Многофункциональная присадка к бензину
Изобретение относится к области нефтепереработки, нефтехимии и автомобильной промышленности, конкретно, к составу присадки к бензину, используемой в автомобильных двигателях внутреннего сгорания. Описана многофункциональная присадка к бензину на основе эфиров ортокремневой кислоты, дополнительно содержащая эфиры борной кислоты, оксигенаты и моющую присадку при следующем соотношении компонентов (мас.%): эфиры ортокремневой кислоты 0,1-50; эфиры борной кислоты 0,1-50; моющая присадка 0,001-45; оксигенаты до 100. Технический результат - снижение нагаров в камере сгорания и отложений на впускных и выпускных клапанах, снижение содержания вредных веществ в отработавших газах, повышение полноты сгорания топлива и снижение удельного расхода топлива. 4 з.п. ф-лы, 9 табл.
Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки, нефтехимии и автомобильной промышленности, конкретно, к составу присадки к бензину, используемой в автомобильных двигателях внутреннего сгорания.
Присадки являются расходуемыми материалами, которые предназначены для:
- улучшения условий сгорания зарядов топливных смесей с целью снижения токсичности отработавших газов по таким компонентам, как СО, СН и NOx, SOx, бенз(α)пирена;
- снижения удельных затрат топлива в расчете на условную единицу (например, 100 км) пробега транспортного средства;
- предотвращения образований нагаров, лаков и отложений на деталях цилиндропоршневой группы.
Срочная и массовая потребность в таких многофункциональных присадках обусловлена:
- необходимостью резкого сокращения объемов выбросов токсичных веществ в атмосферу;
- необходимостью увеличения ресурса работающих ДВС;
- возрастающим дефицитом нефти, которая является невозобновляемым природным ресурсом, запасы которой закончатся в этом столетии;
- необходимостью сокращения удельного расхода нефтепродуктов, которые используют на транспорте;
- очевидной необходимостью снижения затрат на охрану окружающей среды.
Уже известна присадка, содержащая 10-50% продукта взаимодействия моноэтаноламина и/или диэтаноламина с монокарбоновой кислотой формулы R-COOH, где R - изопарафиновый, олефиновый или алкилциклопарафиновый углеводородный радикал, содержащий от 10 до 30 атомов углерода, взятых в молярном соотношении амин : кислота, равном 1:2-1:3, и до 100% углеводородной фракции, выкипающей в интервале 250-500°С [Пат. 2255961, Россия].
Известна моющая присадка, содержащая продукт взаимодействия дистиллированного талового масла и/или фракции жирных кислот талового масла с диэтаноламином, взятых в молярном соотношении кислота : амин, равном 3:1, в минеральном масле вязкостью не более 15 сСт при 50°С и температурой застывания не выше минус 30°С. Присадка дополнительно содержит индивидуальные алкилбензолы или их смеси с температурой кипения 138-184°С [Пат. 2235119, Россия].
Известна моющая присадка, содержащая продукт конденсации Маниха, поли(оксиалкелен)полиолефины и карбоновые кислоты [Пат. 6611519, США].
Известна моющая присадка к автомобильным бензинам на основе продуктов взаимодействия технических алкилсалициловых кислот и полиэтиленполиаминов общей формулы NH2(CH2CH2NH)nH, где n=1-7, взятых в мольном соотношении полиэтиленамины : технические алкилсалициловые кислоты от 1:1 до 1:2 в расчете на алкилсалициловые кислоты. В качестве органического растворителя присадка содержит нефтяные масла или их смеси с кинематической вязкостью не более 25 мм2/с при 100°С и температурой застывания не выше минус 15°С, синтетические масла или их смеси, полиэфирамины или их смеси [Пат. 2288943, Россия].
Известна моющая присадка к автомобильным бензинам на основе продуктов взаимодействия алканоламинов или алкилалканоламинов общей формулы R1 mN(R2OH)n, где R1-Н, C1-С3; R2-С2-С3; m=1-2, n-3-m, с техническими алкилсалициловыми кислотами [Пат. 2284345, Россия].
Известна моющая присадка, содержащая поли(оксиалкилен)амид-амина общей формулы (R4)2N-R3-NC(O)R2-(-CH2-CHR1-O-)x-H, где R1 - алкил, содержащий от 1 до 12 атомов углерода, R2-R4 - метил, этил, пропил или бутил, R3 - алкилен, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, х равен 5-30, при этом молекулярная масса соединения составляет 600-4000. Присадка дополнительно содержит детергент - полиалкениламины, алкилсукцинимиды, поли(оксиалкилен)карбоматы, поли(алкенил)-N-замещенные карбоматы и их смесь [Пат. 6454818, США].
Недостатком всех этих присадок является сложность и энергоемкость получения, повышенное нагарообразование на поршне двигателя при использовании их в автомобильных бензинах.
Известна моющая присадка общей формулы R1S(R2O)x(R3O)уН, где R1 имеет значения, выбранные из группы, включающей водород, алкил с 1-20 атомами углерода, ацил с 2-20 атомами углерода, арил с 6-20 атомами углерода и остаток полиоксиалкеленового спирта общей формулы H(OR4)z, где R4 алкил с 2-20 атомами углерода, a z имеет значение от 1 до 50. R2 и R3 - алкил с 1-20 атомами углерода, х имеет значение от 1 до 50, а у от 1 до 50. При этом средняя молекулярная масса присадки не менее 600 [Заявка 99109052/04, Россия].
Недостатком этой присадки является наличие в молекуле атома серы, содержание которой в бензине строго ограничено всеми мировыми спецификациями на бензин и Техническим регламентом России.
Известна моющая присадка, представляющая собой никелевую соль смеси жирных кислот С10-С16 [Пат. 2237080, Россия].
Недостатком этой присадки является наличие в молекуле атома никеля. Использование металлсодержащих присадок в бензинах запрещено всеми мировыми спецификациями на бензин.
Известно достаточно большое количество моющих присадок, выпускаемых в промышленных масштабах и используемых при производстве товарных бензинов. В России к применению в бензинах допущены присадки Keropur 3430N, Keropur 3458N, HITEC 6430 и АлькорАВТО.
Основным недостатком этих присадок является возрастание величины нагара на поршне [Никитина Е.А., Емельянов В.Е, Бакалейник A.M., Манаенков В.М. - Новые топлива с присадками. Труды IV Международной научно-практической конференции, СПб, 2006, с.68 - 72; Андреев С.В., Голованов М.Л., Городецкий М.Л., Каравай В.П. - там же, с.73-78].
Известна присадка, представляющая собой смесь 0,1-1,0% ацетилацетоната металла и 99,0-99,9% тетраэтоксисилана (этилового эфира ортокремневой кислоты) с примесью продуктов его гидролиза - димера, тимера и тетрамера [Пат. 207742, Россия]. Присадка хорошо удаляет нагары и отложения из камеры сгорания (поршня и головки цилиндра).
Недостатком присадки является наличие в ее составе продуктов гидролиза тетраэтоксисилана переменного состава, что приводит к повышенному отложению осадков на впускных клапанах и к росту температуры в камере сгорания. Кроме того, непостоянство состава ингредиентов присадки приводит к большому разбросу результатов ее действия.
Эта присадка выбрана нами за прототип.
Задачей изобретения является:
- снижение нагаров в камере сгорания и отложений на впускных и выпускных клапанах;
- снижение содержания вредных веществ в отработавших газах;
- повышение полноты сгорания топлива и снижение удельного расхода топлива.
Поставленная задача достигается тем, что в индивидуальные эфиры ортокремневой кислоты дополнительно вводят растворимые в топливе соединения бора, товарные моющие присадки и оксигенаты при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| эфиры ортокремневой кислоты | 0,1-50 |
| эфиры борной кислоты | 0,1-50 |
| моющая присадка | 0,001-45 |
| оксигенаты | до 100. |
В качестве эфиров ортокремневой кислоты используются тетра-метокси-, этокси-, пропокси-, бутокси-, пентокси-, фенокси- и о-крезилоксисиланы. Это значительно расширяет сырьевую базу присадки. Кроме того, указанные соединения выпускаются современной промышленность без примесей продуктов гидролиза - ди-, три- и тетрамеров, что увеличивает стабильность присадки при хранении и стабильность действия присадки при ее применении и снижает количество отложений на впускных клапанах.
Применение в присадке растворимых в топливе соединений бора позволяет вводить в каждый очередной заряд свежей топливной смеси микроколичества бора, ионы которого проявляют каталитическую активность при инициировании и протекании сгорания во всем объеме каждого из таких зарядов [Ройтер В.А. Каталитические свойства веществ. Справочник.: Киев. Наукова думка. 1968. - 1464 с.].
Таким образом в камерах сгорания выравнивается температурное поле, что снижает количество термических NOx, которые обычно образуются при пиковых температурах, и обеспечивает сгорание углеводородов топлива до нетоксичного CO2 и воды с соответствующим снижением токсичности выхлопа в целом [1. Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов. /Лукин В.Н. и др./ - М.: Высшая школа, 1995. - 369 с.; 2. Николаенко А.В., Шкрабак В.В. Энергетические установки и машины. Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2004. - 438 с.; 3. Маслов В.В. // Судостроение, 1995, №8-9, с.18-22.; 4. Hilder G., Zeilingtr K., Woschni G. 21st International CIMAC Congress on Combustion engines, Geneva, Switzerland, 1995, D 67.].
Практически полное сгорание топлива приводит к снижению его удельного расхода за счет недожога, отсутствие смолистых веществ и сажевых частиц в отработавших газах снижает количество нагаров и отложений в камере сгорания и газовыхлопном тракте [Теоретические основы химмотологии. /под ред. Браткова А.А./ - М.: химия, 1985. - 320 с.; Данилов A.M. Введение в химмотологию. - М.: Техника, 2003. - 464 с.].
В качестве эфиров борной кислоты используются метокси-, этокси-, пропокси-, бутокси-, пентокси-, фенокси- и о-крезилоксибораты. Это значительно расширяет сырьевую базу присадки.
Предлагаемая присадка дополнительно содержит в качестве моющей присадки промышленные присадки Keropur 3430N, Keropur 345 8N, HITEC 6430 и АлькорАВТО.
Предлагаемые присадки позволяют поддерживать в чистоте впускные клапана и карбюратор, а также снижают содержание вредных веществ в отработавших газах [Никитина Е.А., Емельянов В.Е, Бакалейник A.M., Манаенков В.М. - Новые топлива с присадками. Труды IV Международной научно-практической конференции., СПб, 2006, с.68-72; Андреев С.В., Голованов М.Л., Городецкий М.Л., Каравай В.П. - там же, с.73-78].
Предлагаемая присадка дополнительно содержит оксигенаты: одно- и многоатомные спирты, альдегиды, кетоны, оксикетоны, ацетали, простые и сложные эфиры, циклические эфиры, диэфиры и эпоксиды. Присутствие оксигенатов в присадке гомогенизирует и стабилизирует ее и препятствует гидролизу эфиров борной и ортокремневой кислот.
Введение в топливо присадки, содержащей оксигенаты, улучшает полноту сгорания топлива и снижает содержание вредных веществ в отработавших газах [Данилов A.M. Применение присадок в топливах. - М.: Мир, 2005. - 288 с.].
Оксигенаты способствуют связыванию содержащейся в топливе воды и равномерному ее распределению по всему объему топлива и топливному заряду в камере сгорания, что значительно улучшает условия его сгорания [Этиловый спирт в моторном топливе /под ред. Макарова В.В./. М.: ООО «РАУ-Университет», 2005. - 184 с.]. Кроме того, оксигенаты вымывают из топливной системы и топливного бака низкотемпературные отложения, предотвращая старение топлива и рост его коррозионной активности [1. Шехтер Ю.Н. и др. Рабоче-консервационные смазочные материалы. - М.: Химия, 1979. - 256 с. №; 2. Баранник В.П., Карепина М.А. О причине защитного действия органических ингибиторов коррозии. Ученые записки ОЗПИ. Т.IV, 1957.].
Способ приготовления присадки согласно изобретению состоит в следующем:
1. - в указанных в сущности изобретения и далее в таблице №1 пределах соотношений ингредиентов выбирают конкретную рецептуру присадки;
2. - в лабораторных условиях на аналитических весах взвешивают необходимые количества ингредиентов присадки;
3. - в трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, холодильником, термометром и загрузочной воронкой при работающей мешалке, загружают поочередно все жидкие компоненты;
4. - перемешивают присадку в течение 5-10 минут;
5. - останавливают мешалку и через бумажный фильтр отфильтровывают полученную присадку в тару для хранения и дальнейшего использования.
Такой способ приготовления присадки технологичен и легко может быть осуществлен на любом химическом или нефтехимическом предприятии, т.к. технологическая схема получения присадки состоит из набора стандартных аппаратов химического и нефтехимического синтеза.
В качестве примера конкретного осуществления процесса приготовления присадки приводим технологию получения образца №5 (см. табл.1).
Составы испытанных присадок
| Таблица 1 | ||||
| № образца | Состав присадки, % | |||
| Эфир ортокремневой кислоты | Эфир борной кислоты | Моющая присадка | Оксигенат | |
| 1 | Этиловый - 40 | Бутиловый - 10 | Keropur 345 8N - 20 | Бутанол - 30 |
| 2 | Фениловый - 15 | Ортокрезиловый - 35 | IТЕС 6430 - 40 | Этанол - 10 |
| 3 | Метиловый - 30 | Фениловый - 5 | АлькорАВТО - 3 | Диоксан - 62 |
| 4 | Ортокрезиловый - 3 | Метиловый - 3 | Keropur 343 ON - 4 | Этилтретбутиловый эфир - 90 |
| 5 | Бутиловый - 25 | Этиловый - 25 | Keropur 345 8N - 40 | Этилацетат - 5 Изобутанол - 5 |
В трехгорлую круглодонную колбу объемом 1,0 литр, снабженную пропеллерной мешалкой, термометром, шариковым холодильником и загрузочной воронкой, помещали 250 г бутилового эфира ортокремневой кислоты. Включали мешалку и при температуре 22,3°С последовательно загружали 50 г этилацетата, 50 г изобутанола, 250 г этилового эфира борной кислоты и 400 г присадки Keropur 345 8N. Смесь перемешивали примерно 5 минут. Раствор фильтровали через бумажный фильтр «синяя лента» в стеклянную бутыль из темного стекла с плотно закрывающейся пробкой.
Для экспериментальной проверки осуществимости и эффективности изобретения были изготовлены и испытаны варианты присадки, которые содержали активные ингредиенты в заявленных пределах.
Наилучшие примеры осуществления изобретательского замысла приведены ниже.
Испытания топливных бензиновых композиций проводили на испытательном стенде с двигателем ВА3-2108. Стенд оснащен системами, обеспечивающими его функционирование при всех режимах испытаний, а также контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратурой, позволяющей контролировать и регистрировать все необходимые для работы и проведения исследований параметры двигателя и его систем (системы топливоподачи, охлаждения и т.д.).
Для испытания двигатель ВА3-2108 смонтирован на стенде, в состав которого входят следующие системы и оборудование:
- тормозное устройство;
- пульт дистанционного управления двигателем с приборами контроля за его работой;
- устройство для соединения двигателя с тормозом;
- система водяного охлаждения двигателя;
- смазочная система двигателя;
- топливная система с устройством для замера расхода топлива;
- система воздухоснабжения;
- система выпуска отработавших газов.
Стенд для испытания топливных композиций оборудован электротормозной установкой производства МЭЗ ВСЕТИН (ЧССР), состоящей из:
- балансирного динамометра DS 926-4 V с весами, датчиком вращающего момента, фотоэлектрическим датчиком скорости вращения и вентилятором для независимого охлаждения;
- преобразователя Леонарда DP 1126-4 (мотор-генератора);
- распределительного шкафа 4 RN 2088 со сдвоенным тормозным возбуждающим устройством и регулятором динамометра для регулирования скорости вращения и вращающего момента;
- пульта с аппаратурой управления, указателем скорости вращения (вольтметра градуированного в мин-1, класс точности 1.5) и амперметра в цепи якорей.
Балансирный динамометр оборудован дополнительным устройством, в состав которого входят приборы для цифрового измерения вращающего момента и скорости вращения. Балансирный динамометр DS 926-4 V постоянного тока предназначен для определения вращающего момента и мощности. Динамометр может работать в обоих направлениях вращения. Весы динамометра снабжены круглым циферблатом со шкалой, освещаемой разрядной трубкой. Шкала весов проградуирована в ньютонометрах.
Управление двигателем, электротормозной установкой и контроль работы систем установки осуществляется с дистанционного пульта управления. На пульте управления имеется регулятор для настройки требуемой величины скорости вращения и вращающего момента, приборы для аналогового измерения числа оборотов и тока в цепи якорей, переключатели для выбора направления вращения динамометра и остальная аппаратура, необходимая для работы динамометра и сигнализации. Поддержание постоянства требуемой скорости вращения осуществляется путем введения обратной связи по скорости, причем в качестве звена обратной связи применяется фотоэлектрический датчик числа оборотов, расположенный на передней стороне динамометра и составляющий его часть. Требуемое значение скорости вращения и вращающего момента можно плавно настроить при помощи общего элемента - потенциометра с точностью настройки числа оборотов порядка 10 мин-1. Постоянство требуемой скорости вращения можно поддерживать с точностью 0,5% по отношению к максимальной скорости вращения. Постоянство требуемого вращающего момента можно поддерживать с точностью 1,0% по отношению к номинальному вращающему моменту.
Двигатель соединен с электротормозной установкой при помощи карданного вала, обеспечивающего компенсацию несоосностей валов двигателя и тормоза.
Система охлаждения двигателя открытого типа, включающая в себя: рубашку охлаждения двигателя; центробежный насос с приводом от коленчатого вала; расширительный бачок-смеситель, трубопроводы подвода и отвода воды. Контроль за тепловым состоянием двигателя осуществляется с помощью штатного датчика температуры охлаждающей жидкости, установленной в головке блока цилиндров двигателя, информация от которого выводится на штатный указатель температуры на панели дистанционного управления двигателем. Кроме того, применен дополнительный обдув двигателя воздухом с помощью промышленного вентилятора, имитирующий охлаждение двигателя набегающим потоком воздуха при движении автомобиля.
Для смазывания двигателя используется штатная масляная система двигателя.
Топливная система включает в себя: топливный бак; автоматизированный расходомер топлива Д-1, позволяющий определять расход топлива с точностью 0,5%; соединительные трубопроводы; топливоподкачивающий насос; карбюратор; механизм управления карбюратором. Управление открытием дроссельной заслонки карбюратора вынесено на пульт дистанционного управления двигателем.
Система выпуска отработавших газов представляет собой трубопровод большого диаметра, обеспечивающий малые потери давления на выпуске, а также включает вытяжную систему вентиляции испытательного бокса.
Испытания топливных композиций проводили на вышеописанном стенде в соответствии с требованиями ГОСТ 14846.
В качестве образца для сравнения с патентуемой присадкой были выбраны соответствующие промышленные моющие присадки, по которым имеются огромное количество данных и улучшение свойств которых наиболее показательно и технически очень необходимо, так как применение современных топлив с моющими присадками в старых двигателях приводит к значительному ухудшению их энергоэкологических параметров.
Результаты испытаний приведены ниже.
Зависимость удельного расхода топлива от числа оборотов двигателя.
| Таблица 2 | |||
| Число оборотов, мин-1 | Удельный расход базового бензина Аи 92, ge1, кг/кВт·ч | Удельный расход бензина Аи 92 с 0,01% присадки Keropur 3458N, ge2, кг/кВт·ч | Удельный расход бензина Аи 92 с 0,01% образца 5, ge3, кг/кВт·ч |
| 1500 | 0,315 | 0,314 | 0,309 |
| 2000 | 0,302 | 0,301 | 0,300 |
| 2500 | 0,313 | 0,314 | 0,311 |
| 3000 | 0,301 | 0,300 | 0,299 |
| 3500 | 0,294 | 0,295 | 0,292 |
| Таблица 3 | ||||||
| Нагрузочные характеристики двигателя ВА3-21083 n=2000 об/мин. | ||||||
| № режима | Базовое топливо Аи-92 | Базовое топливо Аи-92+0,01% присадки Keropur 3458N | Базовое топливо Аи-92+0,01% образца 5 | |||
| Крутящий момент Me, нм | Удельный расход топлива, ge1, кг/кВт·ч | Крутящий момент Me, нм | Удельный расход топлива, ge2, кг/кВт·ч | Крутящий момент Me, нм | Удельный расход топлива, ge3, кг/кВт·ч | |
| 1 | 19,95 | 0,432 | 19,84 | 0,419 | 20,06 | 0,398 |
| 2 | 39,89 | 0,310 | 40,07 | 0,303 | 40,12 | 0,299 |
| 3 | 59,84 | 0,266 | 59,98 | 0,259 | 60,18 | 0,253 |
| 4 | 79,79 | 0,265 | 80,31 | 0,258 | 80,25 | 0,243 |
| 5 | 100,73 | 0,298 | 103,22 | 0,297 | 105,32 | 0,294 |
| Таблица 4 | ||||||
| Нагрузочные характеристики двигателя ВА3-21083 n=3000 об/мин. | ||||||
| № режима | Базовое топливо Аи-92 | Базовое топливо Аи-92+0,01% Keropur 3458N | Базовое топливо Аи-92+0,01% образца 5 | |||
| Крутящий момент Me, нм | Удельный расход топлива, ge1, кг/кВт·ч | Крутящий момент Me, нм | Удельный расход топлива, ge2, кг кВт·ч | Крутящий момент Me, нм | Удельный расход топлива, ge3, кг/кВт·ч | |
| 1 | 20,06 | 0,433 | 19,98 | 0,432 | 20,18 | 0,403 |
| 2 | 40,12 | 0,297 | 40,09 | 0,296 | 40,36 | 0,293 |
| 3 | 60,18 | 0,247 | 60,45 | 0,247 | 60,56 | 0,245 |
| 4 | 80,25 | 0,230 | 80,92 | 0,230 | 80,73 | 0,227 |
| 5 | 115,35 | 0,288 | 116,7 | 0,286 | 118,07 | 0,284 |
| Таблица 5 | |||||||||
| Экологические характеристики двигателя ВА3-21083 n=3000 об/мин. | |||||||||
| № режима | Базовое топливо Аи-92 | Базовое топливо Аи-92+0,01% присадки Keropur 3458N | Базовое топливо Аи-92+0,01% образца 5 | ||||||
| СО, % | СН, ppm | NOx, ppm | CO, % | СН, ppm | NOx, ppm | СО, % | СН, ppm | NOx, ppm | |
| 1 | 0,141 | 92 | 1189 | 0,136 | 81 | 902 | 0,130 | 78 | 897 |
| 2 | 0,095 | 103 | 2559 | 0,093 | 93 | 2148 | 0,090 | 89 | 2063 |
| 3 | 0,075 | 105 | 3484 | 0,073 | 102 | 3199 | 0,069 | 99 | 3085 |
| 4 | 0,077 | 106 | 3772 | 0,072 | 97 | 3745 | 0,069 | 94 | 3689 |
| 5 | 6,333 | 166 | 767 | 5,432 | 154 | 728 | 5,098 | 147 | 705 |
| Таблица 6 | |||||
| Зависимость удельного расхода топлива от числа оборотов двигателя. | |||||
| Число оборотов, мин-1 | Удельный расход бензина Аи-95, ge4, кг/кВт·ч | Удельный расход бензина Аи-95+0,01% присадки Keropur 3458N ge5, кг/кВт·ч | Удельный расход бензина Аи-95, +0,01% образца 1, ge6, кг/кВт·ч | Удельный расход бензина Аи-95+0,01% Алькор-АВТО ge7, кг/кВт·ч | Удельный расход бензина Аи-95, +0,01% образца 3, ge8, кг/кВт·ч |
| 1500 | 0,317 | 0,316 | 0,310 | 0,316 | 0,311 |
| 2000 | 0,300 | 0,300 | 0,297 | 0,299 | 0,298 |
| 2500 | 0,311 | 0,309 | 0,307 | 0,310 | 0,309 |
| 3000 | 0,299 | 0,295 | 0,289 | 0,300 | 0,295 |
| 3500 | 0,297 | 0,296 | 0,295 | 0,296 | 0,293 |
Для определения способности присадки снижать отложения на впускной системе двигателя проводили испытания по квалификационному «Методу оценки склонности автомобильных бензинов к образованию отложений в карбюраторе, на впускных клапанах и в камере сгорания» на установке НАМИ-1М.
Сущность метода заключается в испытании бензинов на установке НАМИ-1М, основу которой составляет одноцилиндровый отсек двигателя ЗИЛ-130, работающий циклами по 5 мин со сменой 4-х различных режимов в течение одного цикла, и последующей оценки отложений в карбюраторе, на впускном клапане и в камере сгорания. В целях ужесточения условий образования отложений двигатель работает на обогащенной топливовоздушной смеси и с частичной рециркуляцией отработавших газов.
Режимы испытаний представлены в табл.7.
| Таблица 7 | ||
| Время, мин | Частота вращения, мин-1 | Момент двигателя, Нм |
| 1,0 | 700 | 0 (х.х.) |
| 1,0 | 1600 | 17 |
| 1,0 | 900 | 32 |
| 2,0 | 1100 | 19 |
| Регулировка холостого хода - 700 мин-1, 2,5±0,5% СО | ||
| Рециркуляция отработавших газов - 3,0-10,0% СО | ||
| Температура: | воды - 90±5°С | |
| масла - 83±2°С | ||
| впускного воздуха - 35±5°С |
Длительность испытаний - 18 часов.
По окончании испытаний производится оценка отложений в карбюраторе, на впускном клапане и в камере сгорания.
Степень загрязнения карбюратора оценивается визуально по балльной шкале в соответствии с методикой «CRC 219 Permiter Centre Parkinay Atlanta, Georgia 30346, HAS».
Оценка отложений на впускном клапане и в камере сгорания производится по весу в мг/ч испытаний.
Результаты испытаний приведены в табл.8.
| Таблица 8 | ||||
| Отложения | Единица измерения | Базовое топливо Аи-95 | Базовое топливо Аи-95+0,01% присадки Keropur 3430N | Базовое топливо Аи-95+0,01% образца 4 |
| Отложения в карбюраторе | Балл | 6,7 | 6,1 | 5,8 |
| Отложения на впускном клапане | мг/ч испыт. | 8,6 | 7,5 | 6,8 |
| Отложения в камере сгорания | мг/ч испыт. | 78 | 93 | 51 |
Способность присадки снижать отложения на впускной системе двигателя проверяли по тесту на поддержание чистоты впускной системы СЕС F-05-A-93.
Тест предназначен для оценки качества бензина по поддержанию чистоты впускной системы с помощью моющих присадок по стандартной методике. Испытания проводятся на двигателе Daimler Chrysler M102E, работающем на тестируемом бензине в течение 60-ти часов по определенному стандартом СЕС циклу. Вес отложений на впускных клапанах (IVD) определяется для каждого клапана. При этом в качестве итогового результата приводится среднее значение показателя для клапанов - IVD (мг/клапан). Дополнительно замеряли количество отложений в камере сгорания - на поверхности крышки цилиндра, а также на поверхности поршня и уплотнении поршня - совместно характеризующие суммарные отложения в камере сгорания (TCD).
Известно, что на результаты данного теста оказывают влияние многие параметры, поэтому испытания проводились последовательно на одном и том же двигателе непосредственно одно за другим, сохраняя все параметры и регулировки двигателя неизменными.
Результаты испытаний приведены в табл.9.
Результаты теста СЕС F-05-A-93 для испытанных композиций топлив
| Таблица 9 | ||
| Топливная композиция | Отложения на клапанах, мг/клапан | Отложения в камере сгорания, мг |
| Базовое топливо Аи-95 | 111 | 5103 |
| Базовое топливо Аи-95+0,01% образца 4 | 54 | 1675 |
| Базовое топливо Аи-95+0,01% образца 2 | 47 | 2073 |
Приведенные выше результаты испытаний подтверждают решение поставленных авторами задач и эффективность патентуемой присадки.
1. Многофункциональная присадка к бензину на основе эфиров ортокремневой кислоты, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит эфиры борной кислоты, оксигенаты и моющую присадку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| эфиры ортокремневой кислоты | 0,1-50 |
| эфиры борной кислоты | 0,1-50 |
| моющая присадка | 0,001-45 |
| оксигенаты | до 100 |
2. Многофункциональная присадка к бензину по п.1, отличающаяся тем, что в качестве эфиров ортокремневой кислоты используются тетра-метокси-, этокси-, пропокси-, бутокси-, пентокси-, фенокси- и о-крезилокси-силаны.
3. Многофункциональная присадка к бензину по п.1, отличающаяся тем, что в качестве эфиров борной кислоты используются три-метокси-, этокси-, пропокси-, бутокси-, пентокси-, фенокси- и о-крезилокси-бораты.
4. Многофункциональная присадка к бензину по п.1, отличающаяся тем, что в качестве моющей присадки используются товарные промышленные присадки Keropur 3430N, Keropur 3458N, HITEC 6430 и АлькорАВТО.
5. Многофункциональная присадка к бензину по п.1, отличающаяся тем, что в качестве оксигенатов она содержит одно- и многоатомные спирты, альдегиды, кетоны, оксикетоны, ацетали, простые и сложные эфиры, циклические эфиры и диэфиры, эпоксиды.
