sammansättning av bensin och diesel 
både bensin och diesel består av hundratals olika kolvätemolekyler. Dessutom är flera bioursprungskomponenter, såsom etanol i bensinblandning, vanliga.
bensin innehåller huvudsakligen alkaner (paraffiner), alkener (olefiner) och aromater. Dieselbränsle består huvudsakligen av paraffiner, aromater och naftener., Bensinkolväten innehåller vanligen 4-12 kolatomer med kokpunktsintervall mellan 30 och 210 ° C, medan dieselbränsle innehåller kolväten med ungefär 12-20 kolatomer och kokpunktsintervallet är mellan 170 och 360 °C. bensin och dieselbränsle innehåller ungefär 86 wt – % kol och 14 wt-% väte men förhållandet väte till kol förändras något beroende på sammansättning.
paraffiniska kolväten, särskilt normala paraffiner, förbättrar tändkvaliteten för dieselbränsle, men dessa paraffiners lågtemperaturegenskaper tenderar att vara dåliga., Aromater i bensin har höga oktantal. Aromater och olefiner kan emellertid förvärra motorns renhet och öka även motorns avlagringar, vilket är en viktig faktor för nya sofistikerade motorer och efterbehandlingsanordningar. Aromater kan leda till cancerframkallande föreningar i avgaser, såsom bensen och polyaromatiska föreningar. Olefiner i bensin kan leda till en ökning av koncentrationen av reaktiva olefiner i avgaser, av vilka några är cancerframkallande, giftiga eller kan öka ozonbildningspotentialen., Tillsatser kan behövas för att säkerställa tillräckliga egenskaper hos bensin och dieselbränsle.
traditionella bensin-och dieselbränslen omfattas inte i stor utsträckning av ”AMF Fuel Information System”. Istället ges fokus på alternativa blandnings-eller ersättningsalternativ för bensin och diesel. Motortekniken tillsammans med lagstiftning och standarder för bensin och diesel diskuteras dock kortfattat.
bensin-lagstiftning och standarder
motorn och efterbehandlingstekniken ställer krav på Bränslekvalitet., Grundläggande bränsleanalyser har utvecklats för att kontrollera bränslets allmänna prestanda och driftsduglighet i förbränningsmotorer. Bränsleegenskaper som är viktiga i miljösammanhang, t.ex. bränslets kompatibilitet med utsläppskontrollanordningar, definierades därefter. Bensinens funktionalitet och allmänna prestanda kan definieras, till exempel när det gäller oktanbetyg, volatilitet, olefininnehåll och tillsatser. Miljöprestanda kan definieras, till exempel när det gäller aromater, olefiner, bensenhalt, oxygenater, volatilitet och svavel (bly är inte tillåtet i de flesta länder)., Bränsleegenskaper styrs av lagstiftning och bränslestandarder. Det finns också ett antal andra regionala och nationella standarder för bränslen.
i Europa fastställs kraven för grundläggande bränsleegenskaper för bensin i direktivet om bränslekvalitet, 2009/30 / EG. Den europeiska standarden EN 228 innehåller mer omfattande krav än Bränslekvalitetsdirektivet för att säkerställa korrekt funktionalitet av bensin på marknaden. Cen (European Committee for Standardization) utvecklar standarder i Europa.
i USA är ASTM D 4814 en specifikation för bensin., ASTM-standarden innehåller ett antal klasser, undantag och undantag med hänsyn till klimat, region och till exempel etanolhalt i bensin. I 2011 US EPA accepterade undantag för användning av 15 vol – % etanolblandning för 2001 och nyare bilar. I de amerikanska bensin-oxygenatblandningarna anses ”väsentligen likartade” om de innehåller kolväten, alifatiska etrar, alifatiska alkoholer andra än metanol, upp till 0,3 vol – % metanol, upp till 2,75 vol – % metanol med en lika stor volym butanol eller högre molekylvikt alkohol. Bränslet får inte innehålla mer än 2.,0 wt-% syre utom bränslen som innehåller alifatiska etrar och / eller alkoholer (utom metanol) som inte får innehålla mer än 2,7 wt-% syre. I USA är så kallat P-serien bränsle som består av butan, pentaner, etanol och biomassa-härledd co-solvent methyltetrahydrofuran (MTHF) tillåtet för FFV-bilar.
Bil-och motortillverkare har definierat rekommendationer för bränslen i ”World Wide Bränsle Stadga” (WWFC)., Kategori 4 är den strängaste WWFC-kategorin för ”marknader med ytterligare avancerade krav på avgasrening för att möjliggöra sofistikerad teknik för efterbehandling av kväveoxider och partiklar”.
valda krav och bränsleegenskaper visas i tabellerna 1 och 2 nedan.
tabell 1. Utvalda kraven för bensin fastigheter i Europa och i USA, tillsammans med automanufacturer”s rekommendationer (WWFC). Fullständiga krav och standarder är tillgängliga från respektive organisationer.
tabell 2., Exempel på vissa icke-begränsade bensinegenskaper.
Diesel – lagstiftning och standarder
motor-och efterbehandlingsteknik ställer krav på Bränslekvalitet. Grundläggande bränsleanalyser har utvecklats för att kontrollera bränslets allmänna prestanda och driftsduglighet i förbränningsmotorer. Bränsleegenskaper som är viktiga i miljösammanhang, t.ex. bränslets kompatibilitet med utsläppskontrollanordningar, definierades därefter., Funktionaliteten och den allmänna prestandan hos dieselbränsle kan definieras, till exempel när det gäller tändkvalitet, destillation, viskositet och tillsatser. Miljöprestanda kan definieras i termer av aromater och svavelhalt.
bränsleegenskaper styrs av lagstiftning och bränslestandarder. I Europa fastställs kraven för grundläggande bränsleegenskaper för dieselbränsle i direktiv 2009/30/EG. Den europeiska standarden EN 590 innehåller mer omfattande krav än direktivet om bränslekvalitet för att säkerställa att dieselbränslet fungerar korrekt på marknaden., I Europa utvecklar CEN (European Committee for Standardization) standarder.
i USA är ASTM D 975 en specifikation för dieselbränsle. ASTM standard innehåller flera klasser. Det finns också ett antal andra regionala och nationella standarder för bränslen.
Bil-och motortillverkare har definierat rekommendationer för bränslen i ”World Wide Bränsle Stadga” (WWFC). Kategori 4 är den strängaste WWFC-kategorin för ”marknader med ytterligare avancerade krav på avgasrening för att möjliggöra sofistikerad teknik för efterbehandling av kväveoxider och partiklar”.,
valda krav och bränsleegenskaper visas i tabellerna 3 och 4 nedan.
tabell 3. Utvalda krav för dieselbränsleegenskaper i Europa och i USA, tillsammans med AUTOMANUFACTURER ” s rekommendationer (WWFC). Fullständiga krav och standarder är tillgängliga från respektive organisationer.
tabell 4. Exempel på vissa icke-begränsade dieselbränsleegenskaper. a, b
motorteknik
bensin – gnisttändning, bensindrivna motorer är den ledande kraftkällan för personbilar., Gnisttändningsmotorer är enkla och billiga jämfört med dieselmotorer med kompressionständning. Dessutom möjliggör stökiometrisk luft-till-bränsle-förhållande användning av trevägska katalysator (TWC), som kan minska kolmonoxid (CO), kolväten (HC) och kväveoxider (NOx) utsläpp samtidigt och effektivt. En nackdel med gnisttändningsmotorer är deras lägre effektivitet jämfört med kompressionständningsmotorer. Därför är bränsleförbrukningen för gnisttändningsmotorer högre än för dieseldrivna motorer både i energi och volymetriska termer.,
bensinbilar utrustade med förgasarmotorer var tillgängliga fram till slutet av 1980-talet. idag är gnisttändningsmotorer portinsprutningsmotorer, mestadels utrustade med flerpunktsbränsleinsprutning (MPFI, bränsle injicerat i inloppsporten). På 1990-talet uppträdde gnisttändningsmotorer med högre effektivitet och lägre bränsleförbrukning på marknaden. Modeller som använder mager förbränning med överskottsluft introducerades också på 1990-talet, men de försvann snart från marknaden., Gnisttändningsmotorer, oavsett om de är direkt – eller direktinsprutade, bygger nu på ett stökiometriskt luft – / bränsleförhållande och är utrustade med TWC-katalysator.
avgasutsläppen från gnisttändningsmotorer som använder ett stökiometriskt luft-/bränsleförhållande kan kontrolleras effektivt med en trevägskatalysator (TWC). I TWC som kolmonoxid och oförbrända kolväten oxideras samtidigt med minskningen av kväveoxider. Med TWC ännu mer än 90% minskning av motor-out CO, HC och NOx utsläpp uppnås, och utsläppen sker främst vid kallstart eller tung acceleration., Under vissa förhållanden kan dock TWC-katalysatorn generera ammoniak-och dikväveoxid-utsläpp. TWCs fungerar effektivt endast i ett mycket smalt lambda-fönster nära det stökiometriska luft – / bränsleförhållandet och TWCs kan därför inte användas i motorer som körs med en mager blandning, såsom dieselmotorer. Fördelen med en mager blandning skulle vara förbättrad bränsleförbrukning, men till kostnaden för ökade NOx-utsläpp. Avgasåterföring (EGR) är en av de gemensamma tekniker som används för att minska NOx-utsläppen från dieselmotorer, och det används också i gnisttändningsmotorer., För bilar med direktinsprutning med gnisttändning är partikelutsläppen höga och därför kan partikelfilter bli nödvändiga.
gnisttändningsmotorer idag är mindre känsliga för bränsle än äldre motorgenerationer, och absoluta massutsläpp är låga. Men vid kallstart, tunga körförhållanden och vid låga temperaturer kan det finnas stora skillnader, absoluta och relativa, mellan bränslen för alla bilar. Tidigare var förgasarmotorer särskilt känsliga mot bränsle, till exempel upplevdes körbarhet och ånglåsproblem., De flesta bensindrivna bilar idag kan tolerera minst upp till 10 vol-% etanol i Europa och USA
DIESEL-på grund av deras höga effektivitet kompressionständning dieselmotorer är den ledande kraftkällan i tunga fordon, på grund av deras höga effektivitet. Idag blir dieselmotorer allt populärare även i lätta bilar. Utsläppsbegränsande anordningar och interna motorlösningar har avgörande effekter på avgasutsläppen. Dieselmotorer körs på en mager blandning, vilket förbättrar bränsleförbrukningen, men på bekostnad av ökade kväveoxidutsläpp (NOx)., NOx-utsläpp bildas av kväve i luften vid höga temperaturer. Utsläpp av höga partiklar (PM) är ett annat problem med dieselmotorer.
selektiv katalytisk reduktion (SCR) och avgasåterföring (EGR) är den gemensamma teknik som används för att minska NOx-utsläppen från dieselmotorer. EGR är en intern motorteknik, medan SCR är en avgasefterbehandlingsanordning med ett reduktionsmedel, såsom ammoniak eller urea. Med EGR returneras en del av avgaserna till motorcylindrarna, vilket sänker förbränningstemperaturen och följaktligen NOx-utsläpp., Högt EGR-förhållande kan leda till problem med motorns renlighet, och partikelutsläpp kan öka. Oxidationskatalysator minskar flyktiga organiska utsläpp. Partikelfilter minskar effektivt partikelutsläpp.
Chiba, F., Ichinose, H., Morita, K., Yoshioka, M., Noguchi, Y. och Tsugagoshi, T. Hög Koncentration Etanol Effekt på SI Motorn
– Utsläpp (2010) SAE Tekniska Papper 2010-01-1268.
Ema-uttalande. (2010) teknisk förklaring om användningen av oxygenerade Bensinblandningar i gnisttändningsmotorer. Motor Manufacturers Association. Januari 2010., http://www.enginemanufacturers.org/.
Kabasin, D. et al. (2009) uppvärmda injektorer för etanol kallstart. SAE tekniskt papper 2009-01-0615.
Murphy, M. (1998) Motorbränslealternativ för tunga fordon dieselmotorer: bränsleegenskaper och specifikationer. Battelle.