Problems of assessment of the petrol propensity to combustion chamber deposits forming according to methods specified in Worldwide Fuel Charter: M 111 test and BZ-154-01

摘要

Światowa Karta Paliw jest wyrazem dążności do ujednolicenia standardów paliw silnikowych w zakresie emisji w zależności od wymagań rynków. Dzieli ona benzyny silnikowe na cztery kategorie w zależności od dodatkowych wymagań w zakresie czystości zaworów silnika oraz tworzenia osadów w komorze spalania. Do oceny skłonności benzyn do tworzenia osadów w komorze spalania silnika stosowane są dwie metody badawcze: test silnikowy CEC-F-20-A-98 (Mercedes M111) oraz metoda termograwimetryczna opracowana przez koncern Ford FLTM BZ-154-01. W metodzie termograwimetrycznej oznaczany jest współczynnik rozkładu żywic nieprzemywanych w temperaturze 450℃. Skłonność benzyn do tworzenia osadów w komorze spalania jest kluczowym parametrem w przypadku stosowania nowoczesnych pakietów dodatków do paliw. Podstawowy test M111 jest kosztowny i słabo odtwarzalny, co sprawia, że poszukuje się innej, prostszej i tańszej metody do oceny tego parametru. W niniejszej publikacji zaproponowano matematyczny model tworzenia osadów w komorze spalania silnika bazujący na funkcji termicznego rozkładu żywic nieprzemywanych oraz ich zawartości w paliwie. Dla 11 próbek benzyn zbadano skłonność do tworzenia osadów metodami M111 oraz BZ-154-01. Dokonano oceny korelacji uzyskanych wyników z obu metod. Stwierdzono, że test M 111 nie może być wprost zastąpiony metodą BZ-154-01. Obie metody mogą być rozważane jako komplementarne, niemniej jednak metoda BZ-154-01 może być przydatna do wstępnej oceny skłonności do tworzenia osadów.%The Worldwide Fuel Charter established to harmonize fuel quality world-wide, classified fuel markets according to the severity of the requirements for emission control or other market demands. Petrol standards for markets of categories 2, 3 and 4 contain additional requirements concerning intake valve cleanliness and combustion chamber deposits (CCDs). Two tests CEC-F-20-A-98 (engine test Mercedes Benz M 111) or TGA - FLTM BZ-154-01 (laboratory test) can be used to appreciate the effect of petrol quality on the formation of deposits in the combustion chamber. In the TGA method a coefficient of unwashed gums decomposition at 450℃ is determined. Petrol propensity to form combustion chamber deposits (CCDs) is a crucial parameter in the case of the introduction of a new additive package. The basic M111 test engine enabling quantitative evaluation of this property is very expensive, besides, reproducibility of the test results is low in some cases. For these reasons some attempts have been made to replace the test or to find a complement to it. In the presented work a model describing the rate of CCDs formation as a function of unwashed gums content and their decomposition coefficient, has been proposed. For 11 samples of petrol the following tests have been performed: engine test M 111, a test determining unwashed gums content and TGA measurements. Correlation of the obtained experimental results with the model have been assessed. It was found that the M 111 engine test can't be substituted by the measurement of unwashed gums content and TGA of these gums. These methods can be only considered as complementary, nevertheless they can be helpful in preliminary estimation of the potential ability of petrol to form deposits.