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从石油中能得到上千种产品，我国现将石油
产品分为以下六大类：
（1）燃料
包括汽油、柴油、喷气燃料（航空煤油）等发动机燃料以及灯
用煤油、燃料油等。
燃料的数量约占石油产品的80％，其中发动机燃料占60%；柴
油和汽油的比例为：1。
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（2）润滑剂
包括润滑油和润滑脂，主要用于降低机械部件的摩擦和防
止磨损，以减少能耗、延长机械寿命。
产量不多，仅占石油产品总量的2％左右，但品种达数百
种之多。
（3）石油沥青
用于道路、建筑和防水等方面，产量约占石油产品总量的3％。
3
（4）石油蜡
是轻工、化工和食品工业的原料，产量约占总量的1％。
（5）石油焦
用于制造炼铝和炼钢用电极，其产量约为2％。
（6）溶剂和化工原料
占石油产品产量的10％，包括制取乙烯的原料－轻油、石
油芳烃和各种溶剂油。
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汽油机又称点燃式发动机，主要用于轻型汽车、摩托车、
小型飞机和快艇。
一、汽油机的工作原理一、汽油机的工作原理
§ § 汽汽 油油
1 1、汽油机的构造及工作原理、汽油机的构造及工作原理
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上止点和下止点：
压缩比：V1/V2，表征发动机性能的重要指标；
冲 程：从上止点到下止点的直线距离。 7
冲程1：进气过程
混合气温度：85～130℃
冲程2：压缩过程
混合气温度：300～450℃
混合气压力：～
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冲程3：点火燃烧（作功过程）
气体最高温度：2000～2500℃
气体最高压力：～
冲程4：排气过程
废气温度：700～800℃
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一、汽油机的工作原理
§ § 汽汽 油油
2、汽油机对燃料的使用要求
I. 所有工况下，具有足够挥发性以形成可燃混合气；
II. 燃烧平稳，不产生爆震燃烧现象；
III. 储存安定性好，生成胶质的倾向小；
IV. 对发动机没有腐蚀作用；
V. 排出的污染物少。
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二、汽油的蒸发性
反映蒸发性的主要指标是馏程和饱和蒸汽压。
（2）50％馏出温度
表示汽油的平均蒸发性能，对汽油机的加速性能有影
响，我国要求≯120℃。
1、馏程
（1）10％馏出温度
表示汽油中所含低沸点馏分的多少，决定汽油机的
启动难易程度，我国要求≯70℃。
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（3）90％馏出温度和干点
表示汽油中所含重馏分的多少，我国要求90％馏出温
度≯190℃，干点≯205℃ 。
2、饱和蒸汽压
雷德蒸汽压（RVP)：GB257，燃料 气：液＝4：1，
38 ℃。衡量汽油产生气阻、储存运输中的损耗指标。
车用汽油：
秋冬季：RVP ≯80～88kPa
春夏季：RVP ≯67～74kPa
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三、汽油的安定性
反映汽油在常温、液相条件下抵抗氧化的能力。
1、安定性与化学组成的关系
汽油中的不饱和烃是导致性质不安定的主要原因，易
发生氧化和叠合反应，生成胶质。
产生胶质的倾向：
链烯烃<环烯烃<二烯烃
含硫化合物，如硫酚和硫醇，促进胶质的生成；
含氮化合物，导致胶质的生成；汽油在空气中变红变深，
产生沉淀。 13
2、影响安定性的外界因素
（1）温度：每升高10℃，胶质生成速度快倍；
（2）金属的催化作用；
（3）与空气的接触面积。
3、评定安定性的指标
（1）碘值
100g汽油所消耗的碘的克数。
（2）实际胶质
150℃的热空气吹过100ml汽油表面蒸发至干所留
下的棕色或黄色残余物的mg数。
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（3）诱导期
一定量的油样放入标准钢筒中，充入氧气
，放入100℃的水中，至氧压明显下降所经历的时间，
以分钟表示。
4、改善汽油安定性的方法
•精制除去不饱和烃和非烃化合物；
•加入适量的抗氧化剂和金属钝化剂。
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四、汽油的抗爆性
衡量燃料是否易于发生爆震燃烧的性质。
1、爆震燃烧
（1）现象
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（2）危害
增大气缸的热损失，降低输出功率10％；
发动机过热，机件磨损；
燃料消耗增加，冒黑烟。
（3）原因
发动机的结构和工作条件；燃料质量。
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2、反映汽油抗爆性的指标－辛烷值
（1）辛烷值（Octane Number,ON）
是在标准的试验用可变压缩比单缸汽油发动机中，
将待测试样与标准燃料试样进行对比试验测得的。
标准燃料
正戊烷 ON=0
异辛烷（2，2，4－三甲基戊烷） ON＝100
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（2）测定方法
马达法（MON):900r/min，冷却水100℃，混合
气150℃；研究法（RON):600r/min，冷却水100℃，
混合气温度不计。
RON>MON
（3）道路辛烷值
用汽车实测或全功率试验台上模拟汽车在公路上
行驶的条件测定的，数值介于RON和MON之间。
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（4）抗爆指数ONI
ONI＝（MON+RON)/2
（5）品度
对航空汽油，还规定了用增压航空法测定在富混
合气条件下的抗爆性，称为品度。
品度是汽油在富混合气条件下，不发生爆震燃烧
所发生的最大功率与用异辛烷（品度为100）工作所发
出的最大功率之比。
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3、抗爆性与燃料组成的关系
分子量相近时，辛烷值的高低有如下规律：
芳香烃>异构烷烃和异构烯烃>正构烯烃和环烷烃
> 正构烷烃；
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烃类 RON MON
烷
烃
正戊烷 62 62
2－甲基丁烷 92 90
2，2－二甲基丙烷 85 80
正己烷 25 26
2－甲基戊烷 73 73
2，2－二甲基丁烷 92 93
正庚烷 0 0
2－甲基己烷 42 46
2，2－二甲基戊烷 93 96
2，2，3－三甲基丁烷 >100 >100
烷烃分子的碳链上分枝越多、排列越紧凑，抗爆性越好；
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烃类 RON MON
烯
烃
1－己烯 76 63
2－己烯 93 81
4－甲基－2－戊烯 99 84
1－辛烯 29 35
2－辛烯 56 56
3－辛烯 72 68
2，2，4－三甲基－1－戊烯 >100 86
烯烃比同碳数直链烷烃好，双键越接近中间，抗爆性越好；
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烃类 RON MON
环
烷
烃
环戊烷 - 85
甲基环戊烷 91 80
乙基环戊烷 67 61
正丙基环戊烷 31 28
异丙基环戊烷 81 76
环己烷 83 77
甲基环己烷 75 71
乙基环己烷 46 41
正丙基环己烷 18 14
环烷烃比同碳数的正构烷烃好得多，但比异构烷烃的差； 如环上
带侧链则抗爆性变差，链越长，辛烷值越低，侧链有分枝，改善；
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烃类 RON MON
芳
香
烃
苯 >100 >100
甲苯 >100 >100
二甲苯 >100 >100
乙苯 >100 98
正丙苯 >100 98
异丙苯 >100 99
1，3，5－三甲基苯 >100 >100
芳烃的抗爆性最好，带侧链稍差，其辛烷值随侧链的
加长而降低。
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4、改善汽油抗爆性的方法
调和高辛烷值的催化裂化汽油或催化重整汽油；
调和高辛烷值组分，如烷基化油、MTBE、TAME；
加入抗爆剂，如四乙基铅（TEL）。
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MTBE的性质
辛烷值高，RON=118，MON＝101；
无毒，稳定性好；
加入后不改变汽油的性质；
可以改善汽油的馏程；
可以减少NO、CO的排放。
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5、压缩比与爆震燃烧的关系
汽油机的压缩比越大，所需汽油辛烷值越高；
1920s，压缩比只有4～5，现已达8～10，相应的辛烷
值也从80提高到90甚至97。
车型 压缩比 RON 油耗，L/100km
标致504 90
北京213 90
桑塔纳 93
奥迪100 97
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五、汽油的腐蚀性
影响汽油腐蚀性的物质：
（1）硫及含硫化合物；
（2）有机酸主要是环烷酸；
（3）水溶性酸碱。
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六、汽油的品种与牌号
用途
航空汽油：按辛烷值/品度分为 100/130、95/130、
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车用汽油
车用汽油：按RON分为90、93、95
含铅汽油：按RON分为90、93、97
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无铅汽油标准（）
抗爆性:研究法辛烷值（RON） 不小于 90 93 95 GB/T5487
抗爆指数（RON+MON）/2 不小于 85 88 90 GB/T503，
GB/T5487
铅含量,g/l 不大于 GB/T8020
馏程:
10%蒸发温度,℃ 不高于 70
50%蒸发温度,℃ 不高于 120 GB/T6536
90%蒸发温度,℃ 不高于 90
终馏点,℃ 不高于 205
残留量,%（V/V） 不大于 2
蒸气压,kpa
从9月16日至3月15日 不大于 88 GB/T8017
从3月16日至9月15日 不大于 74
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实际胶质,mg/100ml 不大于 5 GB/T8019
诱导期,min 不小于 480 GB/T8018
硫含量,%（m/m） 不大于 GB/T3807
硫醇（满足下列要求之一）:
博士试验 通过
硫醇硫含量,%（m/m） 不大于 GB/T1792
铜片腐蚀（50℃,3h）,级 不大于 1 GB/T5096
水溶性酸或碱 无 GB/T259
机械杂质及水分 无 目测
苯含量,%（V/V） 不大于
芳烃含量,%（V/V） 不大于 40 GB/T11132
烯烃含量,%（V/V） 不大于 35 GB/T11132 33
七、醇类汽油机燃料
在各种可以替代汽油的各种物质中，甲醇和乙醇是
最有希望的燃料，它们可从天然气、煤或植物中转化而
来。 1、优点
（1）辛烷值高，甲醇114/95，乙醇111/94;
（2）不易积碳、冒黑烟，发动机清洁；
（3）污染物排放少，对保护环境有利。
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2、缺点
（1）热值比汽油小很多，掺入量≯ 15％；
（2）沸点低，易挥发，易产生气阻；
（3）醇类对金属有一定的腐蚀性；
（4）有毒性。
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八、新配方汽油
汽油组成的变化趋势：
1930s～1970s：轻馏分（芳香烃、异构烷烃和烯烃）
＋四乙基铅＋丁烷
1980s～：环境保护日益受到重视，四乙基铅有剧
毒，苯和其它芳烃有毒，丁烷等轻组分经阳光照射与氧
化氮氧化反应生成臭氧，烯烃有害。
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1990年美国提出空气净化法修正案：
严格限制汽车对SOX、NOX、CO、挥发性有机物
（VOC)、微粒等污染物的排放；
要求汽油显著降低芳烃、硫含量及蒸汽压；
要求限制汽油中的烯烃含量而抗爆指数仍保持在87以上。
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新配方汽油：
汽油的蒸汽压夏季不超过；
苯含量不大于1％（体积）；
氧含量不小于2％。
主要措施：加入一定量的醚类化合物
甲基叔丁基醚（简称MTBE）和叔戊基甲基醚（简
称TAME）
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优点：
辛烷值高，RON分别为118和115；
与烃类完全互溶，化学稳定性良好；
蒸汽压不高，有利于降低污染物的排放；
争议：
MTBE可能危害人体健康。
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第二节 柴油
柴油是柴油机（又称压燃式发动机）的燃料，根据
柴油机转速的不同，使用不同类型的柴油：
转速>1000rpm: 轻柴油
转速500～1000rpm：重柴油
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一、柴油机的工作原理
柴油机又称压燃式发动机，主要用于农用机械、重
型车辆、铁路机车、船舶、工程和矿山机械。
1、柴油机的工作原理
工作循环和汽油机基本一样，也有进气、压缩、膨
胀和排气四个过程。
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主要差别：
（1）压缩比不同
柴油机约为16～20，压缩后气体的温度、压力比较高。
500～700℃，压力3～5MPa
（汽油机：300～450℃，压力～）
（2）点燃方式不同
柴油是自燃发火（自燃点200～250℃）
汽油是电火花点火
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（3）热效率不同
柴油机的热效率高于汽油机，功率相同时可节省燃
料20～30％。
2、柴油机对燃料的使用要求
•具有良好的雾化、蒸发和燃烧性能；
•良好的燃料供给性能；
•对发动机没有腐蚀和磨损作用；
•良好的储存和热安定性。
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二、柴油的燃烧性
柴油的燃烧性好是指喷入燃烧室内与高温空气形成可
燃混合气后，能在较短的时间内发火自燃并完全燃烧。
1、柴油机内燃料的燃烧过程
分为四个阶段：滞燃期、急燃期、缓燃期、后燃期。
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滞燃期（发火延迟期）：A-B,从喷油开始到混合气开始着
火燃烧之间的时间，1～3ms。
物理延迟：喷油、雾化、受热、蒸发、扩散成可燃气；
化学延迟：燃料受热开始氧化链反应，生成过氧化物，
达一定浓度便自燃。
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急燃期：B-C，开始燃烧，速度极快，到压力不再急剧
增加的阶段；
缓燃期: C-D，主要阶段，50～60%燃料在这段燃烧，
压力不再急剧升高，到压力开始下降。
后燃期：D-E，压力迅速下降到燃烧结束。
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汽油自燃点不能太低，不能易燃；
柴油自燃点不能太高，要易燃。
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2、柴油发火性能的评定指标―十六烷值
柴油的十六烷值（Cetane Number,CN)也是在标准的试
验用柴油机中测定的。
标准燃料
－甲基萘 CN=0
正十六烷 CN＝100
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•十六烷值低，则燃料发火困难，滞燃期长，发动机工作
状态粗暴；
•十六烷值高，发火性能好，滞燃期短，燃烧均匀，发动
机工作平稳；
•十六烷值过高，局部燃烧不完全，冒黑烟。
高速柴油机：40～60
中速柴油机：30～35
低速柴油机：<25
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3、十六烷值与化学组成的关系
各种烃类的十六烷值显著不同，大体规律如下：
正构烷烃十六烷值最高，分子量大CN高；
异构烷烃的CN低于正构烷烃；
正构稀烃CN较高；
环烷烃CN低；
芳烃CN最低。
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三、柴油的蒸发性
1、蒸发性对柴油机工作的影响
柴油机内可燃性混合气的形成速度主要由柴油的蒸发速
度决定；
蒸发速度由燃烧室内空气的温度和馏分轻重决定；
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柴油馏分越轻，蒸发速度越快；
柴油馏分过重，蒸发慢，燃烧不完全，功率下降，
油耗增加；
馏分过轻，蒸发太快导致气缸内压力急剧上升，
发动机工作不稳定。
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2、评定指标
（2）90％及95％馏出温度
表示柴油所含重馏分的多少，我国要求前者≯355℃，
后者≯365℃ 。
1、馏程
（1）50％馏出温度
表示柴油中所含轻馏分的多少，决定柴油机的启动
难易程度，我国要求≯300℃。
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THANKS
