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DE1099259B - Knock-proof fuel for gasoline engines - Google Patents

Knock-proof fuel for gasoline engines

Info

Publication number
DE1099259B
DE1099259B DEP20133A DEP0020133A DE1099259B DE 1099259 B DE1099259 B DE 1099259B DE P20133 A DEP20133 A DE P20133A DE P0020133 A DEP0020133 A DE P0020133A DE 1099259 B DE1099259 B DE 1099259B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
knock
lithium
fuel
fuels
rating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEP20133A
Other languages
German (de)
Inventor
Charles Anthony Sandy
James Herbert Werntz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of DE1099259B publication Critical patent/DE1099259B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/10Use of additives to fuels or fires for particular purposes for improving the octane number
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/18Organic compounds containing oxygen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Kraftstoffe für Ottomotoren mit verbesserter Klopffestigkeit.The invention relates to fuels for gasoline engines with improved knock resistance.

Es ist bekannt, daß Verbrennungsmotoren unter vielen Betriebsbedingungen des Motors klopfen, z. B. bei sich ändernden Geschwindigkeiten, je nach dem Grad der Vorzündung, dem Kompressionsverhältnis, dem Verhältnis der Treibstoff-Luft-Mischung, den Temperaturen und dem Druck auf der Einlaßseite. Wegen dieser verschiedenen Betriebsbedingungen des Motors kann dieser unter geringer oder starker Beanspruchung klopfen. Die Industrie versteht unter »geringer« Beanspruchung in der Regel, wenn der Motor bei verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit, Spätzündung oder geringen Betriebstemperaturen klopft, wie dies normalerweise bei den bekannten Personenkraftwagen beobachtet wird. »Starke« Beanspruchung tritt andererseits bei hohen Motorgeschwindigkeiten, Vorzündung, hohen Betriebstemperaturen oder hohen Drücken in der Speiseleitung auf und ist z. B. bei hochtourigen Kraftwagenmotoren oder bei normalem Betrieb von Flugzeugmotoren der Fall.It is known that internal combustion engines knock under many engine operating conditions, e.g. B. with yourself changing speeds, depending on the degree of pre-ignition, the compression ratio, the ratio the fuel-air mixture, the temperatures and the pressure on the inlet side. Because of these different Operating conditions of the engine can knock it under low or heavy load. the Industry understands "low" stress as a rule, when the engine is at relatively low Speed, delayed ignition or low operating temperatures, as is normally the case with the known passenger cars is observed. On the other hand, "heavy" stress occurs at high engine speeds, Preignition, high operating temperatures or high pressures in the feed line and is z. B. the case with high-speed motor vehicle engines or normal operation of aircraft engines.

Die Entwicklung von Verbrennungsmotoren mit hohen Kornpressionsverhältnissen brachte einen Bedarf an hochwertigen Kraftstoffen mit erhöhter Klopffestigkeit über den ganzen vorstehend erwähnten Bereich der Betriebsbedingungen von Motoren mit sich. Sorgfältige Raffinierung und Mischung von Kraftstoffkomponenten kann einen Kraftstoff ergeben, dessen Klopffestigkeit unter den vorstehend erwähnten Bedingungen befriedigend ist. In der Regel wird heute jedoch Bleitetraäthyl Klopffester Kraftstoff für OttomotorenThe development of internal combustion engines with high compression ratios created a need high quality fuels with increased knock resistance over the whole of the above-mentioned range of Operating conditions of engines with them. Careful refining and blending of fuel components can give a fuel whose knock resistance is satisfactory under the above-mentioned conditions is. As a rule, however, tetraethyl lead is nowadays used as an anti-knock fuel for gasoline engines

Anmelder:Applicant:

E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del. (V. St. A.)E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. PrinzRepresentative: Dipl.-Ing. E. Prince

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,and Dr. rer. nat. G. Hauser, patent attorneys,

München-Pasing, Bodenseestr. 3 aMunich-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Februar 1957
Claimed priority:
V. St. v. America February 18, 1957

Charles Anthony Sandy und James Herbert Werntz,Charles Anthony Sandy and James Herbert Werntz,

Wilmington, Del. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden
Wilmington, Del. (V. St. A.),
have been named as inventors

durch einen Gehalt an einem Lithiumsalz einer organischen sekundären Carbonsäure entsprechend einer Menge von mindestens l,3-10~2g Lithium pro Liter. Die an dem der Carboxylgruppe benachbarten Kohlen-by a content of a lithium salt of an organic secondary carboxylic acid corresponding to an amount of at least 1.3-10 ~ 2 g of lithium per liter. The carbon on the one adjacent to the carboxyl group

in diesen Kraftstoffmischungen zur Verbesserung der 30 stoffatom sitzenden organischen Gruppen können ali-Klopffestigkeit verwendet, was nicht leicht und wirt- phatisch, cycloaliphatisch oder aromatisch sein, und schaftlich durch Raffinierung erhalten werden kann. Bleitetraäthyl wird verbreitet verwendet, da es über den weiten Bereich der vorstehend erwähnten Betriebsbedingungen des Motors eine verbesserte Klopffestigkeit 35 verleiht. Die Verwendung von Bleitetraäthyl besitzt jedoch ihre Nachteile. Bei jedem weiteren Zusatz an Bleitetraäthyl erzielt man nur einen Bruchteil der Verbesserung der Klopffestigkeit, wie man sie bei jedem vorhergehenden Zusatz erzielte. Bestimmte Kraftstoffe 40 für Ottomotoren, insbesondere solche, die große Mengen an aromatischen und/oder olefinischen Bestandteilen enthalten, reagieren ziemlich schlecht auf Bleitetraäthyl, insbesondere bei der normalen oberen Grenze von 0,8 ecm Bleitetraäthyl pro Liter in Kraftwagenmotoren 45 Staub oder Pulver oder mit Lösungsmitteln eingeführt oder 1,2 ecm pro Liter in Flugzeugmotoren. werden, in welchen sie entweder allein oder zusammenAli-knock resistance can be used in these fuel mixtures to improve the organic groups in the atomic atom, which cannot be easily and economically, cycloaliphatic or aromatic, and economically be obtained by refining. Tetraethyl lead is widely used because it imparts improved anti-knock properties to the engine over the wide range of engine operating conditions noted above. However, the use of tetraethyl lead has its disadvantages. With each additional addition of tetraethyl lead, only a fraction of the improvement in anti-knock properties achieved with each previous addition is achieved. Certain fuels 40 for Otto engines, especially those containing large amounts of aromatic and / or olefinic constituents, react rather poorly to tetraethyl lead, especially at the normal upper limit of 0.8 ecm tetraethyl lead per liter in motor vehicle engines 45 dust or powder or with solvents introduced or 1.2 ecm per liter in aircraft engines. be in which they either alone or together

Die Erfindung schafft nun über den gesamten Betriebs- mit den zusätzlichen Antiklopflösungen, z. B. den in bereich des Motors klopffeste Kraftstoffe. Die erfindungs- Flugzeugmotoren verwendeten Wasser-Alkohol-Mischungemäßen neuen Kraftstoffe sind viel klopffester als alle gen oder den in Kraftwagenmotoren verwendeten Blei-Bleitetraäthyl allein enthaltenden. Sie können insbeson- 5° tetraäthyl-Alkohol-Mischungen, enthalten sind.The invention now creates over the entire operating with the additional anti-knock solutions, z. B. the in area of the engine knock-resistant fuels. The aircraft engines according to the invention used water-alcohol mixtures new fuels are much more knock-resistant than all genes or the lead-lead tetraethyl used in motor vehicle engines containing alone. In particular, they can contain 5 ° tetraethyl alcohol mixtures.

dieses Kohlenstoffatom kann ein Glied eines Ringsystems bilden. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Säuren enthalten zweckmäßig 4 bis 18 Kohlenstoffatome.this carbon atom can form a member of a ring system. The acids to be used according to the invention suitably contain 4 to 18 carbon atoms.

Die erfindungsgemäßen Kraftstoffe eignen sich vor allem für Motoren mit Brennstoffeinspritzsystem, da bei gewöhnlicher Vergasung viele Kraftstoffzusätze nicht stark genug angesaugt werden, um einen Niederschlag in dem Ansaugsystem über eine ausreichend lange Betriebszeit zu verhindern. Die erfindungsgemäßen Zusätze sind jedoch unabhängig von der Methode, nach welcher sie in den Motorzylinder eingeführt werden, wirksam. Obwohl sie üblicherweise mit dem Kraftstoff zusammen eintreten, können sie doch auch getrennt alsThe fuels according to the invention are particularly suitable for engines with a fuel injection system, since at Ordinary gasification, many fuel additives are not drawn in strongly enough to cause precipitation to prevent in the intake system over a sufficiently long operating time. The additives according to the invention however, are independent of the method by which they are inserted into the engine cylinder, effective. Although they usually enter with the fuel, they can also be used separately

dere in Flugzeugmotoren oder in den in letzter Zeit gebauten Kraftwagenmotoren mit hoher Kompression verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Kraftstoffe kennzeichnen sich Zur Erläuterung der Erfindung dient eine Anzahl von Beispielen, in welchen vergleichsweise die Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen in unverbleiten und verbleiten Kraftstoffen gezeigt wird.
which are used in aircraft engines or in the more recently built automobile engines with high compression.
The fuels according to the invention are characterized by a number of examples in which the effect of the compounds according to the invention in unleaded and leaded fuels is shown by way of comparison.

109 509/30P109 509 / 30P

In den Beispielen 1 bis 7 wurden Kraftstoffproben sowohl unter einfachen als auch unter schwierigeren Bedingungen in einem der Waukesha-ASTM-D 909-49 T-Knock-Test-Methode entsprechenden Einzylindermotor zur Bestimmung des Klopfbereiches getestet, wobei der letztere mit einem Zylinderkopf mit vier Öffnungen und einem kopfgesteuerten Ventil ausgerüstet ist, mit dem verschiedene Kompressionsverhältnisse erzielt werden können. Der Motor wird auf einem Prüfstand mit einem geeigneten Generator montiert, welcher die Leistung der Maschine absorbiert. Eine in der für diesen Motortyp üblichen Stellung angebrachte Zündkerze, ein Gerät zur Messung der Geschwindigkeit der Druckänderung und ein Stahlstöpsel nehmen drei der vier Öffnungen in dem Zylinderkopf ein. Ein Brennstoffinjektor gemäß der Waukesha-ASTM-D 909-49 T-Knock-Test-Methode wird mittels eines Zwischenstücks in die vierte Öffnung des Kopfes eingesetzt und mit Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzpumpe gespeist. Auf diese Weise wird der Kraftstoff direkt in den Verbrennungsraum eingespritzt. Bei laufendem Motor wird das Auftreten von Klopferscheinungen schon bei Andeutung einer Klopferscheinung mittels des in dem Zylinderkopf angeordneten Gerätes zur Messung der Druckänderung festgestellt. Das von diesem Gerät ausgesendete Signal führt in einen Katodenstrahloszillographen, und das Auftreten von Klopferscheinungen macht sich als ein Zerreißen der Druckänderungskurve auf dem Schirm des Oszillographen bemerkbar. Der Motor wird unter den folgenden Bedingungen betrieben.In Examples 1 to 7, fuel samples were taken from both simple and difficult Conditions in a single cylinder engine conforming to the Waukesha ASTM D 909-49 T-Knock Test Method to determine the knock area tested, the latter with a cylinder head with four openings and is equipped with a head-controlled valve with which different compression ratios can be achieved can. The engine is mounted on a test bench with a suitable generator, which the power of the Machine absorbs. A spark plug mounted in the position usual for this type of engine, a device for Measuring the rate of pressure change and a steel plug take three of the four openings in the Cylinder head. A fuel injector made according to the Waukesha-ASTM-D 909-49 T-Knock Test Method is used inserted into the fourth opening of the head by means of an adapter and with fuel from the fuel injection pump fed. In this way, the fuel is injected directly into the combustion chamber. at If the engine is running, knocking will occur as soon as there is a hint of knocking determined by means of the device arranged in the cylinder head for measuring the pressure change. That from The signal sent out by this device leads to a cathode ray oscillograph, and the occurrence of knocking phenomena turns out to be a tearing of the pressure change curve on the screen of the oscilloscope noticeable. The engine is operated under the following conditions.

TestbedingungenTest conditions einfach.simple. schwierigermore difficult 600600 12001200 1313th 3030th 5050 5050 0,0800 ± 0,00050.0800 ± 0.0005 0,0700 ± 0,00050.0700 ± 0.0005 750750 750750 100100 100100 9393 9393 7171 7171

Geschwindigkeit, Umdrehung pro Minute Speed, revolutions per minute

Vorzündung (Grad vor oberem Totpunkt) Pre-ignition (degrees before top dead center)

Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung (Grad nach demTime of fuel injection (degrees after

oberen Totpunkt beim Einlaßhub) top dead center on intake stroke)

Kraftstoff-Luft-Verhältnis Air-fuel ratio

Luftdruck in der Ansaugleitung (mm Hg absolut) ....Air pressure in the suction line (mm Hg absolute) ....

Kühlmitteltemperatur, 0C Coolant temperature, 0 C

Ansauglufttemperatur, 0C Intake air temperature , 0 C

Öltemperatur, 0C Oil temperature, 0 C

Kompressionsverhältnis Compression ratio

Unter diesen Betriebsbedingungen wird die Klopffestigkeit aller hier getesteten Kraftstoffe durch Vergleich des höchsten klopffreien Kompressionsverhältnisses dieser Kraftstoffe zu dem von hochwertigen Kraftstoffen bestimmt, die aus Mischung von Isooctan und n-Heptan mit einer Bewertungsziffer unter 100 und Isooctan plus Bleitetraäthyl mit einer Bewertungsziffer über 100 bestehen. Die Klopffestigkeit aller getesteten Kraftstoffe wird in Army-Navy-Bewertungsziffern ausgedrückt, wie sie in den Tabellen VII und VIII in der ASTM Aviation Method (D 614-49 T) definiert sind. Diese Methode ist in dem ASTM Manual of Engine Test Methods for Rating Fuels, veröffentlicht von der American Society for Testing Materials, Oktober 1952, beschrieben.Under these operating conditions, the knock resistance of all the fuels tested here is determined by comparison the highest knock free compression ratio of these fuels to that of high quality fuels determined the mixture of isooctane and n-heptane with a rating of less than 100 and isooctane plus Tetraethyl lead with a rating of over 100 pass. The knock resistance of all fuels tested is expressed in Army-Navy rating numbers, such as they are defined in Tables VII and VIII in the ASTM Aviation Method (D 614-49 T). This method is in the ASTM Manual of Engine Test Methods for Rating Fuels published by the American Society for Testing Materials, October 1952.

Diese Teste und die Testbedingungen wurden zur Bewertung von Antiklopfmitteln unter denselben Bedingungen, wie sie beim Betrieb von Kraftwagen auftreten, entwickelt.These tests and the test conditions were used to evaluate anti-knock agents under the same conditions, as they occur in the operation of motor vehicles.

Das in den Beispielen 1 bis 6 verwendete Benzin ist ein typisches handelsübliches Benzin mit einer Octanzahl von 87 als F-I-Untersuchungsergebnis.The gasoline used in Examples 1 to 6 is a typical commercial gasoline having an octane number of 87 as the F-I test result.

Beispiel 1example 1

Zu einer 0,8 ecm Bleitetraäthyl und 50 ecm Methanol pro Liter als Lösungshilfsmittel enthaltenden Benzinprobe mit einer Bewertungsziffer von 100 unter den einfachen Testbedingungen und von 85 unter den strengeren Testbedingungen werden 1,2 g Lithium-2-äthylbutyrat pro Liter zugegeben. Daraufhin steigen die Bewertungsziffern unter den einfachen Testbedingungen auf 107 und unter den strengeren Testbedingungen auf 96 an.To a 0.8 ecm tetraethyl lead and 50 ecm methanol per liter of gasoline sample containing a solvent aid with a rating number of 100 among the simple test conditions and 85 under the more severe test conditions become 1.2 g of lithium 2-ethylbutyrate added per liter. The evaluation numbers then increase under the simple test conditions to 107 and under the more stringent test conditions to 96.

Beispiel 2Example 2

Eine 0,8 ecm Bleitetraäthyl und 50 ecm Methanol pro Liter als Lösungshilfsmittel enthaltende Benzinprobe mit einer Bewertungsziffer von 103 unter den einfachen Testbedingungen und von 78 unter den strengeren Testbedingungen wird mit 1,2 g Lithium-2-äthylkaproat pro so variiert, daß beginnende
Klopferscheinungen bemerkbar sind
A gasoline sample containing 0.8 ecm of tetraethyl lead and 50 ecm of methanol per liter as a dissolving aid with a rating of 103 under the simple test conditions and 78 under the more stringent test conditions is varied with 1.2 g of lithium 2-ethyl caproate per so that starting
Knocking phenomena are noticeable

Liter versetzt. Daraufhin steigen die Bewertungsziffern unter den einfachen Testbedingungen auf 115 und unter den strengeren Testbedingungen auf 87 an.Liter offset. The rating numbers then increase to 115 and below under the simple test conditions the stricter test conditions to 87.

Beispiel 3Example 3

Eine 0,8 ecm Bleitetraäthyl und 50 ecm Methanol pro Liter als Lösungshilfsmittel enthaltende Benzinprobe mit einer Bewertungsziffer von 102 unter den einfachen Testbedingungen und von 81 unter den strengeren Testbedingungen wird mit 2,3 g LitHum-2,3-dicyclohexylpropionat pro Liter versetzt. Daraufhin steigt die Bewertungsziffer unter den einfachen Testbedingungen auf 108 und unter den strengeren Testbedingungen auf 89 an.A 0.8 ecm of lead tetraethyl and 50 ecm of methanol per Liters of gasoline sample containing a solvent aid with a rating of 102 among the simple ones Test conditions and 81 under the more stringent test conditions is made with 2.3 g of LitHum-2,3-dicyclohexylpropionate offset per liter. The rating number then increases under the simple test conditions to 108 and under the more stringent test conditions to 89.

Beispiel 4Example 4

Eine 0,8 ecm Bleitetraäthyl und 50 ecm Methanol pro Liter als Lösungshilfsmittel enthaltende Benzinprobe mit einer Bewertungsziffer von 103 unter den einfachen Testbedingungen und von 78 unter den strengeren Testbedingungen wird mit 2,3 g des Lithiumsalzes von Cyclokapronsäure pro Liter versetzt. Daraufhin steigt die Bewertungsziffer unter den einfachen Testbedingungen auf 108 und unter den strengeren Testbedingungen auf 83 an.A 0.8 ecm of lead tetraethyl and 50 ecm of methanol per Liters of gasoline sample containing a solvent aid with a rating of 103 among the simple ones Test conditions and of 78 under the more stringent test conditions is made with 2.3 g of the lithium salt of cyclocaproic acid offset per liter. The rating number then increases under the simple test conditions to 108 and under the more stringent test conditions to 83.

Beispiel 5Example 5

Eine 0,8 ecm Bleitetraäthyl und 50 ecm Methanol pro Liter als Lösungshilfsmittel enthaltende Benzinprobe mit einer Bewertungsziffer von 108 unter den einfachen Testbedingungen und von 80 unter den strengeren Testbedingungen wird mit 2,1 g Lithium-diphenylacetat pro Liter versetzt. Daraufhin steigt die Bewertungsziffer unter den einfachen Testbedingungen auf 113 und unter den strengeren Testbedingungen auf 84 an.A 0.8 ecm of lead tetraethyl and 50 ecm of methanol per Liters of gasoline sample containing a solvent aid with a rating of 108 among the simple ones Test conditions and from 80 under the more stringent test conditions is with 2.1 g lithium diphenyl acetate per Liter offset. The rating number then rises to 113 and below under the simple test conditions the stricter test conditions to 84.

Beispiel 6Example 6

Eine 0,8 ecm Bleitetraäthyl und 40 ecm Glycohnonoäthyläther pro Liter als Lösungshilfsmittel enthaltendeA 0.8 ecm tetraethyl lead and 40 ecm glycated monoethyl ether per liter as a solvent containing

5 65 6

Benzinprobe mit einer Bewertungsziffer von 98 unter man die Lithiumverbindungen in wäßrigen Systemen den einfachen Testbedingungen und von 81 unter den her, wobei man dann das Wasser durch Trommelstrengeren Testbedingungen wird mit 1,8 g des Lithium- trocknung, Versprühungstrocknung oder auf andere salzes von 2-Methyl-2-neopentylcyclopropancarbonsäure übliche Weise entfernt.Gasoline sample with a rating of 98 among the lithium compounds in aqueous systems the simple test conditions and from 81 below, where you can then drum the water through more rigorous Test conditions are with 1.8 g of the lithium-drying, spray drying or other Salt of 2-methyl-2-neopentylcyclopropanecarboxylic acid removed in the usual manner.

pro Liter versetzt. Daraufhin steigt die Bewertungsziffer 5 Die Erfindung ist auf Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe unter den einfachen Testbedingungen auf 107 und unter für Verbrennungskraftmaschinen und insbesondere aufoffset per liter. This increases the rating number 5. The invention is based on hydrocarbon fuels under the simple test conditions on 107 and under for internal combustion engines and in particular on

den strengeren Testbedingungen auf 91 an. Kraftstoffe anwendbar, die eine Mischung aus im Benzin-the more stringent test conditions to 91. Fuels can be used that contain a mixture of gasoline

„ . ·17 bereich siedenden Kohlenwasserstoffen oder aus einem". · 17 range boiling hydrocarbons or from a

.Beispiel / raffinierten Benzin bestehen, wie es in der ASTM-.Example / Refined Gasoline, as stated in the ASTM

Eine 50 ecm Methanol pro Liter als Lösungshilfsmittel io Bezeichnung D288-53 (anerkannt 1939, revidiert 1953) enthaltende Benzinprobe mit einer Bewertungsziffer von definiert ist. Die Erfindung eignet sich besonders für 80 unter den einfachen Testbedingungen und von 69 Kraftstoffe mit einer Bewertungsziffer von 40 oder höher, unter den strengeren Testbedingungen wird mit 1,4 g wie sie mit Motoren mit Fremdzündung sowohl für Lithium-2-äthylkaproat pro Liter versetzt. Daraufhin Kraftwagen als auch für Flugzeuge verwendet werden, steigt die Bewertungsziffer unter den einfachen Test- 15 und zwar sind sie über den ganzen Betriebsbereich der bedingungen auf 87 und unter den strengeren Test- Motoren verwendbar. Die erfindungsgemäßen Verbinbedingungen auf 74 an. düngen dienen jedoch auch als Antiklopfmittel in geringerin den Beispielen 8 bis 10 werden die Teste in einem wertigen Kraftstoffen vom Kerosin- oder JP-4-Typ mit Brennstoffeinspritzsystem ausgerüsteten Motor gemäß (Strahlturbinentreibstoffe), wenn sie in hochleistungsdem angegebenen ASTM-Verfahren durchgeführt, um 20 fähigen Maschinen mit Fremdzündung, z. B. Traktoren die Klopffestigkeit von Kraftstoffen nach der Korn- usw., verwendet werden. Die erfindungsgemäß verwenpressormethode zu zeigen. deten Lithiumsalze eignen sich sowohl in reinen alsA 50 ecm of methanol per liter as a dissolving aid io designation D288-53 (recognized 1939, revised 1953) containing gasoline sample is defined with a rating number of. The invention is particularly suitable for 80 under the simple test conditions and 69 fuels with a rating of 40 or higher, under the more stringent test conditions it is 1.4 g as with spark ignition engines for both Lithium-2-ethyl caproate added per liter. Thereupon motor vehicles as well as for airplanes are used, the rating figure rises under the simple test 15 and that they are over the entire operating range of the conditions usable on 87 and under the more stringent test engines. The connection conditions according to the invention on 74. However, fertilizers also serve as an anti-knock agent to a lesser extent Examples 8 to 10 are the tests in a valuable fuel of the kerosene or JP-4 type fuel injection engine according to (jet turbine fuels) when in high power dem specified ASTM procedure carried out to 20 capable machines with spark ignition, z. B. tractors the knock resistance of fuels after the grain etc., can be used. The use pressor method according to the invention to show. Deten lithium salts are suitable both in pure and

_, . -ίο auch in verbleiten Kraftstoffen, die bis zu 1,6 ecm_,. -ίο also in leaded fuels that are up to 1.6 ecm

.Beispiel 8 Bleitetraäthyl pro Liter enthalten. Diese Kraftstoffe.Example 8 contain tetraethyl lead per liter. These fuels

Jeweils zwei Proben eines handelsüblichen Flieger- 25 können verschiedene Mengen üblicher Additive entbenzins, das 1,1 ecm Bleitetraäthyl und 50 ecm Äthanol halten, z. B. Spülmittel, Farbstoffe, Antioxydationspro Liter als Lösungshilfsmittel enthält, und eine Be- mittel, Gefrierschutzmittel; Inhibitoren für Rostbildung, wertungsziffer von 130 nach der ASTM-D 909-49T-' Korrosion, Gummibildung, Schleierbildung; Frühzün-Knock-Test-Methode besaß, wird mit so viel Lithium- düngen verhindernde Mittel usw.Two samples of a commercially available aircraft can contain different amounts of conventional additives. keep the 1.1 ecm tetraethyl lead and 50 ecm ethanol, z. B. detergents, dyes, antioxidants Contains liters as dissolving aid, and one medium, antifreeze; Rust inhibitors, rating number of 130 according to ASTM-D 909-49T- 'corrosion, rubber formation, haze formation; Early Knock Test Method possessed, is with so much lithium fertilizing preventing agents, etc.

2-äthylkaproat versetzt, daß das gemischte Benzin 30 Die aus den Erdöldestillaten stammenden Kraftstoffe, 0,36 bzw. 0,7 g/l enthält. Daraufhin steigen die Bewer- denen die erfindungsgemäßen Additive zugegeben werden tungsziffern nach der ASTM-D 909-49 T-Knock-Test- können, können Mittel enthalten, welche die Löslichkeit Methode auf 150 bzw. 161 an. der Lithiumverbindungen in dem Kraftstoff fördern.2-äthylkaproate added that the mixed gasoline 30 The fuels originating from the petroleum distillates, Contains 0.36 or 0.7 g / l. As a result, the ratings increase when the additives according to the invention are added Numbers according to the ASTM-D 909-49 T-Knock-Test can contain agents that increase the solubility Method to 150 or 161. promote the lithium compounds in the fuel.

. -in Solche typischen Lösungshilfsmittel sind die in den. -in Such typical solubilizers are those in the

eispie 3;. vorstehenden Beispielen erwähnten, obwohl auch andere,ice pie 3; . examples mentioned above, although others

Eine Isooctanprobe, die 0,4 ecm Bleitetraäthyl pro z. B. mit Benzin mischbare Alkohole, Glycole, Ester, Liter enthält, wird mit einer Äthanollösung von Lithium- Ketone, Amide und andere polare organische Flüssig-2-äthylbutyrat versetzt, so daß die fertige Mischung keiten Verwendung finden können. Die Lithiumsalze 20 ecm Äthanol und 0,3 g der Lithiumverbindung pro können direkt in dem Benzingemisch gelöst oder als Liter enthält. Dadurch wird die Bewertungsziffer von 40 konzentrierte Lösung in einem Lösungshilfsmittel zuverbleitem Isooctan von 133 auf über 161 gemäß der gegeben werden.An isooctane sample containing 0.4 ecm of tetraethyl lead per z. B. gasoline-miscible alcohols, glycols, esters, Liter, is with an ethanol solution of lithium ketones, amides and other polar organic liquid-2-ethylbutyrate offset so that the finished mixture can be used. The lithium salts 20 ecm of ethanol and 0.3 g of the lithium compound per can be dissolved directly in the gasoline mixture or as Liter contains. As a result, the rating number of 40 is lead to a concentrated solution in a dissolving aid Isooctane can be given from 133 to over 161 according to the.

ASTM-D 909-49 T-Knock-Test-Methode erhöht. Die für gewöhnlich verwendete Lithiummenge ändertASTM-D 909-49 T-Knock Test Method increased. The amount of lithium commonly used changes

_ . . sich natürlich je nach der Qualität und der beabsich-_. . of course depending on the quality and the intended

Beispiei IU tigten Endverwendung des Kraftstoffs. In der RegelExamples of the end use of the fuel. Usually

Jeweils zwei Isooctanproben werden mit einer Äthanol- 45 liegt die verwendete Menge der Lithiumverbindung lösung von Lithium-2-äthylbutyrat versetzt, so daß die zwischen 0,01 und 13 g pro Liter Kraftstoff, wobei der fertige Mischung 20 ecm Äthanol und 0,12 bzw. 0,3 g Bereich zwischen 0,13 und 5,3 g/l unabhängig von dem der Lithiumverbindung pro Liter enthält. Dadurch Bleitetraäthylgehalt des Kraftstoffs zu bevorzugen ist. steigt die Bewertungsziffer von Isooctan, bestimmt nach Im Gegensatz zu dem Verhalten von Bleitetraäthyl der ASTM-D 909-49 T-Knock-Test-Methode von 100 auf 50 ergeben zusätzliche Anteile dieser Lithiumverbindungen 138 bzw. 158 an. Selbst bei Konzentrationen von nur in der Regel eine Verbesserung der Klopffestigkeit, die 0,01 g der Lithiumverbindung pro Liter wird noch eine etwa der mit dem vorhergehenden Anteil erzielten entbeträchtliche Erhöhung der Bewertungsziffer erzielt. spricht. Das heißt, eine graphische Darstellung derIn each case two isooctane samples are taken with an ethanol - 45 is the amount of lithium compound used Solution of lithium 2-ethylbutyrate added, so that between 0.01 and 13 g per liter of fuel, the finished mixture 20 ecm ethanol and 0.12 or 0.3 g range between 0.13 and 5.3 g / l regardless of the the lithium compound contains per liter. As a result, the tetraethyl lead content of the fuel is preferable. the rating of isooctane increases, determined by In contrast to the behavior of tetraethyl lead the ASTM-D 909-49 T-knock test method from 100 to 50 results in additional proportions of these lithium compounds 138 and 158 respectively. Even at concentrations of only usually an improvement in the knock resistance that 0.01 g of the lithium compound per liter is still roughly the same as that achieved with the previous portion Increase in rating achieved. speaks. That is, a graphical representation of the

Die in den vorstehenden Beispielen zur Förderung Reaktion der Kraftstoffe auf diese Zusätze ist im der Lösung der Lithiumverbindungen verwendete Lö- 55 wesentlichen linear.The examples above to promote the response of fuels to these additives is im of the solution of the lithium compounds, Lö- 55 used an essentially linear approach.

sungsmittelmenge beeinflußt die Bewertungsziffer des Die Lithiumsalze sekundärer Carbonsäuren mit 4 bisThe amount of solvent affects the rating of the lithium salts of secondary carboxylic acids with 4 to

Kraftstoffs nicht merklich. 18 Kohlenstoffatomen erhöhen die BewertungsziffernFuel not noticeable. 18 carbon atoms increase the rating numbers

Ganz allgemein können die erfindungsgemäßen Li- von benzinartigen Kraftstoffen, wenn sie in den anthiumverbindungen sekundärer Carbonsäuren durch gegebenen Mengen zur Anwendung kommen. Außer den Reaktion entsprechender saurer organischer Verbin- όο in den vorstehenden Beispielen genannten können auch düngen mit Lithium oder Lithiumhydrid, -hydroxyd, noch die Lithiumsalze anderer Säuren verwendet werden, -alkoxyd oder -carbonat hergestellt werden. Man erhält Es sind dies z. B. Lithium-2-methylpropionat, Lithiumdie Carbonsäuresalze leicht bei der Neutralisation der 2-methylbutanoat, Lithium-2-cyclopentylpropionat, Lifreien Säure mit jeder basischen Lithiumverbindung, thium-^-methyl-S-cyclohexylpropionat, Lithium-2-äthylz. B. mit Hydroxyd oder Carbonat, und anschließende 65 3,4-dimethylkaproat, das Lithiumsalz der 2-Methylcyclo-Abtrennung des Salzes aus der Lösung. (Das Lösungs- kapronsäure und das Lithiumsalz der 3,4,8,9-Tetramittel kann Wasser, Alkohol oder ein inertes organisches methylundecan-5-carbonsäure.In general, the Li- of gasoline-like fuels according to the invention, if they are in the anthium compounds secondary carboxylic acids are used in given amounts. In addition to the reaction of corresponding acidic organic compounds όο mentioned in the above examples can also fertilize with lithium or lithium hydride or hydroxide, nor the lithium salts of other acids, alkoxide or carbonate are produced. One obtains these are z. B. lithium 2-methylpropionate, lithium die Carboxylic acid salts easily neutralize the 2-methylbutanoate, lithium-2-cyclopentylpropionate, life-free Acid with every basic lithium compound, thium - ^ - methyl-S-cyclohexylpropionate, lithium-2-ethylz. B. with hydroxide or carbonate, and then 65 3,4-dimethyl caproate, the lithium salt of 2-methylcyclo separation of the salt from the solution. (The solvent caproic acid and the lithium salt of the 3,4,8,9-tetra-agents can be water, alcohol or an inert organic methylundecane-5-carboxylic acid.

Lösungsmittel sein.) Die erfindungsgemäßen Salze können Außer der ausgeprägten Antiklopfwirkung der Lithium-Solvents.) The salts according to the invention can except for the pronounced anti-knock effect of the lithium

auch durch Verseifung eines Esters mit einer basischen salze sekundärer Carbonsäuren wurde gefunden, daß Lithiumverbindung erhalten werden. Zweckmäßig stellt 70 die maximale Antiklopfwirkung, bestimmt nach derit has also been found that by saponification of an ester with a basic salt of secondary carboxylic acids Lithium compound can be obtained. Appropriately, 70 represents the maximum anti-knock effect, determined according to the

ASTM-D^^T-Knock-Test-Methode, bei einem bedeutend magereren Kraftstoff-Luft-Verhältnis als bei den unbehandelten Kraftstoffen eintritt, wenn diese Lithiumverbindungen zur Erhöhung der Bewertungsziffer nahe bei oder über der Bewertungsgrenze des Motors, d. h. 161, verwendet werden.ASTM-D ^^ T-Knock-Test-Method, with one significant leaner air-fuel ratio than with untreated fuels occurs when this occurs Lithium compounds to increase the rating number close to or above the rating limit of the Motors, d. H. 161, can be used.

Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Verwendung der erfindungsgemäßen Lithiumsalze insbesondere für Flugzeugmotoren ergibt, besteht darin, daß sie nicht nur bei reichen Kraftstoff-Luft-Verhältnissen ausgeprägte Antiklopfwirkungen, bestimmt nach der ASTM-D 909-49 T-Knock-Test-Methode, zeigen, sondern auch bei mageren Kraftstoff-Luft-Verhältnissen, wie sie bei normalen Durchschnittsgeschwindigkeiten von Flugzeugen herrschen, eine ausgeprägte Antiklopfwirkung besitzen.Another advantage that results from the use of the lithium salts according to the invention, in particular for Aircraft engines is that they are not only pronounced at rich air-fuel ratios But also show anti-knock effects, determined according to the ASTM-D 909-49 T-knock test method at lean air-fuel ratios such as those at normal average aircraft speeds prevail, have a pronounced anti-knock effect.

Claims (2)

Patentansprüche.· 5Claims. 5 1. Klopffester Kraftstoff für Ottomotoren, gekenn zeichnet durch einen Gehalt an einem LitMumsalz einer sekundären organischen Carbonsäure entsprechend einer Menge von mindestens 1,3 · 10~2 g/l. ίο 1. knock Solid fuel for gasoline engines, characterized by a content of an LitMumsalz a secondary organic carboxylic acid corresponding to an amount of at least 1.3 x 10 -2 g / l. ίο 2. Verfahren zum klopffesten Betrieb eines Ottomotors unter Verwendung des Kraftstoffs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz dem Kraftstoff erst im Verbrennungsraum zugesetzt wird.2. Method for knock-proof operation of a gasoline engine using the fuel according to claim 1, characterized in that the salt is added to the fuel in the combustion chamber.
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