微型汽车发动机燃料的选用

编辑：何子严　时间：11.10.15　来源：本站原创　标签：微型汽车燃料选用　

汽油的使用性能对发动机工作的可靠性、经济性和使用寿命的延长影响很大。汽油发动机对汽油的使用性能要求是：

（1）应具有较好的气化性（蒸发性）；

（2）应具有较好的抗爆性；

（3）应具有良好的物理和化学稳定性；

（4）不应引起发动机的腐蚀；

（5）燃油内不含有机械杂质和水，燃烧时形成积炭和结胶要少。

现将汽油的几个主要使用性能分述如下。

1.汽油要有良好的蒸发性

现代化油器式发动机所用混合气的汽化过程，通常是在百分之几、甚至千分之几秒钟内进行的，在这极短的时间内，燃油的喷出，雾化蒸发过程决定着混合气的质量。因此，要求汽油具有良好的流动性和汽化性能。

燃油性质对燃油数量。在其他条件相同的情况下，取决于燃油的粘度和密封。粘度是影响燃油喷出和雾化程度的重要物理性能之一。粘度大，通过量孔的阻力大，单位时间内的流量就少。密度是指单位体积内所含燃油的多少。所以，密度大时单位时间内流过量孔的汽油量也就大。

燃油性质对雾化的影响：雾化程度取决于空气的流速和燃油表面张力的大小。燃油的表面张力是一种抵抗其表面（液变气）变化的阻力。表面张力大，汽油的蒸发性差。而表面张力的大小又和温度有关。温度提高时，表面张力减小，燃油也易雾化。烷烃的表面张力最小，因而汽化性能最好。

燃料性质对蒸发性的影响：汽油由液体状态转化为气体状态的性能，叫做蒸发性（气化性）。由于在发动机中，汽油要先在化油器内雾化，并同空气以一定比例混合均匀后进入燃烧室燃烧。因此要求它具有良好的蒸发性，以保证各种条件下发动机容易起动、加速和运转正常。汽油蒸发性愈好，就愈易汽化，在冷车与低温情况下，也能使发动机顺利起动和正常工作。反之，若汽油的蒸发性不好，汽油气化不完全，难以形成足够浓度的混合气，不但发动机不易启动，而且在混合气中有一些悬浮的油滴进入燃烧室，致使发动机工作不稳定，燃烧不完全，增加燃料的消耗。同时这些没有完全燃烧的油滴，还会因活塞环密封不严而附着在气缸壁上，破坏润滑油膜，甚至流入曲轴箱冲稀机油，增加整个发动机的磨损。

汽油的蒸发性也不宜太强，否则会使汽油在保管时损耗加大，特别在夏季使用汽油时，汽油未进入化油器前就蒸发为气体，使汽油泵，输油管等曲折处或油管较热的部分形成气泡。这些气泡就像塞子一样堵住油管，妨碍汽油流通，使供油不畅，甚至中断，造成发动机熄火停车，这种现象称为“气阻”。

2.汽油应具有较好的抗爆性

抗爆性是表示汽油燃烧性能的指标。用以判定汽油在发动机中燃烧时是否易于发生爆震现象。爆震是发动机工作时的一种不正常的燃烧现象。

（1）爆震及其影响因素

汽油在发动机中正常燃烧时，火焰传播速度保持在20~25m/s左右，气缸内的压力和温度变化也很均匀。若使用抗爆性不好的汽油时，燃烧的情况就不同，当混合气点燃后，火焰前沿未传播到的那部分混合气，在燃烧高温高压的影响下，生成大量的过氧化物。它是一种极不稳定的化合物。当它积聚到一定量时，正常火焰传播速度前沿还未到达，在燃烧室局部就发生了过氧化物的自行分解，引起混合气的爆炸性燃烧。此时，火焰传播速度剧增至1500~2500m/s。这种高速的爆炸气体产生强大的冲击波，就像一个铁锤猛击在活塞和气缸壁上，发出金属敲击声。这种现象称为爆燃。引起爆燃的因素很多，象发动机的结构压缩比太高，汽油的质量、驾驶操作和运行气候条件等均有一定的影响。

（1）发动机的压缩比与爆燃。发动机压缩比的高低与发生爆燃有很大关系。压缩比越高，压缩行程终了时的气缸压力和发动机的作功压力越大，则发动机的有效功率也越高，汽油的消耗率也随之降低。压缩比与功率、耗油量的一般关系7-1所示。

微型汽车发动机燃料的选用

现代汽车发动机在设计时，压缩比有很大提高。但压缩比高的发动机，对气缸、活塞、活塞环、连杆、轴承等零件的机械强度，要求也提高。由于压缩比高地发动机压缩终了时的温度和压力都提高，而高温为过氧化物的积聚和分解创造了良好的条件，所以它产生爆燃而倾向也加大，反而要求使用抗爆性能良好的汽油。

他所比高地发动机，虽有一定的优越性，但在设计和使用时，要充分考虑到与汽油的抗爆性相适应，才能保证正常的工作。

（2）点火提前角与爆燃。发动机的点火提前角，对发生爆燃及汽油的消耗有很大的影响。若点或过早，易发生爆燃，适当的推迟点火，能减轻爆燃的发生，但点火过迟，会使发动机工作无力，油耗增加，废气温度升高，实际说明点火提前角必须要规定的数值进行调整。

为了充分发挥发动机的功率，降低汽油消耗量，在更换牌号、空气温度增加、由平原行驶到高原、由满载到空载、长途行驶的情况下，可略微增加点火提前角；反之，在使用低于规定牌号的汽油时，空气温度降低，由高原行驶到平原、由空车变满载、短途行驶等情况下，应适当减少点火提前角。

（3）负荷与爆燃。发动机的负荷越大，越容易发生爆燃。大多数爆燃都是在车辆起步、爬坡和超负荷工作时出现的。

（4）温度与爆燃。发动机的温度过高，也可能促使爆燃发生。因此，要保持发动机冷却水的正常温度80~90°C为宜。

（5）气候条件与爆燃。气候对发动机爆燃也有一定的影响。例如高原地区气压低，发动机不易爆燃，大气湿度大时也能减轻爆燃现象。

影响汽油发动机产生爆燃的最主要因素是所用汽油的抗爆性。抗爆性好的汽油，在压缩比高地汽油发动机中使用，也不会发生爆燃。因此，必须根据发动机压缩比的大小来选择具有相应抗爆性的汽油。

462Q汽油发动机压缩比为8.7，故选用85号汽油，绝对不允许使用80号以下的汽油。使用低牌号的汽油就将引起爆震，并且废气湿度会急剧上升，长期使用将加速发动机的损坏。

（2）辛烷值

表示汽油抗爆性的指标是辛烷值。它是汽油质量的重要指标之一。汽油的牌号就是根据它的辛烷值来区分的。66号汽油的辛烷值不低于66；70号汽油的辛烷值不低于70；85号汽油的辛烷值不低于85；以此类推。

提高汽油辛烷值的方法，采用最广泛的是往汽油中加入抗爆剂四乙铅。少量的四乙铅能大大提高汽油的辛烷值。一般直馏汽油加入0.13%四乙铅后，辛烷值能提高20~23个单位。四乙铅对不同的汽油有它不同的最佳添加量，超过此量，辛烷值的提高幅度随四乙铅的增多而减少，甚至没有效果，一般车用汽油中四乙铅含量不超过0.13%，高级车用汽油中四乙铅含量不超过0.1%。

四乙铅提高汽油抗爆性的机理十分复杂，通常认为四乙铅在200°C以上的温度下即开始分解，铅与过氧化物反映，其结果破坏了过氧化物，生成活性不强的氧化物，中断了过氧化物的连锁反应，使氧化物不致积聚和分解，从而避免了爆燃。

由于四乙铅燃烧后生成固态的氧化铅，它沉积于发动机的零件上，会破坏发动机的正常工作。因此，往汽油中添加的不应是纯四乙铅，而使混有一种导出剂的四乙铅。

用四乙铅抗爆剂，在排气时将铅同废气一起排出，会引起公害，国外一些国家进行调差，发现空气中大部分游离铅微粒都来自汽车排气，铅微粒又含有大量的四乙铅或四甲铅，对人体和动物有较大危害。因此，很多国家已制定了限制铅微粒排出量的规定，不少石油冶炼单位研制了无铅添加剂。美国一些石油公司已生产不加铅的高辛烷值汽油。

四乙铅是一种带有水果香味，具有剧毒的油状液体，少量的四乙铅进入人体就能引起急性中毒，甚至死亡。为此，假如少量的燃料，让含铅汽油带有一定的颜色，如黄橙色、红色、蓝色等，使人们接触它时便于识别，引起注意，防止中毒。为了保证使用乙基汽油时的安全。国家有关部门制定了乙基汽油保藏、运输和使用的安全技术守则，我们必须严格遵守。

3.汽油应具有良好的稳定性（安定性）

汽油的稳定性或称安定性，是指汽油在贮藏、运输、加注和其他作业时，它的化学和物理性能保持不变的能力。

汽油的稳定性可分化学稳定性和物理稳定性两种。

汽油的化学稳定性主要是指汽油的抗氧化能力。它对汽油贮藏、运输和使用有很重要的意义。裂化汽油因含有不饱和烃，生成胶质的情况很严重。它在氧化、高温、光线照射和某些金属（如铜、铅等有色金属）的催化作用下，很容易生成胶质。

油箱内长期不充满，汽油与空气接触面较大，胶质形成就快，温度对胶质的形成影响最大。因此，夏季时油箱内汽油生成胶质最快，常出现一种褐色的粘稠状沉淀物。

在混合气的形成过程中，由于燃油和空气的接触面积较大，温度较高，为产生胶质创造了条件，因而在进气歧管内、气门和活塞顶部与环槽内容易结胶，经高温氧化后成为积炭。

由于结胶和积炭，致使发动机散热不良，机件磨损增大，并引起气门关闭不严、活塞环卡死。燃烧室内积炭过多，容易引起爆燃。因此，汽油质量标准内有限制胶质的指标。常用的胶质指标是用“实际胶质”表示，我国石油质量标准规定：车用汽油的“实际胶质”量最多不超过10mg/100ml

汽油的物理稳定性指标，通常是用“饱和蒸汽压”来衡量。饱和蒸汽压越高，贮存中损失越大。我国石油质量标准规定：车用汽油的“饱和蒸汽压”不超过67kPa。

4.汽油应具有抗腐蚀性的，而引起腐蚀性的物质是硫与硫化物、有机酸、水溶性酸与碱。由于汽油要和许多不同的金属接触，若有腐蚀性，就会腐蚀机件。所以在国家标准中，对汽油的腐蚀性有严格的要求。

（1）硫化

汽油的硫分是按国家标准GB380-77石油产品硫含量测定法进行测定的。它是指汽油中含硫量总和，用重量百分率表示。汽油中含的硫分经燃烧后会产生成二氧化硫。二氧化硫在气缸或排气管中遇到冷凝水或水蒸汽时会形成亚硫酸，它能强烈地腐蚀金属机件。同时硫分过多还会降低汽油的辛烷值和降低汽油对四乙铅的接受性（即降低了汽油在加入四乙铅后，其辛烷值的提高程度）。所以汽油中的硫分不允许超过规定的数量。

（2）铜片腐蚀试验

它是检查汽油中是否有游硫和活性硫化物的。试验按国家标准GB378-64发动机燃料铜片腐蚀试验法进行。其方法是：将细砂打磨过的，有一定尺寸的3号铜片（含铜量不低于99.95%），浸在试油内，温度保持50°C，经过3h后，如铜片上出现黑色或深褐色的薄膜或斑点，说明有腐蚀，即不合格，如铜片的颜色不起变化，则认为腐蚀试验合格。

（3）酸度

测酸度的目的是测定汽油中有机酸的总含量。试验是按国家标准GB258-64汽油、煤油、柴油酸度测定法进行的。它是用沸腾的酒精抽出试油中的有机酸，再用氢氧化钾溶液进行中和滴定，然后计算出中和100ml试油所需的氢氧化钾毫克数，其单位以mgKOH/（100ml）表示。车用汽油中酸度含量规定不大于3mgKOH/（100ml）。

（4）水溶性酸或碱

水溶性酸碱是判断油中是否含有能溶于水的酸或碱，通常是无机酸碱，如硫酸、盐酸、氢氧化钠（火碱）等、低分子有机酸也溶于水中，而呈现水溶性酸。由于水溶性酸或碱对金属有强烈的腐蚀性作用，因此汽油中不允许含有水溶性酸或碱。

此外，汽油中还不允许含有机械杂质或水分，因为它们对使用中的危害性是很大的。

机械杂质和遇冷冻结后的水分，会堵塞滤清器，甚至可能中断供油。机械杂质如进入气缸还会增加积炭和加大机件的磨损。

水分在汽油中会引起四乙铅的分解，使导出剂失效，造成溶解抗氧剂，促使胶质生成等害处。因此，在灌汽油时，应防止水分和机械杂质混入。对加油，更要经常保持清洁。在使用时，常加强沉淀和过滤，以保持汽车的使用性能。

5.国产汽油的质量指标与选用

（1）汽油是化油器式发动机的燃料。根据其用途、品质的不同分为汽车用汽油和航空汽油。汽油的牌号有66号、70号、75号、80号、85号五种，其规格见表7-2.

汽油的牌号是按辛烷值的数值来划分的。如66号汽油，表示辛烷值为66；85号汽油，表示辛烷值为85.所以，这些汽油的号数越大，抗爆性越好。

除了汽油机用汽油外，还有工业汽油，直馏汽油，120号橡胶溶剂汽油，200号油漆溶剂汽油等。它们属溶剂油类，供洗地机件与工业上使用。由于这些汽油的性能与车用汽油不同，绝对不能当作汽车发动机的燃料来使用。

微型汽车发动机燃料的选用