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 8,2-9,4 бензинов с октановым числом жидкой углеводородной фракции, меньшим октанового числа штатного топлива.

Известно моторное топливо АИ-93, содержащее жидкую углеводородную фракцию, соответствующую октановому числу бензина А-76, и ароматические фракции углеводородов, увеличивающие октановое число исходной углеводородной фракции до 93 ед.

Известен способ сжигания этого топлива в двигателях внутреннего сгорания со степенью сжатия 8,2-9,4, включающий установку октан-корректора в положение, соответствующее штатному топливу АИ-93.

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

Известно моторное топливо на основе жидкой углеводородной фракции с добавлением до 20 мас. пропанбутановой фракции.

Однако нерегулируемое количество пропана приводит к детонации двигателя.

Как и в предлагаемом, в известных технических решениях моторное топливо содержит углеводородную фракцию с октановым числом, меньшим 93 ед. а перед сжиганием топлива, имеющего октановое число ниже октанового числа штатного топлива, поворачивает 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 72-80 ед. по моторному методу определения октанового числа, предлагаемое топливо дополнительно содержит растворенный пропан и бутан с суммарной концентрацией не менее 4 мас. ч. на 100 мас.ч. топлива, причем пропана 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 8,2-9,4, включающего поворот октан-корректора относительно положения, соответствующего нормальной работе двигателя на штатном топливе, в предлагаемом способе октан-корректор поворачивают в направлении запаздывания на угол 1-4^о поворота коленчатого вала.

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

В летних топливах следует растворять 3,8-5 мас.ч. бутана и 0,2-0,3 мас. ч. пропана на 100 мас.ч. топлива. В зимних топливах целесообразно растворять 5-8 мас.ч. бутана и 0,3-2 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 8,2-9,4 изготавливают следующим образом. Вначале получают бензин с октановым числом 72-80 ед. по моторному методу определения октанового числа. Затем этот бензин насыщают пропаном и бутаном до их суммарной концентрации не менее 4 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), что позволяет создать в топливе суммарное парциальное давление растворенных газов не более одной атмосферы.

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

Сжигание полученного топлива осуществляли в двигателе внутреннего сгорания со степенью сжатия 9,0 автомобиля ВАЗ-2108. Штатным топливом для указанного двигателя является бензин АИ-93. 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-93.

Конкретные данные о составе сжигаемых топлив и об условии их сжигания в двигателе внутреннего сгорания автомобиля ВАЗ-2108 приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведены данные о составе выхлопных газов двигателя ВАЗ-2108 при сжигании в нем бензина с октановым числом 72-80 ед. насыщенного бутаном и пропаном по предлагаемому изобретению, и бензина АИ-93. Испытания проводились на 2-й передаче при скорости 32 км/ч.

При сжигании предлагаемого топлива была достигнута мощность двигателя, достигаемая при сжигании в нем штатного топлива АИ-93.

Сущность изобретения: моторное топливо на основе жидкой углеводородной фракции с октановым числом 72 - 80 ед. по моторному методу дополнительно содержит 4 - 10 мас.% пропан-бутановой смеси. Количество пропана в смеси составляет 0,2 - 2,0 мас.% в расчете на моторное топливо. Суммарное парциальное давление всех растворенных в топливе газов не выше атмосферного давления. 2 табл.

МОТОРНОЕ ТОПЛИВО на основе жидкой углеводородной фракции с октановым числом 72 - 80 ед. по моторному методу с добавлением 4 - 10 мас.% пропан-бутановой смеси, отличающееся тем, что количество пропана в смеси составляет 0,2 - 2,0 мас.% в расчете на моторное топливо при суммарном парциальном давлении всех растворенных в топливе газов не выше атмосферного давления.