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 6,7-7,2 низкооктановых бензинов с октановым числом жидкой углеводородной фракции, меньшим октанового числа штатного топлива.

Известно моторное топливо с октановым числом 76 ед. содержащее прямогонный полуфабрикат бензина (ТУ 38.001.500-80) и тетраэтилсвинца.

Известен способ сжигания этого топлива в ДВС со степенью сжатия 6,7-7,2, включающий установку октан-корректора в положение, соответствующее штатному топливу А-76.

Содержащийся в топливе тетраэтилсвинец загрязняет окружающую среду при сжигании этого топлива.

Известно моторное топливо на основе жидкой углеводородной фракции с добавлением до 20 мас. пропан-бутановой фракции.

Однако нерегулируемое количество пропана приводит к детонации двигателя.

Как и в предлагаемом, в известных технических решениях моторное топливо содержит прямогонный полуфабрикат бензина, 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 является 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 прямогонный полуфабрикат бензина, предлагаемое топливо дополнительно содержит растворенный пропан и бутан с суммарной концентрацией не мене 6,3 мас.ч. на 100 мас.ч. топлива, причем пропана содержит не менее 0,3 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 6,7-7,2, включающего поворот октан-корректора относительно положения, соответствующего нормальной 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 6-8 мас.ч. бутана и 0,3-1,2 мас.ч. при пропана на 100 мас.ч. топлива. В зимних топливах целесообразно растворять 8-12 мас.ч. бутана и 1,2-2,5 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 двигателей внутреннего сгорания со степенью сжатия 6,7-7,2 изготавливают следующим образом. Вначале путем нефтепереработки получают прямогонный полуфабрикат бензина в соответствии с ТУ 38.001.500-80. Затем этот бензин насыщают пропаном и бутаном до их суммарной концентрации не менее 6,3 мас.ч. на 100 мас.ч. топлива, причем пропаном насыщают до концентрации не менее 0,3 мас.ч. на 100 мас.ч. топлива. Насыщение бензина пропаном и бутаном осуществляют путем их совместного или раздельного барботирования через бензин 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 прямогонном полуфабрикате бензина, могут быть удалены из него путем вакуумирования, осуществляемого перед барботированием.

Сжигание полученного топлива осуществляли в двигателе внутреннего сгорания ЗМЗ-24 со степенью сжатия 6,7 автомобиля ГАЗ-2401. Штатным топливом для указанного двигателя является бензин А-76. Предварительно в двигателе осуществляли поворот октан-корректора на угол 1-4^о поворота коленчатого вала 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 А-76.

Конкретные данные о составе сжигаемых топлив и об условиях их сжигания в двигателе внутреннего сгорания ЗМЗ-24 приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведены данные о составе выхлопных газов двигателя ЗМЗ-24 при сжигании в нем прямогонного полуфабриката бензина, насыщенного пропаном и бутаном по предлагаемому изобретению, с октановым числом 55 ед. и бензина А-76. Испытания проводились "на холостом ходу". При сжигании предлагаемого топлива были достигнуты экологические характеристики, соответствующие уровню этих характеристик двигателя, достигаемых при сжигании в нем штатного топлива А-76. Расход топлива не увеличился.

Сущность изобретения: моторное топливо на основе прямогонной фракции бензина дополнительно содержит 6,3 - 12,0 мас.% пропан-бутановой смеси. Содержание пропана в смеси 0,3 - 2,5 мас.% в расчете на моторное топливо. Суммарное парциальное давление всех растворенных в топливе газов не превышает атмосферного давления. 2 табл.

МОТОРНОЕ ТОПЛИВО на основе прямогонной фракции бензина с добавлением 6,3 - 12,0 мас.% пропан-бутановой смеси, отличающееся тем, что количество пропана в смеси составляет 0,3 - 2,5 мас.% в расчете на моторное топливо при суммарном парциальном давлении всех растворенных в топливе газов не превышает атмосферного давления.