JPH0834982A - 火花点火エンジン用燃料添加剤及び該添加剤を用いた燃料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ニトロメタン３０〜９０容量％、メタノール１
〜３０容量％、ブタノール１〜３０容量％及びエーテル
若しくはケトン２〜４５容量％よりなる燃料添加剤、並
びに、該燃料添加剤５〜５０容量％及びガソリン９５〜
５０容量％を配合してなる火花点火エンジン用燃料。 【効果】本発明の火花点火エンジン用燃料添加剤を使用
すれば、ガソリンの中にニトロメタンを相分離を起こす
ことなく均一に溶解することが可能となり、ニトロメタ
ンによって高出力、低燃費の火花点火エンジン用燃料を
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火花点火エンジン用燃
料添加剤及び該添加剤を用いた燃料に関する。更に詳し
くは、本発明は、ガソリンをベースとする燃料に添加
し、寒冷地などの低温下においても相分離がなく、高出
力かつ低燃費を得ることのできる添加剤、及び、該添加
剤を用いた燃料に関する。

【０００２】

【従来の技術】小模型用エンジンに於いては、これまで
グロープラグ式エンジンが主体であり、これに使用する
燃料はメタノールを主成分とし、それにニトロメタンを
１０〜３０容量％と潤滑基剤を加えた高性能なものが多
く使われている。近年になって模型飛行機、ヘリコプタ
ーは趣味だけでなく農薬散布や空中ビデオ撮影等活動の
場が広くなってきており、エンジンもグロープラグ式よ
りも大型の３０〜２５０cc程度の火花点火式が多く使わ
れている。この火花点火エンジンに使用される燃料は通
常のプレミアムガソリン若くはレギュラーガソリンであ
るが、一般のユーザーからは離陸や急旋回、急上昇時の
出力向上と給油一回当たりの飛行時間の延長が要望され
ている。このため、高出力かつ低燃費の火花点火エンジ
ン用燃料が求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、燃焼性を向
上した高出力かつ低燃費の火花点火エンジン用燃料を与
える燃料用添加剤、及びそれを用いた高出力かつ低燃費
の火花点火エンジン用燃料を提供することを目的として
なされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ガソリンをベー
スとする燃料にニトロメタンと特定のアルコールを配合
することによりその出力が向上し、さらに、エーテル若
しくはケトンを配合することにより、ガソリンとニトロ
メタンの相溶性が向上することを見いだし、その知見に
基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、（１）ニトロメタン３０〜９０容量％、メタノール
１〜３０容量％、ブタノール１〜３０容量％及びエーテ
ル若しくはケトン２〜４５容量％よりなる燃料添加剤、
（２）第(１)項記載の燃料添加剤５〜５０容量％及びガ
ソリン９５〜５０容量％を配合してなる火花点火エンジ
ン用燃料、及び、（３）ガソリンをベース燃料とし、燃
焼性向上剤としてニトロメタン１〜３０容量％、相溶化
剤としてメタノールを０.１〜１０容量％、ブタノール
を０.１〜１０容量％、エーテル若しくはケトンをニト
ロメタン配合量の０.３〜１.５容量倍の量を配合してな
る火花点火エンジン用燃料、を提供するものである。

【０００５】本発明の火花点火エンジン用燃料添加剤に
配合されるニトロメタンは、ｐ−トルエンスルホン酸メ
チルを亜硝酸ナトリウムとともに煮沸する、クロル酢酸
と亜硝酸ナトリウムを加熱する、低級パラフィンを硝酸
と硫酸の混合物を用いてニトロ化したのち分留する、な
どの方法により製造することができる。火花点火エンジ
ン用燃料添加剤中のニトロメタンの配合量は、３０〜９
０容量％、好ましくは６０〜８０容量％である。ニトロ
メタンの配合量が３０容量％未満であると相溶化剤が多
くなり、出力を向上するためには多量の添加が必要であ
るが、実際には理論空燃比が大きく変わり、燃料を多く
エンジンに供給しなくてはならないため燃費が悪化し好
ましくない。ニトロメタンの配合量が９０容量％を超え
ると相溶化剤が少なくなり、低温においてニトロメタン
が分離するおそれがあるので好ましくない。本発明の火
花点火エンジン用燃料添加剤には、メタノールが１〜３
０容量％、好ましくは５〜２０容量％配合される。メタ
ノールの配合量が１容量％未満であると、低温時にニト
ロメタンがガソリン中で相分離を起こすおそれがあるの
で好ましくない。メタノールの配合量が３０容量％を超
えても、ニトロメタンをガソリンに相溶化させる効果は
配合量に見合って向上せず、むしろ添加剤を配合した燃
料の出力が低下したり、メタノールがガソリン中で吸湿
し相分離を起こすおそれがあるので好ましくない。本発
明の火花点火エンジン用燃料添加剤には、ブタノールが
１〜３０容量％、好ましくは５〜１５容量％配合され
る。配合されるブタノールとしては、ｎ−ブタノール、
２−ブタノール、イソブタノール又はｔ−ブタノールの
いずれをも使用することができ、さらに、これらの混合
物を使用することができる。火花点火エンジン用燃料用
添加剤中のブタノールの配合量が１容量％未満である
と、低温時にニトロメタンがガソリン中で相分離を起こ
すおそれがあるので好ましくない。ブタノールの配合量
が３０容量％を超えても、ニトロメタンをガソリンに相
溶化させる効果及び出力を向上する効果は配合量に見合
って向上しないので好ましくない。本発明の火花点火エ
ンジン用燃料添加剤には、エーテル若しくはケトンが２
〜４５容量％、好ましくは５〜４０容量％配合される。
配合されるエーテルとしては、例えば、ジエチルエーテ
ル、メチル−ｔ−ブチルエーテル、ジイソプロピルエー
テル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、メチル−ｔ−アミルエ
ーテル、イソプロピル−ｔ−ブチルエーテル、ｓｅｃ−
ブチル−ｔ−ブチルエーテル、メチル−１,１,２−トリ
メチルプロピルエーテル、メチル−１,１−ジメチルブ
チルエーテルなどの脂肪族エーテル類、テトラヒドロフ
ラン、ジオキサンなどの環状脂肪族エーテル類、アニソ
ール、ジフェニルエーテルなどの芳香族エーテル類など
を挙げることができる。また、配合されるケトンとして
は、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチル
ケトン、メチル−ｔ−ブチルケトン、ジイソプロピルケ
トン、ジ−ｎ−ブチルケトン、メチル−ｔ−アミルケト
ン、イソプロピル−ｔ−ブチルケトン、ｓｅｃ−ブチル
−ｔ−ブチルケトン、メチル−１,１,２−トリメチルプ
ロピルケトン、メチル−１,１−ジメチルブチルケトン
などの脂肪族ケトン類、シクロヘキサノン、テトラヒド
ロ−ｐ−ベンゾキノンなどの環状脂肪族ケトン類、アセ
トフェノン、ベンゾフェノンなどの芳香族ケトン類など
を挙げることができる。これらのエーテル類若しくはケ
トン類は、単独で配合することができ、あるいは２種類
以上を混合して配合することができる。火花点火エンジ
ン用燃料添加剤に配合するエーテル若しくはケトンの量
が２容量％未満であると、低温時にニトロメタンがガソ
リン中で相分離を起こすおそれがあるので好ましくな
い。エーテル若しくはケトンの配合量が４５容量％を超
えても、ニトロメタンをガソリンに相溶化させる効果は
配合量に見合って向上しないので好ましくない。本発明
の火花点火エンジン用燃料添加剤に用いられるエーテル
は、その沸点及び引火点が低いものほど燃料の高出力化
のための効果が大きい。これは、沸点及び引火点の低い
ものほど圧縮工程で速やかに蒸発し、空気との混合性が
良好であるためと考えられる。本発明の火花点火エンジ
ン用燃料添加剤に用いられるニトロメタンは、パワーブ
ースターとしてはたらき、爆発力を上げるが、ニトロメ
タンにはオクタン価を上げる作用は無く、むしろ逆にオ
クタン価を下げる。オクタン価の低下を防ぐため、トル
エンのような芳香族を添加した場合、出力が低下してし
まい好ましくない。一方本発明の火花点火エンジン用燃
料添加剤に用いられるエーテル類としてメチル−ｔ−ブ
チルエーテルのような高オクタン価のものを使用するこ
とにより、燃費改善とオクタン価向上が図られる。

【０００６】本発明の火花点火エンジン用燃料は、ニト
ロメタン３０〜９０容量％、メタノール１〜３０容量
％、ブタノール１〜３０容量％及びエーテル若しくはケ
トン２〜４５容量％よりなる燃料添加剤５〜５０容量
％、及びガソリン９５〜５０容量％を配合したものであ
る。該燃料添加剤の配合量が５容量％未満であると、燃
料の出力を向上する効果が十分でないので好ましくな
い。該燃料添加剤の配合量が５０容量％を超えると、通
常の火花点火エンジンの燃料として適当でなくなるので
好ましくない。ただし、火花点火エンジンの設計を変更
することにより、該燃料添加剤の配合量が５０容量％を
超える燃料を使用し、超高出力エンジンとすることは可
能である。本発明の火花点火エンジン用燃料に用いられ
るガソリンには、特に制限はなく、軽質直留ガソリン、
接触改質ガソリン、接触分解ガソリン、アルキレートガ
ソリン、異性化ガソリン、水素化分解ガソリンなどを用
いることができる。これらは、通常、適当に配合するこ
とにより、所望の特性を有するガソリンとされるが、単
独で使用することも可能である。本発明の火花点火エン
ジン用燃料添加剤にはメタノール及びブタノールが配合
されていて、これらのアルコールはガソリンの成分と共
沸現象を起こし、揮発性が著しく高くなる場合があるの
で、ガソリンの蒸留性状に十分留意して配合するガソリ
ンを選定する。また、一般に、プレミアムガソリンはレ
ギュラーガソリンよりもニトロメタンとの相溶性が大き
く、本発明の火花点火エンジン用燃料添加剤は、配合の
対象となるガソリンの性状を考慮にいれて配合を選定す
る。本発明の火花点火エンジン用燃料添加剤をプレミア
ムガソリンに配合して得られる燃料は、火花点火エンジ
ン用ガソリンとしてすぐれた性能を発揮する。また、本
発明の火花点火エンジン用燃料添加剤は、レギュラーガ
ソリンに対しても添加が可能なので、汎用性が著しく増
大する。本発明の火花点火エンジン用燃料においては、
ガソリンにニトロメタン、メタノール、ブタノール及び
エーテル若しくはケトンよりなる燃料添加剤が配合され
る。エーテル若しくはケトンはニトロメタンがガソリン
中に均一に混合し分離を起こさないための相溶化剤とし
てはたらき、エーテル若しくはケトンの配合量は、ニト
ロメタンの配合量の０.３〜１.５容量倍、好ましくは
０.５〜１.０容量倍である。エーテル若しくはケトンの
配合量がニトロメタンの配合量の０.３容量倍未満であ
ると、低温においてニトロメタンが相分離を起こすので
好ましくない。エーテル若しくはケトンの配合量がニト
ロメタンの配合量の１.５容量倍を超えても、ニトロメ
タンをガソリンに相溶化させる効果は配合量に見合って
向上しないので好ましくない。本発明の火花点火エンジ
ン用燃料は、ニトロメタン、メタノール、ブタノール及
びエーテル若しくはケトンよりなる燃料添加剤をあらか
じめ配合した上でガソリンに加えることにより製造する
ことができる。また、ニトロメタン、メタノール、ブタ
ノール及びエーテル若しくはケトンを、ガソリンに逐次
添加し混合することによっても製造することができる。
ニトロメタン、メタノール、ブタノール及びエーテル若
しくはケトンの配合順序には特に制限はなく、任意の順
序で添加することができる。添加する順序によっては、
配合途中において、配合した成分がガソリンと均一に混
合せず相分離を起こす場合もあるが、すべての成分を配
合し撹拌すれば均一な燃料となる。

【０００７】

【実施例】以下に、実施例をあげて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら
制限されるものではない。 実施例１〜１２及び比較例１〜３ レギュラーガソリン、プレミアムガソリン及び軽質ＦＣ
Ｃナフサに、ニトロメタン、メタノール及びブタノール
を配合した燃料に、エーテル若しくはケトンを配合した
組成物及び配合しない組成物について、低温における相
分離の状態を調べた。第１表に示した配合で、ガソリン
若しくは軽質ＦＣＣナフサ、ニトロメタン、メタノー
ル、ブタノール及びエーテル若しくはケトンを配合し
て、５００−mlメスシリンダーに入れ、所定の温度に設
定した低温恒温槽内で２４時間保ったのち、相分離して
いる部分の容量％を求めた。実施例１〜１２及び比較例
２の配合物は、室温においてはすべて均一な液体となっ
ていて、５００−mlメスシリンダーに流し込むことがで
きた。比較例１及び３の配合物は、室温においても分離
がみられたので、５００−ml共栓付きメスシリンダーに
各成分を所定の割合で入れ、激しく振盪したのち、メス
シリンダーを低温恒温槽に入れた。２４時間後の相分離
の状態を第２表に示す。

【０００８】

【表１】

【０００９】

【表２】

【００１０】

【表３】

【００１１】

【表４】

【００１２】レギュラーガソリンを使用した実施例１〜
５及び比較例１を比較すると、エーテル若しくはケトン
を配合しない比較例１の配合物は、室温でもすでに相分
離していて、その状態は−２０℃まで冷却しても変化し
なかった。これに対してジオキサン又はメチルエチルケ
トンを配合した実施例４及び５の配合物は、−２０℃に
おいても相分離を起こさず均一な状態を保っていた。ま
た、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル又はメ
チル−ｔ−ブチルエーテルを配合した実施例１、２及び
３の配合物は、−２０℃では相分離するが０℃又は−５
℃では均一であり、これらの化合物は相溶化剤としての
実用性を備えていることが分かる。プレミアムガソリン
を使用した実施例６〜１１及び比較例２を比較すると、
エーテル若しくはケトンを配合しない比較例２の配合物
は、室温では均一な状態を保っていて０℃まで冷却する
と相分離が始まり、プレミアムガソリンはレギュラーガ
ソリンと比較するとニトロメタンに対する溶解性が大き
いことが分かる。しかし、ニトロメタンを配合したプレ
ミアムガソリンを０℃以下に冷却すると、急激に相分離
の量が増えていく。これに対してジエチルエーテル、ジ
イソプロピルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル、
ジオキサン又はメチルエチルケトンを配合した実施例
６、７、９、１０及び１１の配合物は、−２０℃におい
ても相分離を起こさず均一な状態を保っていた。また、
ジ−ｎ−ブチルエーテルを配合した実施例８の配合物
は、−２０℃では相分離するが０℃では均一であり、ジ
−ｎ−ブチルエーテルも相溶化剤としての実用性を備え
ていることが分かる。軽質ＦＣＣナフサを使用した実施
例１２及び比較例３を比較すると、エーテル若しくはケ
トンを配合しない比較例３の配合物は、室温でもすでに
相分離していて、その状態は−２０℃まで冷却しても変
化しなかった。これに対してメチル−ｔ−ブチルエーテ
ルを配合した実施例１２の配合物は、相分離の程度が少
なくメチル−ｔ−ブチルエーテルにニトロメタンを相溶
化する効果のあることが分かる。 実施例１３、１４及び比較例４、５ エンジンを用いてプロペラ負荷による最高回転数を比較
した。使用したエンジンは排気量１２４ccの２サイクル
ガソリンエンジンで、最高圧力１０ＰＳ／８５００rpm
である。結果を第３表に示す。

【００１３】

【表５】

【００１４】プレミアムガソリンを使用した場合のエン
ジン回転数６５２０rpm、レギュラーガソリンを使用し
た場合のエンジン回転数７１３０rpmであるのに対し
て、実施例３の配合物及び実施例９の配合物を用いた実
施例１３及び実施例１４においては、エンジン回転数は
いずれも８０００rpmを超えており、ニトロメタンの添
加が出力を高める効果を有することが分かる。またニト
ロメタンを添加しない場合とエンジンを同じ状態で運転
した場合、出力が向上した分、燃料の節約となる。

【００１５】

【発明の効果】本発明の火花点火エンジン用燃料添加剤
を使用すれば、ガソリンの中にニトロメタンを相分離を
起こすことなく均一に溶解することが可能となり、ニト
ロメタンによって高出力、低燃費の火花点火エンジン用
燃料を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ニトロメタン３０〜９０容量％、メタノー
   ル１〜３０容量％、ブタノール１〜３０容量％及びエー
   テル若しくはケトン２〜４５容量％よりなる燃料添加
   剤。
2. 【請求項２】請求項１記載の燃料添加剤５〜５０容量％
   及びガソリン９５〜５０容量％を配合してなる火花点火
   エンジン用燃料。