ガソリンとディーゼルの組成
ガソリンとディーゼル燃料の両方が何百もの異なる炭化水素分子で構成されています。 さらに、ガソリンブレンド中のエタノールのようないくつかの生物起源成分が一般的である。
ガソリンには、主にアルカン(パラフィン)、アルケン(オレフィン)、芳香族化合物が含まれています。 ディーゼル燃料は、主にパラフィン、芳香族化合物およびナフテンからなる。, ガソリンの炭化水素は典型的には4-12個の炭素原子を含み、沸騰範囲は30-210℃であるが、ディーゼル燃料は約12-20個の炭素原子を含み、沸騰範囲は170-360℃である。ガソリンとディーゼル燃料は約86重量%の炭素と14重量%の水素を含むが、組成によって水素と炭素の比率が多少変化する。
パラフィン系炭化水素、特に通常のパラフィンは、ディーゼル燃料の着火品質を改善するが、これらのパラフィンの低温特性は悪い傾向がある。, ガソリン中の芳香族化合物は高オクタン価を持っています。 しかし、芳香族化合物やオレフィンは、エンジンの清浄度を悪化させ、また、新しい洗練されたエンジンや後処理装置のための重要な要因であるエンジ 芳香族化合物は、ベンゼンや多芳香族化合物などの排気ガス中に発癌性化合物を引き起こす可能性があります。 ガソリン中のオレフィンは、排ガス中の反応性オレフィンの濃度の増加につながる可能性があり、そのうちのいくつかは発癌性、毒性であるか、またはオゾン形成の可能性を増加させる可能性がある。, 添加することが必要となることがあり適切な性質は、ガソリン、ディーゼル燃料を作ります。
従来のガソリンおよびディーゼル燃料は、”AMF燃料情報システム”では広くカバーされていません。 代わりに、焦点を代替混合または交換のオプションのガソリンやディーゼル. しかし,エンジン技術とガソリンとディーゼルの法律と基準について簡単に議論した。
ガソリン-法律と基準
エンジンと後処理技術は、燃料品質に要件を課します。, 内燃機関における燃料の一般的な性能と操作性をスクリーニングするための基礎燃料解析を開発した。 その後、燃料と排出制御装置との適合性など、環境において重要な燃料特性が定義されました。 ガソリンの機能性および一般的な性能は、例えば、オクタン価、揮発性、オレフィン含有量、および添加剤の観点から定義することができる。 環境パフォーマンスは、例えば、芳香族化合物、オレフィン、ベンゼン含有量、酸素、揮発性、硫黄(ほとんどの国では鉛は許可されていません)の点で定義するこ, 燃料特性は、法律および燃料基準によって制御されます。 また、燃料に関する他の多くの地域および国の基準もあります。
ヨーロッパでは、燃料品質指令、2009/30/ECは、ガソリンの基本的な燃料特性のための要件を定義しています。 ヨーロッパ規格EN228は市場のガソリンの適切な機能性を保障する燃料の質の指令より広範な条件を含んでいる。 CEN(欧州標準化委員会)は、ヨーロッパで標準を開発しています。
米国では、ASTM D4814はガソリンの仕様です。, ASTM規格には、気候、地域、ガソリンのエタノール含有量などを考慮した多くのクラス、免除、および例外が含まれています。 2011年に米国EPAは、15vol-%エタノールブレンドの使用のための免除を受け入れ2001年以降の車。 アメリカでは、炭化水素、脂肪族エーテル、メタノール以外の脂肪族アルコール、最大0.3vol-%のメタノール、最大2.75vol-%のメタノール、等量のブタノール、またはより高い分子量のアルコールが含まれている場合、ガソリン-酸素ブレンドは”実質的に類似している”と考えられている。 燃料は2以下でなければならない。,0wt-%酸素2.7wt-%以上の酸素を含んではならない脂肪族エーテルおよび/またはアルコール(メタノールを除く)を含む燃料を除く。 米国では、ブタン、ペンタン、エタノール、バイオマス由来の共溶媒メチルテトラヒドロフラン(MTHF)からなるいわゆるPシリーズ燃料がFFV車に許可されています。
自動車およびエンジン製造業者は、”World Wide Fuel Charter”(WWFC)で燃料に関する推奨事項を定義しています。, カテゴリー4は、”高度なNOxおよび粒子状物質の後処理技術を可能にするための排出抑制のためのさらなる高度な要件を有する市場”のための最も厳
選択された要件および燃料特性を以下の表1および2に示す。
表1. 自動車メーカーの推奨事項(WWFC)とともに、ヨーロッパおよび米国のガソリン特性のための選択された要件。 完全な要件と標準は、それぞれの組織から入手できます。
テーブル2., いくつかの非限られたガソリン特性の例。
ディーゼル-法律と基準
エンジンと後処理技術は、燃料品質の要件を課します。 内燃機関における燃料の一般的な性能と操作性をスクリーニングするための基礎燃料解析を開発した。 その後、燃料と排出制御装置との適合性など、環境において重要な燃料特性が定義されました。, ディーゼル燃料の機能性および一般的な性能は、例えば、着火品質、蒸留、粘度、および添加剤の観点から定義することができる。 環境性能は、芳香族化合物および硫黄content有量の観点から定義することができる。
燃料特性は、法律および燃料基準によって管理されています。 ヨーロッパでは、燃料品質指令2009/30/ECは、ディーゼル燃料の基本的な燃料特性の要件を定義しています。 ヨーロッパ規格EN590は市場のディーゼル燃料の適切な機能性を保障する燃料の質の指令より広範な条件を含んでいる。, 欧州では、Cen(欧州標準化委員会)が標準を開発しています。
米国では、ASTM D975はディーゼル燃料の仕様です。 ASTM規格を含む複数の授業を また、燃料に関する他の多くの地域および国の基準もあります。
自動車およびエンジン製造業者は、”World Wide Fuel Charter”(WWFC)で燃料に関する推奨事項を定義しています。 カテゴリー4は、”高度なNOxおよび粒子状物質の後処理技術を可能にするための排出抑制のためのさらなる高度な要件を有する市場”のための最も厳,
選択された要件および燃料特性を以下の表3および4に示す。
表3. ヨーロッパおよび米国のディーゼル燃料の特性のための選ばれた条件、automanufacturerの推薦(WWFC)とともに。 完全な要件と標準は、それぞれの組織から入手できます。
テーブル4. いくつかの非限定ディーゼル燃料特性の例。 a、b
エンジン技術
ガソリン火花点火、ガソリン燃料エンジンは乗用車の主要な動力源です。, 火花点火エンジンは圧縮点火のディーゼル機関と比較されたとき簡単、安いです。 さらに、化学量論的な空気対燃料比は一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)および窒素酸化物(窒素化合物)の放出を同時かつ効率的に減らすことができる三方触媒(TWC) 火花点火エンジンの欠点は、圧縮点火エンジンと比較して効率が低いことである。 従って火花点火エンジンの燃料消費料量はエネルギーおよび容積測定の点でディーゼル燃料を供給されたエンジンのそれより高い。,
キャブレターエンジンを搭載したガソリン車は1980年代後半まで利用可能であったが、今日では火花点火エンジンはポートインジェクションエンジンであり、主にマルチポイント燃料噴射(MPFI、吸気ポートに注入された燃料)を装備している。 1990年代には、より高効率で低燃費の直噴火花点火エンジンが市場に登場しました。 余分な空気を使った希薄燃焼を使用したモデルも1990年代に導入されましたが、すぐに市場から姿を消しました。, 火花点火エンジンは、直接または直接噴射かどうか、化学量論の空気/燃料比に今基づき、TWCの触媒が装備されている。化学量論的空気燃料比を用いた火花点火エンジンからの排気ガスは、三方触媒(TWC)によって効率的に制御することができる。 一酸化炭素と未燃炭化水素が窒素酸化物の還元と同時に酸化されるTWCでは。 TWCにより、エンジンアウトCO、HC、NOx排出量を90%以上削減することができ、主にコールドスタートまたは重加速時に排出量が発生します。, 但し、ある条件でTWCの触媒はアンモニアおよび亜酸化窒素の放出を発生させるかもしれません TWCsは、化学量論的空気比/燃料比に近い非常に狭いラムダ窓でのみ効率的に動作するため、ディーゼルエンジンのような希薄混mixtureで走行するエンジンではTWCsを使用することはできません。 希薄混mixtureの利点は、燃料消費量を改善することであるが、NOx排出量の増加を犠牲にすることである。 排ガス再循環(EGR)は、ディーゼルエンジンのNOx排出量を低減するために使用される一般的な技術の一つであり、火花点火エンジンでも使用されています。, 直接噴射火花点火車では、粒子状物質の排出量が高いため、微粒子フィルターが必要になることがあります。
今日の火花点火エンジンは、古い世代のエンジンよりも燃料に対する感受性が低く、絶対質量排出量は低い。 しかし、コールドスタート、重い運転条件、および低温では、すべての自動車の燃料間に絶対的および相対的な大きな違いがあるかもしれません。 過去には、キャブレターエンジンは、例えば、運転性や蒸気ロックの問題が経験された、燃料に対して特に敏感でした。, 今日のガソリン燃料車のほとんどは、ヨーロッパと米国で少なくとも10vol-%のエタノールに耐えることができます
ディーゼル-その高効率圧縮着火ディーゼルエンジンは、その高効率のために、大型車の主要な電源です。 今日のディーゼルエンジンは、軽自動車でもより一般的になってきています。 排出制御装置と内部エンジンソリューションは、排気ガスに重大な影響を与えます。 ディーゼルエンジンは、燃料消費量を改善する希薄混合物上で動作しているが、窒素酸化物排出量(NOx)の増加を犠牲にしている。, 窒素化合物の放出は高温の空気の窒素から形作られます。 高い粒子状物質(PM)の放出はディーゼル機関のもう一つの問題である。
選択的触媒還元(SCR)と排ガス再循環(EGR)は、ディーゼルエンジンのNOx排出量を削減するために使用される一般的な技術です。 EGRは内部エンジン技術であり、SCRはアンモニアや尿素などの還元剤を使用した排気後処理装置です。 EGRでは、排気ガスの一部がエンジンシリンダに戻され、燃焼温度が低下し、結果的にNOx排出量が低下します。, 高いEGRの比率はエンジンの清潔の問題をもたらすかもしれ粒子状物質の放出は増加するかもしれません。 酸化触媒は揮発有機性放出を減らす。 微粒子フィルターは粒子状物質の放出を効率的に減らす。
千葉,F.,一ノ瀬,H.,森田,K.,吉岡,M.,野口,Y.,Tsugagoshi,T.Siエンジンに対する高濃度エタノール効果
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