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燃油添加剂综述
来源:本站  发布时间:2011/5/17 18:12:20   浏览量:      【字体:    】      【繁体版】
 

燃油添加剂综述

堀尾忠正

(深圳市日研科技有限公司)

石油资源匮乏  使用效率不高

 在石油资源日益枯竭、全球石油储藏量急剧下降的背景下,中国对燃油的消费需求正在以惊人的快速度增长。根据中国国家计委能源所的预测,到2005年中国原油需求量将达2.48亿吨,然而,这期间国内原油产量年平均增长率只能达到0.7%左右,到2005年全国原油产量约为1.65亿吨,届时原油供需缺口约为8300万吨,如果全部依靠进口,中国原油市场对外依赖程度将高达34%。

另一方面,中国石油产品尤其是机动车燃油的使用效率普遍不高。这不仅进一步增加了对石油的需求,也造成了严重的大气污染。有关资料显示,按目前世界汽车保有量6.6亿辆,新车年产量5190万辆计算,每年汽车排向大气中的有害物质高达7亿多吨。就中国的情况来看,全国汽车保有量平均每年以12.07%的速度增加,机动车排放污染已经成为中国污染物的主要来源之一。以北京市为例,城区大气中碳氢化合物的73.5%、一氧化碳的63.4%、氮氧化物的47%来自汽车排放的尾气。

欧、美、日等发达国家在燃油质量监控、尾气排放达标等方面的管理十分严格,除遵循《世界燃油规范》的标准外,还提出更高的燃油标准。重点是提高燃油的内在质量,严格控制燃油中有害物质含量,同时保证燃油的性能指标,尽可能满足现代汽车的要求,并有效运用多种新型燃油添加剂的独特功能,使燃油成为不产生胶质、积碳并可以随时清净积碳的真正的清洁燃料。

提高燃油内在质量 添加燃油添加剂是捷径

随着中国汽车工业的发展,汽车拥有量不断增多的同时,汽车用品市场也日益繁荣,而最引人注目的是燃油添加剂与润滑油添加剂市场,从无到有,从小到大,产品不断增多,生产厂家、消费者面对日益庞大的添加剂市场急需了解这方面的专业知识。

  燃油在发动机内的工作原理是:经过滤清器除掉其中杂质,由油泵送到化油器或喷射装置中去燃烧做功,将其化学能转化为热能继而转化为机械能的过程。在燃油燃烧做功过程中,通常根据压力变化的发展特征将燃烧过程分为三个阶段:

一、诱导期:从电火花点燃到形成火焰中心,燃烧时间约占全部过程的15%。

二、明显燃烧期:从火焰中心形成到火焰传播至燃烧末端,明显燃烧期对发动机功率和经济性起决定作用的。

  三、补燃期:燃油中残余油及不完全产物,继诱导期和明显燃烧期之后,从气缸压力下降到燃烧结束阶段。补燃期长,会使发动机经济效益降低。

燃油品质的高低对燃油消耗、尾气排放、动力性能至关重要。而目前中国生产的燃油品质与国际上还有很大差异,因此,在燃油中加入一些添加剂就有了必要,它可以更好地满足燃油的经济性、排放性、动力性,达到环保节能的作用。

研究表明,在燃油中加入适当的添加剂,可以改善燃油的性能,并使燃油的燃烧速度提高到适当的范围。有经验的司机在感觉到发动机敲缸或震动过大时,就可以判断汽油的标号不够(即辛烷值过低),这时适当加入抗爆剂是十分有效的;在燃油中加入活性剂,可以清除沉积在缸内表面的油垢和积炭;加入催化型助燃剂,能尽量使燃油的燃烧在同一时间完成,可以有效地提高发动机的效率;而使用调节型阻燃剂,则可改善燃油性能,防止爆震、早燃、分解胶质等,有效地提高燃油的做功效率。

以上可以看出,通常提高燃油的燃烧性能需要多种添加剂,但加入的添加剂种类太多,添加剂之间相互发生化学反应也会产生不良效果。如果有办法使燃油能够同步爆发、同步燃烧,则可以大大提高燃油的燃烧效率。目前比较可行的方法就是利用“共振”手段,让燃油同步爆发、同步燃烧,可以消除爆震,提高燃烧效率。添加油公核磁共振传递剂就是一种简便、有效的方法。而且添加一种添加剂即可解决多种问题。

    燃油添加剂的发展历史目前最常见的分类方法有分为四代:

  第一代,二十世纪60~70年代,主要针对化油器沉积物起清洁作用;

  第二代,80~90年代,主要针对喷嘴起清洁作用,但产品热稳定性差;

   第三代,90年代至今,除了对喷嘴起作用外,还对进气阀结胶、积炭起一定清净作用,并能有效减少尾气排放污染,其热稳定性有所改善;

  第四代,现阶段,除对喷嘴、进气阀有清洁作用外,还对燃烧室有清洁作用。

  第一、第二代燃油添加剂,主要是油品生产企业在油品生产过程中已经添加了,因此没有必要再添加。

   第三、第四代燃油添加剂,大部分出厂的燃油中还没有添加,目前市场上出售的主要为此类添加剂。但目前市场上主要为化学添加剂,由于化学添加剂是一个混合物,成分复杂,而且不同厂家的燃油添加剂成分完全没有可比性,有些成分在燃油中已经存在,有些成分对不同燃油生产厂家、不同加油站的油品起的作用完全不同,加在某些油品中确实起到了很好的作用,而换了一个加油站,不但没有起到作用,反而由于添加了燃油添加剂,化学反应发生沉淀,使油路堵塞,引起熄火、动力下降、油耗上升,这就是使用化学添加剂后,有的司机说效果不错,有的说没有效果,有的说引起了不良反应,这些司机讲的均没错,原因就是化学添加剂不是对所有加油站的油品均起正面作用,有些还发生了负面影响。

选择合适的燃油添加剂

我们从添加剂的生产工艺看,燃油添加剂又可分为化学添加剂、生物添加剂、物理添加剂。

    化学添加剂为最早出现的、最古老的添加剂,是把化学药剂添加入燃油中,通过化学反应来达到某种作用的添加剂。如抗爆剂、金属钝化剂、抗氧化剂、防冰剂、防胶剂、抗静电剂、抗磨剂、抗烧蚀剂、流动改进剂、防腐蚀剂、消烟剂、助燃剂、十六烷值改进剂、清净分散剂、热安定剂、还有染色剂、表面活性剂、杀菌剂、润滑剂等等,这些在油品生产企业生产过程中已经添加。而目前市售化学添加剂也主要是这些物质的组合,或者再强化某些方面的作用。

    化学添加剂添加入油品后,与原有其他添加剂作用是否发生沉淀、分层,要通过实验才能知道,因此化学添加剂必须先经实验确定其加入燃油后的稳定性,才能使用,因此对于效果确切的化学添加剂可以在油品生产企业添加。对于加油站、个体用户,做添加后稳定性试验成本太高,因此化学添加剂不适合加油站、个体使用与市售。

生物添加剂是近几年诞生的通过生物合成的一类添加剂。生物添加剂由于生物合成过程中质量控制很困难,这批产品与下一批产品质量差异很大,而且作用衰减快,也许存放半个月,即作用明显下降,短期内即失去作用,因此此类产品稳定性很差,产品质量有待提高。

近十年来,以日本为主的国家研究的物理添加剂很引人注目,这类添加剂以燃油为基质,不添加任何化学药剂,通过物理的作用来改善燃油特性。如深圳市日研科技有限公司、深圳市日研油公汽车技术开发有限公司利用日本技术出品的油公核磁共振传递剂,其生产工艺为选用经提纯分子大小均匀的煤油作为传递核磁共振的基质,使之进入特殊的核磁共振发生装置中,在这一装置中煤油可获取核磁共振特性,并且使之永久记忆且保存其共振特性。以此具有共振特性的煤油作为“母液”,使用时取其微量加入液体燃料(汽油、柴油、重油、煤油、轻烃、醇类、醚类等)和气体燃料(液化气、天然气等)中,即可把此“母液”的共振特性传递给燃油及发动机机件或燃油设备,并不断传递给新加入的燃油。获得这一共振特性的燃油在发动机内高温高压下同步爆发,同步燃烧,消除爆震,燃烧极其充分,因此尾气降低、动力增大、燃油节省、噪声减低、启动容易,另外共振波如同医疗领域的超声波可以无损伤粉碎、排出人体内结石一样,共振波可以无损伤强力排出发动机内陈旧积碳,且能阻止发动机内新积碳形成,净化、保护发动机,延长发动机寿命(可起到免拆缸除积碳的作用)。这种具有核磁共振特性的“母液”被称为“核磁共振传递剂”。

油公核磁共振传递剂在中国市场上自1996年起经实际使用,证明对汽油、柴油、煤油、重油、轻烃、液化气、天然气、醇类、醚类等均起良好作用,而且没有负面影响,使用油公后使热值提高30%,动力增大20—30%,尾气下降45—95%,节油15—35%。同时能提高辛烷值,尤其在高温下辛烷值提高更显著。由于油公核磁共振传递剂基质是煤油,微量添加的煤油不但与燃油能很好互溶,而且与燃油中已经存在的化学添加剂不发生化学反应,只与燃油发生物理的共振传递作用,作用机理各异,互不影响,因此克服了在燃油中重复添加化学添加剂存在的许多弊端,这样既可以在燃油生产企业在生产过程中添加使用,也可以在加油站、个体用户直接添加到车辆油箱中使用,不必做匹配性试验。日研公司还经过研究开发诞生了轻烃汽车,通过添加油公使极低标号的40多号、50多号油也能适合车用,开发成功了车用轻烃油。油公的优越性能已经引起了业界的普遍关注。

国际上通常都由炼油厂提供品牌燃油的性能评定指标数据,因为光有组分指标的合格是不够的。性能评定是衡量燃油品质的重要一环,中国在燃油性能评定标准方面尚是空白,组分指标方面也没有严格执行。由于国内缺乏对燃油的评定标准和方法,各地技术监督局无法实施监控。国际汽车工业对燃油的性能指标有严格要求,对2类无铅汽油来说有四点:一是燃油喷嘴清洁度,要求流量损失最大不超过5%;二是进气阀沾滞,要求能够通过;三是进气阀清洁度,要求平均每阀不超过100MC;四是燃烧室沉积,要求为不大于140%。

    由于国内组分指标方面没有严格标准执行,大量使用化学添加剂也引起了诸多不良后果,许多化学添加剂中的主要成分本身就是燃油中限制的成分,如含有铅、锰、铁、硅、苯、烯烃、硫、磷等。这些物质的过量添加,反而破坏了原来油品的质量,很多化学添加剂的毒性大大高于参比油。化学添加剂与燃油发生化学反应,某些方面的性能改善了,但是含苯物质的添加有可能同时生成了苯丙芘等许多其他化学物质从尾气中排放出来,苯丙芘是一种高度致癌物质,其毒性很大;再如汽油中的添加剂之一四乙基铅就是一个剧毒物质,使用后产生了二次污染,现正退出燃油添加剂领域;近几年大规模使用的用于提高辛烷值的添加剂甲基叔丁基醚(MTBE)对地下水源又造成不可逆的污染;含铁物质的加入,影响了机动车的电磁阀功能,使整车性能下降。

    另外化学添加剂的作用为与燃油发生化学反应,化学反应存在一一对应问题,故同一种化学添加剂不能对汽油、柴油、重油、煤油、轻烃、醇类、醚类等同时起作用。而油公燃油添加剂传递的是流体燃料的共振,因此只要是液体、气体燃料,均能传递共振,因此适用于一切液体、气体燃料。

《商用汽车》2003年3期66-67页

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