УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПРИСАДКА К ТОПЛИВАМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК C10L1/18 C10L1/22 

Изобретение относится к нефтехимии и может быть использовано в производстве присадок к горюче-смазочным материалам.

Известна присадка к бензину, которая представляет собой диэфир фталевой кислоты и С₁-С₈ спиртов [1] Присадку вводят в бензин в количестве 0,05-5 от массы бензина. Такая присадка снижает количество окиси углерода в выхлопных газах и уменьшает образование нагарных отложений на поверхности поршнецилиндровой части двигателя. Однако использование присадки не обеспечивает экономии топлива и повышение мощности двигателя.

Известна также присадка к бензину, которая представляет собой растворимую в бензине соль амина и фосфорной кислоты [2] Присадку вводят в бензин в количестве, обеспечивающем содержание фосфора в бензине 0,016 г/л. Такая присадка снижает количество вредных примесей в выхлопных газах, но не обеспечивает повышения мощности двигателя и экономию топлива.

Наиболее близкой по технической сущности является присадка к бензинам для двигателей внутреннего сгорания, которая уменьшает токсичность отработанных газов, повышает мощность двигателя, уменьшает расход топлива. В состав присадки входят, мас.ч. Алифатический С₁-С₄ спирт 10-70
Бензол и/или алкилза- мещенный бензол 10-88 Пропиленоксид 2-30
Добавку вводят в бензины в количестве 0,5-12% Однако содержание в составе присадки ароматических соединений, таких как бензол и/или алкилзамещенный бензол, не обеспечивает предотвращение образования нагара на рабочей поверхности поршнецилиндровой части двигателя, а также не может в значительной мере снизить токсичность отработанных газов. Кроме того, в состав присадки входят такое токсичное и пожароопасное вещество, как пропиленоксид (класс опасности 2, ПДК 1 мг/м³, to вспышки-37^оС, область воспламенения 2,1-37,0), которое в значительное мере повышает требования к безопасности и охране труда на рабочем месте.

В основу изобретения положена задача создать такую присадку, которую можно было бы использовать как для бензинов, так и для дизельного топлива и которая бы предотвращала в процессе эксплуатации образование нагара на рабочей поверхности поршнецилиндровой части двигателя, в 2-3 раза по сравнению с прототипом снижала бы токсичность отработанных газов и расход топлива, повышала бы мощность двигателя, а также не содержала бы в своем составе пожароопасных веществ, таких как пропиленоксид.

Поставленная задача может быть решена введением в состав присадки кроме алифатического С₁-С₄-спирта дополнительно мочевины, уксусной кислоты и воды при следующем соотношении компонентов, мас. Алифатический С₁-С₄ спирт 52-84 Мочевина 4-12 Уксусная кислота 4-12 Вода 8-24
Анализ известных составов присадок, используемых для топлив двигателей внутреннего сгорания показал, что некоторые введенные в заявляемое решение вещества известны, например алифатические С₁-С₄ спирты. Однако в известных составах они встречаются в сочетании с другими компонентами. Состав же присадки, заявляемой в данном техническом решении, предложен впервые, что соответствует критерию "Hовизна".

Кроме того, применение в составе присадок алифатического С₁-С₄ спирта в сочетании с другими компонентами не обеспечивает присадкам такие свойства, которые они проявляют в заявляемом решении, а именно предотвращение образования нагара на рабочей поверхности поршнецилиндровой части двигателя, повышение мощности двигателя на 25-30% снижение токсичности отработанных газов в 2,5-7,5 раз, снижение расхода топлива на 10-15%
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "Изобретательский уровень".

Следует также отметить, что заявляемая присадка более экономична. Она вводится в товарное топливо в количестве 0,005-0,01 об. для бензина и 0,01-0,03 об. для дизельного топлива, в отличие от присадки по прототипу, вводимой в количестве 0,5-12%
Присадку готовят простым смешением расчетного количества компонентов и перемешиванием до полного растворения мочевины.

Для экспериментальной проверки предлагаемой присадки были приготовлены II составов, 5 из которых показали оптимальные результаты.

В табл. 1 приведены составы присадок. Испытания проводили на автомобилях марок ЗИЛ-138, ГАЗ-24, ВАЗ-21011, 2103, КамАЗ-5320, автобусах ЛАЗ-699Р и Икарус-280. Испытания проводили по стандартным методикам: содержание СО и СН в выхлопных газах определяли по ГОСТ 17.2.203-87, дымность по ГОСТ 21393-75, состояние поверхности камеры сгорания оценивали по ГОСТ 20991-75 (для бензиновых двигателей) и по ГОСТ 20303-74 (для дизельных двигателей).

Результаты испытаний приведены в табл. 2. В качестве примера в табл. 2 приведены результаты испытания присадки на автомобиле ГАЗ-24 (бензин АИ-93), дымность испытывалась для дизельного топлива на автобусе Икарус-280.

Как видно из табл. 2, использование присадки заявляемого состава (примеры 1-5) позволяет снизить количество вредных выбросов в атмосферу (содержание О, СН) в 3-7 раз по сравнению с бензином без присадки (пример 13) и в 2-3 раза по сравнению с прототипом (пример 12). При этом мощность двигателя повышается на 21-25% (по прототипу на 4-5%), а расход топлива снижается на 10-15% (по прототипу на 4-5%). Дымность дизельных двигателей с использованием присадки снижается в 5-6 раз (по прототипу в 1,5-2 раза). В значительной степени предотвращается образование нагара на поверхности поршнецилиндровой части двигателя суммарный балл состояния поверхности камеры сгорания снижается с 6,5 баллов для бензина без присадки до 1,9-2,0 баллов для бензина с предлагаемой присадкой (по прототипу 6,0 балла).

Наилучшие достигнутые показатели для различных двигателей автомобилей и автобусов на различных видах топлива приведены в табл. 3 и 4.

Таким образом, использование заявляемой присадки может иметь большое народнохозяйственное значение, поскольку позволяет:
снизить в 2,5-7,5 раз количество вредных выбросов в атмосферу карбюраторных двигателей за счет повышения полноты сгорания топлива;
снизить в 5-6 раз процент дымности при работе дизельных двигателей внутреннего сгорания;
повысить мощность двигателя;
снизить расход горючего при эксплуатации транспорта;
продлить срок эксплуатации двигателя за счет предотвращения образования нагара на рабочей поверхности поршнецилиндровой части.

Сущность изобретения: универсальная присадка к топливам двигателей внутреннего сгорания содержит 52,0 - 84,0% алифатического спирта C₁-C₄ ; 4,0 - 12,0% мочевины; 4,0 - 12,0% уксусной кислоты и 8,0 - 24,0% воды. 4 табл.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПРИСАДКА К ТОПЛИВАМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая алифатический C₁-C₄-спирт, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит мочевину, уксусную кислоту и воду при следующем соотношении компонентов, мас.

Алифатический C₁-C₄-спирт 52 84
Мочевина 4 12
Уксусная кислота 4 12
Вода 8 24