為什么97#汽油易引起積炭?國(guó)內(nèi)油品分析
一、基本概念:
1、壓縮比:
汽車選擇汽油標(biāo)號(hào)的首要標(biāo)準(zhǔn)就是發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比,也是當(dāng)代汽車的核心節(jié)能指標(biāo)。引擎的運(yùn)行是由汽缸的“吸氣——壓縮——燃燒——排氣——吸氣”這樣周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)所組成,活塞在行程的最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)時(shí)的汽缸體積之比就是壓縮比。降低油耗的成本最低效果最好的方法就是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。 提高壓縮比只是改變活塞行程,混合油氣壓縮得越厲害,它燃燒的反作用也越大,燃燒越充分。但壓縮比不是輕易能動(dòng)的,因?yàn)榈糜辛硪粋(gè)指標(biāo)配合,即汽油的抗爆性指標(biāo),亦稱辛烷值,即汽油標(biāo)號(hào)。
2、爆震與貢
一般認(rèn)為,活塞在行程的上止點(diǎn)后10度左右,燃燒產(chǎn)生最大壓力時(shí),推動(dòng)活塞的力度最大(就象是蕩秋千,在到達(dá)最高點(diǎn)后一點(diǎn)使勁秋千最快)。比如1000轉(zhuǎn)的時(shí)候,燃燒過程相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角的20度,就是說提前10度點(diǎn)火,引擎最有力。而到了4000轉(zhuǎn),活塞運(yùn)動(dòng)得快了,燃燒過程就相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角的60度了,就需要提前50度點(diǎn)火,就這樣隨轉(zhuǎn)速的提高,點(diǎn)火是越來越提前。最終會(huì)達(dá)到一個(gè)轉(zhuǎn)速,還沒點(diǎn)火油氣就燒起來了,這就是爆震。
汽油的標(biāo)號(hào)決定了爆震點(diǎn)的早晚,其實(shí)也就是決定了引擎的功率大小。燃油的抗爆震性能隨它的組成而異。燃油的抗爆震性越高,發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比也可能高些,發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性都會(huì)得到提高。
確定燃油的抗爆震性是很困難的,因?yàn)槿加偷目贡鹦圆粌H取決于燃油的性質(zhì),還隨發(fā)動(dòng)機(jī)的型式、空燃比、冷卻水溫、進(jìn)氣溫度、點(diǎn)火提前角、氣門定時(shí)等而變化。
3、辛烷值——標(biāo)號(hào)
為評(píng)定燃油的抗爆震性能,一般采用兩種方法:馬達(dá)法和研究法。評(píng)定工作一般在一臺(tái)專門設(shè)計(jì)的可變壓縮比的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行。
馬達(dá)法規(guī)定試驗(yàn)工況為:進(jìn)氣溫度149℃,冷卻水溫度100℃,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速900 r/min,點(diǎn)火提前角為上止點(diǎn)前14°~26°。試驗(yàn)時(shí),先用被測(cè)定燃油工作,逐漸改變壓縮比,直到爆震儀上指出標(biāo)準(zhǔn)爆震強(qiáng)度為止。然后,保持壓縮比等條件不變,換用標(biāo)準(zhǔn)燃油工作。標(biāo)準(zhǔn)燃油是由抗爆性很高的異辛烷C8H18(定其辛烷值為100)和易爆燃的正庚烷(定其辛烷值為0)的混合液。逐漸改變異辛烷和正庚烷的比例,直到標(biāo)準(zhǔn)燃油所產(chǎn)生的爆燃強(qiáng)度與上述被測(cè)燃油相同時(shí)為止。這時(shí)標(biāo)準(zhǔn)燃油中所含異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)就是被測(cè)燃油的辛烷值。辛烷值高,燃油的抗爆震性就好,反之抗暴性就差。
例如:某燃油辛烷值為80,這就是說該燃油與含異辛烷80%和正庚烷20%的混合液的抗爆性相同。這就是對(duì)燃油抗爆性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
研究法與馬達(dá)法的試驗(yàn)方法相同,只是規(guī)定的試驗(yàn)條件不同而已。研究法規(guī)定的工況為:進(jìn)氣溫度為51.7℃,冷卻水溫度為100℃,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速600 r/min,點(diǎn)火提前角為13°。
由于馬達(dá)法規(guī)定的條件比研究法苛刻,因此所測(cè)出的辛烷值比較低。同一種燃油用馬達(dá)法測(cè)出的辛烷值為85時(shí),相當(dāng)于研究法辛烷值為92;馬達(dá)法為90時(shí),研究法為97,F(xiàn)在加油站用的是研究法辛烷值。
一般來說,工廠提高汽油辛烷值的途徑有三個(gè):一是選擇良好的原料和改進(jìn)加工工藝,例如采用催化裂化、重整等二次加工工藝。二是向產(chǎn)品中調(diào)入抗爆性優(yōu)良的高辛烷值成分,例如異辛烷、異丙苯、烷基苯等。三是加入抗爆劑。
二、降標(biāo)用油與超標(biāo)用油:
93號(hào)油比90號(hào)油貴5%,但能耗也小5%左右,從百公里耗油錢量上比,理論上是相等的。但考慮93號(hào)油匹配的高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)用90號(hào)油時(shí)會(huì)發(fā)生二次燃燒和不完全燃燒現(xiàn)象,將額外損失5%—8%的功率,再考慮對(duì)車輛造成的維護(hù)費(fèi)增加,車況下降,壽命減少等一系列后果,降標(biāo)用油的費(fèi)用就進(jìn)去了。
汽油是極易揮發(fā)的液體,零下30攝氏度時(shí)仍有可燃成分揮發(fā)出來,當(dāng)汽油標(biāo)號(hào)過低時(shí),壓縮的混合油氣將在點(diǎn)火前自燃,點(diǎn)火時(shí),已開始自燃的油氣又將產(chǎn)生強(qiáng)烈爆炸,使原先精確設(shè)計(jì)的燃燒程序失控,一部分汽油做了負(fù)功,一部分因?yàn)槿紵^程與活塞行程不同步不能完全燃燒,造成進(jìn)氣閥和缸內(nèi)嚴(yán)重積碳,油耗增加,尾氣惡劣。當(dāng)汽車高速行駛時(shí),混亂的燃燒過程將產(chǎn)生連續(xù)爆震,它會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷發(fā)動(dòng)機(jī),造成火花塞絕緣破裂,電極過度燃燒,活塞敲缸,活塞環(huán)卡死,氣門燒蝕等后果。這種“瘋狂”的傳動(dòng)方式,讓自己汽車的傳動(dòng)方式在“高頻搖滾”狀態(tài)下工作,后果可想而知。
最近幾年,97#汽油開始在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)廣泛出現(xiàn)。一些車友對(duì)汽油的使用也陷入了一種誤區(qū),就是熱衷于使用高標(biāo)號(hào)的汽油。甚至一些車友把汽油的標(biāo)號(hào)看成是油品純凈度和質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。這是錯(cuò)誤的。其實(shí)汽油標(biāo)號(hào)的高低只是表示汽油辛烷值的大小,絕不能把標(biāo)號(hào)與純凈度和質(zhì)量混為一談。用93號(hào)油的發(fā)動(dòng)機(jī)硬要用97號(hào)油就會(huì)出現(xiàn)“滯燃”現(xiàn)象,即壓到了頭它還不到自燃點(diǎn),一樣會(huì)出現(xiàn)燃燒不完全現(xiàn)象。
三、國(guó)內(nèi)汽油分析:
從目前國(guó)內(nèi)油品狀況來看,很多97#汽油其實(shí)是在90#的汽油中加入了異辛烷、異丙苯、烷基苯等添加劑以及MTBE抗爆劑而來的,并不是在生產(chǎn)過程中提高催化裂解、二次重整等加工工藝而來的。97#油的售價(jià)高,利潤(rùn)大,滋長(zhǎng)了一些企業(yè)濫用添加劑的風(fēng)氣。他們不擇手段地提高汽油的辛烷值,全然不顧油品在其他方面的綜合使用狀況,這造成了相當(dāng)一部分97#汽油容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)積碳,甚至機(jī)件被腐蝕的情況。目前這些現(xiàn)象較多地出現(xiàn)在一些進(jìn)口高檔汽車以及POLO、派力奧和西耶那最近新出品的手自一體Speedgear系列等壓縮比超高的車型身上。
相對(duì)而言,國(guó)內(nèi)90#和93#汽油的加工工藝是比較過關(guān)的,而且售價(jià)相對(duì)較低,利潤(rùn)相對(duì)沒那么豐厚,因此較少有企業(yè)在90#和93#汽油上動(dòng)手腳。
另一方面,由于90#汽油已經(jīng)普及多年,絕大多數(shù)90#汽油的儲(chǔ)運(yùn)工具和加油站油缸也都使用了多年,在儲(chǔ)運(yùn)工具和加油站油缸中積淀的雜質(zhì)越來越多,這造成了90#汽油的質(zhì)量問題主要體現(xiàn)在雜質(zhì)方面。
而93#汽油只開始大面積推廣了兩年多,多數(shù)加油站的93#油缸還都比較干凈。因此,相對(duì)而言,93#汽油最為可靠。
由此看來,汽油標(biāo)號(hào)并不是汽油含碳量的衡量,而是抗暴性的衡量。
混合使用汽油不能用標(biāo)號(hào)簡(jiǎn)單算術(shù)平均來計(jì)算標(biāo)號(hào)。
標(biāo)號(hào)過高或者過低對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損害不止是積碳這么簡(jiǎn)單,但使用標(biāo)號(hào)過高的汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損害應(yīng)該小于使用標(biāo)號(hào)過低的汽油。