替代汽油柴油的燃料（汽油及其它替代燃料的简介）

通过本章的论述，希望读者可以理解市场上汽油的分类及其它代替燃料的概念。

1. 汽油分为含铅汽油和无铅汽油两大类

无铅汽油的含义是指含铅量在0.013g/L以下的汽油 ，在提炼过程中没有添加作为抗爆震添加剂，一般会添加甲基叔丁基醚（MTBE）作为高辛烷值组分；

同理，有铅汽油是指在提炼过程中添加了四乙基铅作为抗爆震添加剂，其铅含量肯定会大于0.013g/L。

2. 汽油的主要指标

a) 压缩比：

汽车选择汽油标号的首要标准是发动机的压缩比，也是汽车发动机的核心指标。引擎的运行由吸气、压缩、燃烧、排气、吸气这样周而复始的运动所组成，压缩比即为活塞在行程的最远点和最近点时的汽缸体积之比。（最大容积和最小容积的比值）

降低油耗的有效经济方法就是提高发动机的压缩比，可通过改变活塞行程，增大混合油气的压缩比实现，使燃烧更充分。但是压缩比不是轻易可以改变的，需要汽油的另一个指标：汽油的抗爆性指标，亦称辛烷值，或称汽油标号。

一般情况，活塞在行程的上止点后10度左右，此时燃烧产生最大压力，推动活塞的力度最大（如荡秋千，到达最高点后的某一点秋千速度最快）。在1000转时，燃烧过程相当于曲轴转角的20度，也就是提前了10度点火，此时引擎最有力。而到了4000转，活塞运动得快了，燃烧过程就相当于曲轴转角的60度，就需要提前50度点火。随着转速的提高，点火越来越提前，最终会达到一个转速，还没点火油气就烧起来了，这就是爆震。

一般来说，在发动机的同等条件下，压缩比越高的车功率越大，效率越高，燃油经济性方面也会更好。但是压缩比过高会造成稳定性下降，发动机寿命缩短。压缩比也不可能无限制地提高，因为可燃混合汽在压缩过程中温度会急剧提高，如果在没有到活塞的上止点处温度就已经超过可燃混合汽的燃点，则可燃混合汽就会爆燃，这就是俗称的敲缸，可以听到明显的金属撞击声，严重的爆燃甚至会使发动机倒转，给发动机造成致命的伤害。汽油发动机在运转时，吸进来的是汽油与空气混合而成的混合气，在压缩过程中活塞上行，除了挤压混合气使其体积缩小之外，同时还会发生涡流和紊流现象。当密闭容器中的气体受到压缩时，压力随着温度增高而升高。若发动机的压缩比比较高，压缩时所产生的气缸压力与温度相应提高，混合气的汽油汽化将会更完全，加上高压缩比的作用，当火花塞跳出火花时，就能使混合气在瞬间完成燃烧，释放出能量，转化为发动机的动力输出。反之，燃烧的时间会延长，能量会耗费并增加发动机的温度，而消耗发动机的动力输出。所以，高压缩比的发动机就意味着具有较大的动力输出。

b) 辛烷值：标号：

汽油的标号决定了爆震点的早晚，及引擎的功率的大小。燃油的抗爆震性越高，发动机的压缩比也就高些，发动机的经济性和动力性都会得到相应的提高。

目前加油站销售汽油牌号一般分为92号、95号汽油。其标号代表了汽油中辛烷值的含量。

标准汽油是由异辛烷和正庚烷组成，辛烷值是汽油燃烧性指标，辛烷值越高，其抗爆性越好，汽油发动机发生爆震的可能性就越小。

燃油的抗爆震性还随发动机的型式、空燃比、冷却水温、进气温度、点火提前角、气门定时等而变化，所以确定燃油的抗爆震性是很困难的。

评定燃油的抗爆震性能，一般采用两种方法：马达法和研究法。评定会在一台专门设计的可变压缩比的单缸发动机上进行，具体测量过程，本文不做讨论。

由于马达法规定的条件比研究法苛刻，因此所测出的辛烷值比较低。同一种燃油用马达法测出的辛烷值为85时，相当于研究法辛烷值为92，现在加油站用的是研究法辛烷值。

3. 提高汽油辛烷值的方法

一般来说，提高汽油辛烷值的途径有三个：①选择良好的原料和改进加工工艺，如采用催化裂化、重整等二次加工工艺；②向产品中调入抗爆性优良的高辛烷值成分，如异辛烷、异丙苯、烷基苯等；③加入抗爆剂。

汽油标号的高低只是表示汽油辛烷值的大小，应根据发动机压缩比的不同来选择不同标号的汽油。

4. 选择正确标号的汽油

高压缩比的汽油发动机如果选用低标号汽油，会使汽缸温度升高，汽油燃烧不完全现象，导致机器出现强烈震动，从而造成输出功率的下降及机件受损。

低压缩比的发动机如果选用高标号汽油，会出现滞燃现象，同样会出现汽油燃烧不完全现象。

越高档的汽车对燃油质量的要求也会越高，如果汽油的标号不够，车辆的影响会很快表现出来，如加完油马上出现加速无力的现象。如果汽油杂质过多，对汽车的影响就要一段时间后才能反应出来，因为积碳或胶质增多达到一定程度才会影响汽车行驶性能。

国家对车用汽油有严格的标准。不仅要求汽油有一定的辛烷值，也对汽油各种化学成分的含量有严格的规定。如果汽油不能完全燃烧，会产生一种胶状物质，聚积在进气歧管及气门导管部位。在发动机处于正常工作温度时，无异常现象。当发动机熄火冷却一段时间后，这些胶质会把气门粘在气门导管内，这时起动发动机，就会发生顶气门现象。

所以，并不是选择标号越高的汽油越好，要根据车辆发动机实际定义选择合适的汽油标号。

a) 乙醇汽油：

车用乙醇燃料也称乙醇汽油，是指在不含MTBE含氧添加剂的专用汽油组分油中，按体积比加入一定比例（我国定为10%）的燃料乙醇，按国标GB18351-2017的质量要求，通过特定工艺混配而成的新一代清洁环保型车用燃料。

燃料乙醇中的主要杂质是正丙醇，它是一种可再生能源，车用乙醇汽油有以下特性：

（1）增氧性强，助燃效果好：乙醇汽油可使氧含量达到3.5%，助燃效果更好，燃烧充分，汽车有害尾气的排放总量会降低30%以上。

（2）溶解性好，可清洁油路：乙醇汽油中的燃料乙醇是一种性能优良的有机溶剂，它能有效地消除燃油箱及燃油管路系统中沉淀和凝结的杂质，起到油路疏通的作用。

（3）燃烧充分，可减少积炭：乙醇汽油燃烧充分，可有效地预防和消除火花塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器等部位的积炭，延长部件的使用寿命。

（4）亲水性强，使用不当会分层：乙醇是亲水性液体，易与水互溶，如果油箱中沉积有水分或在车用乙醇汽油中混入水分，会出现燃料乙醇与调和组分油分层现象，影响发动机正常工作。

b) 甲醇燃料

甲醇燃料是利用工业甲醇或燃料甲醇，加变性醇添加剂，与现有国标汽油按一定体积（重量比）经严格科学工艺调配制成的一种新型清洁燃料。

生产甲醇的原料主要是煤、天然气、煤层气、焦炉气等。甲醇的燃烧特性有两大特点：一是极佳的冷却作用，可以降低发动机温度；二是极高的抗爆能力，能够在高于优质汽油所容许的压力下燃烧而不会爆震。

甲醇的优点是燃烧彻底、挥发性低，所排放的碳氢化合物、氧化氮和一氧化碳等有害气体少。当然，甲醇的缺点也很明显：它的能量较低，行驶同一距离的燃料消耗量几乎比汽油多一倍，因而需要更大的油箱。

甲醇燃料适合高压缩比、高性能的发动机，可充分发挥其高辛烷值的作用，输出更大的功率。

c) 液化石油气(LPG)

LPG是石油和天然气在适当的压力下形成的混合物并以常温液态的方式存在的燃料。

LPG单位体积重量比汽油的要高，所以理论上LPG驱动的车辆要比汽油驱动的车辆产生的效率更高，LPG车辆可以获得更低的油耗同时提高运行里程。

但是，如果将一台汽油机改成LPG驱动型机器，却不能获得效率的提高。主要因为LPG比汽油的密度低，对氧的需求高。而进气时，更低密度的燃料将进入的空气取代， 导致进入缸体内的空气变少，这就导致单位体积的燃油效率降低，对比原汽油发动机所产生的动力，动力反问会降低。

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