汽油辛烷值的测定 马达法
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8 试剂和标准物
8.1 气缸夹套冷却液
若实验室所处海拔的水沸点为100℃±1.5℃(212 F±3F),
应使用水作为气缸夹套冷却液。当
实验室海拔高度不确定时，应使用添加商用乙二醇防冻剂的水溶液，加剂量应满足沸点的要求。冷却液
中应加入多功能水处理剂，减少腐蚀并降低沉积物的量，以免沉积物影响散热和测试结果。乙二醇型冷
却液应符合 SH/T 0521 中的要求，水应符合 GB/T 6682—2008
中三级水的要求。
警告——
乙二醇防冻剂是有毒物质，如果吸入或吞下会有害身体甚至致命，见附录
A。
8.2 发动机曲轴箱润滑油
使用适用于点燃式发动机并满足 API 分类的SAE 30
黏度等级的润滑油。润滑油应含有清净添加
剂且100℃运动黏度应在9.3 mm²/s～12.5mm²/s
之间，黏度指数不低于85。润滑油中不应含有黏度
指数改进剂，也不应使用多级油。
警告——润滑油是可燃物，其蒸气对人体有害，见附录 A。
8.3 正标准燃料(标准燃料等级的异辛烷、正庚烷应符合以下规范：)
警告——正标准燃料是易燃物质，其蒸气对人体有害，可能会产生闪火，见附录
A。
8.3.1
异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷):异辛烷纯度不低于99.75%(体积分数),含有的正庚烷不超过
0.10%(体积分数)(按GB/T 8120 测定),铅质量浓度不超过0.5 mg/L。
警告——异辛烷为易燃物质，其蒸气对人体有害，可能会产生闪火，见附录
A。
8.3.2
正庚烷：正庚烷纯度不低于99.75%(体积分数),含有的异辛烷不超过0.
10%(体积分数)(按
GB/T 8120 测定),铅质量浓度不超过0.5 mg/L。
警告—-正庚烷为易燃物质，其蒸气对人体有害，可能会产生闪火，见附录
A 。
8.3.3
80号正标准燃料：由标准燃料的异辛烷和正庚烷混合而成的辛烷值为80的正标准燃料，应含有
80%(体积分数)±0.1%(体积分数)的异辛烷。
警告——80号正标准燃料为易燃物质，其蒸气对人体有害，可能会产生闪火，见附录
A。
8.3.4
用80号正标准燃料与正庚烷或异辛烷配制不同混合比例燃料的辛烷值(见附录 C
中的表 C. 1
和表 C.2),也可以用异辛烷或正庚烷直接配制。
8.4 四乙基铅稀释液(简称 TEL 稀释液)
8.4.1
是由航空四乙基铅抗爆化合物溶于70%(体积分数)的二甲苯和30%(体积分数)的正庚烷组成
的烃类化合物溶液而制得。
警告——四乙基铅稀释液为有毒、易燃物质，假如吸入、吞下或通过皮肤吸收会造成危害，可能会产
生闪火。见附录 A。
8.4.2
溶液中应含有18.23%(质量分数)±0.05%(质量分数)的四乙基铅，且在15.6/15.6℃时，溶液相
对密度为0.957～0.967。除了四乙基铅外，溶液的特定组分见表2:
表 2 溶液特定组分
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GB/T 503—2016
表2(续)
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8.4.3 以毫升为单位向400 mL
异辛烷中加入四乙基铅稀释液，制备辛烷值高于100的正标准混合燃 料。向400 mL
异辛烷中加入2.0 mL 四乙基铅稀释液，相当于每美制加仑混合燃料中含有2.0 mL
铅 (0.56 g 铅/L)。
8.4.4 四乙基铅异辛烷混合燃料的辛烷值见附录 C 中的表C.3。
8.5 甲苯标准燃料
8.5.1 甲苯不应少于99 . 5%(体积分数)(按 GB/T 3144
测定),过氧化值不超过5 mg/kg (按
SH/T 0176测定);水含量不超过200 mg/kg ( 按GB/T 11133 测定)。
警告——
甲苯为易燃物质，其蒸气对人体有害，可能会产生闪火，见附录 A。
8.5.2
抗氧化剂应由供应商提供，并根据经验适量添加，保证长期良好的稳定性。
8.6 校验燃料
校验燃料是具有可选择的辛烷值、低挥发性和长期稳定特点的火花点燃式发动机燃料。
警告 — —
校验燃料为易燃物质，其蒸气对人体有害，可能会产生闪火。见附录
A 。
9 取 样
9.1 按照GB/T 4756 或 SY/T 5317 方法规定取样。
9.2 样品温度：应在打开容器之前将样品温度冷却到2℃~10℃。
9.3
防止光线照射：使用不透明容器收集和储存样品，比如棕色玻璃瓶、金属罐或低活性塑料容器，尽
量避免暴露在阳光或荧光灯的紫外线照射下。
10 发动机和仪器的基准设定及标准操作条件
10.1 发动机设备及仪器的安装
10.1.1
安装发动机和仪器时要求将发动机安装在合适的基础上，此工作需要有工程技术的支持。用
户应遵照国家和地方规范以及安装要求。
10.1.2 为使 CFR
发动机正常运转，需装配好发动机部件并将发动机的一系列参数调整至符合规范要
求。其中部分零件设置可参照零件说明，其余需在发动机组装完毕或大修后确定。对于发动机运转工
况的设置，应由操作者在试验过程中观察和确定。
10.2 零部件操作条件说明
10.2.1 发动机转速
发动机点燃后，发动机转速为900 r/min±9r/min,
测定期间转速允许的最大差值为9 r/min; 发动
机点燃后，发动机转速不大于电机驱动时转速3 r/min。
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10.2.2
定位上止点(tdc)飞轮位置
根据制造商的使用说明，当活塞处于气缸内行程最高点时，将飞轮指针对准飞轮上的0°记号。
10.2.3 气门正时
10.2.3.1
试验发动机为四冲程，曲轴每旋转两周完成一个燃烧循环。气门的两个关键动作发生在上止
点附近，分别是进气门开启和排气门关闭。凸轮轴正时及气门升程测量步骤见附录
B。
10.2.3.2
当曲轴和飞轮旋转第一周时，进气门在上止点后10.0°±2.5°开启，在下止点后34°关闭。
10.2.3.3
当曲轴和飞轮旋转第二周时，排气门在下止点前40°开启，在第三周上止点后15.0°±2.5°
关闭。
10.2.4 气门升程
由于进、排气凸轮轮廓变化，从基圆至凸缘顶端升程为6.248 mm～6.350
mm(0.246 in～0.250 in),对
应气门升程为6.045 mm±0.05 mm(0.238 in±0.002 in)。
10.2.5 进气门挡块
在气门表面正对进气的方向加工有180°的挡块，用于增加燃烧室内的涡流。气门杆的销钉与气门
导管内的槽相配合起到限制气门转动的作用，保持进气涡流方向。气门应安装在气缸上，连接销与导管
内槽对正，使气门挡块面向燃烧室火花塞一侧。从气缸上方观察，进气涡流呈逆时针方向。
10.2.6 化油器文氏管
10.2.6.1 化油器文氏管的尺寸取决于安装CFR
发动机所在地的海拔高度，根据表3选择适合的化油 器文氏管。
表 3 不同海拔高度实验室化油器文氏管尺寸
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10.2.6.2 安装 CFR
发动机时，根据海拔高度选择尺寸适合的文氏管。依据11章要求，在进行甲苯标
准燃料测试时，保证所选文氏管对结果产生的偏差最小。
10.3 部件设定和操作条件
10.3.1 发动机的旋转方向
从发动机前端观察，曲轴呈顺时针方向旋转。
10.3.2 气门间隙
发动机热运转时，进、排气门间隙应设定为0.20 mm±0.025 mm(0.008 in±0.001
in),并使用辛烷
值为90的标准燃料在操作条件达到方法要求后进行测量。
10.3.3 润滑油压力
172 kPa～207 kPa(25 psi～30 psi)。 调节曲轴箱压力的详细步骤见附录 B。
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10.3.4 润滑油温度
57℃±8℃(135 F±15F)。
10.3.5 气缸夹套冷却液温度
100℃±1.5℃(212
F±3F),当压缩比或爆震强度结果用于确定每个燃料辛烷值并记录时，温度
恒定在±0.5℃(±1 F) 变化范围内。
10.3.6 进气温度
38℃±2.8℃(100 F±5F)。
在本方法中，测量进气温度的温度测量系统应表现出相同的温度特
性、紧急阻止功能和准确性，使用制造商规定的配件将 ASTM E1-13 中 8
3C(83F) 型号的温度计安装在
管口上。
10.3.7 进气混合温度
10.3.7.1 149℃±1℃(300 F±2F。当选定了燃料的压缩比和爆震强度时，保持温度变化不超过
1℃。在对进气混合温度做适用性调节时，选择温度范围应在141℃(285
F)～163℃(325 F)之间，当
压缩比和爆震强度结果用于确定每个燃料辛烷值并记录时，保持温度在±1℃(±2 F)
变化范围内。
10.3.7.2
在同一操作期间，测定试样辛烷值所选择的进气混合温度与相同辛烷值范围内甲苯混合燃料
标定时所使用的进气混合温度一致。
10.3.7.3
在本试验方法中，测量进气混合温度的温度测量系统应表现出相同的温度特性、紧急阻止功
能和准确性，使用制造商规定的配件将 ASTM E1-13 中86C(86F)
型号的温度计安装在管口上。
10.3.8 进气湿度
3.56 g/kg(水/干空气)～7.12 g/kg (水/干空气)。
注：湿气规范源于原始的冰塔。使用空调设备，如果造成环境相对湿度过高或过低的，都可能无法提供符合规范的
空气，故应咨询设备制造商，以核实有效的工作的范围。
10.3.9 气缸夹套冷却液液面
10.3.9.1
发动机冷机状态：将处理过的水或冷却液加入到冷凝器中，由气缸夹套冷凝器玻璃视窗观察
水和冷却液的液面。
10.3.9.2
发动机热运转状态：冷凝器观察窗的冷却液液面应在冷凝器"LEVEL
HOT"标记的±1 cm
(±0.4 in)范围内。
10.3.10 发动机曲轴箱润滑油液面
10.3.10.1
发动机冷机状态：将润滑油加到曲轴箱内，使油面接近观察窗顶部，由此可清楚观察到发动
机热运转状态下的液面高度。
10.3.10.2
发动机热运转状态：油面应接近曲轴箱观察窗中间位置。
10.3.11 曲轴箱内压
通过量表、压力传感器或压力计与曲轴箱内通道连接进行测量(使用减震衬管最大程度减少震动),
表压应小于零(真空),比环境压力低0.25 kPa～1.5 kPa(25 mm水柱～150 mm
水柱),真空度不应超过
2.5 kPa(255 mm 水柱)。
GB/T 503—2016
10.3.12 排气背压
通过量表或压力计与排气缓冲罐的出口或主排气管道连接进行测量(使用减震衬管最大程度减少
震动),静压应尽可能低，但不能造成真空或超过大气压2.5 kPa(255 mm 水柱)。
10.3.13 排气和曲轴箱呼吸系统共振
排气和曲轴箱呼吸系统的内腔容积和长度应能防止发生气体共振。
10.3.14 皮带张紧度
上紧连接飞轮与吸收马达的皮带。经过初始磨合后，发动机停机时，用2.25
kg(51b) 重物悬在飞
轮与马达皮带轮中间处，皮带被压低大约12.5 mm(0.5 in)。
10.3.15 基准摇臂托架调节
10.3.15.1
摇臂托架支撑的基准设定：每一摇臂托架支撑应由螺钉固定在气缸上，使气缸加工表面与叉
型体底面之间的距离为31
10.3.15.2
基准摇臂托架设定：固定气缸位置使气缸下端与夹紧连接轴套顶部之间的距离约为16
mm (5/8 in),将摇臂托架调整水平，拧紧螺钉固定长托架支承与夹紧连接轴套。
10.3.15.3
摇臂的基准设定：在压缩冲程上止点且摇臂托架基准位置调定时，将气门调节螺钉大致设定
在中间位置，再调节推杆长度使摇臂处于水平位置。
10.3.16 基准点火提前角设定
10.3.16.1
在未经大气压补偿的情况下，临界气缸高度的点火提前角在上止点前26°,数字计数器读数
为264(或测微计读数为0.825 in)。
10.3.16.2 用 于CFR
发动机的数字正时指示器或在用的点火仪应处于正常的工作条件，并进行校正以
便能正确显示点火时间。
10.3.16.3
基准点火正时器操纵杆设定：调节和设定操纵杆长度，在特定气缸高度(未经大气压补偿)下
使操纵杆的中心线呈水平状态。
10.3.16.4
点火正时传感器与转子叶片间隙的设定：0.08 mm～0.13 mm(0.003 in～0.005
in)。
10.3.16.5
基准点火设定：在发动机运转时调节点火操纵杆，当数字时间显示器或点火信号仪显示上止
点前26°时，拧紧操纵杆紧固螺丝。
10.3.16.6
自动可变点火提前角调节：当在辛烷值测定期间调节气缸高度时，点火提前角自动变化见
表 4 。
10.3.17 火花塞间隙
0.51 mm±0. 13 mm(0.020 in±0.005 in)。
10.3.18 基准气缸高度设定
10.3.18.1
预热发动机，使其达到方法要求的测试工况。停机，检查确定发动机点火开关和燃料阀已关
闭，在发动机上安装压缩压力表(已校正)。由电机驱动发动机，调节气缸高度以产生图2所示的压缩
压力。
GB/T 503—2016
表 4 气缸高度改变时点火提前角的变化
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大气压力/inJIg
540
560
580
600
620
640
660
680
700
720
740
760
780
大气压力/mm Hg
图 2 调整气缸高度时的实际压缩压力
10.3.18.2
指示气缸高度(未经大气压补偿)的测量仪器：
数字计数器读数 930
测微计读数 8.941 mm(0.352 in)
10.3.18.3 调节气缸高度的详细步骤见附录 B。
10.3.19 燃空比
10.3.19.1
测定试样和正标准燃料辛烷值时，应选用最大爆震强度下的燃空比(混合比)。
GB/T 503—2016
10.3.19.2
燃空比是标准化油器垂直喷管中有效燃油液面高度的函数，化油器观察窗中的燃油液面高
度可以指示燃空比的大小。
10.3.19.3
以文氏管的中心线为基准，产生最大爆震强度的燃油液面高度应在17.8 mm～43.2
mm (0.7 in～1.7
in)范围内。必要时可改变化油器水平喷管直径(或相当的节流孔板装置)以达到燃油液面
高度的要求。
10.3.19.4
动态平衡内插法要求安装燃油储存罐，能够通过降低燃油液面改变燃空比，以恒定的速率由
富油状态降低到贫油状态。储油罐的横截面积决定燃油液面的下降速度。在确定产生最大爆震强度
时，以文氏管中心线为基准，化油器垂直喷管中的燃油液面高度在17.8 mm～43.2
mm(0.7 in～1.7 in)范围 内，对应的储油罐横截面积应保持恒定且不低于3830
mm²(5.9 in²)。
10.3.20 化油器冷却
10.3.20.1
一旦燃料输送管道中出现挥发现象，循环冷却液便会经过化油器冷却通道进行冷却。烃类
化合物蒸气从样品释放出来会导致发动机运转不平稳或爆震强度读数剧烈变化。通常在视窗中可以观
察到有气泡形成或燃油液面出现异常波动。
10.3.20.2 冷却液：水或水和防冻剂混合物。
10.3.20.3
冷却液温度：传送到化油器换热器的冷却液要达到足够预防燃料过度汽化的温度，但不能低
于0.6℃(33 F), 不能高于10℃(50 F)。
10.3.21 模拟仪表
10.3.21.1
模拟爆震表读数限值：模拟爆震表工作范围应为20～80,爆震强度在20以下呈非线性，模
拟爆震表读数大于80时具有潜在的非线性。
10.3.21.2
模拟爆震仪展宽和时间常数设定：优化参数，在保证爆震强度信号稳定的前提下，最大程度
提高对应的展宽，详见附录 B。
10.3.21.3
模拟爆震表指针机械调零：爆震仪电源在"关"位置，仪表开关在"0"位置。用爆震表上的校
准螺丝调节爆震表指针指向"0"位置。
10.3.21.4
模拟爆震仪调零：爆震仪电源在"开"位置，仪表开关在"0"位置，时间常数开关在"3"位置，仪
表读数以及展宽控制在额定的工作位置，利用爆震仪开关左边的爆震仪调零螺钉将爆震表指针调节到
"0"位置。
10.3.22 数字仪表
10.3.22.1
数字爆震表读数限值：数字爆震表工作范围应为0～999,且在该范围内呈线性。
10.3.22.2
数字爆震仪展宽和时间常数设定：经验表明，此类数值的变化最终都趋于稳定，因此可以使
用默认值。数字爆震仪的展宽默认值可以设定为0,时间常数默认值可以设定为35。
注：由于数字爆震表是基于软件平台的设备，因此不需要进行零点调节。
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