董红霞，刘玉峰，张春光

（中国石油润滑油研究开发中心，甘肃兰州 730060）

在汽油燃烧过程中，不易燃尽的烃类会发生复杂化学反应，逐步形成积碳与焦质，在喷油嘴、进气阀等部位形成堵塞，影响发动机的工作状况，采用添加剂技术（一般称为汽油清净剂）可以减少积碳的生成和积累。清净剂属于一种复合添加剂，同时具有清净、分散、防锈、破乳等功能，可以有效清洗车辆发动机燃油喷嘴和进气阀等处已经形成的沉积物，保证油路的清洁，从而保障发动机良好的工作状态。

在国外，含清净剂汽油的销售与使用非常普遍。美国目前销售的汽油中必须添加汽油清净剂。欧洲销售的含清净剂的品牌汽油占汽油销售总量的80%～90%。在亚洲，中国、日本、泰国等地区也有含汽油清净剂品牌汽油在销售。

2017 年我国发布了《国务院关于引发“十三五”节能减排综合工作方案的通知》，提出要加快油品质量升级，同时明确指出“车用汽柴油应加入符合要求的清净剂”。各级地方政府对汽油中加入汽油清净剂也都予以支持，为了含清净剂车用汽油的推广使用，国内一些省市颁布了含清净剂汽油的地方标准。北京市正在执行的DB11/238-2016《车用汽油》中明确指出“本市销售的车用汽油中应加入标称剂量以上的符合GB19592的汽油清净剂”。四川省、甘肃省、天津市、山东省和深圳地区等都曾发布过含清净剂汽油的地方标准。中国石化和中国石油也分别推出了含清净剂的品牌汽油，销售良好。

为了考察汽油清净剂对汽车发动机性能的影响，将聚异丁烯胺汽油清净剂加入到不同牌号汽油中，开展了含清净剂汽油的清净剂台架试验，排放特性和油耗试验。

1 试验部分

1.1 试验原材料

本项目研究所用试验汽油主要是95 号汽油和98 号汽油，油品主要理化性质（见表1）。试验用汽油清净剂为市售聚异丁烯胺类型汽油清净剂产品，满足GB19592-2019[1]《车用汽油清净剂》的指标要求,理化分析和模拟评价结果（见表2）。试验用含清净剂汽油是在空白汽油中加入一定质量分数的汽油清净剂得到的。

表1 试验汽油理化性质

表2 台架用汽油清净剂分析结果

1.2 试验方法

（1）汽油清净剂对电子孔式燃油喷嘴（PFI）堵塞倾向影响的试验方法[2]：试验方法为GB/T 19230.3 标准方法。试验包括形成沉积物和确定流量损失两个试验程序，试验由两组各22 个循环组成，共进行44个循环。测量每个喷嘴的流量变化来确定其堵塞率，通过试验喷嘴的平均燃油堵塞率来评价汽油的清净性。

（2）汽油机进气阀沉积物模拟试验方法[3]：试验方法为GB/T 37322 标准方法。将300 mL 的试验汽油在一定的压力下通过流量测量系统进入喷嘴，与一定压力和流量的空气混合后，以喷射到一个已加热到试验温度的铝制试验片上，试验前和试验结束后对试验片进行称重，得出试验片上沉积物的质量，以此作为评价车用汽油清净性能的依据。

（3）清净性台架试验-Ford2.3L[4]：试验方法为GB/T 19230.5 标准方法。试验用的发动机为福特（Ford）2.3L直列四缸发动机。发动机的工作循环由两个工况构成，共运行100 h。试验结束后对进气阀和燃烧室的沉积物进行称重。

（4）燃油消耗试验[5]：GB/T 19233-2008《轻型汽车燃料消耗量试验方法》，通过测定汽车在模拟市区和市郊工况循环下的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）排放量，然后用碳平衡法计算燃料消耗量。

（5）轻型汽车污染物排放试验[6]：排放试验为G B18352.3《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）》中Ⅰ型试验。试验分为两部分：Ⅰ部（市区运转工况，ECE）和Ⅱ部（市郊运转工况，EUDC）。

1.3 试验车辆

轻型汽车污染物排放试验所用车辆为奥迪FV7145LCDBG，具体参数（见表3）。

表3 试验车辆参数

表3 试验车辆参数（续表）

2 试验结果与讨论

2.1 汽油清净性能研究

2.1.1 喷嘴清净性试验 车辆喷嘴是发动机的精密零部件，在喷嘴生成沉积物后，会影响汽油的供油量与雾化状态，从而使得汽油燃烧状态恶化。试验考察了空白汽油和含清净剂汽油的燃油喷嘴（PFI）堵塞结果（见图1）。

图1 喷嘴流量损失试验结果

由图1 结果可知，汽油中加入汽油清净剂后，燃油喷嘴质量流量损失率明显降低，证明清净剂的加入有助于汽油保持喷油嘴良好的雾化状态，提供良好的供油效果。

2.1.2 进气阀沉积物模拟试验 进气阀沉积物是汽油、机油反应生成的或从外部吸入的物质在进气阀的喇叭口部位形成的沉积物。为了考察汽油清净剂对进气阀沉积物的影响，进行了空白汽油和含清净剂汽油的进气阀沉积物模拟试验，试板外观形貌（见图2）。

图2 模拟进气阀沉积物外观形貌

从图2 中4 个油品进气阀沉积物模拟试验的试验板积碳漆膜可以看出，含有清净剂的汽油生成的沉积物降低，漆膜得到明显改善，因此含清净剂汽油具有良好的清净性能。

2.1.3 清净性台架试验结果 作为评价汽油清净性能的标准试验方法，Ford 2.3L 台架试验能够定量地反映汽油在发动机进气阀和燃烧室中沉积物的生成情况，直接体现发动机或车辆在实际运行过程中试验汽油清净性能的好坏。各试验油品的进气阀沉积物和总燃烧室沉积物生成量对比（见图3 和图4）。

图3 进气阀沉积物试验结果

图4 燃烧室沉积物试验结果

由图3 结果表明，2 种空白汽油进气阀沉积物较多，未能达到阀的限值要求；加入汽油清净剂后各油品进气阀均满足指标要求，进气阀沉积物下降率均在90%以上。

由图4 结果可知，在98 号汽油和95 号汽油中加入清净剂后，燃烧室沉积物有降低的趋势，这主要是因为汽油清净剂中有含氧组分，有助于改善燃烧，降低燃烧室沉积物。

2.2 汽油排放特性研究

为考察汽油清净剂对汽车排放性能的影响，开展了轻型汽车Ⅰ型排放试验，对汽车燃用不同试验汽油的THC、CO、NOx和NMHC 排放进行了对比，结果（见表4）。

表4 汽车排放试验结果（g/km）

由表4 结果可知，含有清净剂的汽油与空白汽油排放对比，四种污染物THC、CO、NOx、NMHC 排放均有下降的趋势，因此，含有汽油清净剂的汽油可以有效降低污染物总体排放，具有良好的环保性能。

2.3 汽油节能性能

4 种试验汽油的燃油消耗量（见图5）。

图5 汽车油耗试验结果

由图5 结果可知，相对于空白汽油，含有清净剂的汽油油耗均有所下降,其中98 号汽油（含汽油清净剂）油耗降低了2.76%，95 号汽油（含汽油清净剂）油耗降低了1.94%，具有较好的节能性能。

3 结论

（1）不同牌号汽油中加入聚异丁烯胺汽油清净剂均可使得喷嘴流量损失明显降低，具有良好的喷嘴清净性能。

（2）不同牌号汽油中加入聚异丁烯胺汽油清净剂均可降低模拟进气阀沉积物和台架试验进气阀沉积物。Ford 2.3L 台架试验中进气阀沉积物下降率均在90%以上，燃烧室沉积物也有下降。证明含清净剂汽油具有良好的清净性能。

（3）不同牌号汽油中加入聚异丁烯胺汽油清净剂均可降低车辆油耗和尾气排放，具有良好的节能、环保效应。