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Combustible pour moteurs à explosions et son procédé de fabrication
La présente invention est relative aux hydrocarbures liquides communément utilisés oomme combustibles dans les moteursà combustion interne du type à explosions,, en particulier dans lesmoteurs d'automobileset dans les moteurs analogues servant à d'autres usages.
Le but de l'invention est de produire un combustible liquide qui ait des caractéristiques de vaporisation convenables et qui puisse être utilisé
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dans des moteurs à haute compression du type mentionné ci-dessus, tout en réduisant la tendance, pendant la combustion, à un allumage prématuré et à des déflagrations ou cogne mont s.
Divers chercheurs dans la technique des hydrocarbures combustibles pour moteurs à explosions ont remarque que lorsqu'on additionne de l'aniline à un combustible commercial, tel que l'essence, avec un agent de mélange tel que le butanol, elle a pour effet de réduire les déflagrations, mais que son utilisation dans l'essence et les combustibles analogues est ac- compagnée de divers inconvénients que l'on a pensé être pratiquement impossibles à supprimer.
L'un de ces inoonvénients c'est que lorsque de l'aniline est mélangée à de l'essence ou à un combustible hydrocarburé analogue, l'aniline se sépare par cris- tallisation et se trouve séparée de l'essence à des températures d'environ 12 C au-dessous de zéro. Diverses tentatives ont été faites pour empêcher cette cristal- lisation de l'aniline aux basses températures et cer- taines ont été plus ou moins couronnées de succès en utilisant comme ingrédient additionnel certain fluide ou liquide plus expansif de sorte que l'homogénéité du combustible est augmentée, même à dos températures tout-à-fait basses.
Ces considérations deviennent de grande importance lorsque l'essence est utilisée dans des aéroplanes qui atteignent souvent, même en été, de hautes altitudes où la température peut tomber entre 30 et 45 0 en dessous de zéro. Une grande proportion de benzol est
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habituellement incorporée à l'essence lorsque le combustible doit être utilisé à d'aussi basses tem- pératures pour produire les caractéristiques anti-
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cognantes né oessaires.
En considérant les résultats des recherches des chercheurs antérieurs relatives à ces directives, on constate que les résultats et la perfection des hydrocarbures liquides utilisables comme combustibles pour moteursà combustion interne obtenus par la combinaison d'ingrédients de la présenta invention n'avaient pas encore été obtenus.
Conformément à l'invention, on a cherché obtenir deux résultats très importants au cours des recherches faites suivant ces directives.
-Le premier est de produire un mélange de combustible hydrocarbure et d'aniline tel qu'il ne soit pas séparé de cristaux du combustible même lorsque la température baisse à 40 0 au-dessous de zéro,
Ce ré sa. liât est obtenu principalement en additionnant à un mélange d'aniline, de butanol et d'un hydrocarbure combustibletel qu'essence, une petite proportion (habituellement moins de 1 %) d'alcool éthylique à faible teneur humide.
Le second résultat que l'on a cherché à obtenir et qu'on a obtenu conformément à l'invention est de retenir l'aniline et l'alcool ensemble en solution dans l'essence, de manière que celle-ci ne soit pas affectée par la présence d'eau qui peut être ensuite mélangée à l'essence par suite de condensa- tion et de l'atmosphère humide ou d'autres sources
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d'humidité.
Ce dernier résultat est obtenu du fait que l'introduction d'une petite quantité d'alcool éthylique combine l'aniline et le butanol de sorte que ces derniers ingrédients ne sont pas affectés par l'addition subséquente d'humidité et l'aniline est en conséquence empêchée d'être cristallisée même à des températures telles que 40 0 au.dessous de zéro. Un autre avantage de l'emploi d'alcool éthylique pour cet usage c'est que l'alcool aide lui-même à réduire la tendance à l'allumage préma- turé ou cognement.
Ordinairement, il est désirable d'utiliser
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e 1% 3 % d'aniline avso 0,1 8 1 de butanol dans de l'essence utilisée oomme combustible à moteur. La quantité d'alcool éthylique nécessaire pour faire rester l'aniline en solution doit être de l'ordre de 0,2 % à 0,3 % jusqu'à 3 % ou légère- ment plus, suivant la quantité d'aniline introduite et les points inférieurs de température auxquels le combustible peut être soumis.
Il est évident que plus la compression est forte pendant la course de compression d'un moteur automobile, plus la quantité d'aniline nécessaire pour supprimer la déflagration ou le oognement est grande.
D'autres avantages résultant de l'utilisation des mélanges perfectionnés de l'invention comme oombustibles pour moteurs à combustion interne décou- lent du fait que les températures de combustion sont réduites à un point inférieur à celui pouvant être ob- @
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tenu par les combustibles plus communs et quelque peu inférieurs utilisés d'une façon générale*
Au cours de l'utilisation de nombreux combustibles commerciaux dans des moteurs d'aéro- @ planes, on a constaté que ces combustibles chauffent les parois des cylindres,
les pistons et les soupapes dans une mesure telle qu'ils ne peuvent être mis en service que pendant un laps de temps court sans perte de puissance importante et sans endommagement subséquent du moteur. Or, on a constaté que l'utili- sation du combustible conforme à l'invention réduit les températures de façon très notable et jusqu'à un point où elles ne sont pas nuisibles aux pièces de travail d'un moteur à combustion interne. Fréquem- ment, les effets de déflagrations dans un moteur sont indiqués, lorsqu'elles se produisent, par les hautes températures qu'atteignent les oulasses des cylindres.
On a constaté que pendant que des moteurs d'aéronefs fonctionnent avec le papillon largement ouvert, certains combustibles causent une élévation marquée des tempé- ratures des oulasses de leurs cylindres, ce qui cause des dommages considérables aux soupapes et aux sièges de soupapes et dans certains cas des manques d'étan- chéité des têtes de piston.
Une nouvelle échelle de proportions anti- oognement récemment adoptée par les ingénieurs de l'automobile est basée sur une comparaison de tout combustible particulier avec un mélange d'iso- ootane dans de l'heptane normal, le résultat étant qu'une certaine proportion d'iso-octans peut être
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introduite dans l'heptane pour produire la même quantité de déflagration sous des conditions analogues que celle qui est produite par le combustible compare à ce mélange. En d'autres termes, la proportion d'iso-octane utilisée dans un mélange avec de l'heptane indique la proportion anti-cogenement.
Etant donné que de l'heptane normal est considérablement plus mauvais au point de vue oognement que les combustibles ordinaires modernes et que, par ailleurs, l'iso-cotane est meilleur que tout combustible connu, ces produits sont pris comme valeurs zéro et 100 %, On pout ainsi faire des mélanges de ces produits qui correspondent à tous les combustibles communément utilisés actuelle- ment. L'essence à automobile actuelle est comprise entre un nombre d'octane 50 pour les qualités très inférieures, à 64 pour une qualité moyenne. Dans les aéronefs, les meilleurs résultats sont obtenus avec des-combustibles ayant des nombres d'octane approchant de 100.
Dansle cas de mélanges d'aniline tels que ceux décrits oi-dessus, on obtient nombre d'avantages du fait qu'on utilise une huile neutre ne contenant pas d'élément métallique et qui peut en conséquence être additionnée en quantités suffisantes sans endom- mager le moteur et sans former de dépôts écailleux sur les soupapes d'échappement et autres pièces, comme ceux qui peuvent résulter de l'utilisation de fluides contenant des élémentsmétalliques. Elle .est également pratiquement non-toxique et ne nécessite @
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pas de précautions spéciales pour empêcher que les mécaniciens soient sérieusement incommodés. Les mé- langes peuvent être utilisés aux hautes altitudes où les températures atmosphériques tombent à des points bas.
De plus, on a constaté que l'emploi de mélanges d'aniline, tels que ceux indiqués au sujet des combustibles de la présente invention, donne une valeur anti-oognement de nombres d'octane d'environ 3,5 pour chaque pour cent du mélange d'aniline addi- tionné au combustible et que le nombre d'octane peut être élevé à 100 ou plus. Il est ainsi évident que la valeur ant i-oognement d'un combustible peut être réglée de façon très préoise et que l'action chauffante sur les pièces d'un moteur à combustion interne peut être réduite au point désiré pour donner la meilleure efficacité sous toute condition pouvant se présenter à un moteur d'aéronef ou d'automobile.
Certains combustibles hydrocarbures qui travail- lent bien aux basses températures de combustion ne travaillent pas aux hautes températures en raison de l'effet chauffant produit et, d'autre part, des oombus- tibles qui travaillent aux hautes températures, comme dans les moteurs d'aéroplanes, ne travaillent pas bien aux températures de combustion plus basses, telles que celles des moteurs d'automobiles. Des combustibles préparés conformément à l'invention peuvent être établis pour travailler bien soit aux hautes, soit aux basses températures de combustion, suivant la quantité d'aniline et d'autres ingrédients additionnés.
En d'au- tres termes, l'addition d'aniline, avec les autres
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ingrédients indiqués, a pour résultat de supprimer les effets des mauvais constituants d'essence pauvre, tels que la production anormale de chaleur, de même que le cognement, tandis qu'en même temps l'addition de ces ingrédientsréduit l'effet chauf- fant et élève le nombre d'octane. En fait, ces effets peuvent être réglés et le nombre d'octane désiré peut être produit même dans les qualités de combustibles plus pauvres.
Il est évident pour tout homme du métier que les proportions d'aniline, de butanol et d'alcool éthylique qui sont utilisées dépendent plus ou moins des constituants du combustible utilisé. L'invention n'èst donc pas limitée à des proportions données,bien que pour produire les meilleurs résultats ces proportions doivent être de l'ordre indiqué ci-dessus.
REVENDICATIONS
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1 - Procédé pour rendre incongelablesdes combustibles hydrocarbures pour moteurs à combustion interne, consistant à additionner au combustible hydrocarbure de l'aniline avec un agent de mélange alcoolique et un autre alcool qui empêche la séparation des ingrédients en présence de l'humidité qu'ils contiennent.
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