辛烷值对现代汽油机性能的影响

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1、成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集辛烷值对现代汽油机性能的影响沈义涛，帅石金，王建昕（清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084）摘要:本文在一台满足欧IV排放法规的汽油机上，通过台架试验，对三种不同辛烷值汽油的动力性、燃油经济性、燃烧特性和排放特性进行了研究。试验结果表明：提高汽油的辛烷值，对提高中低转速大负荷时的动力性和经济性有一定作用，而对高转速时的动力性没有影响，经济性则存在不利影响；辛烷值低，着火落后期稍短；低辛烷值汽油的THC、CO和NOX排放整体低于高辛烷值汽油，降幅在14%以内。关键词:汽油机；辛烷值；性能；试验引言的

2、因素。因此，很有必要研究辛烷值对现代汽油机的影响，为合理制定我国未来汽油标准的辛烷值要随着汽车排放法规的加严，世界各国对汽油品求提供依据。质的要求越来越高，辛烷值作为一个重要的汽油油品指标受到了越来越多的关注。目前社会上许多人1试验方法和测试装置认为，提高了汽油辛烷值之后，就可以相应提高汽油机的压缩比，从而提高汽油机的热效率，改善其试验在一台满足欧IV排放标准的汽油机上进经济性。但随着发动机技术的不断发展，尤其是现行，发动机的主要技术参数见表1。代汽油机中爆震反馈系统的使用，使得汽油机对辛表1发动机的主要技术参数烷值的敏感程度有所降低，因而重新认识辛烷值对型号直列，四冲程，水冷，自然吸

3、气汽油机性能的影响很有必要。缸数4根据试验方法的不同，辛烷值分为研究法辛烷缸径×行程82.5mm×92.8mm值（RON）和马达法辛烷值（MON）。世界各国由排量1.984L于炼制工艺的不同，其汽油组分不一样，汽油辛烷压缩比10.3:1值也不尽相同。例如欧洲以催化重整为主，汽油中试验中用到的三种标号的汽油，90号、93号和芳烃含量高，因此其辛烷值较高，而美国和日本则97号，经测试其主要指标见表2。以催化重整与催化裂化为主，辛烷值较低。我国以催化裂化为主，最低辛烷值要求为RON=90，与美国表2试验用油的主要指标和日本相近。我国应制定什么样的辛烷值要求，是名称90号93号97号一个值得研

4、究的问题。国外针对辛烷值问题开展了研究法辛烷值9093.997[1-5]一些研究工作。日本清洁空气项目（JCAP）结果氧含量%(wt)00.241.8表明，提高汽油辛烷值，并同时提高发动机的压缩3密度(20ºC)(g/cm)0.7220.7220.746比，可以改善燃油经济性，例如将辛烷值从90提高初馏点(ºC)414136[1]到95，可以改善油耗3%～4%左右。日本JOMO（矫10%蒸发温度(ºC)616158马）研究表明，辛烷值高于95后对动力性和排放都[2]50%蒸发温度(ºC)959596没有影响。Cosmo（科斯莫）在一台分层汽油缸内90%蒸发温度(ºC)163163150

5、直喷（GDI）发动机上研究结果表明，将辛烷值从90[3]降到74，可以提高指示热效率3%。还有研究者发由于发动机装有爆震传感器，因此对不同油品现燃用辛烷值过高的汽油，不但对发动机没有带来进行试验时，由发动机ECU自行控制点火提前角。益处，反而使得发动机在部分负荷时的燃油消耗率增加[6]。另外，从炼油工业角度来说，辛烷值越高，试验中通过Kistler6125B型火花塞式缸压传感器测量示功图，并据此计算燃烧放热率。通过AVL公司原油产能率越低，成本越高，这也是需要给予考虑的CEB-Ⅱ排放分析仪测量CO、THC和NOX排放，试作者简介：沈义涛(1982－)，男，博士研究生，籍贯：湖北省潜江市

6、，研究方向：燃料品质与排放控制。资助项目：北京市重大项目“满足欧Ⅳ排放标准的清洁燃油组成与排放关系的研究”E-mail:shenyt03@mails.tsinghua.edu.cn验中所测排放均为发动机出口排放。152性能试验结果及分析12CA)o2.1动力性990#三种不同辛烷值汽油在外特性中的动力性表现93#697#如图1所示。从图可以发现，在4000r/min转速以下，97号汽油的动力性要明显好于其它两种标号汽油，3SparkAdvance(其转矩最大升高了4.6%，93号汽油在部分工况点也0好于90号汽油，转矩升高1%～2%。在高于4000r/min10002000300040

7、0050006000后，三种标号汽油的动力性无差别，这说明在该机n(r/m)上燃用高标号汽油对提高动力性有一定作用。由于97号汽油的抗爆性好，因此燃烧97号汽油的点火提图2外特性点火角前角明显早于其它两种标号汽油，最大时能相差5ºCA，如图2所示，从而使得该标号汽油的燃烧更加2.2燃油经济性靠近上止点，提高燃烧过程的等容度和热效率，在在外特性工况下，三种不同辛烷值汽油的燃油每循环输入缸内能量接近的情况下，热效率越高则消耗率对比情况如图3所示。中