汽車百科熱知識:E10乙醇汽油的概念/用法/熱值/水含量解析

2020-12-15 汽車科學島

說明:關於乙醇汽油於2020年的全面推廣,因推廣過程中缺少對全新清潔汽油的概念普及,導致諸多用戶對於此類汽油存在普遍的誤解。本篇將基於乙醇汽油的概念,用法、熱值、水含量等概念進行相對全面的解析,掌握這些知識後對於「E汽油周邊用品」也會有比較客觀的認知。

01E_10乙醇汽油概念

成分組成:

E_ethanol,乙醇無水乙醇無鉛汽油所謂的「E10汽油」指添加10%無水乙醇(也稱燃料乙醇)的混合汽油,其基礎油仍然是無鉛汽油。通俗一些的描述為:每1升乙醇汽油涵蓋「0.1升乙醇」加「0.9升汽油」。而基礎的無鉛汽油也並不是絕對沒有鉛元素,只要標準達到【≤0.013g/L(克/升)】即為國標汽油。

知識點:燃料乙醇充分燃燒的產物為二氧化碳與水,相比無鉛汽油的燃燒產物要清潔很多。所以「E10汽油」對於車輛本身是沒有損傷的,而且乙醇的燃燒火焰溫度也比汽油低得多(汽油為1200℃);所以所內燃機不會因為正常燃燒產生損傷、排氣淨化系統也能減輕淨化過濾負荷,使用乙醇汽油反而能延長核心總成的使用壽命。

02用法_核心關注點

腐蝕性燃料乙醇具有「廣義腐蝕性」,概念指對於有機物具有一定程度的溶解性;但不具備狹義腐蝕性中,促使金屬性能發生變化的能力。至於乙醇與空氣中的氧氣發生反應而產生的乙酸,這種弱酸性物質理論上會對鋼材產生一定程度的腐蝕,然而在汽車領域的實際應用中是不會產生影響的;因為E10乙醇汽油是貯存在「工程塑料材質」的油箱中,通過油路系統送到發動機燃燒室後會迅速燃燒,汽油不具備與大量氧氣反應的條件,同時也沒有與金屬機體長時間接觸的設定。

特殊情況:長期使用無鉛汽油且行駛裡程較大的車輛,在更換使用E10汽油的節點建議分為「三個步驟」。乙醇汽油雖然不會對油箱油路以及發動機造成腐蝕,但是對油路系統中長期沉澱的沉積物是有一定溶解能力的;直接換用乙醇汽油有可能造成過量清除掉了雜質,在油泵的作用下被送至「燃油濾清器」使之堵塞。

所以在換油時要分為三步:首次換油加注乙醇汽油,在油量表指針到中線後再去加滿,此時基本加注了60%~65%的乙醇汽油;分為兩個階段逐漸加大對雜質的清潔能力則不易造成堵塞,最終在油表指示燈亮後即可正常加注「E汽油」了。至於行駛裡程較多的車輛則可以考慮「三步換油」後再更換燃油濾清器,其建議更換周期在2萬公裡左右,可以根據油壓情況適當提前或延後。

03熱值與概念

使用乙醇汽油,汽車耗油量似乎升高,是幻覺嗎?標準答案:使用乙醇汽油會造成耗油量的細微提升,這是實實在在存在的問題。因為燃料乙醇的熱值僅為「26796KJ/KG」,而汽油卻達到了44000KJ/KG的標準;那麼在乙醇熱值僅為無鉛汽油60.9%的前提下,以10%的比例替代汽油則會造成整體熱值「3.91%」的下降,熱值的下降基本等於發動機扭矩的下滑。

知識點:(扭矩×轉速÷9549)×1.36=馬力。眾所周知發動機的馬力越大,汽車的加速性能就會越強,在轉速恆定不變的前提下車速也會越高。計算公式說明了提升馬力的方式,或提高轉速、或增大扭矩;而升高轉速會增加耗油量,所以只有扭矩基數足夠大才能實現「低轉速大馬力」的理想狀態。E10乙醇汽油造成扭矩的細微下降,所以油耗也會平均升高5%左右。

油耗普遍升高,排放還能減少嗎?這一問題是太多人關注的問題,其標準答案為:可以減少。其實這是一道不難的算術題,假設油耗增加了5%,這部分消耗的燃油中是含有燃料乙醇的,所以在燃燒過程中已經在減少排放;同時「E10乙醇汽油」整體能減少10%的排放物,這個基數減少的排放物大於油耗增加產生的排放量,兩者相減仍能得出減排的「正值」。

04E10汽油與水

說明:無鉛汽油&乙醇汽油均有一定量的水分子!無鉛汽油中的「成分」含有0.1%的水,E10乙醇汽油的水含量則為【≤0.8%】,這兩個標準都不會對發動機的正常運行造成任何影響,因為都在合理標準內。關於汽油的燃燒有一個知識點需要掌握,那就是汽油充分燃燒後的產物也是二氧化碳和水!普通無鉛汽油消耗一升可以產生約271.44克的水,乙醇則可以產生928.8克,以10%的比例混合則為364.32克——假設汽車的百公裡油耗為10升,汽車在一小時內就會在發動機中產生超3.6公斤的水,這些水「傷到」發動機了嗎?

燃油動力汽車裝備的發動機為「往復活塞式·內燃式熱機」,是依靠燃燒燃油產生熱能、利用熱能轉化為機械能的發動機。燃燒過程中產生的溫度非常之高,而且在排氣管路中溫度也很誇張,比如排氣歧管會有900℃左右、三元催化器在600℃上下,直到末端消音器的冷卻隔板時也有200℃左右;在這種高溫環境中,燃燒產生的水總會是氣態,隨著排氣壓力流出車外則不會對車輛產生影響,E10汽油中極低的水含量更不用擔心。

水分離會出現嗎?更多汽車用戶擔心的是「乙醇、水、汽油」分層,在油箱中造成油泵抽出的是「水」導致無法正常運行。且不論水的含量有多低,想要讓國標E10乙醇汽油真正達到分離狀態,其相分離溫度至少要低至零下28攝氏度(-28℃)標準才可以。相信絕大多數汽車用戶的用車環境溫度不會這麼低,在西北地區的低溫環境中又會有特殊的「E汽油」,所以這一問題也不用有顧慮,某些所謂的「驅水劑」也只是噱頭。

總結:E10乙醇汽油並沒有什麼問題,只是對於用戶而言要接受油耗略微升高的事實。不過汽車通勤的人畢竟是少數,使用這種汽油減少排放、提升空氣品質,這也是對大多數非機動車與行人的負責,實際自己也是期望空氣品質更好的吧,畢竟都要呼吸。所以乙醇汽油不僅在國內全面普及,在海外比如歐美國家都早已普及;其中網傳禁用乙醇汽油的德國,真實情況反而是歐盟清潔汽油的消耗大國,目前已經全面普及了。

編輯:天和Auto-汽車科學島

責編:天和MCN

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