Produit combustible pour moteur à combustion interne et procédé pour sa préparation. Cette invention comprend un produit com bustible pour moteur â combustion interne et un procédé pour sa préparation.
La tendance actuelle est de produire de la gazoline de qualité inférieure, de façon à obtenir une production suffisante, étant don née la consommation croissante de combus tible pour moteurs, et de diminuer la com pression des moteurs pour que ceux-ci ne cognent pas par suite de l'emploi de com bustibles de qualité inférieure. Comme la réduction de la compression d'un moteur diminue le rendement de celui-ci, il est néces saire d'avoir une production de combustible encore plus grande pour parer. à l'augmen tation de consommation de combustible né cessitée par des moteurs de plus grandes dimensions et de rendement moindre.
La présente invention a principalement pour but de surmonter ces difficultés et de permettre l'emploi de combustibles pour mo teurs de qualité supérieure ou inférieure, avec un meilleur rendement, et de réduire la quantité de combustible employée. Le produit combustible suivant l'invention est remarquable en ce qu'il est formé d'un combustible additionné d'un composé d'un élément susceptible d'être à, l'état métallique, composé tel qu'il sera au moins partiellëment volatilisé dans le cylindre du moteur, et capable d'élever le degré de la compression à laquelle le combustible peut être utilisé dans le moteur sans que ce dernier cogne.
Pour simplifier, ce composé sera appelé dans la suite simplement .,composé métal lique", étant entendu toutefois que l'expres sion "élément susceptible d'être à l'état mé tallique" doit englober non seulement des métaux, comme du plomb par exemple, mais aussi certains métalloïdes, comme l'arsenic par exemple, qui sont capables d'être mis dans un état où ils ont les propriétés des métaux.
En utilisant, par exemple, comme com bustible, de la gazoline ordinaire combinée avec un composé métallique de ce genre dans un moteur, on peut augmenter le rendement du moteur de telle façon que le moteur peut rivaliser avec les moteurs Diesel au point de vue de l'économie de combustible et du prix de fonctionnement, ce qui permet d'uti liser les moteurs à gazoline dans tout le large champ d'emplois dans lesquels jusqu'à présent les moteurs du type Diesel dominaient.
De préférence, le combustible renferme le composé métallique à l'état dissous.
Le procédé pour préparer le produit com bustible suivant l'invention présente la parti cularité qu'on incorpore dans un combustible un composé du genre ci-dessus spécifié.
LTne caractéristique du pétrole, de la gazoline et des hydrocarbures plus lourds réside en ce que le moteur se met à chauffer rapidement lorsqu'un mélange contenant l'un de ces combustibles est brfilé sous une pres sion relativement grande, et par suite le moteur cogne, le rendement du moteur diminue et si la pression est très haute, les organes de la machine sont endommagés. La plus haute compression sous laquelle un mélange combustible peut être brûlé dans un cylindre sans que le moteur cogne varie suivant le combustible.
Cette pression sera appelée par la suite ,,pression de compression critique-, le mélange explosif étant établi seulement avec le produit combustible et de l'air, et de telle façon qu'il n'y ait excès ni de l'un, ni de l'autre.
La pression moyenne de compression cri tique est pour le pétrole d'environ 3,5 kg par crrr , pour la gazoline ordinaire de 5,25 kg par cm 2, et pour les meilleures qualités de gazoline de 8,75 kg par cm=. Ces dernières qualités de gazoline ne sont produites qu'en quantités limitées et ne peuvent pas être d-un emploi universel. Les combustibles ordi naires tels que le pétrole et la gazoline dont les pressions de compression critique sont au-dessous de 5,25 kg par cm=, sont d'un usage courant et servent pour le fonctionne ment des moteurs à combustion interne polir groupes électrogènes domestiques, camions, tracteurs et automobiles.
Or, il a été trouvé que la pression de compression critique d'un combustible du type ci-dessus est augmentée en incorporant à celui-ci, l'un quelconque d'un grand nombre de composés métalliques.
11 titre d'exemple, on peut employer un combustible composé de ''-i :'o de plomb tétra- éthylé et de 99 3;
r /" de gazoline ayant une pression normale de compression critique d'environ<B>5,25</B> kg par cm=. Le plomb tétra- éthylé se dissout dans la gazoline en formant un combustible ayant une pression de com pression critique d'environ 11,2 kg par crrr=. La présence du composé de plomb transforme la gazoline de combustible à basse compres sion eu un combustible de plus haute com pression, c'est-à-dire, élève sa .,pression de compression critique-.
Cette gazoline peut être employée dans un moteur dont la com pression critique est d'environ 11.2 kg par cm 2 avec une consommation de combustible plus petite pour effectuer un travail donné que celle qui est nécessaire pour un moteur dont la pression (le compression est d'environ 5,25 kg par cm= avec de la gazoline non traitée.
Des expériences faites avec des auto mobiles ont prouvé que si la compression du moteur est élevée jusqu'à 11,\3 kg par cm2, en utilisant un agent combustible suivant l'invention, la démultiplication entre le mo teur et Fessieu arrière étant réduite, le kilo métrage obtenu avec un litre de gazoline est sensiblement double de celui qui est obtenu en faisant fonctionner le moteur avec une compression de 5,25 kg par cm2, en utilisant titi combustible ordinaire ou à basse com pression.
Ceci permettant d'employer pour une puissance égale un moteur de dimensions inférieures, il en résulte que les dimensions et le poids des roues, des essieux et des autres organes des automobiles peuvent être diminués de façon importante, ce qui diminue encore la puissance nécessaire du moteur.
Pour quelques usages commerciaux il sera probablement suffisant d'incorporer une partie de plomb tétraéthylé dans deux mille parties de gazoline. Ce mélange petit être utilisé pour un moteur de camion pour empêcher le moteur de cogner ainsi que cela se pro duit généralement en montant les côtes à faible vitesse, le papillon de carburateur étant complètement ouvert. L'élévation de la pres sion critique de compression, de 8,75 kg à, 11,2 kg ou plus pour la gazoline de moteur d'aviation rie nécessite qu'une proportion re lativement petite de composé de plomb.
Le mélange combustible peut aussi varier par l'emploi d'autres combustibles comme constituant principal du combustible à haute compression et par l'emploi d'autres com posés métalliques permettant d'élever la pres sion de compression critique. Comme eom-, bustible, on peut utiliser, par, exemple, de la gazoline et autres combustibles contenant des hydrocarbures de la série paraffine, qui peu vent être dérivés de l'asphalte, du naphte ou de la paraffine brute.
D'autres composés de plomb qui ont été employés avec succès sont, outre le plomb tétraéthylé, les composés du phénol et d'autres composés de la série du méthane. Ils com prennent les composés comprenant les radicaux éthyle, isopropyle et méthyle.
D'autres composés métalliques peuvent être aussi employés dans le même but. Ceux-ci comprennent les composés de sélénium, tellure, étain, arsenic et antimoine. Les com posés métalliques comprenant les radicaux phényle et de la série méthyle, éthyle etc. ont été employés avec succès chaque fois qu'on peut obtenir des composés stables. Les composés méthylés ont généralement une puissance plus grande pour empêcher les moteurs de cogner que les composés phénylés.
La dissolution d'une telle substance dans un combustible hydrocarburé s'est révélée comme étant la méthode la plus satisfaisante pour, changer la pression de compression critique du combustible et pour cette raison les composés organiques sont d'un emploi plus grand que les autres composés pour le but envisagé, mais cependant, l'invention n'est pas limitée à l'emploi de composés organiques ni à l'emploi de composés solubles dans le combustible.
La valeur des composés métalliques en ce qui concerne le changement de pression de compression critique d'un combustible, dépend principalement du métal employé et pour les différents composés d'un métal, varie suivant la quantité de métal existant dans une molécule du composé; elle varie aussi dans de très larges limites suivant la vola tilité du composé dans une chambre de com bustion. Si un composé est volatilisé seule ment partiellement dans une chambre de combustion, sa valeur en ce qui concerne sa propriété d'empêcher le moteur de cogner dépend très largement de sa volatilité.
Si on emploie des composés qui sont volatilisés complètement dans une chambre de com bustion, la valeur d'un composé, en ce qui concerne la même propriété, varie avec la quantité de métal contenue dans la chambre de.combustion et avec la nature du métal.
Si le métal est lié à un radical de telle sorte que le composé résultant est soluble dans l'essence, on obtient la valeur maximum de la propriété que possède le composé d'em pêcher le moteur de cogner. A mesure que le composé s'écarte de ces conditions, soit par la nature du radical employé, soit par le nombre des radicaux d'une certaine nature dans ce composé, la propriété d'empêcher<B>le</B> moteur de cogner est généralement réduite. Comme exemple, si on substitue dans la formule du plomb tétraéthylé un radical OH à un radical éthyle, le composé résultant (hydrate de plombotriéthyle) est moins volatil et moins soluble dans le combustible que le plomb tétraétby lé.
L'hydrate de plombotri- éthyle est presque aussi puissant que le plomb tétraéthylé pour empêcher un moteur de cogner. La valeur du composé métallique pour empêcher un moteur de cogner semble aussi être fonction de la position du métal dans la classification du système périodique. Pour mieux faire comprendre cette fonction, si on prend les composés éthylés des métaux de la colonne de droite des quatrième, cinquième et sixième groupes, on obtiendra toujours des composés éthylés stables.
Comme le composé éthylé de l'antimoine est instable dans l'air à la température ordinaire, on emploie le composé phénylé d'antimoine. La valeur de ces composés pour empêcher un moteur de cogner augmente dans le groupe 4 dans l'ordre étain, plomb: dans le groupe 5 dans l'ordre arsénie, antimoine. L'augmentation de valeur est dans le même sens que l'augmen tation des poids atomiques des métaux dans chaque groupe, l'augmentation étant beau coup plus grande en arrivant vers les élé ments les plus lourds de chaque groupe.
Si par exemple, on prend le groupe 4, la pro portion clé 1 % en volume des composés éthy lés des métaux dans la gazoline ou le pétrole, donne les augmentations suivantes de pression de compression critique: étain 1 kg, plomb 23,8 kg.
L'invention n'est pas limitée uniquement aux composés de certains métaux comprenant les radicaux: phényle ou de la série méthyle, éthyle etc. pour augmenter la pression de compression critique du pétrole ou de la gazoline, ni à des composés de ces métaux et les composés métalliques peuvent être employés avec les hydrocarbures les plus lourds.