DE2112321A1 - Zubereitung zur Verbesserung des Luft/Kraftstoffverteilungsverhaeltnisses bei Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

DR. BERG DIPL.-INÖ. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2, HILBLESTRASSE 2O

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stopf, 8 München 2, Mlblestraee 20 Ihr Zeichen Unser Zeichen

Anwaltsakte 20 752
Be/Reh

Esso

Research and Engineering Company-Linden / DSA Datum

15, März 197I

"Zubereitung zur Verbesserung des Luft/Kraftst offverteilungsverhältniss es bei Verbrennungsmotoren¹¹

Diese Erfindung betrifft eine verbesserte Motorenkraftstoff zubereitung und ein verbessertes Arbeitsverfahren für Verbrennungsmotoren« Im besonderen betrifft die Erfindung ein Additiv oder eine Kombination von Additiven,

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die man einem Motorenkraftstoff, wie Benzin, einverleiben kann, und die die Raum- und Ze it verteilung des Kraftstoffe in dem Einlaßsystem eines mit Ansaugsystem versehenen Mehrzylinderverbrennungsmotors verbessern können.

Zur Arbeit eines Benzinmotors ist es notwendig, den Zylindern ein Gemisch von Benzin und Luft in geeigneten Anteilen zuzuführen. In den meisten lallen geschieht dies unter Verwendung eines Vergasers, worin der Kraftstoff in einen Strom bewegender Luft angesaugt wird. In einer mit Ansaugvorrichtung versehenen Mehrzylindermaschine wird das Gemisch von Luft und Kraftstoff auf die verschiedenen Zylinder durch eine Ansaugverteilungsvorrichtung aufgeteilt. Ein in einem solchen System auftretendes Problem besteht darin, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis dazu neigt, sich von Zylinder zu Zylinder zu ändern, wobei verschiedene Zylinder ein relativ fettes und andere ein relativ mageres Gemisch erhalten. In ähnlicher Weise treten bei dem Luft-Kraftstoffverhältnis in jedem Zylinder zeitliche Veränderungen auf. Diese beiden Wirkungen haben eine verringerte Arbeitsleistung zur Folge, die sich wenigstens in zwei Verhaltensweisen zeigt, nämlich einem Verlust an KraftstoffWirtschaftlichkeit und durch ungleiche und verringerte Leistung.

Die in Motorenkraftstoffen verwendeten Benzine enthal-109840/1241 "³"

ten ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen verschiedener Siedepunkte. Ein solches Benzin kann einen Anfangssiedepunkt im Bereich von ungefähr 20 bi3 60⁰O (?0 - 135⁰P) und einen Endsiedepunkt im Bereich von ungefähr 120 bis 230⁰C (250 - 450⁰P) haben. Das Gemisch von Benzin und Luft, das den Vergaser verläßt und durch die Ansaugverteilung den verschiedenen Zylindern zugeführt wird, neigt dazu, daß sich einige der höher siedenden Fraktionen in Form eines flüssigen Films an den Wandungen der Ansaugverteilungsvorrichtung niederschlagen. Dieser flüssige Film ist der Hauptfaktor der schlechten Kraftstoffverteilung in der Maschine. Es ist demgemäß für eine verbesserte Wirksamkeit wünschenswert, das Benzin als Dampf oder Sprühnebel in dem Luft-Kraftstoffgemisch zu haben.

Nach der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß die Verteilung des Luft-Kraftstoffgemischs zu den verschiedenen Zylindern eines Ansaugmehrzylinderverbrennungsmotors dadurch verbessert werden kann, daß man der Kraftstoffbeschickung zu der Maschine eine kleinere Menge von einem oder mehreren aliphatischen Aminen mit einer geraden Kette von 12 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, einverleibt. Ein solches, zur Verwendung vorgesehenes Amin, kann ein tertiäres Amin mit einer derartigen langen, geraden aliphatischen Kette und zwei kurzen Alkylketten mit nicht

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mehr als drei Kohlenstoffatomen, d.h. ein Amin der all gemeinen "Forme 1

R-N

sein. In der vorausgehenden Formel ist der Rest E ein geradkettiger, aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 12 bis 20, vorzugsweise 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, und P R¹ und R-" sind C- bis C,-Alkyl-, z.B. Propyl- oder Isopropyl-, Methyl- oder Äthyl-, vorzugsweise C. bis Cp, und insbesondere Methylreste.

Besonders vorteilhaft ist ein Gemisch eines tertiären Amins, wie vorausgehend beschrieben, mit einem primären Amin, d.h. einem solchen, bei dem,in der vorausgehenden Pormel^R eine geradkettige, aliphatische Gruppe von 12 bis 20, vorzugsweise 16 bie 18 Kohlenstoffatomen ist, und die Reste R¹ und R¹¹ Wasserstoff sind.

Obgleich die geradkettigen Hydrocarbylamine dieser Erfindung entweder gesättigte oder ungesättigte aliphatische, tertiäre Amine oder gemischte tertiäre und primäre Amine sein können, werden gesättigte Amine bevorzugt.

Zu typischen geradkettigen, aliphatischen, primären Aminen, die in dieser Erfindung brauchbar sind, gehören normal-Octadecylamin, normal-Octadecenylamin, normal-Dodecylamin und normal-Hexadecylamin. Ein besonders brauch-1 098 40/ 1 2 A 1 _₅_

"bares, im Handel erhältliches Gemisch von primären Aminen ist hydriertes Talgamin, worin die aliphatischen Gruppen, hauptsächlich C.r und C.g sind.

Zu den in dieser Erfindung verwendeten tertiären Aminen gehören beispielsweise Dimethyloctadecylamin, Diäthyldodecylamin, MethyläthyItetradecylamin und Diisopropylhexadecylamin. Ein besonders brauchbares, im Handel erhältliches Gemisch tertiärer Amine ist Dimethyl-hydriertes Talgamin, worin die lang-gerad-kettigen Kohlenwasserst off gruppen des Talganteils, hauptsächlich Cjg und Cj₈ s ind.

Es ist bekannt, daß weitere Aminoverbindungen bereits zur Zugabe zu Benzin vorgeschlagen wurden. Beispielsweise sind in der U.S.-Patentschrift 3 399 982 tertiäre Alkyl - primäre Amine, wie 2-Methyl-2-aminohejcadecan und 2-Methyl-2-aminooctaeicosan, beschrieben. Amine dieser Art, die einer Überprüfung unterworfen wurden, lieferten nur eine geringe oder keine Verbesserung des Luft-Kraftstoffverteilungsverhältnisses und werden daher in der vorliegenden Erfindung als nicht brauchbar angesehen. Es ist ebenso bekannt, verschiedene aromatische Amine und cycloaliphatische Amine in Benzin zur Verwendung als Antioxitationsmittel, einzuverleiben. Zu derartigen Aminen gehören Phenylalpha-naphtylamin, Cyclohexylamine n-Butylp-aminophenol, Xylidin und alkylierte p-Phenylendiamine.

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Aminoverbindungen dieser Art weisen keine geeignete Oberflächenaktiv it ät auf, um sie nach der vorliegenden. Erfindung brauchbar erscheinen zu lassen. Geradkettige, aliphatische Amine wurden ebenfalls als Vereisungssehutzmittel für Benzine vorgeschlagen, wenn sie in Konzentrationen von ungefähr 0,2 bis 0,5 VoI.$ zugegeben werden (siehe U.S.-Patentschrift 2 706 677). Solche Konzentrationen der Amine sind viel größer als die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Konzentrationen.

Die ü.8.-Patentschrift 3 011 879 weist darauf hin, daß geradkettige, aliphatisch^, primäre Amine Vergaserdetergenseigenschaften einem Benzin verleihen, wenn sie diesem in Konzentrationen in dem in der vorliegenden. Erfindung verwendeten Bereich, zugesetzt .werden. Man findet jedoch in dieser Patentschrift keinen Hinweis, daß ein tertiäres Amin oder eine Kombination aus einem tertiären Amin mit einem primären Amin, die Luft-Kraftst off gemis ch~ verteilung oder die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern kann,» wenn ein solches Amin oder Amingemiseii einem Benzin zugegeben wird.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die dem Benzin nach der vorliegenden Erfindung zugegebenen Amine in gewisser Weise an den Wandungen der Ansaugverteilung des Benzinmotors wirken, daß diese weniger mit Benzin "benetzt werden und dadurch die Neigung zur Ablagerung des

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oben erwähnten flüssigen Films verringert wird und der in der Luft mitgeführte Anteil erhöht wird. Dadurch werden Verschiedenheiten von Zylinder zu Zylinder in dem Luft-Kraftstoffverhältnis des den verschiedenen Zylindern des Motors zugeführten Luft- und Kraftst offgemische verringert. Ebenso wird die durch Zeitablauf bedingte Veränderung des Luft-KraftstoffVerhältnisses verringert. Im allgemeinen ist das Ergebnis ein verbessertes, ruhiges Laufen, verringerte Neigung zur Verzögerung bei Beschleunigung, verringerte Neigung zu Schwankungen bei konstanten Straßengeschwindigkeiten und verbesserte Benzinkilometerleistung. Sie führt ebenso im allgemeinen zu einer Verringerung der Abgabe von Kohlenmonoxid und nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen und damit zu einer Verringerung der Luftverunreinigung.

Die aliphatischen Amine dieser Erfindung können in Benzin in einer Gresamtkonzentration im Bereich von ungefähr Hg bis ungefähr 224 g/m-⁵ (5-18 ,^b/iOOO barrel) Benzin, verwendet werden. Der bevorzugte Konzentrationsbereich ist von ungefähr 28 g bis ungefähr 112 g/m⁵ (10 - 40 /b/1000 barrel). Eine Konzentration im Bereich von 28 bis 112 g/m (10 - 40 Jib/1000 barrel) entspricht grob einer Gew.^igen Konzentration von ungefähr 0,004 bis ungefähr 0,016 Gew.^.

Während diese Erfindung unter Verwendung von nur einem oder mehreren der tertiären Amine durchgeführt werden kann,

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wird es bevorzugt, ein Gemisch von primären und tertiären Aminen der beschriebenen Arten zu verwenden. Zu solchen Gemischen können die Anteile der Amine im Bereich von ungefähr 75 % primäre und 25 i° tertiäre, bis zu im wesentlichen gesamtftertiären und keinen primären Aminen liegen. Vorzugsweise sollte in dem Gemisch die Menge des tertiären Amins wenigstens gleich sein der Menge des primären Amins in dem Gemisch. Gewöhnlich werden von ungefähr 1 w bis ungefähr 5 Gewichtsteile tertiäres für jeden Teil primäres Amin, verwendet. Eine brauchbare Kombination enthält drei Teile tertiäres pro jeden Teil primäres Amin.

Die tertiären Amine dieser Erfindung verbessern die Löslichkeit der lang-gerad-kettigen aliphatischen primären Amine, besonders des hydrierten Talgamins. Dies ist ein entscheidender Vorteil, weil die bevorzugten primären Amine eine begrenzte Löslichkeit in allen geeigneten Lösungsmitteln, besonders bei niederen Temperaturen, aufweisen. Dies ist besonders wertvoll, wenn man ein Additivkonzentrat zum späteren Einmischen in Benzin herstellt„ So hat ein Gemisch von 5 Gew.% hydriertem Talgamin, 15 Gew„?ö Dimethyl-hydriertem Talgamin und 80 Gew.^ eines Gemischs von 3 Volumen Xylol und 1 Volumen Isopropanol mehr Löslichkeitsstabilität als ein Gemisch von 5 Gew.^ hydrierten-Talgamin und ^- C-ew.^ des 3 '· 1 Gemiacha von Xylol und Isopropanol, besonders bei niederen Temperaturen.

Es kann daher ein Additivkonzentrat, das 5 bis 10 Gew.$ primäres Amin oder gemischte primäre Amine und 10 bis 30 Gew.$ tertiäres Amin oder gemischte tertiäre Amine, zusammen mit einem Lösungsmittel für die Amine enthält, hergestellt werden. Das bevorzugte Lösungsmittel in dem Konzentrat enthält ein Gemisch eines aromatischen Kohlenwasserstoffs und eines polaren Lösungsmittels, wobei meist ungefähr 1 bis 4 Volumen aromatischer Kohlenwasserstoff pro Volumen polares Lösungsmittel verwendet werden. Zu den aromatischen Lösungsmitteln gehören ortho- oder meta-Xylol, gemischte Xylole, Toluol, Äthylbenzol,, usw. Zu den polaren Lösungsmitteln gehören aliphatische C. bis C,-Alkohole, CV bis C„-Glykole, wie 2-Methyl-2,4-pentandiol (bekannt als Hexylenglykol), 2~Methyl-1,3-pentandiol, 2-Äthyl-1,3-hexandiol, usw., und C* bis Co-Glykoläther, einschließlich 2-Methoxyäthanol (Methyl-Gellosolve), 2-Butoxyäthanol (Butyl-Cellosolve), 3-Äthoxypropanol, usw. Vorzugsweise werden 1 bis 2 Volumen polares Lösungsmittel für jeweils 3 Volumen aromatisches Kohlenwasserstofflösungsmittel verwendet. Das Additivkonzentrat kann ebenso weitere Additive enthalten, die gewöhnlich in Benzine eingemischt werden, z.B. Antioxidationsmittel, Dispergiermittel, Rostinhibitoren, usw.

Es ist ebenso zweckmäßig, in das Konzentrat von ungefähr Q,1 bis 2 Gew.^ Wachs-alkylierten, aromatischen Kohlenwasserstoff zu verwenden, um jede Neigung zur Kristall-10984071241 -10-

bildung, die mit irgendwelchen Komponenten des Konzentrats auftreten könnte, zu beseitigen. Die Herstellung geeigneter Kondensation3produkte von chloriertem Paraffinwachs- und aromatischen Verbindungen wie Haphtalin, ist in den ü.S.-Patentschriften 1 815 022, 2 015 748, 2 174 und 2 297 292, beschrieben.

Die Benzine, in denen die Additive dieser Erfindung verwendet werden, sind herkömmliche Erdöl-Destillatkraftstoffe des Benzinsieaebereichs und für Verbrennungsmotoren, besonders Ottomotoren, vorgesehen. Benzin wird erläutert als ein Gemisch von flüssigen Kohlenwasserstoffen aät einem Anfangs siedepunkt im Bereich von ungefähr 20 bis 60⁰C (70 - 135⁰P) und einem Endsiedepunkt im Be-rsicii ungefähr 120 bis 230⁰C (250 - 45O⁰F). Die Benzine T in einer Anzahl unterschiedlichen Qualitäten, abhängig von der Verwendung für die sie vorgesehen sind, auf dem Markt gebracht. Die Additive dieser Erfindung sind besonders wertvoll in Motor- und Flugzeugbenzinen. Zu Motor— benzinen gehören solche nach ASTM Specification D-43SH58T, Typen A, B und C. Sie sind aus einem Gemisch verschiedener Arten von Kohlenwasserstoffen, einschließlieh Arozsaten, Olefinen, Paraffinen_f Isoparaffinen, Kaphtenen xmä. gelegentlich Diolefine^, zusammengesetzt. Nicht alle älese Arten von Kohlenwasserstoffen müssen notwendigerweise in einem jeweiligen Benzin vorhanden sein. Diese Kraftstoffe stammen aua Petrolerdöl und werden durch Eaffl—

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nierungsverfahren wie fraktionierte Destillation, katalytisches Kracken, Hydroforming (Raffinieren unter Wasserstoff druck), Alkylierung, Isomerisierung, Polymerisation und Lösungsmittelextraktion usw. hergestellt. Motorbenzine haben haben Siedebereiche von ungefähr 20 bis ungefähr 23O°G (70 - 45O⁰P)., während Flugzeugbenzine engere Siedebereiche zwischen 58 und 165°C (100 - 33O⁰I¹) aufweisen. Die Dampfdrücke des Benzins, bestimmt nach dem ASTM-Verfahren Ώ-86, variieren zwischen ungefähr 0,35 und ungefähr 1,26 kg/cm² (5 - 18 psi) bei 37,8⁰C (100⁰P). Die Eigenschaften der Flugzeugbenzine sind in der U.S. Military Specification MIL-F-5572 und der ASTM Specification D-910-5 7T, fest gelegt.

Die nach der Erfindung verwendeten Additive können in Benzinen mit anderen Additiven, die herkömmlicherweise solchen Kraftstoffen einverleibt werden, verwendet werden. Beispielsweise ist es allgemein üblich von ungefähr -,13 bis ungefähr 1,82 m⁵/l (0,5 - 7,0 cmVgal.) Alkylblei-Antiklopfmittel, wie Tetraäthylblei, Tetramethylblei, Dimetiiyldiäthylblei oder ein ähnliches Alkylble!-Antiklopfmittel oder ein olefinisches Blei-Antiklopfmittel, ;vie Tetravinylblei, Triathylvinylblei und dergleichen, oder eine Kombination dieser Antiklopfmittel in Motor- und Plugseugbenzinen neben den üblichen Abfangmitteln, wie Ätiiyiendiehlorid eier Äthyl end i br cmid, zu verwenden.

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BAD ORIGINAL

Die Wirksamkeit der Amine dieser Erfindung erfordern Jedoch nicht das Vorhandensein derartiger Antiklopsmittel« Weitere Additive, die herkömmlicherweise iii Benzinen verwendet werden, können den erfindungsgemäßen Zubereitungen einverleibt werden, wie Korrosionsinhibitoren, Eostinhibitoren, Antioxidationsmittel, antistatische Mittel, Lösungsmittelöle, Bleioctanverbesserer, z.B. t-Butylazetat, Hilfsabfangmittel wie Tri chloräthylphosphat, Farbstoffe, Mittel gegen Vereisen, z.B. Isopropanol, Hexylenglykol und dergleichen. Es können weiterhin in den Zubereitungen enthalten sein, bestimmte öllösliche Dispergiermittel und Detergentien, um eine bedeutende Verbesserung der Reinheit der gesamten Maschine zu erreichen« Dies wird beispielsweise in der ü.S.-Patentschrift 3 223 495 vorgeschlagen.

Die Art der Erfindung und die mit der Durchführung zu erreichenden Vorteile sind besser durch die nachfolgenden Beispiele zu verstehen, die jedoch nur eine bevorzugte Ausführungsfor» darstellen.

Beispiel 1

(einschließlich Vergleicheuntersuchungen) Benzingemische wurden unter Verwendung eines 100 Octan Basis-Benzins hergestellt, wobei dieses den nachfolgend beschriebenen Bedingungen entsprach.

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Tabelle	1	(0F)	54
Bedingungen des	Basis-Benzins	( 90)	18
ASTM Destillationsverfahren	D-86 0C	(144)	28
Anfanges iedepunkt	32	(165)	0,66
20 $> überkopf	62	(214)	(2,5)
30 # überkopf	74	(308)
50 $> überkopf	101	(380)
90 # überkopf	153
End s ied epunkt	193
1IA Analyse 1'
Vol. $> gesättigte Kohlenwasserstoffe
Vol. i» Olefine
Vol. io Aromaten
Tetraäthylblei omVl
(cmVgal.)

Analysis? ASTM 1319

Die Gemische wurden in der Weise[hergestellt, daß man durch ein einfaches Mischverfahren normales Octadeoylamin mit einer Konzentration von 112 g/m** (40 £b/i000 barrel), einem Teil des Basie-Kraftstoffs und Dimethylnormalhexadeoylamin dem anderen Seil des Basis-Kraftstoffe in der gleichen Konzentration zugab.

Der Basis-Kraftstoff und jedes ötmiaoh wurden getrennt, in einer 1967iger 6-Zylinder, oa. 2,8 1 (175 ou. inch)

i Valiantma·ohine verwendet, wobei diese mit einer Abgas-

kontrollvorrichtung vereehen war, die den Erfordernissen 100840/1241 -H-

des Staate von Kalifornien für 1967 entsprach. Das Valiantfahrzeug wurde auf einem "Clayton Dynamometer" mit 1814 kg (4 000 Zb) entsprechenden Beschleunigungagewichten in Betrieb genommen. Bei jedem Versuch lief die Maschine im Leerlauf und bei 80 kg/Stde. und es wurde das Luft/Kraftstoff verhältnis, das jeden Zylinder erreichte, bestimmt. Om dies zu bewirken, wurden Leitungen zur Probeentnahme fc zu den einzelnen Abgasventilen der Maschine geführt, so daß die Analyse der Verbrennungsprodukte von jedem der 6 Zylinder, getrennt vorgenommen werden konnte. Das Abgas wurde filtriert und vor der Analyse gekühlt, um feste Partikel und den größten feil des durch die Verbrennung des Benzins gebildeten Wassers zu entfernen. Das Abgas wurde dann hinsichtlich Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickoxid und Sauerstoff analysiert. Das fahrzeug wurde bei konstanten Maschinenumdrehungenftipm) und konstanter Dynamometergesohwindigkeit während jeder Meßdauer, d. h. ungefähr 15 Minuten unter jeder Geschwindigkeitsbedingung gehalten. Die Luft/KraftstoffVerhältnisse wurden aus dem Stoffverhältnis des Abgases errechnet, wozu man bekannte Verfahren verwendete.(siehe Lamont Eltinge, "Fuel/Air Ratio and Distribution from Exhaust Gas Compositions" SAE Paper 680 114, Jan. 1968; and R.S. Spindt "Air Puel Ratios from Exhaust Gas Analysis" SAE Paper 650 507 Mai 1965). Die breite Streuung zwischen dem höohrfcen und niedrigsten errechneten Luft/Kraftstoffver-

^; hältnie für jede der Untereuohungageaohwindigkeiten, wur-

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de für jeden der Kraftstoffe in der folgenden Tabelle 2 festgehalten. Die Luft/Kraftstoffverhältnisse lagen im Bereich von 13 : 1 bis 15 : 1 bei leerlauf und im Bereich von 14,5 : 1 bis 16,5 : 1 bei 80 km/Std.

	Tabelle 2	0,78 1,33	Basis-Kraftstoff + Dimethyl n-Hexa- decylamin
		1,09 1,32
Breit enstreuung	der Luft/KraftstoffVerhältnisse
Geschwin digkeit	Basis- Basis-Kraft- Kraftstoff stoff + n- Octadecylamin
Leerlauf 80 km/Std.	1,95 1,90

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Amine in wirksamer Weise das Luft/Kraftstoffverteilungsverhältnis verbessern.

Beispiel 2

(Vergleicheuntersuchungen)

Bei Verwendung des Verfahrens von Beispiel 1, wurden die Wirkungen der verschiedenen lang-gerad-kettigen aliphatischen Amine auf das Luft/Kraftstoffverteilungsverhältnis abgeglichen. In jedem Fall wurde das Amin einem Teil des in Beispiel 1 beschriebenen Benzins, in einer Konzentration von 112 g/m⁵ (40 Jtb/1000 barrel), zugegeben. Die Ergebnisse sind der Tabelle 3 zu entnehmen, wobei sie ausgedrückt sind als jtige Verringerung der Breitenstreuung des Luft/KraftstoffVerhältnisses im Vergleich zu den Basis-Kraftstoff.

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Tabelle 3

Verringerung der Luft/Kraftstoffverhältnis Breitenstreuung

Amin	ig Verringerung	i» Verringerung
	bei Leerlauf	bei 80 km/h
DiCOCOS-	0	12
TaIg-	27	20
D ime t hy1-n-hexad e cy 1-	56	27
Dimethyl-n-octadecyl-	18	15
hydriertes Talg	30	25

Dioocosamin ist ein Gemisch von aus Kokosnußöl stammenden sekundären Aminen. Der Hauptbestandteil ist ein sekundäres Amin mit zwei aliphatischen Gruppen von jeweils 12 Kohlenstoffatomen. Talgamin ist ein Gemisch von gesättigten und ungesättigten primären aliphatischen Aminen, vorherrschend C-jg- und Cjg-Aminen. Die Hydrierung des TaIgamins entfernt im wesentlichen die gesamte öngesättigtheit.

Beispiel 3

(Kraftstoffwirtechaftlichkeitsuntersuchungen) Die Wirkung von Talgamin und eines Gemische von hydriertem Talgamin und Dimethyl-n-octadecalamin, wurde in der folgenden Weise hinsichtlich KraftstoffWirtschaftlichkeit, geprüft. Auf dem Markt erhältliche Standardautomobile wurden verwendet, und sie wurden über einen vorgewählten Bewegungsablauf auf einem Kilometer anzeigenden Dynamometer

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bewegt. Dieses Verfahren ist in der U.S.-Patentschrift 3 050 994 beschrieben. Jedes Kraftfahrzeug wurde zuerst mit den in Tabelle 1 beschriebenen Grundkraftstoffen 64 Stunden betrieben und die KraftstoffWirtschaftlichkeit bestimmt. Jeder Wagen lief in der gleichen Folge die gleiche Dauer, unter Verwendung des Basis-Kraftstoffes von Tabelle 1, dem man Talgamin, mit einer Konzentration von 112 g/iir (40 ib/1000 barrel), zugegeben hatte, und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit wurde wiederum beobachtet. Nach 64 Stunden, die einem 3060 km langen Fahren in vorstädtischem Verkehr entsprach, wobei die Spitzengeschwindigkeit 80 km/h, unterbrochen durch Abläufe geringerer Geschwindigkeit und, Leerlauf, erreichte, wurde festgestellt, daß entweder kein unterschied in der KraftstoffWirtschaftlichkeit eintrat, oder daß die Kraftstoffwirtschaftlichkeit schlechter war mit dem Amingemisch als dem Grundkraftstoff. Die Ergebnisse sind der Tabelle 4 zu entnehmen}

Tabelle 4 Kraftst offwirts ohaftlichkeitsbestimmungen

Km/l (Me ilen/Gallone)

Baeis-Kraft Kraftstoff at off + Amin

1968 Chevrolet 7.3 (17.2) 7.0 (16.8)

1969 ford 7.4*17.5) 7.1(17.0) 1968 Plymouth 7.5(17.8) 7.5(17.8)

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unter Verwendung dea gleichen Verfahrens wie vorausgehend beschrieben, ließ man einen gleichen Versuch mit Automobilen ablaufen, wobei man zunächst den Basis-Kraftstoff und danach den Basis-Kraftstoff plus eingemischtem, hydriertem Talgamin im Verhältnis von 14 g/m-* (5 £b/iOOO barrel), plus Dimethyl-n-octadecylamin im Verhältnis von 42 g/nr (15 Üb/1000 barrel), verwendete. Mit diesem Gemisch von Aminen wurde in jedem Fall eine Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit, wie in Tabelle 5 aufgezeigt, erhalten.

Tabelle 5

Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit mit • gemisohten Aminen

Km/l (Me ilen/Gallone)

Basis-Kraft- Kraftstoff stoff + Amine

1970 Chevrolet 6.8 (16.2) 6.95 (16.5)

1969 Chrysler 7.0 (16.7) 7.4 (17.6)

1969 Ford 5.9 (13.95) 6.0 (14.3)

1969 Mercury 6.3 (15.0) 6.8 (16.1)

1969 Pontiac 6.35 (15.1) 6.6 (15.9)

Beispiel 4

(Additiv-Konzentrate)

Ein zur Verwendung in dieser Erfindung vorgesehenes Additivkonzentrat wurde in der Weise hergestellt, daß man 5 Gew.teile hydriertes Talgamin und 15 Gew.teile dimethyl-

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hydriertes Talgamin in 80 Gew.teilen Lösungsmittel löst, das aus zwei Vol. gemischten, im Handel erhältlichen Xylolen und einem Vol. wasserfreien Isopropylalkohol bestand .

Dimethylhydriertes Talgamin ist ein im Handel erhältliches, gemischtes Amin, das ungefähr 60 Gew.# Dimethyln-octadecylamin, ungefähr 30 Gew.^ Dimethyl-n-hexadecylamin und ungefähr 10 Gew.# weitere, eng verwandte, Amine enthält.

Beispiel 5
(Add it ivkonzentrat)

Zu 100 Gewichtsteilen des Konzentrats von Beispiel 4, wurden als Kristallisationsinhibitor ungefähr 0,5 Teile eines 50 Gew.^igen Konzentrats in Mineralschmieröl zugegeben, wobei das Kondensat aus chloriertem Paraffinwachs und Naphtalin bestand, und z.B. das im Handel erhältliche, als Paraflow 149 bekannte Produkt war.

Beispiel 6

Wie bereits festgestellt, können Änderungen des Luft/ Kraftstoff Verhältnisses in den jeweiligen Zylindern einer Mehrzylindermaschine duroh Zeitablauf eintreten. Solche Änderungen bewirken, daß die Maschine sich so häuf ig wie einmal pro Sekunde beschleunigt und abfällt, selbst wenn man versucht, das Fahrzeug unter stetigen Äaßgeschwin-109840/1241 -20-

digkeitsbedingungen mit einer featen Gaseinsteilung zu halten. Wenn die änderung des Luft/KraftstoffVerhältnisses durch Zeitablauf ausreichend schwer wird, hat der Fahrer das Gefühl, daß sein Wagen gegen Windstöße ankämpft. Die vorliegende Erfindung verringert dieses Auftreten und bringt eine wesentliche Verbesserung der Stetigkeit bei festgelegten Geschwindigkeitsbedingungen, wie ψ dies durch die folgenden Versuche erläutert wird.

Ein Pontiac 1969-Automöbil mit einem Hubraum von 6,5 1 und automatischem Getriebe, wurde im Hin- und Herweg über eine Autobahnstrecke mit 80 km/h bewegt. Ein elektronischer Tachometer mißt die Drehzahl der Maschine während dem Laufen, und mittels einer geeigneten elektronischen Schaltung wird die erste Ableitung dieses Signals gebildet. Der aufgezeichnete Ausgang ist somit die Ableitung der Drehzahl nach der Zeit, d.h. d (Upm)/dt, wobei dies ™ eine unmittelbare Messung der Maschinenbeschleunigung darstellt.

Das Fahrzeug wurde zuerst mit dem 100 Oktanbasiskraftstoff, der in Tabelle 1 beschrieben ist, betrieben. Der Wagen wurde dann über die gleiche Strecke mit dem gleichen Basiskraftstoff betrieben, wobei man jedoch hydriertes Talgaain im Verhältnis von 28 g/m' (10 fb/iOOO barrel) Benzin, plus Dimethyl-n-ootadeeylamin im Verhältnis von 84 g/m⁵ (30 2b/i000 barrel) Benzin eingemischt hatte. 109S40/1241 -21-

Ea wurde festgestellt, daß die Änderungen der Maschinenbeschleunigung um einen Faktor von 3 verringert wurden, wenn man den Baaiskraftstoff mit den gemiachten Aminen im Vergleich zu dem Basiakraftstoff allein, verwendete. Diese Verringerung in der Beschleunigung und Verlangaamung der Maachine, steht unmitterbar im Verhältnis zur Verringerung des Variationsgrades des Luft/Kraftatoffverhältniaaes im Hinblick auf die Zeit.

Ea ist festzuhalten, daß während sowohl die primären aliphatischen Amine, als auch die tertiären aliphatischen Amine, Luft/Kraftstoffverteilungaverhältnisae in annehmbaren Grenzen achaffen, nur die Verwendung einea tertiären Amins zusammen mit dem primären Amin einen zusätzlichen Vorteil im Hinblick auf die Kraftstoffwirtschaftlichkeit liefert. Darüberhinaua dient das tertiäre aliphatisehe Amin der Verbesserung der Löslichkeit des aliphatischen primären Amine und macht so die wirtschaftliche Herstellung eines Additivkonzentrats für das Mischen von Benzinzubereitungen im technischen Umfang möglich.

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Claims (14)

1. Patentansprüche :

   (\m Kohlenwasserstoffzubereitung, gekennzeichnet durch einen größeren Anteil flüchtiger Kohlenwasserstoffe und einen geringeren Anteil eines tertiären aliphatischen Amins mit einer langen geraden Kette von 12 bis 20 Kohlenstoffatomen und zwei kurz-kettigen Alkylgruppen von 1 bis "3 Kohlenstoffatomen.
2. 2. Zubereitung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen größeren Anteil Benzin, dem von ungefähr 14 g bis ungefähr 224 g/m^ (5-80 fb/iOOO barrel) Benzin ₉ tertiäres aliphatischen Amin augesetzt ist.
3. 3.. Zubereitung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Amin eine lange gerade Kette von 16 bis 18 Kohlenstoffatomen hat.
4. 4· Zubereitung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Amin vorherrschend Dimethyl n-octadecylamin ist.
5. 5. Zubereitung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das tertiäre Amin, dimethylhydriertea Talgamin ist.
6. 6. Zubereit ling gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß sie einen größeren Anteil

   -23·= 109840/1241

   Benzin enthält, dem 14 g bis ungefähr 224 g/m⁵ (5-80 tb/ 1000 barrel) Benzin, ein Gemisch von aliphatischen Aminen einverleibt ist, wobei eines der Amine ein primäres aliphatisches Amin mit einer langen geraden Kette mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen und das zweite Amin, das tertiäre Amin ist.
7. 7. Zubereitung gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß das tertiäre Amin wenigstens 25 Gew.^ des Gemische bildet.
8. 8. Zubereitung gemäß Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des tertiären Amins das ungefähr 1 bis ^f ache der Menge des primären Amins ausmacht.
9. 9. Zubereitung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Aminkonzentration von 28 bis

   112 g/m⁵ (10 - 40 <b/i000 barrel) Benzin, beträgt.
10. 10. Zubereitung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die lange gerade Kette in jedem der Amine vorherrschend 16 bis 18 Kohlenstoff atome lang ist.
11. 11«, Zubereitung gemäß der Ansprüche 6 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Amin hydriertes Talgamin ist.
12. 12. Zubereitung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11 da-109840/1241 ~²⁴~

    durch gekennzeichnet, daß sie ungefähr 5 bis 10 Gew.^ primäres aliphatisch.es Amin, ungefähr 10 bis 50 Gew.# tertiäres aliphatisches Amin und 60 bis 85 Gew.# lösungsmittel enthält, wobei das Lösungsmittel ein Gemisch eines flüssigen aromatischen Kohlenwasserstoffs und eines polaren Lösungsmittels aufweist.
13. 13. Zubereitung gemäß Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß ihr von ungefähr 0,1 bis ungefähr 2 Gew.56 Kristallisationsinhibitor, der einen wachsalkylierten aromatischen Kohlenwasserstoff enthält, zugegeben wurde.
14. 14. ¥erfahrensTerbesserung der Arbeitsweise des Verbrennungsmotors, dadurch, gekennzeichnet, daß man den Motor mit der Zubereitung gemxB einem der Ansprüche 1 bis 11, laufen läßt.

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