汽油清凈性評(píng)價(jià) 汽油機(jī)進(jìn)氣閥沉積物模擬試驗(yàn)法 編制說明

1《汽油清凈性評(píng)價(jià)汽油機(jī)進(jìn)氣閥沉積物模擬試驗(yàn)法》標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿編制說明根據(jù)國(guó)標(biāo)委發(fā)[2024]32號(hào)文件“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2024年第五批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知”性的評(píng)價(jià)汽油機(jī)進(jìn)氣閥沉積物試驗(yàn)法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目計(jì)劃編號(hào)為“20242324-T-469”。努力，但目前汽車在使用過程中依舊會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生大量的積汽車尾氣排放的CO、HC、NOx和PM排放量分別占機(jī)動(dòng)車排放量2價(jià)汽油清凈劑使用效果的試驗(yàn)方法第5部分：汽油清凈劑對(duì)汽油機(jī)進(jìn)氣閥和燃燒室沉積物生成傾向影響的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)方法（Ford發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)方法(M111法)》以及G價(jià)汽油機(jī)進(jìn)氣閥沉積物試驗(yàn)法》（簡(jiǎn)稱L-2模擬試驗(yàn)）。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架評(píng)價(jià)方法操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴、試驗(yàn)周期長(zhǎng)，材料消耗大，而L-2模擬試驗(yàn)是模擬進(jìn)氣道噴射汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣閥沉積物的生成首先，單次L-2模擬試驗(yàn)需使用300mL汽油，所以在整個(gè)試驗(yàn)過程中會(huì)產(chǎn)生近50L的汽油蒸氣，而現(xiàn)行儀器未安裝尾氣吸收處理油清凈劑的模擬進(jìn)氣閥沉積物（IntakeValveDeposit，IVD）質(zhì)量為34根據(jù)國(guó)標(biāo)委發(fā)[2024]32號(hào)文件“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2024年第五批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知”的要求，由中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司負(fù)責(zé)修訂《汽油清凈性的量監(jiān)督檢驗(yàn)檢測(cè)院、深圳市計(jì)量檢測(cè)研究院、中國(guó)石油天然氣股份有限公司潤(rùn)滑油分公司、天津中石化悅泰科技有限公司、廣東省惠州市石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、博爾儀器儀表（天津）有限公司、深圳市超美化工科技有限公司等共同承擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人為鄭鐘亮、謝建海、劉泉山、茹慶福、田恒、張晨萌、高文政、李瑞波，經(jīng)過查閱和調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)資料、市場(chǎng)調(diào)研、試驗(yàn)方法探索、實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證工作等，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)修訂工作。品收集測(cè)試、實(shí)驗(yàn)材料研制、試驗(yàn)方法探究以及參與本項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室的篩2025年3月～4月，進(jìn)行所有實(shí)驗(yàn)室的儀器校驗(yàn)度試驗(yàn)工作。由6家實(shí)驗(yàn)室對(duì)7個(gè)不同類型車用汽油清凈劑及車用汽2025年4~5月初，完成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)草稿、征求意見稿及編制鄭偉平標(biāo)準(zhǔn)修改計(jì)劃的申報(bào)及市場(chǎng)調(diào)研、試驗(yàn)方法和比對(duì)試驗(yàn)的朱忠朋標(biāo)準(zhǔn)修改計(jì)劃的申報(bào)及市場(chǎng)調(diào)研、試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)、儀器改5以刪除原標(biāo)準(zhǔn)6.1試劑中的石油醚中90~120℃的規(guī)格，刪除三甲苯、四將生焦劑的要求修改為純度90%以上的雙環(huán)戊二烯，使用量為10006測(cè)試平均進(jìn)氣閥沉積物質(zhì)量為40mg~60mg。根據(jù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)、添加劑公司、清凈劑銷售企業(yè)等的反饋，同一個(gè)汽油清凈劑在不同的質(zhì)檢機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)結(jié)果有時(shí)會(huì)差異較大，甚至出現(xiàn)不同機(jī)構(gòu)分別判定合格和不合格的不一致試驗(yàn)結(jié)果的情況。分析認(rèn)為，選用不同的試驗(yàn)基礎(chǔ)油是造成不同質(zhì)檢機(jī)構(gòu)L-2模擬試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果差異較大的原因之一。因此，需要對(duì)試驗(yàn)基礎(chǔ)油進(jìn)行規(guī)范。首先，試驗(yàn)基礎(chǔ)油需要料對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，之后使用試驗(yàn)基礎(chǔ)油進(jìn)行試驗(yàn)，校準(zhǔn)和實(shí)際評(píng)價(jià)基礎(chǔ)油的差異也會(huì)造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差。因此，規(guī)定儀器校準(zhǔn)與評(píng)價(jià)清凈此外，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣閥沉積物的生成量與基礎(chǔ)汽油中的不安定組分有著極大的關(guān)系，特別是芳烴和烯烴含量極大影響著沉積物的生成。因此，我們從市售的車用汽油選取了6個(gè)車用汽油樣品（92#和95#），進(jìn)行L-2模擬試驗(yàn)評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同車用汽油的L-2模擬試驗(yàn)沉積物最為適合作為試驗(yàn)基礎(chǔ)油。后續(xù)的試驗(yàn)探究、精密度驗(yàn)證等均采用該油樣作為試驗(yàn)基礎(chǔ)油，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性和適用性均較好。由此，提出試驗(yàn)基礎(chǔ)法—7/%1/(kg/cm3)7檢測(cè)項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)車用汽油樣-6檢測(cè)結(jié)果試驗(yàn)方法抗爆性研究法辛烷值（RON）95.5~96.596.0GB/T5487抗爆指數(shù)（RON+MON）/290~90.590.2GB/T503、B/T5487餾程：10%蒸發(fā)溫度/℃50%蒸發(fā)溫度/℃90%蒸發(fā)溫度/℃終餾點(diǎn)/℃48~5855.2GB/T653692.8195~203蒸氣壓/kPa51-6057.0SH/T0794膠質(zhì)含量/(mg/100mL)GB/T80198溶劑洗膠質(zhì)含量未洗膠質(zhì)含量（加入清凈劑）1.5~2.22.0芳烴含量（體積分?jǐn)?shù)）/%31~34GB/T30519烯烴含量（體積分?jǐn)?shù)）/%9.22GB/T30519密度（20℃)/(kg/cm3)743~754749.2SH/T0604環(huán)境溫度對(duì)于L-2模擬試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果有著較大的影響，如圖1所示。在模擬試驗(yàn)的IVD質(zhì)量出現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì)?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室溫度在根據(jù)汽油清凈劑研發(fā)銷售企業(yè)、添加劑公司等機(jī)構(gòu)的反饋，發(fā)現(xiàn)聚二者IVD結(jié)果正相關(guān)性較差。原標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定沉雖然正庚烷的使用和發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架中使用正庚烷清洗進(jìn)氣閥件保持一致，9但I(xiàn)VD的生成與清除是一直處車用汽油環(huán)境的，所以L-2模擬試驗(yàn)中使用正庚烷靜置浸泡試驗(yàn)后的收集器和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景相差較大，導(dǎo)致L-2模擬試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果和發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)不一致的情況。因此，得上述收集市售清凈劑樣品L-2模擬試驗(yàn)的IVD結(jié)果如表3所示。結(jié)果），），果和L-2模擬試驗(yàn)正相關(guān)性較差，甚至出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象，需要進(jìn)一步基于以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象，嘗試使用試驗(yàn)基礎(chǔ)油代替正庚烷靜置實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用試驗(yàn)基礎(chǔ)油靜置浸泡實(shí)驗(yàn)完畢后的沉積物收集器，其L-2模擬試驗(yàn)的IVD質(zhì)量均出現(xiàn)不同程度的下降，而按照原標(biāo)準(zhǔn)L-2上述結(jié)果表明，使用試驗(yàn)基礎(chǔ)油代替正庚烷處理試驗(yàn)后的沉積物收好。且使用基礎(chǔ)汽油代正庚烷浸泡生焦的沉積物收集器，和實(shí)際汽油清凈劑加入到汽油中的使用環(huán)境比較類似，即試驗(yàn)生成的沉積物可以繼續(xù)/mg/%泡———89堿1堿154堿3000器中放置，過段時(shí)間再次取出稱量，其天平讀數(shù)和之前的數(shù)據(jù)會(huì)的差異，影響L-2模擬試驗(yàn)試驗(yàn)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的判定。因此，對(duì)沉積物收集器在干燥器中的冷卻時(shí)間和IVD結(jié)果的數(shù)據(jù)變化關(guān)系進(jìn)行了探究，如稱量時(shí)數(shù)據(jù)基本維持穩(wěn)定。因此，規(guī)定處理后的沉積物收集器在公司研發(fā)出了符合附錄A規(guī)定的L-2儀器設(shè)備，在多得到了應(yīng)用，用于汽油清凈劑的檢驗(yàn)監(jiān)督和研發(fā)等。但是，在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中，發(fā)現(xiàn)存在一些問題。在評(píng)價(jià)車用汽油清凈劑時(shí)，發(fā)現(xiàn)在不同的用汽油清凈劑的評(píng)價(jià)和研發(fā)造成較大的困擾，也不利于檢驗(yàn)監(jiān)督工作的順利開展。究其原因，除了前述的關(guān)于實(shí)驗(yàn)材料差異、環(huán)境溫度變化等因素帶來的試驗(yàn)誤差，儀器設(shè)備設(shè)計(jì)上的精度不足以及設(shè)計(jì)不夠合理也的PID自整定溫控程序，但無法實(shí)際監(jiān)測(cè)溫控精度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的會(huì)造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差。因此，為減少實(shí)驗(yàn)誤差，需對(duì)L-2儀器設(shè)備的溫控系統(tǒng)提出要求，即在實(shí)驗(yàn)過程中儀器操作界面顯示溫度變化曲線，其次，因?yàn)樵瓨?biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的L-2儀器設(shè)備的板式加熱器采用的內(nèi)置兩支加熱管，傳熱不均勻，且夾緊裝置中設(shè)置采用彈性鎖緊結(jié)構(gòu)，并未將板式加熱器和沉積物收集器完全貼合，導(dǎo)致試驗(yàn)過程中整個(gè)沉積物收集器的溫度分布不均勻，會(huì)帶來一定的實(shí)驗(yàn)誤差。因此，規(guī)定采用整體鋪設(shè)電阻絲的板式加熱器，使其傳熱均勻，且采用氣缸氣動(dòng)進(jìn)一步將板式加熱器和沉積物收集器緊密貼合，最終使板式加熱器通過表面對(duì)沉積物收集器進(jìn)行大面積加熱，使溫度分布更均勻，試驗(yàn)誤差更小。且在夾緊裝置中采用氣缸氣動(dòng)較原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彈性鎖緊結(jié)構(gòu)更能使加熱器和收儀器改進(jìn)后，對(duì)改進(jìn)后的L-2模擬試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和實(shí)驗(yàn)如表4和表5所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的L-2模擬試驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)室內(nèi)結(jié)果一致性較好，介于0~0.3mg之間。同時(shí)，對(duì)比兩臺(tái)改進(jìn)后的L-2模擬試驗(yàn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)同樣的清凈劑樣品的評(píng)價(jià)結(jié)果的再現(xiàn)性依舊較好,介于0.1~0.3mg之間。上述結(jié)果表明，改進(jìn)后的L-2模擬試驗(yàn)設(shè)備試00000000001在通風(fēng)廚內(nèi)進(jìn)行且強(qiáng)通風(fēng)，所以產(chǎn)生的大量廢氣全部排放在實(shí)驗(yàn)室中，即便試驗(yàn)裝置放在通風(fēng)櫥內(nèi)強(qiáng)通風(fēng)，實(shí)驗(yàn)室中VOCs含量依舊較高，遠(yuǎn)給使用單位帶來較大的環(huán)保壓力。因此，需要在儀器外部安裝尾氣吸收系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過冷凝裝置，大部分氣體冷卻為液體流入回收計(jì)了近100次的L-2模擬試驗(yàn)，結(jié)果如圖4所示。發(fā)現(xiàn)增加的尾氣吸收性炭過濾器吸收，單個(gè)濾芯在經(jīng)過50次試驗(yàn)時(shí)，VOCs含量開始逐漸升形凹槽進(jìn)行定位，因此對(duì)沉積物收集器形狀重新規(guī)定。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程少儀器所占空間，同時(shí)將試驗(yàn)尾氣統(tǒng)一接入尾氣吸收裝置進(jìn)行處理，將試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)箱整體規(guī)定為密封設(shè)計(jì)，只有一個(gè)尾氣出口，且與尾氣沉積物收集器、板式加熱器和夾緊裝置、扇形噴嘴體。試驗(yàn)箱上方裝有插孔，正面裝有玻璃拉門，正對(duì)著支架側(cè)面，方便裝卸沉積物收集器并針型閥，用于調(diào)節(jié)液體的輸出量。試驗(yàn)箱左側(cè)開有φ88±0.1mm孔，安裝鐵溶液和校準(zhǔn)參比燃料進(jìn)行儀器校驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟繁瑣，成本較使用試驗(yàn)基礎(chǔ)油時(shí)更為昂貴。同時(shí)校準(zhǔn)使用的參比燃料，與評(píng)價(jià)汽油清凈劑、車試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果也帶來較大的誤差。因此，使用試驗(yàn)基礎(chǔ)油代替環(huán)烷酸鐵溶液和校準(zhǔn)參比燃料進(jìn)行儀器校驗(yàn)。一方面是可以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)材料，節(jié)約成本，另一方面是統(tǒng)一使用試驗(yàn)基礎(chǔ)油進(jìn)行儀器校驗(yàn)和汽油清凈劑、車用汽油清凈性評(píng)價(jià)，保持儀器校驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)所用的油品一致，可以進(jìn)2.3車用汽油清凈性及乙醇汽油清凈性評(píng)價(jià)的油的清凈性整體較之前得到了較大的提升，但在使用時(shí)依舊會(huì)產(chǎn)生大量個(gè)中國(guó)各地區(qū)的車用汽油（92#和95#）樣品，對(duì)其清凈性進(jìn)行評(píng)價(jià)，如圖7所示。樣品1~8號(hào)分別是福建省、山東省、江果發(fā)現(xiàn)，除北京地區(qū)外，其他省市車用汽油的L-2模擬試驗(yàn)的IVD質(zhì)量京地區(qū)的車用汽油因?yàn)榧尤肓塑囉闷颓鍍魟?，所以其L-2模擬試驗(yàn)的E10均會(huì)產(chǎn)生較多的IVD和CCD（燃燒室沉積物），部分樣品甚至較普所以加劑的乙醇汽油較加劑的車用汽油有產(chǎn)生更多沉積物的趨勢(shì)。上述結(jié)果表明，表明乙醇汽油在使用過程中也面臨著在發(fā)動(dòng)機(jī)部件上沉積物因此，首先收集了中國(guó)不同地區(qū)的9個(gè)E10樣品，牌號(hào)包括92#和汽油在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的沉積物，且普遍高于普通的車用汽油，表明進(jìn)后的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行L-2模擬實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，如表6所示。發(fā)現(xiàn)車用汽油清型劑——1臺(tái)架和L-2模擬試驗(yàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)正相關(guān)的現(xiàn)象，即均較普通的車用1A2B3C4D5E6F——碼ABCDEFdj——第j個(gè)樣品的重復(fù)性方差；i——第j個(gè)樣品在第i個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的兩個(gè)結(jié)果的偏差；L——實(shí)驗(yàn)室數(shù)。ai——樣品j在第i個(gè)實(shí)驗(yàn)室兩個(gè)測(cè)定結(jié)果之和；gi——樣品結(jié)果總和；n——樣品j在第i個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果個(gè)數(shù)；Sj——樣品j測(cè)定結(jié)果總數(shù)。根據(jù)科克倫規(guī)則進(jìn)行重復(fù)性一致性檢驗(yàn)，未檢出離群值；根據(jù)霍金5為了對(duì)比本標(biāo)準(zhǔn)修改前后的L-2模擬評(píng)價(jià)結(jié)果，選取4個(gè)車用汽油8之后，使用統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)材料，按照改進(jìn)后的標(biāo)準(zhǔn)方法，在均已校準(zhǔn)的改進(jìn)前后的L-2模擬試驗(yàn)設(shè)備上，分別進(jìn)行車用汽油清凈劑的評(píng)價(jià)，號(hào)≤0.605m0.2最后，選取中石化石油化工科學(xué)研究有限公司和中國(guó)石油天然氣股份有限公司潤(rùn)滑油分公司兩家單位，使用改進(jìn)后的L-2模擬試驗(yàn)儀器進(jìn)≤0.327m0.2號(hào)≤0.605m0.2油分公司多人員操作帶來的誤差，同時(shí)增加尾氣吸收裝置，減少試驗(yàn)廢氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的一致性更好，更好的支撐各企業(yè)、研究單位、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、監(jiān)督管理部3.通過對(duì)儀器校準(zhǔn)方法的改進(jìn)，可以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)步驟，減少試驗(yàn)材料使用，節(jié)約成本，同時(shí)使儀器校準(zhǔn)時(shí)和實(shí)際L-2模擬實(shí)驗(yàn)使用統(tǒng)一的試驗(yàn)基礎(chǔ)油，評(píng)價(jià)結(jié)果更能反映