Присадка к углеводородным топливам

(51) М. Кл. С 1 22 Совета Мииистров СССпо делам кзсбретеиийи открытий(72) Авторы изобретения (71) Заявитель улин и Б. Г. Бедрик 54) ПРИСАДК ГЛЕВОДОРОДНОМУ ТОПЛИВУ Изобрет углеводор коцетановВ насто различны ность исп го в дизе керобриз стве прис при прим кам для для низигателям. льзование ффективо горючеолнитратв качебензинамдизелях ение относится одных топлив, в ых топлив к диз ящее время изв х присадок, повь ользования низк лях, например ол, который и адки к высокоо енении их в бы к присадчастностиельным двестно испошающих эоцетановогциклогексанспользуетсяктановымстроходных 70 - 80 Р 1.Наиболее 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 плохон 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 за держки воспламенения, скорости нарастаниядавления 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 ха рактеристик топлива предлагаемая присадкасодержит, масс, ,.ДиалкенилсукцинимидНитрованный 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 горю чих в дизеле за счет инициирования химиче540904 Т аблица 1 Определение оптимального соотношения ингредиентов в присадке(Одиоиилиидровый отсек дизеля 12 ЧН 18/20 с объевпо- плсвочиым смессобразоваиием,при гг=1700, об/мии, Мс=87,5 л. с., угол впрыска ср=26 град п. к. в.до в.м.т.) Соотношение ингредиентов в присадке, масс. 00, прн концентрации присадки в бензине А0,4 масс, 0:Характеристики двигателя Скорость нарастания давления, кг/см Период задержки воспламенения,м секград п,к,в,65 70 75 80 85 2,52 2,31 1,75 1,82 2,45 178 175 168 172 181 5,2 3,5 2,8 3,3 4,2 30 25 20 15 Пар аоксилифенил амин С) Щ О 0 Н Характеристика двигателя 25Удельныйрасходгорючего,г/э. л, с. ч,град п,к,в,30 2,45 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 35 1,65 1,98 2,22 40 ских прсдпламспных процессов, 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 д 1 алкенилсукцнимидом,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 концентрации 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 вво 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 горючем20 (Одпоцилиидровый отсек дизеля 12 Ч 1118 20 с объемиогыгшочныги смсссобразоваи,см, при гг=1700 об,:мии,(с=87,5 л. с., р=22 град. и. к. в. до в.м.т. при использовании бсизггиа Л)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 Аобеспечивает 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 испы туемой присадки с бензином близки к характеристикам его работы на стандартном дизельном топливе. Таблица 3 Результаты сравнительных испытаний эффективности известных и предлагаемой присадок Возможности использования в двигателе Показатели качества Октановое число по моторному методу.Горючее с присадками 22 30 Практически невозможнэВозможно при регулированииусловии процессовТо же ВозможноНевозможно 77 48 То же Возможно 26 Возможнэ 77 Таблица 4 Сравнительные экспериментальные данные эффективности предлагаемой присадки и изопропилнитрата в композиции с бензином АДавление Удельный расход топлива,г/э.л,с.ч, Эффективная мощность,л. с.град п.к.в. Бензин Абез присадки Бензин Ас 1,5 масс, % изопропилнитрата 74 7 2 172 76 80 82 6,8 168 174 185 5,9 Бензин Ас 0,4 масс. % предлагаемой присадки 70 1,80 60,5 79,5 87,5 1,55 77 1,52 80 1,33 105,0 Бензин А(исходный) Бензин А+ 1,5 масс. % изопропилнитратаБензин А+1,5 масс, % полимерных перекисейБензин+0,4 масс. % предлагаемойприсадки Частотавращенияколенчатоговалаоб/мин 1400 1600 1700 1850 1400 1600 1700 1850 1400 1600 1700 1850 60,5 79,5 87,5 105,0 60,5 79,5 87,5 105,0 177 179 187 195 155 159 168 18 Период задержки воспламенения, и. сек 2,52,32,21,96 2,01,921,881,77 8,0 7,2 7,0 6,5 3,5 3,4 2,8 2,5 75 77 81 83540904 Таблица 5 Сравнительная эффективность предлагаемой присадки с исходным бензином и изопропилнитратом на режимах 2 и 3Снижение периода задержки воспламенен 1 я, ооСнижение скорости нарастания давления, %Снижение удельного расхода горючего,В сравнении с композициеи бензина с изо- пропилнитра- том В сравнении с композициеи бензина с изо- пропилнитра- том В сравнении с композицией бензина с изо- пропилнитра- том В сравнении с исходным бензином В сравнении с исходным бензином В сравнении с исходным бензином Режим 53,0 б 0,0 50,0 57,0 33,0 31,0 19,3 19,0 5,4 3,5 11,0 10,2 Формула изобретения Составитель Н. Богданова Редактор И. Астафьева Техред А, Камышиикова Корректор Т, ДобровольскаяЗаказ 3011/5 Изд. Мв 1918 Тираж 630 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К, Раунская иаб., д. 4/5Типография, 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 параоксидфснилами 1 30 - 20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Вгеппз 1 ой - СЬегп 1 е %ОН Ю. Ъегапдегцпд бег КОрНез 11 фе 1 цпг 1 дег Хцпс 1 ю 111 фе 15 н оп Ко 11 еп л аззегз 1 ОЛеп Ье ХцдаЬе е 1 пез21 пЮезсЫецпдега, 1968 г. 49.9, 276 -279,2. Химия и технология топлив и маселУ 12, 1971, с. 40 - 41 (прототип),