汽車油品對(duì)汽車排放及OBD系統(tǒng)影響的試驗(yàn)分析

史永偉　張雷

摘要：隨著汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷加嚴(yán)以及先進(jìn)排放控制技術(shù)的應(yīng)用，燃油品質(zhì)對(duì)車輛排放的影響越發(fā)重要。本文的主要工作就是試驗(yàn)研究不同汽油品質(zhì)對(duì)車輛尾氣排放及OBD系統(tǒng)的影響。

關(guān)鍵詞：汽車油品；OBD系統(tǒng)；試驗(yàn)

1. 汽油品質(zhì)對(duì)車輛排放的影響-研究成果分析

1.1辛烷值

辛烷值是衡量汽油抗爆震能力的指標(biāo)。汽油抗暴性的評(píng)價(jià)基于兩種抗爆能力截然不同的標(biāo)準(zhǔn)燃料：辛烷值為100、抗爆性能較佳的異辛烷C8H18，和抗爆性較弱、辛烷值為0的庚烷C7H16。根據(jù)試驗(yàn)規(guī)范的不同，所得的辛烷值分別稱為馬達(dá)法辛烷值（MON）或研究法辛烷值（RON）。RON與低速下輕微爆震工況有很好的關(guān)聯(lián)性，RON值通常高于MON值，此兩者之差就是汽油的敏感性，一般不超過10。汽車是按照某一辛烷值進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整的。當(dāng)用戶使用的汽油辛烷值低于要求時(shí)，爆震就可能發(fā)生，并導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞。如果發(fā)動(dòng)機(jī)裝有爆震傳感器，可以依靠推遲點(diǎn)火時(shí)刻使用較低辛烷值的汽油，但會(huì)使燃油消耗量、驅(qū)動(dòng)性和功率受損，并在用低辛烷值時(shí)，仍會(huì)發(fā)生敲缸。使用高于推薦辛烷值的汽油，無(wú)助于改善汽車性能。

1.2揮發(fā)性

揮發(fā)性是用來表示汽油汽化傾向的指標(biāo)，與汽油的餾分組成、蒸氣壓、表面張力以及汽化潛熱等有關(guān)。汽油合理的揮發(fā)性對(duì)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論是在性能還是排放方面都是至關(guān)重要的。汽油的蒸氣壓高，揮發(fā)性強(qiáng)，汽油機(jī)容易啟動(dòng)，但產(chǎn)生氣阻傾向和揮發(fā)損失也大。汽油的蒸氣壓應(yīng)按季節(jié)加以控制，使不同溫度下有不同的揮發(fā)性要求。在高溫下，必須嚴(yán)格控制蒸氣壓；而在低溫時(shí)，為了保證啟動(dòng)順利和暖機(jī)性能良好，需要有較高的蒸氣壓?？刂普魵鈮褐饕菫榱藴p少VOC的排放量。JCAP研究表明，隨著蒸氣壓的降低，蒸發(fā)排放隨之減少。汽油蒸氣壓帶來的影響可以通過適用于不帶碳罐車輛的模型（COPERT模型）以及適用于帶碳罐車輛的模型（COPERT模型或美國(guó)EPA復(fù)雜模型）進(jìn)行估算。由于復(fù)雜模型建立在更為廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)之上，其在評(píng)估燃料影響和絕對(duì)排放方面被認(rèn)為是更為可靠的。

1.3芳烴含量

芳烴是至少有一個(gè)苯環(huán)的燃油分子。一般講，芳烴是汽油中高辛烷值組分，是高能密度的燃油分子。但芳烴含量增大時(shí)能使發(fā)動(dòng)機(jī)中的沉積物增加，因?yàn)橹胤紵N和其它高分子量的化合物與發(fā)動(dòng)機(jī)沉積物的形成，特別是燃燒室沉積物的形成有關(guān)，沉積物增加了排氣排放量，包括HC和NOx，同時(shí)也會(huì)使C02排放增加。芳烴燃燒會(huì)使排氣中形成致癌的苯，并增加燃燒室沉積物，使排氣排放物增加。

減少汽油中芳烴含量能明顯減少汽車排氣中有毒苯的排放量。美國(guó)AQIRP和歐洲的EPEFE的研究已證明這一點(diǎn)。2. 汽油品質(zhì)對(duì)OBD系統(tǒng)的影響

2.1硫?qū)Υ呋鞅O(jiān)測(cè)的影響

硫?qū)ζ嚺欧诺挠绊懡Y(jié)果很大程度上取決于催化劑的配方以及運(yùn)行環(huán)境。然而有一點(diǎn)可以肯定的是，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷加嚴(yán)，燃料中的硫含量對(duì)汽車排放的影響程度將被放大。對(duì)于Tier0和Tierl車輛，AQIRP的研究表明硫含量從50ppm增加到450ppm時(shí)，HC，CO，NOx排放分別增加了18%，19%，和8%。對(duì)于TUⅣ，研究表明會(huì)有更大程度的增加。對(duì)于這些低排放車輛，催化器的轉(zhuǎn)換效率即使下降很小一點(diǎn)，都會(huì)對(duì)排放產(chǎn)生顯著的影響。燃油中的硫成分在經(jīng)過燃燒后，在排氣中主要以SO2的形式存在。

另一方面，有證據(jù)顯示后氧傳感器的響應(yīng)速率隨著硫含量的增加而降低。如果將這一現(xiàn)象考慮在內(nèi)，催化器因硫中毒而導(dǎo)致儲(chǔ)氧能力的降低，將不一定直接引起后氧傳感器指數(shù)的增加。當(dāng)硫含量增加時(shí)，催化劑配方，催化器和后氧傳感器的運(yùn)行環(huán)境，以及OBD.II催化器監(jiān)測(cè)策略，將影響催化器儲(chǔ)氧能力的降低程度，而儲(chǔ)氧能力的降低涉及后氧傳感器響應(yīng)速率的增加，因此當(dāng)硫含量增加時(shí)，應(yīng)該綜合確定后氧傳感器指數(shù)是增加、降低還是仍然恒定。

2.2其它有害物質(zhì)對(duì)OBD系統(tǒng)的影響

由于烯烴與膠質(zhì)容易在發(fā)動(dòng)機(jī)和進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生積炭和結(jié)焦，會(huì)造成氣門的沉積物并堵塞噴油嘴；OBD系統(tǒng)將會(huì)檢測(cè)到因噴油嘴堵塞而造成的輕度失火并點(diǎn)亮M1L燈，而近距離耦合的催化轉(zhuǎn)換器很容易被失火所損壞，導(dǎo)致催化轉(zhuǎn)換器的故障，且少量的低質(zhì)量燃油就可能堵塞噴油嘴并導(dǎo)致MIL點(diǎn)亮。3. 結(jié)語(yǔ)

由于車用燃油標(biāo)準(zhǔn)是為了適應(yīng)現(xiàn)代汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。以間接控制汽車排放為主要目的，因此對(duì)石油加工和汽車制造行業(yè)提出了高要求，我們要優(yōu)化燃油加工的產(chǎn)業(yè)投入與環(huán)保產(chǎn)業(yè)的要求，促進(jìn)高質(zhì)量燃油的規(guī)模生產(chǎn)。進(jìn)一步為我國(guó)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的發(fā)展和改善努力。

4. 作者簡(jiǎn)介：

史永偉（1985年9月—），河北人，2009年畢業(yè)于軍械工程學(xué)院；

張雷（1984年02月—），河北人，2006年畢業(yè)于黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院。