技術領域

本發明涉及用于均質充氣壓縮點火發動機的燃料，更具體地，本 發明涉及具有優異可燃性并能夠盡可能多地增強發動機輸出功率和拓寬發動機 轉速范圍，從而提高發動機熱效率的燃料。

背景技術

現今，廣泛應用的有兩類發動機，其中一種是火花點火式汽油發 動機，以及另一種是壓縮點火式柴油發動機。

對于火花點火式汽油發動機，燃料被噴入進氣口或燃燒室，并且 形成空氣燃料混合物的預混合氣。然后預混合氣由火花塞點燃并燃燒。要求該 燃料具有高揮發性和低自燃特性。由于火花點火式汽油發動機排放氮氧化物 (NOx)，烴(HC)和一氧化碳，三效催化劑已經被廣泛用于凈化這些排放物。然 而，廢氣凈化系統，例如三效催化劑僅適用于一定范圍，其中空氣-燃料比在一 個非常窄的化學計量空氣-燃料比范圍內，并且這是與壓縮點火式柴油發動機相 比具有低的熱效率和差的耗油率(燃料消耗)的原因。

對于柴油發動機，柴油燃料被直接噴入汽缸并在壓縮沖程過程中 與空氣混合。通過活塞壓縮來提高溫度和壓力，使空氣-燃料混合物自燃。要求 柴油燃料具有高可燃特性。壓縮自動點火柴油發動機在耗油率和熱效率方面性 能優異，但具有由非均質空氣燃料混合物導致的NOx和碳煙排放物的缺點。此 外，需要對后續處理系統例如氧化催化劑，NOx捕集，柴油微粒過濾器或SCR 系統進行嚴格控制，從而降低NOx和碳煙來符合政策規定。

因此，傳統的火花點火式汽油發動機可以將廢氣凈化到一定程度， 但是在耗油率和熱效率方面存在問題。相反，柴油發動機在耗油率上性能優異 并具有高的熱效率，但是具有排放NOx的問題。因此，已經研究一種均質充氣 壓縮點火發動機來實現低的NOx廢氣，優異的耗油率和高的熱效率。

對于均質充氣壓縮點火發動機，燃料在20MPa以下的噴射壓力下 噴入進氣口或燃燒室，該壓力極度低于柴油發動機的噴射壓力并且燃料噴射在 上止點前60度曲柄角處完成，從而預混合的空氣-燃料混合物通過自燃而不是 火花點火進行燃燒。與柴油發動機相比，均質充氣壓縮點火發動機用更長時間 在汽缸中制備充分混合的空氣-燃料混合物。因此，對于均質充氣壓縮點火發動 機，不會在汽缸內局部地形成溫度高于2200K的高溫燃燒區，并且這是不用還 原催化劑而具有低的NOx排放特性(少于10質量ppm)的原因。均質充氣壓縮 點火發動機的熱效率和耗油率與柴油發動機的相當。

對于均質充氣壓縮自動點火發動機，針對各種不同的指數例如可 燃性，揮發性，十六烷值和辛烷值，各種各樣的燃料已被提出(例如，見下面 的專利文獻1到13)。然而，從發動機性能方面而言，需要更適宜和合適的用于 均質充氣壓縮點火的燃料。 專利文獻1：日本專利公開號2004-919657 專利文獻2：日本專利公開號2004-919658 專利文獻3：日本專利公開號2004-919659 專利文獻4：日本專利公開號2004-919660 專利文獻5：日本專利公開號2004-919661 專利文獻6：日本專利公開號2004-919662 專利文獻7：日本專利公開號2004-919663 專利文獻8：日本專利公開號2004-919664 專利文獻9：日本專利公開號2004-919665 專利文獻10：日本專利公開號2004-919666 專利文獻11：日本專利公開號2004-919667 專利文獻12：日本專利公開號2004-919668 專利文獻13：日本專利公開號2004-315604

發明內容

對于均質充氣壓縮點火(下文中稱作“HCCI”)發動機，混合均勻 的空氣-燃料混合物通過活塞進行壓縮來提高溫度和壓力，并且引發自燃。商用 汽油具有一個缺點，即當其用于HCCI發動機時，由于汽油的可燃性差，涉及發 動機轉速和載荷的驅動范圍無法拓寬。相反，由于商用瓦斯油具有揮發特性差 的缺點，將瓦斯油和空氣進行預混合是困難的。當目前商用的汽油或瓦斯油以 其本身被應用時，其難以進行HCCI燃燒。

均質充氣壓縮點火發動機(下文中稱作“HCCI發動機”)需要一種 燃料，其具有(i)揮發性和(ii)優異的可燃性。為了實現這種燃料的生產， 優選有效地利用汽油的揮發性和瓦斯油的可燃性。作為詳盡研究適用于HCCI燃 燒的燃料的結果，前述問題得到解決，并且本發明也得以完成。