DE1645888B - Verwendung eines Salzreaktionsproduk tes in Motorbrennstoffmischungen - Google Patents

Description

R" — N — CH₂ — CH₂ — CH₂ — N — C — R

R'

in der R ein monoungesättigter Kohlenwasserstoffrest von ölsäure mit 17 Kohlenstoffatomen und R' und R" alternativ Wasserstoff und/oder ein KohlenwasserstoiTrest mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen sind, wobei das Verhältnis des Oxy- ^₀ dats zu dem Amid zwischen 2: 1 und 5: 1 liegt, erhalten worden ist, als Zusatz für Motorbrennstoffe.

2. Verwendung eines Salzreaktionsproduktes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung des Salzreaktionsproduktes verwendete paraffinische öloxydat mittels einer Luftoxydation eines raffinierten paraffinischen Schmieröls mit einer SUS-Viskosität zwischen 90 und 350 (bei 38°C) und einem Fließpunkt von weniger als — 12,2°C hergestellt worden ist.

3. Verwendung eines Salzreaktionsproduktes nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung des paraffinischen öloxydats verwendete raffinierte paraffinische Schmieröl eine SUS-Viskosität zwischen 90 und 350 (bei 38"C) und einen Fließpunkt von weniger als -15° C besitzt.

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Bei den modernen Verbrennungsmotoren werden wesentliche Veränderungen in bezug auf die Auspuffgasableitung vorgenommen. Eine wesentliche Veränderung im Aufbau der Motoren ist die Zuführung der Abgase von der Kurbelgehäusezone des Motors in die Einlaßluftzufuhr des Vergasers. Bisher wurden diese Gase normalerweise in die Atmosphäre abgeleitet. Diese Abgase enthalten wesentliche Mengen von Substanzen, die Ablagerungen bilden. Es wurde beobachtet, daß einige dieser in den Abgasen vorhandenen Substanzen in und um den Drosselpiattenbezirk des Vergasers Ablagerungen bilden. Diese Ablagerungen verhindern den Luftstrom durch den Vergaser im Leerlauf und bei niedrigen Geschwindigkeiten, so daß ein fettes Brennstoffgemisch entsteht. Dadurch entsteht ein rauher Lauf oder Leerlauf des Motors. Unter bestimmten Bedingungen bilden sich _M Ablagerungen im großen Ausmaße, so daß eine Überholung oder Reinigung des Vergasers notwendig wird.

Wird die Brennstoffmischung, die ein nach der Erfindung verwendetes Salzreaktionsprodukt enthält, in Motoren verwendet, in denen bereits wesentliche Ablagerungen vorhanden sind, dann können auch wesentliche Mengen dieser Ablagerungen im Vergaser unerwarteterweise entfernt werden.

IO

15 R^N-CH₂-CH₂- CH₂- N-C-R

R'

in der R ein monoungesättigter Kohlenwasserstoflrest von ölsäure mit 17 Kohlenstoffatomen und R' und R" alternativ Wasserstoff und/oder ein Kohlenwasserstoflrest mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen sind, wobei das Verhältnis des Oxydats zu dem Amid zwischen 2:1 und 5: 1 liegt, erhalten worden ist, als Zusatz für Motorbrennstoffe.

Das paraffinische öloxydat hat vorzugsweise eine Neutralisationszahl zwischen 60 und 80, eine Verseifungszahl zwischen 120 und 165, einen unverseifbaren Anteil von weniger als etwa 55%, eine Viskosität von weniger als 100 SUS (Saybolt-Universalsekunden) bei 99¹C und eine Lovibond '/2^mcn Zellenfarbbewertung von weniger als 100. Es wird erhalten durch die Luftoxydation eines raffinierten paraffinischen Basisschmieröls, das eine Viskosität zwischen 140 und 180 SUS bei 38°C, einen Fließpunkt von weniger als - 15° C, eine Farbbewertung von weniger als 10 und einen Anilinpunkt zwischen 101 und 107' C besitzt. Es ist von Vorteil, das flüssige Oxydat in einer Lösung zu verwenden, vorzugsweise in einem Leichtdestillat-Mineralschmieröl. Dadurch wird die Handhabung erleichtert, und die Trägerlösung liefert ein Medium für die Bildung des Salzes.

Das Amid, das zur Bildung des Salzreaktionsproduktes verwendet wird, besitzt folgende Formel:

R" — N — CH₁CH₂CH, — N — C — R

R'

Darin ist R ein monoungesättigter Kohlenwasserstoffrest mit 17 Kohlenstoffatomen, der sich von ölsäure ableitet, und R' und R" alternativ (1) Wasserstoff und (2) ein Kohlenwasserstoffrest mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen. R' und R" sind vorzugsweise alternativ (1) Wasserstoff und (2) ein ungesättigter KohlenwasserstoiTrest mit 18 Kohlenstoffatomen, der sich von ölsäure ableitet. Die Definition »alternativ« bedeutet: Wenn R' Wasserstoff ist, dann ist R" ein Kohlenwasserstoffrest, und umgekehrt. Eine Amidmischung, die der Forme! entspricht, ist das Reaktionsprodukt von N-Oleylpropylendiamin mit ölsäure.

Das in der Motorbrennstoffmischung enthaltene Salzreaktionsprodukt wird erhalten, indem geeignete Mengen des paraffinischen Schmieröloxydats und des oben definierten Amids vorzugsweise in einem Lösungsmittel vermischt werden. Im allgemeinen werden das flüssige Oxydat und das Amid in den Verhältnissen von 2: 1 bis 5:1 kombiniert. Bei einem bevorzugten Verhältnis kommen 18 Gewichtsteile des Oxydats auf 5 Gewichtsteile des Amids. Die Bildung des Salzes, bei der eine Reaktion zwischen den sauren Gruppen des Oxydats und der Aminogruppe des

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Amids stuttiindel, läuft spontan ab, obgleich eine vollständige Salzbildung im allgemeinen eine gewisse Zeit erfordert. Die Salzbildung kann jedoch beschleunig! werden, indem die Reaktionsteilnthmer erwärmt werden. Die Bildung des Salzreaktions-Produktes kann alternativ auch so durchgeführt werden, daß die zwei Komponenten des Reaktionsproduktes in eine Benzinmischung gegeben werden, in der dann die Reaktion stattfindet.

Im Motorbrennstoff sind 0,001 bis 0,05 Gewichts- ι ο Prozent des Salzreaktionsproduktes nach der Erfindung vorhanden. Die bevorzugte Konzentration des Salzreaktionsproduktes im Motorbrennstoff liegt von etwa 0,005 bis 0,01 Gewichtsprozent.

Die Vergaser-Detergenswirkung des Motorbrennstoffes wurde in einem speziell entwickelten Motortest bestimmt. Dieser Motortest wurde als ein Chevro let -V-8-Vergaser-Detergens-Test bezeichnet. Dieser Test wurde unter Verwendung eines Chevrolet-V-8-Motors durchgeführt, der mit einem 4-Zylinder-Vergaser ausgerüstet war und auf einem Versuchsstand montiert war. Die zwei sekundären Zylinder des Vergasers waren versiegelt und jeder der primären Zylinder so modifiziert, daß ein Brennstoff mit dem Zusatz in dem einen Zylinder und ein Basisbrennstoff in dem anderen Zylinder verwendet werden konnte. Die primären Vergaserzylinder waren so modifiziert, daß sie entfernbare Aluminiumeinsätze in dem Drosselplattenbezirk besaßen, so daß die in diesem Bezirk gebildeten Ablagerungen ausgewogen werden konnten.

Bei dem Test zur Bestimmung der Wirkung eines Brennstoffes zur Entfernung von vorgebildeten Ablagerungen wurde der Motor normalerweise über einen Zeitraum von 24 oder 48 Stunden laufen gelassen, wobei der Basisbrennstoff in beiden Zylindern verwendet wurde und die Motorabgase in den Lufteinlaü des Vergasers zirkuliert wurden. Das Gewicht der Ablagerung wurde auf beiden Buchsen bestimmt. Der Motor wurde dann zusätzlich 24 Stunden laufen gelassen, wobei Basisbrennstoff in den einen Zylinder und Brennstoff, der das gemäß der Erfindung verwendete Salzreaktionsprodukt enthält, in den anderen Zylinder zugeführt wurden. Die Abgase wurden dabei nicht dem Vergaser zugeführt. Die Einsätze wurden dann aus dem Vergaser entfernt, um den Unterschied zwischen dem Brennstoff und dem Brennstoff ohne Zusatz festzustellen. Nach Reinigung der Aluminiumeinsätze wurden diese wieder in den Vergaser eingesetzt und der Test wiederholt, indem die Brenn-Stoffzuführung zu den Vergaserzylindern umgekehrt wurde, um Unterschiede in der Brennstoffverteilung und der Zylinderkonstruktion auf ein Mindestmaß ' zu reduzieren. Die Gewichte der Ablagerungen in beiden Versuchen wurden im Durchschnitt berechnet und die Wirkung des Basisbrennstoffes und des Brennstoffes für die Entfernung der Ablagerungen in % ausgedrückt.

Nachfolgend werden die verschiedenen Möglichkeiten zur Herstellung des Salzreaktionsproduktes und seine Verwendung nach der Erfindung in Motorenbrennstoffmischungen im einzelnen erläutert. Hierbei wird das flüssige Oxydat als eine Lösung in einer Leichtdestillat - Mineralschmierölfraktion verwendet, die bei 38°C eine SUS-Viskosität von etwa 100 besitzt. Die Mischung besteht aus 100 Volumteilen eines Leichtdestillat - Mineralschmieröls und 1.15 Volumteilen des flüssigen Oxydats. Das Mineralöl ist kein Detergens für die Entfernung von Ablagerungen bzw. Abscheidungen aus dem Vergaser.

Herstellung des Salzreaktionsproduktes

a) 0,0049 kg der Amidmischung, die durch die Reaktion von N-Qleylpropylendiamin mit ölsllure in einem Verhältnis von 1:1 hergestellt wurde und durch folgende Formel

H O

I Il

R" — N — CH₂CH₂CH₂ — N — C — C₁₇H₃₃

R'

dargestellt wird, in der R' und R" alternativ ein Wasserstoff und/oder ein Oleylresl sind, 0,0196 kg eines flüssigen Oxydats mit einer Neutralisationszahl zwischen 60 und 80 und einer Verseifungszahl zwischen 130 und 155, wobei das Oxydat in 1,73 kg Leichtdestillat-Mineralschmieröl aufgelöst war, wurden gründlich vermischt und in einen Ofen gegeben, der bei 49°C gehalten wurde. Die Mischung wurde 1 Woche lang im Ofen gelassen, um das im Schmieröl gelöste Salzreaktionsprodukt des Amids herzustellen.

Der bei diesem Versuch verwendete Basisbrennstoff war ein erstklassiges Benzin mit einer Oktanforschungszahl von etwa 100,1 und enthielt 3 ecm TEL je 3,7851. Der Brennstoff bestand aus etwa 31% aromatischen Kohlenwasserstoffen, 9,5% olefinischen Kohlenwasserstoffen, 59,5% paraffinischen Kohlenwasserstoffen und siedete im Bereich von etwa 35 bis 203 C. Das Salzreaktionsprodukt wurde zu dem Basisbrennstoff in einer solchen Konzentration zugegeben, daß 107 kg des Salzreaktionsproduktes auf 1 ^K m^J Benzin kamen.

Beispiel 1

Bei dem Chevrolet-V-8-Vergaser-Detergens-Test entfernte der Basisbrennstoff 24% der Ablagerungen in dem Vergaserdrosselbezirk. Der Brennstoff mit dem Zusatz nach der Erfindung entfernte 55% der Ablagerungen. Somit war der Brennstoff doppelt so wirksam oder über 100% wirksamer bei der Entfernung der Ablagerungen aus dem Vergaser als der erstklassige Basisbrennstoff ohne den Zusatz.

b) 0,063 kg der in a) beschriebenen Amidmischung und 0,291 kg des flüssigen Oxydats nach a) (in einer öllösung. die 100 Volumteile eines Leichtdestillatöls und 1,15 Volumteile des flüssigen Oxydats enthält) wurde zu 568 1 eines Basismotorbrennstoffes zugesetzt, der aus 33,5% aromatischen Kohlenwasserstoffen, 8.0% olefinischen Kohlenwasserstoffen und 58.5% gesättigten Kohlenwasserstoffen bestand und eine Forschungsoktanzahl von 99,2 mit 3 ecm Tetraäthylblei je 3.785 1 besaß. Die Mischung wurde 2V₂ Wochen gerührt, um das Salzreaktionsprodukt zu bilden. Die Konzentration des Salzreaktionsproduktes in dem Brennstoff betrug etwa 0,008 Gewichtsprozent.

Beispiel 2

Bei dem Chevrolet - V - 8 - Vergaser - Detergens - Test entfernte der Basismotorbrennstoff 34% der Ablagerungen in dem Vergaserdrosselbezirk. Der Motorbrennstoff mit dem Salzreaktionsprodukt nach der Erfindung entfernte 64% der Ablagerungen in dem Vergaserdrosselbezirk. Somit war der Motorbrennstoff mit dem Zusatz nach der Erfindung (das SaIzreaktionsprodukt war in situ gebildet worden) etwa

doppelt so wirksam oder 1UÜ% wirksamer beim Entlernen der Ablagerungen aus dem Vergaser als der erstklassige Basismotorbrennstoff ohne den Zu-

^Zt Vergleichsversuch

Entsprechend a) werden 22,5 Gewichtsteile des Salzreaktionsproduktes zu einem Basisbrennstoff zugesetzt. Diese 22,5 Gewichisteile des Zusatzes bestehen aus 17,5 Gewichtsteilen des flüssigen Oxydais und 5 Gewichtsteilen Amiden aus N-Oleylpropylendiamin und ölsäure.

In dem vorliegenden Vergleichsversuch wurde der gleiche Basisbrennstoff verwendet, der ebenfalls 17,5 Gewichtsteile des flüssigen Oxydats sowie 10 Gewichtsteile eines bekannten und auf dem Markt weil verbreiteten Vergaserdetergens enthielt. Dieses im Handel befindliche Detergensmittel besteht aus einer 80%igen aktiven Konzentration an 2-Äthylhexyl-

aminsalzen der Mono- und Di-Tridecylphosphorsilurc und ergibt 8 Gewichtsteile dieses Additivs bzw. dieses Zusnizes, Der so hergestellte Brennstoff enthüll also 17,5 Gewichtsteile des flüssigen Oxydats sowie 8 Gewichtsteile des bekannten Dotorgensmittels und enthält folglich 25,5 Gewichtsteile an Zusatzmitteln.

Die so hergestellten Brennstoffe wurden mittels des Chevrolet - V ■ 8 - Vergaser - Detergens - Testes geprüft. Der Basisbrennstoff entfernte 22% der Ablagerungen aus dem Vergaser, der mit dem herkömmlichen Detergensmittel versetzte Brennstoff entfernte 38% der Ablagerungen (das bedeutet eine 16%ige Verbesserung), während der Motorbrennstoff, dem der Zusatz nach der vorliegenden Erfindung zugesetzt worden war, über 55% der Ablagerungen entfernte. Dies bedeutet, daß mit dem Zusatz bzw. dem Salzreaktionsprodukt nach der Erfindung eine Verbesserung von 31% vorliegt.

	Oxydul	80) bevorzugter	Paraffinisches Schmieröl	Trägeröl: Leichtdestillal- Mineralschmieröl
SUS bei 380C		165) bevorzugter	90 bis 350 140 bis 180	100
SUS bei99°C < lüü
Neutralisationszahl 55 Bereich	bis 80 (60 bis
Verseifungszahl 100 bis Bereich	200 (120 bis
Lovibond 1/2" < 100
Fließpunkt,-0C		-15 (< -12,2)

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Salzreaktionsproduktes, das aus a) einem paraffintschen öloxydat, das sich von einem paraffinischen Schmieröl ableitet und eine Neutralisationszahl zwischen 55 und 80 und eine Verseifungszahl zwischen 100 und 200 besitzt und b) einem Amid der Formel

H O

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Salzreaktionsproduktes, das aus a) einem paraffinischen Öloxydat, das sich von einem paraffinischan Schmieröl ableitet und eine Neutralisationszahl zwischen 55 und 80 und eine Verseifungszahl zwischen 100 und 200 besitzt und b) einem Amid der Formel