CN104974801A - 一种改性煤油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改性煤油组合物，由如下物质按质量百分比组成：符合GB6537-2006的3号喷气燃料80～99.99%，抗暴剂或高辛烷值组分0.01～20%。本发明通过在航空煤油中加入抗暴剂或高辛烷值组分，抑制燃烧反应自动加速，将燃油的燃烧速度限制在正常范围之内，即在火焰前锋到达之前，抑制烃类自燃，使未燃混合气体的自燃诱导期延长，或使火焰的传播速度增加，达到消除燃料爆震燃烧的目的。本发明所述改性煤油组合物可以用于点燃式重油活塞发动机，提高了点燃式重油活塞发动机的抗爆震性能，提高了发动机的极限功率，活塞发动机的极限爆震功率可提高6.5%。

Description

一种改性煤油组合物

技术领域

本发明涉及燃料领域，具体涉及一种煤油组合物，更具体的说是涉及一种适用于点燃式重油活塞发动机的改进了抗爆性能的燃料，在原有的3号喷气燃料上改进了煤油的抗爆性。

背景技术

目前，世界各航空公司所使用的航空燃料主要有两大类:航空汽油和航空煤油，分别适用不同类型的飞机发动机。航空汽油是主要用在活塞式航空发动机的燃料。航空活塞式发动机与一般汽车发动机工作原理相同，只是功率大，自重轻一些，因而对航空汽油的质量要求和车用汽油就有类似之处。但是由于航空汽油的燃点太低以及其高挥发性，使航空汽油难以满足航空工业，特别是军用油料的贮存、运输、以及使用的安全要求。

毫无疑问，更换发动机是可以解决问题的；但是，更换发动机并非易事。传统的柴油机比重量远大于汽油机，无法替代。而可以替代的煤油机目前国内还在研究中，没有形成产品。虽然国外已有使用，但品种规格极少，很难找到合适的。因此，比较切合实际的办法是为汽油机更换燃油，使汽油机能用闪点较高的燃料。汽油机使用任何一种高闪点燃油工作都是不可能的，但对汽油机进行改造后再使用高闪点燃油却是可能的。这就要求解决两个根本问题，一是保证燃油供应，促进雾化和蒸发过程，改善混气质量；二是保证混气所需要的燃烧条件，特别是燃烧过程得以持续的温度条件。这两方面的问题解决了，汽油机烧煤油或柴油的问题也就能基本上解决。近几年，国外已有多家燃用轻柴油或重煤油的航空活塞式发动机的报道，其中美国AAI公司、法国RENAULT公司和意大利ZAZOTTERA公司等也都是在航空汽油机的基础上进行相应的改造，使之能以煤油或轻柴油作为燃料工作。

煤油、柴油和汽油都是石油馏分产物，但其化学组成不同，性质也有差别。航空煤油密度适宜，热值高，燃烧性能好，能迅速、稳定、连续、完全地燃烧，且燃烧区域小，积碳量少，不易结焦；低温流动性好，能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求；热安定性和抗氧化安定性好，可以满足超音速高空飞行的需要；洁净度高，无机械杂质及水分等有害物质，硫含量尤其是硫醇性硫含量低，对机件腐蚀小。因此，我们将航空煤油用于改造后的点燃式重油活塞式发动机上。

然而航煤作为重油活塞发动机的燃料，由于其抗爆性差，在发动机上使用，产生爆震、功率下降、油耗增加等问题。航空煤油在发动机中的爆震倾向取决于该重油活塞发动机的工作条件、航空煤油的抗爆性。当重油活塞发动机的工作条件固定时，发生爆震现象的倾向则取决于航空煤油的抗暴性能，添加抗爆剂组分可以调高汽油的辛烷值（即抗爆性）已被广泛采用，但由于各种原因目前还没有人将抗爆剂添加到航空煤油中。

发明内容

本发明为了解决航空煤油在点燃式重油活塞发动机中使用，发动机容易产生爆震、降低发动机功率的问题，提供一种改性煤油组合物，将该改性煤油组合物作为点燃式重油活塞发动机的燃料，以达到降低发动机爆震，提高极限功率。

本发明的具体技术方案如下：

一种改性煤油组合物，由如下物质按质量百分比组成：

符合GB6537-2006的3号喷气燃料    80～99.99%

抗暴剂或高辛烷值组分               0.01～20%。

所述3号喷气燃料的闪点高于38℃, 冰点低于-60℃。3号喷气燃料闪点高于38℃，确保油品使用安全，冰点低于-60℃，油品在高空使用时，确保燃料油泵正常运转，保证飞行安全。

所述抗暴剂优选为二甲苯，二甲苯在汽油机上辛烷值高，抗爆性能好，而且该化合物的沸点相对较高，对调和航空煤油的闪点指标影响小。

所述高辛烷值组分优选为异丁烯基酰胺异庚酯，异丁烯基酰胺异庚酯适应性强，对低、中、高辛烷值燃油均有良好的感受性；并且可有效净化尾气，能够减少CO和其它有害气体的排放。

本发明通过在航空煤油中加入抗暴剂或高辛烷值组分，抑制燃烧反应自动加速，将燃油的燃烧速度限制在正常范围之内，即在火焰前锋到达之前，抑制烃类自燃，使未燃混合气体的自燃诱导期延长，或使火焰的传播速度增加，达到消除燃料爆震燃烧的目的。本发明所述改性煤油组合物可以用于点燃式重油活塞发动机，提高了点燃式重油活塞发动机的抗爆震性能，提高了发动机的极限功率，活塞发动机的极限爆震功率可提高6.5%。

具体实施方式

实施例1

将符合GB6537-2006的3号喷气燃料和二甲苯加入到容器中，其中3号喷气燃料占总质量的87%，然后混合均匀形成改性煤油组合物，该改性煤油组合物闪点指标为40℃，冰点指标小于-70℃，用于点燃式重油活塞发动机台架机试验。与3号航空煤油相比，极限爆震功率提高了2.0%，试验结果参见表1。

 本次试验是在水平对置四缸水冷四冲程航空活塞发动机缸内直喷试验样机。为保护发动机安全，实验方案选择发动机转速2500转/分，油门开度选择36%，混合气浓度选择0.90（功率混合气浓度），比较使用不同燃料时未产生爆震现象的最大点火提前角高度。

实施例2

将符合GB6537-2006的3号喷气燃料和异丁烯基酰胺异庚酯加入到容器中，其中3号喷气燃料占总质量的95%，然后混合均匀形成改性煤油组合物，该改性煤油组合物闪点指标为46℃，冰点指标小于-66℃，用于点燃式重油活塞发动机台架机试验。试验方法同实施例1，.与3号航空煤油相比，极限爆震功率提高了6.5%，试验结果参见表1。

对比例1

将符合GB6537-2006的3号喷气燃料加入到容器中，其闪点指标为47，冰点指标小于-66℃，用于点燃式重油活塞发动机台架机试验，试验结果参见表1。

Claims (4)

1.一种改性煤油组合物，其特征在于由如下物质按质量百分比组成：

符合GB6537-2006的3号喷气燃料    80～99.99%

抗暴剂或高辛烷值组分               0.01～20%。

2.根据权利要求1所述的改性煤油组合物，其特征在于所述3号喷气燃料的闪点高于38℃, 冰点低于-60℃。

3.根据权利要求1或2所述的改性煤油组合物，其特征在于所述抗暴剂为二甲苯。

4.根据权利要求1或2所述的改性煤油组合物，其特征在于所述高辛烷值组分为异丁烯基酰胺异庚酯。