2012.02.10.

1

1

19_1. Motorhajtóanyagok

Fosszilis eredetű

motorhajtóanyagok (benzin, gázolaj)

Összeállította:

Csöndes Géza

Budapest, 2012

2

Keletkezése, eredete szempontjából az energia:

- fosszilis energia ~ a szén

~ kőolaj

~ földgáz

~ metán

- egyéb energia ~ napenergia

~ szélenergia

~ geotermikus energia

~ atomenergia

- megújuló energia ~ bioenergia - biogáz - hidrogén

- alkohol (etanol, metanol)

~ növényi olaj - nyers növényi olaj

- észterezett növényi olaj

2012.02.10.

2

3

Feldolgozásuk eredménye lehet:

- szén ~ szintetikus autó benzin

- kőolaj ~ benzin - repülő benzin

- autó benzin

- reformált benzin (oxigenátok)

~ gázolaj - dízelolaj

- nehéz gázolaj

~ földgáz - lpg (liquefied petrol gasoline)

- lng (liquefied natural gas)

- cng (compressid natural gas)

~ metán - dízel hajtás (tűzveszélyes)

- napenergia

- szél energia

- geotermikus energia

- atomenergia ~ elektromos áram - elektromos hajtás

- bio-energia ~ bio-gáz - gázmotorok hajtása

~ hidrogén - hidrogén üzemű motorok

~ hidrogén energia cella - elektromos hajtás

~ ammónia ~ alkohol - benzin motorok hajtására

~ alkohol - dízel motorok hajtására

- növényi olaj ~ nyers növényi olaj - dízel hajtás

~ észterezett növényi olaj - dízel hajtás

- oxigenátok ~ főleg alkohol eredetű - ETBE

- MTBE

- TAME

4

A kőolaj feldolgozása:

- A kőolajat a finomítókba (feldolgozó helyre) tartálykocsin, hajón, illetve legcélszerűbben

csővezetéken szállítják. A szállítás előtt, még a kitermelés helyén a kőolajat stabilizálják, a

nagyobb mennyiségű víztől elválasztják, és ha szükséges sómentesítik.

- A stabilizálás célja, hogy a kőolajban esetleg oldott gázalakú szénhidrogéneket (metán, etán,

propán, bután) eltávolítsák, illetve kinyerjék. Mindezek a műveletek szükség esetén a finomítóban

is elvégezhetők.

- A kőolaj-feldolgozás első és legfontosabb művelete a desztilláció. Egyes esetekben a desztilláció

egyes termékei késztermékek. A desztillációval a kőolajat forráspont szerint bizonyos szűkebb

frakciókra szétválasztják - desztillációs tornyokban melegítik, elpárologtatják,

- hőcseréléssel, vagy hűtéssel kondenzálják,

- az egyes forrponthatárú frakciókat szétválasztják,

- az egyes termékcsoportokat (motorbenzinek és kenőolajok) csak

további feldolgozással lehet előállítani.

- A desztilláció során (ha a kőolajat előzőleg nem stabilizálták) elsőnek kapják meg a propán-

butánt, mint a legkisebb forrpontú terméket. A következő frakciók (5 – 210 oC) alkotják a benzint, a

150 – 400 oC közötti frakció alkotja a gázolajat..

Sok esetben a további feldolgozás első lépése, hogy újabb desztillációval a benzinfrakciót szűkebb

forrásponthatárú részekké dolgozzák fel, majd a szabványos receptura szerint keverik össze.

- Az így reformált benzin nagy részét a motorbenzinekbe keverik, másik részét pedig egyedi

szénhidrogénekké dolgozzák fel.

- A motorbenzinek minősége javítható az egyes frakciók arányának változtatásával, pirolízis benzin

bekeverésével, az egyes összetevők hidrogénezésével, oxigenátok bekeverésével, a hozam pedig

növelhető a katalizátoros krakkolással.

2012.02.10.

3

5

A kőolajból származó termékek

- kőolaj ~ benzin - motorbenzinek - repülő benzin

- autó benzin

- speciális benzinek - vegyipari benzin

- gyógyszeripari benzin

- oldószerek

- mosóbenzin

- egyéb fehérárú

- reformált benzin (oxigenátok, üza.adalékok)

~ gázolaj - dízelolaj

- nehéz gázolaj

~ földgáz - lpg (LPG - liquefied petrol gasoline)

- lng (LNG - liquefied natural gas)

- cng (CNG - compressid natural gas)

~ metán - dízel hajtás (tűzveszélyes)

~ motor- és hajtóműolaj

~ ipari olajok, kenőzsírok

~ bitumenek, korrózióvédő anyagok

6

Motorbenzinek főbb alkalmazástechnikai tulajdonságai:

Az autóbenzinek a szikragyújtású, Ottó-motorok tüzelőanyagai.

Legfontosabb jellemzői és azok hatásai:

– forráspont, illetve a forrásgörbe (más néven a lepárlási görbe), amely meghatározza az üzemanyag könnyű és nehéz párlatainak arányát:

~ 10 tf.% átdesztillál oC-ig (MSz szerint 70 oC-ig) kezdő frakció

~ 50 tf.% átdesztillál oC-ig (MSz szerint 100 oC-ig) közép frakció

~ 90 tf.% átdesztillál oC-ig (MSz szerint 180 oC-ig) vég frakció

~ végforrpont legfeljebb oC (MSz szerint 210 oC-ig)

kezdő frakció hatásiránya: hidegindítás, párolgási veszteség, gőzzár, melegindítás, meleg üres-futás,

közép frakció hatásiránya: jegesedés, melegfutás, gyorsulás, energiatartalom,

vég frakció hatásiránya: olajhígulás, égési maradék, égéstér-lerakódás,

- oktánszám, illetve az üzemanyag kompresszió tűrő képessége (Esz-92, Esz-98, régebben Esz-86), avagy kopogási hajlama. A kopogásos égés az égéstérben létrejövő két vagy több égési góc által indított lángfrontok találkozásakor megjelenő nyomáslengések akusztikus hangja. Jelentkezhet a gyújtószikra megjelenése előtt, és után is. Indítója lehet az égéstér izzó lerakodása, és lehet a lángfront előtti nyomásnövekedés okozta öngyulladás. Lángfront az égéstérben már égő, és a még meg nem gyulladt üzemanyag-levegő keveréket elválasztó frontvonal. Üzemanyag oldalról az alacsony forrpontú párlatok nagyobb aránya növeli a kopogási veszélyt.

2012.02.10.

4

7

- sűrűség, vagy viszkozitás, amely hőmérséklettől függő adat, értékéből következtetni lehet arra,

hogy milyen szénhidrogén típus (aromás, vagy olefin) van túlsúlyban a motorbenzinben. A

szabvány a 20 oC hőmérsékleten mért átlagértéket adja meg (pl. 0,745 – 0,760 kg/l.).

A sűrűségnek elsősorban a mennyiségi elszámolásnál van jelentősége.

– korrózivitás az esetleg jelenlevő kén-, víz-, és savtartalom szempontjából lényeges jellemző. A

gyantatartalom a motorban keletkező lerakódások (üza. rendszer, égéstér) mennyiségére van

hatással.

– kéntartalom főleg z égéstér-lerakódás összetételére és szerkezetére van hatással

(laza, lemezes vagy tömör, porózus lerakódás). Az előző szerkezet könnyebben jön izzásba,

amely növeli a kopogásos égés kialakulásának veszélyét. Azon kívül a kénes vegyületek

környezetvédelmi szempontból nem kívánatosak a kipufogógázban, a levegő páratartalmával

kénsavas esőt hozhatnak létre.

- energiatartalom, amely szoros összefüggésben van a termékre jellemző égéshő,

égésmeleg, fűtőérték tulajdonságokkal.

- zavarosodási és dermedéspont, amely a motorüzem fenntarthatósága miatt jelentős. A

zavarosodási pont alatt az üzemanyag áramlási tulajdonságai romlanak jelentősen.

- lobbanáspont, gyulladáspont a tűzveszélyességi fokozat besorolása szempontjából fontos, ami

meghatározza a szállítás, tárolás, kezelés feltételeit, és követelményeit.

8

Motorbenzin termékszabványban maghatározott határértékek

Esz-92 Esz-98

Oktánszám „kísérleti módszerrel” legalább 92 98

Oktánszám „motormódszerrel” legalább 85 90

Lepárlási próba: 10 tf.% átdesztillál, oC-ig legfeljebb 65 60

50 tf.% átdesztillál, oC-ig legfeljebb 115 110

90 tf.% átdesztillál, oC-ig legfeljebb 180 180

végforrpont, oC-ig legfeljebb 205 210

Desztillációs maradék tf.% legfeljebb 1,5 1,0

Lepárlási veszteség tf.% legfeljebb 3 3

Ólomtartalom gr/l benzin (hozzáadott ólom) 0 0

Alkoholtartalom (ETBE, MTBE, TAME formában) tf.% 5 7

Gőznyomás Hgmm, legfeljebb 600 490

Elpárologtatási maradék mg/100 ml, legfeljebb 5 4

Kéntartalom tf.% legfeljebb 0,05 0,05

Aktív kénvegyület-tartalom mentes mentes

Savasság mg/100 ml, legfeljebb 3 3

Vízben oldható sav és lúgtartalom mentes mentes

Mechanikai tisztátalanság és víztartalom mentes mentes

Szín kék zöld

2012.02.10.

5

9

10

Gázolaj főbb alkalmazástechnikai tulajdonságai:

A gázolajok a kompresszió gyújtású motorok tüzelőanyagai.

Legfontosabb jellemzői és azok hatásai:

- cetánszám, vagy gyulladási késedelem, a gázolajok gyulladási készségét jellemző szám,

meghatározása speciális vizsgálati motorban történik, ahol a vizsgált gázolaj gyulladási hajlamát

hasonlítják össze a cetánból (cetánszáma 100) és α-metiknaftalinból (cetánszáma 0) álló szénhidrogén

elegy gyulladási hajlamával. Azonos gyulladási hajlam esetén az elegy térfogatszázalékban mért cetán

aránya adja a vizsgálati gázolaj cetánszámát.

a cetánszám befolyásolja:

~ a motor indíthatóságát (nagyobb cetánszám kisebb gyulladási késedelem)

~ a motorjárás keménységét (kisebb gyulladási késedelem alacsonyabb égési csúcsnyomás)

~ az alkatrészek terhelését (alacsonyabb égési csúcsnyomás kisebb fizikai terhelés)

~ a tüzelőanyag-fogyasztást (kisebb gyulladási késedelem kedvezőbb égési nyomáslefutás)

~ a füstgázhőmérsékletet (kisebb gyulladási késedelem kisebb nyomásveszteség a kipufogón)

~ az égéstér-lerakodás mennyiségét (tökéletesebb égés kevesebb lerakódás, kokszosodás) ~ a motor füstölésére (tökéletesebb égés kevesebb elégetlen szénhidrogén),

- sűrűség, adott hőfokon (1992. óta 15 oC) kell meghatározni, nagyobb sűrűség rontja a gázolaj porlaszt-

hatóságát, ez rontja a motor emisszióját, rossz irányba változnak a hideg-felhasználási tulajdonságok,

- zavarosodási pont az a hőmérséklet, amelynél megkezdődik a parafinok kiválása, a zavarosodási pont

elérése még közvetlen üzemzavart nem okoz,

2012.02.10.

6

11

- dermedéspont az a hőmérséklet, amelynél a nagy mértékű parafinkiválás már akadályozza az üza.

szivattyúzhatóságát, üzemzavart okoz. CFPP (Cold Filter Plugging Point) hidegszűrhetőségi határ, ami

lényegében azonos a dermedésponttal.

- lepárlási próba, illetve a forrásgörbe (más néven a lepárlási görbe), amely meghatározza az üzemanyag

könnyű és nehéz párlatainak arányát:

~ 10 tf.% átdesztillál oC-ig (MSz szerint 200 oC-ig) kezdő frakció

~ 50 tf.% átdesztillál oC-ig (MSz szerint 280 oC-ig) közép frakció

~ 90 tf.% átdesztillál oC-ig (MSz szerint 340 oC-ig) felső frakció

~ 100 tf% átdesztillál oC-ig (MSz szerint 400 oC-ig) végfrakció

~ végforrpont legfeljebb oC (MSz szerint 400 oC-ig)

- a kéntartalom természetes alkotója a kőolajnak, azonban a kipufogógázokkal a levegőbe kerülő

kén-oxidok nem kívánatosak, mert a levegő páratartalmával kénsavas esőt hoznak létre, ami tovább

károsítja a környezetet. A kéntartalom csökkentése fontos a katalizátorok működőképességének

megtartása érdekében is. Magyarországon, az EU szabályozásnak megfelelően a gázolaj kéntartalmának

határértéke 2005. óta 0,005 tf% (azaz 50 ppm). Kénmentes gázolaj a 10 ppm alatti kéntartalmú olaj.

A kéntartalom csökkenésével azonban csökken az gázolaj kenőképessége is, amely hatást adalékokkal

kell ellensúlyozni.

- az aromás vegyületek (gyűrűs és többgyűrűs szénhidrogének) felelősek elsőrendűen a kipufogógázban

a szilárd részecske (többek között a korom is) megjelenésének. Főleg a policiklikus aromás vegyü-

letekből keletkeznek a rákkeltő benz-pirének és aldehidek, melyek a kipufogógázokkal jutnak a

levegőbe.

- oxidációs stabilitás csökkenése hozzájárulhat a tárolás közbeni gyantaképződéshez, az üledékek

kialakulásához, az égéstérben a kokszosodáshoz, a lerakodások csökkentik a motor teljesítményét.

Az oxidációs stabilitás növelése adalékanyagok hozzáadásával történik.

12

Gázolaj termékszabványban maghatározott határértékek

A MOL házi szabványa mindenben megegyezik az ISO nemzetközi ásványolaj termékszabvánnyal.

Nyári Téli

Cetánszám, legalább 51 51

Cetánindex legalább 46 46

Zavarosodási pont legfeljebb oC -16

CFPP legfeljebb oC 5 -20

Aromás tartalom legfeljebb tf% 11 11

Kéntartalom legfeljebb mg/kg 10 10

Lobbanáspont legalább oC 55 55

Conradzonszám legfeljebb tf% 0,3 0,3

Oxidhamu tartalom legfeljebb tf% 0,01 0,01

Víztartalom (ppm) legfeljebb mg/kg 200 200

Mechanikai szennyeződés legfeljebb mg/kg 24 24

Korróziós fokozat legfeljebb 1b 1b

Oxidációs stabiltás legfeljebb gr/m3/óra 20 25

Kinematikai viszkozitás 40 oC-on mm2/sec 2-4,5 2-4,5

250 oC-on 65 65

350oC-on 85 85

95 tf% átdesztillálási hőfok legfeljebb oC 360 360

2012.02.10.

7

13

Köszönöm a figyelmet !

További jó munkát kívánok!

1

1

19_2. Motorhajtóanyagok

Gázüzemű járművek üzemanyagai

lpg - cng

Összeállította:

Csöndes Géza

Budapest, 2012

2

Lpg - üzem (Liquid petrol gasoline)

felépítési sémája

2

3

Lpg - üzem porlasztóval szerelt motoron

4

Lpg - üzem töltő szelep

3

5

Lpg-üzem töltő szelep (jóváhagyó jel)

6

Jóváhagyó jelzések

Lpg E7 – 67R – 00.4428

Lpg E7 – 67R – 01.4428

Cng E7 – 110R – 00.2112

Lpg-üzem esetén:

a - 00.-verzió érvényes 2003. január 1-ig,

a - 01.-verzió érvényes 2003. január 1-től.

4

7

Hengeres és pótkerék alakú lpg tartály

8

Lpg tartály adattábla

5

9

Lpg tartály rögzítése teleszkóp-csövekkel

10

Lpg tartály rögzítése bölcsőben

30 mm széles,

2 mm vastag laposvasból hegesztéssel (egyedileg)

Szilárdsági méretezésnél:

előre 50 m/s2,

hátra 30 m/s2,

oldalirányban 20 – 20 m/s2

gyorsulással számolva,

4-szeres biztonsági tényező

6

11

Lpg multi-szelep

12

80 %-os töltéshatároló szelep

7

13

Miért kell a 80 %-os töltéshatárolás ?

Tartály kint marad a napon, és hőmérséklete 0 C0-ról 50 C0-ra emelkedik:

- ha csak gáz halmazállapotú üza. van jelen, belső nyomás1,7-szeresére nő,

- ha folyadék és gáz fázis is jelen van, az 1,7 mindjárt 3,8 lesz,

- ha viszont a tartályt színültig folyékony üza. tölti ki, a nyomásnövekedés több mint 150-szeres lesz.

Könnyen belátható, hogy az alig 45 bar fölé méretezett lpg tartály az ilyen nagy nyomásnövekedést nem fogja kibírni.

14

Lefújó szelep

8

15

Ömlés-gátló szelep

16

Lpg tartály üzemanyagszint jelző

9

17

Multiszelep ház a tartályon

18

Multi-szelep ház, flexibilis szellőztető

cső, átvezető idomok

10

19

Lpg csővezeték, csővezetési szabályok

Kerékjáratban NEM,

Kipufogóhoz közel NEM,

Gyári bordában IGEN,

Mindkét végén zárt

karosszéria idomban NEM,

Karosszéria ablakban IGEN,

Legkisebb hajtási ív sugara

legalább 3 D,

Rögzítési táv min 50 cm,

Zsugorgyűrű és peremezett

kötés IGEN,

20

Gázleválasztó és benzinleválasztó

szelep

11

21

Lpg nyomáscsökkentő, vagy reduktor

22

Lpg alacsonynyomású cső és

mechanikus gázmennyiség-szabályzó

12

23

Lpg gázmennyiség-szabályzó szelepek

(mechanikus és elektronikus vezérlés)

24

Lpg gázbevezetés

(mechanikus keverőtorok és

elektronikus szabályozó szelep)

13

25

Elektronikus szelepekhez szűrőt is kell

használni

26

Üzemmód-választó kapcsoló

14

27

Lpg és Cng rendszer összehasonlítása

28

Cng töltő szelep és a

rendszernyomást mérő óra

15

29

Cng fejszelep és

szelepház (szilikon gumi)

30

Cng szelepház és flexibilis szellőzőcső

az átvezető idomokkal

16

31

Cng acél csővezeték az alkalmazható

zsugorgyűrűs csatlakozóval

32

Csővezetési követelmények

Kerékjáratban NEM,

Kipufogóhoz közel NEM,

Gyári bordában IGEN,

Mindkét végén zárt karosszéria idomon keresztül NEM,

Karosszéria ablakban IGEN,

Rögzítési táv min. 50 cm,

Legkisebb hajtási ív sugara legalább 5 D,

Zsugorgyűrűs kötés IGEN,

Peremezett kötés NEM,

17

33

CNG gázleválasztó szelep

34

Cng nyomáscsökkentő (reduktor)

18

35

Gépkocsiba épített lpg - üzem

36

Cng-dízel légszelep

19

37

Cng-dízel üzemben az adagoló

kiegészítése

38

Cng szabályozó szelep

20

39

Köszönöm a figyelmet !

VÉGE