專利名稱：汽油機進氣閥沉積物模擬檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種汽油機進氣閥沉積物模擬檢測方法。
背景技術：
隨著汽車數量的增加，排放污染的問題越來越引起人們的重視。減少汽車排放污染的一個重要手段就是在燃油中加入清凈劑，但清凈劑本身的質量仍然良莠不一。因此，急需建立評定汽油清凈劑的清凈性的標準試驗方法。
現有的汽油清凈劑清凈性試驗評定方法包括模擬試驗法、發動機臺架試驗法和整車道路試驗法等。其中模擬試驗法的費用較低，試驗周期較短，受到很大的關注。
目前國際上公認的模擬試驗法是ASTMD6421-99《車用汽油對電子孔式燃料噴嘴堵塞率傾向試驗法》和美國聯邦試驗方法標準No.791C500.1《車用汽油進氣系統沉積物(ISD)生成傾向性試驗法》兩種。
ASTMD6421-99法包括形成沉積物和確定流量損失兩個試驗程序。其采用一個模擬燃油系統，用一個熱源對燃油噴嘴進行加熱和保溫，模擬行車試驗中噴嘴的溫度。每次試驗開始前應選擇符合一定堵塞要求的噴嘴，將選好經過清洗的4個噴嘴安裝在鋁加熱基板上，不銹鋼貯油器裝滿2L試驗燃油。試驗由兩組各22個循環組成，共進行44個循環，試驗結束后用每個噴嘴的流量變化來確定其堵塞率。雖然制定該方法時做了一些行車試驗，并有較好的相關性，但相關性僅限于噴嘴，而在汽車的發動機中，汽油不僅在發電機的噴嘴上，而且在進氣閥處也能產生沉積物。另外，完成試驗所需時間比較長，操作相對繁復。
No.791C500.1方法模擬車用汽油在發動機進氣系統工作過程中在進氣閥上形成沉積物，利用該沉積物的多少來判定汽油的清凈性的好壞。該方法以基礎汽油數據作為空白試驗數據，加劑后的沉積物質量與空白試驗沉積物質量相減后的下降的百分比表示劑的清凈性。該方法的優點是結果比較直觀，操作比較方便，試驗的時間也比較短，它的科學性也是公認的。但是由于國際市場上比較規范，評定的方法完全依靠標準臺架，對模擬方法沒有再進一步做改進和完善工作，該方法尚存不足。由于中國市場對汽油清凈劑檢測評定的需要，我們受國家相關部門的委托，在上述方法的基礎上做了大量的工作，進行了一系列試驗，發現試驗結果重復性不理想，區分性差，設備國產化困難。
此外，這種No791C500.1方法只能用于對汽油清凈劑沉積物進行檢測和評定，不能對汽油本身的沉積物進行檢測評定。而在中國市場上，對汽油本身的沉積物進行檢測評定也是一個急需解決的課題。
發明內容
本發明的任務是提供一種汽油機進氣閥沉積物的模擬檢測方法，其能夠克服上述現有技術中的方法的缺陷。按照本發明的方法能夠以模擬的方式對汽油機進氣閥上的沉積物進行檢測和評定，其不僅能夠對汽油清凈劑的沉積物進行檢測評定，而且能夠對汽油本身的沉積物進行檢測和評定，其完成試驗所需的時間較短，操作起來比較簡單，重復性和區分性都比現有技術中的方法更好，并有理想的相關性。
通過分析我們發現，No791C500.1法的試驗結果之所以重復性和區分性比較差，有以下幾個原因，一個是其沉積物收集器是管狀的，表面積也小，第二個原因是試驗油量小，第三個原因是其試驗溫度、壓力、流量與發動機實際狀況差別較大。此外，由于該方法中采用重催汽油和環戊二烯混合物為基礎汽油，所以不能做汽油的檢測。
針對上述問題，在本發明的方法中，將沉積物收集器改為板狀，并擴大它的表面積。在本發明的方法中，還將試驗油量增大，并使試驗溫度、壓力、流量均作調整，使其與發動機的實際工作狀況更為接近。此外，在本發明的方法中，以性能較穩定的試劑調配成專用助劑，使得本發明的方法也能做汽油的清凈性試驗。
綜上所述，本發明涉及一種汽油機進氣閥沉積物模擬試驗方法，該方法包括在規定的試驗條件下將定量的基礎汽油或試驗汽油經過噴嘴與空氣混合，并噴射到一個已經稱重并加熱到試驗溫度的沉積物收集器上，模擬汽油機進氣閥沉積物生成，然后將生成的沉積物稱重并照相。
在本發明的方法中，優選采用板狀的沉積物收集器。
圖1示出按照本發明的汽油機進氣閥沉積物模擬檢測方法與Ford2.3L試驗下降率的相關關系。其中橫坐標為標準臺架沉積物下降率的百分比，縱坐標為按照本發明的方法的沉積物下降率的百分比。
圖2示出按照本發明的汽油機進氣閥沉積物模擬檢測方法與M111臺架試驗沉積物下降率相關關系。其中橫坐標為標準臺架沉積物下降率的百分比，縱坐標為按照本發明的方法的沉積物下降率的百分比。
圖3不同加劑量的試驗結果。
具體實施例方式
按照本發明汽油機進氣閥沉積物模擬檢測方法的試驗環境條件為試驗室溫度16至25℃；強制通風，該方法所用的儀器設備包括a)L-2型汽油機進氣閥沉積物模擬試驗器(汽油清凈性檢測儀)一臺；b)空氣壓縮機一臺，氣體流量大于30L/min；c)天平一臺，精確到0.1mg；d)干燥器，含干燥劑；
e)烘箱一臺，溫度在100℃±2℃；f)微量進樣器，1ml；g)容量瓶，特制300ml；h)測溫表一只，精確到0.1℃i)數碼相機一架該方法中所用到的試驗試劑包括a)正庚烷，分析純b)石油醚，分析純c)甲苯，分析純d)無水乙醇，分析純e)洗液，發動機活塞專用洗液f)水砂紙，No.400g)去污粉h)助劑，專用助劑(例如不飽和烴)i)基礎汽油，符合GB17930的車用無鉛汽油(不加汽油清凈劑)并加入一定量的專用助劑。
該方法的準備工作包括a)沉積物收集器的準備先用洗液浸泡60min，再用水砂紙沿著收集器長度方向打磨，直到表面光亮無污，然后用去污粉擦洗殘留的洗液，再用流動的自來水清洗沉積物收集器，在無水乙醇中浸泡片刻，用鑷子夾出，放到100℃的烘箱中，不少于15min；
將沉積物收集器從烘箱中取出，置于干燥器中冷卻至室溫；用測溫表測量并記錄收集器溫度，稱準后記錄下沉積物收集器的質量，連續兩次稱量沉積物收集器時的溫度變化不應大于0.2℃，稱量的誤差小于0.2mg，即可將沉積物收集器放入干燥器中備用；b)儀器設備的準備擰開汽油盛樣瓶，將大約20ml甲苯倒入盛樣瓶中，然后擰緊瓶蓋，將盛樣瓶呈水平狀，雙手橫握兩端，上下晃動，充分清洗瓶的內壁，放回盤中，再在噴嘴前放置溶劑回收盒；打開設備面板上的空氣截止閥和燃料截止閥，令溶劑噴完，關閉空氣和汽油截止閥，再用20ml待檢油樣清洗，然后吹氣清洗。
c)油樣的準備取300ml待檢油樣，導入容量瓶中，加入與基礎汽油等量的專用助劑并搖勻，更換燃料進樣口處的過濾海綿，擰緊盛樣瓶蓋；所述方法包括如下步驟a)將試驗計時器打開至70min；b)打開試驗器罩上蓋，將沉積物收集器裝入支架槽內并夾緊，插上測溫熱電偶；c)打開試驗器電源開關，按下加熱開關，使沉積物收集器溫度達到設定溫度；d)打開空氣截止閥，將氣體壓力調節到50-100KPa，并將流量控制在穩定狀態；e)打開燃料截止閥，使油壓達到5.0-8.0Kpa，打開燃料流量計調節閥，將流量控制在穩定狀態；f)開始噴油，并打開計時器開關，開始計時；g)將沉積物收集器的溫度保持在上述設定溫度下直至試油噴完，關閉空氣和燃料截止閥。關閉計時器，關閉加熱開關，使之自然降溫至50℃以下；h)取出沉積物收集器的測溫熱電偶，松開加熱器的夾緊即夠；i)用鑷子取出沉積物收集器，將其置于正庚烷的燒杯中浸泡5-10min后取出；j)將沉積物收集器浸入盛有石油醚的燒杯中，浸泡片刻后去處并放入100℃的烘箱中不少于15min；k)將沉積物收集器由烘箱中取出，置于干燥器中冷卻至室溫；l)對沉積物收集器測溫，與試驗前測得的溫度誤差應小于0.2℃方可稱量，連續兩次稱出的質量誤差在0.2mg以內；m)對沉積物收集器進行照相。上述步驟c和g中所述的設定溫度優選為150-205℃。對所述方法的試驗結果進行如下處理a)用下面的式(1)對汽油的清凈性能進行計算D1＝DFi-Dli............................................(1)
式中D1為試驗生成的沉積物的質量，單位為mgDFi為試驗沉積物收集器的最終質量，單位為mgDli為試驗沉積物收集器的初始質量，單位為mgb)用下降率百分比表示汽油清凈劑清凈性能，計算公式為δ(％)＝[(D-DAD)/D]×100％...........................(2)式中δ為沉積物的下降率(％)D為基礎汽油的沉積物質量，單位為mgDAD為加清凈劑時試驗汽油的沉積物質量，單位為mg；c)照相制片。
采用板狀沉積物收集器按照本發明汽油機進氣閥沉積物模擬檢測方法既可用于檢測汽油清凈劑的沉積物含量，又可用于檢測汽油本身的沉積物的含量。
下面是按照本發明的汽油機進氣閥沉積物模擬檢測方法的一些試驗結果。
A.試驗的重復性我們對兩批93#車用汽油在72h內分別進行了4次試驗，試驗結果見表1。
表1 重復性試驗數據
另外對2種不同的清凈劑加入汽油中分別進行了4次試驗，結果見表2。
從這些數據來看，本試驗方法的重復性較高，可以適應空白燃料試驗和加清凈劑燃料試驗的精度要求，也達到了本模擬試驗方法規定的重復性誤差的要求。
表2 加清凈劑汽油的重復性試驗數據
B.本方法與標準臺架試驗的相關性B.1與Ford2.3L臺架試驗的相關性為了進行該項工作，我們收集了五個由國內外標準臺架(Ford2.3L-ASTM6201-99)數據的汽油清凈劑樣品，使用本摸擬試驗方法做了相關性的考察試驗，表3是幾種清凈劑在兩種方法中的下降率。
表3 幾種清凈劑在兩種方法中的下降率
從表3的對應關系計算出本方法與標準臺架的相關關系，見圖1。
從以上結果看出本方法與Ford2.3L標準臺架具有良好的相關性。(一般來說相關系數R大于0.68，則認為兩者相關)。
B.2與M111臺架試驗的相關性與M111臺架的相關性試驗所使用的基礎汽油、清凈劑和M111數據均由石化院提供。試驗數據見表4。相關性見圖3。
表4 模擬試驗與M111臺架試驗對應關系
C.試驗的區分性試驗所用試樣為已有Ford2.3L臺架試驗數據和寶馬318i行車試驗數據，并計算出下降率的清凈劑，數據見表5表5 對比下降率的試驗數據
(1)注為寶馬行車試驗結果從以上數據可以看出1號劑是失敗的，其他幾種劑都有一定的清凈效果。另外，通過同一種劑不同加劑量考察本方法的區分能力，試驗結果見圖3。
從圖3可以看出同一種劑不同的加劑量，下降率不同，區分性良好。
權利要求
1.一種汽油機進氣閥沉積物模擬檢測方法，該方法包括在規定的試驗條件下將定量的基礎汽油或試驗汽油經過噴嘴與空氣混合，并噴射到一個已經稱重并加熱到試驗溫度的沉積物收集器上，模擬汽油機進氣閥沉積物生成，然后將生成的沉積物稱重，其特征在于所述沉積物收集器為板狀；所述方法包括如下步驟a)將試驗計時器打開至70min；b)打開試驗器罩上蓋，將沉積物收集器裝入支架槽內并夾緊，插上測溫熱電偶；c)打開試驗器電源開關，按下加熱開關，使沉積物收集器溫度達到150-205℃；d)打開空氣截止閥，將氣體壓力調節到80±1KPa，并將流量控制在穩定狀態；e)打開燃料截止閥，使油壓達到7.5±05Kpa，打開燃料流量計調節閥，將流量控制在穩定狀態；f)開始噴油，并打開計時器開關，開始計時，保持該狀態，直到油樣噴完，關閉空氣和燃料截止閥，關閉計時器；g)將沉積物收集器的溫度保持在上述設定溫度下10min，關閉加熱開關，使之自然降溫至50℃以下；h)取出沉積物收集器的測溫熱電偶，松開加熱器的夾緊機構；i)用鑷子取出沉積物收集器，將其置于正庚烷的燒杯中浸泡5-10min后取出；j)將沉積物收集器浸入盛有石油醚的燒杯中，浸泡片刻后去處并放入100℃的烘箱中不少于15min；k)將沉積物收集器由烘箱中取出，置于干燥器中冷卻至室溫；l)對沉積物收集器測溫，與試驗前測得的溫度誤差應小于0.2℃方可稱量，連續兩次稱出的質量誤差在0.2mg以內；n)對沉積物收集器進行照相。
2.如權利要求1的方法，其特征在于該方法用于對汽油在進氣閥上的沉積進行檢測。
3.如權利要求1的方法，其特征在于該方法用于對汽油清凈劑在進氣閥上的沉積進行檢測。
4.如權利要求2或3的方法，其特征在于所述試驗在16至25℃室溫和強制通風的條件下進行。
5.如權利要求4的方法，其特征在于所述方法包括如下的準備工作a)沉積物收集器的準備先用洗液浸泡沉積物收集器60min，再用水砂紙沿著收集器長度方向打磨，直到表面光亮無污，然后用去污粉擦洗殘留的洗液，再用流動的自來水清洗沉積物收集器，在無水乙醇中浸泡片刻，用鑷子夾出，放到100℃的烘箱中，不少于15min；將沉積物收集器從烘箱中取出，置于干燥器中冷卻至室溫；用測溫表測量并記錄收集器溫度，稱準后記錄下沉積物收集器的質量，連續兩次稱量沉積物收集器時的溫度變化不應大于0.2℃，稱量的誤差小于0.2mg，即可將沉積物收集器放入干燥器中備用；b)儀器設備的準備擰開汽油盛樣瓶，將大約20ml甲苯倒入盛樣瓶中，然后擰緊瓶蓋，將盛樣瓶呈水平狀，雙手橫握兩端，上下晃動，充分清洗瓶的內壁，放回盤中，再在噴嘴前防止溶劑回收盒；打開設備面板上的空氣截止閥和燃料截止閥，令溶劑噴完，關閉空氣和汽油截止閥，再用20ml待檢油樣清洗，然后吹氣清洗；c)油樣的準備取300ml待檢油樣，導入容量瓶中，加入與基礎汽油等量的專用助劑并搖勻，更換燃料進樣口處的過濾海綿，擰緊盛樣瓶蓋。
6.權利要求5所述的方法，其特征在于所述正庚烷、石油醚、無水乙醇的純度均為分析純度，所述洗液為發動機活塞專用洗液，所述砂紙采用No.400型號，所述助劑為不飽和烴，所述基礎汽油為符合GB17930的車用無鉛汽油(不含汽油清凈劑)并加入一定量的不飽和烴。
全文摘要
本發明涉及一種汽油機進氣閥沉積物模擬檢測方法，包括在規定的試驗條件下將定量的基礎汽油或試驗汽油經過噴嘴與空氣混合，并噴射到一個已經稱重并加熱到試驗溫度的沉積物收集器上，模擬汽油機進氣閥沉積物生成，然后將生成的沉積物稱重并照相。該方法采用板狀的沉積物收集器，從而擴大它的表面積。該方法能夠以模擬的方式對汽油機進氣閥上的沉積物進行檢測和評定，不僅能夠檢測評定汽油清凈劑的沉積物，而且能夠檢測和評定汽油本身的沉積物，其試驗時間短，操作簡單，重復性和區分性都比現有技術中的方法更好，并有理想的相關性。
文檔編號G01M15/00GK1590978SQ03156430
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月29日 優先權日2003年8月29日
發明者郭亦明, 張德民, 李 榮, 劉宗茂, 紀文萍 申請人:郭亦明, 張德民