《汽车材料》第六章汽车用燃料课件.ppt

2022年11月5日星期六,汽车材料第六章汽车用燃料,26 九月 2022汽车材料第六章汽车用燃料,第六章 汽车燃料,燃料是指某些能将自身储备的化学能经过化学反应（燃烧）后能放出大量热能的物质，如常见的木材、木炭、煤、酒精、煤油、汽油、柴油等。汽车燃料主要指汽油机（点燃式发动机）用燃料和 柴油机（压燃式发动机）用燃料，它们目前是当前汽车运行的主要动力来源，传统的汽车燃料主要指汽油和柴油，它们均来自石油。但由于石油是一种不可再生能源，且随着人们对环保的要求越来越高，汽车制造商开始不断投入巨额资金，研制污染排放少、又利于环境保护的代用燃料和代用燃料汽车。就世界范围而言，最成功的代用燃料是液化石油气（LPG）和压缩天然气（CNG）。,第六章 汽车燃料燃料是指某些能将自身储备的化学能经过化学反,1.熟悉车用汽油的使用性能和规格,2.合理选用车用汽油,3.正确使用车用汽油,61 汽油1.熟悉车用汽油的使用性能和规格2.合理选用,61 汽油,汽油是由石油分馏或重质馏分裂化制得的，属于油品的一种。它是轻型车和轿车发动机的主要燃料。一、汽油的基本性质 汽油在常温常压下为具有特殊气味的无色或淡黄色透明液体，易挥发，易燃烧，其主要成分为含412个碳原子的脂肪烃和环烃类，此外还含少量芳香烃和硫化物。,61 汽油 汽油是由石油分馏或重质馏分裂化制得的，属,一辆白色的上海别克轿车驶入了加油站，在几台加油机上，分别标有90# 、93# 、97#等牌号。那么，上海别克轿车应开到哪台加油机上去加油呢？,一辆白色的上海别克轿车驶入了加油站，在几台加油机,选择汽油牌号过高，会增加汽车运行成本；选用汽油牌号过低则会影响汽车的动力性和经济性。正确选用车用汽油，可以从以下几个方面入手：,选择汽油牌号过高，会增加汽车运行成本；选用汽油牌号,二、汽油的使用性能,1.蒸发性 蒸发性是指汽油从液态转化为气态的能力，汽油的蒸发性影响着燃料的雾化质量。 (1)汽油蒸发性对发动机的影响 蒸发性好，发动机在低温、冷车下起动性能好，加速能力强，功率大。 蒸发性差，汽油雾化不良，使可燃混合气品质变坏，发动机起动困难，功率下降，油耗增加。 蒸发性过强，会使燃油系统产生“气阻”，使供油中断，使汽油在保管和使用中的蒸发损失加大。,二、汽油的使用性能 1.蒸发性,二、汽油的使用性能,（2）汽油蒸发性的评价指标 馏程 馏程是指定量油品在规定条件下蒸馏时，从初馏点到终馏点的温度范围。 汽油馏程以初馏点、10%馏出温度、50%馏出温度、90%馏出温度、终馏点和残留量来表示。 国家有关标准规定： 汽油10%的馏出温度70 汽油50%馏出温度 120 145 汽油90%馏出温度 190 汽油终馏点温度 205 汽油的残留量 1.5 2,二、汽油的使用性能 （2）汽油蒸发性的评价指标,二、汽油的使用性能,饱和蒸气压 饱和蒸气压是指汽油的液、气两相达到平衡时的汽油蒸气压强。 汽油饱和蒸气压高，说明汽油含轻质成分多，挥发性好、起动性好，但产生“气阻”的倾向大，在储存中的蒸发损耗大。 国家汽油质量指标规定： 饱和蒸气压 67kPa,二、汽油的使用性能 饱和蒸气压,二、汽油的使用性能,2.抗爆性 汽油的抗爆性指汽油在汽油机中燃烧时抵抗爆燃的能力。 （1）汽油抗爆性的评定指标 通常采用辛烷值作为汽油抗爆性的评定指标。 测试辛烷值的方法有研究法和马达法两种，分别得到研究法辛烷值和马达法辛烷值。,二、汽油的使用性能 2.抗爆性,二、汽油的使用性能,研究法辛烷值(RON) 表示汽油机在中负荷、低转速运转条件下汽油的抗爆性。它是模拟了轿车在城市道路条件下行驶的工况而测得的。 马达法辛烷值(MON) 表示汽油机在重负荷、高速运转条件下汽油的抗爆性。模拟载货汽车在公路条件下行驶工况测得的。 同一种汽油用研究法测定的辛烷值比马达法测定的辛烷值要高610个单位。这一差值称为汽油的灵敏度，汽油灵敏度越小越好。,二、汽油的使用性能 研究法辛烷值(RON),二、汽油的使用性能,（2）改善抗爆性的方法 采用新的炼制工艺，生产出含有高辛烷值的汽油 在低辛烷值汽油中加入抗爆剂，过去广泛采用的抗爆剂是四乙基铅，但含铅汽油燃烧废气中有强烈的致癌物质，因此，各国先后取消使用含铅汽油。 在汽油中调入辛烷值高的改善组分 20世纪70年代起，国外出现了新的高辛烷值汽油调合组分，如甲基叔丁醚(MTBE)等含氧化合物 ，可代替四乙基铅及减少芳香烃调入量。,二、汽油的使用性能 （2）改善抗爆性的方法,二、汽油的使用性能,3.安定性 汽油的安定性是指汽油在储存、运输、加注和其他作业时抵抗氧化生胶的能力。 安定性不好的汽油，容易发生氧化反应，生成胶状物质和酸性物质，使辛烷值降低，酸值增加，颜色变深，产生黏稠沉淀。 使用安定性不好的汽油，会给汽车发动机带来严重的危害，从而使发动机的性能显著下降。,二、汽油的使用性能 3.安定性,二、汽油的使用性能,汽油安定性的主要评定指标 实际胶质 实际胶质是指在规定条件下测得的发动机燃料的蒸发物，以mg/100mL表示。 对于汽油的实际胶质的规定：出厂时5mg/l00mL；出厂后4个月检查封样时 l0mg/100mL；油库交付给使用单位时，允许 25mg/l00mL。 诱导期 诱导期是指在规定的加速氧化条件下，油品处于稳定状态下所经历的时间周期，以 min表示。诱导期越长，越适宜长期储存。一般国产汽油出厂时诱导期在600800min，在普通条件下储存21个月后，诱导期仍在400500min。,二、汽油的使用性能 汽油安定性的主要评定指标,二、汽油的使用性能,4.防腐性 汽油的防腐性是指汽油阻止与其相接触的金属被腐蚀的能力。 汽油的防腐性指标 硫含量、博士试验、铜片腐蚀试验、酸度、水溶性酸和水溶性碱等。 汽油中硫含量高，使汽车排放尾气中有害物质增多，污染严重，硫还会使催化转化器中的催化剂中毒，使催化剂活性下降，甚至失效。,二、汽油的使用性能 4.防腐性,5.清洁性 汽油的清洁性是指汽油是否含有机械杂质和水分。 汽油清洁性的评定指标： 机械杂质 机械杂质会造成油路堵塞，磨损加剧等严重后果。 水分 水分混入汽油中，会加速汽油的氧化和金属的腐蚀。,二、汽油的使用性能,5.清洁性二、汽油的使用性能,三、国产汽油的牌号及选用,1.车用汽油的牌号 无铅车用汽油有90号、93号、95号三个牌号。 我国车用汽油均用无铅汽油。其牌号是按照研究法辛烷值(RON)划分的，汽油牌号中的数字就是辛烷值。 2.根据环保法规的要求，汽车必须使用无铅汽油 国外开始生产新配方汽油(RFG)。 我国的无铅清洁汽油是加入5%10%醇类，并在出厂前调制好。由于醇类的燃烧值低于烃类，使用无铅清洁汽油的汽车动力性相对不足。,三、国产汽油的牌号及选用 1.车用汽油的牌号,3.车用无铅汽油的质量指标要求,三、国产汽油的牌号及选用,3.车用无铅汽油的质量指标要求项 目质 量,3.车用无铅汽油的质量指标要求,三、国产汽油的牌号及选用,3.车用无铅汽油的质量指标要求95号93号90号质 量,1.汽油蒸气排放（EVAP）控制系统,汽油蒸气排放控制系统的组成与工作原理,1.汽油蒸气排放（EVAP）控制系统 汽油蒸气排放,2.电控汽油蒸气排放控制系统,韩国现代轿车EVAP系统,2.电控汽油蒸气排放控制系统 韩国现代轿车EVAP系统,一、车用汽油牌号的选用（11）,应用案例： “任务引入”中的上海别克轿车要加几号汽油呢？选用汽油有哪些原则呢？使用汽油有哪些注意事项呢？ 1.案例分析 根据前面所学的汽油的使用性能、评价指标和汽油的牌号，可以总结出汽油的选用有如下几条原则： （1）根据汽车使用说明书的要求选择汽油牌号 （2）根据汽车发动机压缩比选择 以正常条件下发动机不发生爆燃为前提，选择适当牌号的车用汽油。,一、车用汽油牌号的选用（11） 应用案例：,（3）根据使用条件选择汽油牌号 高原地区大气压力小，空气稀薄，汽油机工作时爆震倾向减小，可以适当降低汽油的辛烷值。 （4）根据使用时间调整汽油牌号的选择 发动机使用时间较长后，发动机气缸压力增加，这类汽车在维护后应该选用辛烷值高一级的汽油。 （5）选择时应重视汽油的质量 加入质量低劣的燃油，不仅影响发动机的使用性能，会使动力性差、排放高、油耗高、严重的还会使发动机机件损坏。,三、国产汽油的牌号及选用,（3）根据使用条件选择汽油牌号三、国产汽油的牌号及,2.汽油牌号的选择 按照使用说明书的要求，上海别克使用93号汽油。 目前，我国大部分载重汽车及部分轿车均采用90号国产汽油，如CAlO9l、EQl091、桑塔纳、奥迪V6、捷达、本田雅阁、富康轿车等；上海别克、夏利电喷轿车使用93号国产汽油；上海帕萨特B5、日产风度、奔驰S6O0轿车等使用95号国产汽油。 因此，上海别克轿车应开到93号汽油加油机上加油。,三、国产汽油的牌号及选用,2.汽油牌号的选择三、国产汽油的牌号及选用,3.使用汽油的注意事项 发动机长期使用后，可考虑更换汽油牌号。 原用低牌号汽油的发动机改用高牌号时，可适当提前点火提前角。 在炎热的夏季和高原地区，应加强发动机散热，或者换用饱和蒸气压较低的汽油。 汽油中不能掺入煤油或柴油。 不要使用长期存放变质的汽油。 汽油易燃、易爆、易产生静电，使用中要注意安全。,三、国产汽油的牌号及选用,3.使用汽油的注意事项三、国产汽油的牌号及选用,一、选择题1引起汽油发动机三元催化转化器中毒是因为汽油中含有（ ）。 A. 氧 B. 铅 C. 水 D. 碳2汽油选用的原则是以发动机工作时不发生（ ）为前提。 A. 飞车 B. 表面燃烧 C. 爆燃 D. 共振3（ ）馏出温度表示汽油中含重质成分的多少。 A. 10% B. 50% C. 90% D. 100%二、判断题1使用安定性差的汽油，会造成电喷发动机的喷嘴胶结。 （ ）2电喷发动机汽油牌号的选择要严格按照压缩比进行。 （ ）3一般海拔每上升100m，选用汽油辛烷值要升高约0.1个单位。（ ）,一、选择题,三、填空题 1.车用汽油的使用性能包括蒸发性 、 、 、 和清洁性。 2.我国按 划分无铅汽油牌号，共有 、 、 、 三个牌号。 3.评定汽油的清洁性的指标是 和 。 四、问答题 1.如何合理选用汽油，汽油的使用有哪些注意事项？ 2.汽油的使用性能有哪些，分别有哪些评价指标？,三、填空题,1.熟悉车用柴油的使用性能、规格和评价指标,2.能正确选用车用柴油,3.会合理使用车用柴油,62 柴油1.熟悉车用柴油的使用性能、规格和评价指标,南方炎热的夏季气温高达40，而北方寒冷的冬天气温低至零下40以下。汽车在这两种不同环境下工作，能使用同一种型号的柴油吗？,南方炎热的夏天,北方寒冷的冬天,南方炎热的夏季气温高达40，而北方寒冷的冬天气温低,学会选择和使用车用柴油，可以从以下几个方面入手：,学会选择和使用车用柴油，可以从以下几个方面入手： 1了解,一、柴油的基本性质,轻柴油是指原油经常压蒸馏在270365馏分温度范围内得到的石油馏分。它由不同的碳氢化合物混合组成，其主要成分是9到18个碳原子的链烷、环烷或芳烃，其化学和物理特性位于汽油和重油之间，沸点在170至390间，密度为0.820.845kg/l。柴油和汽油相比，具有自燃点低、挥发性能差、馏分重、粘度和相对密度大，贮存、运输过程中损耗小，使用安全等特点。,一、柴油的基本性质轻柴油是指原油经常压蒸馏在27036,二、柴油的使用性能,1.柴油的燃烧性能及评价指标 燃烧性 柴油的燃烧性是指其自燃能力 柴油的燃烧性能差，着火延迟期就长 ，发动机工作粗暴；反之，燃烧性能良好的柴油 ，柴油机工作柔和。 评价指标 柴油燃烧性的评定指标是十六烷值 十六烷值采用和被测定燃料具有相同着火延迟期的标准燃料中正十六烷的体积百分数表示。 十六烷值高的柴油，其燃烧性能好，着火延迟期短，低温起动性好。但十六烷值过高，柴油的低温流动性、喷雾和蒸发性差。 标准规定：轻柴油十六烷值不小于48。,二、柴油的使用性能 1.柴油的燃烧性能及评价指标,2.雾化和蒸发性及评价指标 雾化和蒸发性 柴油的雾化和蒸发性决定了柴油在发动机燃烧室内形成混合气的质量和速度，车用柴油必须具有良好的雾化和蒸发性能。 评价指标 评定柴油的雾化和蒸发性的主要指标是运动黏度、馏程、闪点和密度。,二、柴油的使用性能,2.雾化和蒸发性及评价指标二、柴油的使用性能,运动黏度 运动黏度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度。运动黏度影响着柴油的流动性和雾化质量。 柴油黏度太大或太小都会对发动机产生严重的影响，因此 ，每一种牌号柴油的运动黏度都规定了一个范围值。 馏程 柴油馏程的测定项目有50%、90%和95%馏出温度。 50%馏出温度越低，柴油蒸发速度越快，柴油机越易起动。 90%和95%馏出温度越低，混合气燃烧越完全。,二、柴油的使用性能,运动黏度 二、柴油的使用性能,闪点 在规定条件下，加热油品所逸出的蒸气和空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火的最低温度叫闪点，单位是。 闪点低，说明柴油中轻质馏分多，蒸发性能好，但不能过低，否则会引起柴油机工作粗暴。 密度 柴油的密度增大，其黏度也将增大，使雾化质量变差，不能形成质量良好的混合气，使燃烧条件变坏。 柴油的密度提高也是柴油内存在芳香烃的标志，它将导致柴油机的工作粗暴现象。,二、柴油的使用性能,闪点 二、柴油的使用性能,3.低温流动性及评价指标 低温流动性 柴油的低温流动性反映了柴油在低温条件下具有一定的流动状态的性能。柴油的低温流动性能直接影响到柴油能否可靠地供给汽缸，发动机能否正常工作。 评价指标 柴油低温流动性能的评价指标有凝点、浊点、冷滤点。 凝点 凝点是将柴油装在规定的试管内，冷却到预期的温度，将试管倾斜45度，经过l min液面不移动，此时的温度便是柴油的凝点。 我国的轻柴油按凝点划分牌号。,二、柴油的使用性能,3.低温流动性及评价指标二、柴油的使用性能,浊点 浊点是柴油中开始析出石蜡晶体，柴油失去透明时的最高温度。 柴油达到浊点后虽然末失去流动性，但在燃料供给系中易造成油路堵塞，使供油减少以致逐步中断供油。 冷滤点 冷滤点是指在规定的冷却条件下，柴油在1.96kPa压力下进行抽吸试油，l min通过缝隙宽度45m金属滤网的柴油体积少于20mL的最高温度。 冷滤点可作为根据气温选择柴油牌号的依据。 我国用冷滤点和凝点对柴油低温流动性进行评价。,二、柴油的使用性能,浊点 二、柴油的使用性能,4.柴油的安定性 安定性 柴油的安定性是指柴油在运输、储存和使用过程中保持其外观颜色、组成和使用性能不变的能力。 使用安定性差的柴油，易生成胶状物质使发动机供油系统堵塞。 评价指标 实际胶质、10%蒸余物残炭、颜色。,二、柴油的使用性能,4.柴油的安定性二、柴油的使用性能,5.柴油的腐蚀性 腐蚀性 柴油中含有硫及硫化物、水分及酸性物质，对零件产生腐蚀作用，燃烧后的排放污染严重，而且促进柴油机沉积物的生成。 要求车用柴油具有无腐蚀性。 评价指标 腐蚀性可用硫含量、硫醇硫含量、酸度、铜片腐蚀试验、水溶性酸或碱等指标评价。 评价指标的测定标准与汽油机相同。,二、柴油的使用性能,5.柴油的腐蚀性二、柴油的使用性能,硫含量 柴油中硫含量高，不仅会增加柴油机机件的磨损(见图a)，还会使柴油机的沉积物增加，排气污染严重。 硫醇硫含量 硫醇硫含量用其在柴油中所占的质量百分数表示。 硫醇硫含量高会增加柴油机机件的磨损，特别是供油系统零件的磨损(见图b)，并对人造橡胶有不良影响。,二、柴油的使用性能,硫含量 图a图b二、柴油的使用性能,三、国产柴油的牌号及选用,目前，我国车用柴油套用轻柴油（GB2521994）国家标准。 该标准将柴油按凝点分为10、0、-10、-20、-35和-50六种牌号。 同时规定车用柴油十六烷值45，硫含量0.2%，实际胶质 70mg/100mL。 2000年，中国石化集团发布了城市车用柴油技术要求（Q/SHR0062000）企业标准。 该标准将柴油按凝点分为：10号、5号、0号、-5号、-10号、-20号六个牌号。 同时要求十六烷值 48，硫含量 0.05%，氧化安定性总不溶物 2.5mg/100mL。,三、国产柴油的牌号及选用 目前，我国车用柴油套用轻,城市车用柴油的技术要求,三、国产柴油的牌号及选用,城市车用柴油的技术要求 项 目质,城市车用柴油的技术要求,三、国产柴油的牌号及选用,城市车用柴油的技术要求 项 目质,各地选用车用柴油可参考下表,三、国产柴油的牌号及选用,各地选用车用柴油可参考下表 牌 号适用地区季节适用最低气温,一、选择题 1.造成柴油工作粗暴的原因是柴油的（ ） A.凝点过低 B.粘度过大 C.闪点过低 D.十六烷值高 2.柴油的低温流动性的评价指标有 （ ）A.闪点 B.浊点 C.馏程 D.十六烷值 二、判断题 1.选用柴油时，柴油使用的最低温度不应低于柴油牌号的数字。 （ ） 2.柴油中的十六烷值越高越好。（ ） 3.柴油的雾化和蒸发性是选用柴油牌号的主要依据。（ ）,一、选择题,三、填空题 1.柴油腐蚀性评定有 、两项。 2.柴油是按 划分牌号的，Q/SHR0062000将柴油分为六个牌号的城市车用柴油，它们是 、 、 、 、 、 。 3十六烷值低的柴油，其燃烧性能 ，着火延迟期 ，易产生工作粗暴。 四、问答题 1.如何合理选用柴油？ 2.柴油的主要使用性能是什么？ 3.车用柴油的牌号是根据什么来划分的？,三、填空题,1.了解代用燃料的特点、现状和前景,3.了解未来汽车燃料发展方向,2.熟悉各种代用能源,63 代用燃料1.了解代用燃料的特点、现状和前景3.了,电动汽车和氢气汽车是已经开发或正在研究的新型“绿色”汽车，它使用新能源代替传统的石油燃料。那么，目前已经出现或正在研究的代用能源有哪些呢？其各自的特点、现状和发展前景怎样呢？,电动汽车,氢燃料汽车,电动汽车和氢气汽车是已经开发或正在研究的新型“绿色”汽车,现阶段，常用的汽车代用能源有电能、天然气、液化石油气、醇类燃料和氢气等。要了解这些燃料的特点，正确使用新能源汽车，我们必须：,现阶段，常用的汽车代用能源有电能、天然气、液化石油气,1、天然气,天然气主要成分是甲烷，约占85%95%，其余为乙烷、丙烷、丁烷和少量其他物质。 按其存在形式分为压缩天然气和液化天然气两种，目前广泛用于汽车上的是压缩天然气。 1.性能特点 热值高 抗爆性能好 混合气发火界限高 着火温度高,1、天然气 天然气主要成分是甲烷，约占85%95%，,2.现状与前景 天然气是世界公认的“清洁燃料”，天然气以其丰富的自然资源和低排放性能受到各国的普遍重视。包括富气贫油的国家和环保要求严格的国家。 我国天然气汽车起步于20世纪50年代的“气囊车”。 现在，我国改装压缩天然气技术汽车已经成熟，成立了“全国天然气汽车协调领导小组”，计划未来大力发展天然气汽车。 我国汽车用压缩天然气行业标准是汽车用压缩天然气（SY/T7546-1996）。,1、天然气,2.现状与前景1、天然气,2、液化石油气,液化石油气(英文缩写LGP)是由以三个或四个碳原子的烃类如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯为主的一种混合物。 1.性能特点 热值高 抗爆性能好 燃烧完全、积炭少、排放污染物低 着火温度高,2、液化石油气 液化石油气(英文缩写LGP)是由以三个,2.现状与前景 液化石油气汽车在替代能源汽车中发展最快，在美国、加拿大、意大利和荷兰等国，LPG汽车有520万辆。 我国近年来LPG汽车的发展很快，北京已经在2002年建立了数百个加气站，并将部分汽车改建为燃气汽车。 一汽大众公司完成了捷达三种车型燃用液化石油气的开发工作，安装了当今世界上最先进的LPG液态电喷系统。 上海桑塔纳轿车也完成了双燃料汽车的试制。 我国汽车用石油气行业标准是车用液化石油气（SY75481998）。,2、液化石油气,2.现状与前景2、液化石油气,3、醇类燃料,醇类燃料汽车是指以甲醇或乙醇为燃料的汽车。 1.性能特点 辛烷值比汽油高 蒸发潜热大 常温下为液体，储带方便 可燃界限宽，可以实现稀燃技术 与传统的发动机技术有继承性 热值低 沸点低，蒸气压高，容易产生气阻 甲醇有毒 腐蚀性大 醇混合燃料容易发生分层,3、醇类燃料 醇类燃料汽车是指以甲醇或乙醇为燃料的汽车。,2.现状与前景 醇类燃料汽车发展得较早，和天然气汽车一样，都是新能源和低公害汽车。到目前为止，在技术方面和成本方面醇类汽车已达到实用阶段。 在巴西，有30%以上的汽车是乙醇汽车。 我国醇类燃料有着广泛的发展前景。 2001年4月15日起开始实施的变性燃料乙醇、车用乙醇汽油两项国家强制性标准，以促进车用醇类燃料的使用。,3、醇类燃料,2.现状与前景3、醇类燃料,4、氢气,氢气的来源主要是从水中通过裂解制取，或者来源于各种工业副产品。用氢气作为燃料的汽车称为氢气汽车. 1.特点 氢气热值高，热效率高，辛烷值高，燃烧后不产生有害气体。气态氢能量密度小，储运不方便，液态氢技术难度大，成本高。 2.现状与前景 氢气作为汽车燃料最大的问题是制取与携带。氢气制取的成本高，氢气汽车还处在研究探索阶段。但随着石油资源的减少和人类科技的不断进步，氢气汽车的前景十分光明。,4、氢气 氢气的来源主要是从水中通过裂解制取，或者来源,