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无铅汽油相关知识ABC

一、了解几个基本概念

1、压缩比:

汽车选择汽油标号的首要标准就是发动机的压缩比,也是当代汽车的核心节能指标。引擎的运行是由汽缸的“吸气——压缩——燃烧——排气——吸气”这样周而复始的运动所组成,活塞在行程的最远点和最近点时的汽缸体积之比就是压缩比。降低油耗的成本最低效果最好的方法就是提高发动机的压缩比。提高压缩比只是改变活塞行程,混合油气压缩得越厉害,它燃烧的反作用也越大,燃烧越充分。 

2、爆震与抗爆性: 

在发动机中,汽油应在燃烧冲程燃烧。但有的汽油在压缩过程就燃烧爆炸,不仅影响气缸的正常运行,而且由于强烈地震动,影响发动机的寿命。这种汽油在气缸中的不正常的燃烧现象,称为汽油的爆震性。燃油的抗爆震性越高,发动机的压缩比也可能高些,发动机的经济性和动力性都会得到提高。 

汽油的标号决定了爆震点的早晚,其实也就是决定了引擎的功率大小。燃油的抗爆震性能随它的组成而异,同时还随发动机的型式、空燃比、冷却水温、进气温度、点火提前角、气门定时等而变化。 

3、辛烷值——标号: 

汽油的爆震性与汽油的成分有密切的关系,以芳烃的抗震性最好(即爆震性最小),环烷烃和异构烷烃次之,烯烃再次之,烷烃中正构(直链)烷烃的抗震性小。汽油的抗震性能用辛烷值(标号)来表示。 

评定燃油的抗爆震性能,首先用被测定燃油工作,逐渐改变压缩比,直到爆震仪上指出标准爆震强度为止。然后,保持压缩比等条件不变,换用标准燃油工作。标准燃油是由抗爆性很高的异辛烷C8H18(定其辛烷值为100)和易爆燃的正庚烷(定其辛烷值为0)的混合液。逐渐改变异辛烷和正庚烷的比例,直到标准燃油所产生的爆燃强度与上述被测燃油相同时为止。这时标准燃油中所含异辛烷的体积百分数就是被测燃油的辛烷值。辛烷值高,燃油的抗爆震性就好,反之抗暴性就差。 例如:某燃油辛烷值为80,这就是说该燃油与含异辛烷80%和正庚烷20%的混合液的抗爆性相同。这就是对燃油抗爆性的评价标准。

一般来说,工厂提高汽油辛烷值的途径有三个:一是选择良好的原料和改进加工工艺,例如采用催化裂化、重整等二次加工工艺。二是向产品中调入抗爆性优良的高辛烷值成分,例如异辛烷、异丙苯、烷基苯等。三是加入抗爆剂。 

二、汽油中为什么要加铅? 

1921年人们发现了一种添加剂,四乙基铅[Pb(C2H5)4]。我们所说的含铅汽油就是在车用汽油中加入一定量的四乙基铅。四乙基铅是无色油状液体,略具苹果香味,沸点低,极易挥发。在车用汽油中加入一定量的四乙基铅,对提高车用汽油的辛烷值,改善车用汽油的抗爆性,起到一定作用。

一般来说,只要在汽油中加0.2%~0.5%(质量分数)的四乙基铅就可以显著地提高汽油的抗震性。但是,在汽油中使用四乙基铅存在着许多的问题。一方面是四乙基铅有毒,只需少量就可以使人体中毒。因此,人们常把加入四乙基铅的汽油染成红色或蓝色以起到警示作用。另一方面是四乙基铅在气缸中燃烧后,其中的铅会变成氧化铅沉积下来,增加积炭量,引起气缸过热,增大发动机零件的磨损。为了克服这个缺点,通常在四乙基铅中加入一种导出剂,使铅成为挥发性物质从气缸中排出。可是,含铅化合物的排放,造成了一定程度的环境污染。我国于2000年7月1日起全面停止使用含铅汽油,全国强制实现了车用汽油的无铅化。使用无铅汽油能够减少汽车尾气排放的铅化合物,使大气中铅的浓度明显下降,对保障和促进人群健康,特别是儿童健康有积极作用。 

三、无铅汽油与无铅抗爆剂 

目前,取代四乙基铅的物质主要有:芳香烃类、甲基叔丁基醚[MTBE,CH3O(CH3)3]、三乙基丁醚、三戊基甲醚、羰基锰(MMT)、醇类等,其中以MTBE用量最大。 

被誉为汽车“绿色食品”的无铅汽油,一般是加入了甲基叔丁基醚作为高辛烷值组分。MTBE在汽油中浓度高达15%,因此有学者认它是汽油的一种基本组分。这种组分沸点较低,可以改善汽油的蒸发性能,可提高汽油燃烧效率、增加辛烷值、减少尾气中一些有害物质的排放,对汽车的启动加速以及减少发动机活塞磨损和耗油量。无论是国内还是国外,MTBE的使用量都相当大。据报道,美国年产量近2000万吨,我国年产量也达30多万吨。MTBE的燃烧产物为二氧化碳和水,与其他成分相比安全性较高。

MMT同样具有抗爆性,并能增加汽油辛烷值,减少尾气中氮氧化物的排放,而且使用剂量较低,锰的含量最高只有0.018g/L 

四、无铅汽油不等于无害汽油 

1.无铅汽油仍然含有少量的铅 

无铅汽油是指含铅量在0.013g/L以下的汽油,并非铅含量为零的汽油,因此,汽车尾气中仍然含铅。 

2.除了铅之外,原来尾气中的各种污染物仍然存在 

尾气的颗粒物中含有大量的苯并芘等多环芳香烃物质,它们是强烈的致癌物质,能随着呼吸进入人体,可以引起皮肤癌、胃癌和肺癌等。尾气中的一氧化碳可以影响人的神经系统和心血管系统,长期接触会导致神经衰弱征候群,并能影响后代的发育和生长。尾气中的二氧化氮可以造成儿童小气道功能下降,动物实验发现其具有促癌作用,它还是形成酸雨的污染物之一。此外,汽车尾气在强烈的日光作用下可以生成光化学烟雾。 

3.用于替代四乙基铅的其他添加剂还会带来新的潜在的健康危害 

(1)有关MTBE的毒性作用,动物实验有如下发现:它对结膜、巩膜等眼部组织有较强的致炎作用;它可导致鼻和支气管慢性炎症,并可能损伤肝、肾、肾上腺等脏器;它还具有遗传毒性等。有关MTBE对人类健康危害的研究目前还很有限,而且结果也不一致。美国使用了含有MTBE的汽油后,陆续出现了一些中毒报告,患者主要表现为呼吸道和眼睛症状、胃肠道症状以及中枢神经系统症状。美国北卡罗来纳州职业和环境流行病学部认为,MTBE对公众健康可能带来新的潜在的健康危害,该州于1995年10月暂停使用MTBE。

(2)根据美国环保局的调查显示,含MMT的汽油燃烧时,30%的锰从汽车排气管直接排入大气,其中99.9%的锰转化为氧化锰排出并吸附在细小的颗粒物上,可被吸入人体。锰具有神经毒性,长期低浓度接触可使人的运动协调能力、视感知和运动速度发生改变。目前,欧盟和日本已经禁用MMT。在美国也有MMT可能对汽车发动机排放控制系统产生危害的看法。

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