专利名称：汽油机进气阀沉积物模拟检测方法
技术领域：
本发明涉及一种汽油机进气阀沉积物模拟检测方法。
背景技术：
随着汽车数量的增加，排放污染的问题越来越引起人们的重视。减少汽车排放污染的一个重要手段就是在燃油中加入清净剂，但清净剂本身的质量仍然良莠不一。因此，急需建立评定汽油清净剂的清净性的标准试验方法。
现有的汽油清净剂清净性试验评定方法包括模拟试验法、发动机台架试验法和整车道路试验法等。其中模拟试验法的费用较低，试验周期较短，受到很大的关注。
目前国际上公认的模拟试验法是ASTMD6421-99《车用汽油对电子孔式燃料喷嘴堵塞率倾向试验法》和美国联邦试验方法标准No.791C500.1《车用汽油进气系统沉积物(ISD)生成倾向性试验法》两种。
ASTMD6421-99法包括形成沉积物和确定流量损失两个试验程序。其采用一个模拟燃油系统，用一个热源对燃油喷嘴进行加热和保温，模拟行车试验中喷嘴的温度。每次试验开始前应选择符合一定堵塞要求的喷嘴，将选好经过清洗的4个喷嘴安装在铝加热基板上，不锈钢贮油器装满2L试验燃油。试验由两组各22个循环组成，共进行44个循环，试验结束后用每个喷嘴的流量变化来确定其堵塞率。虽然制定该方法时做了一些行车试验，并有较好的相关性，但相关性仅限于喷嘴，而在汽车的发动机中，汽油不仅在发电机的喷嘴上，而且在进气阀处也能产生沉积物。另外，完成试验所需时间比较长，操作相对繁复。
No.791C500.1方法模拟车用汽油在发动机进气系统工作过程中在进气阀上形成沉积物，利用该沉积物的多少来判定汽油的清净性的好坏。该方法以基础汽油数据作为空白试验数据，加剂后的沉积物质量与空白试验沉积物质量相减后的下降的百分比表示剂的清净性。该方法的优点是结果比较直观，操作比较方便，试验的时间也比较短，它的科学性也是公认的。但是由于国际市场上比较规范，评定的方法完全依靠标准台架，对模拟方法没有再进一步做改进和完善工作，该方法尚存不足。由于中国市场对汽油清净剂检测评定的需要，我们受国家相关部门的委托，在上述方法的基础上做了大量的工作，进行了一系列试验，发现试验结果重复性不理想，区分性差，设备国产化困难。
此外，这种No791C500.1方法只能用于对汽油清净剂沉积物进行检测和评定，不能对汽油本身的沉积物进行检测评定。而在中国市场上，对汽油本身的沉积物进行检测评定也是一个急需解决的课题。
发明内容
本发明的任务是提供一种汽油机进气阀沉积物的模拟检测方法，其能够克服上述现有技术中的方法的缺陷。按照本发明的方法能够以模拟的方式对汽油机进气阀上的沉积物进行检测和评定，其不仅能够对汽油清净剂的沉积物进行检测评定，而且能够对汽油本身的沉积物进行检测和评定，其完成试验所需的时间较短，操作起来比较简单，重复性和区分性都比现有技术中的方法更好，并有理想的相关性。
通过分析我们发现，No791C500.1法的试验结果之所以重复性和区分性比较差，有以下几个原因，一个是其沉积物收集器是管状的，表面积也小，第二个原因是试验油量小，第三个原因是其试验温度、压力、流量与发动机实际状况差别较大。此外，由于该方法中采用重催汽油和环戊二烯混合物为基础汽油，所以不能做汽油的检测。
针对上述问题，在本发明的方法中，将沉积物收集器改为板状，并扩大它的表面积。在本发明的方法中，还将试验油量增大，并使试验温度、压力、流量均作调整，使其与发动机的实际工作状况更为接近。此外，在本发明的方法中，以性能较稳定的试剂调配成专用助剂，使得本发明的方法也能做汽油的清净性试验。
综上所述，本发明涉及一种汽油机进气阀沉积物模拟试验方法，该方法包括在规定的试验条件下将定量的基础汽油或试验汽油经过喷嘴与空气混合，并喷射到一个已经称重并加热到试验温度的沉积物收集器上，模拟汽油机进气阀沉积物生成，然后将生成的沉积物称重并照相。
在本发明的方法中，优选采用板状的沉积物收集器。
图1示出按照本发明的汽油机进气阀沉积物模拟检测方法与Ford2.3L试验下降率的相关关系。其中横坐标为标准台架沉积物下降率的百分比，纵坐标为按照本发明的方法的沉积物下降率的百分比。
图2示出按照本发明的汽油机进气阀沉积物模拟检测方法与M111台架试验沉积物下降率相关关系。其中横坐标为标准台架沉积物下降率的百分比，纵坐标为按照本发明的方法的沉积物下降率的百分比。
图3不同加剂量的试验结果。
具体实施例方式
按照本发明汽油机进气阀沉积物模拟检测方法的试验环境条件为试验室温度16至25℃；强制通风，该方法所用的仪器设备包括a)L-2型汽油机进气阀沉积物模拟试验器(汽油清净性检测仪)一台；b)空气压缩机一台，气体流量大于30L/min；c)天平一台，精确到0.1mg；d)干燥器，含干燥剂；
e)烘箱一台，温度在100℃±2℃；f)微量进样器，1ml；g)容量瓶，特制300ml；h)测温表一只，精确到0.1℃i)数码相机一架该方法中所用到的试验试剂包括a)正庚烷，分析纯b)石油醚，分析纯c)甲苯，分析纯d)无水乙醇，分析纯e)洗液，发动机活塞专用洗液f)水砂纸，No.400g)去污粉h)助剂，专用助剂(例如不饱和烃)i)基础汽油，符合GB17930的车用无铅汽油(不加汽油清净剂)并加入一定量的专用助剂。
该方法的准备工作包括a)沉积物收集器的准备先用洗液浸泡60min，再用水砂纸沿着收集器长度方向打磨，直到表面光亮无污，然后用去污粉擦洗残留的洗液，再用流动的自来水清洗沉积物收集器，在无水乙醇中浸泡片刻，用镊子夹出，放到100℃的烘箱中，不少于15min；
将沉积物收集器从烘箱中取出，置于干燥器中冷却至室温；用测温表测量并记录收集器温度，称准后记录下沉积物收集器的质量，连续两次称量沉积物收集器时的温度变化不应大于0.2℃，称量的误差小于0.2mg，即可将沉积物收集器放入干燥器中备用；b)仪器设备的准备拧开汽油盛样瓶，将大约20ml甲苯倒入盛样瓶中，然后拧紧瓶盖，将盛样瓶呈水平状，双手横握两端，上下晃动，充分清洗瓶的内壁，放回盘中，再在喷嘴前放置溶剂回收盒；打开设备面板上的空气截止阀和燃料截止阀，令溶剂喷完，关闭空气和汽油截止阀，再用20ml待检油样清洗，然后吹气清洗。
c)油样的准备取300ml待检油样，导入容量瓶中，加入与基础汽油等量的专用助剂并摇匀，更换燃料进样口处的过滤海绵，拧紧盛样瓶盖；所述方法包括如下步骤a)将试验计时器打开至70min；b)打开试验器罩上盖，将沉积物收集器装入支架槽内并夹紧，插上测温热电偶；c)打开试验器电源开关，按下加热开关，使沉积物收集器温度达到设定温度；d)打开空气截止阀，将气体压力调节到50-100KPa，并将流量控制在稳定状态；e)打开燃料截止阀，使油压达到5.0-8.0Kpa，打开燃料流量计调节阀，将流量控制在稳定状态；f)开始喷油，并打开计时器开关，开始计时；g)将沉积物收集器的温度保持在上述设定温度下直至试油喷完，关闭空气和燃料截止阀。关闭计时器，关闭加热开关，使之自然降温至50℃以下；h)取出沉积物收集器的测温热电偶，松开加热器的夹紧即够；i)用镊子取出沉积物收集器，将其置于正庚烷的烧杯中浸泡5-10min后取出；j)将沉积物收集器浸入盛有石油醚的烧杯中，浸泡片刻后去处并放入100℃的烘箱中不少于15min；k)将沉积物收集器由烘箱中取出，置于干燥器中冷却至室温；l)对沉积物收集器测温，与试验前测得的温度误差应小于0.2℃方可称量，连续两次称出的质量误差在0.2mg以内；m)对沉积物收集器进行照相。上述步骤c和g中所述的设定温度优选为150-205℃。对所述方法的试验结果进行如下处理a)用下面的式(1)对汽油的清净性能进行计算D1＝DFi-Dli............................................(1)
式中D1为试验生成的沉积物的质量，单位为mgDFi为试验沉积物收集器的最终质量，单位为mgDli为试验沉积物收集器的初始质量，单位为mgb)用下降率百分比表示汽油清净剂清净性能，计算公式为δ(％)＝[(D-DAD)/D]×100％...........................(2)式中δ为沉积物的下降率(％)D为基础汽油的沉积物质量，单位为mgDAD为加清净剂时试验汽油的沉积物质量，单位为mg；c)照相制片。
采用板状沉积物收集器按照本发明汽油机进气阀沉积物模拟检测方法既可用于检测汽油清净剂的沉积物含量，又可用于检测汽油本身的沉积物的含量。
下面是按照本发明的汽油机进气阀沉积物模拟检测方法的一些试验结果。
A.试验的重复性我们对两批93#车用汽油在72h内分别进行了4次试验，试验结果见表1。
表1 重复性试验数据
另外对2种不同的清净剂加入汽油中分别进行了4次试验，结果见表2。
从这些数据来看，本试验方法的重复性较高，可以适应空白燃料试验和加清净剂燃料试验的精度要求，也达到了本模拟试验方法规定的重复性误差的要求。
表2 加清净剂汽油的重复性试验数据
B.本方法与标准台架试验的相关性B.1与Ford2.3L台架试验的相关性为了进行该项工作，我们收集了五个由国内外标准台架(Ford2.3L-ASTM6201-99)数据的汽油清净剂样品，使用本摸拟试验方法做了相关性的考察试验，表3是几种清净剂在两种方法中的下降率。
表3 几种清净剂在两种方法中的下降率
从表3的对应关系计算出本方法与标准台架的相关关系，见图1。
从以上结果看出本方法与Ford2.3L标准台架具有良好的相关性。(一般来说相关系数R大于0.68，则认为两者相关)。
B.2与M111台架试验的相关性与M111台架的相关性试验所使用的基础汽油、清净剂和M111数据均由石化院提供。试验数据见表4。相关性见图3。
表4 模拟试验与M111台架试验对应关系
C.试验的区分性试验所用试样为已有Ford2.3L台架试验数据和宝马318i行车试验数据，并计算出下降率的清净剂，数据见表5表5 对比下降率的试验数据
(1)注为宝马行车试验结果从以上数据可以看出1号剂是失败的，其他几种剂都有一定的清净效果。另外，通过同一种剂不同加剂量考察本方法的区分能力，试验结果见图3。
从图3可以看出同一种剂不同的加剂量，下降率不同，区分性良好。
权利要求
1.一种汽油机进气阀沉积物模拟检测方法，该方法包括在规定的试验条件下将定量的基础汽油或试验汽油经过喷嘴与空气混合，并喷射到一个已经称重并加热到试验温度的沉积物收集器上，模拟汽油机进气阀沉积物生成，然后将生成的沉积物称重，其特征在于所述沉积物收集器为板状；所述方法包括如下步骤a)将试验计时器打开至70min；b)打开试验器罩上盖，将沉积物收集器装入支架槽内并夹紧，插上测温热电偶；c)打开试验器电源开关，按下加热开关，使沉积物收集器温度达到150-205℃；d)打开空气截止阀，将气体压力调节到80±1KPa，并将流量控制在稳定状态；e)打开燃料截止阀，使油压达到7.5±05Kpa，打开燃料流量计调节阀，将流量控制在稳定状态；f)开始喷油，并打开计时器开关，开始计时，保持该状态，直到油样喷完，关闭空气和燃料截止阀，关闭计时器；g)将沉积物收集器的温度保持在上述设定温度下10min，关闭加热开关，使之自然降温至50℃以下；h)取出沉积物收集器的测温热电偶，松开加热器的夹紧机构；i)用镊子取出沉积物收集器，将其置于正庚烷的烧杯中浸泡5-10min后取出；j)将沉积物收集器浸入盛有石油醚的烧杯中，浸泡片刻后去处并放入100℃的烘箱中不少于15min；k)将沉积物收集器由烘箱中取出，置于干燥器中冷却至室温；l)对沉积物收集器测温，与试验前测得的温度误差应小于0.2℃方可称量，连续两次称出的质量误差在0.2mg以内；n)对沉积物收集器进行照相。
2.如权利要求1的方法，其特征在于该方法用于对汽油在进气阀上的沉积进行检测。
3.如权利要求1的方法，其特征在于该方法用于对汽油清净剂在进气阀上的沉积进行检测。
4.如权利要求2或3的方法，其特征在于所述试验在16至25℃室温和强制通风的条件下进行。
5.如权利要求4的方法，其特征在于所述方法包括如下的准备工作a)沉积物收集器的准备先用洗液浸泡沉积物收集器60min，再用水砂纸沿着收集器长度方向打磨，直到表面光亮无污，然后用去污粉擦洗残留的洗液，再用流动的自来水清洗沉积物收集器，在无水乙醇中浸泡片刻，用镊子夹出，放到100℃的烘箱中，不少于15min；将沉积物收集器从烘箱中取出，置于干燥器中冷却至室温；用测温表测量并记录收集器温度，称准后记录下沉积物收集器的质量，连续两次称量沉积物收集器时的温度变化不应大于0.2℃，称量的误差小于0.2mg，即可将沉积物收集器放入干燥器中备用；b)仪器设备的准备拧开汽油盛样瓶，将大约20ml甲苯倒入盛样瓶中，然后拧紧瓶盖，将盛样瓶呈水平状，双手横握两端，上下晃动，充分清洗瓶的内壁，放回盘中，再在喷嘴前防止溶剂回收盒；打开设备面板上的空气截止阀和燃料截止阀，令溶剂喷完，关闭空气和汽油截止阀，再用20ml待检油样清洗，然后吹气清洗；c)油样的准备取300ml待检油样，导入容量瓶中，加入与基础汽油等量的专用助剂并摇匀，更换燃料进样口处的过滤海绵，拧紧盛样瓶盖。
6.权利要求5所述的方法，其特征在于所述正庚烷、石油醚、无水乙醇的纯度均为分析纯度，所述洗液为发动机活塞专用洗液，所述砂纸采用No.400型号，所述助剂为不饱和烃，所述基础汽油为符合GB17930的车用无铅汽油(不含汽油清净剂)并加入一定量的不饱和烃。
全文摘要
本发明涉及一种汽油机进气阀沉积物模拟检测方法，包括在规定的试验条件下将定量的基础汽油或试验汽油经过喷嘴与空气混合，并喷射到一个已经称重并加热到试验温度的沉积物收集器上，模拟汽油机进气阀沉积物生成，然后将生成的沉积物称重并照相。该方法采用板状的沉积物收集器，从而扩大它的表面积。该方法能够以模拟的方式对汽油机进气阀上的沉积物进行检测和评定，不仅能够检测评定汽油清净剂的沉积物，而且能够检测和评定汽油本身的沉积物，其试验时间短，操作简单，重复性和区分性都比现有技术中的方法更好，并有理想的相关性。
文档编号G01M15/00GK1590978SQ03156430
公开日2005年3月9日 申请日期2003年8月29日 优先权日2003年8月29日
发明者郭亦明, 张德民, 李 荣, 刘宗茂, 纪文萍 申请人:郭亦明, 张德民