МОТОРНОЕ ТОПЛИВО Российский патент 1996 года по МПК C10L1/04 

Изобретение относится к энергетике и может найти применение при сжигании в двигателях внутреннего сгорания со степенью сжатия 9,4-10,6 бензинов с октановым числом жидкой углеводородной фракции, меньшим октанового числа штатного топлива.

Известно моторное топливо АИ-98, содержащее жидкую углеводородную фракцию, соответствующую октановому числу бензина АИ-93, и ароматические фракции углеводородов, увеличивающие октановое число исходной углеводородной фракции до 98 ед.

Известен способ сжигания этого топлива в двигателях внутреннего сгорания со степенью сжатия 9,4-10,6, включающий установку октан-корректора в положение, соответствующее штатному топливу АИ-98.

Содержащиеся в топливе ароматические фракции углеводородов загрязняют окружающую среду при сжигании этого топлива.

Известны моторные топлива на основе жидкой углеводородной фракции с добавлением до 10 мас. и до 20 мас. пропанбутановой смеси.

Однако нерегулируемое количество пропана приводит к детонации двигателя.

Как и в предлагаемом, в известных технических решениях моторное топливо содержит жидкую углеводородную фракцию с октановым числом, меньшим октанового числа штатного топлива, а перед сжиганием топлива, имеющего октановое число ниже октанового числа штатного топлива, поворачивают октан-корректор относительно положения, соответствующего штатному топливу.

Использование топлива с октановым числом ниже октанового числа штатного топлива приводит к его неполному сгоранию, следствием чего являются загрязнение окружающей среды и детонация двигателя.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в обеспечении нормальной (бездетонационной) работы двигателя внутреннего сгорания при сжигании в нем топлива с октановым числом, меньшим октанового числа штатного топлива, и сохранении при этом мощностных и экологических требований на уровне, соответствующем штатному топливу.

Для решения этой задачи в отличие от известного топлива, включающего жидкую углеводородную фракцию с октановым числом 89-93 ед. по исследовательскому методу определения октанового числа, предлагаемое топливо дополнительно содержит растворенный пропан и бутан с суммарной концентрацией не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. топлива, причем пропан содержит не менее 0,2 мас. ч. на 100 мас.ч. топлива, а суммарное парциальное давление всех растворенных в топливе газов не превышает атмосферного давления.

В отличие от известного способа сжигания моторного топлива в двигателях внутреннего сгорания со степенью сжатия 9,4-10,6, включающего поворот октан-корректора относительно положения, соответствующего нормальнoй работе двигателя на штатном топливе, в предлагаемом способе октан-корректор поворачивают в направлении запаздывания зажигания на угол 1-4^о поворота коленчатого вала.

Наибольшая концентрация пропана и бутана определяется их растворимостью в насыщаемом бензине при условиях, соответствующих условиям его эксплуатации. Так как растворимость пропана и бутана увеличивается при снижении температуры насыщаемого бензина, в зимних топливах следует растворять большее количество пропана и бутана, что снижает стоимость топлива.

В летних топливах следует растворять 1,8-5 мас.ч. бутана и 0,2-0,6 мас. ч. пропана на 100 мас.ч. топлива. В зимних топливах следует растворять 5-8 мас.ч. бутана и 0,6-1,2 мас.ч. пропана на 100 мас.ч. топлива.

При суммарном парциальном давлении всех растворенных в топливе газов, не превышающем величины атмосферного давления, обеспечивается бескавитационная подача топлива по трактам топливной системы.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется примерами конкретного исполнения.

Моторное топливо для двигателя внутреннего сгорания со степенью сжатия 9,4-10,6 изготавливают следующим образом. Вначале получают бензин с октановым числом 89-93 ед. по исследовательскому методу определения октанового числа. Затем полученный бензин насыщают пропаном и бутаном до их суммарной концентрации не менее 2 мас.ч. на 100 мас.ч. топлива. Насыщение бензина пропаном и бутаном осуществляют путем их совместного или раздельного барботирования при атмосферном давлении или при давлении ниже атмосферного (до 0,3 ата), это позволяет создать в топливе суммарное парциальное давление растворенных газов не более одной атмосферы.

В процессе барботирования происходит замещение содержащихся в насыщаемом бензине труднорастворимых газов (воздуха, метана) бутаном и пропаном. Газы, растворенные в прямогонном полуфабрикате бензина, могут быть удалены из него путем вакуумирования, осуществляемого перед барботированием.

Сжигание полученного топлива осуществляли в двигателе внутреннего сгорания со степенью сжатия 9,9 автомобиля ВАЗ-2109. Штатным топливом для указанного двигателя является бензин АИ-95. Предварительно в двигателе осуществляли поворот октан-корректора на угол 1-4^о (в зависимости от содержания в топливе пропана и бутана) в направлении запаздывания зажигания относительно положения октан-корректора, соответствующего нормальной работе двигателя при сжигании в нем бензина АИ-95.

Конкретные данные о составе сжигаемых топлив и об условиях их сжигания в двигателе внутреннего сгорания автомобиля ВАЗ-2109 приведены в таблице.

При сжигании предлагаемого топлива была достигнута мощность, соответствующая уровню мощности двигателя, достигаемой при сжигании в нем штатного топлива АИ-95.

На выхлопе двигателя был использован каталитический пакет (нейтрализатор). Экологические характеристики выхлопных газов от сжигания предлагаемого топлива и топлива АИ-95 были идентичны.

Сущность изобретения: моторное топливо на основе жидкой углеводородной фракции с октановым числом 89 - 93 ед. по моторному методу дополнительно содержит 2,0 - 9,2 мас.% пропан-бутановой смеси. Содержание пропана в смеси составляет 0,2 - 1,2 мас.% в расчете на моторное топливо. Суммарное парциальное давление всех растворенных в топливе газов не выше атмосферного давления. 1 табл.

МОТОРНОЕ ТОПЛИВО на основе жидкой углеводородной фракции с октановым числом 89 - 93 ед. по исследовательскому методу с добавлением 2,0 - 9,2 мас. % пропан-бутановой смеси, отличающееся тем, что количество пропана в смеси составляет 0,2 - 1,2 мас.% в расчете на моторное топливо при суммарном парциальном давлении всех растворенных в топливе газов не выше атмосферного давления.