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Die Erfindung bezieht sich auf Motorbrennstoffe wie beispielsweise Gasolin, sowie auf ein Ver- fahren zur Erhöhung des Verdichtungsdn'ckes bei der Verbrennung dieser Brennstoffe im Motor. Das gegenwärtige Bestreben geht dahin, minderwertiges Gasolin herzustellen, um genügende Mengen für den steigenden Bedarf an Motorbrennstoffen zu gewinnen. Entsprechend strebt man an, die Kompression der Motoren zu verringern, damit diese minderwertigen Brennstoffe ohne Stossen oder Klopfen benutzt werden können. Da die Verringerung des Verdichtungsdruckes den Wirkungsgrad des Motors mindert, so sind grössere Brennstoffmengen erforderlich, um den Brennstoffbedarf der grösseren und minder wirksamen Motoren zu decken.
Der Hauptzweck der Erfindung liegt darin, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und ein Verfahren zu schaffen, um minderwertigere oder hochwertiger Brennstoffe wirksamer auszunutzen und so den Brennstoffverbrauch zu verringern.
Durch Verwendung eines Motors mit hoher Verdichtung und eines Brennstoffes wie Gasolin bzw.
Benzin, der zur Verhütung des Klopfens besonders behandelt ist, wird der Wirkungsgrad des Gasolinmotors derart gesteigert, dass der Gasolinmotor hinsichtlich Brennstoffverbrauch und Betriebskosten mit dem Dieselmotor in Wettbewerb treten kann. Dies wird erreicht indem man dem Brennstoff eine Metallverbindung oder eine Verbindung eines der Elemente : Selen, Tellur, Arsen, Antimon zusetzt, welche Verbindung unter den vorliegenden Arbeitsbedingungen genügend flüchtig ist und das Klopfen des Motors verhindert.
Wenn Gasolin oder andere schwerere Kohlenwasserstoffe enthaltende Brennstoffmischung in einem Motor unter relativ hohem Drucke verbrannt werden, so entstehen Stösse, wobei der Wirkungsgrad zurückgeht und auch Motorteile beschädigt werden können. Der höchste Druck, bei dem solche Gemische im Zylinder stossfrei verbrannt werden können, schwankt mit den verschiedenen Brennstoffen und in gewissem Masse mit der Temperatur, Lage der Zündkerzen und sonstigen Verhältnissen im Motor.
Dieser zulässige Verdichtungsdruck beträgt bei den handelsüblichen Arten von Gasolin etwa 5 Atm. und bei bestem Gasolin etwa 9 Aim. Dieses letztere Gasolin wird nur in begrenzten Mengen hergestellt und ist nicht allgemein verfügbar. Die üblichen Brennstoffe mit Verdichtungsdmcken unter 5 Atm. werden allgemein benutzt t nd Motoren für Hausbeleuchtungsanlagen, Kraftwagen usw. sind darauf eingerichtet.
Es hat sich nun gezeigt, dass der zulässige Verdichtungsdruck eines Brennstoffes der erwähnten Art erhöht werden kann, wenn man ihm eine der oben genannten Verbindungen einverleibt.
Beispielsweise kann ein Brennstoff benutzt werden, der aus Y4 Vol. Tetraäthylblei und 99% Vol.
Gasolin von einem normalen Verdichtungsdruek von etwa 5 Atm. besteht. Das Tetraäthylblei löst sich in dem Gasolin und es ergibt sich ein Brennstoff mit einem zulässigen Verdichtungsdruck von etwa 11 Atm. Die Bleiverbindung wandelt das Gasolin von einem Brennstoff für niedrigere Verdichtung in einem solchen für hohe Verdichtung um, steigert also den zulässigen Verdichtungsdruek. Dieses Gasolin kann in einem Motor mit einem Verdichtungsdruck von etwa 11 Atm. mit geringerem Brennstoffverbrauch zur Erzielung der gleichen Leistung benutzt werden, die nötig ist, um einen Motor mit einem Verdichtungsdruck von 5 Atm. mit unbehandeltem Gasolin zu treiben.
Versuche mit Kraftwagen haben gezeigt, dass, wenn die Kompression auf 11 Atm. gesteigert und ein so behandelter Brennstoff für den Motor bem. tzt, sowie das Ge'iiebeverhältnis zwischen Motor und Treibachse verringert wird, die zurück-
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gelegte Strecke gegenüber dem Betriebe mit 5 Atm. Verdichtung beim unbehandelten Brennstoff bei dergleichenBrennstoffmengesichverdoppelt.
Für manche Zwecke wird es wahrscheinlich ; genügen, nur einen Teil Tetraäthylblei auf 2000 Teile
Gasolin zu verwenden. Diese Mischung kann insbesondere für Frachtwagen benutzt werden, um das sonst eintretende heftige Stossen bei langsamer Fahrt'auf Steigung mit offener Drossel hintanzuhalten.
Relativ geringe Prozentsätze der Bleiverbindung sind nötig, um den zulässigen Verdichtungsdruck von
Flieger-Gasolin"von 9 Atm. auf 11 Atm. oder mehr zu erhöhen.
Man kann auch andere Brennstoffe als Gasolin und andere Metallverbindungen als Zusatz verwenden.
Statt obiger Bleiverbindung und sonstigen Alkyl-wie auch Arylverbindungen können auch andere Metallverbindungen benutzt werden, um das Stossen im Motor zu beseitigen. Dazu gehören auch
Verbindungen von Selen, Tellur, Zinn, Arsen und Antimon. Die Phenyl-und Alkylverbindungen dieser
Metalle wurden erfolgreich benutzt, soweit stabile Verbindungen erzielbar sind. Die metallischen Alkyl-
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Phenylverbindungen.
Das Auflösen eines Stossunterdrückungsstoffes in einem Motorbrennstoff hat sich als das befriedigendste Verfahren gezeigt, um den Verdichtungsdruck des Brennstoffes zu verändern, und aus diesem Grunde wurden die organischen Verbindungen für die Stossunterdrückung verwendet, die Erfindung ist aber weder hierauf, noch auf öllösliche Verbindungen beschränkt.
Der Wert metallischer Verbindungen hinsichtlich Änderung des Verdichtungsdruckes eines Brennstoffs hängt hauptsächlich von dem verwendeten Metall ab und schwankt zwischen den verschiedenen Verbindungen eines Metalls je nach der Menge des in Molekül der Verbindung vorhandenen Metalls und in weiten Grenzen, je nach der Flüchtigkeit der Verbindung in einer Verbrennungskammer. Wenn eine Verbindung sich nur teilweise in einer Verbrenm ngskammer verflüchtigt, so hängt ihr Wert als Stoss- unterdrücker erheblich von ihrer Flüchtigkeit ab. Bei Verwendung von Verbindungen, die in einer Verbrennungskammer sich vollständig verflüchtigen, schwankt der Wert der Verbindung als Stossunter- drücker mit dem Metallgehalt in der Verbrennungskammer und mit dem Metall.
Wird dem Metall in der Verbindung ein Radikal derart angefügt, dass die resultierende Verbindung ölloslich und flüchtig ist, so wird ein Höchstwert an Siossverhindernng erzielt. Weicht die Verbindung
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bindung ab, so wird der Stossverhinderungswert im allgemeinen verringert. Beispiele solcher Verbindungen, 'bei denen der Stossunterdrüekungswert ein Minimum erreicht, sind Bleioleat und Bleiazetat. Wenn in der Formel für Tetraäthylblei ein OH-Radikal für ein Äthylradikal substituiert wird, so ist die resultierende Verbindung (Triäthylbleihydroxyd) weniger flüchtig und weniger löslich im Brennstoff
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drücker als das Tetraäthylblei.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erhöhung des zulässigen Verdichtungsdruckes von Motorbrennstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung in Gegenwart einer Metallverbindung oder einer Verbindung eines der Elemente : Selen, Tellur, Arsen, Antimon erfolgt, welche Verbindung unter den vorliegenden Arbeits- bedingungen genügend flüchtig ist und das Klopfen des Motors verhindert.