DE1120049B - Bewegliches Schmiermittel fuer Verbrennungskraftmaschinen, die mit einem einen hohen Anteil an sauren Verbrennungsprodukten bildenden Treibstoff betrieben werden - Google Patents

Bewegliches Schmiermittel fuer Verbrennungskraftmaschinen, die mit einem einen hohen Anteil an sauren Verbrennungsprodukten bildenden Treibstoff betrieben werden

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DE1120049B
DE1120049B DEB50091A DEB0050091A DE1120049B DE 1120049 B DE1120049 B DE 1120049B DE B50091 A DEB50091 A DE B50091A DE B0050091 A DEB0050091 A DE B0050091A DE 1120049 B DE1120049 B DE 1120049B
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Brian Baker
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schmiermittelmischungen, die zur Schmierung von Kurbelwanne und Zylindern von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, geeignet sind. Die erfindungsgemäßen Schmiermittelmischungen sind insbesondere geeignet zum Schmieren der Zylinder von Verbrennungskraftmaschinen, die mit Rückstandtreibstoffen, Mischungen von Rückstand-und Destillattreibstoffen oder Destillattreibstoffen betrieben werden, die bei der Verbrennung einen hohen Anteil von sauren Produkten bilden. Destillattreibstoffe, die bei der Verbrennung einen solchen hohen Anteil von sauren Produkten entstehen lassen, umfassen solche, die einen Gesamtschwefelgehalt von wenigstens 0,1 Gewichtsprozent aufweisen.
Die Verwendung der beschriebenen Treibstoffe ist wegen ihrer geringen Kosten erwünscht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sie einen abnorm hohen Zylinderverschleiß ergeben durch das Vorliegen von verschiedenen anorganischen Materialien in den Treibstoffen, wie Schwefel, und in manchen Fällen Vanadium und Natrium. Auch die Sauberkeit der Motoren, in denen diese Treibstoffe verwendet werden, ist unbefriedigend.
Es wurde nun gefunden, daß die Zylinderverschleißgeschwindigkeit und die Sauberkeit von mit diesen Treibstoffen betriebenen Motoren durch die Verwendung einer bestimmten Zylinderschmiermittelmischung ganz erheblich verbessert werden kann. Die Schmiermittelmischung ist ebenso als Kurbelwannenschmiermittel geeignet und kann daher in Tauchkolbenmotoren, d. h. in Motoren, die das gleiche Schmiermittel für Kurbelwanne und Zylinder haben, verwendet werden.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines beweglichen Schmiermittels auf Schmierölbasis mit einem Gehalt bis zu 40 Gewichtsprozent des Gesamtmittels an einer Polyoxoaluminiumacylatverbindung der allgemeinen Formel O«AlmXj>, in welcher X den Arylatrest RCOO— (R gegebenenfalls substituierter aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest), n, m und ρ ganze Zahlen ab 1 bedeuten und m nicht kleiner als 2, m/n 0,75 bis 2,0 und m/p 0,5 bis 3,0 ist, sowie gegebenenfalls Antigelmitteln, zum Schmieren von Verbrennungskraftmaschinen, die mit einem einen hohen Anteil an sauren Verbrennungsprodukten bildenden Treibstoff betrieben werden. In den PoIyoxoacylatverbindungen können die Acylatreste gleich oder verschieden sein.
Die Acylatreste stammen vorzugsweise von der Benzoesäure, der Salicylsäure oder aliphatischen Monocarbonsäure mit 12 bis 20 Kohlenstoff-Bewegliches Schmiermittel
für Verbrennungskraftmaschinen,
die mit einem einen hohen Anteil
an sauren Verbrennungsprodukten
bildenden Treibstoff betrieben werden
Anmelder:
The British Petroleum Company Limited,
London
Vertreter: Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Patentanwalt,
Köln 1, Deichmannhaus
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 29. August 1957 (Nr. 27 221),
und 21. März 1958 (Nr. 9119)
Samuel Richard Pethrick
und Brian Baker, Sunbury-on-Thames, Middlesex
(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden
atomen, ζ. B. der Stearin- oder handelsüblichen Ölsäure.
In den bevorzugten Zusatzstoffen ist m, η und ρ jeweils gleich 3, z. B. werden solche der allgemeinen Formel
X-Al
Al-X'
Al
X"
eingesetzt, in der X, X' und X" gleiche oder verschiedene Acylatgruppen sind.
Die in den erfindungsgemäßen Schmiermitteln
verwendeten polymeren organischen Verbindungen werden üblicherweise als Polyoxoaluminiumacylate bezeichnet. Sie können durch Erhitzen von Aluminiumalkoholaten mit Wasser und Carbonsäure in einer oder
109 750/513
3 4
mehreren Stufen und vorzugsweise in einem inerten, Grundöl P:
nicht flüchtigen Verdünnungsmittel wie leichtem Ein SAE-30-grade-Mineralschmieröl mit einer
Schmieröl hergestellt werden. Ebenso können sie aber Viskosität von 158 SUS bei 600C und einem
auch durch Erhitzen von Alurniniumalkoholaten nur Viskositätsindex von 65
mit Carbonsäuren unter Freiwerden von Alkohol 5 -.
unter Bildung von Acyloxy-Aluminiumalkoholat- Mischung A:
Verbindungen und anschließendem weiterem Erhitzen Grundöl P 94,5 Gewichtsprozent
dieser Verbindungen hergestellt werden. Die Her- Calciumseife 1,5 Gewichtsprozent
stellung solcher Polyoxoacylatverbindungen ist an sich Calciumcarbonat 4,0 Gewichtsprozent
bekannt. Es ist auch bekannt, daß sie sich in Kohlen- io Mischung B ·
Wasserstoffverbindungen lösen^ In einer Literaturstelle Ein käufüch erhältliches Schiffsdieselöl, bestehend
wurde darauf hingewiesen, daß solche Polyoxoacylate aug ^ w^^oi-Emulsion, die in der
Sauren addieren können. Gleichwohl sind die erfin- wäM phase Calciumacetat löst enthält
dungsgemaße Verwendung dieser Hilfsstoffe und die 6 ö
dabei erzielten Ergebnisse überraschend. Man muß ja 15 Mischung C:
davon ausgehen, daß wenigstens teilweise durch den Grundöl P 79,5 Gewichtsprozent
Verbrennungsvorgang im Zylinderraum auch diese Ml 20 Gewichtsprozent
aluminiumhaltigen Acylatverbindungen angegriffen 8-Hydroxychinolin 0,5 Gewichtsprozent
werden. Es ist nämlich bekannt, daß die Polyoxo- _. , . ,, , , , . r , „ ,. ,
acylate nur bis zu relativ begrenzt erhöhten Tempe- ao D* vergleichbaren durchschnittlichen Zylmder-
raturen, beispielsweise etwa 1800C3 stabil sind. Bei verschleißgeschwmdigkeiten wahrend eines Betriebs
der Verwendung dieser Verbindungen als Schmier- von jeweds 48 Stunden sind:
mittelzusatz war zu befürchten, daß durch die Bildung Grundöl P 1,00
von Aluminiumoxyd im Zylinderraum die Verschleiß- Mischung A 0,54
geschwindigkeit nicht etwa gesenkt, sondern im 25 Mischung B 0,31
Gegenteil bedeutend erhöht würde und daß darüber Mischung C 0,19
hinaus durch das Einbringen eines solchen an- Es ist ersichtlich daß bei dem erfindungsgemäßen
organischen Materials die Sauberkeit dieser Motoren- Betrieb des Rustonmotors, d. h. bei Verwendung der
teile ungünstig beeinflußt werden könnte. Völlig über- Mischung c als Zylinderschmiermittel, eine beachtliche
raschenderweise hat es sich gezeigt daß im Gegenteil 30 Verringerung der Zylinderverschleißgeschwindigkeit
sowohl die Verschleißgeschwindigkeit verringert als eintritt
die Sauberkeit des Motors verbessert wird wird an Stdle des Additivs M x das Material M 2
Bestimmte solcher polymeren organischen Alumi- eingeSetzt, ist kein Antigelmittel notwendig, um die
niumverbmdungen wandeln beim Lösen in Ölen m Mischung m bewegüchem Zustand zu erhalten.
Gegenwart von Wasser diese zu Schmierfetten um, 35
und wenn solche Materialien zur Herstellung der Beispiel 2
erfindungsgemäßen Schmiermittelmischungen yer- Vergleichsversuche werden in einem Tauchkolbenwendet werden, so ist es notwendig, ein Antigelmittel motor durchgeführt Es wird ein Gardner-1-LW-Motor zu verwenden um die Mischung beweglich zu erhalten. verwendet, d. h. ein hochtouriger Viertakt-Einzylinder-Es wurde gefunden, daß 8-Oxychmolm hierfür ein 40 Dieselmotor mit direkter Einspritzung, der, soweit es geeignetes Antigelmittel ist. Schmierung und die Verbrennungseigenschaften be-
Emzelne solcher Aluminiumverbindungen sind im triffi der Mekrzahl der -m dem United Kingdom für
Hände zu kaufen. Em solches käufliches Produkt, im deQ Straßentransport verwendeten Dieselmotoren
nachfolgenden mit »>M1« bezeichnet hat eine gelartige entspricht Foigende Versuchsbedingungen werden
Beschaffenheit und besteht aus 40 Gewichtsprozent 45 angewendet·
eines leichten Schmieröls und 60 Gewichtsprozent
einer Polyoxoaluminiumacylatverbindung, in der zwei Versuchsdauer 100 Stunden
Drittel der Acylatgruppen von der Stearinsäure und Belastung 70 bmep*) (13,6 kg)
das andere Drittel von der Benzoesäure abstammen. Tourenzahl 1000 Umdrehungen
Ein anderes Produkt (M 2) besteht aus einer Lösung 50 Kühlwasserauslaß-
von 1 Gewichtsteil einer Polyoxoaluminiumacylat- temperatur 75° C
verbindung, in der alle Acylatgruppen von handeis- Schmieröltemperatur 65° C
üblicher Ölsäure abgeleitet sind, in 1 Gewichtsteil Treibstoff Destillatgasöl aus einem
Isopropyloleat. Mittelost-Rohöl mit einem
Die in den erfindungsgemäßen Schmiermittel- 55 Siedebereich von 200 bis
mischungen verwendeten Schmieröle sind vorzugsweise 370° C, einem Dieselindex von Mineralschmieröle und insbesondere SAE-30-, -40- 62 und einem Gesamtoder -50-grade-Öle. schwefelgehalt von 0,86 Ge-. . 1 wichtsprozent
60 *) bmep = durchschnittlicher wirksamer Bremsdruck.
Eine Anzahl von Vergleichsversuchen werden mit Es werden zwd Versuche durchgeführt unter Ver-
ememRustonmotor em horizontaler, langsam laufen- wend der fol den Schmiermittel für Kurbel-
der Emzylmderdieselmotor mit getrennter Zylinder- ^ und z lind*r.
schmierung) durchgeführt, wobei in allen Fallen em
Rückstandtreibstoff mit einer Viskosität bei 37,780C 65 Grundöl Q:
von 1700 SUS und nacheinander die folgenden SAE-30-grade-Mineralschmieröl mit einer Visbeweglichen Schmierölmischungen als Zylinderschmier- kosität von 181 SUS bei 6O0C und einem Vismittel verwendet werden. kositätsindex von 95
Mischung D:
Grundöl Q 85,0 Gewichtsprozent
M 2 15,0 Gewichtsprozent
Die Versuchsergebnisse sind aus der Tabelle ersichtlich:
Zusammensetzung
der einzelnen Mängel		 Grundöl
Q		 Mischung
D
Ablagerung auf der Kranzfläche
Kleben des Kolbenringes
Ablagerung am Ringsteg
Ablagerung auf dem Kolben
mantel 		2,43
3,5
9,75
4,0
5,26
0,5
0
6,35
31,8
1,42
50		 0,25
0
0
0
0
0
0
0
0,25
0,61
20
Ablagerung in der Kolbennut ..
Blockierung der ölabstreifring-
schlitze
Blockierung der Löcher in der
Kolbennut
Ablagerung auf dem Kolbenlauf
mantel im Ringweg
Gesamtherabsetzung
der Sauberkeit
Maximaler Verschleiß
des Kolbendichtrings
Verschleiß in g/1000 Stunden .
Anstieg der Spaltbreite
0,254 mm/1000 Stunden
Die Zusammenstellung der einzelnen Mängel des Motors entstammt der Methode der US. Navy für die Bestimmung von Schmierölen (SAE Journal-Transactions Bd. 53, Nr. 5).
Bei dem Betrieb des Motors unter Verwendung des Straight-Öls als Schmiermittel (Grundöl Q) war der Ringverschleiß normal, wenn man den Schwefelgehalt des Treibstoffes berücksichtigt. Bei dem Betrieb des Motors nach der Erfindung, d. h. unter Verwendung der Mischung D als Schmiermittel, ist der Verschleiß dagegen äußerst gering.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verwendung eines beweglichen Schmiermittels auf Schmierölbasis mit einem Gehalt bis zu 40 Gewichtsprozent des Gesamtmittels an einer Polyoxoaluminiumacylatverbindung der allgemeinen Formel OnAlmXp, in welcher X den Arylatrest RCOO— (R gegebenenfalls substituierter aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest), n, m und ρ ganze Zahlen ab 1 bedeuten und m nicht kleiner als 2, w/n 0,75 bis 2,0 und m/p 0,5 bis 3,0 ist, sowie gegebenenfalls Antigelmitteln, zum Schmieren von Verbrennungskraftmaschinen, die mit einem einen hohen Anteil an sauren Verbrennungsprodukten bildenden Treibstoff betrieben werden.
2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Aluminiumverbindung 5 bis 25 Gewichtsprozent der Mischung beträgt.
3. Ausführungsform nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Acylatgruppen der Aluminiumverbindung von der Benzoesäure, der Salicylsäure oder aliphatischen Monocarbonsäuren mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen, insbesondere von der Stearin- oder handelsüblichen Ölsäure abgeleitet sind.
4. Ausführungsform nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aluminiumverbindung m, η und ρ jeweils gleich 3 sind.
5. Ausführungsform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumverbindung der allgemeinen Formel
X-Al
Al-X'
Al
X"
entspricht, in welcher X, X' und X" gleiche oder verschiedene Acylatgruppen bedeuten.
6. Ausführungsform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Drittel der Acylatgruppen von der Stearinsäure und das andere Drittel von der Benzoesäure abgeleitet sind.
7. Ausführungsform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Acylatgruppen von handelsüblicher Ölsäure abgeleitet sind.
8. Ausführungsform nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigelmittel 8-Oxychinolin ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Ausgelegte Unterlagen des belgischen Patentes Nr. 555 969.
DEB50091A 1957-08-29 1958-08-25 Bewegliches Schmiermittel fuer Verbrennungskraftmaschinen, die mit einem einen hohen Anteil an sauren Verbrennungsprodukten bildenden Treibstoff betrieben werden Pending DE1120049B (de)

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