DE102022114815A1

DE102022114815A1 - Verfahren zum Entfernen von Ablagerungen aus Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE102022114815A1
Application number: DE102022114815.7A
Authority: DE
Inventors: Maxim Peretolchin; Guenter Oetter
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2022-08-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Ablagerungen aus Verbrennungsmotoren mit Hilfe von in Kraftstoffen emulgiertem Wasser.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Ablagerungen aus Verbrennungsmotoren mit Hilfe von in Kraftstoffen solubilisiertem Wasser.
Es ist bereits seit langem bekannt, Kraftstoffe mit Wasser zu versetzen, um dadurch in der Verbrennung im Motor Emissionen zu senken.
CN 102051241 beschreibt Additive für Dieselkraftstoffe, enthaltend Ölsäure, ethoxyliertes Sorbitol monostearat, Methanol, Ethanol, Calcium Naphthenat, Dodecylbenzolsulfonsäure und Naphthensäure. Mit diesem Additiv kann Wasser im Dieselkraftstoff emulgiert werden. Als Vorteil wird genannt, daß dieses Additiv die Düsen nicht blockiere und eine gute Stabilität aufweise.
DE19917753 beschreibt Kraftstoffemulsionen mit weniger als 0,3 Vol% Emulgator und mindestens 20 Vol% demineralisiertes Wasser. Die Verwendung von hochreinem Wasser bewirkt die Verringerung von Motorablagerungen.
WO 2001/055282 beschreibt alkoxylierte Polyisobutene als Emulgatoren für Wasser in Kraftstoffemulsionen, besonders für Diesel. Die Emulsionen haben eine Tropfengröße von 0,5 bis 5 µm und ergeben geringe Mengen an Verbrennungsraumablagerungen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffzusammensetzung, insbesondere Dieselkraftstoffzusammensetzung, enthaltend 0,1 bis 10 Gew% mindestens eines Emulgators (B) und 200 ppm, bevorzugt mindestens 300, besonders bevorzugt mindestens 400 ppm bis 5 Gew% in der Kraftstoffzusammensetzung emulgiertes Wasser (A), dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der Wasser-enthaltenden Micellen in der Kraftstoffzusammensetzung nicht mehr als 100 nm, bevorzugt nicht mehr als 80, besonders bevorzugt nicht mehr als 50 nm, ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 30 nm, insbesondere nicht mehr als 20 nm (gemessen per dynamischer Lichtstreuung gemäß) beträgt.
Der mittlere Durchmesser beträgt in der Regel mindestens 1 nm, bevorzugt mindestens 2, besonders bevorzugt mindestens 3, ganz besonders bevorzugt mindestens 4 und insbesondere mindestens 5 nm.
Mit dieser wasserhaltigen Kraftstoffzusammensetzung ist es möglich, Ablagerungen in Motoren zu entfernen, besonders Ablagerungen an Ventilen, im Brennraum und an Injektoren.
Besonders geeignet ist diese wasserhaltige Kraftstoffzusammensetzung zur Entfernung von Ablagerungen an Injektoren von direkteinspritzenden Motoren, insbesondere Dieselmotoren. Dabei werden besonders sogenannte innere Diesel-Injektor-Ablagerungen entfernt.
In den Einspritzsystemen modernen Dieselmotoren verursachen Ablagerungen signifikante Performance-Probleme. Weit verbreitet ist die Erkenntnis, dass derartige Ablagerungen in den Sprühkanälen zu einer Verringerung des Kraftstoffflusses und damit zu Leistungsverlusten (power loss) führen können. Ablagerungen an der Injektorspitze beeinträchtigen dagegen die optimale Ausbildung von Kraftstoff-Sprühnebel und bedingen dadurch eine verschlechterte Verbrennung und damit verbunden höhere Emissionen und vermehrten Kraftstoffverbrauch. Im Gegensatz zu diesen herkömmlichen, „äußeren“ Ablagerungsphänomenen bereiten auch „interne“ Ablagerungen (zusammengefasst als innere Diesel-Injektor-Ablagerungen (IDID)) in bestimmten Teilen der Injektoren, wie an der Düsennadel, am Steuerkolben, am Ventilkolben, am Ventilsitz, an der Ansteuereinheit und an den Führungen dieser Komponenten zunehmend Performance-Probleme.
„IDID“ steht für „Ablagerungen im Inneren von Einspritzdüsen“ oder „internen Einspritzdüsenablagerungen“ wie sie bei modernen Dieselmotoren zu beobachten sind. Während herkömmliche (äußere) Ablagerungen koksartige Ablagerungen im Bereich der Nadelspitzen und der Sprühlöcher der Einspritzdüsen darstellen, treten zwischenzeitlich gehäuft Ablagerungen im Inneren der Einspritzdüsen auf und führen zu signifikanten Performance-Problemen, wie z.B. Blockierung der inneren beweglichen Teile des Ventils und damit verbunden verschlechterte oder fehlende Kontrolle der Kraftstoffinjektion, Kraftverlust und dergleichen. Die IDIDs treten sowohl in Form wachs- oder seifenartiger Ablagerungen (Fettsäurereste und/oder C₁₂- oder C₁₆-Alkyl-Bernsteinsäurereste analytisch nachweisbar), besonders als Seifen von bestimmten Metallen, als auch in Form polymerartiger Kohlenstoff-Ablagerungen auf. Insbesondere letztere stellen besondere Anforderungen hinsichtlich ihrer Entfernung/Vermeidung.
Es stellt einen Vorteil der vorliegenden Erfindung dar, daß sich mit den erfindungsgemäßen wasserhaltigen Kraftstoffgemischen dies innere Diesel-Injektor-Ablagerungen (IDID) wirksam von den Injektoren entfernen lassen. Derartige Injektorablagerungen in direkteinspritzenden Dieselmotoren können beispielsweise festgestellt werden mit Hilfe des DW10-Tests gemäß CEC F-098-08. Durch Verwendung der den erfindungsgemäßen wasserhaltigen Kraftstoffgemische und das erfindungsgemäße Verfahren können insbesondere Zink-, Natrium-, Kalium- und/oder Calcium-haltige sowie polymere Ablagerungen verringert oder entfernt werden. In der Regel können im DW10-Test wirksame Ablagerungen durch das erfindungsgemäße Verfahren um mindestens 50%, bevorzugt mindestens 60, besonders bevorzugt mindestens 70, ganz besonders bevorzugt mindestens 80 und insbesondere mindestens 90% verringert und das Testergebnis dementsprechend verbessert werden.
Es ist zu beachten, daß der Wassergehalt der erfindungsgemäßen Kraftstoffzusammensetzungen oberhalb des gemäß DIN EN 590 zulässigen Bereichs (Höchstwert 200 ppm) liegt, so daß die Kraftfahrzeuge nicht im Straßenverkehr mit diesen Kraftstoffzusammensetzungen betrieben werden sollten.
Somit sollten Kraftfahrzeuge mit der erfindungsgemäßen wasserhaltigen Kraftstoffzusammensetzung ausschließlich außerhalb des öffentlichen Straßenverkehrs betrieben werden, beispielsweise in Werkstätten, Rollenprüfständen oder privaten Bereichen.
Demgemäß ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Reinigung eines Motors von Ablagerungen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Motor für einen Zeitraum von mindestens 5 Minuten bis 10 Stunden mit einer erfindungsgemäßen Kraftstoffzusammensetzung betreibt. Der bevorzugte Zeitraum liegt bei 5 Minuten bis 8 Stunden, besonders bevorzugt 10 Minuten bis 6 Stunden, ganz besonders bevorzugt mindestens 15 Minuten bis 4 Stunden, insbesondere 20 Minuten bis 3 Stunden und speziell 30 Minuten bis 2 Stunden.
Dabei werden Ablagerungen an Ventilen, im Brennraum und/oder an Injektoren entfernt, besonders im Brennraum und/oder an den Injektoren und insbesondere an den Injektoren.
Der Wassergehalt in der erfindungsgemäßen Kraftstoffzusammensetzung sowie die Teilchengröße der dispergierten Wassertröpfchen wird durch den eingesetzten Emulgator (B) bewirkt.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Emulgator um mindestens einen Emulgator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus alkoxylierten Fettsäureamiden (B1), alkoxylierten Alkoholen oder Phenolen (B2) und alkoxylierten Alkylaminen (B3).
Bei dem Emulgator kann es sich um eine Verbindung oder ein Gemisch aus 2 oder mehr handeln, zumeist sind 1 bis 3 Emulgatoren ausreichend, bevorzugt 1 bis 2 und besonders bevorzugt ein Emulgator.
Bevorzugte alkoxylierte Fettsäureamiden (B1) sind solche der Formel R¹-(C=O)-NH_u(-[-R²-O]_w-H)_v
worin
R¹ einen 7 bis 17 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkenyl- oder Alkylrest,
R² einen 1,2-Ethylen oder 1,2-Propylenrest, bevorzugt 1,2-Ethylen,
u entweder 0 oder 1,
v entweder 1 oder 2, und
w eine positive ganze Zahl von 1 bis 5
bedeuten,
worin (u + v) stets 2 ergibt.
Bei den zugrundeliegenden Carbonsäuren R'COOH handelt es sich bevorzugt um Fettsäuren oder Gemische von Fettsäuren, wie sie aus natürlich vorkommenden Fetten und Ölen gewonnen werden können.
Bevorzugte Fettsäuren sind Stearinsäure, Palmitinsäure, Laurinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure.
Technisch übliche Fettsäuregemische sind bevorzugt Talgfettsäure, Kokosölfettsäure, Tranfettsäure, Kokospalmkernölfettsäure, Sojaölfettsäure, Rübölfettsäure, Erdnussölfettsäure oder Palmölfettsäure, welche als Hauptkomponenten Ölsäure und Palmitinsäure enthalten.
Die Fettsäureamide (B1) sind beispielsweise erhältlich durch Umsetzung dieser Fettsäuren oder Ester der Fettsäuren mit Ammoniak, Monoethanolamin, Diethanolamin, Monopropanolamin oder Dipropanolamin, optional mit anschließender Alkoxylierung, bevorzugt mit Ethylenoxid oder Propylenoxid oder deren Gemische, bis der gewünschte durchschnittliche Alkoxylierungsgrad (in der obigen Formel (v x w)) erreicht ist.
Bevorzugt wird auf die Alkoxlyierung verzichtet und die Fettsäureamide (B1) werden durch Umsetzung mit Monoethanolamin, Diethanolamin, Monopropanolamin oder Dipropanolamin erhalten, besonders bevorzugt durch Umsetzung mit Monoethanolamin oder Diethanolamin und ganz besonders bevorzugt durch Umsetzung mit Diethanolamin.
Bevorzugte alkoxylierte Alkohole oder Phenole (B2) sind solche der Formel R³-O-[-CH₂-CH₂-O-]_x-H
worin
R³ einen 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkylrest oder einen C₈- bis C₁₈-Alkylphenolrest, bevorzugt Octylphenylrest oder einen Nonylphenylrest und x eine positive ganze Zahl von 3 bis 15, bevorzugt 3 bis 8
bedeutet.
Bei den zugrundeliegenden Alkoholen R³-OH handelt es sich beispielsweise um Fettalkohole der oben bei (B1) aufgeführten Fettsäuren und Fettsäuregemische.
Bevorzugte Alkohole R³-OH sind Octanol, Decanol, Dodecanol, Tetradecanol, Hexadecanol und Octadecanol, jeweils bevorzugt als lineare n-Alkanole.
Beispiele für verzweigte Alkanole sind Tridecanol und Heptadecanol, wie sie beispielsweise beschrieben werden in WO 2005/37752 oder in WO 2009/124979 .
Beispiele für Alkylphenole sind Octylphenol, Nonylphenol, Decylphenol, Undecylphenol, Dodecylphenol, Tridecylphenol, Tetradecylphenol, Hexadecylphenol, Heptadecylphenol und Octadecylphenol.
Der Ethoxylierungsgrad beträgt von 3 bis 15, bevorzugt von 3 bis 12, besonders bevorzugt von 3 bis 8.
Bevorzugte alkoxylierte Alkylamine (B3) sind solche der Formel H-[-O-CH₂-CH₂-]_y-NR⁴-[-CH₂-CH₂-O-]_z-H
worin
R⁴ einen 12 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkenyl- oder Alkylrest und
y und z jeweils unabhängig voneinander eine positive ganze Zahl von 2 bis 10
bedeuten.
Bei den zugrundeliegenden Alkylaminen R⁴-NH₂ handelt es sich beispielsweise um Fettamine der oben bei (B1) aufgeführten Fettsäuren und Fettsäuregemische.
Bevorzugte Alkylamine R⁴-NH₂ sind Dodecylamin, Tetradecylamin, Hexadecylamin und Octadecylamin, jeweils bevorzugt als lineare n-Alkylamine.
Der Ethoxylierungsgrad (y + z) beträgt von 2 bis 10, bevorzugt von 2 bis 8, besonders bevorzugt von 3 bis 8.
Der Gehalt an Emulgator bzw. des Emulgatorgemischs (B) in der erfindungsgemäßen Kraftstoffmischung beträgt in der Regel 0,1 bis 10 Gew% bezogen auf die Gesamtmenge aus Kraftstoff, Emulgator und Wasser, bevorzugt 0,2 bis 9, besonders bevorzugt 0,3 bis 8, ganz besonders bevorzugt 0,4 bis 7, insbesondere 0,5 bis 6 und speziell 0,6 bis 5 Gew%.
Das in der erfindungsgemäßen Kraftstoffmischung enthaltene Wasser sollte möglichst wenig Härtebildern, oder allgemein wenig Metallsalze, besonders Zink, Natrium, Kalium und/oder Calcium, enthalten und bevorzugt eine Härte von nicht mehr als 8,4 °dH aufweisen. Besonders bevorzugt wird vollentsalztes, destilliertes oder bidestilliertes Wasser, ganz besonders bevorzugt vollentsalztes Wasser eingesetzt.
Die Menge an Wasser in der erfindungsgemäßen Kraftstoffmischung beträgt in der Regel 200 Gew.ppm bis 5 Gew% bezogen auf die Gesamtmenge aus Kraftstoff, Emulgator und Wasser, bevorzugt von 300 Gew.ppm bis 4 Gew%, besonders bevorzugt 400 Gew.ppm bis 3 Gew% und ganz besonders bevorzugt von 500 Gew.ppm bis 2,5 Gew%.
Emulgatormenge und Wassermenge werden auf den jeweils eingesetzten Kraftstoff so abgestimmt, daß der mittlere Durchmesser (z-Mittelwert) der Wasser-enthaltenden Micellen in der Kraftstoffzusammensetzung nicht mehr als 100 nm, bevorzugt nicht mehr als 80, besonders bevorzugt nicht mehr als 50 nm, ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 30 nm, insbesondere nicht mehr als 20 nm (gemessen per dynamischer Lichtstreuung gemäß) beträgt. Bevorzugt erfolgt die Messung gemäß ISO Norm 22412 und besonders bevorzugt mit einem Malvern Nanosizer, Wellenlänge des Lasers: 633 nm.
Der mittlere Durchmesser beträgt in der Regel mindestens 1 nm, bevorzugt mindestens 2, besonders bevorzugt mindestens 3, ganz besonders bevorzugt mindestens 4 und insbesondere mindestens 5 nm.
In der Regel wird die gewünschte Teilchengröße erreicht mit einem Gewichtsverhältnis von Emulgator (B) zu Wasser (A) von 1:1 bis 50:1, bevorzugt 2:1 bis 10:1, besonders bevorzugt 3:1 bis 7:1.
In der Regel wird zunächst der Emulgator oder das Emulgatorgemisch (B) in den Kraftstoff eingearbeitet gefolgt von der gewünschten Wassermenge. Es ist aber auch möglich, Emulgator und Wasser vorzumischen und gleichzeitig in den Kraftstoff einzubringen.
Die Vermischung des Kraftstoffs mit (B) und Wasser erfolgt in der Regel durch Energieeintrag durch Scherenergie. Dies kann beispielsweise in dynamischen Mischapparaten, d.h. durch Vermischen mittels Rührer oder durch Umpumpen (Naturumlauf oder Zwangsumlauf) bzw. Umpumpen mit statischen Mischorganen wie statischen Mischern oder Düsen im Umpumpkreis, durch statische Mischapparate wie statische Mischer, Düsen, Blenden oder T-Stücke im Zulauf des Ansatzbehälters, oder durch dynamische Mischapparate wie Mischpumpen oder Rührkessel erfolgen.
Bevorzugt wird dabei der Kraftstoff vorgelegt und (B) sowie Wasser in einem konstanten Strom oder in einer oder mehreren Portionen zugegeben.
Die Mischtemperatur beträgt in der Regel von 10 bis 60 °C, bevorzugt von 15 bis 50 °C und besonders bevorzugt von 20 bis 40 °C. Selbstverständlich kann man die Vermischung auch bei einer höheren oder niedrigeren Temperatur durchführen, solange die Komponenten sich unter den gewählten Bedingungen nicht zersetzen. Dies bringt jedoch in der Regel keine Vorteile. Bevorzugt erfolgt die Vermischung bei Umgebungstemperatur.
Das erfindungsgemäße Additiv eignet sich in hervorragender Weise als Kraftstoffzusatz und kann im Prinzip in jeglichen Kraftstoffen eingesetzt werden. Es bewirkt eine ganze Reihe von vorteilhaften Effekten beim Betrieb von Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffen. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße quaternisierte Additiv in Mitteldestillat-Kraftstoffen, insbesondere Dieselkraftstoffen, eingesetzt.
Die erfindungsgemäße Verwendung betrifft im Prinzip jegliche Kraftstoffe, bevorzugt Diesel- und Ottokraftstoffe, besonders bevorzugt Dieselkraftstoffe.
Bei Mitteldestillat-Kraftstoffen wie Dieselkraftstoffen oder Heizölen handelt es sich vorzugsweise um Erdölraffinate, die üblicherweise einen Siedebereich von 100 bis 400°C haben. Dies sind meist Destillate mit einem 95%-Punkt bis zu 360°C oder auch darüber hinaus. Dies können aber auch so genannte „Ultra Low Sulfur Diesel“ oder „City Diesel“ sein, gekennzeichnet durch einen 95%-Punkt von beispielsweise maximal 345°C und einem Schwefelgehalt von maximal 0,005 Gew.-% oder durch einen 95%-Punkt von beispielsweise 285°C und einem Schwefelgehalt von maximal 0,001 Gew.-%. Neben den durch Raffination erhältlichen mineralischen Mitteldestillat-Kraftstoffen bzw. Dieselkraftstoffen sind auch solche, die durch Kohlevergasung oder Gasverflüssigung [„gas to liquid“ (GTL)-Kraftstoffe] oder durch Biomasse-Verflüssigung [„biomass to liquid“ (BTL)-Kraftstoffe] erhältlich sind, geeignet. Geeignet sind auch Mischungen der vorstehend genannten Mitteldestillat-Kraftstoffe bzw. Dieselkraftstoffe mit regenerativen Kraftstoffen, wie Biodiesel oder Bioethanol.
Die Qualitäten der Heizöle und Dieselkraftstoffe sind beispielsweise in DIN 51603 und EN 590 näher festgelegt (vgl. auch Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Auflage, Band A12, S. 617 ff.).
Die erfindungsgemäße Verwendung in Mitteldestillat-Kraftstoffen aus fossilem, pflanzlichem oder tierischem Ursprung, die im wesentlichen Kohlenwasserstoffmischungen darstellen, betrifft auch Mischungen aus solchen Mitteldestillaten mit Biobrennstoffölen (Biodiesel). Derartige Mischungen werden von dem Begriff „Mitteldestillat-Kraftstoff“ umfasst. Sie sind handelsüblich und enthalten meist die Biobrennstofföle in untergeordneten Mengen, typischerweise in Mengen von 1 bis 30 Gew.-% insbesondere von 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aus Mitteldestillat fossilen, pflanzlichem oder tierischen Ursprungs und Biobrennstofföl.
Biobrennstofföle basieren in der Regel auf Fettsäureestern, vorzugsweise im wesentlichen auf Alkylester von Fettsäuren, die sich von pflanzlichen und/oder tierischen Ölen und/oder Fetten ableiten. Unter Alkylestern werden üblicherweise Niedrigalkylester, insbesondere C₁- bis C₄-Alkylester, verstanden, die durch Umesterung der in pflanzlichen und/oder tierischen Ölen und/oder Fetten vorkommenden Glyceride, insbesondere Triglyceride, mittels Niedrigalkoholen, beispielsweise Ethanol oder vor allem Methanol („FAME“), erhältlich sind. Typische Niedrigalkylester auf Basis von pflanzlichen und/oder tierischen Ölen und/oder Fetten, die als Biobrennstofföl oder Komponenten hierfür Verwendung finden, sind beispielsweise Sonnenblumenmethylester, Palmölmethylester („PME“), Sojaölmethylester („SME“) und insbesondere Rapsölmethylester („RME“).
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Mitteldestillat-Kraftstoffen bzw. Dieselkraftstoffen um solche mit niedrigem Schwefelgehalt, das heißt mit einem Schwefelgehalt von weniger als 0,05 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,02 Gew.-%, insbesondere von weniger als 0,005 Gew.-% und speziell von weniger als 0,001 Gew.-% Schwefel.
Als Ottokraftstoffe kommen alle handelsüblichen Ottokraftstoffzusammensetzungen in Betracht. Als typischer Vertreter soll hier der marktübliche Eurosuper Grundkraftstoff gemäß EN 228 genannt werden. Weiterhin sind auch Ottokraftstoffzusammensetzungen der Spezifikation gemäß WO 00/47698 mögliche Einsatzgebiete für die vorliegende Erfindung.
In dieser Schrift verwendete ppm- und Prozentangaben beziehen sich, falls nicht anders angegeben, auf Gewichtsprozente und -ppm.
Die in dieser Schrift verwendete mittlere Teilchengröße (z-Mittelwert) wird gemessen mittels dynamischer Lichtstreuung mit dem Malvern® Autosizer 2 C, wenn nicht anders angegeben.
Messung mit Malvern Nanosizer, Wellenlänge des Lasers: 633 nm. Die zu erwartenden mittleren Mizellgrößen sollten zwischen 7 und 20 nm liegen. ISO Norm: 22412
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, aber nicht auf diese Beispiele einschränken.
Beispiele
Mit folgenden Formulierungen läßt sich voll entsalztes Wasser in Dieselkraftstoff klar solubilisieren:

Beispiel 1 50 g Dieselkraftstoff 0,8 g vollentsalztes Wasser 2,4 g Cocosfettsäure diethanolamid
Beispiel 2 20 g Dieselkraftstoff 0,04 g vollentsalztes Wasser 0,06 g Ölsäure diethanolamid 0,02 g siebenfach ethoxyliertes Nonylphenol
Beispiel 3 10 g Dieselkraftstoff 0,08 g vollentsalztes Wasser 0,16 g Ölsäure diethanolamid
Beispiel 4 40 g Dieselkraftstoff 0,08 g vollentsalztes Wasser 0,17 g vierfach ethoxyliertes 2-Propylheptanol 0,36 g C8/18-alkyl-diethanolamin

Anwendungsbeispiel
DW10 Test - Bestimmung des Leistungsverlusts durch Injektorablagerungen im Common Rail Dieselmotor
Zur Untersuchung des Einflusses der Additive auf die Performance von direkteinspritzenden Dieselmotoren wurde als weitere Testmethode der IDID-Motorentest, bei dem die Abgastemperaturen der Zylinder am Zylinderausgang beim Kaltstart des DW10-Motors bestimmt wurden. Verwendet wurde ein direkteinspritzender Dieselmotor mit Common-Rail-System des Herstellers Peugeot gemäß Testmethoden CEC F-098-08. Als Kraftstoff wurde ein handelsüblicher B7 Dieselkraftstoff gemäß EN 590 der Fa. Aral eingesetzt. Diesem wurden zur künstlichen Anregung der Bildung von Ablagerungen jeweils 1 Gew.-ppm Natriumnaphthenat sowie 20 Gew.ppm Dodecenylbernsteinsäure zugesetzt.
Ähnlich wie das Verfahren CEC F-98 -08 wird die Motorleistung während des Tests gemessen. Der Test bestand aus zwei Teilen:

I. Dirty-up:
- Der Test wurde ohne Zusatz von Verbindungen gemäß dieser Erfindung durchgeführt. Der Test wurde auf 8 Stunden verkürzt, das CEC F-98 -08 Verfahren wurde ohne Zusatz von Zn, jedoch unter Zugabe von Natriumnaphthenat und Dodecenylbernsteinsäure durchgeführt. Wenn signifikante Abweichungen von Abgastemperaturen beobachtet wurden, wurde die Prüfung vor Erreichen der 8 Stunden-Marke angehalten, um Motorschäden zu vermeiden. Nach dem dirty up-Lauf, ließ man den Motor abkühlen und danach wurde erneut gestartet und im Leerlauf 5 Minuten betrieben. Während dieser 5 Minuten wurde der Motor aufgewärmt. Die Abgastemperatur von jedem Zylinder wurde aufgezeichnet. Je geringer die Unterschiede zwischen den ermittelten Abgas-Temperaturen sind, um so niedriger ist die Menge an gebildeten IDID.
II. Clean-up:
- Der Test wurde auf 8 Stunden verkürzt, das CEC F-98 -08 Verfahren wurde ohne Zusatz von Zn wurde durchgeführt. Es wurden jedoch jeweils 1 Gew.-ppm Natriumnaphthenat sowie 20 Gew.-ppm Dodecenylbernsteinsäure sowie eine erfindungsgemäße Verbindung in einer Menge von 40 mg/kg zugesetzt, und die Motorenleistung bestimmt.

Nach dem clean up wurde der Motor abgekühlt und erneut gestartet. Die Abgastemperatur von jedem Zylinder wurde aufgezeichnet. Je geringer die Unterschiede zwischen den ermittelten Abgas-Temperaturen sind, um so niedriger ist die Menge an gebildeten IDID.
Nach dem Dirty-up Durchlauf wurde ein Leistungsabfall (power loss) von 97,5 kW auf 91,4 kW (6,3 %) beobachtet, was auf starke Ablagerungen infolge von IDID hinweist.
Für den Clean-up Durchlauf (10 Stunden) wurde ein klarer und transparenter, wasserhaltiger Kraftstoff mit 2% Wasser im Kraftstoff eingesetzt und anschließend mit einem wasserfreien Kraftstoff die Motorleistung zu 94,4 kW (3,2% unter Sollwert) bestimmt.
Somit wurde durch den Reinigungslauf mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoff die Leistung um 3,1 % erhöht. Aus dem Verlauf der Abgas-Temperaturen während des Reinigungslaufs ist ersichtlich, daß der größte Teil der Ablagerungen während der ersten Stunde entfernt wurden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 102051241 [0003]
DE 19917753 [0004]
WO 2001/055282 [0005]
WO 2005/37752 [0029]
WO 2009/124979 [0029]
WO 0047698 [0053]

Claims

Kraftstoffzusammensetzung, insbesondere Dieselkraftstoffzusammensetzung, enthaltend 0,1 bis 10 Gew% mindestens eines Emulgators (B) und 200 ppm bis 5 Gew% in der Kraftstoffzusammensetzung emulgiertes Wasser (A), dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der Wasser-enthaltenden Micellen in der Kraftstoffzusammensetzung nicht mehr als 100 nm (gemessen per dynamischer Lichtstreuung gemäß) beträgt.
Kraftstoffzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Emulgator (B) zu Wasser (A) von 1:1 bis 50:1, bevorzugt 2:1 bis 10:1, besonders bevorzugt 3:1 bis 7:1 beträgt.
Kraftstoffzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Emulgator (B) mindestens eine Verbindung (B1) R^I-(C=O)-N H_u(-[-R²-O]_w-H)_v umfaßt, worin R¹ einen 7 bis 17 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkenyl- oder Alkylrest, R² einen 1,2-Ethylen oder 1,2-Propylenrest, bevorzugt 1,2-Ethylen, u entweder 0 oder 1, v entweder 1 oder 2, und w eine positive ganze Zahl von 1 bis 5 bedeuten, worin (u + v) stets 2 ergibt.
Kraftstoffzusammensetzung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Emulgator (B) zusätzlich zur Verbindung (B1) mindestens eine weitere Verbindung (B2) R³-O-[-CH₂-CH₂-O-]_x-H umfaßt, worin R³ einen 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkylrest oder einen C₈- bis C₁₈-Alkylphenolrest, bevorzugt Octylphenylrest oder einen Nonylphenylrest und x eine positive ganze Zahl von 3 bis 15, bevorzugt 3 bis 8 bedeutet.
Kraftstoffzusammensetzung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Emulgator (B) zusätzlich zur Verbindung (B1) mindestens eine weitere Verbindung (B3) H-[-O-CH₂-CH₂-]y-NR⁴-[-CH₂-CH₂-O-]_z-H umfaßt, worin R⁴ einen 12 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkenyl- oder Alkylrest und y und z jeweils unabhängig voneinander eine positive ganze Zahl von 2 bis 10 bedeuten.
Verwendung von Kraftstoffzusammensetzungen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche zum Entfernen von Ablagerungen in Verbrennungsmotoren, besonders Dieselmotoren, besonders bevorzugt Dieselmotoren mit Direkteinspritzung.
Verwendung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Ablagerungen an internen Injektoren handelt.
Verfahren zur Reinigung eines Motors von Ablagerungen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Motor für einen Zeitraum von 5 Minuten bis 10 Stunden mit einer Kraftstoffzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 betreibt.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Ablagerungen an Kraftstoffinjektoren entfernt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß Ablagerungen an Kraftstoffinjektoren gemäß dem DW10-Test zu mindestens 50% entfernt werden.