Koostumus bensiinin ja dieselin 
Sekä bensiini-ja diesel-polttoaine koostuu satojen eri hiilivetyjen molekyylejä. Lisäksi useat bioalkuperäiset komponentit, kuten bensiinisekoituksessa oleva etanoli, ovat yleisiä.
bensiini sisältää pääasiassa alkaaneja (parafiineja), alkeeneja (olefiineja) ja aromaatteja. Dieselpolttoaine koostuu pääasiassa parafiineista, aromaateista ja nafteeneista., Hiilivetyjen bensiiniä sisältävät tyypillisesti 4-12 hiiliatomien kanssa, jotka kiehuvat välillä 30 ja 210 °C, kun taas diesel-polttoaine sisältää hiilivetyjä noin 12-20 hiiliatomia ja kiehumisalue on välillä 170 ja 360 °C. Bensiiniä ja dieseliä sisältää noin 86 paino-% hiiltä ja 14 wt-% vetyä, mutta vety-hiili-suhde muuttuu hieman riippuen koostumuksesta.
Parafiiniset hiilivedyt, erityisesti normaalit parafiinit, parantaa virran laatua dieseliä, mutta matalan lämpötilan ominaisuudet näiden parafiinit ovat yleensä huono., Bensiinin aromaattien oktaaniluku on korkea. Kuitenkin, aromaatteja eikä olefiineja voi pahentaa moottorin puhtaus, ja myös lisätä moottorin talletukset, joka on tärkeä tekijä uusia kehittyneempiä moottoreita ja jälkikäsittelylaitteiden jälkeen. Aromaattiset aineet voivat aiheuttaa karsinogeenisia yhdisteitä pakokaasuissa, kuten bentseeniä ja polyaromaattisia yhdisteitä. Olefiinien bensiini voi johtaa kasvuun pitoisuuden reaktiivinen olefiinien pakokaasut, joista osa on syöpää aiheuttavia, myrkyllisiä tai voivat lisätä otsonia muodostavat mahdollisia., Lisäaineita voidaan tarvita bensiinin ja dieselpolttoaineen riittävien ominaisuuksien varmistamiseksi.
perinteinen bensiini ja dieselpolttoaine eivät kuulu laajasti ”AMF Fuel Information System” – järjestelmään. Sen sijaan keskitytään vaihtoehtoisiin sekoitusvaihtoehtoihin tai bensiinin ja dieselin korvaaviin vaihtoehtoihin. Moottoritekniikasta sekä bensiinin ja dieselin lainsäädännöstä ja standardeista keskustellaan kuitenkin lyhyesti.
Bensiini – lainsäädäntö ja standardit
moottori-ja jälkeen-hoito tekniikka asettaa vaatimuksia polttoaineen laatua., Polttomoottoreiden polttoaineiden yleisen suorituskyvyn ja käytettävyyden seulomiseksi kehitettiin perustason polttoaineanalyysit. Myöhemmin määriteltiin ympäristön kannalta tärkeät polttoaineen ominaisuudet, kuten polttoaineen Yhteensopivuus päästöjenrajoituslaitteiden kanssa. Toiminnallisuutta ja yleistä suorituskykyä bensiinin voidaan määritellä esimerkiksi, mitä oktaaniluku, volatiliteetti, olefiini-sisältöä, ja lisäaineita. Ympäristötehokkuus voidaan määritellä esimerkiksi aromaattien, olefiinien, bentseenipitoisuuden, hapettavien aineiden, haihtuvuuden ja rikin osalta (lyijyä ei sallita useimmissa maissa)., Polttoaineen ominaisuuksia valvotaan lainsäädännöllä ja polttoainestandardeilla. Polttoaineita koskevia alueellisia ja kansallisia standardeja on myös useita.
Euroopassa polttoaineen laatua koskevassa direktiivissä 2009/30 / EY määritellään bensiinin polttoaineen perusominaisuuksia koskevat vaatimukset. Eurooppalainen standardi EN 228 sisältää laajemmat vaatimukset kuin polttoaineen Laatudirektiivi, jolla varmistetaan bensiinin asianmukainen toiminta markkinoilla. CEN (Euroopan standardointikomitea) kehittää standardeja Euroopassa.
Yhdysvalloissa ASTM D 4814 on bensiinin eritelmä., ASTM-standardi sisältää useita luokkia, vapautuksia ja poikkeuksia ottaen huomioon ilmasto -, alue-ja, esimerkiksi, etanoli pitoisuus bensiiniä. Vuonna 2011 Yhdysvaltain EPA hyväksyi poikkeusluvan 15 tilavuusprosenttisen etanoliseoksen käytöstä vuodelle 2001 ja uudemmille autoille. Yhdysvalloissa bensiinin-hapetettu sekoituksia pidetään ”olennaisesti samankaltainen”, jos ne sisältävät hiilivedyt, alifaattiset eetterit, alifaattiset alkoholit, muut kuin metanoli, jopa 0,3 til-% metanoli, jopa 2,75 vol-% metanoli kanssa yhtä suuri tilavuus butanoli, tai korkeampi molekyylipaino alkoholia. Polttoaineessa saa olla enintään 2.,0 wt-prosenttista happea lukuun ottamatta polttoaineita, jotka sisältävät alifaattisia eettereitä ja/tai alkoholeja (lukuun ottamatta metanolia) ja jotka eivät saa sisältää yli 2,7 wt-prosenttista happea. Yhdysvalloissa FFV-autoille sallitaan niin sanottu P-sarjan polttoaine, joka koostuu butaanista, pentaaneista, etanolista ja biomassasta johdetusta rinnakkaisliuottimesta metyylitetrahydrofuraanista (MTHF).
Auto-ja moottori valmistajat ovat määritelleet suositukset polttoaineiden ”World Wide Fuel Charter” (WWFC)., Luokka 4 on kaikkein tiukimman WWFC kategoria ”markkinoilla edelleen tarkennettu vaatimuksia päästöjen valvonta, jotta hienostunut NOx-ja hiukkaspäästöjen jälkikäsittely-teknologiaa”.
valitut vaatimukset ja polttoaineen ominaisuudet on esitetty jäljempänä taulukoissa 1 ja 2.
Taulukko 1. Valitut vaatimukset bensiinin ominaisuuksia Euroopassa ja Yhdysvalloissa, yhdessä autonvalmistaja ” s suosituksia (WWFC). Täydellinen vaatimukset ja standardit ovat saatavilla järjestöillä.
Taulukossa 2., Esimerkkejä joistakin rajoituksettomista bensiiniominaisuuksista.
Diesel – lainsäädäntö ja standardit
Moottori-ja jälkeen-hoito tekniikka asettaa vaatimuksia polttoaineen laatu. Polttomoottoreiden polttoaineiden yleisen suorituskyvyn ja käytettävyyden seulomiseksi kehitettiin perustason polttoaineanalyysit. Myöhemmin määriteltiin ympäristön kannalta tärkeät polttoaineen ominaisuudet, kuten polttoaineen Yhteensopivuus päästöjenrajoituslaitteiden kanssa., Dieselpolttoaineen toimivuus ja yleinen suorituskyky voidaan määritellä esimerkiksi syttymislaadun, tislauksen, viskositeetin ja lisäaineiden osalta. Ympäristötehokkuus voidaan määritellä aromaattien ja rikkipitoisuuden perusteella.
polttoaineen ominaisuuksia valvotaan lainsäädännöllä ja polttoainestandardeilla. Euroopassa polttoaineen laatua koskevassa direktiivissä 2009/30 / EY määritellään dieselpolttoaineen peruspolttoaineen ominaisuuksia koskevat vaatimukset. Eurooppalainen standardi EN 590 sisältää laajemmat vaatimukset kuin polttoaineen Laatudirektiivi, jolla varmistetaan dieselpolttoaineen asianmukainen toimivuus markkinoilla., Euroopassa Cen (Euroopan standardointikomitea) kehittää standardeja.
Yhdysvalloissa ASTM D 975 on dieselpolttoaineen eritelmä. ASTM standard sisältää useita luokkia. Polttoaineita koskevia alueellisia ja kansallisia standardeja on myös useita.
Auto-ja moottori valmistajat ovat määritelleet suositukset polttoaineiden ”World Wide Fuel Charter” (WWFC). Luokka 4 on kaikkein tiukimman WWFC kategoria ”markkinoilla edelleen tarkennettu vaatimuksia päästöjen valvonta, jotta hienostunut NOx-ja hiukkaspäästöjen jälkikäsittely-teknologiaa”.,
valitut vaatimukset ja polttoaineen ominaisuudet on esitetty jäljempänä taulukoissa 3 ja 4.
Taulukko 3. Valitut vaatimukset dieselpolttoaineen ominaisuuksille Euroopassa ja Yhdysvalloissa sekä autonvalmistajan suositukset (WWFC). Täydellinen vaatimukset ja standardit ovat saatavilla järjestöillä.
Taulukko 4. Esimerkkejä rajoituksettomista dieselpolttoaineen ominaisuuksista. a,b,
Moottori teknologia
BENSIINI – kipinäsytytteiset, bensiinillä toimiviin moottoreihin on johtava virtalähde henkilöautojen., Kipinäsytytysmoottorit ovat yksinkertaisia ja halpoja verrattuna puristussytytteisiin dieselmoottoreihin. Lisäksi stoikiometrinen ilman ja polttoaineen suhde mahdollistaa käytön kolmitie katalysaattori (TWC), joka pystyy vähentämään hiilimonoksidi (CO), hiilivedyt (HC) ja typen oksidien (NOx) päästöjä samanaikaisesti ja tehokkaasti. Kipinäsytytysmoottoreiden haittapuolena on niiden pienempi hyötysuhde verrattuna puristussytytysmoottoreihin. Sen vuoksi kipinäsytytysmoottoreiden polttoaineenkulutus on suurempi kuin dieselkäyttöisten moottoreiden polttoaineenkulutus sekä energiassa että tilavuudessa.,
Bensiini autot on varustettu kaasutin moottorit olivat saatavilla vasta 1980-luvun lopulla. Tänään, kipinäsytytteiset moottorit ovat satama-injektio moottorit, enimmäkseen varustettu monen pisteen polttoaineen ruiskutus (MPFI, polttoaine ruiskutetaan saanti portti). 1990-luvulla markkinoille tuli suorasuihkutettuja kipinäsytytysmoottoreita, joiden hyötysuhde oli suurempi ja polttoaineenkulutus pienempi. Kevytpolttoa ylimääräisellä ilmalla käyttävät mallit otettiin käyttöön myös 1990-luvulla, mutta ne katosivat pian markkinoilta., Kipinäsytytteiset moottorit, joko suoraan- tai suora-injektio, perustuvat nyt on stoikiometrinen ilman ja polttoaineen suhde, ja on varustettu TWC katalysaattori.
pakokaasupäästöt ottomoottoreiden käyttäen stoikiometrinen ilman ja polttoaineen suhde voidaan tehokkaasti ohjata kolmitie katalysaattori (TWC). TWC, jossa hiilimonoksidi ja polttamattomat hiilivedyt hapetetaan samanaikaisesti typen oksidien pelkistämisen kanssa. TWC: llä saavutetaan jopa yli 90 prosentin vähennys moottoreiden CO -, HC-ja NOx-päästöissä, ja päästöt tapahtuvat pääasiassa kylmäkäynnistyksessä tai kovassa kiihdytyksessä., Joissakin olosuhteissa TWC-katalyytti voi kuitenkin tuottaa ammoniakki-ja typpioksidipäästöjä. TWCs toimia tehokkaasti vain hyvin kapea lambda ikkunan lähellä stoikiometrinen ilman ja polttoaineen suhde ja siksi TWCs ei voi käyttää moottorit käynnissä laiha seos, kuten diesel-moottorit. Vähärasvaisen seoksen etuna olisi polttoaineenkulutuksen parantaminen, mutta NOx-päästöjen lisääntymisen kustannuksella. Pakokaasun takaisinkierrätys (EGR) on yksi yleisimmistä tekniikoita käytetään vähentämään NOx-päästöt dieselmoottorit, ja sitä käytetään myös ottomoottorit., Suoraruiskutteisissa kipinäsytytysautoissa hiukkaspäästöt ovat suuret, minkä vuoksi Hiukkassuodattimet saattavat tulla tarpeellisiksi.
Kipinäsytytysmoottorit ovat nykyään vähemmän herkkiä polttoaineelle kuin vanhemmat moottorisukupolvet, ja absoluuttiset massapäästöt ovat pieniä. Kylmissä lähdöissä, raskaissa ajo-olosuhteissa ja matalissa lämpötiloissa polttoaineiden välillä voi kuitenkin olla suuria, absoluuttisia ja suhteellisia eroja kaikissa autoissa. Aiemmin kaasuttimen moottorit olivat erityisen herkkiä polttoaineelle, esimerkiksi ajettavuus ja höyrylukitusongelmat koettiin., Useimmat bensiiniä polttoaineena käyttävien autojen tänään voi sietää vähintään enintään 10 til-% etanolia Euroopassa ja YHDYSVALLOISSA
DIESEL – Koska niiden korkea hyötysuhde dieselmoottori dieselmoottorit ovat johtava voima lähde raskaita ajoneuvoja, koska niiden korkea hyötysuhde. Nykyään dieselmoottorit yleistyvät myös kevytautoissa. Päästöjenrajoituslaitteilla ja Moottorin sisäisillä ratkaisuilla on ratkaiseva vaikutus pakokaasupäästöihin. Dieselmoottorit käyvät kevyellä seoksella, joka parantaa polttoaineenkulutusta, mutta typpioksidipäästöjen (NOx) lisääntymisen kustannuksella., NOx-päästöt muodostuvat ilmassa olevasta typestä korkeissa lämpötiloissa. Myös suuret hiukkaspäästöt (PM) ovat dieselmoottoreiden ongelma.
selektiivinen katalyyttinen pelkistys (SCR) ja Pakokaasujen takaisinkierrätys (EGR) ovat yleisiä tekniikoita, joita käytetään dieselmoottoreiden NOx-päästöjen vähentämiseen. EGR on sisäinen engine-tekniikka, kun taas SCR on pakokaasujen jälkikäsittelylaite käyttäen notkistetta, kuten ammoniakkia tai ureaa. EGR: n avulla osa pakokaasusta palautetaan moottorin sylintereihin, mikä alentaa palamislämpötilaa ja sitä kautta NOx-päästöjä., Korkea EGR-suhde voi johtaa ongelmiin Moottorin puhtaudessa, ja hiukkaspäästöt voivat lisääntyä. Hapetuskatalyytti vähentää haihtuvia orgaanisia päästöjä. Hiukkassuodattimet vähentävät tehokkaasti hiukkaspäästöjä.
Chiba, F., Ichinose, H., Morita, K., Yoshioka, M., Noguchi, Y. ja Tsugagoshi, T. Korkea Pitoisuus Etanolia Vaikutus SI-Moottori
– Päästöt (2010) SAE Technical Paper 2010-01-1268.
EMA Statement. (2010) tekninen lausunto hapetettujen Bensiinisekoitusten käytöstä Kipinäsytytysmoottoreissa. Moottorinvalmistajat Ry. Tammikuuta 2010., http://www.enginemanufacturers.org/.
Kabasin, D. et al. (2009) etanolikylmän lämmitettävät suuttimet alkavat. SAE Technical Paper 2009-01-0615.
Murphy, M. (1998) Motor fuel Options for Heavy Vehicle Diesel Engines: Fuel Properties and Specifications. Battelle.