重型汽車燃料的合理化選擇

胡 明/包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系

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重型汽車燃料的合理化選擇

胡 明/包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系

【摘 要】隨著新一代重型汽車載重量的逐步增大，重型汽車在現(xiàn)代運輸系統(tǒng)的優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)。重型汽車行駛路況復(fù)雜、行駛路線長，在發(fā)揮其動力性能優(yōu)勢的同時，保證在行駛過程中的穩(wěn)定性和可靠性就顯得尤為重要。燃油的合理化選擇是重型汽車行駛穩(wěn)定性和可靠性的重要保障。

【關(guān)鍵詞】燃料性能；合理化選擇

1.常用汽車燃料使用性能分析

目前汽車上所使用的燃料有汽油、柴油、天然氣等。

1.1汽油的使用性能

汽油是由石油提煉而得到的密度小又易于揮發(fā)的液體燃料。汽油由多種碳氫化合物組成。按照提煉方法，汽油可分為直餾汽油和裂化汽油等。汽油的使用性能指標(biāo)主要是蒸發(fā)性、熱值和抗爆性。對于高速發(fā)動機，形成可燃混合氣過程的時間很短，一般只有百分之幾秒，因此汽油蒸發(fā)性的好壞，對形成的混合氣質(zhì)量有很大的影響。

（1）汽油的蒸發(fā)性可通過燃料的蒸餾試驗來測定。將汽油加熱，分別測定蒸發(fā)出10 %、50 %、90 %餾分時的溫度及終餾溫度。但發(fā)動機所用的汽油蒸發(fā)性越強，則越易發(fā)生氣阻導(dǎo)致發(fā)動機失速。

（2）燃料的熱值是指1千克燃料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量。汽油的熱值4000kJ/kg。

（3）汽油的抗爆性是汽油的一項主要性能指標(biāo)。指汽油在發(fā)動機汽缸中燃燒時，避免產(chǎn)生爆燃的能力，亦即抗自燃能力。發(fā)動機選用抗爆性較好的汽油，就可能采用較高的壓縮比而不至于發(fā)生爆燃。汽油抗爆性的好壞程度一般用辛烷值表示，辛烷值越高，抗爆性越好。國產(chǎn)汽油的辛烷值可以看其代號，例如，代號為RQ 90 的汽油，其辛烷值不小于90 。選擇汽油的主要依據(jù)就是發(fā)動機的壓縮比，一般壓縮比高的汽油機應(yīng)采用辛烷值高的汽油。

1.2柴油的使用性能

柴油是由石油中提練的，使用合格的柴油不僅會減少發(fā)動機的油耗，使發(fā)動機功率充足，減少各部機件的磨損、積炭和腐蝕，還會延長發(fā)動機的使用壽命。柴油是碳氫化合物，是由86%左右的碳、12.6%左右的氫和0.4%的氧組成。柴油的主要使用性能有：

（1）燃燒性：柴油的燃燒性能以十六燒值來表示的，該十六燒值不能低于40。十六燒值低，會引起著火落后期長，工作粗暴，冬季啟動困難；如果十六燒值超過50-60，柴油的凝固點增高，燃燒不完全，排氣冒黑煙，發(fā)動機的功率明顯地降低，油耗增加。WD615系列發(fā)動機使用轉(zhuǎn)速一般在1500轉(zhuǎn)/分以上，應(yīng)使用十六炕值為45～60的柴油。

（2）低溫流動性：凝點是柴油的重要性能指標(biāo)之一。按凝點對輕柴油進行牌號劃分，柴油的低溫流動性也是以凝點來表示的，并以此來選用柴油。

（3）粘度：粘度是表示油料稀稠的一項指標(biāo)。輕柴油的粘度是指20℃時的粘度，柴油的粘度和流動性、霧化性、燃燒性和潤滑性的關(guān)系很大。

柴油的粘度值必須適當(dāng)，粘度過大，霧化性能不好，燃燒不完全排氣冒黑煙，油耗增加；粘度過小，由于噴油泵的柱塞是由柴油來潤滑的，容易導(dǎo)致柱塞的拉傷，同是，由于粘度小，漏失大，會造成供油不足。

（4）蒸發(fā)性：柴油的蒸發(fā)性是由餾程和閃點來控制的。一般的情況是由300℃時的柴油的餾出量來評定柴油的蒸發(fā)性能。300℃時，餾出量的百分比大，說明輕質(zhì)餾分多，蒸發(fā)的速度快。

柴油的蒸發(fā)性直接影響著發(fā)動機的啟動性能，50%的餾分溫度越低，越易啟動。柴油的餾分過輕，燃燒迅速，造成壓力突然升高，工作粗暴。如果餾分過重，燃燒不完全，積炭增多，稀釋機油，造成潤滑不好，加劇機件的磨損。

目前，市場上有些加油站為了片面地追求利潤，柴油餾分過重，造成發(fā)動機燃燒不完全。由于霧化不好，未能充分燃燒的柴油流入油底殼，沖淡了機油，造成發(fā)動機機油壓力下降，加劇了軸瓦、曲軸的磨損，以致于發(fā)動機出現(xiàn)惡性事故。

（5）閃點：閃點是表示柴油蒸發(fā)性和安全性的指標(biāo)。閃點低，蒸發(fā)性好；但閃點不能過低，以免蒸發(fā)太快，造成發(fā)動機工作粗暴。柴油的閃點是柴油在貯存、運輸和使用中的安全指標(biāo)。

（6）腐蝕性：油的腐蝕性是由硫分、酸度、水溶性酸和腐蝕性試驗四項指標(biāo)控制的。柴油的硫分對發(fā)動機的使用影響較大。如果柴油的硫分過多，在燃燒后會產(chǎn)生有硬質(zhì)的積炭，易發(fā)生擦傷氣缸壁、粘住活塞環(huán)的故障，會增加活塞，氣缸的磨損。同時含硫的廢氣竄入曲軸箱，會增加機油中的沉淀物，使機油變質(zhì)。

1.3天然氣的使用性能

天然氣主要成分為甲烷，無色、無味、無毒且無腐蝕性，也包括一定量的乙烷、丙烷和重質(zhì)碳氫化合物，還有少量的氮氣、氧氣、二氧化碳和硫化物。甲烷的分子結(jié)構(gòu)是由一個碳原子和四個氫原子組成，燃燒產(chǎn)物主要是二氧化碳和水。天然氣燃燒時僅排放少量的二氧化碳粉塵和極微量的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物，因此，天然氣是一種清潔的能源。

天然氣的使用性能：（1）密度比空氣輕，萬一泄漏不易引發(fā)爆炸事故，因此其安全性比人工煤氣和液化石油氣要好；（2）天然氣不含有毒的一氧化碳氣體，不易引發(fā)中毒事故；（3）它的熱值高，是人工煤氣的2.3倍，因而比人工煤氣耐用；（4）它的雜質(zhì)含量極少，是潔凈能源，其燃燒所造成的污染僅為石油的1/40、煤炭的1/800。

2.重型汽車燃料選擇的必要性條件

重型汽車的燃油消耗量大，行駛道路比較復(fù)雜，故要求汽車的動力性強。柴油機與汽油機相比其熱效率高，柴油機和天然氣發(fā)動機相比，則動力性更強，再加柴油價格低廉，所以重型汽車一般均選擇節(jié)油效果顯著、動力性相對更強的柴油機作為汽車的發(fā)動機[2]。

2.1柴油機較汽油機熱效率高，功率大，燃料單耗低，比較經(jīng)濟

柴油車與目前的汽油車相比，具有燃油消耗低20～30%、動力性強等特點；尾氣排放與上世紀90年代初相比減少了90%以上，2005年柴油轎車的顆粒物排放比1990年減少了91%，碳氫化合物、氮氧化排放減少了95%。

由于較突出的優(yōu)越性，柴油車在許多國家得到大量應(yīng)用。歐洲出現(xiàn)了越來越明顯的轎車柴油化趨勢，2004年歐盟新增乘用車（主要是轎車）中50%為柴油車，法國、意大利、德國柴油轎車占當(dāng)年轎車市場的比例分別為72%、66%、43%。美國柴油汽車比重盡管不高，但在過去的5年中銷量增長56%。根據(jù)國外有關(guān)機構(gòu)預(yù)測，2001年至2014年的15年間，全球汽車市場總規(guī)模將增長39%，其中汽油車增長23%，柴油車增長97%。

柴油車因其顯著的節(jié)油效果、能夠滿足不斷嚴格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，而得到了許多國家（主要包括歐盟、美國、韓國、印度等）的高度重視，并采取措施鼓勵發(fā)展柴油車。首先是明確柴油技術(shù)在汽車節(jié)能技術(shù)中的戰(zhàn)略定位，歐盟一貫鼓勵發(fā)展先進柴油技術(shù)和先進汽油技術(shù)，以提高傳統(tǒng)燃料汽車的效率。其次是實施燃油稅政策，有些國家采取差別稅率，以使柴油價格低于汽油（歐盟國家較為普遍。第三是對柴油車實行車輛稅優(yōu)惠甚至購置補貼政策。

2.2我國石油資源相對緊缺，柴油機的節(jié)油效果顯著

目前，我國柴油車在汽車保有量中的比重為23.7%，在轎車保有量的比重僅為0.2%；2005年一季度柴油車占新注冊乘用車的比重為1.3%，遠低于歐盟50%的水平。

我們預(yù)計，2010年、2020年我國的汽車保有量將分別達到6000萬輛、1.5億輛。如果2020年柴油車在乘用車保有量的比重假設(shè)為10%、20%和30%三種情景，相應(yīng)的在汽車總保有量中的比重為21.6%、30.7%和39.7%。那么，三種情景在2020年當(dāng)年可節(jié)約原油分別為936萬噸、1887萬噸和2837萬噸；可減少汽車用油3.3%、6.7%和10.1%；可減少石油進口3.7%、7.5%和11.3%。尤其是如果應(yīng)用高方案，減少汽車用油、降低石油的對外依存度均在10%以上，節(jié)油效果十分顯著。

3.重型汽車燃油的合理化選用

重型汽車選用柴油作為燃料熱效率高，功率大，燃料單耗低，比較經(jīng)濟。選用合適的柴油，才能充分發(fā)揮柴油發(fā)動機的優(yōu)點，滿足重型汽車的使用要求。

(1)柴油有輕、重兩種。重柴油中適合于1000轉(zhuǎn)/分以下工作的柴油機，1000轉(zhuǎn)/分以上的柴油機應(yīng)選用輕柴油。如WD615系列發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/分，一定要選用輕柴油。

(2)選用柴油的牌號，最好是結(jié)合本地的氣候條件。如0、-10、-20、-35四個牌號分別代表了柴油的凝固點為0℃、-10℃、-20℃、-35℃。如果氣候寒冷，應(yīng)選擇凝固點低的；如氣溫較高，選擇凝固點高的。盡量地選擇合適，這樣既可以避免柴油析臘，又可以降低成本，保證車輛的正常運行。

(3)一般應(yīng)選凝固點比當(dāng)?shù)刈畹蜏囟鹊?-5℃的柴油為好。

總之，根據(jù)燃料的使用性能，結(jié)合重型汽車的使用特點，合理化選擇合適牌號的柴油，保證重型汽車動力性的同時，能充分發(fā)揮重型汽車的穩(wěn)定性和可靠性。

參考文獻:

[1] 王明倩,鄒紅霞,田秋艷.燃油消耗統(tǒng)計考核[J].汽車節(jié)能.2007,6:39-40.

[2] 王濤,楊季文.汽車燃油節(jié)約措施深析[J].汽車電器.2007,12：57—58.

[3] 郭新峰.LPG—柴油雙燃料發(fā)動機動力特性的研究[J].內(nèi)燃機.2004,2：4—5.

作者簡介：

胡明，男，1979年12月出生 漢族 內(nèi)蒙古巴彥淖爾市人 講師車輛工程專業(yè) 現(xiàn)任包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系黨總支書記。