汽油知识

汽油组成
1.Paraffins：分子式为CnH2n+2，分子呈链状结构。

2.Olefins：分子式为CnH2n，分子呈开链接构且含双键。

3.Naphthenes：分子式为CnH2n，分子呈环状结构。

4.Aromatic：分子呈环状结构，且含不饱和双键。

5.汽油组成为四碳至十二碳氢化合物，氧、氮、硫及微量金属。

汽油质量在引擎性能上的基本要求
1.低温下冷启动容易
2.暖车迅速
3.运转平顺
4.输出足够的马力且不会有爆震现象
5.可提供良好的燃料经济性及产生低的废气排放
6.汽油不会增加，引擎的积污、污染或腐蚀燃料系统
从实验室分析汽油质量评估对引擎性能的影响
1.驾驶性(Driveability)：汽车之驾驶性系指引擎之启动(START)、暖车(WARMS UP)、运转(RUNS)。

2.驾驶性的问题包括：启动困难(Hard Starting)、回火(Backfire)、怠速不平顺(Rough Idle)、油门加速的反应性不好(Poor Throttle Response)。

汽油之挥发性(Volatility)
蒸气压(Vapor Pressure)：为冷启动及暖车之最重要性质，汽油蒸气压较低时，引擎启动就须要较长的时间。

如果太低，可能会造成无法启动的问题。

蒸馏曲线(Distillation Curve, D-86)：汽油蒸馏曲线即汽油在一特定条件下，测得之馏出汽油体积百分比与对应之温度关系图，如图一。

不同蒸馏范围之油料特性可影响之引擎性能。

汽液比(Vapor-Liquid Ration)：汽油的蒸馏曲线前段温度及蒸气压，是影响气障Vapor Locking发生倾向的因素，影响气障的原因即V/L=20的温度。

图一
不同蒸馏范围之油料特性可影响之引擎性能
1.前段挥发性调整与下列性能相关：易冷启动、易热启动、vapor lock的自由度、低蒸发运转损失污染。

2.中段挥发性调整与下列性能相关：快速热车及平顺运转、良好短程燃油经济性、良好马力及加速性、避免喉嘴结冰及热失速。

3.尾段挥发性调整与下列性能相关：热车后良好燃油经济性、引擎积污的自由度、减少燃油稀释曲轴箱油、减少HC排放污染。

爆震性质(Knock)
1.辛烷值(Octane number)：是量测汽油抗暴震性质，意即阻止燃烧室燃烧时产生爆震的现象。

2.研究法辛烷值(RON)：表引擎在低转速、较温和环境下的抗暴震性。

3.马达法辛烷值(MON)：表引擎在高转速、高温环境下的抗暴震性。

辛烷值需求因素
1.愈高之压缩比虽有愈佳的热效率，但愈可能产生点火爆震，需要高辛烷值燃料。

2.车辆负荷增加使引擎温度和混合气压力增高，因而增加爆震之可能性，致使辛烷值需求增加。

3.进气温度亦是影响辛烷值需求重要因素，进气温度愈高，愈容易爆震，致使辛烷值需求增加。

化学结构对辛烷值的影响
1.RON及MON随支链程度增加而增加。

2.直链碳氢化合物引入双链而形成烯烃，对RON增加效果很大，但MON增加有限。

烯烃虽具有高辛烷值但sensitivity大。

3.饱和环状化合物(Naphthene)较n-paraffin具有较高辛烷值，但具中度sensitivity。

4.芳香烃化合物具有高辛烷值，sensitivity亦高。

(芳香烃经燃烧会产生苯、甲醛、乙醛、多环芳香烃等致癌性物质，因此掺配于汽油比例受到限制。

)
马力(POWER)
引擎马力主要仰赖于引擎设计，引擎能吸愈多空气，就能产生更大马力，然而对于不同等级的汽油，如果有相同的燃烧热值，在能符合引擎不爆震情形下，所提供之引擎马力是相同的。

引擎马力主要考虑之因素：压缩比、涡轮增压式引擎、进气阀门数、汽门正时、火星塞点火正时。

燃料经济性(FUEL ECONOMY)
依我国法规(CNS)是将汽车放置于底盘动力计(Chassis Dynamometer)上，藉由控制温度及驾驶模式下测得，由实验室结果知悉汽车的燃料经济性与汽油的热值(Heating Value)成正比。

影响燃料经济性的因素：
1.汽车引擎大小、重量与设计
2.燃料的运送系统
3.引擎的型式
4.传动的型式
5.汽油燃烧热值
6.天候及路况
何谓辛烷值?
辛烷值是汽油燃烧产生动力时，引擎抗爆能力之量测值；较老的车辆、爆震会导致引擎熄不了火而继续运转，爆震的声响为尖锐、金属引擎声音，会导致不可控
制的燃烧现象，严重的爆震现象会导致活塞及其它引擎机件的损坏。

假如你听到爆震声响，应该去检查你车子的引擎及做适当的调校，以确定不是机械或电子的问题，或使用高辛烷值汽油克服。

对大部分的车子而言。

使用比车子原始设计较高辛烷值之汽油来防止爆震是一件不经济的行为，尽管如此，现代许多车辆均装设有爆震感知器(一个电子装置，装置在现代引擎上，管理引擎运转系统，以降低爆震)，使用较高辛烷值的汽油对性能的提升是轻微的，这必须配合引擎本身压缩比设计而使用较高辛烷值汽油。

壹、前言
随著科技之发展与生活质量的提升，在二十一世纪的今天，交通运输工具更益显现其重要性，依调查统计台湾地区平均约每四个人就拥有一部汽车、每两个人一部机车，其所使用之燃料---汽油，已成为重要的民生必需品，因此汽油与每个人的生活是息息相关的，身为现代人实有必要了解汽油的相关知识，本文旨在介绍汽油的相关特性。

贰、汽油的产制
炼油厂与传统化工厂不同，主要差异在于化工厂的产品均为单一化学品（如乙烯、丙烯、氯乙烯等），产品的优劣取决于纯度的高低；而炼油厂所生产之油品则非单一化学品，通常是混合物，它是从原油经由精馏、精炼等制程产出中间产物（如重要的汽油掺配原料，包括触媒裂解汽油、重组汽油与烷化油等高辛烷值的掺配源），再经由掺配、调和成不同类别与等级之油品，汽油的制造亦是如此，图(一)为炼油厂产制、掺配汽油之流程图。

图(一) 单元：炼油厂产制、掺配汽油流程图
就如同做菜、烹调的道理一样，可口美味的料理决定于厨师如何将原料、调味品等做完美搭配与组合，因此汽油质量之优劣除与中间产物相关外，乃决定在于掺配的技术。

由于汽油的组成包含数百种以上之碳氢化合物，故通常以蒸馏范围来界定，其沸点约在30~225℃，如依碳数分布而言，是介于五碳至十碳之间，在此范围内之碳氢化合物，均可以作为汽油之掺配原料。

参、汽油的重要性质
汽油一般是以物性来代表其质量，而各项性质均与引擎的性能相关，兹将其中五项重要性质说明如下：
一、辛烷值
汽油引擎是采火星塞点火方式，当引擎在压缩过程中，油气的体积变小，如压缩比越大，其压力越大，温度越高，所选用的汽油，必须在此条件下，仍不会引发自燃的现象，否则在火星塞尚未点火之前，油气已先产生自燃现象，因此在动力行程中会产生火焰波互相冲击，造成引擎爆震（引擎会有敲缸异响）。

辛烷值是决定汽油抗爆震性（抵抗自燃能力）的重要指标，而引擎的压缩比决定需要使用多少辛烷值的汽油，汽油对于抗爆震程度之量测指标称为辛烷值，如辛烷值越高，抗爆程度即越高。

基于引擎设计不断进步，汽车制造厂商不断以提高引擎压缩比来缩小引擎体积，以增加单位体积产生之马力，因而低辛烷值的汽油已不能符合高性能引擎的需求。

所以对高压缩比的引擎则需要较高辛烷值的汽油，以耐更高的压力与温度，避免影响汽车的驾驶性能及损害引擎，使用高辛烷值汽油并不会对性能有所提升，反之因高辛烷值汽油虽有高的抗爆震指标，却导致不易燃烧，而在排气行程时发生燃烧。

（俗称放炮）
目前国内汽油共有98、95与92三种不同辛烷值的汽油可供选择，如何选择适当辛烷值呢？，于此将一些原则提供大家参考
1.依原厂建议该款车辆适用之辛烷值。

2.若无原厂建议资料，请确认车子压缩比（应记载于车辆维修与保养手册），以压缩比×10计算方式（概略法）选择适当之辛烷值，如压缩比9.6，可选择95汽油，而一般高压缩比的进口车（压缩比10或更高），则建议使用98汽油。

轻微的爆震在驾驶过程中并不易感知，若要确认车子是否有爆震问题，可以在爬坡路段，重踩油门，注意倾听引擎有无类似螺丝无锁紧之敲击声，此即为爆震。

二、蒸气压
汽油的蒸气压与引擎的冷启动相关，蒸气压高即代表汽油在低温时挥发性强，因此容易点爆启动，但如果挥发性过强，却反而会使损耗增加（因油箱本身非完全密闭），造成空气污染；但蒸气压过低，表示汽油挥发性低，则会导致冷车启动不易。

目前国内法规要求汽油蒸气压最大不得高于 8.9 psi，但对于下限值并未规定。

车辆启动问题与油品性质影响层面较小，而直接与车辆保养不当和喷油装置故障（多点喷油或化油器）等问题影响较大。

三、蒸馏性质
蒸馏曲线为汽油在标准蒸馏条件下，测得之馏出汽油体积百分比与对应之温度关系图，为汽油对应驾驶性指标（Drivability Index，简称DI）之重要性质，汽油加速性与驾驶性优劣可由蒸馏曲线推断，一般区分为前段（Front end）、中间段（Mid range）与尾段（Tail end），图(二)为各段馏分对于引擎性能之影响。

蒸馏曲线之前段（初沸点~10%馏出体积），是代表低沸点等轻质汽油，它与引擎的冷启动有关。

而蒸馏曲线中间段（10% ~ 90 %的馏出体积）则与暖车与驾驶平
顺性相关。

蒸馏曲线尾段与蒸馏残余物（>90%馏出体积），对引擎性能影响最大，其代表意义为高沸点汽油的含量，由于高沸点物质的燃烧不易，导致引擎燃烧室未完全燃烧而造成稀释机油、曲轴箱积污、燃烧室与火星塞等积碳的现象。

图(二)：蒸馏性质各馏段对于引擎性能之影响
四、密度与热值
基本上汽油的热值愈高，对于油耗有正面影响，虽然密度较高有利于热值的提升，但密度高则表示汽油重质成分多，反而对燃烧效率不利，由于在实际路面的油耗测试会受外在环境因素的影响很大，表(一)为美国环保署统计路面油耗测试影响之因素与程度，因此如要以路测代表油耗性能，则因易受路况与驾驶习性所影响，其数据较无客观与公正性。

较具参考的油耗测试，是在底盘动力计实验室（Chassis Dynaometer）进行，塑化公司亦投资数亿兴建一座合乎国际标准的引擎试验工场，将可提供底盘动力计测试。

影响因素变异条件影响油耗比例(%) 平均最大
温度-6~25℃ 5.3 13
怠速或暖车冬天与夏天比较随驾驶习惯改
变
20
前车窗风阻20英哩/小时 2.3 6 爬坡7%斜坡度 1.9 25
汽油的硫含量对于引擎的性能并无直接之影响，而是对于废气排放的影响较大，尤其是装设触媒转化器的车辆，会因高硫含量的汽油而导致触媒暂时性失活(非永久性)，使得废气排放中的NOx增加，由于直接喷入式（Gasoline Direct Injection，GDI）引擎将是未来之展趋势，它是利用稀薄燃烧（Lean burning）的原理，以获得更有效率之燃烧，但其缺点是对于硫含量较为敏感，因此未来汽油的硫含量将会趋向于低硫的限制。

肆、触媒裂解汽油与重组油特性比较
国内油品已迈入全面的自由化，消费者有更多的机会选择油品，因此将更关心油品的质量，对于国内两大油公司：台塑石油与中国石油，由于两家公司设厂的时间差距较远，因此制程的结构也略有差异，基本上台塑石油是以触媒裂解汽油为主。

由于原油经过几十年来大量的使用，目前储存量已剩下不多，所以在十年前研发人员便著手研究，企图将重质油转化成低成本、高价值、高辛烷值的汽油，至今，因为技术上已经十分成熟，加上加入汽油清净添加剂时，更可完全克服过去在引擎喷油嘴与进气汽门较易形成积碳的缺点，所以触媒裂解汽油已是目前国际炼油厂必要的制程之一，中油桃园炼油厂最近也兴建一座触媒裂解工场，预定近期将进行试车。

从触媒热裂解制程所产生之萃余油，是制备高质量、高辛烷值之烷化汽油的原料，由于烷化汽油具有高辛烷值(96-100)、低敏感度(研究法辛烷值与马达法辛烷值的差值最小)与易燃烧的优异特性，故加入烷化汽油来掺配，更使得汽油的质量大为提升。

而旧式的炼油厂是以重组汽油为主，由于重组汽油含有大量的芳香烃成分，因此有苯含量高与重质芳香烃多的缺点(排放后易产生致癌性)，不过目前的技术已可使苯含量降低至法规要求(1% max)；但是其重质芳香烃的成分，由于燃烧效率差，因此易造成引擎燃烧室的积碳，导致引擎爆震与油耗变差，截至目前为止，尚无任何的技术可以解决。

由于触媒裂解汽油与重组汽油的化学组成差异甚大，因此对于引擎的影响程度也不相同，兹将两者的比较如下表:
可完全保持清净，因此先进国家的汽油中(如美国)都要求加入清净添加剂，目前台塑石油也都加有高性能的清净添加剂，其功能完全符合欧洲先进国家(如英国)的标准。

但是重组汽油对燃烧室所造成之积碳，直到目前为止，尚无任何的添加剂可以克服，当燃烧室严重积碳时，不但会造成引擎的马力损失、爆震、油耗增加等现象，而且会增加废气的排放污染，同时过量的清净添加剂更使得燃烧室的积碳增加，因此消费者不宜自行添加市售之清净剂，有时反而会出现负面的效果。

伍、国际及未来环保趋势
虽然引擎科技不断在进步，但是人类对于环境质量的提升却更有过之而无不及，在美国、欧洲等先进国家一直致力于订定严格的汽油规范(低硫、低苯)，而国内也受到环保团体与专家学者的压力，因此近年来环保署也积极的要求油公司生产低污染的环保汽油，所以国内现行的CNS汽油规范，已与全球最严格的加州汽油相距不远，而目前台塑石油与中国石油的汽油质量更远优于CNS标准。

虽然干净的汽油可改善空气污染的问题，但是更严格的汽油规范，对于炼油厂来说，因为必须生产较轻质的油品来符合新的法规，却反而丧失原本较佳之油耗与加速性能，正如俗语所说的『鱼与熊掌，难以兼得』。

壹、前言
燃料如果在完全燃烧状况下，主要生成二氧化碳与水，但是燃烧不完全时，则会产生积碳的现象；由于各种燃料的特性与应用不同，因此其积碳的程度也不相同，例如家庭用的液化石油气(简称LPG)，因为分子短且为直链化合物，具有易燃烧的特性，所以产生的积碳相当微量，可是锅炉用的燃料油，则属于重沸物质(分子长且含有芳香烃物质)，不易完全燃烧，因此积碳的程度就比较严重；至于汽油因在引擎的燃烧过程，由于燃烧温度高且油气停留的时间极短，所以无法完全避免有部份气化及燃烧不完全的物质，这些气化不完全的部分，形成像油漆状的胶质，附著于引擎进气汽门表面称为进气汽门积碳。

而燃烧不完全的焦炭物质，则附著在引擎燃烧室内的汽缸头与汽缸盖，此称为燃烧室积碳。

现今的引擎技术虽已相当进步，但是燃烧效率也仅达25~30 %而已，因此积碳主要是由机械本身所造成的现象，并非汽油质量不佳所引起，一般自炼油厂所生产的汽油，质量可能不尽相同，因此影响的程度略有差异，但是如果使用溶剂油或
非法油品，则会导致严重的积碳。

贰、汽油引擎积碳形成的原因与位置
汽油引擎积碳的部位，主要分成进气系统与燃烧室。

在进气系统中因为汽门的高温（约200℃），所以不易气化的汽油，在喷油嘴与进气汽门上形成像油漆状的胶质。

而在燃烧室内则因高温（约500-800℃）、且快速的燃烧，由于汽缸壁的温度较低，易使得局部燃烧不完全而产生焦炭物质形成燃烧室积碳。

图(1)：引擎积碳部位
参、积碳对车辆性能的影响
由于新车并无所谓积碳的困扰，但是经过一段长里程的行驶后，引擎的性能会逐渐出现降低的现象，例如加速无力、油耗增加、引擎产生抖动与爆震等。

其原因除了机械磨损与电子零件的老化外，积碳也是影响的因素之一。

当喷油嘴产生积碳时，则形成阻塞，因此汽油无法完全雾化，使得未气化的油滴，则渐渐在进气汽门因高热下由胶状物质产生碳化，所以当进气汽门严重积碳时，造成引擎的输出马力降低，因而导致耗油量增加，而且所排放出来的废气因燃烧不完全而造成空气污染。

而燃烧室积碳会结合油气中的过氧化物，使得燃烧过程产生不均匀燃烧，而发出异常噪音，同时也因为压缩比的增加，致使引擎需要使用更高辛烷值的汽油，否则会出现爆震现象(俗语所说的敲缸)，如果严重时会导致汽缸头磨损，此时车辆将被迫送入保养厂进行大修了。

肆、油公司对于积碳的对策
引擎积碳的问题，在国际上早已深入研究与寻求解决之道，随著引擎科技的进步，尤其是喷射引擎，如何保持其高性能的驾驶性，以及进气汽门的清净性就显得相当重要。

在欧、美等先进国家都强制要求在汽油中添加清净剂，虽然我国的国家标准(CNS)尚未实施，但是具规模的油公司为取得消费者的信赖与喜爱，在汽油中加入高性能与适当剂量的清净添加剂，以保持喷油嘴与进气汽门的清净性，以确保引擎运转维持在最佳状态。

伍、清净添加剂的功用
清净剂的是属于一种界面活性剂，可完全溶解于油滴中，其分子的两端分别具有不同的亲和力，清净剂随著汽油经喷油嘴气化后，在引擎进气汽门壁上则会形成
一层保护膜，因此可抑制积碳生成。

但由于它是一种高分子物质，无法完全燃烧，反而会形成燃烧室积碳。

图(2)：清净添加剂作用图(3)：不含清净剂的进
气汽门
图(4)：含清净剂的进气
汽门
陆、如何确保适当的添加量
当清净剂添加量不足时，在喷油嘴与进气汽门无法达到清净性，而添加量过多时，反而会使得燃烧室产生严重的积碳，为确保清净剂的功效与适当的添加剂量，必须以标准的引擎与测试方法进行试验，国际上则订有标准的测试方法与规范；在测试法规方面，目前全球普遍所采用的方法，有欧洲(CEC)与美国(ASTM)两种；而在规范方面，尤其是以欧洲、美国与日本等世界汽车协会所共同提出的世界燃油规范（WWFC ,World Wide Fuel Charter），对于引擎积碳的要求标准最高，台塑石化公司为确保供应一流的油品给国内的社会大众，投资新台币五亿五仟万元所兴建并完成启用的引擎试验工场，乃依据国际规范与标准来设计，其中包含了引擎进气汽门的积碳测试。

壹、前言
当我接下汽油技术服务的工作时，心理感到既高兴但却又十分惶恐，因为除了要面对消费者种种的抱怨与正确研判各种车辆产生故障的原因外，还要给他们做合理的解释，真是难以应付呀!，有时接到消费者的投诉，我会望著客诉反应单而无奈地仰天长叹…唉!…真的会有这样的情形发生吗?
自从塑化油品上市后至今，自己使用的车辆并未发生过任何的异常，但怎么会发生一些奇奇怪怪的客诉呢?有时真的是百思不解。

曾有一次在前往处理客诉的路途中，听到资源回收车正拨放著一首『酒矸倘卖否』，我和同事对望苦笑自我嘲弄一番，异口同声说我们也是做资源回收的工作。

贰、客诉案例说明
技术服务的工作，虽然有苦闷的一面，但也颇有收获的一面，因为自己必须不断地充实与车辆、油品相关的知识，了解车辆故障的原因与正确的保养知识，一年多下来从客诉案例中也学到不少的经验，同时与消费者接触的过程中，更学习到不少人与人之间相处之道，我总认为礼貌与微笑是与人沟通间最佳的润滑剂。

从客诉经验中发现，车辆故障的原因绝大部分都是来自于车辆本身的机械问题、或是不良驾驶习惯所造成，并非油品所造成，以下介绍两件较常发生的案例。

一、无法加速且出现抖动的现象
案例(一)：
有位驾驶 NISSAN QUEST 3.0的消费者，在90年9月间出现车辆于行驶中逐渐有加速不顺及抖动的现象，最后车速只能加至20 ~ 30 公里/小时，因此将车辆开回原厂检查，技师以计算机检测后并未发现有任何的问题，因而怀疑是油品造成的问题，并要求消费者将车留在原厂检查。

当我接获客诉反应后立即与消费者以电话联系，他表示是使用95汽油，经常在台北与中部之间往返出差，每次加油量约65～75L，车辆最近刚保养过，因此车况十分良好，初期出现加速不顺、抖动的现象，后来则每况愈下，抖动情形愈加明显，车辆之最高时速从90公里/小时降至 60~70公里/小时，最后只能以20 ~ 30行驶公里/小时。

该车每次起步后的加速性依然正常，但经过一段距离的行驶后，在高速下车辆会产生抖动且速度再无法提升的现象，由于消费者习惯在燃料指示灯亮起时(燃料已快用完)才加油，研判此故障的原因可能有：
(1)节气门感知器电压输出异常。

(2)油箱内的汽油泵滤网遭杂物阻塞，造成供油压力不足。

(3)汽油泵异常，造成供油压力不足。

与消费者结束电话的交谈后，我立即与NISSAN原厂联系，技师表示该车入厂后以计算机检测各传感器讯号，除节气门线路有点老化更换外，其余都属正常，因此将车辆交还给消费者。

第二天消费者的车辆又出现相同的情况而入厂维修，保养厂将油箱卸下清洗，但油箱内并没有任何的异物。

当我得知这个消息后，再度与NISSAN原厂联系，建议技师检查汽油泵供油压力，技师装上压力表后，车子刚发动时供油压力仍然正常(2.5 ~ 3 kg/cm2)，但经行驶一段距离后，发现供油压力已降至 1 kg/cm2，此时车辆开始出现抖动，所以技师才确定是供油泵线圈老化，因此将汽油泵更换后车辆随即恢复正常。

汽油泵异常的初期其特征并不明显，且不容易由仪器检查，车辆刚启动后，汽油泵仍可正常运转，需要一段时间后，当汽油泵温度升高时才会显现出来。

此消费者发生故障的情形应属于初期，因此很难诊断出原因。

由于汽油泵是沉浸在油箱的底部，如果油料的液位太低时，汽油泵无法借著燃料来冷却以降低温度，经一段时间后会逐渐损坏线圈，首先会慢慢出现加速无力的现象，严重时则造成汽油泵无法启动，所以建议消费者不要养成在燃料快用完时才加油的习惯，不但可以延长汽油泵的使用寿命，而且可避免汽油泵吸入因长期使用后累积在油箱底部的杂物。

二、引擎进汽气门积碳严重无法启动
案例(二)：
有位驾驶BMW 520 (2000年出厂)的洪太太，车龄一年多但才行驶约7,000公里，大都在福懋北环路加油站加油，于某日早上要出门时，车辆启动后入裆时发生熄火，经过几次的启动、熄火后，就无法再启动，请人将车辆拖回原厂检修，发现引擎进汽气门的积碳严重，技师认为是油品产生的问题，因此洪太太要求塑化公司提出油品的化验报告。

先与BMW中部代理商(昌一汽车)取得联系后，随即亲自拜访昌一汽车，该公司的技师认为引擎进气阀等积污情况严重(含进气岐管末段)，是造成车辆难以启动的主要原因，由于洪太太继续发动后而导致火星塞润湿，所以车辆无法启动。

后来与洪太太电话访谈后，得知该车平时都是做为接送小孩上下学用，极少作远途的行驶，洪太太说自购车以来行驶最远的一次，即是彰化←→台中。

昌一汽车。