石油的基本知识Word下载.docx
《石油的基本知识Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石油的基本知识Word下载.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
CH4甲烷，CH3-甲基；
C2H6乙烷，C2H5－乙基
（2）选择最长的碳链为主链，用主链的碳原子数来命名，称其为“某”烷。
（3）将主链中离烷基最近一端作为起点，把碳原子依次编号，以确定烷基的位置。
（4）用阿拉伯数字表示烷基的位置，中文数字表示烷基的数目，并写在“某”烷的前面。
例如：
3种不同结构的异辛烷的命名是：
以上列举的3种异辛烷和正辛烷的结构互不相同，但分子式却相同（C8H18），在有机化学中叫做同分异构体。
同分异构体由于结构不同，其性质也稍有不同。
在常温下，烷烃中碳原子数从1-4（即从甲烷到寸’烷）是气体，碳原子数从5-16是液体，碳原子数16以上的是固体。
固态烷烃在燃油中呈溶液状态存在。
烷烃分子中碳原子的化合价都得到满足，称为饱和烃。
在低温时化学性质比较稳定，烷烃的碳链愈长，结构愈不稳定，易生成过氧化物及醇、醛等氧化物，发火性能好，是压燃式发动机燃料的良好成分。
烷烃中的异构体较正构烷烃结构紧密，不易被氧化生成过氧化物，发火性能差，不易发生爆燃，是点燃式发动机燃料的良好成分。
二、环烷烃
环烷烃的分子结构式中的碳原子呈环状排列，并以一价互相结合，其余碳价都与氢原子相结合。
由于所有的碳价都被饱和，因而它是一种环状饱和烃，分子通式是CnH2n在燃油中，大都是单环的五碳环及六碳环的环烷烃。
如：
第二章汽油
汽油是汽油机的主要燃料。
汽油是从石油提炼而得到的密度小、易于挥发的液体燃料，自燃点为415—530℃。
按照提炼方法，汽油可分为直馏汽油和裂化汽油。
将石油加热，在35～200℃的温度范围内，蒸发出来的轻馏分蒸汽冷凝后即成为直馏汽油。
汽油的裂化法有热烈化和催化裂化。
利用催化裂化法可以从石油中获得更多的优质汽油。
在汽汕机工作时，汽油应能在很短的时间内形成良好的可燃混合气，保证汽油机能在各种工作条件下，可靠起动、平稳运转、正常燃烧，充分发挥汽油机的使用性能。
因此，了解汽油的性能、评价指标等对正确合理地选用汽油是十分必要的。
第一节汽油的使用性能
汽油的使用性能虽多，但与轻柴油相比，特殊的方面表现在它的蒸发性和抗爆性。
一、蒸发性
汽油由液态转化为气态的性质，叫做汽油的蒸发性。
汽油机工作过程中，要求燃料供给系必须在o．02-o．04s时间内形成均匀的可燃混合气。
汽油机在进气行程中，由于活塞的下移运动，在进气歧管中产生较大的真空度，使化油器式发动机的化油器喉管处产生压差，使汽油从主喷管中喷出。
喷出的汽油被高速流动的空气击散，即雾化。
燃油喷射式发动机，燃油被喷射到进气歧管中的进气门处，雾化的汽油受真空和热而蒸发气化，并在气门开启时随着空气而进入汽缸并与其混合，在汽缸里形成良好的混合气。
若汽油的蒸发性不好，将有部分汽油以液态进入汽缸，使可燃混合气品质变坏，汽油机功率下降，耗油增加，有害气体排放量增大，磨损加剧。
汽油应具有适当的蒸发性，以保证汽油机在低温条件下容易起动，预热时间短，加速灵敏，运行稳定。
但其蒸发性过高会使燃油系统在夏季产生气阻；
，使汽油在保管和使用中的蒸发损失增大，并且还会使电子控制汽油喷射发动机的蒸发控制系统中活性炭罐过载，且由于油路中气泡增多，影响喷油器流量的稳定，直接影响发动机的闭环控制，进而影响发动机排放污染物的治理。
因此，综合考虑以上因素，要求汽油具有适当的蒸发性。
评定汽油蒸发性的指标是馏程和饱和蒸气压。
二、抗爆性
汽油抗爆性是表示汽油在汽油机燃烧室中燃烧时防止爆震燃烧的能力。
汽油机正常的燃烧过程是火花塞跳火，产生高能量的电火花，使其电极间的可燃混合气
温度急剧升高并被点燃，形成火焰中心。
火焰前锋以20—30m／s的速度迅速向燃烧室远离火花塞的各点传播，使混合气绝大部分燃烧完毕，释放出热能。
正常燃烧的过程中，汽缸内的压力升高率每度曲轴转角不大于200kPa，温度上升也很均匀，汽油机工作柔和平稳，动力性能得到充分发挥。
爆震燃烧（简称爆燃）则是在正常火焰前锋到达之前，由于火焰前锋的压缩和热辐射作用，温度急剧地升高而自行燃烧着火，形成多个火焰中心，使火焰传播速度高达1000—2000m／s，燃气压力在燃烧室壁、活塞顶和汽缸壁产生强烈的噪声并伴随金属敲击声，引起发动机振动。
现代汽油机的压缩比都有不同程度的提高，增加压缩比可以提高汽油机的热效率。
但是压缩比越高，压缩终了汽缸内混合气的压力和温度越高，越易产生爆燃，对汽油的抗爆性要求就越高。
汽油的抗爆性取决于碳氢化合物的结构。
正构烷烃的抗爆性随着碳原子数目的增加而下降，而异构烷烃随支链的增加而提高。
芳香烃和主碳链长度不超过4—5个碳原子的异构烷烃的抗爆性最高，具有6个以上碳原子数的正构烷烃以及分子中有8个以上碳原子而只有一个支链的异构烷烃的抗爆性最低。
所以，汽油的抗爆性决定于各种烃类的含量，若含抗爆性高的烃类多，则其抗爆性必然高。
评定汽油抗爆性的指标是辛烷值和抗爆指数。
三、化学安定性和物理安定性
1．汽油的化学安定性
汽油的化学安定性是指汽油在储存、运输、加注和其他作业时，抵抗氧化生胶的能力。
安定性不好的汽油在使用过程中，受到空气中的氧、环境温度和光等的作用，会发生氧化而缩合生成胶质，使汽油颜色变黄并产生黏稠的沉淀物。
这些胶状物粘附在滤清器、汽油管道、化油器的量孔或喷油器的喷口处，不仅会破坏汽油的正常供给，甚至中断供油，还会使化油器量孔或喷油器喷口处的有效截面积变小，造成混合气变稀，调整困难，耗油率增大。
如果胶状物积聚在进气门头部下方，会影响气门正常开闭的运动和进气通道的截面积，并且气门处的高温还会使胶质进一步氧化而分解，生成积炭沉积在活塞顶、活塞环槽、燃烧室壁和火花塞上，使汽缸散热不良，发动机过热，引起爆燃，从而加剧磨损。
此外随着胶质的增多，会使汽汕的辛烷值下降，酸度增加。
因此，为了保证汽油机可靠工作，要求车用汽油具有良好的化学安定性。
评定汽油化学安定性的指标是实际胶质和诱导期。
2．汽油的物理安定性
汽油的物理安定性是指汽油在使用过程中（如加注、运输、储存），保持不被蒸发损失的性能。
车用汽油要求具有良好的物理安定性。
汽油的物理安定性主要取决于汽油中所含低沸点烃类的多少。
为了改善汽油机的起动性，希望汽油中含低沸点烃类多些，但这些烃类容易蒸发逸散，导致损耗增加，使汽油的物理安定性变差。
评定汽油物理安定性的指标是饱和蒸气压和馏程。
四、腐蚀性
汽油对储油容器和机件应无腐蚀。
汽油机的燃料供给系是由许多金属零件组成的，如果汽油中有元素硫、活性或非活性硫
第三章轻柴油
柴油分为轻柴油和重柴汕，汽车用柴油机属于高速柴油机，均使用轻柴油。
为方便起见，本书统称为柴油。
与汽油相比，柴油密度较大，易自燃，蒸发性差，不容易形成均匀的可燃混合气。
由于柴油机可燃混合气在燃烧室内形成，采取压燃着火方式，可燃混合气的形成与燃烧过程与汽油机不同，所以，对柴油使用性能的要求也不同。
显然，柴油的使用性能对于保证柴汕机正常工作具有重要意义。
在柴油使用性能中较为重要的性能是柴油的燃烧性和低温流动性。
第一节轻柴油的使用性能
一、低温流动性
柴油的低温流动性是指柴油在低温条件下具有一定的流动状态的性能。
柴油中的烃分子一般含16-23个碳原子，其中一部分为石蜡，通常在柴油中呈溶解状态存在。
当温度降低时，石蜡开始结晶析出，形成石蜡结晶网络，这种网络延展到全部柴汕中，使液体流动阻力增加．甚至失去流动性。
柴油的低温流动性不仅关系到柴汕机供给系在低温下能否正常供油，而且与柴油在低温下的储存、运输、倒装等作业能否正常进行都有着密切的关系。
特别在我国东北、西北、华北地区，由于冬季气候严寒，柴汕的流动性差，当柴油的供应和选用不当时，柴油机油泵往往不能可靠地将柴油供给汽缸，严重时将造成车辆无法行驶。
因此柴油应有较好的低温流动性。
评定柴油低温流动性的指标是凝点、浊点和冷滤点等。
我国只采用凝点和冷滤点。
柴油的凝点、浊点或冷滤点越低，其低温流动性越好。
二、雾化和蒸发性
柴油机为了保证动力性和经济性，可燃混合气燃烧过程必须在活塞位寸：
压缩行程上止点附近迅速完成。
要求喷油持续时间极为短促，只有15°
—30°
的曲轴转角，可燃混合气形成时间只有汽油机的1／20～1／30，在已定的燃烧室和喷油设备条件下，柴油的雾化和蒸发性决定了混合气形成的质量和速度。
因此，要求柴油有较强的雾化和蒸发性。
但是，柴汕雾化和蒸发性过强，会使储存和运输中蒸发损失过大，而a安全性差。
评定柴油雾化和蒸发性的主要指标是运动黏度、馏程、闪点和密度。
三、燃烧性
柴油的燃烧性是指其自燃能力。
燃烧性良好的柴油，其白燃点低，在着火延迟期内，燃
烧室的局部易于形成高密度的过氧化物，成为着火中心，故着火延迟期短，整个燃烧过程发热均匀，汽缸压力升高平缓，最高压力也较低。
评定柴油燃烧性的指标是十六烷值，十六烷值越高，柴油的自燃点越低。
柴油中若含有硫和硫化物、水分及酸性物质即对零件产生腐蚀作用，而且促进柴油机沉积物的生成。
所以要求柴油应具有无腐蚀性。
评定柴油的腐蚀性指标是硫含量、硫醇硫含量、酸度和铜片腐蚀试验等。
五、安定性
安定性是指柴油的储存安定性和热安定性。
柴油的储存安定性是指柴油在储存、运输过程中保持其外观颜色、组成和性能不变的能力。
安定性差的柴油最明显的表现是颜色变深和生成胶质。
使用颜色变深的柴油，易导致滤清器堵塞，喷油器喷孔被粘结堵死，活塞组零件表面上形成积炭和漆状沉积物，影响柴袖机的正常工作。
柴油的热安定性是指在高温及溶解氧的作用下，柴油发生变质的倾向。
夏季油箱中的温度很高，柴油进入供油系统受柴油机温度影响，温度会进一步提高。
另外在汽车行驶时，油箱中的柴油不断地振荡，加剧了柴油与空气的混合，使柴油溶解的氧气达饱和程度。
在这种条件下，柴油中的不安定组分就会在金属的催化作用下，急剧地氧化而生成氧化缩合物；
在喷油器的针阀上生成漆状沉积物，将会造成针阀粘滞，或形成积炭，使喷雾恶化，共至中断供油。
这些生成物在喷油嘴上、燃烧室壁、气门和活塞环处生成积炭，将使柴油机磨损加剧：
影响柴油安定性的主要因素是柴汕中所含的不安定组分，主要足二烯烃、烯烃等不饱和烃，柴油的馏分过重，环烷芳烃和胶质含量增加，安定性也差。
评定柴油安定性的指标是碘值、色度、氧化安定性、实际胶质和10％蒸余物残炭。
六、清洁性
柴油机燃料供给系中的精密偶件需要柴油润滑，若柴油中混入坚硬的杂质，就会堵塞油路并使柴油机机件产生磨料磨损。
同样，水分的存在能增加硫化物对金属零件的腐蚀作用。
评定柴油清洁性的指标是水分、灰分和机械杂质。
第二节轻柴油使用性能的评定指标
一、低温流动性的评定指标
1．凝点
柴油的凝点是指在一定的试验条件下，冷却到液面不流动时的最高温度。
我国柴油的牌号就是按凝点来划分的。
凝点的测定标准是GB／T510--1991《石汕产品凝点测定法》。
2，浊点
柴油中开始析出石蜡晶体使柴油失去透明时的最高温度称为柴油的浊点。
柴油达到浊
第四章汽车的代用燃料
汽油和柴油是汽车的基本能源，由于石油能源日趋紧张，开发汽车其他替代能源、完成汽车能源的顺利过渡，是汽车工业发展的一个重要课题。
第一节汽车燃料应具备的条件
汽车具有体积小、质量轻、机动性好和数量大等特点，作为汽车能源，应当具备如下条件：
（1）储量丰富或原料丰富。
这是最根本的—条，因为世界上汽车的数量已高达6亿多辆，每天都要烧掉大量的能源。
（2）能量密度高，亦即单位质量或单位体积的低热值高。
能量密度高是汽车有足够续驶里程的基本特征。
（3）污染小。
为了保持人类良好的生存环境，净化质量已经越来越成为最基本的条件之一。
（4）价格低廉。
这是能否推广的重要条件。
（5）良好的运输性。
运输性指燃料储运的方便性与安全性。
流动性主要影响供油是否方便。
第二节汽羊代用燃料．
经多年研究得出，有可能成为汽油机、柴油机代用燃料的有：
电能、乙醇、天然气、液化石油气、氢气、甲醇等。
一、电能
电能是二次能源，原则地讲，它可以来源于任何一种其他能源。
以电能为动力的汽车就是电动汽车。
电动汽车有蓄电池式、燃料电池式和混合动力电动汽车等多种形式。
1．蓄电池式
（1）优点
①电能来源方式多。
②直接污染及噪声很小。
③结构简单，维修方便。
（2）缺点
①蓄电池能量密度小，汽车的续驶里程短，动力性较差。
②蓄电池质量大，寿命短，价格高。
③蓄电池充电时间长。
④蓄电池制造和处理存在污染。
（3）现状与前景
电动汽车从总体看仍处于试验研究阶段，要完全解决技术上的难题并降低成本，还需要一定的时间，但有希望成为未来汽：
车燃料的主体。
2．氢燃料电池
氢燃料电池是以含氢较高的物质作为电池的原材料，经过化学反应制备出氢气，将氢气直接作为汽车的燃料。
①不产生有害气体。
②氢的热值高。
③氢的辛烷值高。
（2）缺点
①氢气生产成本高。
②气态氢能量密度小且储运不便，液态氢技术难度大，成本高。
③需要开发专用发动机。
氢燃料汽车仍处于研究试制阶段。
它有希望成为未来汽车的重要组成部分，但目前由于成本等因素，尚未成熟应用。
3．混合动力汽车
混合动力汽车就是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式。
混合动力汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。
经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速器一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。
混合动力总成以动力传输路线分类，可分为串联式、并联式和混联式等三种。
串联式动力总成由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，它们之间用串联的方式组成sHEv的动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。
小负荷时由电池驱动电动机，电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。
当车辆处启动、加速、爬坡工况时，发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能；
当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，当电池组缺电时则由发动机、发电机组向屯池组充电。
串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况的车辆，町以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。
使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。
但是它的缺点是能量几经转换，机械效率较低。
并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分ZQ独立地向汽车传动系提供转矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。
当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度．
第五章发动机油
发动机油是润滑系的工作液，它的主要作用是润滑、冷却、清净、密封和防蚀。
由于发动机油在发动机工作过程中温度变化大、压力高，机件的相对运动速度快等原因，使发动机油的工作条件非常苛刻，容易老化变质。
如果发动机零件摩擦表面得不到良好的润滑，就会产生异常磨损和或擦伤。
为保证发动机汕的作用，应对发动机油的使用性能提出严格的要求。
第一节发动机油的使用性能
发动机油的使用性能对于发动机润滑系的工作状况影响很大。
在发动机上，强制润滑的零部件其丁作条件比较苛刻，具有速度高，承受力（或力矩）大，高温、高压等特点，并且有些零件远离油底壳，泵送距离远，阻力人，特别是发动机净化装置的采用，使发动机油工作条件进——步恶化。
因此，发动机油的使用性能应满足如下要求。
一、润滑性
在各种条件下，发动机油降低摩擦、减缓磨损和防止金属烧结的能力，叫做发动机油的润滑性。
发动机油应具有良好的润滑性。
润滑油的黏度和化学性质对发动机零件在不同润滑状态的润滑作用有重要影响。
以图5—l所示的斯萃贝克（stdbeck）曲线可分析黏度对摩擦系数的影响。
在索莫范尔德准数中，唯一与润滑性能有关的因素就是润滑油的黏度。
在图5—l中从左至右有3种润滑状态，最右边的区域为液体润滑，油膜厚度^比运动副表面粗糙度大得多。
润滑油具有一定的黏度是形成液体润滑的基本条件之·
。
而黏度是液体流动时内摩撞．力的量度，在液体润滑区域，摩擦系数随润滑油黏度降低而减小。
当润滑油黏度低到一定程
度时，油膜厚度A降低到近似等于运动副的粗糙度6，该区域为混合润滑状态，这时润滑油的黏度和化学性质对摩擦系数都有影响。
当油膜厚度^小于运动副表面粗糙度6时，便成为边界润滑状态，如图5-1中左面的区域，此时起润滑作用的不再是润滑油的黏度，而完全取决于润滑油的化学性质，即润滑油的汕性和极压性。
油性是润滑油在摩擦金属表面上的吸附性。
润滑汕中极性分子定向排列吸附在金属表面上，形成吸附膜，这种吸附膜只能在中温、中速、中负荷或更低情况下才能保持边界润滑。
当高温、高压、高速时，吸附膜脱附，油性失效。
极压性是润滑油在摩擦表面的化学反应性质。
当润滑油中加入含硫、磷等化合物添加剂时，高温下这些化合物分解生成的活性元素与金属形成化学反应膜，该反应膜的熔点和剪切强度比较低，能降低摩擦和磨损。
发动机油黏度是评定润滑性的重要指标。
但是，对于边界润滑，主要是油性和极压性起作用，所以发动机油的润滑性还要通过相关的发动机试验来评定。
二、低温操作性
从发动机油方面保证发动机在低温条件下容易起动和可靠供油的性能，叫做发动机油低温操作性。
发动机油应具有良好的低温操作性。
发动机油黏度随气温降低而增加。
因此，使发动机低温起动时转动曲轴的阻力矩增加，曲轴转速下降（图5-2），从而造成发动机起动困难。
发动机油黏度增加后，流动困难，供油不足，造成磨损严重。
综上所述，发动机油的低温操作性包括有利于低温起动和降低起动磨损两方面。
评定发动机油低温操作性的指标主要是低温动力黏度、边界泵送温度和倾点等。
三、黏温性
温度对汕品黏度的影响很大。
温度升高，黏度降低；
温度降低，黏度增大。
发动机油这种由于温度升降而改变黏度的性质，叫做黏温性。
发动机油应具有良好的黏温性。
良好的粘温性是指油品的黏度随温度的变化而变化的程度小。
发动机油所接触到的各润滑部位的工作温度变化差别很大。
因此，要求发动机油在高温工作时，能保持—定的黏度，以形成足够厚度的油膜，确保润滑效果；
而在低温工作时，黏度又不至厂变得过大，以维持一定的流动性，使发动机低温时容易起动和减小零件的磨损。
在基础油中加入黏度指数改进剂可提高油品的黏温性。
用低黏度的基础油和黏度指数改进剂调配而成，具有良好黏温性，能同时满足低高温使用要求的发动机油，叫做多黏度级发动机油，俗称稠化机油。
评定发动机油黏温性的指标是黏度指数。
四、清净分散性
发动机油抑制积炭、漆膜和油泥生成或将这些沉积物清除的性能，叫做发动机油的清净
第六章 车辆齿轮油
车辆齿轮油用于汽车机械式变速器、驱动桥或转向器的齿轮、轴和轴承等零件的润滑，是一种润滑油。
车辆齿轮油与发动机油的作用基本相同，只是用于不同的总成，起润滑、冷却、防蚀和缓冲作用。
车辆传动机构中的双曲线齿轮具有传动比大、传动平稳、便于总布置，可提高小齿轮强度等优点，但齿面接触压力极高，啮合面间相对滑动速度大，油温高，一般可达120℃-130℃，最高可达180℃。
双曲线齿轮传动的工作条件最苛刻，对汽车齿轮油使用性能要求更高。
由于车辆齿轮油工作条件与发动机油有所不同，因而对车辆齿轮油性能的要求也有所区别。
第一节车辆齿轮油的使用性能
为了保证齿轮等零件的润滑，车辆齿轮油应具有适宜的运动黏度、良好的低温流动性、极压性、热氧化安定性、抗腐蚀性和防锈性能。
与其他润滑油相比，其特殊的方面主要是极压性，即承载能力。
一、润滑性和低温操作性
由于车辆齿轮油的工作条件比较苛刻，其工作温度范围较宽，齿轮之间传递的作用力较大，经常处于边界润滑状态，因此，要求车辆齿轮油应具有良好的润滑性和低温操作性。
运动黏度是车辆齿轮汕的润滑性和极压抗磨性的评价指标，为了获得良好的润滑性和极压抗磨性，车辆齿轮油应具有适当的黏度和良好的黏温性。
黏度过低，难以保证形成油膜，实现良好的液体润滑状态；
黏度过高，则流动性变差，运动表面摩擦产生的热量不容易被油迅速地带走，并且在低温条件下难以供油。
因此，齿轮油的黏度应该适当，并且随温度变化较小。
为了保证轴和轴承的润滑、齿轮容易起动，要求车辆齿轮油在低温条件下应保持必要的流动性，高温时黏度不能过低，既有良好的黏温性。
车辆齿轮油的低温操作性和黏温性的评价指标有倾点、成沟点、黏度指数和表观黏度达150Pa·
s时的温度等。
成沟点是指在规定的试验条件下，试油成沟的最高温度。
把容器内的试验油样在规定的温度下放置18h，然后用金属片把油切成一条沟，10s后观测油的流动情况。
若10s内试油流回井完全覆盖试油容器底部，则报告试样不成沟，反之则试样成沟。
车辆齿轮油的表观黏度是用规定的
升级会员 