用于均质充量压缩点火内燃机的燃料制造技术

本发明专利技术提供一种用于均质充量压缩自动点火内燃机的燃料，该燃料能够在均质充量压缩自动点火燃烧过程中控制燃烧反应以改善发动机热效率。该燃料满足所有的下述特性要求（１）至（６）和下述要求（７）或（８）：（１）Ｃ５到Ｃ１０的正链烷烃的总含量为２５％体积或更高，和７０％体积或更低；（２）Ｃ６到Ｃ１１的芳香烃的总含量为３０％体积或更高，和７５％体积或更低；（３）烯烃含量为２０％体积或更低；（４）含氧化合物的含量以氧计为５％质量或更低；（５）研究法辛烷值为７０或更高，并低于９２；（６）蒸馏特性中的起始沸点和终点分别为３０℃或更高和２２０℃或更低；（７）与第一参比燃料（ＰＲＦ）相比，对于连续４００个循环的该燃料的平均最大压力提升率小１５％或更多，该第一参比燃料在相同的发动机操作条件下显示出相同的平均指示有效压力（ＩＭＥＰ）和５０％的高温放热燃烧的曲柄转角（ＨＴＨＲＣＡ５０）；和（８）与具有与该燃料相同的研究法辛烷值的第一参比燃料（ＰＲＦ）相比，对于连续４００个循环的该燃料的平均ＩＭＥＰ增加２０％或更多，该燃料和ＰＲＦ的ＩＭＥＰ在相同的最大压力提升率下，在相同的发动机操作条件下测量。

Fuel for homogeneous charge compression ignition internal combustion engine

The invention provides a fuel for homogenizing and compressing an automatic ignition internal combustion engine, which can control combustion reactions during homogeneous charge compression automatic ignition combustion so as to improve the thermal efficiency of an engine. The fuel to meet the requirements of all the following features (1) to (6) and the following requirements (7) or (8): (1) the total content of n-alkanes of C10 to C5 is a volume of 25% or higher, and the volume of 70% or less; (2) the total aromatic content of C11 to C6 as the volume of 30% or higher, and the volume of 75% or less; (3) the olefin content of 20% by volume or less; (4) the content of oxygen containing compounds with oxygen is 5% or lower quality; (5) the research octane number is 70 or higher, and less than 92; (6) distillation characteristics the initial boiling point and end point were 30 degrees or higher and 220 DEG C or less; (7) and the first reference fuel (PRF) to improve the rate of 1 compared to the average maximum pressure of the fuel for 400 cycles of the 5% or more, the first reference fuel in the same engine operating conditions showed that the average effective pressure indicating the same crank angle (IMEP) and 50% high-temperature combustion (HTHRCA50); and (8) with the first parameter research octane number with the same fuel value of the fuel ratio (PRF) compared to the average IMEP of the fuel, 400 consecutive cycles, the increase of 20% or more, the fuel and PRF IMEP in the same promotion rate under the maximum pressure, measured at the same engine operating conditions.

【技术实现步骤摘要】

本*专利技术涉及用于均质充量压缩点M动才几的燃料，更^^;^是涉及 能够在均质充量压缩燃^t程中控制燃M应来^^动机热效率的燃料。
技术介绍
目前，两种类型的发动机已被广^M吏用，其中一种为火花点火汽 油发动机和另一种为压缩点;^动机(柴油发动机)。对于火花点火汽油发动机来说，燃^fci/J^口或者燃烧室，并 且形成空 料^^物的预混气体。而后预混气^fc^tS点燃并燃烧。燃料 需具有高的汽化和低的自 性。由于火花点火汽油发动才^#放出氮的氧化物 (NOx)，烂(HC)和一氧4诚，因jtb^用催化剂被广泛^^来^tii些排放物。 但是，例如三用催化剂的排气^^f匕系统只适用于这样的范围，其中空气-燃料比 率为在非常窄的化学计量的空气-燃料比率的范围内并且其是与压缩点火柴油发动;N目比低热效率和^^t的燃料消耗的原因。对于柴油发动机来说，柴油燃^^i:接^^气釭中并在压缩冲程中 与空气;給。通貌s^缩絲加温度和压力，使空气-燃料^^自燃。柴油燃 具有高的可燃性特性。压缩自动点火柴油发动才a^燃料消耗和热效率方 面优异，但具有由多相空^^料^^导致的NOx和烟灰排放的^存、。jH^卜， 需要对后处理系统，如氧^#化剂，NOx捕捉器，柴油颗津ii^虑器或SCR系统 的严格控制，来降低NOx和烟灰以符合itt规定。因此，常规的火花点火汽油发动机能够净4^#放气体到一定程度， 但是在燃料消緣热效率方面有问题。与^M目对比，柴油发动才碌燃料消耗方面优异并具有高的热效率，nox的排放问题。因此，e^f究均质充量压缩点^^动机来实现低NOx排放气体，优异的燃料消#高的热效率。对于均质充量压缩点:^动机来说，燃料在20MPa或更低的注AJi 力下被^/di^口或者燃烧室，该压力大大低于柴油发动机，并雄料;iA^上止点之前以6o度的曲柄转角完成，使得预混空气-燃料';a^物通过自动点火燃烧，而不是通过火花点火。均质充量压缩点线动机与柴油发动才A^目t成费较长的时间*汽缸中制备充分混合的空气-燃料^物。因此，对于均质充量压缩点^X动机来说，高温燃烧区域，其中的温度高于2200K,没有在汽缸中 局部形成，i^i在没有ii^催化剂的情况下导致低NOx排放特性(以质:ti十低 于10ppm)的原因。均质充量压缩点;^动机的热效率和燃料消耗与柴油发动才几的那些A^目当的。已经提出关注树指标例如可燃性，挥发性，十六烷值和辛烷值(例 如，见下面的专利文件1到13 )的用于均质充量压缩自动点火内燃机的各种燃 料。但是，M动机f生能着眼，已需要用于均质充量压缩点火的更优^^合适 的燃料。专利文件l:日本专利乂a^Hf号2004-919657 专利文件2:日本专利^Hf/>开号2004-919658 专利文件3:日本专利7JHf ^Hf号2004-919659 专利文件4:日本专利么青/>开号2004-919660 专利文件5:日本专利^/Hf公开号2004-919661 专利文件6:日本专利7/Hf/^Hf号2004-919662 专利文件7:日本专利乂^Hf 7/Hf号2004-919663 专利文件8:日本专利乂iHf公开号2004-919664 专利文件9:日本专利^iHf公开号2004-919665 专利文件10:日本专利7/Hf/^Hf号2004-919666 专利文件ll:日本专利/zHf 7>开号2004-919667 专利文件12:日本专利^jHf//Hf号2004-919668 专利文件13:日本专利乂/Hf公开号2004-31560
技术实现思路
^^专利技术的简^fe^对于均质充量压缩点;k^动机(下文称为HCCI燃烧)来说，一 种充分^給的空气-燃料^^^皮活S^缩，这提高温度和压力，并且自动点火 ^U^动。对于HCCI发动机来说，发动机的辦被P艮制在低载荷范围，原因在于超it^动才械荷的中间范围的巨大的发动机噪奮(高的最大压力提升率)。本专利技术的目的是为hcci发动才;i4^^种燃料，hcci的操作范围提高到一个较高的载荷范围。本专利技术可以通过〉V給高可燃性烃(主要是C5到C10的正舰烃)和 C6-C11的芳香族^^来得到实现，该芳香烃的苯环在1100K或更高下开始断裂，其中热焰反应开始。本专利技术的燃料可以延长燃烧时间，斷^l大压力提升 率，并能够使hcci发动才a^—个较高的载荷范围内进^#怍。更确切地说，本专利技术涉及一种用于Hcci发动机的燃料，其满;^斤有的下述特性^求(1)至(6)和下述要求(7 )或(8 ):(1) C5到C10的正皿烃的总含量为25。/^P、或更高，和70% 威更低；(2) C6到Cll的芳香烃的总含量为30% 咸更高，和75。/^P减更低；(3) 烯经衬为20°/淋凝低；(4) 含氧^^的^i:以氧计为5 %质量或更低；(5) 研究法辛烷值为70或更高，和低于92;(6) 蒸馏特性中的船台沸点*点分别为30'C或更高和220。C或更低；(7) 与第一参比燃料(PRF)相比，对于连续400个循环的该燃料的平均最 大压力提升率小15%或更多，该第一参比燃料^目同的发动才;i^^Ht^发动 机的压缩比，发动才;uH吸入管压力，进M管中的温度，空气流率，进气 -排气阀定时，EGR率和燃料;^^启动定时下，显示出与该燃樹目同的平均指 示有效压力(IMEP)和50%的高温放热燃烧的曲柄转角(HTHR CA50);和(8) 与具有与该燃樹目同的研究法辛烷值的第一参比燃料(PRF)相比，对 于连续400个循环的该燃料的平均IMEP增加20%或更多，该燃料和PRF的IMEP 斜目同的最大压力提升率下，叙目同的发动才;u^t务fr下测量，所^目同的发 动才;i^ft^H(口发动机的压缩比，发动才a^JL，吸入管压力，进M管中的温 度，空气;绅，进气-排气阀定时，EGR率和燃料^A^动定时。 [^^明的^]本专利技术的燃料可以降低均质充量压缩点火燃烧的最大压力提升率 和并因此实现了安静的发动机燃烧。；tb^卜，与传统燃賴目比，^M目同的最^i 力提升率下，该燃料可将发动才>*出增强20%或更高。附图说明当与附图结合阅读时，前述的M，以及接下来的本专利技术的详细描述会更易于理解。图l-ii为由本专利技术燃料得到的实际的发动才;Li'H^:据与通过 其它燃^K寻到的对比测试结果的对照。为了阐述^^专利技术的目的，附图中显示的 是本专利技术优选的实施方案。但是，应该理解的是，本专利技术不限于所示的精确的 布置和手段。在附图中图1显示本专利技术的HCCI燃烧(^目高温放热燃烧)如何发生。 图2表明对于在实施例1的旨条件下400个循环的平均HTHR CA50 和IMEP之间的关系。图3显示对于400个循环的最大压力提升率在点1处的变化。图4显示对于400个循环的最大压力提升率在点2处的变化。图5显示对于400个循环的最大压力提升率在点3处的变化。图6显示在图2中的测量点A处的汽釭内压力。图7显示在图2中的测量点A处的》文热率。图8显示在图2中的测量点B处的汽缸内压力。图9显示在图2中的测量点B处的》丈热率。图10显示在图2中的测量点C处的汽缸内压力。图11显示在图2中的测量点C处的》丈热率。本专利技术的详细描述本专利技术在下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于均质充量压缩自动点火内燃机的燃料，该燃料满足所有的下述特性要求（１）至（６），和下述要求（７）或（８）：　（１）Ｃ５到Ｃ１０的正链烷烃的总含量为２５％体积或更高，和７０％体积或更低；　（２）Ｃ６到Ｃ１１的芳香烃的总含量为３０ ％体积或更高，和７５％体积或更低；　（３）烯烃含量为２０％体积或更低；　（４）含氧化合物的含量以氧计为５％质量或更低；　（５）研究法辛烷值为７０或更高，并低于９２；　（６）蒸馏特性中的起始沸点和终点分别为３０℃或更高 和２２０℃或更低；　（７）与第一参比燃料（ＰＲＦ）相比，对于连续４００个循环的该燃料的平均最大压力提升率小１５％或更多，该第一参比燃料在相同的发动机操作条件如发动机的压缩比、发动机速度、吸入管压力、进气歧管中的温度、空气流率、进气－排 气阀定时、ＥＧＲ率和燃料注入启动定时下，显示出与该燃料相同的平均指示有效压力（ＩＭＥＰ）和５０％的高温放热燃烧的曲柄转角（ＨＴＨＲ　ＣＡ５０）；和　（８）与具有与该燃料相同的研究法辛烷值的第一参比燃料（ＰＲＦ）相比，对于连续４００个循 环的该燃料的平均ＩＭＥＰ增加２０％或更多，该燃料和ＰＲＦ的ＩＭＥＰ在相同的最大压力提升率下，在相同的发动机操作条件如发动机的压缩比、发动机速度、吸入管压力、进气歧管中的温度、空气流率、进气－排气阀定时、ＥＧＲ率和燃料注入启动定时下测量。...

【技术特征摘要】
JP 2007-12-17 2007-3243631、用于均质充量压缩自动点火内燃机的燃料，该燃料满足所有的下述特性要求(1)至(6)，和下述要求(7)或(8)(1)C5到C10的正链烷烃的总含量为25％体积或更高，和70％体积或更低；(2)C6到C11的芳香烃的总含量为30％体积或更高，和75％体积或更低；(3)烯烃含量为20％体积或更低；(4)含氧化合物的含量以氧计为5％质量或更低；(5)研究法辛烷值为70或更高，并低于92；(6)蒸馏特性中的起始沸点和终点分别为30℃或更高和220℃或更低；(7)与第一参比燃料(PRF)相比，对于连续400个循环的该燃料的平均最大压力提升率小15％或更多，该第一参比燃料在相同的发动机操作条件如发动机的压缩比、发动机速度、吸入管压力、进气歧管中的温度、空气流率、进气-排气阀定时、EGR率和燃料注入启动定时下，显示出与该燃料相同的平均指示有效压力(IMEP)和50％的高温放热燃烧的曲柄转角(HTHR CA50)；和(8)与具有与该燃料相同的研究法辛烷值的第一参比燃料(PR...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田元，
申请(专利权)人：新日本石油株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]