МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПРИСАДКА К ТОПЛИВУ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2002 года по МПК F02B51/02 C10L1/12 

Изобретение относится к области обработки топлива для двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а более конкретно - к производству присадок, используемых в моторных топливах для снижения расхода топлива и уменьшения токсичности выхлопных газов.

Известен активатор топлива [1], включающий в качестве элемента обработки топлива композитный наполнитель из керамических, металлических и органических порошков, обработанных электромагнитным излучением.

Известно также устройство для обработки топлива [2], содержащее наполнитель, выполненный из композиционного материала, включающего эпихолестерин или неэстерифицированный холестерин и легирующие добавки, выбранные из списка: оксид хрома, алюминий, никель, медь, титан, кремний, активированный уголь, а также поливинилацетат или эпоксидную смолу в качестве основы.

Принцип действия известных устройств [1], [2] основан на энерго-информационном воздействии на структуру топлива торсионного поля, источником которого являются упомянутые выше композитные материалы.

Механизм взаимодействия торсионного поля со структурой вещества мало изучен, однако, авторами указанных изобретений отмечается, что обработка топлива позволяет уменьшить процентное содержание вредных выбросов выхлопных газов двигателя, увеличить его мощность и ресурс, снизить расход топлива.

Так, например, использование активатора топлива "СТАТ-7" [1] позволил уменьшить концентрации вредных компонентов в выхлопных газах до следующих значений: СО до 20. ..35%, СН до 15%, NOx до 7%. Снижение расхода топлива составило до 20%.

Недостатком указанных активаторов топлива с композитным наполнителем является отсутствие плакирующего эффекта (процесса восстановления частиц металла, осаждаемых на поверхности стенок цилиндров ДВС), обеспечивающего повышение компрессионных свойств двигателя.

Известна каталитическая композиция для ДВС [3], содержащая металл или его оксид, выбранный из группы - марганец, никель, хром или их сплав, и дополнительно медь или оксид меди при следующем содержании компонентов, мас. %:
Металл или его оксид, выбранные из группы: марганец, никель, хром или их смесь - 0,001-90,9
Медь или оксид меди - Остальное
Указанная композиция согласно способу работы ДВС [3] нанесена на поверхность деталей камеры сгорания двигателя слоем толщиной 0,001 - 10 мкм.

Согласно данным [3] использование каталитической композиции указанного состава обеспечивает уменьшение расхода топлива на 5,5 - 10%, снижение содержания СО и NO_x в продуктах сгорания соответственно на 20 - 29% и незначительное увеличение мощности двигателя (на 2,0 - 4,5%).

Плакирующий эффект при способе работы ДВС [3] также не проявляется.

Известен преобразователь автомобильного топлива двигателя [4], содержащий реакционную камеру с засыпкой, между слоями которой размещена присадка, выполненная в виде порошка, гранул или по крайней мере одной таблетки.

Присадка выполнена из химических соединений, содержащих соли плакирующих металлов, что обеспечивает при работе двигателя восстановление частиц металла на стенках цилиндров и, как следствие, повышение компрессионных свойств двигателя.

Качественный состав и процентное соотношение компонентов присадки в [4] не приведены, что не позволяет судить о степени эффективности применяемой присадки.

Известен также способ приготовления моторного топлива [5], включающий обработку топлива расходуемым химическим катализатором, содержащим оксиды алюминия и циркония, а также соединения меди и титана.

Указанный качественный химический состав присадки-катализатора является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой многофункциональной присадке к топливу для ДВС.

Использование указанной присадки в известном способе [5] позволяет достичь ряда эффектов:
- уменьшение токсичности отработавших газов (СО в 1,7 - 8,5 раза, СН в 1,25 - 3,0 раза);
- повышение октанового числа топлива (в 1,14 - 1,24 раза);
- повышение мощности двигателя за счет восстановления компрессионных свойств в его цилиндрах;
- уменьшение нагарообразования на поверхностях камер сгорания.

Недостатком известной многофункциональной присадки к топливу для ДВС является относительно малое снижение расхода топлива и содержания токсических веществ в отработавших газах двигателя. Присадка позволяет уменьшить содержание в выхлопных газах СО и СН, однако малоэффективна в отношении NO_x и 3,4 -бензпирена.

Техническим результатом изобретения является уменьшение расхода топлива и снижение токсичности выхлопных газов двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что многофункциональная присадка к топливу для ДВС, содержащая медь, цирконий и соединение алюминия, согласно изобретению дополнительно содержит олово, молибден, цинк, никель, натрий вольфрамово-кислый, натрий ванадиево-кислый, калий натриево-кислый, дитизон, серебро и алюминий молибденово-кислый в качестве соединения алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олово - 11,8 - 19,2
Молибден - 12,0 - 13,0
Цинк - 10,5 - 13,0
Никель - 6,0 - 7,0
Алюминий молибдено-вокислый - 0,7 - 1,5
Натрий вольфрамово-кислый - 0,5 - 1,3
Натрий ванадиево-кислый - 0,5 - 1,3
Калий натриево-кислый - 0,4 - 1,2
Дитизон - 0,4 - 1,0
Серебро - 0,3 - 0,8
Цирконий - 0,2 - 0,7
Медь - Остальное
Введение в присадку указанных компонентов в найденном авторами процентном соотношении обеспечивает, как показывают проведенные многочисленные испытания на различных типах двигателей, эффективное снижение токсичности выхлопа, а именно: СО на 35 - 80%, СН на 20 - 40%, NOx на 15 - 20%, 3,4-бензпирена на 82%, а также уменьшение расхода топлива не менее чем на 15% для бензиновых и не менее чем на 10% для дизельных двигателей.

Охарактеризованное указанными выше существенными признаками изобретение на дату подачи заявки не известно в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "новизна".

Заявляемое техническое решение не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники и соответствует критерию "изобретательский уровень".

Изобретение может быть реализовано промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия "промышленная применимость".

Присадку приготавливают по традиционной технологии горячего прессования компонентов при температуре 200 - 250^oC . Полученный продукт в виде таблеток используют в составе устройства - каталитического фильтра-преобразователя топлива, располагая последние за слоем гранул нерасходуемого катализатора по ходу движения топлива.

Исходное моторное топливо, например бензин марки АИ 92, подают с помощью бензонасоса автомобиля в фильтр-преобразователь топлива, содержащий таблетки растворимой присадки предлагаемого состава. Обработанное в фильтре-преобразователе топливо подают затем в двигатель автомобиля.

Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 17.2.2.03-87 на легковых (ГАЗ 3102, ГАЗ 3110, ВАЗ 21099) и грузовых (КАМАЗ 4310, КАМАЗ 5410) автомобилях с бензиновыми, карбюраторными и инжекторными двигателями и с дизельными двигателями после пробега 800 - 1000 км и затем после 5000 км.

Составы присадки, являющиеся примерами осуществления изобретения, представлены в табл. 1; результаты испытаний приведены в табл. 2 и 3 (для бензиновых и дизельных двигателей соответственно).

Из данных, приведенных в табл. 2 и 3, следует, что установленные экспериментально граничные значения компонентов присадки (примеры 2-6 табл. 1) обеспечивают оптимальные значения показателей как по расходу топлива, компрессии двигателя (табл. 2 и 3), так и по снижению содержания вредных выбросов выхлопных газов (табл. 2 для бензиновых двигателей) и дымности (табл. 3 для дизельных двигателей).

Источники информации:
1. Описание изобретения к патенту РФ 2158842, МКИ F 02 M 27/00, 27/04, 2000.

2. Описание полезной модели по свидетельству РФ 14455, МКИ F 02 M 27/00, 2000.

3. Описание изобретения к патенту РФ 2069774, МКИ F 02 B 51/02, 77/02, F 02 M 27/02, 1996.

4. Описание изобретения к патенту РФ 2002094, МКИ F 02 M 27/02, 1993.

5. Описание изобретения к патенту Украины 17582 A, МКИ C 10 L 1/18, 1997 - прототип.

Изобретение относится к области обработки топлива для двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а более конкретно - к производству присадок, используемых в моторных топливах для снижения расхода топлива и уменьшения токсичности выхлопных газов. Техническим результатом изобретения является уменьшение расхода топлива и снижение токсичности выхлопных газов двигателя. Многофункциональная присадка к топливу для ДВС содержит медь, цирконий и соединение алюминия. Присадка дополнительно содержит олово, молибден, цинк, никель, натрий вольфрамово-кислый, натрий ванадиево-кислый, калий натриево-кислый, дитизон, серебро и алюминий молибденово-кислый в качестве соединения алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: олово 11,8-19,2, молибден 12,0-13,0, цинк 10,5-13,0, никель 6,0-7,0, алюминий молибденово-кислый 0,7-1,5, натрий вольфрамово-кислый 0,5-1,3, натрий ванадиево-кислый 0,5-1,3, калий натриево-кислый 0,4-1,2, дитизон 0,4-1,0, серебро 0,3-0,8, цирконий 0,2-0,7, медь - остальное. 3 табл.

Многофункциональная присадка к топливу для двигателя внутреннего сгорания, содержащая медь, цирконий и соединение алюминия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит олово, молибден, цинк, никель, натрий вольфрамово-кислый, натрий ванадиево-кислый, калий натриево-кислый, дитизон, серебро и алюминий молибденово-кислый в качестве соединения алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олово - 11,8-19,2
Молибден - 12,0-13,0
Цинк - 10,5-13,0
Никель - 6,0 - 7,0
Алюминий молибденово-кислый - 0,7-1,5
Натрий вольфрамово-кислый - 0,5 - 1,3
Натрий ванадиево-кислый - 0,5 - 1,3
Калий натриево-кислый - 0,4 - 1,2
Дитизон - 0,4-1,0
Серебро - 0,3 - 0,8
Цирконий - 0,2 - 0,7
Медь - Остальноем