張園 趙揚(yáng)

中國石化銷售有限公司華北分公司

本文采用破乳性能試驗、防銹性能試驗、汽油機(jī)進(jìn)氣閥沉積物試驗、行車試驗、動力性試驗和排放性試驗等試驗方法對添加/未添加燃油清凈增效劑D的車用乙醇汽油（E10）進(jìn)行了分析。試驗結(jié)果表明，在車用乙醇汽油（E10）中添加燃油清凈增效劑D，油品仍具有良好的破乳性、防銹性，可有抑制進(jìn)氣閥沉積物的形成，并達(dá)到清除積炭、降低有害物排放、提升動力的目的。

2017年9月，國家發(fā)展改革委、國家能源局、財政部等十五部委下發(fā)了《關(guān)于擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油（E10）的實施方案》方案要求，到2020年，將基本實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的乙醇汽油覆蓋；在2025年實現(xiàn)纖維素乙醇規(guī)模化生產(chǎn)，形成完善的市場機(jī)制[1]。

國務(wù)院國發(fā)〔2018〕22號文《關(guān)于印發(fā)打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃的通知》[2]中指出: “加快油品質(zhì)量升級。2019年1月1日起，全國全面供應(yīng)符合國六標(biāo)準(zhǔn)的車用汽柴油，停止銷售低于國六標(biāo)準(zhǔn)的汽柴油，實現(xiàn)車用柴油、普通柴油、部分船舶用油‘三油并軌’，取消普通柴油標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)區(qū)域、珠三角地區(qū)、成渝地區(qū)等提前實施。研究銷售前在車用汽柴油中加入符合環(huán)保要求的燃油清凈增效劑?！卑殡S著新型汽油和傳統(tǒng)汽油的更新?lián)Q代，許多消費(fèi)者對燃油清凈增效劑是否還能適應(yīng)新型汽油以及是否還有必要使用等產(chǎn)生了疑問。本文將通過破乳性能試驗、防銹性能試驗、汽油機(jī)進(jìn)氣閥沉積物試驗、行車試驗、動力性試驗和排放性試驗對添加一種燃油清凈增效劑D（簡稱：加劑）和未加劑的車用乙醇汽油（E10）進(jìn)行對比分析。

破乳性能試驗

試劑和儀器

正庚烷（分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司），蒸餾水，丙酮（分析純，南京化學(xué)試劑股份有限公司），無水磷酸氫鉀（分析純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所），無水磷酸二氫鉀（分析純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所），100 mL具塞玻璃量筒，市售92號車用乙醇汽油（E10），燃油清凈增效劑D（悅泰海龍，加劑量為1 000 mg/kg）。

試驗方法

采用GB/T 19230.2《評價汽油清凈劑使用效果的試驗方法 第2部分:汽油清凈劑破乳性能試驗方法》。

試驗結(jié)果

汽油清凈劑破乳性能試驗結(jié)果見表1。

由表1可見，加劑的車用乙醇汽油（E10）的破乳性能良好，能很好地與汽油相容，滿足GB 19592《車用汽油清凈劑》中對汽油清凈劑破乳性的要求。

防銹性能試驗

試劑和儀器

蒸餾水，市售92號車用乙醇汽油（E10），燃油清凈增效劑D（加劑量為1 000 mg/kg），石油產(chǎn)品防銹性能測定儀（DSY-034A，上海旺徐電氣有限公司）。

試驗方法

采用GB/T 19230.1《評價汽油清凈劑使用效果的試驗方法 第1部分 汽油清凈劑防銹性能試驗方法》。

試驗結(jié)果

汽油清凈劑防銹性能試驗結(jié)果見圖1。

表1 汽油清凈劑破乳性能試驗結(jié)果

圖1 汽油清凈劑防銹試驗結(jié)果對比（左為加劑,右為未加劑）

試驗結(jié)果表明，未加劑的車用乙醇汽油（E10）的銹點(diǎn)超過試棒表面積的5%，為嚴(yán)重銹蝕；加劑的車用乙醇汽油（E10）的銹點(diǎn)無銹點(diǎn)，滿足GB 19592中對汽油清凈劑防銹性的要求，且添加燃油清凈增效劑D不影響其防銹性。

汽油機(jī)進(jìn)氣閥沉積物試驗

方法概要

在規(guī)定的試驗條件下，將定量的試樣（車用汽油或含有汽油清凈劑汽油）經(jīng)過噴嘴與空氣混合并噴射到一個已經(jīng)稱重并加熱到試驗溫度條件下的沉積物收集器上，模擬汽油機(jī)進(jìn)氣閥沉積物生成，然后將生成的沉積物稱重并照相。

試驗試劑和設(shè)備

正庚烷（分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司），二甲苯（分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司），石油醚（分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司），汽油機(jī)進(jìn)氣閥沉積物試驗機(jī)（L-2，蘭州維科石化儀器公司），市售92號車用乙醇汽油（E10），燃油清凈增效劑D。

試驗程序和操作

程序

設(shè)定試驗時間為85 min，噴油時間為75 min（調(diào)節(jié)蠕動泵的速率，使300 mL油在75 min之內(nèi)噴完），試驗溫度設(shè)為175 ℃（當(dāng)室溫低于20 ℃時，溫度設(shè)為174 ℃）。接通電源，調(diào)節(jié)空氣壓力為80 kPa±1 kPa，空氣流量為700 L/h±20 L/h。

清洗

用30 mL混合溶液（正庚烷與二甲苯的體積比2:1）清洗進(jìn)油軟管和噴嘴。

環(huán)境條件

試驗溫度16～32 ℃，在通風(fēng)櫥內(nèi)，強(qiáng)制通風(fēng)。

試驗步驟

取300 mL待測乙醇汽油倒入盛樣杯中，用微量進(jìn)樣器抽取680 μL的環(huán)戊二烯加到待測乙醇汽油中混勻，更換燃油進(jìn)油口處的過濾海綿，蓋上杯蓋，打開試驗罩上蓋，將已稱重的沉積物收集器放入支架槽內(nèi)，按下夾緊裝置按鈕，插上測溫?zé)犭娕肌⑷鋭颖玫目ㄆ聪?，鎖定進(jìn)油管，按下“試驗開始”按鈕，使沉積物收集器溫度達(dá)到設(shè)定溫度，調(diào)節(jié)空氣壓力到80 kPa，空氣流量穩(wěn)定在700 L/h，保持噴油的流量在73～75 min全部噴完，經(jīng)過85 min試驗結(jié)束后，取出沉積物收集器，冷卻至50 ℃以下，將其置于正庚烷的燒杯中靜置浸泡6 min后取出，再浸入盛有石油醚的燒杯中1 min取出，用吸水棒塞入收集器的測溫孔中，吸去孔內(nèi)的試劑，放入100 ℃的烘箱中15 min后取出冷卻至室溫稱重。同樣，加入300 mL添加1 000 mg/kg燃油清凈增效劑D的車用乙醇汽油（E10）重復(fù)試驗。

試驗結(jié)果

進(jìn)氣閥沉積物試驗結(jié)果見表2。從表2可知，加劑的車用乙醇汽油（E10）在沉積物收集器上看不到有沉積物生成，減焦率100%，而不加劑的車用乙醇汽油（E10）在沉積物收集器上可以看到有一定量的沉積物，且沉積物質(zhì)量在(3.0±0.1 ) mg/100 mL的范圍內(nèi)。

臺架試驗

試劑和設(shè)備

市售92號車用乙醇汽油（E10），燃油清凈增效劑D，發(fā)動機(jī)（Daimler Chrysler M111）。

試驗方法

采用GB/T 19230.6《評價汽油清凈劑使用效果的試驗方法 第6部分∶汽油清凈劑對汽油機(jī)進(jìn)氣閥和燃燒室沉積物生成傾向影響的發(fā)動機(jī)臺架試驗方法（M111法）》。

試驗程序和操作條件

試驗控制參數(shù)見表3。樣品A為市售92號車用乙醇汽油（E10）；樣品B為加入1 000 mg/kg燃油清凈增效劑D的市售92號車用乙醇汽油（E10）。

試驗結(jié)果

測得的進(jìn)氣閥沉積物重量、燃燒室沉積物的重量分別見表4、表5。

由表4和表5可以看出：樣品A進(jìn)氣閥沉積物每氣閥平均值為140 mg，總?cè)紵页练e物總量為4 105 mg，樣品B進(jìn)氣閥沉積物每氣閥平均值為 1 mg，總?cè)紵页练e物重量為4 195 mg，總?cè)紵页练e物增加量為2%。加劑車用乙醇汽油（E10）在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣閥上的沉積物重量明顯少于未加劑車用乙醇汽油（E10），且總?cè)紵页练e物增加量滿足GB/T 19592要求。

行車試驗

試驗對象

某車用乙醇汽油（E10）試點(diǎn)城市的出租車公司6臺同一品牌的出租車，且里程數(shù)不少于80 000 km，氣門處有一定量積炭。行車試驗車輛信息見表6。

表2 進(jìn)氣閥沉積物減焦率

表3 試驗控制參數(shù)

試驗方法

分別對6臺測試車輛進(jìn)行節(jié)氣門內(nèi)窺鏡檢測，編號1、2、3的測試車加入市售車用乙醇汽油（E10），編號4、5、6號的測試車加入添加1 000 mg/kg燃油清凈增效劑D的市售92號車用乙醇汽油（E10），每臺車每用盡一箱燃油進(jìn)行一次內(nèi)窺鏡檢測。

試劑和設(shè)備

市售92號車用乙醇汽油（E10），燃油清凈增效劑D，工業(yè)內(nèi)窺鏡（北京華泰科恩科技有限公司）。

試驗結(jié)果

各試驗車輛節(jié)氣門位置行車試驗前后內(nèi)窺鏡照片見表7。

由表7可更加直觀的看到，使用加劑車用乙醇汽油（E10）的4～6號測試車進(jìn)行約3 000 km的行車試驗后，節(jié)氣門沉積物量明顯減少，而使用未加劑車用乙醇汽油（E10）的1～3號測試車節(jié)氣門沉積物并無明顯改善。這說明車用乙醇汽油（E10）長時間行駛過程中會產(chǎn)生積炭，可以通過添加燃油清凈增效劑D的方式進(jìn)行消除。

動力性試驗

試驗對象

行車試驗開始前和結(jié)束后，分別選取使用加劑車用乙醇汽油（E10）的車輛2輛和使用未加劑車用乙醇汽油（E10）的車輛2輛，總計4臺車做動力性測試。

試驗方法

采用GB/T 12543—2009《汽車加速性能試驗方法》中全油門超越加速性能試驗。

表4 進(jìn)氣閥沉積物重量

表5 燃燒室沉積物的重量

表6 行車試驗車輛信息

試劑

市售92號車用乙醇汽油（E10），燃油清凈增效劑D。

測試設(shè)備

測試設(shè)備為美國寶克公司生產(chǎn)的整車轉(zhuǎn)轂4 000，其參數(shù)如下：

◇測量范圍：速度0～193 km/h，慣量480～2 270 kg。

◇采樣頻率：10 hz。

◇準(zhǔn)確度：±1 km/h。

試驗結(jié)果

動力性測試結(jié)果見表8。

由表8可見，各測試車的變化系數(shù)均沒有超過6%，說明試驗數(shù)據(jù)具有可靠性。同時對比1號、2號和4號、5號測試車的路試前后行駛時間變化，可知路試前后4號、5號的變化較為明顯，表明使用加劑車用乙醇汽油（E10）對測試車的動力性有一定程度的提高，優(yōu)于使用未加劑車用乙醇汽油（E10）的測試車。

排放性試驗

試驗對象

行車試驗開始前和結(jié)束后，分別選取使用加劑車用乙醇汽油（E10）的車輛2輛和使用未加劑車用乙醇汽油（E10）的車輛2輛，總計4臺車做排放性測試。

試驗方法

采用GB 18352.5—2013《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第五階段）》。

試劑

市售92號車用乙醇汽油（E10），燃油清凈增效劑D。

測試設(shè)備

測試設(shè)備為日本HORIBA公司生產(chǎn)的MEXA-7200H排放分析儀。

表7 各試驗車輛節(jié)氣門位置行車試驗前后內(nèi)窺鏡照片

表8 動力性測試結(jié)果

試驗結(jié)果

排放性測試結(jié)果見表9。

由表9可知，在進(jìn)行了約3 000 km的行車試驗后，1號和2號測試車的THC（總碳?xì)洌O（一氧化碳）和NOX（氮氧化物）的排放量有變大趨勢，而4號和5號測試車的THC、CO和NOX的排放量均降低，說明車輛在使用加劑車用乙醇汽油（E10）后，其排放結(jié)果有一定程度的改善。

結(jié)論

試驗結(jié)果表明，無論是傳統(tǒng)汽油還是車用乙醇汽油（E10），在行駛中均會產(chǎn)生一定量的積炭，在車用乙醇汽油（E10）中加入燃油清凈增效劑D不僅可以減少積炭，增加一定的動力性，同時在排放上也有一定改善。同時，加劑車用乙醇汽油（E10）的乳化性、防銹性良好，可有效抑制進(jìn)氣閥沉積物的生成。綠水青山才是金山銀山，保護(hù)好環(huán)境需從每個人自身做起，車用乙醇汽油雖然還存在各種各樣的問題，但是其存在的意義要遠(yuǎn)大于這些問題，合理使用車用乙醇汽油，定期保養(yǎng)汽車，才是最明智的舉措。

表9 排放性測試結(jié)果