Присадка к углеводородным топливам

Присадка к углеводородным топливам

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

!!) 54О994

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Ресщблик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.03.75 (21) 2111204/04 с присоединением заявки Ао (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень Хе 48

Дата опубликования описания 16.03.77 (51) N. Кл С 10L 1/22

Государствекиый комите, Совета Мииистров СССР по делам кзсоретеиий и открытий (53) УДК 665.75(088 8) (72) Авторы изобретения

Е. И. Гулин и Б. Г. Бедрик (71) Заявитель (54) ПРИСАДКА К УГЛЕВОДОРОДНОМУ ТОПЛИВУ

Изобретение относится к присадкам для углеводородных топлив, в частности для низкоцетановых топлив к дизельным двигателям.

В настоящее время известно использование различных присадок, повышающих эффективность использования низкоцетанового горючего в дизелях, например циклогексанолнитрат

«керобризол», который используется в качестве присадки к высокооктановым бензинам при применении их в быстроходных дизелях иНаиболее близкими по достигаемому результату к предлагаемому объекту являются присадки: ненасыщенные перекисные мономеры, полимерные перекиси, добавляемые,к среднедистиллятным топливам, а также изопропилнитрат (2).

Недостатком известных присадок является однофункциональность их действия. Они улучшают воспламеняемость горючего в условиях дизеля, но в то же время снижают его детонационную стойкость и стабильность. Например, бензины с такими присадками имеют низкую детонационную стойкость и не могут использоваться по прямому назначению в карбюраторных двигателях.

Между тем, известно, что основные нарушения рабочего процесса дизеля при использовании низкоцетанового горючего облегченного фракционного состава вызываются не только его плохой воспламеняемостью, но и несоответствием характеристик прокачиваемостн, испаряемости и распылнвания топливного заряда, необходимым для нормального

5 протекания рабочего процесса двигателя.

В результате нарушается распределение топливного заряда в камере двигателя и ухудшаются условия смешения, воспламенения и горения, что вызывает увеличение периода заl0 держки воспламенения, скорости нарастания давления н максимального давления сгорания в камере дизеля. Известные присадки к низкоцетановому горючему снижают период задержки воспламенения их в дизеле, однако не

15 достаточно эффективно улучшают другие индикаторные показатели, в частности скорость нарастания давления. Двигатель работает жестко.

С целью улучшения эксплуатационных ха20 рактеристик топлива предлагаемая присадка содержит, масс.,,:

Диалкенилсукцинимид 70 — 80

Нитрованный параоксидифенплампн 20 — 30

25 Данная присадка проявляет многофункциональное действие, и механизм действия ее, в отличие от существующих (органических перекисей, нитратов, нитритов и др.), повышающих воспламеняемость низкоцетановых горюЗО чих в дизеле за счет инициирования химиче540904

Т аблица 1

Определение оптимального соотношения ингредиентов в присадке (Одиоиилиидровый отсек дизеля 12 ЧН 18/20 с объемно- плсвочиым смессобразоваиием, при в=1700, oo/ìèí, Мс=87,5 л. с., угол впрыска ct:=26 град п. к. в. до в. м. т.) Соотношение ингредиентов в присадке, масс. „, прн концентрации присадки в бензине А-76

0,4 масс. 0;

Характеристики двигателя

Скорость нарастания давления, кг/см2

Период задержки воспламенения, м сек

Удельный расход топлива, г/э.л. с. ч.

Нитрованный параоксидифениламин

Диалкенилсукцинимид град п,к.в.

2,52

2,31

1,75

1,82

2,45

178

168

172

181

5,2

3,5

2,8

3,3

4,2

Пар аоксидифенил амин

О яi Q юн

Характеристика двигателя

25! (онцентрация присадки в горючем, масс.

Скорость нарастания давления, кг/см

Период задержки воспламенения, м. сек

Удельный расход горючего, г/э.л. с. ч. град п, к. в.

2,45

172

171

168

163

177

183

5,1

4,5

3,0

2,8

2,8

3,2

3,4

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

2,2

1,95

1,52

1,65

1,98

2,22

40 ских п!1сдпламспных 11роцессов, связан, В основном, с физическими процессами распыливания, испарения топливного заряда, смешения его с воздухом и улучшением условий смесеобразования, воспламенения и горения.

Присадка позволяет с учетом вопламеняемости и испаряемости горючего регулировать скорости протекания указанных процессов, в основном, за счет своей высокой полярности и поверхностной активности. Скорости протекания процессов распыливания, испарения и смесеобразования легкого низкоцетанового горючего в композиции с предлагаемой присадкой в камере дизеля примерно такие же, как при использовании стандартного дизельного топлива. Особенно значительный эффект от нитруют по известной методике азотной кислотой (45%-ной концентрации). Окончание нитрования регламентируют содержанием введенных питрогрупп (2 — 3 масс. %). Полученный таким способом продукт растворяют в бензоле и смешивают с диалкенилсукцинимидом.

Композиция присадки с горючим готовится компаундированием с оптимальным содержанием присадки 0,3 — 0,5 масс. %.

Присадка хорошо растворяется в углеводородном горючем и не выпадает в осадок при длительном хранении. Прн указанной концептрации присадки в бензине композиция по основным физико-химическим показателям отличается от исходного бензина лишь в пределах допустимых ГОСТ на методы испытаний горючего по данным показателям. использования присадки получают в условиях объемно-пленочного смесеобразования. Эффект в данном случае обосновывается улучшением качества пленки горючего на стенке

5 камеры сгорания и оптимальным распределением топливного заряда в объеме камеры сгорания.

Нитрованием в параоксидифениламин вво10 дят лимитированное количество нитрогрупп, обеспечивающее снижение периода задержки воспламенения в дизеле при использовании композиции горючего с данной присадкой, не снижая его детонационной стойкости.

15 Присадку готовят по следующей технологии.

Таблица 2

Определение оптимальных пределов концентрации присадки в горючем

20 (Одпоцилиидровый отсек дизеля 12 Ч1118 20 с объемиоилсиочиым смсссобразоваиисм, ири и=1700 об,:мии, Ke=87,5 л. с., (р=22 град. ii. к. в, до в. м. т. при использовании бсизииа Л-76) 540904

Результаты испытаний предлагаемой присадки в композиции с углеводородным топливом приведены в табл. 1 — 5.

Как видно из приведенных данных, испытуемая присадка в композиции с автомобильным бензином А-66 обеспечивает повышение экономичности и полноты сгорания, снижение периода задержки воспламенения и скорости нарастания давления в дизеле по сравнению с исходным бензином. Индикаторные характеристики работы дизеля на композиции испы5 туемой присадки с бензином близки к характеристикам его работы на стандартном дизельном топливе.

Т аблица 3

Результаты сравнительных испытаний эффективности известных и предлагаемой присадок

Возможности использования в двигателе

Показатели качества

Октановое число по моторному методу

К арбюраторный двигатель

Дизель с объемным смесеоэразованпем

Цетановое число

Горючее с присадками

22

Практически невозможнэ

Возможно при регулировании условий процессов

То же

Возможно

Невозможно

77

То же

Возможно

Возможнэ

Таблица 4

Сравнительные экспериментальные данные эффективности предлагаемой присадки и изопропилнитрата в композиции с бензином А-76 (Одноццлиндровый отсск дизеля 12 ЧН 18/20, ;- 24 град. и. к. в. до в.м. т.

Способ смесеобразовацця — объсмпо-пленочный) Скорость нарастания давления, кг/см

Давление

Удел ьный расход топлива, г/э.л.с.ч.

Эффективная мощность, л. с.

Номера режимов сгорания, кг/см град п.к.в.

Бензин А-76 без присадки

Бензин А-76 с 1,5 масс. ;, изопропилнитрата

7,2

172

76

6,8

168

174

185

5,9

Бензин А-76 с 0,4 масс. о, предлагаемой присадки

1,80

60,5

79,5

87,5

1,55

1,52

1,33

105,0

Бензин А-76 (исходный)

Бензин А-76 +1,5 масс. Оа изопропилнитрата

Бензин А-76 +1,5 масс. О6 полимерных перекисей

Бензин+0,4 масс. о; предлагаемой присадки

Частота вращения коленчатого вала об/мин

1850

1850

1850

60,5

79,5

87,5

105,0

60,5

79,5

87,5

105,0

177

179

187

195

159

168

18!

Период задержки воспламенения, и. сек

2,5

2,3

2,2

1,96

2,0

1,92

1,88

1,77

8,0

7,2

7,0

6,5

3,5

3,4

2,8

2,5

77

81

540904

Таблица 5

Сравнительная эффективность предлагаемой присадки с исходным бензином и изопропилнитратом на режимах 2 и 3

Снижение периода задержки воспламенения, о, Снижение скорости нарастания давления, Снижение удельного расхода горючего, о

В сравнении с композицией бензина с изопропилнитратом

В сравнении с композицией бензина с изопропилнитратом

В сравнении с композицией бензина с изопропилнитратом

В сравнении с исходным бензином

В сравнении с исходным бензином

В сравнении с исходным бензином

Режим

53,0

60,0

50,0

57,0

33,0

31,0

19,3

19,0

5,4

3,5

11,0

10,2

Формула изобретения

Составитель H. Богданова

Редактор И. Астафьева Техред А. Камышиикова Корректор T. Добровольская

Заказ 3011/15 Изд. М 1918 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапупова, 2

Присадка к углеводородному топливу, отл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик топлива, она содержит, масс %.

Диалкенилсукцинимид 70 — 80

Нитрованный парао1ксиД f f (J) e f f f f л а м и и 30 — 20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. «Brennstoff — Chemic» Wolf W. Veranderung der Klopffestigkeit und der Zundwilligkeit

5 von Rohlenwasserstoffen bei Zugabe eines

Zundbeschleunigers, 1968 г. 49. № 9, 276—

279.

2. «Химия и технология топлив и масел>>

Х< 12, 1971, с. 40 — 41 (прототип).