T259一88規(guī)定進行。方法概要為:用蒸餾水或乙醇水溶液抽提試樣中的水溶性酸或堿,然后,分別用甲基橙或酚酞指示劑檢查抽出液顏色的變化情況,或用酸度計測定抽提物的pH值,以判斷有無水溶性酸或堿的存在。(4)酸度 中和10

23、0mL石油產品所需氫氧化鉀的毫克數(shù)稱為酸度,以mgKOH/100mL表示。未加乙基液的汽油可按GB/T258一77(88)的規(guī)定進行酸度測定,方法概要為;用沸騰的乙醇抽出試樣中的有機酸.然后用氫氧化鉀乙醇溶液進行滴定。含乙基液的車用汽油按SH/T0116一92的規(guī)定進行酸度測定。GB/T484一93中規(guī)定汽油的酸度不大于3mgKOH/100mL。(5)博士試驗 在升華硫存在的條件下,用亞鉛酸鈉和輕質石油產品的作用,以檢查油中硫醇或硫化氫的試驗。汽油中,不但存在有硫,還存在有硫的衍生物,故僅測硫含量,往往不能準確反映實際情況,因此,需通過博士試驗進一步確定硫的衍生物存在情況。測定時可按SH/T0

24、174一92規(guī)定進行,方法概要為:搖動加有亞鉛酸鈉溶液的試樣,觀察混合溶液外觀的變化,判斷混合溶液中是否存在硫醇、硫化氫、過氧化物或元素硫。再通過添加硫磺粉,搖動并觀察溶液的最后外觀變化,進一步確認硫醇的存在。5.汽油的清潔性及其判定指標汽油的清潔性主要指汽油中是否含有機械雜質及水分。煉油廠煉制出的成品汽油中是不含機械雜質與水分的,但在儲運及使用過程中,汽油不可避免地受到外界污染,使得機械雜質及水分進入汽油中。汽油中的機械雜質有可能堵塞化油器量孔及汽油濾清器;同時也會加劇化油器量孔、氣缸活塞組件的磨損。汽油中的水分在冬季則可能凍結,嚴重時會堵塞濾清器或油路,甚至造成供油中斷;另外,水分還有加速

25、機件腐蝕,溶解抗氧劑,加速汽油氧化生膠月丨起四乙基鉛分解,使導出劑等添加劑失效等不良作用。檢查汽油中是否含有機械雜質及水分,一般是將試樣注人100mL的玻璃量筒中靜置8一12h后觀察,應當透明,沒有懸浮和沉降的機械雜質及水分。在有異議時,機械雜質可按GB/T511一88進行測定;水分可按GB/T260一77(88)進行測定。汽油標號的含義是什么? 汽油標號以辛烷值大小表示其抗爆性能的高低。辛烷值有兩種測定方法,MON-馬達法;RON-研究法。目前我國石油商出售的汽油只有70號汽油以馬達法(MON)辛烷值定義;90號以上汽油全部用研究法(RON)辛烷值定義,對我國的成品汽油,測得研究法(RON)

26、辛烷值比馬達法辛烷值高近10個單位。如某種汽油研究法(RON)辛烷值為93,那么它的馬達法辛烷值大約為85左右. 換算經(jīng)驗公式：MON=0.8RON+10汽油通常將沸程在30C-220C范圍內，可以含有適當添加劑的精致石油餾分稱之為汽油。汽油據(jù)其用途不同，主要分為航空汽油和車用汽油。車用汽油主要供點燃式內燃機發(fā)動機（即汽油機）作燃料，其中可以含添加劑，尤其是抗暴劑或抑制劑。為敘述方便，以下將車用汽油簡稱為汽油。汽油的牌號及規(guī)格我國汽油與車用汽油牌號劃分及其演化過程見表2-1所示。過去,我國采用馬達法辛烷值確定汽油的牌號,近年來我國汽油牌號正在由馬達法辛烷值向研究法辛烷值過渡。長期以來我國載貨汽車使用馬達法辛烷值70號汽油,早些時候還使用過馬達法辛烷值66號汽油。因其辛烷值較低,含四乙基鉛量較高,其抗爆性能只適用于汽油發(fā)動機壓縮