TR201908545T4 - Fischer-Tropsch türevli bir yakıtın kullanımı. - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş, dizel yakıt bileşimlerinde belirli yakıt türlerinin kullanımı ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME FISCHER-TROPSCH TÜREVLI BIR YAKITIN KULLANIMI Açiklama Mevcut bulus, dizel yakit bilesimlerinde belirli yakit türlerinin kullanimi ile ilgilidir.

Fischer-Tropsch'den türevli yakitlarin, bir sikistirma ateslemeli motorun ve/veya bu tür bir motor tarafindan tahrik edilen bir tasitin tepki verebilirliginde bir iyilesmeye katkida bulunabilecegi bulunmustur. Dolayisiyla, bu tür bilesenleri içeren bir yakit bilesimi, böyle bir motor veya tasitin performansini, özellikle de ivmesini arttirmaya yardimci olmak için kullanilabilmektedir.

Mevcut bulusa uygun olarak, içine verilecegi bir sikistirma ateslemeli motorun ve/veya bu tür bir motor tarafindan tahrik edilen bir tasitin tepki verebilirligini arttirmak amaciyla bir yakit bilesiminde bir Fischer-Tropsch türevi yakitin kullanimi saglanmaktadir.

Bu tarifnamede, "tepki verebilirligin arttirilmasi", kullanilan yakit bilesiminin Fischer-Tropsch türevli bir yakit içermeyen bir motorun ve/veya bir tasitin tepki verebilirligine kiyasla anlamina gelmektedir.

Mevcut bulusa uygun olarak, içine verilecegi bir sikistirma ateslemeli motorun ve/veya bu gibi bir motor tarafindan tahrik edilen bir tasitin tepki verebilirligini arttirmak üzere bir Fischer- Tropsch türevli yakitin veya bir Fischer-Tropsch türevli yakiti içeren bir yakit bilesiminin kullanilmasi da saglanmaktadir.

Mevcut bulusa uygun bahsedilen kullanimlarda, bahsedilen sikistirma ateslemeli motor, tercihen turbo sarjli direkt enjeksiyonlu bir dizel motordur. Ayrica, bir sikistirma ateslemeli motorun ve/veya böyle bir motor tarafindan tahrik edilen bir tasitin tepki verebilirligini arttirmaya yönelik olarak, söz konusu motordaki Fischer-Tropsch türevli yakit içermeyen bir yakit bilesiminin bir Fischer-Tropsch türevli yakit ya da bir Fischer-Tropsch türevli yakit içeren bir yakit bilesimi ile degistirildigi bir yöntem de saglanmaktadir.

Ayrica bir sikistirma ateslemeli motor ve/veya böyle bir motorla tahrik edilen bir tasitin çalistirilmasi için bir yöntem saglanmakta olup, yöntem, söz konusu motorun ve/veya söz konusu tasitin tepki verebilirligini artirmak amaciyla motorun bir yanma odasina bir Fischer- Tropsch türevli yakit veya bir Fischer-Tropsch içeren bir yakit bilesimi dahil edilmesini içermektedir.

Adi geçen yöntemlerde, bahsedilen sikistirma ateslemeli motor, tercihen turbo sarjli dogrudan enjeksiyonlu bir dizel motordur.

Norton P ve dig., 1989 yilinda yayinlanan, Otomotiv Mühendisleri Toplulugu, SAE Teknik makalesi 982526, "Fischer-Tropsch Dizel Yakiti Kullanan Kamyonlardan Kaynaklanan Emisyonlar"da, Fischer-Tropsch dizel yakiti ile çalisan kamyonlarin artik gazlarinda California dizeline kiyasla daha düsük seviyeler oldugunu bildirmislerdir. Kamyonun serbest ivme orani, Kaliforniya ve F-T dizel yakitinda ayni olmustur.

Fischer-Tropsch türevli yakitin bir dizel yakit olarak kullanilmaya uygun olmasi gerekmektedir.

Bilesenleri (veya bunlarin büyük bir bölümü, örnegin agirlikça %95 veya daha fazlasi), bu arasinda kaynama noktalarina sahip olmalidir. Uygun sekilde, 300 ila 370 °C arasinda bir hacimce %90'Iik damitma sicakligina (T90) sahip olacaktir. oldugu ya da bundan türedigi anlamina gelmektedir. Fischer-Tropsch reaksiyonu, karbon monoksiti ve hidrojeni daha uzun zincirli, genellikle parafinik hidrokarbonlara dönüstürmektedir: uygun bir katalizör varliginda ve tipik olarak yüksek sicakliklarda (örnegin 125 ila 300 °C, Karbon monoksit ve hidrojen; organik, inorganik, dogal ya da sentetik kaynaklardan, tipik olarak da ya dogal gazdan ya da organik olarak türetilmis metandan türetilebilmektedirler.

Bir motorin ürünü, dogrudan bu reaksiyondan veya dolayli olarak örnegin bir Fischer-Tropsch sentez ürününün fraksiyonlanmasiyla ya da hidro-aritim geçirmis Fischer-Tropsch sentez ürününden elde edilebilmektedir. Hidro-aritma; kaynama araligini ayarlamak için hidrokraking soguk akis özelliklerini gelistirebilen hidroizomerizasyonu içerebilmektedir. EP-A-0583836; bir Fischer-Tropsch sentez ürününün ilk olarak, esasen izomerizasyona veya hidrokrakinge (bu, olefinik ve oksijen içeren bilesenleri hidrojenize eder) maruz kalmadigi kosullar altinda hidro- dönüsüme tabi tutuldugu ve daha sonra nihai ürünün en azindan bir kisminin, esas olarak parafinik bir hidrokarbon yakiti verecek sekilde hidrokraking ve izomerizasyonun olustugu kosullar altinda hidro-dönüsüme ugradigi en az iki asamali bir hidro-aritma islemini tarif etmektedir. Arzu edilen motorin fraksiyonu (fraksiyonlari), daha sonra örnegin distilasyon yoluyla izole edilebilmektedir. ürünlerinin özelliklerini degistirmek için polimerizasyon, alkilleme, distilasyon, kirma- dekarboksilasyon, izomerizasyon ve hidro-düzeltim gibi diger sentez sonrasi islemler kullanilabilmektedir.

Parafinik hidrokarbonlarin Fischer-Tropsch sentezi için tipik kataliz'orler; katalitik olarak aktif bilesen olarak, periyodik tablonun VIII Grubundaki bir metali, 'Özellikle de rutenyum, demir, kobalt veya nikeli içermektedir. Bu tür uygun katalizörler, Örnegin EP-A-O583836'da (sayfa 3 ve 4) açiklanmaktadir.

Fischer-Tropsch temelli bir prosesin bir örnegi; van der Buer ve dig. tarafindan "Shell Orta Distilat Sentez Prosesi" makalesinde (5. "Dünya çapinda sentetik yakit sempozyumunda" verilen bir makale - Washington DC, Kasim 1985; ayrica bkz. Kasim 1989'da Shell International Petroleum Company Ltd tarafindan ayni baslikli yayin, Londra, Ingiltere) tarif edilen SMDS'dir (Shell Orta Distilat Sentezi). Bu proses (bazen ShelIT'V' "Gazdan siviya" veya "GTL" teknolojisi olarak da adlandirilmaktadir); bir dogal gaz (öncelikle metan) türevli bir sentez gazinin agir, uzun zincirli bir hidrokarbon (parafin) balmumuna dönüstürülmesiyle orta distilat araligi ürün meydana getirmekte ve bunlar daha sonra. dizel yakit bilesimlerinde kullanilabilen motorinler gibi sivi ulasim yakitlari üretmek için hidro-dönüsüme ugratilabilmekte ve fraksiyonlarina ayrilabilmektedir. Katalitik dönüsüm asamasi için sabit yatakli bir reaktör kullanan SMDS prosesin bir versiyonu, su anda Malezya Bintulu'da kullanilmaktadir ve ürünleri ticari olarak temin edilebilen otomotiv yakitlarinda petrol türevi motorinlerle harmanlanmistir.

SMDS prosesi ile hazirlanan motorinler, ticari olarak Royal Dutch/Shell Sirketler Grubu'ndan temin edilebilmektedir. Fischer-Tropsch türevli motorinlerin diger örnekleri; ERA-0583836, EP- Uygun olarak, mevcut bulusa uygun olarak, Fischer-Tropsch türevli motorin; agirlikça en az durumda agirlikça en az %95 parafinik bilesenler, tercihen izo ve dogrusal parafinler içereceklerdir. Izo-parafinlerin normal parafinlere göre agirlik orani, uygun bir sekilde 0,3'ten büyük olacaktir ve 12'ye kadar olabilmekte ve uygun olarak 2 ila 6 arasinda yer almaktadir. Bu oranin gerçek degeri; kismen, Fischer-Tropsch sentez ürününden motorin hazirlamak için kullanilan hidro-dönüsüm prosesi ile belirlenecektir. Bazi siklik parafinler de mevcut olabilmektedir.

Fischer-Tropsch prosesi sayesinde, bir Fischer-Tropsch türevli motorinde temel olarak ya hiç ya da tespit edilemeyen seviyelerde kükürt ve azot bulunmaktadir. Bu hetero-atomlari içeren bilesikler, Fischer-Tropsch katalizörleri için zehir görevi görmekte ve bu nedenle sentez gazi beslemesinden uzaklastirilmaktadir. Ayrica, proses, genellikle çalistirildigi hali ile ya hiç ya da neredeyse hiç aromatik bilesen meydana getirmemektedir. Bir Fischer-Tropsch motorinin aromatik içerigi; ASTM D4629 ile belirlendigi sekliyle tipik olarak, agirlikça %1'in altinda, tercihen agirlikça %0,5'in altinda ve daha çok tercihen agirlikça %0,1'in altinda olacaktir.

Mevcut bulusta kullanilan Fischer-Tropsch türevli motorin; tipik olarak, 15 °C'de 0,76 ila 0,79 g/cm3'lük bir yogunluga, 70'den büyük, uygun olarak 74 ila 85 arasinda bir setan sayisina 2,9 ila 3,7 mm2/s araliginda bir kinematik viskoziteye ve 5 ppmw (agirlikça milyon basina parça sayisi) veya daha az, tercihen 2 ppmw veya daha düsük bir kükürt içerigine sahip olacaktir.

Tercihen, 2,5'ten daha düsük, tercihen 1,75'in altinda, daha fazla tercihen 0,4 ila 1,5 arasinda bir hidrojen/karbon monoksit orani kullanan ve ideal olarak kobalt içeren bir kataliz'orden faydalanan bir Fischer-Tropsch metan yogunlastirma reaksiyonu ile hazirlanan bir üründür.

Uygun olarak, hidrokrakli bir Fischer-Tropsch sentez ürününden (örnegin GB-B-2077289 (yukariya bakiniz) iki asamali bir hidro-dönüsüm prosesinden gelmis bir üründen elde edilmis olabilecektir. Ikinci durumda, hidro-dönüsüm prosesinin tercih edilen özellikleri, EP-A- 0583836'nin 4 ila 6. sayfalarinda ve örneklerinde açiklandigi gibi olabilmektedir.

Mevcut bulus; yakit bilesiminin, dogrudan enjeksiyonlu bir dizel motorda, örnegin döner pompa, sira tipi pompa, birim pompa, elektronik birim enjektör veya genel ray tipinde veya dolayli enjeksiyonlu dizel motorda kullanildigi veya kullanilmasinin amaçlandigi durumda özellikle uygulanabilmektedir. Döner pompa motorlari ve yakit enjektörlerinin ve/veya düsük basinçli bir pilot enjeksiyon sisteminin mekanik olarak çalistirilmasina dayanan diger dizel motorlarda özel bir deger olabilmektedir. Yakit bilesimi, agir velveya hafif hizmet dizel motorlarinda kullanim için uygun olabilmektedir.

Kullanilan Fischer-Tropsch türevli motorin miktari, genel dizel yakit bilesiminin hacimce %0,5 ila 100 araliginda, tercihen hacimce %0,5 ile 75 arasinda olabilmektedir. Bilesimin, hacimce %1 ila 50 arasinda ve özellikle hacimce %1 ila 25 araliginda Fischer-Tropsch türevli motorin içermesi özellikle tercih edilmektedir. Yakit bilesiminin dengesi, bir veya daha fazla baska yakittan olusmaktadir.

SMDS reaksiyon ürünleri; uygun bir sekilde, tipik dizel yakit araliginda (150 ila olarak 75 ila 82 arasinda) bir setan sayisina, 5 ppmw'den daha düsük bir kükürt içerigine, 40 °C'de 2,9 ila 3,7 mmzls araliginda bir viskoziteye ve agirlikça %1'den daha büyük olmayan bir aromatik içerigine sahiptir.

Mevcut bulusa konu olan yakit bilesimi, gerekirse, asagida tarif edildigi gibi bir veya daha fazla katki maddesi içerebilmektedir.

Deterjan içeren dizel yakit katki maddeleri bilinmektedir ve örnegin Infineum'dan (örnegin F7661 ve F ticari olarak temin edilebilmektedir. Bu tür katki maddeleri, yalnizca motor birikintilerini azaltmak veya yavaslatmak amaciyla dizel yakitlara nispeten düsük seviyelerde (tüm katkili yakit bilesiminde tipik olarak 100 ppmw'den düsük aktif madde deterjani saglayan "standart" islem oranlari) eklenebilmektedir.

Mevcut amaca yönelik yakit katkilarinda kullanim için uygun deterjanlarin örnekleri arasinda; poliaminlerin poliolefin ikameli süksinimidleri veya süksinamidleri, örnegin poliizobutilen süksinimidler veya poliizobutilen amin süksinamidler, alifatik aminler; Mannich bazlari veya aminler ve poliolefin (örn. poliizobutilen) maleik anhidritler yer almaktadir. Süksinimid dispersan süksinimitler gibi poliolefin ikameli süksinimitlerdir.

Katki maddesi, deterjanin yani sira baska bilesenleri de içerebilmektedir. Örnekler arasinda; Petrolite) olarak ticari sekilde erisilebilenler gibi su uzaklastiricilar, örnegin alkoksillenmis fenol formaldehit polimerleri, köpük önleyici maddeler (örn. TEGOPRENTM 5851 ve O 25907 (ex Dow Coming), SAGTM TP- olarak ticari sekilde temin edilebilen polieterle modifiye edilmis polisiloksanlar), atesleme gelistiricileri (setan gelistiriciler) (örn. 2-etilheksil nitrat (EHN), sikloheksil nitrat, di-tert-butil peroksit ve US-A- tetrapropenil süksinik asidin propan-1,2-di0l yari-esteri veya bir süksinik asit türevinin polihidrik alkol esterleri, alfa-karbon atomlarinin en azindan bir tanesine sahip olan süksinik asit türevi, bir ila 500 karbon atomu ihtiva eden ikame edilmis veya ikame edilmemis alifatik hidrokarbon grubu, örn. poliizobutilenle ikame edilmis süksinik asidin pentaeritritol diesteri), korozyon önleyiciler, koku vericiler, asinma önleyici katkilar, anti-oksidanlar (örn. 2,6-di-tert-butilfen0l gibi fenolikler veya N,N'-di-sek-bütiI-fenilenediamin gibi fenilendiaminler), metal deaktivatörleri, yanma iyilestiricileri, statik dagitici katki maddeleri, akis gelistiricileri ve balmumu çökme Önleyici maddeler bulunmaktadir.

Katki maddesinin, özellikle yakit bilesimi düsük (örnegin 500 ppmw veya daha az) bir kükürt içerigine sahip oldugunda bir yaglanma artirici içermesi özellikle tercih edilmektedir. Katkili yakit bilesiminde, yaglanma artirici, uygun bir sekilde 50 ila 1000 ppmw arasinda, tercihen 100 ila 1000 ppmw araliginda bulunmaktadir. Ticari olarak temin edilebilen uygun yaglanma artiricilar arasinda; EC , VEKTRONTM 6010 (lnfineum) ve 'örnegin Lubrizol Chemical Company'den temin edilebilen LZ 539 C gibi amid bazli katki maddeleri bulunmaktadir. Diger yaglanma artirici maddeler; özellikle düsük kükürt içerikli dizel yakitlarda kullanimlariyla baglantili olarak patent Iiteratüründe, örnegin asagidakilerde anlatilmaktadir: Danping Wei ve H.A. Spikes'in makalesi, "Dizel Yakitlarin Yaglanmasi", Wear, III (1986) 217-235; WO-A-95/33805 - düsük kükürtlü yakitlarin yaglanmasini arttirmak için soguk akis artiricilari; WO-A-94/17160 - bir dizel motor enjeksiyon sisteminde asinma azaltmaya yönelik yakit katki maddeleri olarak bir karboksilik asit ve bir alkolün, asidin 2 ila 50 karbon atomuna sahip oldugu ve alkolün 1 veya daha fazla karbon atomuna sahip oldugu belirli esterleri, özellikle gliserol monooleat ve di-izodesil adipat; US-A-5484462 - düsük kükürtlü dizel yakit için ticari olarak temin edilebilen bir yaglanma maddesi olarak dimerlestirilmis Iinoleik asitten bahsetmekte (sütun 1, satir 38) ve kendisi yakit yaglanma artiricilari olarak aminoalkilmorfolinleri saglamaktadir; USA-5490864 - düsük kükürtlü dizel yakitlar için asinma önleyici yaglama katkilari olarak belirli ditiyofosforik diester-dialkoller; ve WO-A-98/O1516 - özellikle düsük kükürtlü dizel yakitlarda asinma önleyici yaglanma etkisi saglamak üzere aromatik çekirdeklerine bagli en az bir karboksil grubuna sahip bazi alkil aromatik bilesikler.

Katki maddesinin, bir köpüklenme önleyici madde, daha çok tercihen bir pas önleyici madde ve/veya bir korozyon önleyici ve/veya bir yaglanma katki maddesi ile kombinasyon halinde içermesi de tercih edilmektedir.

Aksi belirtilmedikçe, ilave almis yakit bilesimi içindeki bu tür ilave bilesenlerin her birinin (aktif almaktadir.

Yakit bilesimindeki herhangi bir su uzaklastiricinin (aktif madde) konsantrasyonu; tercihen 1 ppmw ila 20 ppmw, daha tercihen 1 ila 15 ppmw, yine daha tercihen 1 ila 10 ppmw, avantajli olarak 1 ila 5 arasinda olacaktir. Mevcut herhangi bir atesleme gelistiricisinin (aktif madde) konsantrasyonu; tercihen 1000 ppmw veya daha az, daha tercihen 600 ppmw veya daha az, uygun sekilde 300 ila 500 ppmw arasinda olacaktir.

Katki maddesi; tipik olarak, istege bagli olarak yukarida tarif edilen diger bilesenlerle birlikte bir deterjan ve bir tasiyici yag (örn. bir mineral yag), kapatilmis veya kapatilmamis olabilen bir polieter, toluen, ksilen, beyaz ispirtolar ve Royal Dutch/Shell Group'un üye sirketleri tarafindan bir alkol, örnegin heksanol, 2-etilheksanol, dekanol, izotridekanol ve Royal Dutch/Shell Group'un üye sirketleri tarafindan i'LINEVOL" ticari markasi altinda satilanlar gibi alkol karisimlari, özellikle (37.9 primer alkollerin bir karisimi olan LINEVOLT'VI 79 alkolü veya ticari olarak Sidobre Sinnova, Fransa'dan "SIPOL" ticari markasi altinda temin edilebilen C12.14 alkol karisimi gibi bir polar çözücü olabilen bir dizel yakitla uyumlu seyreltici içerecektir.

Katki maddesi, agir ve/veya hafif hizmet dizel motorlarinda kullanim için uygun olabilmektedir.

Fischer-Tropsch yakiti, geleneksel bir baz yakit gibi, bir dizel motorda kullanilmaya uygun baska bir yakitla birlikte kullanilabilmektedir. Ayrica bitkisel yaglar da Fischer-Tropsch türevli yakitla karisim halinde veya kendi baslarina ya da diger hidrokarbon yakitlarla karisim halinde kullanilabilmektedir.

Bu tür bir geleneksel baz yakit, tipik olarak, petrol türevi motorin gibi sivi hidrokarbon orta distilat motorin (motorinler) içerebilmektedir. Bu tür yakitlar, tipik olarak, tür ve kullanimlarina bagli olarak siradan dizellere ait olan 150 ila 400 °C araliginda kaynama noktalarina sahiptirler. Tipik setan sayisina (ASTM D613) sahip olacaktir. Tipik olarak, 150 ila 230 °C araliginda bir baslangiç kaynama noktasina ve 290 ila 400 °C arasinda bir nihai kaynama noktasina sahip arasinda olabilmektedir.

Yakitin kendisi, ilave alabilen (katki maddesi içeren) veya ilave almayan (katki maddesi içermeyen) olabilmektedir. Örnegin rafineride ilave alirsa, örnegin asagidakiler gibi bir veya daha fazla katki maddelerinin eser miktarlarini içerecektir: anti-statik maddeler, boru hatti sürtünme azalticilari, akis gelistiricileri (örn. etilen/vinil asetat kopolimerleri veya akrilat/maleik anhidrit kopolimerleri) ve balmumu çökme önleyici maddeler (örn. ticari olarak "PARAFLOW" Ticari Markalari altinda satilanlar (örn. PARAFLOWTM 450, Infineum), "OCTEL“ (örn. OCTELTM Ornekler Mevcut bulus simdi, eslik eden çizimlere atifta bulunularak örnekleme yoluyla tarif edilecektir: Sekil 1, asagidaki Örnek 1'de tarif edildigi gibi, F1 ve F2 geleneksel dizel yakitlari ile B1, B2 ve 83 Fischer-Tropsch karisimlari kullanildigi durumdaki hizlanma zamanlarini göstermektedir.

Bu örnek, Fischer-Tropsch türevli dizel yakit kullanan bir birinci motorun tepki verebilirligi Test yakitlari Testlerde kullanilan yakitlar, petrol türevi dizel yakitlar F1 ve F2 ve degisken oranlarda petrol türevi dizel yakit F1 ve bir Fischer-Tropsch (SMDS) türevli dizel yakit F3 içeren karisimlar olmustur. F1, F2 ve F3 yakitlarinin özellikleri, Tablo 1'de gösterilmektedir: Yakit özelligi F1 F2 F3 Distilasyon (IP23/ASTM D86) Setan sayisi (ASTM D613) nm 52,9 >74,8 Setan Indeksi (lP 51,3 52,1 77,2 nm = blç'ülmedi F3 yakiti, bir Fischer-Tropsch (SMDS) sentez ürününden, EP-A-0583836'da tarif edilene benzer iki asamali bir hidro-dönüsüm islemi ile elde edilmistir.

Test Motoru Asagida açiklanan testlerde kullanilan motor, bir turbo sarjli Audi 2.5L dogrudan enjeksiyonlu dizel motor olmustur. Ancak, mevcut bulusun avantajlarini göstermek için uygun herhangi bir motorun kullanilabilecegi vurgulanmaktadir.

Test motoru, Tablo 2'te belirtilen özelliklere sahiptir: Tür Audi 2.5 TDI AAT Sikistirma Ateslemeli Silindir sayisi 5 Süpürme hacmi 2460 cm3 Silindir çapi 81,0 mm Strok 95,5 mm Silindir sayisi 5 Maksimum sarj basinci 1,65 bar ( @ 4000rpm Maksimum güç (artirilmis) Maksimum tork (artirilmis) Yakit enjeksiyon ekipmani (Bosch TM) asagidaki özelliklere sahiptir: Meme ve enjektör tertibati: Bosch O 432 193 786 Bir tezgah üzerine kurulumda yakit enjeksiyon sistemine modifikasyon yapilmamistir. Yakit enjeksiyon sistemi, esas olarak karayolu tasitindakiyle özdestir.

Test karisimlari Asagidaki testlerde, F2 yakiti ile karisim halinde sirasiyla hacimce %15, hacimce %30 ve hacimce %50 Fischer-Tropsch türevli (SMDS) F3 dizel yakiti içeren B1, B2 ve B3 karisimlari F1 ve F2 yakitlari ile karsilastirilmistir.

B1, B2 ve BS karisimlarinin detaylari, Tablo 3'te gösterilmektedir: Yakit özelligi B1 82 B3 Baslangiç kaynama noktasi, °C 187 191 197 Nihai kaynama noktasi 370 367 364 Setan Indeksi (IP 55,2 59,1 64,5 Parlama noktasi, °C >55 >55 >55 B1, 82 ve B3 karisimlari, 200L varillerde 'splash blending' ile hazirlanmistir, yani daha küçük miktardaki bilesen ilk önce eklenmis ve üzerine, daha iyi bir karisimin saglanmasi için daha büyük miktarda bilesen doldurulmustur.

Test prosedürü Yukarida belirtilen motor, bir bench motoru biçiminde kullanilmistir.

Tepki verebilirlik, bir motorun gaz kelebegi konumundaki degisikliklere (yani sürücü talebine) verdigi yanitla ilgilidir ve bir bench motorunun kullanilmasi, gaz kelebegini dogrudan bilgisayar kontrolü altina sokmaktadir. Bir sikistirma ateslemeli motorun tepki verebilirligi, hizlanma süreleri Ölçülerek belirlenebilmektedir.

Test tezgahinda, sogutucu akiskan, yag ve iç sogutucu sicakliklari sabit tutularak tüm testler ayni kosullar altinda gerçeklestirilmistir. Ölçümler baslamadan önce motor tamamen isitilmistir.

Motorun geçici yanitinin detaylarini yakalamak Için test tezgahindan 32Hz'de veri kaydi yapilmistir. Silindir içi basinç sensorundan (yani transdüser) elde edilen veriler, tüm geçici testler için döngüsel bazda toplanmistir. Kararli durum testleri için, yanma islemi sirasinda basinç, igne hareketi ve hesaplanan isi saliminin bir resmini vermek için 50 motor çevrimi kaydedilmis ve ortalamasi alinmistir. Atesleme gecikmesi, enjeksiyon baslangici ile isi tahliyesinin negatiften (yani yakit buharlasmasi) pozitife (yani yanma baslangici) geçtigi nokta arasindaki krank açisi olarak hesaplanmistir.

Hizlanma ölçümü Hiz hesaplamalari, bir 60-disli tekerlek ve bir manyetik hiz alici kullanilarak yapilmistir. Bir bilgisayar, bu ekipman tarafindan üretilen bir frekans sinyalini dev/dak degerine dönüstürmüstür.

Veri Toplama Aparati) ile ölçülmüstür.

Motorun farkli yakitlara/yakit karisimlarina olan tepki verebilirligi, tam gaz hizlanmalarda test edilmistir. Motor yükü, hizlanmanin süresini uzatmak için azami olarak %95'e yakin tutulmus, çünkü bu, küçükfarklarin etkisini büyültmüstür.

Her bir yakit/yakit karisimi üzerinde, 20'lik iki sete bölünmüs 40 tam gaz hizlanma gerçeklestirilmis, böylece motor sicakligi, her bir set arasinda asiri bir artis göstermemistir. Gaz kelebegi açilmadan önce motor 1350 dev/dak'da dengelenmistir. Gaza basildigi andan, zamana kadar geçen zaman, her bir 20 hizlanma setinin ortalamasi hesaplanmis ve sonuçlar, Tablo 4 ve Sekil 1'de gösterilmektedir. kodu 3000 dev/dak 3800 dev/dak'dan hizlanma süresi Yakit ortalamalari F1'e göre farklar (-ve = daha yavas) F2'ye göre farklar (-ve = daha yavas) Sekil 1'den görülebilecegi üzere, beklendigi gibi, düsük yogunluklu F2 dizel yakitinin yüksek yogunluklu F1 dizel yakitindan daha düsük bir ivme ortaya koydugu görülmektedir. Bu, hacimsel olarak yakit verilen motorlarda maksimum tork ve gücünün yakit yogunluguna iyi bilinen bagliligi ile tutarli bulunmaktadir.

Bununla birlikte, sasirtici bir sekilde, 81 karisimi kullanildiginda motor, F1 ve F2 yakitlari kullanildigi durumdan daha çabuk bir sekilde hizlanmistir. Hacimce %1 ila 25 Fischer-Tropsch yakitinin F1 yakiti ile karisimlarinin F1 yakitindan daha büyük bir hizlanma ürettigi grafikteri (yogunluga göre) tespit edilebilmektedir.

Düsük yogunluklu olmasina ragmen motorun B3 karisimi ile F2 yakitindan daha çabuk bir sekilde hizlandigi da görülebilmektedir.

Bu örnek, sasi dinamometresi testlerinde bir Renault Kangoo hafif kamyoneti ile ölçülen hizlanma süresine referansla, Fischer-Tropsch türevli dizel yakit kullanan bir ikinci motorun tepki verebilirligi üzerindeki etkileri göstermektedir.

Test yakitlari Testlerde kullanilan yakitlar, petrol türevli bir dizel yakit F4 ve hacimce %85 söz konusu dizel yakit F4 ile %15 Fischer-Tropsch (SMDS) türevli dizel yakit (Tablo 1'deki yakit F3) içeren bir karisim B4'tür.

F4 yakit ile B4 karisiminin özellikleri, Tablo 5'de gösterilmektedir: Yogunluk, kg/m3 830,0 823,5 Kükürt içerigi. mg/kg 8 7 Setan sayisi (BASF) 58,7 58,8 Baslangiç kaynama 174,3 174,3 noktasi, °C T50, °C 273,0 nm T95, °C 346,5 nm Nihai kaynama noktasi, 359,8 359,8 nm = ölçülmedi Test Araci Test araci, Tablo 6'te belirtilen özelliklere sahiptir: Yapim Renault Model Kangoo 1.5 cDi Motor kapasitesi 1461 om3 Nominal güç 65 PS Maks. hiz 146 km/h Agirlik 1160 kg Emisyon kategorisi Euro 3 Motor, bir genel ray yakit enjeksiyon sistemine sahip olmustur. Bu test için motorda veya yakit enjeksiyon sisteminde herhangi bir degisiklik yapilmamistir. Test araci, standart üretim araçlarin bir temsilcisi olmustur.

Test prosedürü Araç; araç ile sürücünün nominal agirligina esdeger bir atalet ayari ve aracin düz zeminde gözlenen "bostaki" hizindan hesaplanan tekerlenme direnci ve rüzgar direnci ayarlari kullanilarak bir sesi dinamometresi üzerine kurulmustur.

Araç, sogutucu akiskan ve yag sicakliklari stabil hale gelene kadar dinamometrede sürülmüstür.

Araç, seçilen viteste baslangiç hizinin hemen altinda sabit bir hizda sürülmüstür. Gaz pedalina sonuna kadar basilmis ve araç, seçilen viteste son süratin hemen üzerine çikmasi saglanmistir.

Sasi dinamometresi veri toplama sistemi tarafindan süre (en yakin 0,01 saniye) ve hiz kaydedilmis ve iki hiz "kapisi" arasinda geçen zaman hesaplanmistir.

Her viteste her bir yakit testinde üç hizlanma ölçülmüs ve ortalama hizlanma süresi hesaplanmistir.

Sonuçlar Hizlanma ölçümleri; düsük yogunluguna ragmen, baz yakit F4'e kiyasla B4 karisimi için tutarli bir avantajin oldugunun görülebildigi Tablo 7'de gösterilmektedir: delta -%O,53 -%0,52 -%O,51 8.59: 32:30› 5.0› 08 0% (8) »ep/Aep ooss-ossi isains 'IZIH

Claims (1)

1. ISTEMLER Içine verilecegi bir sikistirma ateslemeli motorun ve/veya bu gibi bir motor tarafindan tahrik edilen bir tasitin tepki verebilirligini arttirmak üzere bir Fischer-Tropsch türevli yakitin veya bir Fischer-Tropsch türevli yakiti içeren bir yakit bilesiminin kullanimidir. Istem 1'e uygun kullanim olup, özelligi; bahsedilen sikistirma ateslemeli motorun, turbo sarjli dogrudan enjeksiyonlu bir dizel motor olmasidir. istem 1 veya 2 veya 3'e uygun kullanim olup, özelligi; yakit bilesiminin, hacimce %05 ila 100 arasinda bahsedilen Fischer-Tropsch türevli yakiti içermesidir. istem 3'e uygun kullanim olup, özelligi; yakit bilesiminin, hacimce %O,5 ila 75 arasinda bahsedilen Fischer-Tropsch türevli yakiti içermesidir.