DE1621649B2 - Reinigungsmittel für Verbrennungsmaschinen - Google Patents

Description

R,C — O

C = O

worin R jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Alkarylgruppe mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeutet und 5 bis 75 Volumprozent Methyl-, Äthyl-, Propyl- und/oder Isopropylacetat sowie 5 bis 50 Volumprozent Glykoläther enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 5 bis 70 Volumprozent eines C₆- bis C₁₃-Olefins und 5 bis 75 Volumprozent eines einkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffs mit 1 bis 4 Substituenten in Form von Kohlenwasserstoffresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und/oder Chloratomen enthält.

Die Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel für Verbrennungsmaschinen, das einen cyclischen inneren Ester eines Carbonats sowie bestimmte Lösungsmittel enthält. Mit Hilfe dieses Reinigungsmittels ist es möglich, innere und äußere Ablagerungen in Treibstoff- und Luftansaugsystemen sowie aus den Verbrennungskammern von Verbrennungsmotoren zu entfernen.

Die Bildung von gummiartigen und klebrigen Ablagerungen auf den inneren und äußeren Teilen von Verbrennungsmotoren und den Brennstoff- und Luftansaugsystemen von Verbrennungsmotoren ist ein schwieriges Problem, welches den wirksamen Betrieb des Motors beeinflußt. Beispielsweise kann die Bildung dieser Ablagerungen auf den inneren Teilen eines Vergasers ein Hängenbleiben der automatischen Drossel- bzw. Starteinrichtung, ein Verstopfen der Luftwege, ein Verschmutzen der Venturidüsen, eine Einengung des Leerlauf-Luftstroms rund um die Drosselklappen und andere Bedingungen verursachen, wodurch die Motorleistung ungünstig beeinflußt wird. Die Bildung von Ablagerungen auf den äußeren Teilen eines Vergasers verursacht ein träges Verhalten oder Hängenbleiben des Gestänges der automatischen Starteinrichtung der Teile des Schnell-Leerlaufs u. dgl.

Die Bildung von kohlehaltigen Ablagerungen auf den Oberflächen der Verbrennungskammern von Motoren ist auch ein wichtiges Problem, das die Motoren sowohl mit Funkenzündung als auch mit Kompressionszündung beeinflußt. Ablagerungen in der Verbrennungskammer sind verantwortlich für eine erhöhte Motorabnutzung, Frühzündung und für ein Klopfen des Motors sowie für einen erhöhten Oktanzahlbedarf des Motors.

In der US-PS 29 35 479 wird ein Reinigungsmittel zur Entfernung von polaren Ablagerungen aus den inneren Teilen von Verbrennungsmaschinen beschrieben, das aus einem cyclischen inneren Carbonatester als aktivem Bestandteil und geeigneten Lösungsmitteln dafür, wie leichten Kohlenwasserstoffen, wie Pentan und Hexan, Alkoholen, Estern, wie Methylacetat, Äthylacetat, Propylacetat, Isopropylacetat,oder verschiedenen Glykoläthern besteht. Mit Hilfe dieses bekannten Reinigungsmittels ist es möglich, die polaren Ablagerungen aus dem Inneren der Verbrennungskammern von Verbrennungsmotoren in wirksamer Weise zu entfernen.

Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsmittel zur Verfügung zu stellen, das wie das bekannte Reinigungsmittel die Entfernung der Ablagerungen in den Verbrennungskammern ermöglicht, das jedoch die zusätzliche Wirkung hat, gleichzeitig auch äußere Ablagerungen an Brennstoff- und Luftansaugsystemen zu lösen und zu entfernen. Die Ablagerungen auf den äußeren Teilen der Moto-· ren sind im Gegensatz zu den Ablagerungen im Inneren der Verbrennungskammer im wesentlichen nicht polar. Die bekanntermaßen verwendeten cyclischen inneren Carbonatester sind jedoch polare Verbindungen, die keinen Einfluß auf derartige Ablagerungen haben.

Es schien daher günstig zu sein, die bekannten cyclischen inneren Carbonatester in bestimmten nichtpolaren Kohlenwasserstoffen zu lösen, um ein Reinigungsmittel zu erhalten, das auch zur Lösung von nicht polaren Ablagerungen befähigt ist. So ist aus der US-PS 29 35 479 auch die Verwendung von Kohlenwasserstoffen, wie Pentan und Hexan, als Lösungsmittel bekannt (Spalte 3, Zeile 15). Man hätte daher annehmen müssen, daß niedere Kohlenwasserstoffe geeignete nichtpolare Lösungsmittel seien. Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß die Paraffinkohlenwasserstoffe mit cyclischen Carbonatestern in den verwendeten Mengenbereichen sogar dann unverträglich sind, wenn substituierte einkernige aromatische Kohlenwasserstoffe zugesetzt werden, um sie zu lösen. So wurde festgestellt, daß die cyclischen inneren Carbonatester nur in einer Menge von 1 oder 2% in gesättigten Kohlenwasserstoffen mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen löslich sind, während sie jedoch in einem wirksamen Reinigungsmittel in Mengen von mindestens 10% vorliegen müssen.

Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß die entsprechenden ungesättigten Kohlenwasserstoffe, nämlich Olefine mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen, mit substituierten einkernigen Aromaten und cyclischen inneren Carbonatestern sowie polaren Lösungsmitteln ausgezeichnete Mischbarkeit haben.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Reinigungsmittel für Verbrennungsmaschinen, das etwa 10 bis 60 Volumprozent eines cyclischen inneren Esters eines Carbonats der allgemeinen Formel

R,C —O

R₂C-O

C = O

worin R jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Alkarylgruppe mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeutet und 5 bis 75 Volumprozent Methyl-, Äthyl-, Propyl- und/oder Isopropylacetat sowie 5 bis 50 Volumprozent Glykoläther enthält,

das dadurch gekennzeichnet ist, daß es zusätzlich 5 bis 70 Volumprozent eines C₆- bis C₁₃-Olefins und 5 bis 75 Volumprozent eines einkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffs mit 1 bis 4 Substituenten in Form von Kohlenwasserstoffresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und/oder Chloratomen enthält.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels wird die Möglichkeit gegeben, nicht nur die polaren Ablagerungen aus den inneren Bereichen des Motors zu entfernen, sondern auch die äußeren Ablagerungen an Brennstoff- und Luftansaugsystemen zu lösen, wodurch die äußeren Teile des Motors freier beweglich werden und das gesamte System ein gereinigtes verbessertes Aussehen erhält.

Erfindungsgemäß geeignete einkernige aromatische Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen, die einen bis 4 Substituenten in Form von Kohlenwasserstoffresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und/oder Chloratomen aufweisen. Beispiele für geeignete aromatische Lösungsmittel sind: Toluol, Xylol, Mesitylen, Durol, Äthylbenzol, 1,2,3,4-Tetraäthylbenzol, l-Äthyl-3-isopropylbenzol, Chlorbenzol, Chlortoluol, 1,2,3,4-Tetrachlorbenzol u. dgl. oder Mischungen hiervon.

Geeignete C₆- bis C₁₃-Olefine sind z. B. Hexene, Heptene, 5 - Methyl -1 - hepten, 5 - Methyl -1 - hexen, 2,3,3,4 - Tetramethyl -1 - penten, 2 - Undecen, Cyclohexen u. dgl. oder Mischungen hiervon.

Die erfindungsgemäß verwendbaren cyclischen inneren Ester von Carbonaten entsprechen der allgemeinen Formel

R—C—O

R—C—O

C = O

35

40

worin jeder Substituent R ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe ist. Bei der Kohlenwasserstoffgruppe kann es sich um Aryl-, Alkyl-, Aralkyl- und Alkarylgruppen handeln, vorzugsweise um solche mit etwa 1 bis 6 C-Atomen pro Gruppe. Die cyclischen Carbonatester mit geringerer Zahl von Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen zur Verringerung polarer Ablagerungsansammlungen wirksamer als die Ester mit mehr Kohlenstoffatomen. Es ist vorzuziehen, daß die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen in den Kohlenwasserstoffsubstituenten die Zahl von etwa 6 nicht übersteigt. Die Verwendung von Propylencarbonat ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders zu bevorzugen.

Beispiele für andere cyclische innere Carbonatester sind Äthylencarbonat, Butylencarbonat, Amylencarbonat, Phenyläthylencarbonat u. dgl. sowie Mischungen solcher cyclischer Ester.

Die erfindungsgemäßen Reinigungsmittel, die das cyclische Carbonat enthalten, werden innerlich und äußerlich direkt auf den Vergaser aufgebracht. Vorzugsweise wird die Reinigungsmasse aus einer Kunststoffspritzflasche oder einer Aerosoldose mit Hilfe einer Düse aufgebracht, mit der man den Reinigungsstrom richten kann.

Die cyclischen inneren Carbonatester sind ziemlich viskose Flüssigkeiten mit einer hohen Oberflächenspannung. Beispielsweise hat Propylencarbonat eine kinematische Viskosität bei 37,8° C von 1,69 Centistokes und eine Oberflächenspannung von 43,4 Dyn pro Zentimeter bei 20⁰C. Da aber bei der praktischen Anwendung der Erfindung die Ablagerungen von verhältnismäßig kühlen Teilen des Motors, z. B. von den oberen Teilen des Vergaserlufthorns,entfernt werden müssen, ist es erwünscht, die Viskosität und die Oberflächenspannung der cyclischen Ester durch Vermischen mit weniger polaren organischen Lösungsmitteln herabzusetzen, die das Eindringen des cyclischen Esters in polare Ablagerungen verbessern. Es ist besonders erwünscht, Flüssigkeiten zusammen mit den cyclischen Carbonatestern zu verwenden, die einen beträchtlich niedereren Siedepunkt als die cyclischen Ester besitzen. Diese zuletzt erwähnten Flüssigkeiten verbessern das Eindringen der cyclischen Ester in kühlere Teile des Motors, wie in die inneren und äußeren Teile des Vergasers, während in den heißeren Teilen des Motors die Lösungsmittel verdampfen und die cyclischen Ester zurücklassen, die an diesen Teilen besonders benötigt werden. Die nicht polaren Lösungsmittel sollten also aus den gleichen Gründen niedriger sieden als die cyclischen Ester.

Erfindungsgemäß werden daher Mischungen von polaren Lösungsmitteln mit den cyclischen Estern, den einkernigen Aromaten und den Olefinen verwendet, um das Eindringen der cyclischen Ester in die polaren Ablagerungen zu verbessern. Die verwendeten polaren Lösungsmittel sind Methylacetat, Äthylacetat, Propylacetat und Isopropylacetat; GIykoläther, wie Äthylenglykolmonoäthyläther. Äthylenglykol-monomethylätherjÄthylenglykol-monopropyläther, Äthylenglykol-monobutyläther u. dgl.

Es hat sich gezeigt, daß die Anwendung der Glykoläther (1) den Bereich der Löslichkeiten für die Olefine und cyclischen Ester erhöht, (2) ein Lösungsmittel, dessen Polarität zwischen den polaren cyclischen Estern und den nicht polaren Olefinen liegt, ergibt und die Menge an aromatischen Kohlenwasserstoffen verringert, die notwendig sind, um Mischbarkeit zu erzielen. Wenn man also einen Teil des aromatischen Kohlenwasserstoffs ersetzt, d. h. dessen relative Menge verringert, wird seine gesamte Konzentration durch Verdampfen während des Reinigens der inneren Teile rascher herabgesetzt, und es bleiben im wesentlichen polare Lösungsmittel zurück, die für die Innenreinigung vorzuziehen sind.

Ein Beispiel für ein bevorzugtes Präparat enthält Propylencarbonat, trimeres Propylen, Xylol, Äthylenacetat und Äthylenglykolmonoäthyläther in den erfindungsgemäßen Bereichen.

Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Reinigungsmittel, die zum Reinigen der inneren und äußeren Teile der Treibstoff- und Luftansaugsysteme bei Verbrennungsmaschinen geeignet und verhältnismäßig wirtschaftlich sind, enthalten 15 bis 35 Volumprozent Propylencarbonat, 10 bis 40 Volumprozent trimeres Propylen, 5 bis 23 Volumprozent gemischte Xylole, 5 bis 35 Volumprozent Äthylacetat und 5 bis 25 Volumprozent Äthylenglykol-monoäthyläther.

Beispiel 1

8 Automobile jüngerer Bauart, die mit verschiedenen Benzinmischungen gefahren wurden, wurden ausgewählt, um die Reinigungsfähigkeit einer erfindungsgemäßen Masse zu testen.

5 6

Das Präparat hatte folgende Zusammensetzung: mit 225 g des Präparats nach Beispiel 1 unter Ver-

Volumprozent wendung einer Kunststoffsprühflasche und einer Düse

oik -><; ^m'¹ einem Durchmesser von etwa 0,8 mm.

Fropy encarbonat £ _{Die Durchgänge der} Leerlaufdüse wurden durch

Propyientnmeres /3 _{5 Entfernung der} Nadel anordnung und Hindurchsprit-

«.v 1 t j 25 ^zen ^^es Präparats durch die Leerlaufdüsendurch-

■»•.lV^m ' Ί --'Ji.' Ί-'Λ.' ,λ gänge gereinigt. Alle äußeren Luftwege wurden in

Athylenglykol-monoathylather 10 huLL· Weise auf diesem Weg gereinigt Das ver-

Es wurden ungefähr 225 g verwendet, um jeden stopfte automatische Start-Vakuumsystem wurde geVergaser zu reinigen, und zwar mit Hilfe einer Kunst- io reinigt, indem man einen Strom des Präparats durch Stoffsprühflasche. Es wurden ungefähr 75% des Prä- den Durchgang preßte, während sich der Motor im parats zum Reinigen der Innenflächen des Vergasers Leerlauf befand. Die übrigen inneren Luftdurchgänge und etwa 25% zum Reinigen der äußeren Vergaser- wurden gereinigt, indem man auf sie einen Strom des teile einschließlich der Verbindungen verwendet. Das Präparats durch die Vergaseransätze sprühte. Die Luftfilter wurde entfernt, solange sich der Motor im 15 äußeren Verbindungen wurden mit dem Strom des Leerlauf befand, und das Präparat wurde einge- Reinigungsmittels gereinigt und erforderten ungesprüht durch Zusammendrücken der Kunststoffflasche fähr 55 g Reinigungsmittel.

und durch Auspressen des Präparats durch eine Düse Als Ergebnis dieses Reinigungsvorgangs, der in

mit einem Durchmesser von etwa 0,8 mm. situ durchgeführt wurde, d. h. ohne Entfernung oder

20 Abnahme des Vergasers, wurde ein stark verbessertes

Tabelle 1 Aussehen und eine erneute Funktionsfähigkeit des

: Vergasers bis nahezu an seine ursprüngliche Leistung

erreicht. Der einzige Teil, der ersetzt werden mußte,

Automobil Fahr^ Verbesserung _war ^ _{verhältnismäßig bMgQ} BeschleunigungS-

mit unge- im Aussehen in der 25 pumpenledermanschette.

reinigten Wirksamkeit Um die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Prä-Vergasern parats mit derjenigen von bisher auf den Markt zur

Verfügung stehenden Präparaten zu vergleichen, wur-

'64 Tempest 9656 Entfernung verbesserter den zwei führende Vergaser-Obenmotor-Remigungs-

von lack- Motorleer- ³° ^mitte* ausgewählt. Präparat A enthielt Diacetonalko- und kau- lauf ^ol ^a"^s aktiven Bestandteil, gemischt mit Xylolen als tschuk- Trägermittel und etwa 1 % Schmieröl. Das Präparat B artigen enthielt einen Äthylenglykol-monobutyläther als ak-Rücktiven Bestandteil sowie aromatische Kohlenwasserständen ^{35 stonCe} als Trägermittel und etwa 10% Alkylammo-

,,. „ ... ,.__ , , , niumalkylphosphat und ein Schweröl. Der Ansatz

64Pontiac 6437 desgl. ordnungs- des Beispiels 1 wurde zur Erläuterung des erfindungs-

j=5^{ma e}. gemäßen Präparats verwendet.

JJrosse - g_{s wurden} jjjg folgenden Versuche durchgeführt:

funküons- ₄₀ .

fähigkeit Reinigungsfähigkeit

'64 Pontiac 19312 desgl. desgl. jeder Ansatz wurde auf benachbarte Abschnitte

'63 Chevrolet 38624 desgl. verbesserter eines »Carter Ball and Ball one-barrel«-Vergasers

Leerlauf und gesprüht, der normale Ablagerungen von dem Bebessere 45 trieb mit einem Normalbenzin hatte. Die Verwendung Warmlauf- eines einzigen Vergasers eliminiert Unterschiede hinleistung sichtlich der Natur der Ablagerungen von Vergaser

'63 Chevrolet — desgl. — zu Vergaser. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind nach

'62 Plymouth 53108 desgl — ^^{en v}i^sue^ beobachtbaren Unterschieden der Reini-

'62Corvair 99779 desgL bessere Kalt- *> gungsfähigkeit bei jedem Ansatz angegeben.

starteigen- Flüchtigkeit

schäften j _ml j_{edes Ansatzes wur}d_e auf ein 3,8 cm Uhrglas

'62 Cadillac — desgl. — gegeben und auf einem Dampfbad auf 100° C erhitzt.

55 Die Ergebnisse sind in der Anzahl von Stunden ange-

B ei spiel 2 geben, in der die Probe auf weniger als 1% ihres

ursprünglichen Volumens eingedampft wurde und in

Ein Oldsmobil 1955 mit über 144 840 Fahr-km ^s der Anzahl der Stunden, die zum Eindampfen bis zur ergab ein besonderes Problem, da sein Vergaser voll- Trockene erforderlich waren. Messungen des prokommen verbraucht und an seiner Innenseite gründ- 60 zentualen Volumens, das nach 90 und 180 Minuten lieh mit Lack- und ölablagerungen belegt war. Eine zurückblieb, wurden ebenfalls durchgeführt. Ein Einstellung der Leerlaufdüsen ergab überhaupt kein außerordentlich schnelles Verdampfen zeigt eine Ansprechen auf die Leerlaufeigenschaften. Das sekun- ungenügende Zeit zum Eindringen in die Ablagerundäre Venturisystem (4-Bläschen-Vergaser) war so gen und deren Abspülen an. Eine extrem langsame stark verklebt, daß die Luftzufuhrwege verschlossen 65 Verdampfung erlaubt, daß sich Staub und Schmutz waren. Die Drossel bzw. das automatische Start- ansetzt und die Verstopfung erneut beginnen läßt, system war in seiner zu ³J₄. geschlossenen Stellung Ein klebriger Rückstand ist unerwünscht, da er ebenvollkommen verklebt. Der Vergaser wurde gereinigt falls erneut das Ablagerungsproblem einleitet.

Kinematische Viskosität (angegeben in Centistokes)

Eine zu hohe Viskosität (höher als 5) verhindert ein leichtes Aufbringen des Reinigungsmittels auf die inneren und äußeren Teile des Vergasers.

Test
Reinigungsfiihigkeit

Präparat
Beispiel 1

schnelle
Wirksamkeit

»A«

schnelle partielle Wirksamkeit

Oberflächenspannung (gemessen in Dyn/cm) Eine hohe Oberflächenspannung (mehr als Flüchtiiikeit

30)

verhindert ebenfalls die Wirksamkeit des Reinigungsmittels.

Öl-Schnitt

Bei diesem Versuch wird die Zeit geprüft, die für ¹I₂ ml jedes Ansatzes notwendig ist, um I₁ ml Schweröl von einer nach unten gebogenen 1-ml-Pipette abzuziehen. Dieser Versuch soll die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Präparats angeben, um nichtpolare Ablagerungen zu lösen.

Die Ergebnisse der Versuche sind in der Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

% urspr. Vol.
bei 90 Min.
% urspr. Vol. < 1
bei 180 Min.

Kinematische
Viskosität

Centistokes 0,9

37.8°C

Oberflächenspannung

dyn/cm 26,5

Öl-Schnitt

Zeit für V₂ ml 2 Min.
Lösungsmittel, 27 Sek.
um V₂ ml öl
abzuziehen

0,9

31,1

3 Min. 57 Sek.

»B«

langsame partielle Wirksamkeit

25 10

7,9 30,8

3 Min. 44 Sek.

Test
Reinigungsfähigkeit

Präparat
Beispiel 1

schnelle
Wirksamkeit

»A«

schnelle partielle Wirksamkeit

»B«

langsame partielle Wirksamkeit

Flüchtigkeit

Std. bis <1% 3,0

ursprüngl.

Volumen

Std. bis zur 96,0

Trockne

0,3

96,0 (klebrig Rückst.) Obwohl die Mittel A und B befriedigend gewirkt haben, ist es ohne weiteres ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Reinigungsmittel mit seiner Reinigungsfähigkeit und insbesondere mit seiner Fähigkeit, nichtpolare Materialablagerungen .zu lösen, überlegen ist. Die Verwendung von erfindungsgemäßen Präparaten verringert nicht nur die Erfordernisse hinsichtlich der Oktanzahl von Verbrennungsmotoren und führt nicht nur zu einem wirtschaftlicheren Be-

>96,0 trieb dieser Motoren, sondern verbessert zusammen

mit anderen geeigneten Motor-Einstellungen die Verbrennung von Kohlewasserstoff-Treibstoffen und hilft

>96,0 auch zur Verringerung der atmosphärischen" Ver

unreinigungen, die aus solchen ungeeigneten Verbrennungen herrühren.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Reinigungsmittel für Verbrennungsmaschinen, das etwa 10 bis 60 Volumprozent eines cyclischen inneren Esters eines Carbonats der allgemeinen Formel

   R₇C-O