Dieselkraftstoffmischung
Das Auftreten von Rauch in den Abgasen von Kom- pressionsbrennkraftmotoren (oder Dieselmotoren) ist ein bekanntes Phänomen, das, obwohl an sich harmlos, deswegen Beachtung verdient, da eine zunehmende anderwärtige Luftverunreinigung auftritt. Dies gilt insbesondere für den Abgasrauch, der von modernen, kleinen, mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Automobildieselmotoren ausgestossen wird, Motoren, die im vergangenen Jahrzehnt in zunehmendem Masse mit dem Benzinmotor konkurrierten. Trotz der Aufmerksamkeit. die diesem Problem von Seiten der Motorenhersteller gewidmet worden ist, ist durch die grosse Zahl von Dieselmotoren, die sich derzeit im Strassenverkehr befinden, ein mit dem Dieselmotorauspuffrauch zusammenhängendes Problem entstanden, das die Benützer solcher Motoren und die öffentlichkeit angeht.
Die vorliegende Erfindung hat eine Dieselkraftstoffmischung zum Gegenstand, die eine grössere Menge Kohlenwasserstoff und eine kleinere Menge eines Erdalkalimetallsalzes einer gegebenenfalls aromatisch substituierten o-Alkylalkan-monocarbonsäure enthält.
Es ist bekannt, dass die Menge des in mit Dieselmotoren betriebenen Fahrzeugen entstehenden Abgasrauches durch Verwendung von Antirauch-Zusätzen im Kraftstoff verringert werden kann. So ist beispielsweise in den USA Patentschriften Nr. 3 085 866 und 3 124 433 sowie in der brit. Patentschrift Nr. 888 325 die Verwendung von Erd alkalimetalisulfonaten vorgeschlagen, während in der brit. Patentschrift Nr. 914 777 Kalziumerdölsulfonat erwähnt wird.
Es wurde nun gefunden, dass die Dieselkraftstoffe gemäss der Erfindung den bekannten Kraftstoffen überlegen sind, wie dies weiter unten anhand von Vergleichsdaten gezeigt werden wird.
Erdalkalimetallsalze von Fettsäuren und Naphthensäuren, beispielsweise Kalziumnaphthenate, sind bekannte Antikorrosionszusätze für Dieselkraftstoffe (vgl. belgische Patentschrift Nr. 499 650). Es wurde nun gefunden, dass auch diese Salze rauchvermindernde Eigenschaften zeigen. Sie sind jedoch wegen der Nebenwirkungen, wie Wasserretention, Filterverstopfung und Einspritzdüsenverschmutzung für die Zwecke der vorliegen den Erfindung nicht geeignet. Diese Nebenwirkungen werden bei den erfindungsgemäss vorgesehenen Erdalkalimetallsalzen nicht festgestellt.
Im Rahmen der Erfindung sind unter Kohlenwasserstoffen zur Verwendung als Kraftstoff in Dieselmotoren solche Kohlenwasserstoffe und Mischungen von Kohlenwasserstoffen zu verstehen, die als Kraftstoffe für Dieselmotoren in der Technik bekannt sind. Beispiele hierfür sind Kerosin, Gasöl und die schweren Kraftstoffe, wie sie in grösseren Dieselmotoren, wie Schiffsdieselmaschinen, verwendet werden.
Die Säuren können die Strukturformel
EMI1.1
haben, worin R1 ein Kohlenwasserstoffradikal bedeutet, das aromatische Substituenten enthalten kann und 1 bis 30 Kohlenstoffatome aufweist. R. ein Kohlenwasserstoffradikal, das aromatische Substituenten tragen kann und 1 bis 15 Kohlenstoffatome aufweist und R3 ein Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoffradikal, das aromatische Substituenten aufweisen kann und 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, bedeuten. Die Substituenten können beispielsweise auch Äthergruppen, Hydroxylgruppen und Halogenatome sein.
Die Erdalkalisalze dieser Säuren sind neue Verbindungen, die unter Anwendung beliebiger geeigneter Methoden hergestellt werden können.
Unter Erdalkalimetallen sind die Metalle Magnesium, Kalzium, Barium und Strontium zu verstehen.
Bevorzugte Kraftstoffe sind solche, die Erdalkalisalze von Säuren obiger Strukturformel enthalten, worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, R. eine Alkylgruppe mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten. Die Alkylgruppen R1, R2 und R können aromatische Gruppen als Substituenten tragen.
Besonders bevorzugte Kraftstoffe sind solche, die Erdalkalimetallsalze von Säuren der obigen Strukturformel enthalten, worin jeder der Reste R2 und R3 eine Methylgruppe symbolisieren.
Salze von Säuren mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen im Molekül führen oft zu Gelen, wenn sie in Dieselkraftstoffen aufgelöst werden. Dieser Gelbildung kann leicht vorgebeugt werden, indem Stabilisierungsmittel, wie Äthylenglykol-monoäthyläther, zugesetzt werden, wobei üblicherweise 1 Gew.-% oder weniger, berechnet auf das Erdalkalisalz ausreichend ist, um die Lösung des Salzes im Dieselkraftstoff zu stabilisieren.
Salze von Säuren mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen im Molekül sind in Dieselkraftstoffen schwer löslich und darin in disperser Form vorhanden. Die Konzentrate dieser Salze in einer Trägerflüssigkeit sind Dispersionen, die gewünschtenfalls durch Zugabe eines Dispergiermittels, beispielsweise eines aschefreien Dispergiermittels, wie ein Copolymer mit polaren Gruppen oder einem Alkenylsuccinimid, das einen polare Gruppen enthaltenden Substituenten an das Stickstoffatom des Succinimidrings gebunden enthält, stabilisiert werden. Das Dispergiermittel kann auch ein metallisches Dispergiermittel, ähnlich Kalziumnaphthasulfonat oder Kalziumalkylsalicylat sein.
Kombinationen von aschefreien Dispergiermitteln und metallischen Dispergiermitteln können ebenfalls zur Stabilisierung eines Konzentrates benutzt werden, das ein Salz einer Säure mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen im Molekül enthält. Aus diesen Konzentraten werden im Dieselkraftstoff stabile Dispersionen erhalten.
Der Vorzug wird den Kraftstoffen gegeben, die zur Bildung einer stabilen Lösung der Dispersion keinen Stabilisator der dispergierten Phase benötigen. Diese bevorzugten Kraftstoffe enthalten Erdalkalimetallsalze von Säuren mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt werden Kraftstoffe, die Erdalkalisalze von Säuren mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen enthalten. Besonders bevorzugt sind Kraftstoffe, die Erdalkalimetallsalze von Säuren mit 15 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweisen oder mit anderen Worten, Salze von Säuren, in welchen die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome, die in den Gruppen R1, R: und R3 vorliegen, 14 bis 19 beträgt.
Gemäss der Erfindung eingesetzte Erdalkalimetallsalze können in zweckmässiger Weise erhalten werden wenn als Ausgangsmaterial cc-Alkylalkan-monocarbonsäuren verwendet werden, die aus Olefinen, Kohlenmonoxyd und Wasser hergestellt worden sind. Ein Verfahren zur Herstellung von s-Alkylalkan-monocnrbonsäuren, das im Vergleich mit älteren bekannten Methoden sehr elegant und zweckmässig ist, ist in der brit. Patentschrift Nummer 871 278 beschrieben.
Die Synthese von z-Alkylalkan-monocarbonsäuren aus Olefin, Kohlenmonoxyd und Wasser führt aufgrund der Isomerisierung des anfänglich während der Synthese gebildeten Carboniumions zu einem Gemisch von Säuren, von denen bis zu etwa 90% und oft sogar mehr die Carbonsäuregruppe an ein quatemäres Kohlenstoffatom gebunden enthalten, das zwei Methylgruppen trägt.
Das Erdalkalimetallsalz, das in dem Dieselkraftstoff gemäss der Erfindung vorliegt, kann ein neutrales Salz oder ein basisches Salz sein. Im Rahmen der Erfindung bezieht sich der Ausdruck basisches Salz auf ein Produkt, das mehr als 1 Äquivalent Metall je Molekül Monocarbonsäure enthält, wobei es sich nicht um ein echtes basisches Salz zu handeln braucht. Zur Herstellung von basischen Salzen, die mehr als 1 Äquivalent Metall je Molekül der Monocarbonsäure enthalten, sind verschiedene Methoden bekannt. Als Beispiele können die brit.
Patentschriften Nrn. 786 167, 790471 u. 790473 genannt werden, in welchen basische Salze beschrieben sind, in denen überschüssige Mengen Metall, bezogen auf die zur Neutralisation der Säure erforderliche Menge, in Form von Erdalkalicarbonat vorliegen.
Den Kraftstoffen, die basische Salze enthalten, wird der Vorzug gegeben. Bevorzugte Basizitäten sind solche, die 200 bis 1000% betragen, d.h. Salze, die 3 bis 11 Äquivalente Metall je Molekül der Monocarbonsäure enthalten.
Unter den Erdalkalimetallsalzen werden die Bariumsalze bevorzugt, weil auf molarer Basis die Bariumsalze wirksamere Zusätze sind als die anderen Erdalkalisalze.
Als Ergebnis davon zeigt ein Kraftstoff, der einen gewissen Prozentsatz Metall in Form von Bariumsalz enthält, die gleiche Verbesserung wie ein Kraftstoff, der den gleichen Gew.-gO-Anteil Metall in Form des Kalziumsalzes enthält. Dies bedeutet, dass weniger x-Alkylalkanmono- carbonsäure benötigt wird, wenn das Bariumsalz als Antirauch-Zusatz eingesetzt wird. Unter den Bariumsalzen werden die 500X5O-basischen Bariumsalze von a-Alkylalkanmonocarbonsäuren, die aus Cls-l9 Olefinen, Kohlenmonoxyd und Wasser erhalten werden, besonders bevorzugt.
Die Menge an Erdalkalisalz in dieser Dieselkraftstoffmischung gemäss der Erfindung kann in Abhängigkeit vom Ausmass der in Betracht zu ziehenden Abgasrauchbildung gewählt werden. Erdalkalimetallsalze sind bereits als Antirauch-Zusätze in Konzentrationen aktiv, die, ausgedrückt als Metall, so gering sind wie 0,01 Gew.-%. Gewünschtenfalls können Konzentrationen angewendet werden, die so hoch wie 1 Gew.-olG, ausgedrückt als Metall, sind.
Bevorzugte Konzentrationen von Salzen sind solche, die 0,02 Gew.-% bis 0,50 Gew.-% Metall im Kraftstoff betragen, insbesondere 0,03 bis 0,20 Gew.-% Metall.
Die Konzentrate der Erdalkalimetallsalze sind Lösungen oder Dispersionen der Erdalkalimetallsalze der a-Alkylalkan-monocarbonsäuren in einer Trägerflüssigkeit, wobei die Trägerflüssigkeit vorzugsweise ein Schmieröl, Gasöl, Kerosin oder Dipenten (White-Spirit) ist.
Die Kraftstoffe gemäss der Erfindung können auch bekannte Zusätze enthalten, wie z.B. Zündverbesserer, Detergentien, Anti-Oxydationsmittel, Metallentaktivatoren, Fliesspunkterniedriger und Antischaummittel.
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel I oc-Alkylalkan-carbonsäuren, die aus Propylentrimer, Kohlenmonoxyd und Wasser gemäss dem in der brit. Pa tentscllrift Nr. 871 278 beschriebenen Verfahren hergestellt worden sind und aus 91% Carbonsäuren bestehen, die die Carboxylgruppe an ein quaternäres Kohlenstoffatom gebunden aufweisen, dass 2 Methylgruppen und 1 Hexylgruppe trägt, werden wie folgt in ihre neutralen Kalziumsalze übergeführt:
172 g des Säuregemisches mit einer Säurezahl von 326 mg KOH/g werden mit 37 g Kalziumhydroxyd vermischt. Das Gemisch wird 2 Stunden auf 850C unter einem Druck von 18 mm Hg erhitzt. Das Reaktionsprodukt, 190 g des neutralen Kalziumsalzes von Ci0-Carbon- säuren, wird in 3 1 Kerosin gelöst und die erhaltene Lösung wird filtriert. Zum Filtrat werden 2 g Äthylenglykol Monoäthyläther zugesetzt.
Es wird eine stabile Lösung des neutralen Kalziumsalzes von C1.--Carbonsäuren erhalten.
Beispiel 2
Das neutrale Strontiumsalz der gleichen ClO-Carbon- säuremischung, aus der das neutrale Kalziumsalz des Beispiels 1 hergestellt worden ist, wird wie folgt gebildet:
172 g des Säuregemisches mit einer Säurezahl von 326 mg KOH/g werden mit 61 g Strontiumhydroxyd vermischt. Nach Zugabe von 11 Xylol wird das Gemisch erhitzt und das Reaktionswasser wird aus dem Reaktionsgemisch durch azeotrope Destillation entfernt. Die Destillation wird beendet, sobald die theoretische Menge an Wasser entfernt worden ist. Das Reaktionsgemisch wird nach Kühlen filtriert und das Xylol wird aus dem Filtrat durch Destillation unter einem Druck von 20 mm Hg entfernt. Als Destillationsrückstand werden 214 g des neutralen Strontiumsalzes von C1 0-Carbonsäuren erhalten.
Beispiel 3
Das neutrale Bariumsalz der CX-Carbonsäuremi- schung, aus der das neutrale Kalziumsalz des Beispiels 1 erhalten worden ist, wird aus 172 g Säure und 85,7 g Bariumhydroxyd unter Anwendung der Verfahrensweise des Beispiels 2 hergestellt. Man erhält 238 g des neutralen Bariumsalzes.
Beispiel 4
Das neutrale Magnesiumsalz des C19-Carbonsäurege- misches, aus der das neutrale Kalziumsalz des Beispiels 1 erhalten worden ist, wird unter Anwendung der im Beispiel 2 angegebenen Verfahrensweise erhalten.
Beispiel 5
Ein basisches Bariumsalz von einem C17-1-Säurenge- misch, das aus einer technischen Olefinfraktion aus Paraffincrackprodukten erhalten wurde, welche Fraktion überwiegend aus einem Gemisch aus Olefinen mit Kettenlängen zwischen 14 und 18 Kohlenstoffatomen bestand, wurde wie folgt erhalten:
50 Gew.Teile einer Kolloidaldispersion von Bariumcarbonat in Methanol (Dispersionsalkalinität von 30 mg KOH/g) wurden mit 30 Gew.Teilen einer 4,27 gew.%- igen Lösung des neutralen Bariumsalzes von C6-lD-Säu- ren in einem Mineralschmieröl gerührt. Das kolloidale Bariumcarbonat wurde quantitativ in die Ölphase überführt. Die Methanolphase, die sich als klare Flüssigkeit abtrennte, wurde abgetrennt und zeigte eine Alkalinität von fast 0.
Die Ölphase enthielt basisches Barium C1-1,- Carbonsäuresalz mit einer Basitität von 500%.
Beispiel 6
Ein 500% basisches Kalziumsalz der CX-l.,-Carbon- säuremischung des Beispiels 5 wurde wie folgt hergestellt:
3300 Gew.Teile des C,,-1,-Carbonsäuregemisches mit einer Säurezahl von 208 mglKOH wurden in 32000 Gew.Teilen Xylol gelöst und mit einem Schlamm vermischt, der 4520 Gew.Teile Kalziumhydroxyd und 7000 Gew.Teile Methanol enthielt; das Vermischen erfolgte in einem Reaktionsbehälter, der mit einem Rührer, Rückflusskühler und Einrichtungen zum Hindurchleiten von Kohlendioxyd durch die Reaktionsmischung ausgestattet war. Nach Mischen unter kontinuierlichem Rühren während 30 Minuten bei 600C wurde durch die Reaktionsmischung während 3 Stunden Kohlendioxyd hindurchgeblasen, innerhalb dieses Zeitraumes wurden 1344 Gew.Teile Kohlendioxyd absorbiert.
Während der Kohlendioxydbehandlung betrug die Temperatur 40 bis 450C.
Das entstehende Reaktionsprodukt wurde dann bei Zimmertemperatur durch ein Filter filtriert, das mit < Clarcel (Handelsprodukt) Filterhilfe beschichtet war, um suspendierte Feststoffe zu entfernen und das klare Filtrat wurde dann zu 4000 Gew.Teilen Gasöl hinzugesetzt; das Methanol und Xylol wurden durch Destillation zusammen mit dem während der Reaktion gebildeten Wasser entfernt, wobei 7290 Gew.Teile einer Lösung von hochbasischem Ca-l,3-carbonsaurem Salz im Gasöl erhalten wurden. Die Basizität des Produktes betrug 500%, der Kalziumgehalt des Konzentrates war 20,5 Gew.-70.
Beispiel 7
Eine Kraftstoffmischung enthält Kerosin mit einem Siedebereich von 170 bis 240ob als Basiskraftstoff und als Antirauch-Zusatz das neutrale Kalziumsalz einer Cl0-Säuremischung, die aus Propylentrimer, Kohlenmonoxyd und Wasser nach den Angaben in der brit. Patentschrift Nr. 871 278 hergestellt war. Die Konzentration des Salzes in der Kraftstoffmischung entsprach 0,05 Gew.-'hc Kalzium.
Beispie' 8
Eine Kraftstoffmischung enthielt Kerosin mit einem Siedebereich von 179 bis 3490C als Basiskraftstoff und als Antirauch-Zusatz das neutrale Strontiumsalz der gleichen CI,.-Säuremischung, wie sie in Beispiel 7 beschrieben ist. Die Konzentration des Salzes in der Kraftstoffmischung entsprach 0,075 Gew.-qC Strontium.
Beispiel 9
Eine Kraftstoffmischung enthielt Kerosin mit einem Siedebereich von 179 bis 3490C als Basiskraftstoff und als Antirauch-Zusatz das neutrale Bariumsalz desselben Clz,-Säuregemisches, wie es im Beispiel 7 beschrieben ist.
Die Konzentration des Salzes im Kraftstoffgemisch entsprach 0,1 Gew.-'7c Barium.
Beispiel 10
Eine Kraftstoffmischung enthielt Kerosin mit einem Siedebereich von 179 bis 3490C als Basiskraftstoff und als Antirauch-Zusatz das 500% basische Bariumsalz eines C1.--'-Säuregemisches, das aus gekrackten Wachs-C14-1- Olefinen, Kohlenmonoxyd und Wasser nach den Angaben in der brit. Patentschrift Nr. 871 278 hergestellt worden ist. Die Konzentration des Bariumsalzes in der Kraftstoffmischung entsprach 0,075 Gew.- tc Barium.
Versuch 1: Die Produkte der Beispiele 1 bis 6 wurden in einem Dieselkraftstoff in einer Konzentration aufgelöst, die 0,1 Gew. -% Metall, bezogen auf die Dieselkraftstoffmischung, entsprach. Der Dieselkraftstoff war ein Erdölkohlenwasserstoffgemisch mit einem Anfangssiedepunkt von 179 C und einem Endsiedepunkt von 359 C. Die Rauchbildung der Dieselkraflstoffrnischungen wurde mit der Rauchbildung des Basisdieselkraftstoffes in einem Gardner lL2/LW 4-Takt-Einzylinder-Dieselmotor mit direkter Einspritzung verglichen. Der Motor lief mit 700 Umdrehungen pro Minute in einem Belastungsbereich von 4,22 bis 7,38 kg pro cm mittlerer effektiver Druck.
Der Ausstoss an Abgasrauch wurde mit einem Hauptstrom Lichtabsorptions-Rauchmessgerät gemessen. Bei allen Belastungen wurden signifikante Verminderungen des Ausstosses an Abgasrauch ermittelt. Die Messergebnisse bei der relativ hohen Belastung von 7,03 kg/cm sind in Tabelle 1 angegeben:
TABELLE 1 Geprüfte Kraftstoff % Lichtabsorption (Belastung 7,03 kglcm2 Basiskraftstoff 83,0 Basiskraftstoff + Zusatz des Beispiels 2 59,5 Basiskraftstoff + Zusatz des Beispiels 3 66,0 Basiskraftstoff + Zusatz des Beispiels 5 61,5
Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, dass alle geprüften Salze eine beträchtliche Verringerung des Auspuffrauches im Vergleich zum unbehandelten Kraftstoff ergaben.
Versuch 2: Da der einzige, nach dem Stande der Technik auf dem Markt verfügbare Antirauch-Zusatz ein basisches Bariumsulfonat ist, wurde das basische Bariumsalz des Beispiels 5 im Versuch 2 verwendet, wobei ein Kraftstoff gemäss der Erfindung mit einem Kraftstoff verglichen wurde, der einen bekannten Antirauch Zusatz enthielt. Die Einzelheiten des Versuches waren die folgenden:
Die verwendeten Motoren waren ein Gardner 1L2/ LW 4-Takt-Einzylinder-Dieselmotor mit direkter Einspritzung und ein Petter 4-Takt-Einzylinder-Dieselmotor.
Bei diesen beiden Motortests wurden die Zusätze in einen Dieselkraftstoff eingemischt, der einen Anfangssiedepunkt von 1790C und einen Endsiedepunkt von 3590C auiwies, um einen Bariumgehalt von 0,075 Gew.-% im schliesslich erhaltenen Kraftstoff einzustellen. Wie oben angegeben, enthielt der Kraftstoff gemäss der Erfindung den Zusatz des Beispiels 5 und der für Vergleichszwecke verwendete Kraftstoff enthielt einen bekannten Zusatz, nämlich ein 1300% basisches Bariumnaphthasulfonat, wie es am Markt erhältlich ist.
A. Gardner IL2/LW 4-Takt-Dieselmotor
Dieser Motor wurde einem Arbeitszyklus unterworfen, der Abschnitte hoher Geschwindigkeit (1500 Umdrehungen/min) bei hoher Belastung 6,75 kg/cm3), niedriger Geschwindigkeit (800 Umdrehungen/min) bei geringer Belastung (1 kg/cm2) und mittlerer Geschwindigkeiten und Belastungen umfasste. Abschaltzeiträume waren ebenfalls im Zyklus vorgesehen. Während des Tests wurden Messungen der Abgasrauchemission, Motorbelastung und des Treibstoffverbrauchs bei einem gegebenen Motorzustand alle zwei Stunden durchgeführt. Die Gesamtversuchsdauer betrug 245 Stunden. Die Messungen sind in den Fig. 1 und 2 angegeben. In Fig. list der Rauchspiegel, ausgedrückt in %-Lichtabsorption, gegen die Laufzeit in Stunden angegeben.
Die Kurve A veranschaulicht die Ergebnisse, wie sie unter Verwendung des Kraftstoffes mit dem bekannten Additiv erhalten werden, Kurve B veranschaulicht die unter Verwendung des erfindungsgemässen Kraftstoffes erhaltenen Ergebnisse.
Xit dem den bekannten Zusatz enthaltenden Treibstoff wurde nach etwa 110 Stunden Betrieb eine starke Rauchentwicklung festgestellt, die etwa 50 Stunden dauerte; danach ist die Rauchentwicklung wie zu Beginn des Versuches. jedoch am Ende des Versuches beginnt der Rauch wieder zuzunehmen. Die Kraftstoffmischung gemäss der Erfindung gibt ständig einen niedrigen Wert an Rauchemission.
Die Leistung der Maschine, ausgedrückt als mittlerer effektiver Druck in kg/cm2, ist gegen die Zeit in Stunden in der oberen Hälfte der Fig. 2 aufgetragen und der spezifische Kraftstoffverbrauch in kg/Brems-PS/h gegen die Zeit in Stunden in der unteren Hälfte der Fig. 2. Es kann ersehen werden, dass mit dem die bekannten Zusätze enthaltenden Kraftstoff (Kurve A) eine Abnahme der Leistung und eine Zunahme des spezifischen Kraftstoffverbrauches gleichzeitig mit der Rauchemission auftritt, wohingegen die Kraftstoffmischung gemäss derErfindung eine gleichbleibend hohe Leistung ergibt sowie einen niedrigen spezifischen Kraftstoffverbrauch während des gesamten Versuchs. Vor u. nach dem eben beschriebenen Versuch wurde die Leistungsabgabe, Rauchemission und der spezifische Kraftstoffverbrauch für jeden der geprüften Kraftstoffe ermittelt.
Die Ergebnisse für den den bekannten Zusatz enthaltenden Kraftstoff sind in Fig. 3 angegeben und die Ergebnisse für die Kraftstoffmischung gemäss der Erfindung finden sich in Fig. 4. In beiden Figuren sind von oben nach unten aufgetragen: Der mittlere effektive Druck (in kg/cm2) bzw. Bremsleistung (in p.k.), der Rauchwert (in SO Lichtabsorption) und der spezifische Kraftstoffverbrauch (in kg/Brems-PS/h) gegen die Motorgeschwindigkeit (in Umdrehungen/min X 100). Die voll ausgezogenen Linien veranschaulichen die Messungen vor dem 254-Stundentest und die strichlierten Linien die Messungen nach dem oben beschriebenen 254-Stundentest.
Durch diese Linien wird klar veranschaulicht, dass mit dem Kraftstoff gemäss der Erfindung die Leistung des Motors die gleiche wie vor dem 254-Stundentest ist, wohingegen bei Ausführung des 254 Stundentests mit dem Kraftstoff, der den bekannten Zusatz enthält, die Leistung des Motors verlorengeht.
B. Petter 4-Takt-luftgekühlter-Einzylinderdieselmotor
Bei diesem Versuch wurde das Verschmutzen der Einspritzdüsen für den Kraftstoff gemessen. Das Verschmutzen der Düsen wurde durch Messung der Zeit ermittelt, die für den Durchfluss einer festgesetzten Menge Kraftstoff durch die Düsen vor und nach dem 2stündigen Motorenlauf bei zwei verschiedenen Belastungen benötigt wird.
Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 2 zusammengefässt:
TABELLE 2
Prozentuale Zunahme der
Fliesszeit durch die Düse Geprüfter Kraftstoff
2,81 kg/cm2 4,22 kg/cm2 mittlerer effektiver Druck Basiskraftstoff + Zusatz des Beispiels 5 auf 0,075 Gew.-% Barium 25,3 21,8 Basiskraftstoff + 1300% basisches Bariumsulfonat auf 0,075 Gew.-% Barium 66,5 143,5
Versuch 3: Bei diesem Versuch wurde das basische Bariumsalz des Beispiels 5 mit einem 1000% basischen Kalziumnaphthenat in bezug auf Nebeneffekte geprüft, die bei Verwendung dieser Zusätze in den Dieselkraftstoffen auftreten. Der verwendete Basiskraftstoff war der gleiche wie jener bei den Versuchen 1 und 2.
Es wurde der Petter-Motor wie bei Versuch 2 B. verwendet, um das Verschmutzen der Einspritzdüsen für den Kraftstoff zu messen. Der Prozentsatzzunahme an Fliesszeit für eine gegebene Menge Kraftstoff durch die Düse war bei Verwendung des Basiskraftstoffes, der den Zusatz des Beispiels 5 in einer Menge von 0,075 Gew.-c Barium enthielt, 21,87,, wohingegen die prozentuelle Zunahme, die bei Verwendung eines 1000% basischen Kal- ziumnaphthenates ermittelt wurde (hergestellt aus Naphthensäure mit einer Säurezahl von 170 mg KOH/g), bei einer Konzentration von 0,05 Gew.-% Kalzium im Kraftstoff 200% betrug.
Bei einem weiteren Versuch wurde die Wasserretention der die obigen Barium- und Kalziumsalze enthaltenden Kraftstoffe gemessen.
Die als Zusätze im selben Basiskraftstoff wie oben verwendeten Salze waren ein 200% basisches Bariumsalz.
hergestellt aus dem C1,-l,-Säuregemisch, das für die Herstellung des 500% basischen Bariumsalzes des Beispiels 5 verwendet wurde, und ein 800% basisches Kalziumsalz der Naphthensäuren mit einer Säurezahl von 170 msJ KOH/g.
Die Zusätze wurden im Basiskraftstoff bis zu einer Konzentration gelöst, die 0,05 Gew.-% Metall entsprach.
300 ml jeder Lösung wurden in eine Flasche gebracht, die eine Höhe bis zum Hals von etwa 17 cm und einen Durchmesser von etwa 6 cm aufwies. Zu jeder Lösung wurden 3 ml Wasser zugesetzt und die Flaschen wurden mit einem Korkstopfen, der mit einer Aluminiumfolie bedeckt war, verschlossen. Die Flaschen wurden 15 Minuten in einer Schüttelvorrichtung mit 3,7 cm Ausschlag bei etwa 300 Ausschlägen pro Minute geschüttelt. Nach diesem Zeitraum wurden die Flaschen bis zu ihrem Hals in ein Wasserbad eingetaucht, das auf einer Temperatur von 300C gehalten wurde. Die Inhalte der Flaschen wurden in Abständen beobachtet. Der das erfindungsgemässe Salz enthaltende Kraftstoff schied das Wasser rasch ab und war nach 30 Minuten klar. Der das Kalziumnaphthenat enthaltende Kraftstoff hielt das zugesetzte Wasser an sich und war noch nach 4 Stunden trüb.