1 前言

    日益严格的汽车排放法规，促使世界各国的汽车制造商不断改进发动机技术以降低汽车排放。而为适应国内不断严格的排放法规，我国汽车行业也作出了积极响应，耗巨资研发并引进先进的汽车发动机排放控制技术，采取了多种机内和机外净化措施，使新生产的汽车排放水平不断提高。如一汽大众推出的捷达SDl柴油轿车就能满足欧…排放标准，宝来TDl柴油轿车能满足欧Ⅳ排放标准。目前，东风汽车公司与雷诺公司签订了引进达欧Ⅲ排放标准的发动机合作协议。

    然而除发动机本体技术外，燃料的组成和质量对汽车排放的影响也至关重要。在国际上，为减轻日益严格的汽车排放标准的压力，欧洲汽车制造商协会（ACEA）、美国汽车制造商协会（AAMA）和日本汽车制造商协会（JAMA）联合起来在1998年12月首次发表了“世界燃料规范”，以规定满足不同排放要求的燃料质量，并先后数次修订。在这个由汽车制造商发布的燃料规范中，将燃料按满足汽车排放标准分成4类等级。

    1类：用于对排放污染控制没有或要求极少的市场，主要基于汽车发动机的基本性能。

    2 类：用于对排放控制和其他方面有严格要求的市场，例如美国的Tier0或Tierl，欧I和欧Ⅱ法规或相当的标准。

    3类：用于对排放控制和其他方面有超前要求的市场。例如美国加洲LEV、ULEV和欧Ⅲ、欧Ⅳ法规或相当的排放控制标准。

    4类：用于对排放控制有着更超前要求的市场，它使汽车能够应用先进的NOx和颗粒后处理技术，例如必须达到美国加洲LEV—ll、EPA Tier2及欧Ⅳ法规的市场，同时还有提高燃油效率的规定，或相当的排放标准。

    我国目前实行相当于欧Ⅱ的排放法规，北京已开始实行欧Ⅲ，相应燃料的质量也应达到世界燃料规范中规定的2类和3类燃料标准。过去，国内汽车行业没有提出过燃料标准，但汽车排放法规严格化之后，仅靠提高汽车自身技术已无法从根本上解决问题，因此必须对燃料提出要求。本文以东风汽车公司2002年全国柴油质量调查为依据，对比分析国内市场上销售的柴油质量与世界燃料规范的差距，为发动机设计提供参考，同时为国家车用柴油标准的制订以及车用柴油质量发展方向提供参考。

    2 柴油质量与排放的关系

    柴油的组成和质量与发动机的性能及排放有直接关系。柴油的主要质量指标有十六烷值、硫含量、贮存安定性和芳烃含量。

    2.1柴油的十六烷值和十六烷值指数

    柴油的十六烷值指数是由馏分计算出来的。而十六烷值是由发动机测出的，特别能反映加入燃烧性能改进剂后的十六烷值，称为测定十六烷值，它们二者对排放的影响有所不同。柴油的十六烷值影响汽车冷起动、尾气排放和噪声。增加十六烷值将缩短发动机在某一速度下达到起动的时间。ACEA的欧洲排放物、燃料和发动机技术项目（EPEFE）的追踪研究表明，当十六烷值从50增加到58时，冷起动时间可缩短40%。对于重负荷柴油机，当十六烷值从50增加到58时，氧化氮的排放与负荷有关。负荷越低，NOx排放降低越多，可达9%，而在高负荷时降低就越来越不显著。而且，烃类排放可降低30%-40%。对于轻负荷柴油机，十六烷值由50增加到58，烃类和CO都可降低26%。当十六烷值或十六烷值指数由50增加到58时，十六烷值指数（油品本来的十六烷值）在每一个负荷时均节省燃料消耗，而十六烷值只有在高负荷时会节省燃料，可见燃料本身的十六烷值的重要性。所以，不能只考虑多使用十六烷值改进剂来达到十六烷值的要求，而对燃料本身的十六烷值指数也要有规定。在世界燃料规范中；不仅规定了十六烷值，还规定了十六烷值指数，二者之差不应大于3。

    2.2柴油的硫含量

    柴油的硫含量很显著地影响排放中的微粒，它变成硫酸盐随废气排到大气中。硫使发动机的部件腐蚀和磨损，更为重要的是硫毒化后处理装置中的催化剂，因而使后处理装置寿命变短。欧洲计划将柴油中硫含量从500×10-6降到30×10-6时，轻型柴油车排放微粒可降低7%，重型柴油车排放微粒可降低4%。日本在其柴油机上进行试验发现，无论是否安装尾气催化装置，降低硫含量都能降低颗粒排放。但是，硫的存在会毒化尾气处理系统中的NO吸收器和微粒过滤器，降低它们的有效率，所以柴油中的硫含量应该越低越好。但是，硫含量的降低会影响柴油的润滑性，造成高压油泵喷嘴和气阀的磨损，所以世界燃料规范中，对柴油的润滑性指标也作了要求，均为HFRR<400，以保证降低硫含量不会导致柴油润滑性能下降。

    2.3柴油中的烃类组成及安定性

    如果柴油中的芳烃尤其是多环芳烃含量过高，则会导致燃烧室火焰温度过高、结焦、油品稳定性下降和尾气中烟尘与颗粒排放量增加。如果芳烃的含量由30%降至10%，颗粒物将减少约1 6%。柴油中若含有较多的杂原子化合物、烯烃等，将造成柴油质量不稳定、储存期短、易变质、易沉淀、使用时易堵塞滤清器、喷嘴的积碳增多、喷雾状况不好、发动机的油耗增加、油路易生成油垢等问题，因此应尽可能提高柴油的安定性。