skład benzyny i oleju napędowego 
zarówno Benzyna, jak i olej napędowy składają się z setek różnych cząsteczek węglowodorów. Ponadto wiele składników pochodzenia biologicznego, takich jak etanol w mieszaniu benzyny, jest powszechnych.
Benzyna zawiera głównie alkany( parafiny), alkeny (olefiny) i substancje aromatyczne. Olej napędowy składa się głównie z parafin, aromatów i naftenów., Węglowodory z benzyny zawierają zazwyczaj 4-12 atomów węgla z zakresu wrzenia od 30 do 210 °C, podczas gdy olej napędowy zawiera węglowodory z około 12-20 atomów węgla, a Zakres wrzenia wynosi od 170 do 360 °C. benzyna i olej napędowy zawierają około 86% wagowo węgla i 14% wagowo wodoru, ale stosunek wodoru do węgla zmienia się nieco w zależności od składu.
węglowodory parafinowe, zwłaszcza parafiny normalne, poprawiają jakość zapłonu oleju napędowego, ale właściwości niskotemperaturowe tych parafin są zazwyczaj słabe., Aromaty w benzynie mają wysoką liczbę oktanową. Jednak substancje aromatyczne i olefiny mogą pogarszać czystość silnika, a także zwiększać osady silnika, co jest ważnym czynnikiem dla nowych zaawansowanych silników i urządzeń do oczyszczania spalin. Substancje aromatyczne mogą prowadzić do powstawania związków rakotwórczych w spalinach, takich jak benzen i związki poliaromatyczne. Olefiny w benzynie mogą prowadzić do wzrostu stężenia reaktywnych olefin w spalinach, z których niektóre są rakotwórcze, toksyczne lub mogą zwiększać potencjał tworzenia ozonu., Dodatki mogą być potrzebne w celu zapewnienia odpowiednich właściwości benzyny i oleju napędowego.
tradycyjna benzyna i olej napędowy nie są szeroko objęte „Amf Fuel Information System”. Zamiast tego, koncentruje się na alternatywnych opcji mieszania lub wymiany benzyny i oleju napędowego. Jednak technologia silników wraz z prawodawstwem i normami dotyczącymi benzyny i oleju napędowego są krótko omawiane.
Benzyna – przepisy i normy
silnik i technologia oczyszczania spalin nakładają wymagania dotyczące jakości paliwa., Opracowano podstawowe analizy paliwa w celu sprawdzenia ogólnej wydajności i funkcjonalności paliw w silnikach spalinowych. Właściwości paliwa istotne w kontekście środowiskowym, takie jak kompatybilność paliwa z urządzeniami kontroli emisji, zostały następnie określone. Funkcjonalność i ogólną wydajność benzyny można określić na przykład pod względem liczby oktanowej, lotności, zawartości olefin i dodatków. Efektywność środowiskową można określić na przykład pod względem substancji aromatycznych, olefin, zawartości benzenu, tlenków, lotności i siarki (ołów nie jest dozwolony w większości krajów)., Właściwości paliwa są kontrolowane przez przepisy i normy paliwowe. Istnieje również szereg innych regionalnych i krajowych norm dotyczących paliw.
w Europie Dyrektywa w sprawie jakości paliwa 2009/30 / WE określa wymagania dotyczące podstawowych właściwości paliwa dla benzyny. Europejska norma EN 228 zawiera bardziej obszerne wymagania niż dyrektywa w sprawie jakości paliwa w celu zapewnienia właściwej funkcjonalności benzyny na rynku. CEN (Europejski Komitet Normalizacyjny) opracowuje normy w Europie.
w USA ASTM D 4814 jest specyfikacją benzyny., Norma ASTM obejmuje szereg klas, zwolnień i WYJĄTKÓW uwzględniających klimat, region i, na przykład, zawartość etanolu w benzynie. W 2011 roku US EPA zaakceptowała zrzeczenie się stosowania mieszanki etanolu 15% vol dla samochodów z 2001 roku i nowszych. W USA mieszanki benzyny i tlenu są uważane za „zasadniczo podobne”, jeśli zawierają węglowodory, etery alifatyczne, alkohole alifatyczne inne niż metanol, do 0,3% obj. metanolu, do 2,75% obj. metanolu o równej objętości butanolu lub alkoholu o wyższej masie cząsteczkowej. Paliwo nie może zawierać więcej niż 2.,0% wagowo tlenu z wyjątkiem paliw zawierających etery alifatyczne i / lub alkohole (z wyłączeniem metanolu), które nie mogą zawierać więcej niż 2,7% wagowo tlenu. W USA w samochodach FFV dopuszcza się tzw. paliwo serii P składające się z butanu, pentanów, etanolu i otrzymywanego z biomasy współrozpuszczalnika metylotetrahydrofuranu (MTHF).
producenci samochodów i silników określili zalecenia dotyczące paliw w „World Wide Fuel Charter” (WWFC)., Kategoria 4 jest najbardziej rygorystyczną kategorią WWFC dla „rynków z bardziej zaawansowanymi wymaganiami dotyczącymi kontroli emisji, aby umożliwić zaawansowane technologie oczyszczania NOx i cząstek stałych”.
wybrane wymagania i właściwości paliwa przedstawiono w tabelach 1 i 2 poniżej.
Tabela 1. Wybrane wymagania dotyczące właściwości benzyny w Europie i USA wraz z zaleceniami producenta (WWFC). Pełne wymagania i standardy są dostępne w odpowiednich organizacjach.
Tabela 2., Przykłady niektórych nieograniczonych właściwości benzyny.
Diesel – przepisy i normy
silnik i technologia oczyszczania spalin nakładają wymagania dotyczące jakości paliwa. Opracowano podstawowe analizy paliwa w celu sprawdzenia ogólnej wydajności i funkcjonalności paliw w silnikach spalinowych. Właściwości paliwa istotne w kontekście środowiskowym, takie jak kompatybilność paliwa z urządzeniami kontroli emisji, zostały następnie określone., Funkcjonalność i ogólne działanie oleju napędowego można określić na przykład pod względem jakości zapłonu, destylacji, lepkości i dodatków. Efektywność środowiskową można określić pod względem substancji aromatycznych i zawartości siarki.
właściwości paliw są kontrolowane przez przepisy i normy paliwowe. W Europie Dyrektywa w sprawie jakości paliwa 2009/30 / WE określa wymagania dotyczące podstawowych właściwości paliwa dla oleju napędowego. Norma europejska EN 590 zawiera bardziej obszerne wymagania niż dyrektywa w sprawie jakości paliwa w celu zapewnienia właściwej funkcjonalności oleju napędowego na rynku., W Europie CEN (Europejski Komitet Normalizacyjny) opracowuje normy.
w USA ASTM D 975 jest specyfikacją oleju napędowego. Standard ASTM obejmuje kilka klas. Istnieje również szereg innych regionalnych i krajowych norm dotyczących paliw.
producenci samochodów i silników określili zalecenia dotyczące paliw w „World Wide Fuel Charter” (WWFC). Kategoria 4 jest najbardziej rygorystyczną kategorią WWFC dla „rynków z bardziej zaawansowanymi wymaganiami dotyczącymi kontroli emisji, aby umożliwić zaawansowane technologie oczyszczania NOx i cząstek stałych”.,
wybrane wymagania i właściwości paliwa przedstawiono w tabelach 3 i 4 poniżej.
Tabela 3. Wybrane wymagania dotyczące właściwości oleju napędowego w Europie i Stanach Zjednoczonych wraz z zaleceniami producenta (WWFC). Pełne wymagania i standardy są dostępne w odpowiednich organizacjach.
Tabela 4. Przykłady niektórych nieograniczonych właściwości oleju napędowego. a, b
Technologia silników
silniki benzynowe o zapłonie iskrowym, napędzane benzyną są wiodącym źródłem zasilania samochodów osobowych., Silniki o zapłonie iskrowym są proste i tanie w porównaniu z silnikami wysokoprężnymi o zapłonie samoczynnym. Ponadto stechiometryczny stosunek powietrza do paliwa pozwala na wykorzystanie katalizatora trójdrożnego (TWC), który jest w stanie jednocześnie i efektywnie zredukować emisję tlenku węgla (CO), węglowodorów (HC) i tlenków azotu (NOx). Wadą silników o zapłonie iskrowym jest ich niższa sprawność w porównaniu z silnikami o zapłonie samoczynnym. W związku z tym zużycie paliwa w silnikach o zapłonie iskrowym jest wyższe niż w silnikach wysokoprężnych, zarówno pod względem energetycznym, jak i objętościowym.,
samochody benzynowe wyposażone w silniki gaźnikowe były dostępne do końca lat 80. XX wieku. obecnie silniki z zapłonem iskrowym są silnikami portowymi, w większości wyposażonymi w wielopunktowy wtrysk paliwa (MPFI, wtrysk paliwa do portu dolotowego). W latach dziewięćdziesiątych na rynku pojawiły się silniki z zapłonem iskrowym z bezpośrednim wtryskiem o wyższej sprawności i niższym zużyciu paliwa. Modele wykorzystujące spalanie beztłuszczowe z nadmiarem powietrza zostały również wprowadzone w latach 90., ale wkrótce zniknęły z rynku., Silniki o zapłonie iskrowym, zarówno z bezpośrednim, jak i bezpośrednim wtryskiem, są teraz oparte na stechiometrycznym stosunku powietrza do paliwa i są wyposażone w katalizator TWC.
emisja spalin z silników o zapłonie iskrowym przy użyciu stechiometrycznego stosunku powietrze / paliwo może być skutecznie kontrolowana za pomocą katalizatora trójdrożnego (TWC). W TWC, w którym tlenek węgla i niespalone węglowodory są utleniane jednocześnie z redukcją tlenków azotu. Dzięki TWC osiąga się nawet ponad 90% redukcję emisji co, HC i NOx z silnika, a emisje występują głównie przy zimnym rozruchu lub dużym przyspieszeniu., Jednak w niektórych warunkach katalizator TWC może generować emisje amoniaku i podtlenku azotu. TWC działają wydajnie tylko w bardzo wąskim oknie lambda blisko stechiometrycznego stosunku powietrze / paliwo i dlatego TWC nie może być stosowany w silnikach pracujących z chudą mieszaniną, takich jak silniki Diesla. Korzyścią płynącą z chudej mieszanki byłoby lepsze zużycie paliwa, ale kosztem zwiększonej emisji NOx. Recyrkulacja spalin (EGR) jest jedną z powszechnych technologii stosowanych do redukcji emisji NOx z silników Diesla, a także jest stosowana w silnikach o zapłonie iskrowym., W samochodach z zapłonem iskrowym z bezpośrednim wtryskiem, emisja pyłu zawieszonego jest wysoka, w związku z czym konieczne mogą okazać się filtry cząstek stałych.
silniki z zapłonem iskrowym są dziś mniej wrażliwe na paliwo niż starsze generacje silników, a absolutna emisja masowa jest niska. Jednak przy zimnych rozruchach, ciężkich warunkach jazdy i niskich temperaturach mogą występować duże różnice, bezwzględne i względne, między paliwami dla wszystkich samochodów. W przeszłości silniki gaźnikowe były szczególnie wrażliwe na paliwo, na przykład występowały problemy z napędem i blokadą parową., Większość samochodów napędzanych benzyną może tolerować co najmniej do 10% etanolu w Europie i USA
DIESEL – ze względu na ich wysoką sprawność silniki wysokoprężne z zapłonem samoczynnym są wiodącym źródłem energii w pojazdach ciężkich, ze względu na ich wysoką sprawność. Dziś silniki Diesla stają się coraz bardziej popularne również w lekkich samochodach. Urządzenia kontroli emisji i wewnętrzne rozwiązania silnikowe mają decydujący wpływ na emisję spalin. Silniki Diesla pracują na chudej mieszance, która poprawia zużycie paliwa, ale kosztem zwiększonej emisji tlenku azotu (NOx)., Emisje NOx powstają z azotu w powietrzu w wysokich temperaturach. Wysoki poziom emisji cząstek stałych (PM) to kolejny problem silników wysokoprężnych.
selektywna redukcja katalityczna (SCR) i recyrkulacja spalin (EGR) są powszechnymi technologiami stosowanymi do redukcji emisji NOx z silników Diesla. EGR jest wewnętrzną technologią silnika, podczas gdy SCR jest urządzeniem do oczyszczania spalin za pomocą środka redukującego, takiego jak amoniak lub mocznik. Dzięki EGR część spalin jest zwracana do cylindrów silnika, co obniża temperaturę spalania, a w konsekwencji emisję NOx., Wysoki współczynnik EGR może prowadzić do problemów z czystością silnika, a emisja cząstek stałych może wzrosnąć. Katalizator utleniania zmniejsza lotne emisje organiczne. Filtry cząstek stałych skutecznie redukują emisję cząstek stałych.
Chiba, F., Ichinose, H., Morita, K., Yoshioka, M., Noguchi, Y. and Tsugagoshi, T. High Concentration Etanol Effect on SI Engine
Emissions (2010) SAE Technical Paper 2010-01-1268.
oświadczenie EMA. (2010) oświadczenie techniczne dotyczące stosowania tlenowych mieszanek benzyny w silnikach o zapłonie iskrowym. Stowarzyszenie Producentów Silników. Styczeń 2010., http://www.enginemanufacturers.org/.
Kabasin, D. i in. (2009) podgrzewane wtryskiwacze do zimnego rozruchu etanolu. SAE Technical Paper 2009-01-0615.
Murphy, M. (1998) opcje paliwa dla silników wysokoprężnych pojazdów ciężkich: właściwości paliwa i specyfikacje. Battelle.