汽油知識

一．汽油調合的基礎知識

汽油簡述：

車用汽油是指沸程在30～205℃，含有適當添加劑的精制石油餾分，主要用于汽車、摩托車和拖拉機等裝有點燃式發動機（既汽油機）的車輛的動力燃料。

二．發動機對車用汽油的質量要求

為了保證發動機迅速啟動，正常運轉并延長使用壽命，對車用汽油的質量提出以下主要要求：

1. 適當的蒸發性

燃料中應含有足夠的輕質餾分，保證發動機在各種使用溫度下能順利啟動，加速性能良好，燃燒完全，并不產生氣阻。

2. 良好的抗爆性

汽油應在發動機中燃燒良好，能保證發動機發出最大的功率而不會由于爆震而損害機械。即汽油應具有和發動機壓縮比相適應的高辛烷值。

3. 良好的安定性

汽油應該性質安定，在儲存和運輸過程中不易氧化變質而生成膠質及其他有害物質。汽油中膠質含量應不超過規定，以免在使用中損害燃料系統，影響發動機的正常工作。

4. 無腐蝕性

汽油應對發動機及儲運器材金屬不產生腐蝕。

5. 良好的潔凈性

    汽油中不應含有機械雜質和水分。

6. 良好的清凈性

    能夠有效防止噴油嘴、進氣閥和燃燒室沉積物的生成。

7. 良好的排放特性

汽油的組成有利于減少發動機污染物排放。

三．各項理化指標的含義及對發動機工作的影響

為了滿足發動機對車用汽油的上述要求，就必須了解汽油的各項性能評價指標。

1.汽油的蒸發性能

1）．餾程

汽油是一個復雜的混合物，其沸點不是一個常數而是有一定的范圍，這個沸點的溫度范圍叫餾程。

將100ml汽油按規定的方法進行加熱使其沸騰，然后將汽油蒸氣通過冷凝裝置冷卻為液體。從冷凝管中流出的第一滴時的溫度，到蒸餾結束時的最高溫度，就是汽油的“沸點范圍”。蒸出第一滴油時的溫度稱為初餾點，餾出10ml、50ml、90ml時的溫度分別稱為10%、50%、90%餾出溫度。蒸餾完畢時的最高溫度，稱為終餾點或干點。

    從餾程可以斷定出汽油中輕質成分和重質成分的大體含量。從餾程中各個餾出溫度，可斷定汽油在使用中的情況。

①10%餾出溫度

表示汽油中含輕質餾分的多少。它對發動機在冬季啟動的難易和發動機在夏季使用中是否發生“氣阻”有著直接關系。若餾出溫度過高，冷車不易啟動，溫度過低，則易產生氣阻。

②50%餾出溫度

    表示汽油的平均蒸發性，對發動機的預熱和加速有一定影響。若50%餾出溫度低的汽油，它的蒸發性和發動機的加速性就好，工作也比較平穩。

③90%餾出溫度和干點

這兩個溫度表示汽油中重質成分含量的多少，它對汽油能否完全燃燒和發動機磨損大小有一定影響。這兩個溫度低，表示其中不易蒸發的重質組分少，能夠完全燃燒。反之，表示重質組分多，汽油不能完全蒸發和燃燒。這樣，就會增加汽油消耗量，發動機冒黑煙，甚至稀釋潤滑油，增加機件磨損。

④殘留量

表示汽油中重質餾分和在儲存過程中氧化生成的膠質物質的含量。這些物質會增加汽缸的結焦或粘在氣門、化油器的噴口和電噴噴嘴上。因此殘留量要有一定的限制，不允許過多。

2）飽和蒸氣壓

    飽和蒸氣壓是汽油蒸發達到平衡后汽油蒸汽對容器器壁產生的壓力。用來判斷汽油發生“氣阻”傾向的大小。

    汽油餾程中規定10%餾出溫度不高于某一數值，以保證汽油的啟動性。但10%餾出溫度過低時，易產生氣阻。汽油的飽和蒸氣壓越高，說明汽油中含輕質成分越多，其蒸發性越好，使用時在發動機燃油系統中產生“氣阻”的可能性越大，在儲存中蒸發損耗越大，但它的啟動性能越好。

為了減少“氣阻”的發生，可以采取如下措施：

     ①選用適合的汽油；②加強發動機罩下的通風，降低進油管、油泵處的溫度；③改善進油管道的布置，減少輸油管的彎角；④用電動油泵替代機械油泵，后者可安裝在通風良好、溫度較低的地方；⑤提高油泵壓力等。

“氣阻”嚴重時，可向汽油泵澆冷水以及用毛巾冷卻輸油管等方法暫時解決燃眉之急。在夏季，特別是在炎熱地區用桶儲存高蒸氣壓汽油時，要采取降溫措施。而最好是在庫內存放，以防增大損耗有油桶被蒸氣脹裂。

二、汽油的抗爆性能

1．辛烷值

表示汽油抗爆性的指標。辛烷值是指與汽油抗爆性相同的標準燃料（用異辛烷和正庚烷按各種體積比混合而成）中所含異辛烷的體積百分數。如辛烷值70的汽油，表示其抗爆性等于70%的異辛烷和30%的正庚烷組成的標準燃料的抗爆性。

    辛烷值的表示方法分為以下三種：

研究法辛烷值（RON）、馬達法辛烷值(MON)、抗爆指數(ON)

汽油辛烷值指標是大家最為關注的指標，因為就是通過抗爆性指標汽油產品分為90號、93號和97號，由于標號的不同，汽油產品運行性能不同，汽油價格也隨之不同。

那么汽油標號的含義到底代表什么呢？汽油辛烷值可分為馬達法辛烷值(MON：Motor Octane Number)和研究法辛烷值(RON：Research Octane Number)。RON可較好地反映汽車在和緩條件及發動機低轉速時汽油的抗爆性能，而MON可較好地反映出發動機高轉速或重負荷下運轉時汽油的抗爆性能。二者的平均值稱為“抗爆指數”（AKI：Anti-Knock Index），二者的差值稱為“敏感度”。歐盟的汽油標準，同時對RON和MON予以限制，美國僅限制抗爆指數（AKI），中國限制RON和AKI。RON和MON的關系應該是RON≈MON+10 ,RON和AKI的關系應該是RON≈AKI＋5。

1)抗爆性

指汽油在發動機中燃燒時抵抗爆震的能力,它是汽油燃燒性能的主要指標。

2)爆震

指汽油發動機在運轉中產生的一種異常的燃燒現象。汽油的組成不合理或餾程不均勻，導致其辛烷值不能與發動機的壓縮比相匹配，造成氣缸內燃燒火焰急劇傳播，引發爆震，俗稱敲缸。爆震會造成汽車顛簸，并影響發動機壽命。

三、汽油的腐蝕性能

構成汽油本身的基本成分（烴類）并不腐蝕金屬，造成腐蝕的原因是汽油中存在某些雜質，這些雜質主要指元素硫、含硫化合物、水溶性酸或堿及有機酸等。

1．含硫化合物可以分為活性硫化物和非活性硫化物

1）活性硫化物

元素硫、硫化氫及低分子的硫醇等對金屬具有強烈的腐蝕性，而且腐蝕程度隨溫度升高而增大。

2）  非活性硫

非活性硫本身不具有腐蝕性，因此不會腐蝕金屬容器，但是燃燒后的產物卻仍然腐蝕金屬，因此對非活性硫也需要有一定的限制。

2. 兩個測定試驗

1）銅片腐蝕實驗

銅片腐蝕試驗法（GB/T5096）來檢查，如果銅片上出現了黑色、深褐色或灰色的薄層或斑點，就認為試油不合格。如果銅片沒有變化就認為合格。國家標準要求銅片腐蝕實驗不大于“1級”。

2）博士實驗

博士實驗是在升華硫存在下，用亞鉛酸鈉和輕質石油產品作用，以檢查油中硫醇或硫化氫的試驗。國家標準要求博士實驗“通過”。

3．有機酸

油品中的酸性物質的數量隨原料與油品的精制程度而變化。有機酸分子越小，它的腐蝕能力越大。主要有石油酸(環烷酸、脂肪酸、酚類及硫醇、硫酚)、運輸過程中氧化所生成的酸性物質等。

汽油對金屬的酸性腐蝕主要是由于氧化生成的有機酸造成的。隨著汽油中的膠質的生成而出現的有機酸比環烷酸的腐蝕性強得多，特別是能溶于水的低分子有機酸，其腐蝕性很大。如果容器中有積水或燃料中混入水時，水層中聚集的酸可以達到一定的濃度，對金屬產生強烈的電化學腐蝕。因此，儲存液體燃料時，要盡量避免水分的混入。

4. 水溶性酸或堿

水溶性酸或堿是油品在精制時殘留的少量硫酸、硫磺、氫氧化鈉及氧化后生成的低分子量有機酸，它們對金屬材料有強烈的腐蝕作用。

四、汽油氧化安定性能

汽油在儲存或使用條件下保持其原有性質的能力稱為汽油的氧化安定性。油品的氧化安定性取決于汽油不飽和烴的含量，在不同因素（溫度、空氣中的氧、金屬的催化作用、陽光等）的影響下，不飽和烴迅速氧化、聚合，生成膠狀物質和酸類。汽油中的膠狀物質的積累會迅速惡化汽油的使用性能。

1．實際膠質

實際膠質是液體燃料在儲存過程中重要的質量控制指標之一。實際膠質是指100ml燃料在試驗條件下所含膠質的毫克數，單位是mg/100ml。實際膠質通常表明燃料在使用過程中，在進氣道和進氣閥上生成沉積物的傾向，若實際膠質過大，會縮短無故障行駛里程數。因此，儲存中如發現汽油實際膠質有增長的趨勢時，應盡快發出使用。

2．誘導期

誘導期是汽油在100℃和7.07×10⁵Pa氧氣條件下未產生明顯氧化的時間，單位是分鐘。誘導期表示汽油在儲存中產生氧化和形成膠質的傾向，誘導期長，在一定程度上說明汽油的氧化安定性好，這種汽油適合長期儲存。

3．碘值及溴值

碘值或溴值是100g燃料所能吸收碘或溴的克數，單位是g/100g。碘值或溴值只表示燃料中不飽和烴的含量，不能表示不飽和烴的結構，若燃料中含極少量的二烯烴，碘值或溴值盡管小，但燃料的化學安定性卻很差，因此，碘值或溴值不能單獨用來表示燃料的安定性好壞。

4．改進汽油安定性的方法

汽油的氧化變質取決于汽油的化學組成，同時又受各種外界條件影響。采用降低儲油溫度，減少溫差變化，降低儲罐空間氧濃度，避免與金屬接觸和避光儲存等措施可以延緩汽油變質，但不能解決根本問題。而選用不同精制方法除去汽油中不安定組分的根治方法又很難完全實現。通常采用的較經濟的方法是適當精制汽油，然后加入添加劑來改進汽油的安定性。

五、汽油的環境友好性

1．蒸氣壓（蒸發性）

隨著環保標準的提高，對蒸氣壓的限制日益嚴格。汽油餾分的揮發是大氣中HC的重要源頭，蒸氣壓的增高使汽油中逸入大氣的HC增加，HC與NOx經光化學反應產生了臭氧，嚴重污染了空氣。

2．化學組成

1990年美國NPRA年會上提出了新的汽油質量控制指標的建議，要求芳烴含量≯25%，烯烴≯5%，苯≯1%，氧≮2%，芳烴是NO_X 和CO的主要來源，實驗表明，芳烴含量由45%減少到25%，NO_X的排放量可降低約10%，對新型的汽車CO的排放量可降低15%左右。而烯烴通常比其他烴類具有更高的大氣反應性。排放到大氣中產生光化學煙霧。

3．90%餾出溫度

降低90%餾出溫度有利于減少HC的排放，數據表明90%餾出溫度由182℃降低到137℃，車輛排放物中的HC約減少22%。

4．含氧化合物

   20世紀80年代含氧化物主要是作為辛烷值摻合劑在汽油中應用的，用以彌補降鉛或無鉛造成的辛烷值短缺。試驗表明，使用含氧量高的汽油可以大大降低CO的排放量。

5．汽油中金屬含量的限制（國Ⅲ）

n  錳含量：（g/l）≯0.016

n  鐵含量：（g/l）≯0.01

n  鉛含量：（g/l）≯0.005

注：1.車用汽油中不能人為加入含鉛或含鐵的添加劑。

     2.錳含量是指汽油中以甲基環戊二烯三羰基錳形式存在的總錳含量，   不得加入其它類型的含錳添加劑。

第四節汽油的種類及標準

車用汽油是由直餾汽油組分，二次加工汽油組分及其他化學組分按一定比例混合而成，有些加有少量抗爆劑或高辛烷值組分（MTBE），還有些加有抗氧劑、降膠劑等，調合組分比例經常變動，但產品質量必須符合國家標準。

      我國現行的車用汽油按照硫含量、苯含量、錳含量、飽和蒸氣壓和烯烴含量等與發動機排放有關的組成指標不同，分為車用汽油國Ⅱ、國Ⅲ、國Ⅳ、國Ⅴ（建議性標準）

第五節我國車用汽油質量標準的發展趨勢

一、進一步降低硫含量

硫含量是汽油中與腐蝕和環保均密切相關的重要項目。所有硫化物在燃燒后生成的二氧化硫和三氧化硫排放至大氣中都會污染環境，并且在與水相遇后會產生具有腐蝕性的酸性物質，腐蝕發動機及曲軸箱部件。

    硫會導致催化轉化器的催化劑對有毒排放物轉化效率降低，并可導致高溫尾氣氧傳感器靈敏度下降而使排放增加?？傊?，硫含量是現代汽車對汽油的重要指標。

二、綜合控制芳烴和烯烴含量，并逐步降低汽油的烯烴含量

    芳烴是一種具有較高辛烷值和熱值的汽油調合組分。但是，它燃燒后會導致致癌物苯的形成，并增加CO₂的排放。

    烯烴是一種具有較高辛烷值的汽油調合組分。但它是比較活潑的烴類，揮發到大氣中因發生光化學反應而加速臭氧的形成，使環境受到嚴重污染。另一方面，由于烯烴對熱的不穩定性，易使發動機和發動機進氣系統形成膠質和積碳。

三、蒸氣壓和餾程的分類趨于細化，進一步嚴格控制夏季飽和蒸氣壓上限

在我國現行的汽油標準中，蒸餾特性全年不論氣溫變化和地理位置只有一種規定，而蒸氣壓也只按冬季和夏季分為兩段，與國外標準相比顯得粗糙一些。應根據我國對環境的要求、汽車發動機設計要求及我國每年的氣溫變化情況進行專門研究，制定出汽油蒸氣壓和餾程特性的更詳細分類。

嚴格控制金屬錳劑的使用

對MMT控制的重點是它對環境的污染程度和對汽車排氣控制裝置及系統的影響。有研究認為，MMT在發動機燃燒室內表面形成多孔型沉積物，使火花塞壽命縮短，并導致環境中錳含量上升等。

五、苯含量控制在1%以內

苯是催化重整汽油中具有較高辛烷值的組分，但是它也是公認的致癌物。它在汽油中由于蒸發和燃燒后排放到大氣中對人類健康帶來直接影響。

六、規范使用清凈劑

汽油清凈劑可減少噴嘴、進氣閥、燃燒室和汽化器中沉積物的生成，并使上述部件得到清潔，尤其對烯烴含量較高的汽油其功效更佳明顯。因此，應在所有車用汽油中加入清凈劑。