ТОПЛИВНАЯ ЭМУЛЬСИЯ
FUEL EMULSION

Изобретение относится к топливам, в частности к топливным эмульсиям для дизельных двигателей.
Известна топливная эмульсия на основе дизельного топлива, содержащая, %: спирт 5,0-40,0; воду 0,5-5,0; алкенилсукцинимид, 0,25-0,5; стеарат калия 0,25-0,5; дизельное топливо - до 100 [1].
Недостатком указанной топливной эмульсии является повышенная жесткость процесса сгорания в дизеле при его работе на эмульсии, снижающая надежность и долговечность дизеля.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенной является топливная эмульсия на основе дизельного топлива, содержащая, %: спирт 5,0-40,0; вода 0,5-5,0; алкенилсукцинимид 0,25-1,0; смесь мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты - 0,2; дизельное топливо - до 100 [2].
В качестве недостатка указанной топливной эмульсии можно отметить повышенный износ топливной аппаратуры и цилиндропоршневой группы, снижающий надежность и долговечность дизеля.
Целью изобретения является повышение смазывающих свойств топливной эмульсии и снижение жесткости процесса сгорания, тем самым увеличивающие надежность и долговечность дизеля.
Существенным отличием предлагаемой топливной эмульсии от всех ранее известных решений является введение в эмульсию смазывающей присадки ДПА-ЛубриКор, которая содержит смесь карбоновых кислот, ингибиторов окисления и разрушителей эмульсии в ароматическом растворителе в объеме - 0,02%.
Преимущества предлагаемой топливной эмульсии обуславливаются следующими обстоятельствами.
Дизельное топливо (до 100%) является горючей фазой (топливом), играет роль дисперсионной среды.
Этанол (5,0…50%) служит для замены дизельного топлива альтернативным, играет роль дисперсионной фазы.
Вода (0,5…5,0%) позволяет повысить стабильность топливной эмульсии и (или) использовать для ее приготовления необезвоженный спирт (сырец).
Алкенилсукцинимид (0,25…1%) играет роль эмульгатора, обеспечивает необходимую стабильность топливной эмульсии.
Смесь мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты - (до 0,2%) позволяет повысить диспергирующие и смазывающие свойства эмульсии, а также снизить жесткость процесса сгорания дизеля.
Присадка ДПА-ЛубриКор, состоящая из смеси карбоновых кислот, ингибиторов окисления и разрушителей эмульсии в ароматическом растворителе в размере 0,02% от объема топлива позволяет повысить смазывающую способность топливной эмульсии и одновременно снизить жесткость процесса сгорания в результате действия ингибиторов окисления, замедляющих скорость химических реакций процесса сгорания.
При этом скорректированный диаметр пятна износа снижается до 350-400 мкм при значении 530-550 мкм для чистого дизельного топлива (см. табл. 1)
Z
max
Известно, что процесс сгорания в дизеле оценивается по характеру его индикаторной диаграммы числовыми значениями максимального давления сгорания Ρ и нарастания давления на градус поворота коленчатого вала (жесткостью процесса) (dP/dφ). При этом, чем меньше значение жесткости процесса сгорания и больше его максимальное давление в одинаковых условиях - тем эффективнее, экономичнее и долговечнее работа дизеля [3].
На фиг. 1 показана индикаторная диаграмма дизеля при его работе в номинальном режиме.
Линия 1 характеризирует работу дизеля на топливной эмульсии с содержанием до 40% этанола и 1% эмульгатора - алкенилсукцинимида и стеарата калия 0,25%.
Линия 2 характеризует изменение давления в цилиндре дизеля при его работе на топливной эмульсии с содержанием до 40% этанола и 1% эмульгатора - алкенилсукцинимида, смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты в объеме 0,2%.
Линия 3 - топливная эмульсии с содержанием до 40% этанола и 1% эмульгатора - алкенилсукцинимида и смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты в объеме 0,2% и дополнительным введением в эмульсию присадки ДПА-ЛубриКор в объеме 0,02%.
Z
Точка (А) характеризует момент начала впрыскивания топлива, точка (В) - момент его самовоспламенения, точка P - максимальное значение процесса сгорания, а угол наклона к горизонту кривой нарастания давления - жесткость процесса сгорания.
Работа дизеля характеризуется следующим образом.
При подаче в дизель топливной эмульсии с содержанием до 40% этанола и 1% эмульгатора - алкенилсукцинимида и стеарата калия 0,25% вызывает изменение ее воспламенения, что приводит к увеличению жесткости процесса сгорания - нарастание давления в цилиндре дизеля происходит интенсивно - линия 1.
Работа дизеля на топливной эмульсии с содержанием до 40% этанола и 1% эмульгатора - алкенилсукцинимида и смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты в объеме 0,2% приводит к снижению жесткости процесса сгорания - нарастание давления в цилиндре дизеля происходит более плавно - линия 2.
Дополнительное введение смазывающей присадки ДПА-ЛубриКор в топливную эмульсию приводит к дальнейшему снижению жесткости процесса сгорания - скорость нарастания давления в цилиндре дизеля еще сильнее снижается и процесс сгорания протекает достаточно плавно - линия 3.
Цифровые значения показателей процесса сгорания в дизеле при его работе находятся в указанных в таблице 2 пределах.
Эмульсия готовится следующим образом.
Готовят количество, кратное 100 г. Для этого нужное количество воды растворяют в этаноле, а нужное количество алкенилсукцинимида и смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты растворяют в дизельном топливе, затем растворяют присадку ДПА-ЛубриКор, состоящую из смеси карбоновых кислот, ингибиторов окисления и разрушителей эмульсии в ароматическом растворителе с дизельным топливом в соотношении 1:5. Все фазы в названных пропорциях смешивают и подвергают диспергированию.
Технико-экономическое обоснование предлагаемого изобретения заключается в возможности снижения износа цилиндропоршневой группы, топливной аппаратуры и жесткости процесса сгорания, тем самым повышается надежность и долговечность дизеля.
Литература
1. Авторское свидетельство СССР №1728290, C10L 1/32, 1989 г.
2. Патент РФ №2221839, 2004 г. - прототип.
3. Архангельский В.М. и др. Автомобильные двигатели. Под. ред. М.С. Ховака. М.: Машиностроение, 1977. - 591 с., ил.