JP2000239678A - 直噴ガソリンエンジン用ガソリン - Google Patents
直噴ガソリンエンジン用ガソリンInfo
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Abstract
エンジン用無鉛ガソリンを提供する。 【解決手段】 ジターシャリーブチルパーオキサイドを
ガソリン全量基準で50〜1000ppm含ませ、か
つ、その性状をリサーチ法オクタン価89〜101、5
0%留出温度75〜110℃、15℃密度0.72〜0.
78g/cm3にする。
Description
ジンの熱効率向上を実現する、直噴ガソリンエンジンに
適するガソリンに関する。昨今、地球環境保護や化石燃
料枯渇などの問題から、エンジンにはさらなる熱効率の
向上、すなわち燃料消費量の低減が求められている。そ
の解決の一つとして、燃料消費量の少ない直噴ガソリン
エンジンを搭載した車両が発売されている。従来のガソ
リンエンジンは燃焼室の外側に設置されたインジェクタ
もしくはキャブレターから燃料を供給し、燃焼室内に混
合気を吸入する。その後、点火プラグにより燃焼室内に
濃度的にほぼ均一に分布した混合気に着火が行われ燃焼
が行われる。それに対し、直噴ガソリンエンジンは、先
端が燃焼室内に露出するようにインジェクタを設置し、
燃焼室内に空気のみを吸入し、燃焼室内に燃料を直接噴
射する。そのため、直噴ガソリンエンジンは、エンジン
の圧縮行程後半に燃料を噴射し、点火プラグ周辺に混合
気を集中させ、全体として非常に希薄な混合気で燃焼を
行うことができる。この一般的に成層燃焼と呼ばれる燃
焼形態でエンジンを運転することにより、燃料消費量の
低減を実現している。この成層燃焼の燃焼形態は直噴ガ
ソリンエンジンでのみ実現可能である。
給される燃料の絶対量が少ないため、大きな出力を発生
させることができず、高出力が要求されるときは吸気行
程に燃料を噴射し、燃焼室内に濃度的にほぼ均一の混合
気を形成させ、一般的に均一燃焼と呼ばれる燃焼形態で
エンジンが運転される。従って、直噴ガソリンエンジン
においては、均一燃焼の燃焼形態でのエンジンの運転を
できるだけ少なくし、成層燃焼の燃焼形態でのエンジン
の運転をできるだけ多くできる熱効率の優れたガソリン
が要望されている。上記のように直噴ガソリンエンジン
は燃料室内に燃料を直接噴射するため、従来のガソリン
エンジンとは異なる燃焼現象が発生する。特に、成層燃
焼は点火プラグ周辺に燃焼室内に噴射された燃料のほと
んどが集中するため、従来のガソリンエンジンで見られ
る燃焼形態とは異なる現象が起きる。そのため、その燃
料となるガソリンに対する要求性状も、従来のエンジン
で要求されるものと大きく異なる。
状況に鑑みなされたものであり、直噴ガソリンエンジン
に最適な直噴ガソリンエンジン用無鉛ガソリンを提供す
ることを目的とする。特に、直噴ガソリンエンジンでの
み実現可能な、成層燃焼における熱効率を向上させるこ
とにより、燃料消費量のさらなる低減を実現する、直噴
ガソリンエンジンの特に成層燃焼に最適な無鉛ガソリン
を提供することにある。
ンエンジンに最適なガソリンを得るよう鋭意研究を重ね
た結果、ジターシャリーブチルパーオキサイドをある特
定の割合含有するガソリンが、特に成層燃焼において熱
効率を向上させることができることを見出し、本発明に
至った。すなわち、本発明は、ジターシャリーブチルパ
ーオキサイドをガソリン全量基準で50〜1000pp
m含み、かつ、その性状がリサーチ法オクタン価89〜
101、50%留出温度75〜110℃、15℃密度
0.72〜0.78g/cm3であることを特徴とする直噴ガ
ソリンエンジン用無鉛ガソリンである。
無鉛ガソリンのリサーチ法オクタン価は、89〜101
であり、好ましくは89〜100.5、より好ましくは
89〜100である。リサーチ法オクタン価が89より
低いと、特に均一燃焼においてエンジンを損傷する可能
性があるノッキングを引き起こす可能性があり好ましく
ない。また、リサーチ法オクタン価が101より高くて
も特に問題はないが、本発明のガソリンに添加するジタ
ーシャリーブチルパーオキサイドはオクタン価を低下さ
せる性質を有するため、リサーチ法オクタン価をこれ以
上高くすることは実質的に難しい。ここで、リサーチ法
オクタン価とはJIS K 2280「石油製品−燃料
油−オクタン価及びセタン価試験方法並びにセタン指数
算出方法」により規定されているリサーチ法オクタン価
のことを示す。
リンの50%留出温度は、75〜110℃であり、好ま
しくは80〜105℃、さらに好ましくは85〜103
℃であることが望ましい。これが、75℃に満たない場
合は低温運転性、常温運転性に不具合を生じる可能性が
あり、110℃を越える場合には、加速性の悪化が生じ
る可能性がある。また、90%留出温度については何ら
制限はないが、好ましくは180℃以下、より好ましく
は160℃以下、最も好ましくは150℃以下であるこ
とが望ましい。これが180℃を越えると排気ガスの悪
化やエンジンの潤滑油がガソリンにより希釈される可能
性がある。ここで言う50%留出温度及び90%留出温
度とはJIS K 2254「石油製品−蒸留試験方
法」により規定されている常圧法蒸留試験方法により得
られる、ガソリン全量の50容量%及び90容量%が留
出する温度のことを示す。
リンの15℃密度は、0.72〜0.78g/cm3であ
り、好ましくは0.725〜0.76g/cm3であるこ
とが望ましい。これが0.72g/cm3に満たないと、
燃料消費率が悪化する可能性があり、0.78g/cm3
を越えると加速性の悪化が生じる可能性がある。ここで
言う15℃密度とはJIS K 2249「原油及び石
油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算法」に
より規定されている15℃における試料の密度のことを
示す。
ルパーオキサイドの添加量はガソリン全量基準で50〜
1000ppmであり、好ましくは70〜900ppm
であり、さらに好ましくは80〜800ppmであり、
最も好ましくは90〜600ppmであることが望まし
い。これが50ppmより少ないと熱効率向上の効果が
小さく、1000ppmより多いと、ガソリン全体のリ
サーチ法オクタン価が低下し、結果として均一燃焼時に
ノッキングが発生しやすくなるため好ましくない。
用添加剤としては、ジターシャリーブチルパーオキサイ
ドが最適であるが、カプロイルパーオキサイド、ヘプチ
リルパーオキサイド、オレイルパーオキサイド、トリア
セトンパーオキサイド、アセチルベンゾイルパーオキサ
イド、クメンヒドロキシパーオキサイド等の過酸化物、
ジエチルエーテル、アセトン、ブチルカルビノール、メ
チルアセテート等の含酸素化合物などを50〜1000
ppm添加しても直噴ガソリンエンジンの熱効率を向上
させることができる。
を調合して製造したガソリンに対しジターシャリーブチ
ルパーオキサイドを本発明で規定した量を添加すること
により得ることができる。ここで用いられるガソリン基
材としては、原油を常圧蒸留してして得られる軽質ナフ
サや重質ナフサ、接触分解法や水素化分解法などにより
得られる分解ガソリン、オレフィンの重合により得られ
る重合ガソリン、イソブタンなどの炭化水素の低級オレ
フィンを付加(アルキル化)することにより得られるア
ルキレート、軽質ナフサを異性化装置でイソパラフィン
に転化して得られる異性化ガソリン、脱ノルマルパラフ
ィン油、ブタン、芳香族炭化水素などが挙げられる。本
発明のガソリンはガソリン製造時にジターシャリーブチ
ルパーオキサイドを予め添加して得ることもできるが、
既存のガソリンに対してジターシャリーブチルパーオキ
サイドを本発明で規定する範囲で添加することにより得
ることも可能である。この添加の方法としては、燃料中
に直接ジターシャリーブチルパーオキサイドを添加して
も良いが、トルエンやキシレン等の芳香族系溶剤もしく
はケロシンなどの溶剤等で希釈したものを添加すること
もできる。
リンは、適宜、含酸素化合物を含有することができる。
その場合の含酸素化合物の含有量は、ガソリン全量基準
で酸素元素換算で0〜2.7重量%、好ましくは0〜2
重量%であることが望ましい。これが2.7重量%を越
える場合、燃料消費率が悪化し、排気ガス中のNOxが
増加する可能性がある。ここで言う含酸素化合物とは、
エタノールやイソブタノール等のアルコール化合物、メ
チルターシャリーブチルエーテル(MTBE)、エチル
ターシャリーブチルエーテル(ETBE)、ターシャリ
ーアミルメチルエーテル(TAME)、ジイソプロピル
エーテル(DIPE)等のエーテル化合物が挙げられ
る。本発明のガソリンには必要に応じて、その他公知の
添加剤を添加することができる。このような添加剤とし
ては清浄分散剤、酸化防止剤、金属不活性剤、表面着火
剤、氷結防止剤、助燃剤、帯電防止剤、着色剤、錆止め
剤、識別剤、着臭剤などが挙げられる。これらの添加剤
を必要に応じ1種、または2種以上添加することができ
る。この場合、合計添加量はガソリン全量基準で0.1
重量%以下とすることが望ましい。
ガソリンは、リサーチ法オクタン価が89以上であるた
め、ノッキングの発生しやすい均一燃焼においても問題
なく使用することが可能であり、また、直噴ガソリンエ
ンジンにおいて燃料消費量を低減する成層燃焼において
は、本発明のガソリンにより熱効率が向上する結果、燃
料消費量のさらなる低減を実現できることから、直噴ガ
ソリンエンジンの特に成層燃焼に最適なガソリンであ
る。また、本発明による直噴ガソリンエンジン用無鉛ガ
ソリンは、直噴ガソリンエンジンに最適なガソリンであ
ることは言うまでもないが、現在のガソリンエンジンの
主流であるポート噴射式エンジンやキャブレター式エン
ジンに対しても全く問題なく使用することが可能であ
る。動力源としてエンジンの他にモーターを使用するハ
イブリッド自動車においては、エンジンは熱効率が高い
条件で運転され、また、モーターによる補助動力もある
ためエンジンで発生する出力はさほど必要としない。そ
のため、このエンジンとして直噴ガソリンエンジンを使
用した場合、出力がそれほど大きくない成層燃焼のみで
運転することも可能である。この時、本発明のガソリン
を使用すればエンジン熱効率のさらなる向上を実現する
結果、燃料消費量のさらなる低減を図ることができる。
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例により何
ら制限されるものではない。 比較例 現在販売されている代表的なプレミアムガソリン(MT
BEを酸素元素換算で1.18重量%含有)であるリサ
ーチ法オクタン価99.8のガソリンAを用いた。
50ppm直接添加したガソリンB、500ppm直接
添加したガソリンCを用いた。表1に本実施例で使用し
たガソリンのリサーチ法オクタン価、50%留出温度、
90%留出温度、15℃密度を示す。
mm、ストローク89mm、排気量458cc、圧縮比
12の単気筒直噴ガソリンエンジンを使用し、このエン
ジンを成層燃焼で運転した時の図示熱効率を測定するこ
とにより行った。ここで、図示熱効率とは、燃焼室内で
燃焼により発生した仕事を、エンジンに供給した熱量で
除したものであり、この値が高いほど供給した燃料が効
率よく仕事に転換される、すなわち図示熱効率が高いほ
ど燃料消費量の低減が実現できることになる。そのた
め、図示熱効率が高いほどエンジンにとっては望まし
い。
ロットル開度等の走行条件の変化により点火時期が時々
刻々変化する。点火時期が変化するとエンジンの燃焼状
態も変化し、結果として熱効率も変化する。そこで、試
験用エンジンを吸入空気量、燃料噴射量、燃料噴射時期
を固定し、点火時期を変化させた表2の実験条件のもと
成層燃焼で運転した時の図示熱効率を測定し、燃料の違
いによる点火時期の影響を調べた。
す。ここで、図示熱効率はガソリンAの点火時期28B
TDCにおける図示熱効率で無次元化した相対図示熱効
率として示してある。これより、本実施例で示したガソ
リンは全ての点火時期において比較例とした通常のガソ
リンより図示熱効率が高く、燃料消費量の低減が実現で
きることが解る。このようにガソリン中にジターシャリ
ーブチルパーオキサイドをガソリン全量基準で50〜1
000ppm添加させることにより、直噴ガソリンエン
ジンの図示熱効率を向上させることができる。すなわ
ち、本発明のガソリンにより、直噴ガソリンエンジンに
おけるさらなる燃料消費量の低減を実現することができ
る。
ガソリンエンジンの燃焼特性、特に成層燃焼における熱
効率を向上させる結果、さらなる燃料消費量の低減を実
現することができる。
ンの点火時期と図示熱効率の関係を示した図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 ジターシャリーブチルパーオキサイドを
ガソリン全量基準で50〜1000ppm含み、かつ、
その性状がリサーチ法オクタン価89〜101、50%
留出温度75〜110℃、15℃密度0.72〜0.78
g/cm3であることを特徴とする直噴ガソリンエンジン用
無鉛ガソリン。
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2000239678A5 JP2000239678A5 (ja) | 2005-08-25 |
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-
1999
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