JPS6357689A

JPS6357689A - ガソリン機関用燃料組成物

Info

Publication number: JPS6357689A
Application number: JP20287586A
Authority: JP
Inventors: Junichi Iwamura; 淳一岩村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-28
Filing date: 1986-08-28
Publication date: 1988-03-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】穴班Δ立野本発明は、既存のガソリン機関に手を加えることなくそ
のまま使用して、燃費効率を著しく改善できるガソリン
機関用燃料組成物に関する。

発明の背景従来、ガソリン機関用燃料の質の向上をはかる手段とし
ては、一般にオクタン価のより高い芳香族炭化水素の配
合が行なわれ、日本における市販の一般ガソリン（レギ
ュラー）のガスクロマトグラフィ（以下、ＧＣと略記す
る）による分析は９５％の信頼度で低級脂肪族炭化水素
含有率７９．１〜８４．５％（容量％、以下同じ）、ベ
ンゼン１．４〜２．２％、トルエン３．４〜５．５％、
キシレン４．５〜７．９％、その他の芳香族炭化水素４
．３〜６．６％、また、高級ガソリン（ハイオク、プレ
ミアム）のそれは低級脂肪族炭化水素６０．１％〜６８
．９％、ベンゼン１．３〜３．０％、トルエン。

１２．４〜１９．８％、キシレン５．８〜１６．４％、
その他の芳香族炭化水素４，７〜７．６％を示し、芳香
族炭化水素の内でもベンゼンの含有率においては両者共
はとんど差異は認められず、トルエン、キシレンの含有
率を上げることによって改善を試みているものと考えら
れる。一方、ベンゼンが品質向上の為に使用されないの
は他の芳香族炭化水素と異なり融点が著しく高いこと（
５，５℃）、ピストン上の炭素の蓄積が多くなることが
上げられ、シリンダ温度の上昇とと乙にその耐溶性が低
下し、比出力の高い過給空冷エンジンに対してはその効
果が減少することになるからである。また、エンノンの
最大馬力時の燃料消費率が多く、普通７〜８％増加する
こと等［神蔵信雄著「高速ガソリンエンジン」、丸善株
式会社、７８〜７９（１９６０）］の理由にからも、そ
の含有量が僅少に抑えられていると考えられる。

本発明者は、ガソリン組成に疑問を持ち、種々研究した
結果、市販ガソリンを常圧蒸留をし、〜７０℃までの留
分（以下ＡＨＣと略記する。本留分は低級鎖状飽和およ
び不飽和炭化水素、ナフテン系炭化水素等から構成され
ている）を集め、ＡＩ（Ｃ３０〜６０％、ベンゼン（以
下Ｂと略記する）およびアルキルベンゼン（以下ＡＢと
略記する）が２．８〜４　、７９／ｌとの組成と市販ガ
ソリンとの相対走行伸率との間にはＹ（伸率）＝１．７
９５Ｘ（８６度）−１，２５７（γ＝０．９８６）の関
係が認められ（表１）、燃費効率を向上させる重要な要
因であることを見出した。一方、市販ガソリン中に゛は
含酸素化合が含有されていないことにも疑問を持ち、種
々研究した結果、これらの配合が燃費効率の向上、排ガ
スの指標としたＣｏ、ＨＣ低減に著しく関与し有意に改
善することを見出した。

発明の開示本発明のガソリン機関用燃料組成物は、低級脂肪族炭化
水素、ベンゼンおよび／またはアルキルベンゼン、アル
コール、ケトン、エステル、あるいはエーテルを任意の
順序で配合して得られた、低級脂肪族炭化水素３０−〜
６０％、ベンゼンおよび／またはアルキルベンゼン２．
４〜５．６モル／ｌを含有し、残部が中級脂肪族炭化水
素（以下、Ｋと略記する）、アルコール、ケトン、エス
テルおよびエーテルから選ばれるからなる群から選択さ
れる１種または２種以上の成分からなっている。

本発明に用いる低級脂肪族炭化水素（ＡＨＣ）とは主要
炭素数が２〜８の飽和もしくは不飽和炭化水素、ナフテ
ン系炭化水素等を意味し、これらの単一もしくは混合物
を包含する。好ましくは、沸点、引火点等の物性を考慮
すると混合物の方がよい。ベンゼンとは工業用純度のも
のをいう。アルキルベンゼンとはトルエン（以下、Ｔと
略記する）に代表されるベンゼンのアルキル誘導体を意
味する。これらベンゼンおよびアルキルベンゼンは少量
のナフタレン、アルキルナフタレンおよびアルキルナフ
タレン水素添加物を含有してもよく、性能にはさしつか
えない。ベンゼン、アルキルベンゼンはどちらか一方で
も、あるいは両方を含有してもよい。

また、中級脂肪族炭化水素とは主要炭化数が８〜１４ま
での炭化水素を指し、アルコール、ケトン、エステルお
よびエーテルは中沸点以下のものを意味する。ここでい
う中沸点とはｘｓｏｆ以下を意味する。本発明において
は、中級脂肪族炭化水素、アルコール、ケトン、エステ
ルお上、びエーテルは、単独でもあるいは併用してもよ
い。

本発明の燃料組成物を得るには、これらの各成分を任意
の順序で配合する。配合および撹拌は常法に従って行う
。成分の内、例えば不飽和炭化水素、とくに兵役二重結
合を含む化合物、ブタジェン、スチレンなどの不安定な
化合物を含む場合は抗酸化剤、重合禁止剤等を加えても
よい。この時、添加量は０．１％以下の濃度が好ましい
。また、他の可燃性物質と判別するために染料を加えて
も差し支えない。

本発明の効果を列挙すれば、以下のとおりである。

りベンゼンおよびアルキルベンゼンが単独もしくは混合
物いずれの場合もそのモル比が２．４〜５．６モル組成
物は市販ガソリンの燃費効率（こ比較して、有意に向上
する。しかし、その含有率が２．３モル以下の場合は経
済的に見て有意とは思われない。

２）残部のＫの代わりにアルコール、ケトン、エステル
あるいはエーテルを配合すると、更に燃費効率が向上し
、排ガスの指標であるＣ０１ＨＣ濃度が低減し、有意に
改善が認められる。

３）組成物には発癌物質等の人体に有害と言われている
多環縮合芳香族炭化水素を含有しない［小田嶋成和、橋
本嘉幸編著、「化学物質と癌の発生」学会出版センター
、５５〜６０（１９７８）］。

］理排ガス中に含まれるＣ０１ＨＣの含有率が市販品の
それよりも低く、Ｃ０１ＨＣいずれも存意に低い。

次に実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１（Ｂ、ＴｌＸ、の検討：Ｂ　ｌ〜３、Ｔ　ｌ〜
３、ｘ　１〜３、　Ｒｅｇ、　）市販ガソリンを常圧蒸
留に付し、〜７０’Ｃまでの留分［ＡＨＣ：ＧＣによる
分析で約２％のベンゼン、トルエンを含有するもの（ガ
スクロマトグラフィー質量分析計を用いた分析では低級
脂肪族炭化水素：不飽和および飽和鎖状炭化水素とナフ
テン系炭化水素からなっていた）］を集めた。このＡＨ
ＣおよびＢ、ＴＳＸ、Ｋを用い、表１中の組成に従い、
種々の燃料組成物を調製し、性状および走行テストを行
った。表１中、Ｂは試薬１級ベンゼン、Ｔは試薬１級ト
ルエン、Ｘは工業用キシレン（ＧＣ分析エチルベンゼン
２５．１％、ｍ５ｐ−キシレン５６．９％、０−キシレ
ン１８．０％の混合物）、Ｒｅｇ、は対照の市販レギュ
ラーガソリンを示す。

車Ｎ：ダットサンサニ−１５００ｃｃ、型式：Ｅ−ＰＢ
３１０、原動機型式：Ａ１５、スピード・メーター・テ
スター：ニッサルコ・１．Ｍ、ハイボン２４３５を用い
た。

組成物の性状、走行テストの結果を表！に示す。

表１中の引火点はＲ，Ｍ、　Ｂｕｔｌｅｒ、　Ｇ、　Ｍ
、　Ｃ。

ｏｋ、　Ｇ、　Ｇ、　Ｌｕｋｋ、　Ｂ、　Ｇ、　Ｊａｍ
ｅｓ、　　Ｉｎｄ、　　Ｅｎｇ、　Ｃｈｅｗ、、±８，
８０８（１９５６）を参照し、Ｙ（引火点）＝０．６８
Ｘ（初留点）−７２，５４式を誘導し、引火点を算出し
た。

相対伸率（燃費効率）はＲｅｇ、を０．０％として百分
率で示した。また、各組成物の蒸留試験の結果を表３に
示した。ＡＨＣとＫを固定し、Ｂ、Ｔ。

Ｘを２〜５モルの範囲で変化させた場合のモル比と燃費
効率との間にはＹ（伸率）＝　１．７９５　Ｘ（Ｉ３゜
Ｔ、Ｘ・・・濃度）−１，２５７（γ＝０．９８６）の
関係が認められ、Ｒｅｇ、に比較し著しく燃費効率が向
上している。　この結果より、モル比が２．４〜５．６
の範囲ではいかなるベンゼン、アルキルベンゼンの単独
もしくは混合物でもその目的を達成し得ることを示して
いる。また、Ｇｏ、ＨＣも有意に低い。

実施例２（残部の検討二Ｔ１〜１５）実施例１のＴｌ〜３を基準として、アルコール、ケトン
、エステル、あるいはエーテルをＫの代わりに配合し、
表１と同様にテストし、表２の結果を得た。アルコール
として試薬１級のメタノール、ケトンとして試薬１級の
アセトン、エステルとして試薬１級の酢酸エチル、エー
テルとして試薬１級のジイソプロピルエーテルを用いた
。表２より明らかなようにこれらの配合はいずれの場合
も極めて有効に働き、著しく燃費効率を向上されている
し、排ガスの指標のＧｏ、ＨＣ濃度を著しく改善してい
る。

手続補正書（自船２１発明の名称ガソリン機関用燃料組成物３、　補正をする者事件との関係　特許出願人住所　大阪府相原市大字高井田６２１−１氏名　岩　　
村　　淳　　− ４、代理人自発７、補正の内容（１）明細書第３頁下から７行、「２．８〜４．７９／
ｌ」とあるを［２〜６モル／ｆ２Ｊと補正する。

（２）同書第４頁９行、「２．４〜５．６」とあるを「
２〜６」と補正する。

（３）同書第８頁下から７行、「２〜５モル」とあるを
「２〜６モル」と補正する。

（４）同書第１２頁の後に下記の実施例３〜５を挿入す
る。

「　実施例３　（Ｂ、ＡＢ高含有における排出ガスの検
討）市販ガソリン：Ａｌ０４５％、芳香族炭化水素５５％（
Ｃ，１５，２％、Ｃ？２５．５％、Ｃ，１４，３％）、
芳香族炭化水素５．２モル／ｌ　（試料ｌ）；およびＡ
ＨＣ３０％、芳香族炭化水素７０％（Ｃ，１９，３％、
Ｃ？３２．４％、ｃｓ１８．３％）芳香族炭化水素６．
７モル／ｌＣ試料２）の各試料を下記の条件下で試験を
実施した。

車名：トヨタ　　　　　形式：Ｌ−ＴＸ６７Ｖ車台番号
：ＴＸ６７−６２０３６６　　用途：貨物低走行キロ：
１６３４８　Ｉｎｎ車両総重量：　１６３０（１６４５
）ｋｇ試験自動車重量：１２３Ｇ　ｋｇ　　等価慣性重
量：１２５０　ｋｇ原動機型式＝１３Ｔ　最高出カニ９
５１５４００ＰＳ／ｒ、ｐ、ｍサイ゛クル：４気筒：４
　総排気量：　１７７０　ｃｃ変速機：手動前進４段　
減速比：　４．１００駆動車輪タイヤ空気圧（標準）：
　１．８　ｋｇ／ａｘ２同　　　　上　　（実測）：　
　１．９　ｋｇ／ｃが無負荷回転速度：　６ＧＯｒ、ｐ
、ｍ点火進角度：１５℃／６００　　ＢＴＤＣ／ｒ、ｐ、ｍ
その結果を下記に示した。

Ｃｏ　　　ＨＣＮＯｘ　　　Ｃ０ｗ９／　ｋｍ　　９／　ｋｍ　　９／　ｋｍ　　９／　ｋ
ｍ市販ガソリン　　６．３１　０．８９　０．８１　２
０６．３試料　１　　　４．４１　０．７０　１．２５
　２０９．９試料　２　　　７．ＯＱ　　Ｏ，７２０，
９０２２１，２上記結果は芳香族炭化水素含有率と排出
ガス量との間に直線的関係が認められてないが、Ｃ０１
ＨＣ％ＮＯｘの総和は試料１　（６，３６９／ｋｍ）＜
市販ガソリン（８，０１９／ｋｍ）＜試料２（８，６２
９／にＩｎ）の順で排出ガス量が増加し、高度のＢ、ノ
＼Ｂの含有は排出ガス量を著しく増加させる。

実施例４　（Ｂ、ＡＢ高含有における走行距離の検討）市販ガソリン、ＡＨｏ　　２８％、Ｂ、Ａ３７２％（Ｂ
、ＡＢ：　６．９モル／１２）；ＡＨＣ３０％、Ｂ、Ａ
３７０％（Ｂ、ＡＢ：　６．７モル／ｌ）；ＡＨｏ　　
３５％、Ｂ、Ａ８６５％（Ｂ、ＡＢ：　６．２モル／ｌ
）：Ａｌ０４０％、Ｂ、Ａｌ３６０％（Ｂ、ＡＢ：　５
．７モル／ｌ）：およびＡＨＣ４５％、Ｂ、Ａ８　５５
％（Ｂ、ＡＢ：　５．２モル／ｌ）の各試料を実施例１
の条件下で走行試験を行なった結果市販ガソリン：１６
．８ｋｍ／１２．　ＡＨＣ２８％：　　１９．６ｋｍ／
１２゜Ａｌ０３０％：　　１９．ｌｋ＋ｍ／１２．　Ａ
ＨＣ３５％：１９．５ｋａ＋／ｆｆ％ＡＭＣ４０％：　
　Ｉ　９．４５ｋｍ／１２、ＡＨＣ４５％：１９．５ｋ
ｍ／ｌであった。市販ガソリンを除く各データーを両側
検定した場合、１９゜０〜ｌ　９　、　’ａ　ｋｔｍ／
ｌ＜信頼度９９％）であり、全てのデータが１９．Ｏ〜
１９．８ｋｍ／１２の範囲にあることから、芳香族炭化
水素をより高含有率で配合する必要が無いことを示唆し
ている。

実施例５　（排ガス中の有害物質と炭素の検討）実施例
３の試料を用い、（１）シアン化水素シアン化水素分析は、ＪＩＳ　Ｋ　０１０９−１９８２
　に準拠し、分析を行なった。なお、分析に当っては排
ガス中の有害物質の含有率が極大とされているアイドリ
ング時の排ガスを採取し分析試料とした（車種は実施例
１の車種を用いた）。

排ガスの採取は５　、０　Ｑ／ｍｉｎの速度で５０．０
ｅを採取し、濃度は注）この時のａｏ　（空試験）は０　、０１　（ｐｐｍ
）ｍ９／　Ｑ市販ガソリン（１，３３〜１．５１）ＸＩ
Ｏ−１Ｒｇ／ｌ１１３Ｎ試料　１　　（１，４９〜１．
６７）ＸＩＯ−”　ｚ９／ｍ３Ｎ試料　２　　（１，６
１〜１．８４）ＸＩＯ−Ｒ９／ｌ１１３Ｎ注）この時の
値は９９％信頼範囲での値である。

市販ガソリンと試料１，２との間には大差は認められな
いが、Ｂ、ＡＢ含有量とシアン化水素ガス排出量の間に
は正の相関関係が存在するようである。

（２７）多環芳香族炭化水素多環芳香族炭化水素は昭和５１年度環境長委託事業報告
書“自動車排出ガスに含まれる微量物質に関する研究、
多環芳香族炭化水素の分析（２）”（社団法人　日本能
率協会）を参考にして分析を行なった。

ガス採取は採取ビンにメタノールの一定量を取り、約Ｉ
ｎ３の排出ガスを導入して実施した［この時ピレンを用
いての本性に於ける回収率試験で、その回収率はｔ　ｏ
　ｏ、ｏ〜９７．３％（９９％の信頼範囲、ｎ＝３）で
あった］。

その結果を次表に示した。

単位：ｍｇ／＠３＊ｌ：発がん性物質本性ではピーク番号１４〜１８の発ガン性物質は検出で
きなかったが、ピーク番号ｌＯのクリセンは市販ガソリ
ン十試料１（０，００１η／ｍりく試料２　（０、００
４ｘ９／ｍ３）であり、試料２は市販ガソリン、試料ｌ
に比して高い値を示した。

（３）炭素（２）の実験で得られたフィルター上の炭素分をＨａｌ
ｌの文献（Ｓ、Ｒ，Ｈａｌｌ、Ａｎａｌ、Ｃｈｅｍ、　
、２±。

９９６（１９５２））を参照して測定し、次の結果を得
た。

市販ガソリン　　　　　　　１．９１９７ｍ３試料１９
．６　ｙｇ／ｍ” 試料２　　　　　　　　１３．Ｏｘ９／ｒｎ″この結果
は、燃焼酸素要求量に対し性能が対応せず、特にアイド
リング時は酸素不足の状態であることを示唆している。

また、Ｂ、ＡＢモル比が５．６モル／ｌを越すと目視で
黒煙が観察され、Ｂ、ＡＢ含有量が５．６モル／ｌ以上
のＢ、ＡＢ金含有性状、性能両面で問題を提起している
。

なお、試料ｌの分析結果は次の通りである。

１１反　応　　　　　　　　・・・中性２、蒸気圧、３
７．８℃（リード法）・・・０．５５０　ｋｇ７ｃｍ３
３、鉛　分（原子吸光光度法）・・・０．００３９／ｌ
４、実在ガム　　　　　　　　・・・１比／１００跪ρ
５、オクタン価（リサーチ法）・・・９９．２６、銅板
腐食　　　　　　　　・・・ｌａ７、蒸留試験：初留点・・・　３５．０℃　　８０％・・・１１６．０
℃５％・・・　５４．０°Ｃ９０％・・・１２５．０℃
ｌＯ％・・・　６０．０℃　　９５％・・・ｉａｉ、ｓ
℃２０％・・・　６９．０℃　　９７％・・・１３５．
０℃３０％・・・７７．０℃　終点・・・１４６．０℃
４０％・・・　８５．０℃　留出量・・・　９９．０容
量％５０％・・・　９３．５℃　残油量・・・　０．５
容量％６０％・・・１０１．５°Ｃ滅失量・・・　０．
５容量％７０％・・・１０９゜Ｏ’ＣＪ以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）低級脂肪族炭化水素３０〜６０容量％、ベンゼン
および／またはアルキルベンゼン２．４〜５．６モル／
ｌを含有し、残部が中級脂肪族炭化水素、アルコール、
ケトン、エステルおよびエーテルからなる群から選択さ
れる１種または２種以上の成分からなることを特徴とす
るガソリン機関用燃料組成物。