(57)【要約】  華氏９５〜４４０度の沸点範囲を有する燃料組成物であって、当該燃焼組成物は（ａ）少なくとも７体積パーセントのｎ−パラフィン及びナフテンの総含量を有する、燃焼組成物。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
華氏９５〜４４０度の沸点範囲を有する燃料組成物であって、当該燃料組成物は（ａ）少なくとも７体積パーセントのｎ−パラフィン及びナフテンの総含量及び（ｂ）約９３以下のＲＯＮ、を有し、当該燃料は先進燃焼エンジンで用いられる、燃料組成物。
【請求項２】
当該先進燃焼エンジンは部分予混合燃焼モードで運転される、請求項１の燃料組成物。
【請求項３】
当該燃料組成物が少なくとも１５体積パーセントのｎ−パラフィン及びナフテンの総含量を有する、請求項１の燃料組成物。
【請求項４】
当該燃料組成物が約８５以下のＲＯＮを有する、請求項１の燃料組成物。
【請求項５】
当該燃料組成物が約８０以下のＲＯＮを有する、請求項４の燃料組成物。
【請求項６】
内燃エンジンを運転する方法であって、
ｉ．内燃エンジンで燃料組成物を用いる工程であって、当該燃料組成物は（ａ）華氏９５〜４４０度の沸点範囲を有し、当該燃焼組成物は（ｂ）７体積パーセント以上のｎ−パラフィン及びナフテンの総含量を有し、並びに（ｃ）そのＲＯＮは約９３以下である、工程；並びに、
ｉｉ．当該内燃エンジンを運転する工程であって、燃焼比は約１６：１〜約２０：１であり、及び当該内燃エンジンは部分予混合燃焼条件下で運転される、工程；
を含む方法であり、
ｉｉｉ．当該燃焼組成物は少なくとも１２バールまでのグロスＩＭＥＰの負荷で用いられ、及びエンジン外ＮＯｘ排出は０．３５グラム／キロワット時以下であり；並びに、
ｉｖ．排気再循環率が６０体積パーセント未満である、
方法。
【請求項７】
内燃エンジンが５０％超のグロス効率を有する、請求項６の方法。
【請求項８】
内燃エンジンが約１７バール／クランク角度未満の最大圧力上昇速度を有する、請求項６の方法。
【請求項９】
約１５バール／ＣＡＤ未満の最大圧力上昇速度を有する、請求項８の方法。
【請求項１０】
約１３バール／ＣＡＤ未満の最大圧力上昇速度を有する、請求項９の方法。
【請求項１１】
内燃エンジンの運転で排気再循環が５５体積パーセント未満である、請求項７の方法。
【請求項１２】
エンジン外ＮＯｘ排出が０．３グラム／キロワット時以下である、請求項７の方法。
【請求項１３】
当該燃焼組成物が１２バールまでのグロスＩＭＥＰの負荷で用いられる、請求項７の方法。
【請求項１４】
内燃エンジンが約１７：１〜約１９：１の燃焼比で運転される、請求項７の方法。
【請求項１５】
内燃エンジンが１８：１の燃焼比で運転される、請求項１４の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００９年１０月３０日に提出された米国仮出願番号第６１／２５６，８１９号の出願日の利益を請求する。本発明は、先進燃焼エンジン環境で使用された場合、特に部分予混合燃焼（ｐａｒｔｉａｌｌｙ−ｐｒｅｍｉｘｅｄ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ、ＰＰＣ）モードで運転しながら、とても少ないすす及び少ないＮＯｘ排出しか出さず、効率が良く、シリンダーでの許容可能な幅広い負荷範囲にわたる最大圧力上昇速度を有する、燃料組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
排出物を減らし及び内燃エンジンの燃料経済を改善するについての、継続する世界的な強調及び政府の法律が、先進で高効率でクリーンな燃焼エンジンを開発する必要性につながった。排気後処理システム（例えば選択的触媒還元（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ、ＳＣＲ）、リーンＮＯｘトラップ、及びディーゼル粒子フィルター）が、排出物に出すのをより減らし排出目標及び基準に適合するために、設計され商品化されている。けれども、それらのシステムは高コストで、自動車の重量を増加させ、並びにその増加重量及び燃料を使用してシステムを再生させるため必要性のために燃料経済を最低にする。エンジン外排出を減らせば、システムのサイズが低減するのだろう及び又は前記の必要性がなくなるのだろう。世界中で大きなＲ＆Ｄ努力が、その目的を成し遂げるためのエンジンデザイン、運転条件及び燃料組成物を見いだすために、幾多の産業的、公的、及び学問的組織で進行中である。考えられる一つの先進燃焼アプローチは均一充填圧縮点火（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ、ＨＣＣＩ）で、それは燃料がとても早くエンジンに噴射されて、圧縮点火を通じて開始される燃焼のスタートより前に得られるべき空気及び燃料の均一混合が可能となるものである。そのアプローチの大きな欠点の一つは、燃焼プロセス及び大きな圧力上昇を制御することが難しいことであり；そしてさらにまた、熱放出速度が発生して、受け入れがたい大きなノイズレベル及びエンジン損害の可能性が生じる。そのため、受け入れ可能な性能を得ることができる現在運転するスピード−負荷の範囲は、とても限られている。
【０００３】
その目的を成し遂げるためのエンジンデザイン、運転条件及び燃料組成物を最適化するための別のアプローチは、部分予混合燃焼（ｐａｒｔｉａｌｌｙ−ｐｒｅｍｉｘｅｄ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ、ＰＰＣ）環境で燃料を用いることである。ＰＰＣ設定では、燃料添加のタイミングは上死点に近く、空気及び燃料が燃焼の前に完全には混合されない。高速度な冷却排気再循環／リサイクル（ｅｘｈａｕｓｔ  ｇａｓ  ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ／ｒｅｃｙｃｌｅ、ＥＧＲ）を用いる計画を適用することにより、燃焼イベントが起こりわずかなすす及びわずかなＮＯｘしか生じない。均一充填圧縮点火（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ、ＨＣＣＩ）と比較すると、ＰＰＣエンジン環境での燃焼の制御が、熱放出の速度及び最大圧力上昇速度が減少する可能性とともに得られる。
【０００４】
部分予混合燃焼はディーゼルエンジンでＮＯｘ及びすすを減らす可能性があることで知られている。けれどもこの点において、ある特定の燃料組成物は、燃料混合物、部分予混合燃焼並びにＮＯｘ及びすすの減少間での最良の相乗効果を得るために開発されていなかった。
【０００５】
関連技術の記載
１９９８年、Ｎｉｓｓａｎは、ＭＫ燃焼と呼ばれるＰＰＣタイプアプローチを使用するディーゼル燃料自動車を限定数製造した。けれども、ＰＰＣ運転が満足して働く運転範囲はとても限られて、これらのエンジンの製造は続かなかった。
【０００６】
最近、Ｎｏｅｈｒｅら（ＳＡＥ論文、２００６−０１−３４１２）は、ＰＰＣタイプモード下でＳｃａｎｉａＤ１２ディーゼルエンジンでディーゼル燃料をを使用して、比較的少ないＮＯｘ及びすすを達成した。けれども、１５バールＩＭＥＰの中〜高負荷を達成するために、実際は現実的でない高レベルのＥＧＲ（およそ７０％）、４．０バールの高ブースト圧、及び１２：１の比較的低い燃焼比を使用することが必要あった。その燃焼比の結果、エンジン効率が落ちた。
【０００７】
より最近、Ｋａｌｇｈａｔｇｉら（ＳＡＥ論文、２００６−０１−３３８５及び２００７−０１−０００６）は、ＰＰＣタイプ運転で高オクタンガソリンを使用してすすレベルを下げることを提示した。１４：１の燃焼比でＳｃａｎｉａＤ１２苛酷使用ＣＩエンジンでのこれらの研究で、彼らは９４．７のＲＯＮを有するプレミアムガソリンを試験しただけだった。炭化水素及びＣＯレベルは比較的高く、２ｇ／ｋＷ時超の値だった。
【０００８】
同様に、Ｍａｎｅｎｔｅら（ＳＡＥ論文、２００９−０１−０９４４）はＳｃａｎｉａＤ１２苛酷使用ＣＩエンジンでプレミアムガソリン（９８のＲＯＮ）を試験して、４５％までのグロス特定効率を得た。それはディーゼル燃料のそれと等しかった。ＮＯｘレベルディーゼル燃料のときより低く、それでもやはり約０．７ｇ／ｋｗ時のレベルだった。それはＥｕｒｏ  ＶＩ及びＵＳ  ２０１０の規制限界を超え、そのためやはりＮＯｘ排気後処理システムを要するであろう。炭化水素及びＣＯレベルもまた高く、それぞれ約０．５及び６．０ｇ／ｋＷ時だった。その論文の初めに、Ｍａｎｅｎｔｅらは、本研究が「圧縮点火エンジンのための最良の燃料は高オクタン価を有していなければならないことを実証する」と述べている。
【０００９】
ＫａｌｇｈａｔｇｉらやＭａｎｅｎｔｅらなどの研究者が、プレミアムガソリンがＰＰＣタイプの運転でディーゼル燃料より少ないＮＯｘ及びすすを供することを実証してきたけれども、プレミアムガソリンくらい高いオクタン価を有する燃料は、フルタイム運転を可能にするスピード−負荷運転範囲の十分な広がりを許容する最適燃料ではないかもしれない。さらにまた、燃料の化学及び組成がオクタン価よりもむしろ最適性能にとって重要なパラメーターかもしれない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
約６９〜約９９のリサーチオクタン価を有する特定のガソリン燃料組成物が、５０％を超える高いグロス効率を有し得て、広い負荷範囲（１８バールまで又はそれを超えるグロスＩＭＥＰ）にわたって運転可能であり、並びに圧縮点火エンジン環境でＰＲＯタイプモードで使用されたときＮＯｘ及びすすの有意な低下を供することを、我々は見出した。さらに、ガソリン沸点範囲内で、燃料性質及びある燃料組成が圧力上昇速度及びエンジン性能に有意に影響を与えることが見出され、並びに、受け入れ可能な価値へ導く燃料組成物が見出された。最良の総合性能は、７体積％超のｎ−パラフィンとナフテンの総含量を有する燃料で達成された。
【００１１】
一態様において、本発明は、燃料組成物に指向する。それは、先進燃焼エンジンで、特に、部分予混合燃焼モードで運転される圧縮点火エンジンで、よりよい性能及びより広いスピード−負荷運転範囲を可能にする。
【００１２】
一態様において、本発明は華氏９５〜４４０度の沸点範囲を有する燃料組成物に指向し、当該燃料組成物は、（ａ）少なくとも７体積パーセントのｎ−パラフィン及びナフテンの総含量、並びに（ｂ）約９３以下のＲＯＮ、を有し、当該燃料は先進燃焼エンジンで用いられる。
【００１３】
一態様において、本発明は内燃エンジンを運転する方法に指向し、当該方法は、
ｉ．内燃エンジンで燃料組成物を用いる工程であって、当該燃料組成物は（ａ）華氏９５〜４４０度の沸点範囲を有し、当該燃焼組成物は（ｂ）７体積パーセント以上のｎ−パラフィン及びナフテンの総含量を有し、並びに（ｃ）そのＲＯＮが約９３以下である、工程；並びに、
ｉｉ．内燃エンジンを運転する工程であって、燃焼比は約１６：１〜約２０：１であり、及び当該内燃エンジンは部分予混合燃焼条件下で運転される、工程；
を含み、
ｉｉｉ．当該燃料組成物は少なくとも１８バールまでのグロスＩＭＥＰの負荷で用いられ、並びにエンジン外ＮＯｘ排出は０．３５グラム／キロワット時（０．３グラム／キロワット時）以下であり（０．３グラム／キロワット時）；並びに、
ｉｖ．排気再循環速度が６０体積パーセント未満である。
【００１４】
５０％を超えるとても高い効率、０．３ｇ／ｋＷ時未満のとても低いＮＯｘレベル、１５バール／ＣＡＤ以下のシリンダー許容可能圧力上昇最大速度、及び許容可能なすすレベル、を可能にする燃料組成物を、我々は見出した。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】パイロット噴射で噴射された総燃料のパーセンテージを図示する。
【図２】使用されたエンジンブースト圧力を図示する。
【図３】燃焼室に噴射される空気の内温を図示する。
【図４】使用された排気リサイクル（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｙｃｌｅ、ＥＧＲ）レベルを図示する。
【図５】試験された燃料で得られたエンジン効率を図示する。
【図６】試験された燃料で得られた燃焼効率を図示する。
【図７】試験された燃料でのエンジン外ＮＯｘ排出を図示する。
【図８】試験された燃料でのエンジン外ＣＯ排出を図示する。
【図９】試験された燃料でのエンジン外炭化水素排出を図示する。
【図１０】試験された燃料でのすす排出を図示する。
【図１１】試験された燃料で得られた、シリンダーでの最大圧力上昇速度を図示する。
【図１２】最大圧力上昇速度及び燃料組成物の、我々が見出した相関を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、様々な改変及び代替形態を受入れ得るが、特定のその実施形態を本明細書で詳細に説明する。だけれども、特定の実施形態の本明細書における説明は、開示した特定の形態に本発明を制限する意図はなく、反対にその意図する所は、添付した特許請求の範囲が規定するような本発明の趣旨及び範囲の中に入る、全ての改変、等価物及び代替を包含することであることを理解されたい。
【００１７】
定義
ＲＯＮ−リサーチオクタン価（Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｏｃｔａｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）は特別に設計された単一シリンダーＣＦＲエンジンで、６００ｒｐｍのエンジンスピードで及び気圧に依存するある特定の吸気温度で測定される。
それは厳しさの少ないエンジン運転下での燃料の能力をシミュレートするものと報告されている。
【００１８】
ＭＯＮ−モーターオクタン価（Ｍｏｔｏｒ  Ｏｃｔａｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）は特別に設計された単一シリンダーＣＦＲエンジンで、９００ｒｐｍのエンジンスピードで及び１００Ｆの吸気温度で測定される。それは高スピード又は高負荷で招くかもしれないより厳しい運転をシミュレートするものと報告されている。実際には、ガソリンのオクタン価はＲＯＮ及びＭＯＮの平均、つまりＲ＋Ｍ／２としてしばしば報告される。
【００１９】
燃料組成物
本発明の一態様は、（ａ）ＮＯｘの有意な減少、（ｂ）すす排出の減少及び（ｃ）高効率、を供する燃料組成物に指向し、特に、従来のディーゼル及びプレミアムガソリン（ＲＯＮ＞９４）と比較した場合で、本発明の燃料が先進燃焼エンジンで部分予混合燃焼モードで用いられる場合である。好ましくは、燃料組成物は部分予混合燃焼条件下でディーゼルタイプエンジンで用いられるガソリンタイプ燃料組成物である。その上、本発明のある燃料組成物にとって、理にかなった最大圧力上昇速度が得られ、そのため、エンジンが先進燃焼条件下で満足に動き得る範囲を有意に広げる。
【００２０】
本発明の一態様において用いられる燃料組成物は、少なくとも７体積パーセントのｎ−パラフィン及びナフテンの総含量を有する。
【００２１】
一態様において好ましくは燃料組成物は約９３以下のＲＯＮ並びに少なくとも７体積パーセントのｎ−パラフィン及びナフテンの総量を有する。より好ましくは、燃料組成物は約９０以下のＲＯＮ並びに少なくとも１５体積パーセントのｎ−パラフィン及びナフテンの総含量、を有する。
【００２２】
燃料組成物を作製する方法
本願請求の発明で用いられる燃料は、商用の精製所から取り出された。そしてある場合にはｎ−ヘプタン又はエタノールが加えられた。その燃料を作製するための典型的な方法及び条件についての情報を、Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｌｅｆｆｌｅｒ（ＰｅｎｎＷｅｌｌ社、２０００）による「Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｒｅｆｉｎｉｎｇ」で見ることができる。
【００２３】
エンジン条件
本発明の燃料は先進エンジン燃焼環境で用いられた。典型的には、そのような燃焼環境により、燃焼してごくわずかなＮＯｘ排出（例えば０．３５グラム／キロワット時未満）若しくは少ないすす（例えば５未満のＦＳＮ）又は両方を生成する燃料が生じる。少ないＮＯｘ排出若しくは少ないすす又は両方を生成することに加えて、その燃料は後述するエンジン環境で用いられる。
【００２４】
好ましくは、エンジン負荷は少なくとも約１８バールまでのグロス図示平均有効圧力（ｉｎｄｉｃａｔｅｄ  ｍｅａｎ  ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ、ＩＭＥＰ）だった。より好ましくは、エンジン負荷は約１６バールまでのグロスＩＭＥＰだった。
【００２５】
その上、本発明の一態様において、前述の燃料組成物は内燃エンジンで用いられる。そしてエンジン負荷が少なくとも１２バールまでのグロスＩＭＥＰである場合には、好ましくはエンジン外ＮＯｘレベルは０．３５グラム／キロワット時以下である。より好ましくは、エンジン負荷が少なくとも約１２バールまでのグロスＩＭＥＰである場合には、エンジン外ＮＯｘレベルは０．３グラム／キロワット時以下である。
【００２６】
その上、本発明の一態様において、前述の燃料組成物は約１６：１〜約２０：１の燃焼比を有する内燃エンジンで用いられる。より好ましくは、燃焼比は約１７：１〜１９：１である。最も好ましくは、燃焼比は１８：１である。
【００２７】
本発明の一態様において、前述の燃料組成物は、好ましくは６０体積パーセント未満である排気再循環率をを有する内燃エンジンで用いられる。より好ましくは排気再循環率は５５体積パーセント未満である。
【００２８】
一態様において、前述の燃料組成物は好ましくは約１５バール／クランク角度（ｃｒａｎｋ  ａｎｇｌｅ  ｄｅｇｒｅｅ、ＣＡＤ）未満の最大圧力上昇速度を有する内燃エンジンで用いられる。より好ましくは、最大圧力上昇速度は約１３バール／ＣＡＤ未満である。
【実施例】
【００２９】
本発明のある特定の態様を例示するために以下の例を示すが、その例は本発明の範囲を限定するいかようにも構成されるべきでない。
【００３０】
エンジンパラメーター及び運転条件
実験で使用されたエンジンは苛酷使用単一シリンダー圧縮点火エンジン、ＳｃａｎｉａＤ１２だった。そのシリンダーヘッドは平らで使用されたピストンは浅椀タイプだった。その幾何的性質を表１に見ることができる。外部空気ラインからの圧縮空気を使用してそのエンジンをブーストした。ウェイストゲートバルブを使用して内圧を調整した。内部マニホールド前に置かれたヒーター（Ｌｅｉｓｔｅｒの）を使用して、所望の内温に空気を加熱した。
【表１】
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【００３１】
１００及び１３００ｒｐｍのスピードで１〜１２バールのグロスＩＭＥＰの負荷スイープを行って、エンジンを動かした。
【００３２】
ＳｃａｎｉａＤ１２エンジンにＢｏｓｃｈの初期世代のコモンレール噴射システムを取り付けた。市販ノズルを１２０°の傘角をもつものに置き換えた。ノズルは８つのオリフィスを有していた。オリフィスの直径は０．１８ｍｍだった。２桁精度の重量計を使用して燃料フローを測定した。そして、各運転ポイントを少なくとも２分間サンプリングした。
【００３３】
噴射計画は１つ又は２つの燃料噴射ポイントを使用することから成り、燃料又はエタノールをエンジンの燃焼室へ噴射することだった。使用時、第１の、すなわちパイロット噴射ポイントを圧縮ストロークサイクルのとても早くに置いて均一混合物を作った一方で、第２ポイントを上死点の近くに置いて燃焼ストロークサイクルイベントを作動した。パイロット噴射での燃料の量は負荷から独立しており、燃焼比、燃料反応性及びＥＧＲレベル、の関数のみである。使用時、常に−６０度の上死点（ｔｏｐ  ｄｅａｄ  ｃｅｎｔｅｒ、ＴＤＣ）でパイロット噴射があった。負荷を増やすと、パイロット噴射は減った。パイロット噴射で噴射された燃料の総量のパーセンテージを図１に示す。内圧を負荷で調整した。すなわち、２バール未満のグロスＩＭＥＰの負荷における１．２５〜１．５バール（絶対圧）のブースト圧力値から１２バールのグロスＩＭＥＰ負荷における２．２５バール（絶対圧）の値へ増加して、調整した。その具体的なブースト圧力値を図２にプロットする。それらのブースト圧は現在の自動車で今日使用するターボチャージャーシステムにより容易に得られる。内温を調整して、負荷スイープの間中にわたって全燃料の安定な燃焼を保った。それらの値を図３にプロットする。最大負荷（つまり、１２バールのグロスＩＭＥＰ）でＮＯｘが０．４０ｇ／ｋＷ時未満であるよう保つために、図４に示すように、全燃料とともに約３５％〜約５０％のＥＧＲを使用した。これらのＥＧＲ値は理にかなっており、今日の自動車で使用されている市販のシステムに実現可能なものである。この論説で使用されたＥＧＲは、吸気及び排気の二酸化炭素の比として定義されている。吸気で導入される前に、排気は冷却された。
【００３４】
排出測定システム
Ｃｕｓｓｏｎ気体分析システムを使用して排出を測定した。非分散型赤外分析計によりＣＯ及びＣＯ２を測定し、磁気分析計でＯ２を測定し、そして加熱型イオン化検出器で総炭化水素を測定した。化学発光分析計を使用してＮＯｘを測定し、そしてＡＶＬ４１５オパシメーターで煙を測定した。測定の全セット前に適切なキャリブレーションガスを用いて、各分析をキャリブレートした。
【００３５】
燃料
ガソリン範囲の沸点（つまり、華氏９５〜４４０度）を有する９種の燃料を試験した。それらの燃料の主要な性質を表２に列挙する。
【表２】
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【００３６】
０．５〜１２．５バールのグロスＩＭＥＰの負荷スイープを通じて１０００及び１３００ｒｐｍのエンジンスピードで、当該９種の燃料を試験した。試験された最大負荷はエンジンハードウェアにより制限された。燃料例１、４、６及び７の高反応性のために、それらの燃料のためにただ１つの噴射ポイントを使用した。
【００３７】
結果
【００３８】
効率
エンジンの効率（つまりエンジン性能）は、内燃エンジンで用いられる燃料に依存する重要なパラメーターである。グロスの図示効率を当該９種の燃料用の負荷の関数として図５にプロットする。図５に図示するように、２〜３バールのグロスＩＭＥＰより高い負荷のため、全燃料で効率が４９％超である。その最大効率は、高オクタンプレミアムガソリン及びディーゼル燃料でＫａｌｇｈａｔｇｉら及びＭａｎｅｎｔｅらが報告したものよりも有意に高い。
【００３９】
５７％もの高い効率値が得られた。概ね、最大グロス図示効率を用いた我々の研究の燃料は、最高オクタン燃料ではない例５、６及び７のものであった。
【００４０】
図６は、５バールより高いＩＭＥＰの負荷で燃焼効率が常に９７％より高かったことを示す。これは、最大負荷でＥＧＲレベルが５０％近くであったことを考慮すると注目すべき結果であり、及び典型的に効率がこれらの条件で低下する。
【００４１】
排出
グロス図示ＮＯｘ排出を図７に示す。全燃料で、５０％のＥＧＲ及び１８：１の燃焼比を用いた。本発明の燃料で、これらのエンジン運転条件は、１２バールのグロスＩＭＥＰであっても、０．３５ｇ／ｋＷ時未満というとても低いＮＯｘレベルをもたらした。負荷が低下すると、ＮＯｘが十分に低下した。すなわちこれは、燃焼エンジンでのより低い燃焼温度のためである。いくつかのケース、例えば例２で、ＮＯｘより低い負荷で増加するのは排出がパワーに比例してプロットされるためであり、これは、もし効率が低下すれば特定の排出が増加することを意味する。
【００４２】
高燃焼効率のために、全燃料（それぞれ図８及び図９を参照）で得られたＣＯ及びＨＣはわずかな値だった。それらの値は、プレミアムガソリン及びディーゼル燃料でＫａｌｇｈａｔｇｉら及びＭａｎｅｎｔｅらが得た値よりも有意に低かった。本発明の燃料を用いて、得られたＣＯ及びＮＯｘの低い値は、ＰＰＣモードで動く中〜高のオクタン価の燃料を用いて１５００〜２０００［Ｋ］の温度範囲で燃料−空気混合物を燃やすことが可能なことを示している。ＣＯからＣＯ２への反応を促進するのに、１５００［Ｋ］より高い燃焼温度が必要で、２０００［Ｋ］未満の燃焼温度を保つことが本質的に重要である。
【００４３】
約６バールまでのグロスＩＭＥＰの負荷で、全燃料で、すすレベルはとても低い（＜１ＦＳＮ）。図１０に示すように、負荷を１２バールのグロスＩＭＥＰに増やすと、当該燃料ですすレベルが、１０００ｒｐｍのスピードで及び０．１〜３．１のＦＳＮのレベルに増え、１３００ｒｐｍのスピードで０．２〜５のＦＳＮの値に増えた。最適化したフローモーションで組み合わせた異なる噴射システムを用いることは、すすレベルをかなり低くできるであろう。これらのエンジン外排出量は、一般に市販されるディーゼル粒子フィルターがさらに政府環境基準に適合するために処理し得るのに十分な低さである。
【００４４】
１２バールのグロスＩＭＥＰの最大負荷ポイントでの最低すす値が例４及び比較例１の燃料で得られた。エタノールでは、その分子構造のために、すすは０．０６未満のＦＳＮであった。
【００４５】
エンジンノイズ／圧力上昇の最大速度
高負荷での部分予混合燃焼及びＨＣＣＩなどの先進燃焼システムのキーチャレンジの一つは、最大圧力上昇速度であり、それは騒音及びエンジン損害の可能性に関する。これまでの研究の運転範囲は、受け入れがたい最大圧力上昇速度及びエンジンノイズのために、ほどほどの負荷に限られている。現在の研究での最大圧力上昇速度を負荷の関数として図１１にプロットする。苛酷使用エンジンにとって、１５バール／ＣＡＤ以下の最大圧力上昇速度が理にかなっている。パラフィンとナフテンの総含量に対する当該速度をプロットする図１２に示すように、最大圧力上昇速度が燃料の性質と明白に相関することを、我々は見出した。７体積％以上のｎ−パラフィンとナフテンの総含量を有する燃料が許容の圧力上昇速度（つまり、１５バール／ＣＡＤ未満）を供することを、我々は見出した。１７バール／ＣＡＤ超の圧力上昇速度での最貧性能燃料が比較例１及び２だった。これらの燃料は、７体積％未満のｎ−パラフィンとナフテンの総含量を有する２種の燃料である。
【００４６】
そのため、先進燃焼での広い範囲の負荷条件にわたって、特に７体積％超のｎ−パラフィンとナフテンの総量を含有するガソリンタイプの燃料を使用する部分予混合燃焼設定で、理にかなった圧力上昇速度（高グロス効率及びとても低いＮＯｘ排出とともに）を得ることができることを、我々は見出した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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