試驗.測試汽車科技第5期2012年9月doi:10.3969/.issn. 1005- -2550.2012.05.015甲醇汽油的中紅外法測定研究金盼盼',張騰', 楊曉平2,孫志春'(1.長安大學(xué)西安710064;2.延川明珠集團 延安717208)摘要:利用美國培安公司生產(chǎn)的ERASPEC中紅外汽油分析儀,對5%-50%的甲醇汽油中的甲醇含量進行了測量,試圖找到一種有效的甲醇含量測量方法;同時,將93#汽油及甲醇含量在5%-20%的甲醇汽油的辛烷值進行了對比分析;實驗結(jié)果表明:當(dāng)甲醇含量超過30%時;使用該儀器所測得甲醇含量與實際的甲醇含量有較大的偏差;若采用稀.釋測量的辦法,使用石油醚或汽油對甲醇汽油稀釋后的測量結(jié)果比使用無水乙醇的稀釋結(jié)果好;另外,隨著甲醇含量的增加，甲醇汽油的辛烷值及抗爆性均呈增大的趨勢,但是當(dāng)甲醇含量超過15%時，將對辛烷值沒有太大的影響。關(guān)鍵詞:中紅外分析儀;甲醇汽油:甲醇含量;辛烷值中圖分類號:TK418.9文獻標(biāo)志碼:A文章編號: 1005- -2550( 2012 )05-0066- 05Mid- infrared Analyzers for the Determination of Methanol FuelsJIN Pan-pan' , ZHANG Teng'，YANG Xiao -ping2，SUN Zhi-chun'(1.Chang' an University ,Xian 710064 ,China :2.Yan Chuan Ming Zhu Comupany , Yanan 717208 ,China)Abstract: In order to hes a better understanding of methanol fuel, we use the ERASPEC Fully Automated mid-infraredanalyzer which is produced by the PYNN Corporation of America to measure the methanol fuel that the proportion ofmethanol are 5%~50% ,trying to find an efctive method to measure the content of methanol.As the same time ,comparedand analyzed the 93# gasoline and the methanol fuel that the proportion of methanol are 5% ~20% .The results show that:when the content of methanol more than 30% ,this instrument measured content of methanol has a large deviation from theactual content of methanol;If take the measurement of dilution,the result of use the petroleum ether or the gasoline isbetter than use of absolute alcohol. In addition with the increase of content of methanol ，the octane number and the anti-knock of methanol fuel show an increasing lrend, but when the content of methanol more than 15%, it will not havemuch impact on the octane number.Key words: mid-infrared analyzer ; methanol fuel ; methanol content ; octane number隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、石油儲量的減少以簡便、快捷的檢測方法。及對環(huán)保要求的提高，甲醇汽油作為一種可替代車現(xiàn)行的甲醇含量的方法"主要有:氣相色譜法問、用燃料得到越來越多的關(guān)注。以煤或天然氣為原料氣相色譜-質(zhì)譜法相結(jié)合法、毛細(xì)管氣相色譜-氫制取的甲醇具有排放低、辛烷值高、抗爆性好、資源火焰離子化檢測器(CGC- -FID)[3)等。目前國內(nèi)頒相對比較豐富等優(yōu)點，以一定比例的甲醇與標(biāo)準(zhǔn)汽布并實施的辛烷值測定方法[4] 有:CB/T5487-油通過助溶劑配置，得到的各種甲醇汽油在汽車中1995<汽油辛烷值測定法(研究法)》,GB/T503-的使用日益成熟，且得到了較為廣泛的應(yīng)用,具有-1995《汽油辛烷值測定法(馬達法)》,GB/定的推廣潛力。T18339- 2001《車 用汽油辛烷值測定法(介電常數(shù)目前,市場上流通的各種型號的甲醇汽油,都是.法))以及氣相色譜法。但是,以上的這些檢測方法通過汽油與一定比例的甲醇通過添加適量的添加劑均存在分析時間長、操作較繁瑣、攜帶不便等缺調(diào)配而成的。其中的甲醇含量配比大小不均，而且已點。與此相對的,本文所采用的美國培安公司研發(fā)經(jīng)頒布實施的M85甲醇汽油國家標(biāo)準(zhǔn)中也只是規(guī)的ERASPEC中紅外汽油分析儀，不僅攜帶方便、范了甲醇體積含量為85%時的甲醇含量檢測方法。操作簡單，而且還能快速準(zhǔn)確的測定甲醇汽油中因此，有必要找到一種應(yīng)對各種比例的甲醇汽油的甲醇含量、辛烷值等30多個指標(biāo),是測定甲醇汽油的一種很好的選擇。收稿日期:2012-04 09，66.甲醇汽油的中紅外法測定研究/金盼盼,張騰,楊曉平等試驗.測試紅外汽油分析儀對汽油和甲醇汽油進行了分析。1實驗部分ERASPEC汽油分析儀的主要測試指標(biāo)有辛烷值、抗爆指數(shù)、芳烴、烯烴、飽和烴、餾程、密度、MTBE、1.1 儀器氧含量、錳含量等30多個指標(biāo)。儀器的主要參數(shù)本文采用美國培安公司研發(fā)的ERASPEC中見表1。表1 ERASPEC 主要參數(shù)項目參數(shù)及說明參數(shù)及說明.樣品量15 ml苯,甲苯測試方法符合ASTM D6277測量時間.1~2 min總氧含量測試方法符合ASTM D5845測量單位體積百分比，質(zhì)量百分比測量方式全自動樣品導(dǎo)入.自動氣液清洗密度測量+0.0001g/cm',安東帕密度計電源85~263VAC ,47~63Hz, 70W吸收譜線范圍4 000~400 cm-'1.2 試劑及樣品準(zhǔn)備表2基于ERASPEC汽油分析儀的測試結(jié)果本文用到的甲醇汽油均是在實驗室環(huán)境下配置93#M5M10M15M20得到的,其中,基礎(chǔ)汽油采用93#成品汽油;甲醇采.甲醇含量/% C5.310.916.41.1用分析純度大于99.5%的實驗用無水甲醇;乙醇采抗爆指數(shù)889.30.290.992.2用分析純度大于95%的實驗用無水乙醇;石油醚采RON辛烷值| 93.495.696.797.598.1用的純度為60~90。分別配制體積分?jǐn)?shù)為5%~50%MON辛烷值82.583.183.784.385.3的甲醇汽油100ml。由于是低比例配制含水量極根據(jù)以上數(shù)據(jù)通過EXCEL中的作圖工具,得少,且在室溫條件下,甲醇與汽油未出現(xiàn)明顯分層現(xiàn).到RON辛烷值、MON辛烷值,以及抗爆性指數(shù)隨甲象，因此沒有加任何添加劑。醇添加量的增多而呈遞增的趨勢，其具體圖形如圖1.3數(shù)據(jù)來源.1、圖2所示。主要的測量步驟如下:100①分別取試樣(93# 汽油及體積分?jǐn)?shù)為5%~950%的甲醇汽油)100 ml,充分搖勻,靜置1分鐘。袋85-②開機,在測量界面內(nèi)根據(jù)測試樣品的不同,選◆RON辛烷值75-擇對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(做甲醇汽油時不僅需將數(shù)據(jù)庫中70L的“CA” 項選上，還需要將結(jié)果界面下檢測指標(biāo)油品種類.RON中的"P0704"項選上)。③按"參比"鍵,儀器會自動做一個參比譜線,然圖1辛烷值 變化趨勢后按“運行"鍵,再將進樣導(dǎo)管插入待測試樣中,先按4r“排空”鍵,再按“運行"鍵，儀器自動吸入約20ml樣90上品,自動測試。1分鐘后顯示樣品的甲醇含量及辛烷888-值等其他30多個指標(biāo)的測試結(jié)果。s86t◆AKIM:MI0M15 M202結(jié)果與討論油品種類圖2抗爆 性指數(shù)(AKI)變化趨勢2.1辛烷值部分由圖1可知，當(dāng)在基礎(chǔ)油中加入-定比例的甲由于儀器測試精度的限制，辛烷值部分主要對醇調(diào)合后,辛烷值得到提高,尤其是RON提高顯著。93#成品汽油,實驗室配置的M5、M10、M15、M20的M5甲醇汽油比基礎(chǔ)油的辛烷值增加1~2個單位,抗爆指數(shù)RON辛烷值、MON辛烷值進行測試。實M1O的甲醇汽油比基礎(chǔ)油增加3~4個單位。另外，驗測試結(jié)果見表2。有資料表明基礎(chǔ)油的辛烷值越低，添加甲醇其辛烷●67.試驗，測試汽車科技第5期2012年9月.值增高的越明顯[5);隨著甲醇比例的逐漸增大,辛烷數(shù)R為1，因此相關(guān)性良好，從而得到甲醇汽油的值逐漸增加,但是當(dāng)甲醇比例超過15%時，辛烷值H/C與其辛烷值RON之間的多項式回歸方程式,結(jié)增加緩慢,但總體上高于基礎(chǔ)油的辛烷值。由以上可果如下:以知道,甲醇可以有效的提高汽油的抗爆性能，如圖RON= -19.429x4 +244.07x3 -1 130.2x2 +2294.7x -1630.32所示。(5)2.2甲醇汽油辛烷值的估算方法分析式中:x為甲醇汽油的H/C。雖然目前還沒有具體的確定甲醇汽油的計算方用其他主要含碳元素、氫元素的液體燃料的辛法，但是根據(jù)美國氣體研究院研究推導(dǎo)出的天然氣烷值進行驗證，比如乙醇燃料，已知其辛烷值為的馬達法辛烷值MON與其組分含量之間的關(guān)系110,化學(xué)式為C2H,OH,H/C為3。利用公式(5)計算式:出來的乙醇的辛烷值為98.141,相差了10個以上的MON= 137.78 X; +29.95 X2-18.19 Xz-單位。因此,雖然HC與辛烷值之間的相關(guān)性良好，167.1 X4 +181.2 Xs +26.99 X6(1)但是由于數(shù)據(jù)代表的點較少，加上估算汽油或者甲式中:X1、X2、Xs、Xg、Xs、X。分別為天然氣中甲烷、乙醇汽油中的H/C就有一定的誤差,因此用甲烷值來烷、丙烷、丁烷、二氧化碳和氮氣的摩爾分?jǐn)?shù);評價液體燃料的抗爆性還存在一些難度。如果可以MON= -406.14+508.04R- 173.55R*+20.17R3 (2準(zhǔn)確測定甲醇汽油中的元素含量，再根據(jù)大量試驗式中:R為天然氣中氫原子與碳原子的比值。并推導(dǎo).測定的辛烷值數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,找出二者之間的關(guān)聯(lián),出天然氣辛烷值與甲烷值(MN)之間的關(guān)聯(lián)式:也是一條可以估算甲醇汽油以及其他醇類燃料的可MON=0.679MH+72.3(3)行途徑。MN=1.445MON- 103.42(4)2.3 甲醇含量部分公式(3)和(4)并不是線性相關(guān),因此這兩個公在測試甲醇含量部分,主要對體積分?jǐn)?shù)為5%~式不是可逆的。50%的甲醇汽油進行測試，結(jié)果如表4所示。不難看出,天然氣同汽油一樣,其甲烷值與其組表4稀釋之前的原 始數(shù)據(jù)成密切相關(guān),尤其是其H/C比;由此可以試著用此甲醇含量乙醇含量.方法得到甲醇汽油的辛烷值。次數(shù)項目密度(體積比)雖然甲醇屬于化合物，碳?xì)湓颖仁枪潭ǖ?但.0.7440是商品汽油或者組分油屬于碳?xì)浠衔锏幕旌衔铮?%0.7455.3主要成分為C~Cr的烴類,其氫原子與碳原子的比0%0.747210.9值沒有固定的數(shù)值。因此對于組分油的H/C與其辛15%0.750216.4烷值之間的關(guān)系就無法用數(shù)學(xué)的方法進行關(guān)聯(lián),這520%0.752621.1樣會使誤差更大。如果假定93#汽油的元素組成主25%0.7548要是C~Cg的烴類，其H/C為2.25，甲醇的H/C是730%0.755728.90.894,M5~M85依次按比例計算可得其HC"6], 表3給出9350.760229.61.52了甲醇汽油的H/C比和辛烷值。40%0.762231.12.13表3甲醇汽油 的H/C及其辛烷值1045%0.76462.72.61150%0.7673.28名稱RONMON2.2593.482.5根據(jù)以上數(shù)據(jù)通過EXCEL中的作圖工具,得M5-93#95.683.1到當(dāng)甲醇的含量小于30%時，該儀器可以比較準(zhǔn)確M15-93#2.5197.584.3的測出甲醇汽油中的甲醇含量，但是當(dāng)甲醇的含量M50-93#3.1399.239超過30%時，該儀器對于甲醇含量的的測試結(jié)果就M85- 93# .110)2會出現(xiàn)較大的偏差，這里的測試結(jié)果中之所以會出M1005一現(xiàn)乙醇含量，是因為甲醇的含量已經(jīng)達到儀器的最用EXCEL中的回歸分析方法，對表3中甲醇大測試限值，從而使共同含有醇基的乙醇在數(shù)值上汽油的H/C和辛烷值進行回歸分析,發(fā)現(xiàn)其相關(guān)系增大,其具體圖形如圖3所示。.68..甲醇汽油的中紅外法測定研究/金盼盼,張騰,楊曉平等試驗.測試鑒于以上的結(jié)果，對甲醇含量在30%以上的35甲醇汽油采用稀釋測量的辦法，以求找出一種有.30效的測試高比例甲醇汽油中甲醇含量的方法。通如過多次對比，發(fā)現(xiàn)將高比例的甲醇汽油稀釋到體十甲靜含量(體職比)積比為10%時最為理想，這樣不僅測試結(jié)果比較準(zhǔn)確，而且節(jié)約資源,避免浪費。同時通過多次的5..10152025.3035404550實驗研究,我們最后選擇93#汽油、石油醚以及無甲醇比例/%水乙醇對高比例甲醇汽油進行稀釋，具體稀釋結(jié)圖3不同比例甲醇汽油的甲醇含量果見表5、圖4。表5稀釋結(jié)果對比(表中的值均為體積分?jǐn)?shù))M35M40M45M50甲醇含量乙醇含量乙醇含量.(體積比)汽油稀釋040.31111.6石油醚稀釋10.39.879.569.19乙醇稀釋7.8144.87.844493.553.8單位。同理，用石油醚進行稀釋時,隨著石油醚含量的出10t增加,測得的甲醇含量呈減小趨勢,可以認(rèn)為是由于◆汽油稀釋原有的甲醇汽油揮發(fā)所致，因此，建議采用此方法稀.一石油醚稀釋_★乙醇稀釋釋時,應(yīng)該注意更換待測油樣。其擬合后得到的線性回歸式如下:MSOy-8.945x2- -259.85x2+2499.9x-7920.3(7)相關(guān)系數(shù)R為1,發(fā)現(xiàn)擬合關(guān)系良好,同樣,我們圖4稀釋后對比圖用M85進行測試,結(jié)果與實際值相差1個多單位。通過以上數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)用無水乙醇進行稀釋通過以上對比不難發(fā)現(xiàn)，對于高比例的甲醇汽時,若所測出的數(shù)值為7.81~7.84之間時,表示用來油采用汽油和石油醚來稀釋均可，無水乙醇的稀釋稀釋的甲醇汽油中的甲醇含量在35%~40%;但是當(dāng)范圍非常有限，另外,從節(jié)約方面來考慮,使用汽油甲醇的含量超過40%時,由于稀釋后待測樣中的乙會好一些;從精確方面來考慮,石油醚的效果更好。醇含量超過儀器所能檢測的最大限值，此時所測得.的甲醇含量為零。也就是說當(dāng)甲醇的含量超過40%3總結(jié)時，應(yīng)用無水乙醇稀釋的辦法失效。當(dāng)使用汽油稀釋時,可以看出,隨著汽油含量的1)甲醇辛烷值高,在基礎(chǔ)汽油中加入甲醇能夠有增加,實際測得的甲醇的含量也隨之增大。由表1可效的提高汽油的辛烷值,尤其是RON提高顯著。但是知,該汽油中不含有甲醇或者乙醇，因此可以認(rèn)為是當(dāng)甲醇含量超過15%時,對辛烷值的影響不大。汽油中的氧化物對結(jié)果的影響0。以稀釋后測得的2)可以利用中紅外汽油分析儀,測出低比例甲甲醇含量為橫坐標(biāo)x，以實際甲醇的體積分?jǐn)?shù)為縱醇汽油辛烷值，并通過分析研究汽油辛烷值的測定坐標(biāo)y,通過回歸擬合分析,發(fā)現(xiàn)其相關(guān)系數(shù)R為1,方法以及氣體辛烷值的評定方法，可以用類似方法.因此相關(guān)性良好，從而得到測定值與實際甲醇的體來確定甲醇汽油的辛烷值。但是,樣品的辛烷值和樣積之間的多項式回歸方程式,結(jié)果如下:品的類型密切相關(guān)，必須根據(jù)不同類型的樣品建立y=- -57.609x*+ 1896.3x2-20774x+75785(6不同的模型進行計算。通過擬合發(fā)現(xiàn),相關(guān)系數(shù)R為1,發(fā)現(xiàn)擬合關(guān)系3)實驗所用的中紅外分析儀只能檢測甲醇含量小良好,我們用M85進行測試，擬合結(jié)果不超過兩個于20%的甲醇汽油的辛烷值;對甲醇含量的測試范圍. 69..工藝.材料汽車科技第5期2012年9月doi: 10.39/.issn.1005- -2550.2012.05.016汽車懸置螺栓斷裂失效分析俞雁13毛新平’,蘭鳳崇},李瑞峰',宋貞楨"，趙 喆',蔣 瓊',陶運來'，曾肇豪'(1.廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院,廣州510640;2.廣州鋼鐵集團珠江鋼鐵公司,廣州510730;3.華南理工大學(xué),廣州510640;4.華測檢測技術(shù)股份有限公司上海金屬實驗室,上海201206;5.中聯(lián)重科股份有限公司,長沙410205)摘要:為查找某汽車安裝螺栓的斷裂原因,對螺栓進行了斷口宏觀、SEM電鏡、化學(xué)成分、金相組織分析,并對同批次完整螺栓進行了力學(xué)性能測試。在各項理化試驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合微觀斷o的形貌和斷裂機理對螺栓的斷裂原因進行了分析。結(jié)果表明:螺栓螺紋表面存在微裂紋是螺栓斷裂的主要原因。關(guān)鍵詞:螺栓:SCM435;斷裂;失效分析中圖分類號:U465文獻標(biāo)志碼:A文章編號:1005- -2550(2012)05- -0070- 07Failure Analysis of Automobile Engine Mount BoltYU Yan"*, MAO Xin-ping ,LAN Feng- -chong' ,ll Rui- feng* ,SONG Zhen- -zhen',ZHAO Zhe' ,JIANG Qiong' ,TAO Yun-lai' ,ZENG Zhao -hao'( l.Guangzhou Automobile Group Co. ,LTD Autornotive Engineering Institute ,Guangzhou 5 10640,China;2.GuangzhouZhujiang Iron & Steel Ca. ,LTD,Guangzhou 510730,China; 3.South China University of Technology ,Guangzhou 510640,China;4. Centre Testing International ,Shanghai lab. ,Shanghai 201206 ,China; 5. Zoomlion Co, Ltd,Changsha 410205 ,China)Abstract:In order to definite the failure reason of a mounting bolt used in an automobile ,the experiments such as ap-pearance examination,morphology and mierostrueture analysis ,SEM micro - morphology analysis, chemical compositionanalysis and mechanical properties test were carried out.Based on the physics and chemistry experiments ,the reasons ofthe bolts' fracture were analyzed using micro -fracture mechanism.The results showed that the fracture of the bolts wasmainly caused by the tiny crack of the surface.Key words : bolt ;SCM435 ;fracture ; failure analysis某款車在進行整車高強度耐久試驗時，當(dāng)車輛級為10.9 級。行駛里程為4 747 km時,發(fā)生了連接右懸置與發(fā)動機的螺栓斷裂事故。已確認(rèn)失效螺栓的規(guī)格為1分析內(nèi)容.M10x1.25x45，材料牌號為SCM435，淬火溫度870C,回火溫度500C,表面鋅鋁涂層。設(shè)計性能等1.1分析樣件收稿日期:2012-03-30分析樣件為失效螺栓和失效螺栓同一批次的是在0-30%。當(dāng)甲醇含量超過30%時,可以通過用基礎(chǔ)[3]張春,李小輝氣相色譜法測定車用汽油中甲醇和苯[].汽油或者石油醚來稀釋的辦法來測量甲醇的含量。理化檢驗-分冊,2008 ,44( 10):942- -944.[4]黃德義.汽油辛烷值測定方法選擇的探討[J].福建輕紡，參考文獻:2005,(8) 36-38.[1] Jorgensen. Scott W.Simple method to determine the[5]王翔,郭擁軍,張建軍甲醇、汽油及甲醇汽油作為內(nèi)燃機燃料的性質(zhì)比較[J] .化工時刊,2005,3(19):46- 49.methanol content of methanol fuels[J]. SAE Technical Pa-[6]崔心存.車用替代燃料與生物質(zhì)能[M] .北京:中國石化per Series, 1991 , 10: 133-140.出版社,2007 :95- -96.[2] SH/ T 0663- 1998，汽油中某些醇類和醚類測定法(氣[7] 曹國忠.甲醇汽油及其應(yīng)用性能研究[D] .重慶:重慶大相色譜法){S].學(xué),2008..70..