DE3109358A1 - Fluessiger kraftstoff bzw. treibstoff fuer die verwendung in einer brennkraftmaschine - Google Patents
Fluessiger kraftstoff bzw. treibstoff fuer die verwendung in einer brennkraftmaschineInfo
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Description
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2850 Metro Drive, Suite 800 Minneapolis, Minnesota 55420, USA
Flüssiger Kraftstoff bzw. Treibstoff für die Verwendung in einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft einen neuen flüssigen Kraftstoff bzw. Treibstoff, der für die Verwendung in Brennkraftmaschinen
bzw. Innenverbrennungsmotoren geeignet ist, sie betrifft insbesondere einen teilweise synthetischen Kraftstoff
bzw. Brennstoff, der Benzin enthält und in einem Automobilmotor mit einer minimalen resultierenden Pollution
verwendet werden kann· In den letzten Jahren hat man sich sehr bemüht, pollutionsfreie Automobile und leistungsfähigere
Motoren zu entwickeln. Diese Entwicklung wurde ausgelöst durch den begrenzten Nachschub und die erhöhten Kosten
für Benzin, das aus Erdöl gewonnen wird. Man hat sich auch bemüht, geeignete synthetische Kraftstoffe bzw. Treibstoffe
für das Automobil zu entwickeln. Der derzeit am meisten anerkannte synthetische Kraftstoff bzw. Treibstoff
ist wahrscheinlich derjenige, der allgemein als "Gasohol" bezeichnet wird. Bei Gasohol handelt es sich um ein Gemisch
aus Benzin und Äthylalkohol.
Bei der Entwicklung neuer Kräftstoffe bzw. Treibstoffe
für Automobile ist es höchst erwünscht, daß die Kraftstoffe bzw. Treibstoffe ähnliche Eigenschaften wie konventionelles
Benzin haben, so daß der Kraftstoff bzw. Treibstoff ohne größere Veränderung des Automobilmotors verwendet
werden kann. So sollte beispielsweise der neue
Kraftstoff bzw. Treibstoff ähnliche Verbrennungseigenschaften
wie das derzeitige Benzin besitzen.
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß ihrem spezifisch sten Aspekt einen neuen Kraftstoff bzw. Brennstoff, der
als eine Hauptkomponente DimethyIketon, allgemein als Aceton
bezeichnet (und der außerdem eine homologe allgemeine Reihe von Kohlenwasserstoffen mit niedrigerer Anzahl
von Kohlenstoffatomenumfassen kann)^ sowie konventionelles
Benzin als kleinere Komponente enthalten kann. Das Dimethylketon kann aus Kohle, Erdgas oder Erdöl stammen und
es kann auch aus anderen Quellen gewonnen werden, beispielsweise durch Trockendestillation von Calciumacetat
oder durch mikrobielle Fermentation.
Die Verwendung von Dimethylketon in geringen Mengen in
anderen Motorkraftstoffen bzw. -treibstoffen ist bereits bekannt. So ist beispielsweise in der US-Patentschrift
2 106 661 die Verwendung einer Zusammensetzung beschrieben, die 8 Vol.-Teile Aceton und 1 Vol.-Teil Naphthalin
enthält, jedoch in einer Menge von nicht mehr als 1 % oder weniger als 1/25 von 1 % des Erdölmotorkraftstoffs.
Darin ist ferner angegeben, daß dem Erdölkraftstoff Tetraäthylblei
zugesetzt ist. In der US-Patentschrift 1 438 823 ist eine Kombination aus kommerziellem Kerosin
und Aceton für die Verwendung als Kraftstoff bzw. Treibstoff für eine Brennkraftmaschine (einen Innenverbrennungsmotor)
beschrieben. Das Aceton liegt darin, wie in dieser Patentschrift angegeben, in einer Menge von 0,5
% vor. Darin ist auch angegeben, daß das Kerosin/Aceton-
• -A
Gemisch mit einem gasförmigen Kohlenwasserstoff der Paraffinreihe,
wie Methan, imprägniert sein kann.
Gemäß einem allgemeineren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung neue, zum Teil synthetische Kraftstoffe bzw.
Treibstoffe, die (a) sowohl aus Nicht-Erdölquellen als auch aus Erdöl gewonnen werden können, (b) mit traditionellem
Benzin und den für die Verwendung dieses Benzins entwickelten Motoren kompatibel (verträglich) sind und
(c) in bezug auf die Ausnutzung der zugeführten Energie auf wirksame Weise verbrennen und entsprechend niedrige
Emissionen aufweisen. Obgleich die vorliegende Erfindung nachstehend in bezug auf die Anwendung in einer Brennkraftmaschine
bzw. einem Innenverbrennungsmotor näher beschrieben wird, ist für den Fachmann klar, daß sie in
ihrem breiteren Aspekt auch einen Kraftstoff bzw. Treibstoff für die Verwendung zum Heizen und im Haushalt und
für industrielle Zwecke sowie Treibstoffe beispielsweise für Düsenmotoren und Raketentreibstoffe, umfaßt.
Bei den Benzinen, wie sie heute verwendet werden, handelt es sich um "Super-Kohlenwasserstoff-Gemische", in
denen mehr als die optimalen Kohlenwasserstoffe, die dem Motor angeboten werden, zu einem "Klopfen" führen, bei
dem es sich um die hörbare Manifestation einer zu schnellen Explosionsverbrennung innerhalb des Motors handelt.
Auch werden wegen dieser schnellen, nicht-optimalen Verbrennung nicht alle Kohlenwasserstoffe vollständig verbrannt,
so daß nicht die gesamte dem Motor in Form von Benzin zugeführte potentielle Energie in kinetische Euer-
3 Ί 093-58
gie umgewandelt wird· Daraus ergibt sich die nachfolgende Energiebilanzgleichung (EBE):
Energie ,-.., . « Energie , , + Emissionen an
6 zugeführt 6 abgegeben
unvollständigen Verbrennungsprodukten + Wärme
Die Schädigung der Motorsysteme an den Stellen, wo diese zu schnellen Explosions-Verbrennungen auftreten, muß durch
Zugabe von "Dämpfern" oder Dämpfungsmitteln verhindert werden, bei denen es sich um "Antiklopfmittel" handelt.
Dieses nicht-optimale oder supramassive Angebot an Kohlenwasserstoffen für den Motor führt zu einer unvollständigen
oder nicht-optimalen Verbrennung, wobei selbstverständlich Emissionen mit zu hohen Gehalten an kohlenwasserstoff,
Kohlenmonoxid und Stickstoffoxid erhalten werden. Selbst wenn bleifreies Benzin verwendet wird,
sind bei den meisten Fahrzeugen katalytische Konverter erforderlich, um den Emissionskontrollstandards zu genügen.
Daraus folgt, daß dadurch, daß man dem Motor einen "magereren", jedoch besser optimal ausgewogenen Kohlenwasserstoff-Kraftstoff
bzw. -Treibstoff nicht nur die meisten Pollutionsmittel, welche die Emissionen repräsentieren,
sondern auch die Verschwendung von Energiequellen, welche die gleichen Pollutionsmittel darstellen, vermeiden
kann.
Die Energiebilanzgleichung gibt an (a) den Wirkungsgrad (die Leistung) und (b) die Form der Energieumwandlung,
die erhalten wird. Energie kann nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden; je nach dem Typ der Energieumwandlung,
die bei einer Reaktion gewünscht wird, treten
die obengenannten Merkmale (a) und (b) hervor.
zugeführte Energie β abgegebene Energie
[E1] = [E°]
Die Ausnutzung des Kraftstoffes bzw. Treibstoffes kann wie folgt ausgedrückt werden:
zugeführter Kraftstoff in [HnC ] χ Menge ■
rλ ι. .,.Intensität A , ..Dauern , . , _.. .
[Arbeit χ Arbeit J + chemische Ruckstände + Wärme
Diese Gleichung kann auch wie folgt ausgedrückt werden:
. Kraftstoff [F1] - Leistung (HP)x Meilen/Liter (gallon)
+ Abgasemissionen [HC + CO + NO ] + Wärme
Bei der Entwicklung von neuen Kraftstoffen bzw. Treibstoffen ist es wichtig, mindestens für Automobilantriebsmotoren,
daß eine maximale Arbeitsausbeute (beispielsweise Leistung (HP) χ Meilen/Liter (gallon) bei minimalen
Rückständen oder minimaler Wärmeentwicklung (beispielsweise Emissionsabgase + Wärme) für die pro Volumeneinheit
(d.h. Liter (gallon)) zugeführte Menge an Kohlenwasserstoffen erzielt wird. Beim Vergleich des erfindungsgemäßen
neuen Kraftstoffes bzw. Treibstoffes mit Benzin als Standard findet man, daß der erfindungsgemäße Kraftstoff
bzw. Treibstoff ein wirksamerer (leistungsfähigerer) und besserer Kraftstoff bzw. Treibstoff ist, ausgedrückt
durch den Wirkungsgrad der Umwandlung, wie z.B. [E = E ]3
und ausgedrückt durch die bessere Form der Umwandlung, beispielsweise die Arbeitsausbeute bei minimaler Wärmeentwicklung
und
,' J. 31033
minimalen Rückstände .
Das erfindungsgemäße Kohlenwasserstoffgemisch wirkt als
Primer, das die wirksamere (vollständigere) Verbrennung des Benzins in dem Gemisch ermöglicht unter Erzielung
einer höheren Energieausbeute und geringerer Emissionsrückstände. Es wird angenommen, daß diese Kohlenwasserstoffe
eine entffemmbare Hülle bilden, die das Benzin umgibt,
das eine Primer-Zündung liefert unter Verbrennung des Benzins innerhalb der Hülle.
Benzin ist eine natürliche H.omologenreihe von Kohlenwasserstoffen
mit hoher Anzahl von Kohlenstoffatomen, die aus Erdöl gewonnen werden. Die Kohlenwasserstoffe mit
niedriger Anzahl von Kohlenstoffatomen und insbesondere Methan, Acetylen und Dimethylketon oder Aceton,werden erhalten
bei der Synthese von Acetylen und Aceton aus Methan.
Das Aceton mit drei Kohlenstoffatomen kann aus Methan gewonnen werden und es durchläuft dabei die Stufe mit
zwei Kohlenwasserstoffen in Form von Acetylen. Acetylen kann leicht aus Methan synthetisiert werden. Dieses Verfahren
der Umwandlung von CH, (Methan) in C9H9 (Acetylen)
in CH3-CO-CH3 (Aceton) ist Teil der vorliegenden Erfindung.
Bei der Herstellung kann ein Gemisch aus Methan, Acetylen und Aceton erhalten werden. Ein solches Gemisch kann erfindungsgemäß
verwendet werden.
Aceton kann Methan oder Acetylen oder beide auf einer stabilen Basis zurückhalten und absorbieren. Außerdem besteht
ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, daß
Aceton die Fähigkeit hat, sowohl in eine stabile Zusammensetzung
mit Gasolin einzutreten als auch die obengenannte Absorption zu ergeben.
Aceton bildet aber nicht nur das Bindeglied für eine stabile Zusammensetzung, sondern trägt auch mit seinem niedrigen
Entflammungspunkt und seiner geringen Anzahl von Kohlenstoffatomen
dazu bei, die Masse der für die Verbrennung zur Verfügung stehenden Kohlenwasserstoffe zu verringern,
ohne die Energiekapazität des Motors herabzusetzen, sondern diese wird, wie aus Beobachtungen bei
. Feldtests hervorgeht, dadurch sogar noch erhöht, während gleichzeitig die Notwendigkeit der Verwendung von Antiklopf-Dämpfungsmitteln
ausgeschlossen wird und die Emissionen verringert werden durch einen Kraftstoff bzw. Treibstoff,
der viel vollständiger verbrannt wird ohne unökonomische Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxidemissionen
und ohne die Bildung von Stickstoff-Emissionen zu induzieren durch Erhöhung der Temperaturen auf solche Werte,
wie sie üblicherweise für die vollständige Benzinverbrennung erforderlich sind.
Die Bedeutung der Homologen-Reihen-Beziehung zwischen den
Kohlenwasserstoffen mit niedriger Kohlenstoffanzahl und der Einarbeitung eines der-selben, nämlich von Aceton,
als stabilisierendes Bindeglied in Benzin oder andere Fahrzeug-Kraftstoffe bzw. -Treibstoffe einschließlich der
Diesel-Kraftstoffe, wurde durch einen Streckenversuch und danach durch einen Laborversuch mit Fahrzeugen, die mit
dem derzeitigen Kraftstoff betrieben wurden, nachgewiesen.
Die erforderliche Stabilität, die wesentlich ist für die Verwendung im Zusammenhang mit der derzeit vorliegenden
Motortechnologiejwurde gefunden durch Laborversuchszusammensetzungen,
die bestanden aus Benzin und anderen Fahrzeug-Kraftstoffen bzw. -Treibstoffen, wobei die Homologenreihen-Kohlenwasserstoffe
mit niedriger Kohlenstoffanzahl
durch die Synthese in Beziehung stehen zu Dimethylketon als einer wesentlichen Komponente darin unter Einschluß
anderer Kohlenwasserstoffe, die in dem Kraftstoff bzw. Treibstoff leicht absorbierbar sind. Dazu gehören nicht
alle übrigen Ketone außer Dimethylketon, weil diese, ob sie primäre, sekundäre, tertiäre oder verzweigte Strukturen
besitzen, nicht die Eigenschaften aufweisen, die sie in Verbindung mit Benzin in diesem optimalen Kraftstoff
bzw. Treibstoff brauchbar machen; der Ersatz von Aceton durch andere Ketone führt zu Kraftstoffen bzw, Treibstoffen,
die weniger optimal sind als der erfindungsgemäße Kraftstoff bzw. Treibstoff. Dies wurde durch Labor- und
Streckenversuche bestätigt.
Der erfindungsgemäße flüssige Kraftstoff bzw. Treibstoff kann 50 bis 75 Gew.-% Dimethylketon und 25 bis 50 Gew.-%
Benzin enthalten» Ein bevorzugter Kraftstoff bzw. Treibstoff enthält etwa 60 Gew.-% Dimethylketon und etwa 40
Gew.-% Benzin. Der erfindungsgemäße flüssige Kraftstoff bzw. Treibstoff kann ein oder mehr brennbare gasförmige
Materialien darin gelöst enthalten, wie z.B. einen niederen Kohlenwasserstoff. Beispiele für geeignete gasförmige
Materialien sind niedere Alkane, Alkene und Alkine, wie Methan, Äthan, Propan, Butan oder Pentanj Athen, Propen,
Buten, Penten oder Hexen; und Acetylen. Bevorzugte gasförmige
Materialien sind Äthan und Acetylen. Der flüssige Kraftstoff bzw. Treibstoff kann den gasförmigen Kraftstoff
bzw. Treibstoff gelöst darin enthalten in einer Konzentration von einer partiellen Sättigung bis zur vollständigen
Sättigung.
Die Menge des gelösten gasförmigen Kraftstoffes bzw. Treibstoffes kann von der Menge des vorhandenen DimethyIketons
und den jeweiligen gasförmigen Materialien abhängen. So kann beispielsweise Methan in einer Menge von bis zu etwa
20 Vol.-Teilen Gas pro VoI.-Teil vorhandenem Dimethylketon
darin gelöst sein. Im Falle von Acetylen kann der gasförmige Kraftstoff bzw. Treibstoff in einer Menge von
bis zu etwa 25 Vol.-Teilen Gas pro Volumenteil Dimethylketon vorliegen. Im allgemeinen kann der gasförmige
Kraftstoff bzw. Treibstoff in einer Menge von etwa 1 bis etwa 16 Vol.-Teilen gasförmigem Kraftstoff bzw. Treibstoff
pro Volumenteil flüssigem Kraftstoff bzw. Treibstoff vorliegen.
Strecken- und Fahrzeuglaborprüfungen dieser Kraftstoffe
bzw. Treibstoffe wurden durchgeführt, um drei Grundfaktoren zu testen:
(a) um zu bestimmen, ob die Kraftstoffe bzw. Treibstoffe von Standard-Automobilen direkt verwendet werden können;
(b) um zu bestimmen, ob die Eigenschaften der Kraftstoffe bzw. Treibstoffe dem im Handel erhältlichen Benzin
■ sehr ähnlich sind;
(c) um zu bestimmen, ob die Kraftstoffe bzw. Treibstoffe
eine ausreichende Stabilität besitzen, um gegenüber Änderungen der Streckenversuchsbedingungen beständig
zu sein.
Es wurde festgestellt, daß alle drei Bestimmungen zu einem positiven Ergebnis führten.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Es wurde ein Versuchsfahrzeug mit einem bekannten, anerkannten
6-Zylinder-Standard-Motor der Firma Chrysler Corporation
mit einem Hubraum von 3687 cm (225 CID) verwendet. Dieser Motor wird auch in die Chrysler-Fahrzeug-Modelle
1980 einschließlich des Chrysler-Modells LeBaron eingebaut. Das Fahrzeug hatte den zusätzlichen Vorteil,
daß es für den Betrieb ohne wesentliche Pollutionskontrο11·
ausrüstung konzipiert war, so daß die Emissionen eindeutiger den geprüften Kraftstoffen bzw. Treibstoffen zugeordnet
werden konnten in Abwesenheit von einwirkenden katalytischen Konvertern oder EGR-Einr—ichtungen, die selbst bestimmte
Kraftstoffe bzw. Treibstoffe oder Auspuffemissionsvariable begünstigen könnten.
In dem Streckenversuch waren alle Teile und Betriebseinrichtungen des Fahrzeugs von Standard-Qualität. So wie
das Fahrzeug wegen seiner Einfachheit ausgewählt worden war, wurde auch der Streckenversuch mit zwei Standard-
Komponenten durchgeführt, nämlich chemisch reinem Aceton, kombiniert mit handelsüblichem Benzin, das bleifrei war
und keine Zusätze enthielt.
Die zunächst unter Verwendung des bleihaltigen regulären
Benzins, wie es für diesen Wagen vorgeschrieben ist, durchgeführten Streckenversuche schlugen fehl. Die Behandlung
von bleihaltigem Benzin, um alle Zusätze zu entfernen, um das Benzin im ursprünglichen Rohzustand zu
erhalten, wurden durchgeführt durch wiederholtes Auswaschen der regulären Zusätze in dem Benzin mit einem Lösungsmittel
unter Verwendung von mit In HCl angesäuertem Wasser und durch anschließende Behandlung mit Äktivkohlesäulen
und Ionenaustauscherharzsäulen, woran sich eine Dehydratation durch eine "Drieriten-CaSO,-Säule anschloß.
Dadurch wurde sichergestellt, daß alle organischen Antiklopfzusätze einschließlich der Schwermetalle im wesentlichen
entfernt wurden, so daß das rohe (reine) Benzin zurückblieb. Wenn das auf diese Weise erhaltene rohe Benzin
in Verbindung mit Aceton verwendet wurde, war die Leistung sehr gut. Deshalb wurden in der Praxis alle weiteren
Streckenversuche durchgeführt unter Verwendung von rohem (reinem) Benzin in Kombination mit Aceton. Die
beiden Komponenten, 59 % Aceton und 41 % Benzin^bildeten
den Basis-Testkraftstoff.
Bei Benzin handelt es sich um ein heterogenes Gemisch von Alkankohlenwasserstoffen, in dem eine große Anzahl von
Kohlenstoff- und Wasserstoffeinheiten in aufsteigender
Folge in dem Gemisch vorliegt. Es ist wichtig, daß die Brennbarkeit von handelsüblichem Benzin, nämlich sein
Kraftstoff-Wirkungsgrad, gemessen durch den Flammpunkt unter Anwendung des offenen Schalen- oder geschlossenen
Schalen-Verfahrens, innerhalb des Bereiches von -45 C
liegt. Jedes synthetische heterogene Kohlenwasserstoffgemisch
muß daher, um die Brennbarkeit und die Verbrennungskraft von Benzin, wie es in der Automobilindustrie
oder in der übrigen Antriebsindustrie verwendet wird, zu besitzen, notwendigerweise die Merkmale von Benzin haben,
nämlich (a) mindestens eine optimale Anzahl von Kohlenwasserstoffen, nämlich von Kohlenstoff- und Wasserstoffeinheiten,
um einen Ersatz für diejenigen Teile des Benzins darzustellen, die dadurch ersetzt werdenj (b) die
ersetzten Abschnitte müssen Flammpunkte haben, die mit dem -45 C-Bereich von Benzin vergleichbar sindj
(c) sie müssen der Tatsache Rechnung tragen, daß bei Verwendung eines Kohlenwasserstoffkraftstoffgemisches mit
einer niedrigen Kohlenstoffzahl es wichtig ist, zu einem
geeigneten und gut ausgewogenen Gemisch der kombinierten Teile der Kohlenwasserstoffderivatbasen mit niedriger
kohlenstoffzahl, wie z.B. Aceton (etwa 60 %), wobei
die Benzinfraktion oder der Benzinanteil etwa 40 % ausmacht, in einem solchen Verhältnis zu gelangen, daß
eine optimale Menge an Kohlenwasserstoffen für die Verbrennung, die Entzündung und die Abgabe \on Energie an
den Automobilmechanismus vorliegt und dennoch die Verwendung oder die Zugabe von Antiklopfverbindungen bzw.
-gemischen zur Dämpfung oder Unterdrückung der Entflammbarkeit zu vermeiden.
Die Fahrzeugveränderungen wurden beschränkt auf den Ersatz aller mit dem Kraftstoff in Kontakt kommenden Leistungsteile
aus Neopren durch solche auf Nicht-Neoprenbasis, wie z.B.
Teflon, um dadurch diese Teile gegen die Lösungsmittelwirkung von Aceton beständig zu machen. Es wurde ein Handschalter
installiert, so daß das Fahrzeug leicht von seinem regulären Tank auf den Betrieb mit dem Basistestkraftstoff
oder Benzin umgeschaltet werden konnte. Dann wurde das Fahrzeug unter den verschiedensten Straßen- und Witterungsbedingungen
gefahren und es wurde zwischen dem Betrieb mit den beiden Kraftstoffen hin und her geschaltet.
Der einzige merkliche Leistungsunterschied war der, daß der Basistestkraftstoff energiereicher zu sein schien,
insbesondere bei hohen Autobahngeschwindigkeiten und während der starken Beschleunigung.
Anschließend wurden der Testwagen und der Basistestkraftstoff zusammen mit zwei Automobilen der Baujahre 1979
(einer 4-Zylinder-Chevette der Firma General Motors und einem Plymouth-Volare der Firma Chrysler Corporation)
getestet; der Kraftstoff wurde unter Verwendung eines 3,79 Liter (1 gallon)-Schwerkrafttanks zugeführt, der
im Falle des Plymouth-Volare über die Kraftstoffpumpe in die Vergaser eingeführt wurde, während im Falle des
Chevette er nur unter dem Einfluß der Schwerkraft in die Vergaser eingeführt wurde. Dabei wurden die folgenden
Testergebnisse erhalten:
1973-er Dodge Dart - Reguläres Benzin und Basistestkraftstoff
| Dynamometer- Reguläres Bedingungen (bleihaltiges) Benzin CO (%) HC (ppm) |
If | 6 110 | Basistest- Bundesstan- kraftstoff dard } C0(%) HC(ppm) CO(%) HC(ppm) |
20 | 2 260 | 55 (vom Herstel ler angege ben) |
| im Leerlauf | 1, | 4 140 | 1,3 | 30 | 2 260 | |
| während der Fahrt |
o, | 6 140 | 1,2 | 60 | 2 260 | |
| bei 1100 UpM | 2, | 0 140 | 1,0 | 20 | 2 260 | |
| bei 2350 UpM | o, | 4 160 | 0,1 | ; gestest 2 260 | ||
| beim Fahren mit 35 mph |
53 | nicht | 58 | |||
| Leistung (HP) |
Dabei handelt es sich um die minimalen LeistungsStandards
des Bundes für Fahrzeuge auf der Straße; der Standard für HC ist für die älteren Wagen niedriger.
Die Standards sind zu Vergleichszwecken angegeben.
1979-er Chrysler Corpe Volare und General Motors Chevette
Basistestkraftstoff.
Dynamometer-Bedingungen
1979-er Plymouth 1979-er Chevet- Standard Volare 6-Zylin- te 4-Zylinder
CO(X) HC(ppm) C0
im Leerlauf beim Fahren
0,2 0,1
100 100
kein CO 80
kein CO 70
kein CO 70
2 200 2 200
bei 1100 Upm kein CO kein HC kein CO 50 2 200 bei 1950 UpM kein CO kein HC nicht getestet 2 200
bei 3100 UpM nicht getestet kein CO kein HC 2 200
Leistung (HP) 64 54 (vom
Hersteller angegeben)
Leistung (HP) 28 25 (vom
Hersteller angegeben)
Um .das Leistungsvermögen des Basistestkraftstoffes weiter
zu verifizieren, insbesondere im Vergleich zu Benzin, wurde ein 1973-er Dodge Dart den Standard-EPA- und Autobahn-Tests
unterworfen, die von einem von der Federal Environmental
Protection Agency zugelassenen Prüflabor durchgeführt wurden. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:
| FTP | 3) Basis-Testkraftstoff Indolene30 'Neuwagen- |
Versuch | FTP,2. | Versuch | 4 | FTP | 1 Bundes standards |
|
| 2)1# | 139 | 1973 1979 | ||||||
| t | (g/Meile) | ,61 | It | 56 | 1 | ,96 | 3,4 1,5 | |
| HC | (g/Meile) | 1 | ,2 | 32, | 4 | ,3 | 39,0 15,0 | |
| CO | c(g/Meile) | 35 | ,69 | 1, | 59 | ,07 | 3,0 2,0 | |
| NOj | 1 | |||||||
Dabei handelt es sich um die Bundes-Minimalleistungsstandards für Kraftfahrzeuge auf derStraße; der Standard
für HC ist für ältere Wagen niedriger. Die Standards sind zu Vergleichszwecken angegeben.
7 "FTP" steht für das Bundes-Standard-Testverfahren für
Stadtfahrten, das für den EPA-Test angewendet wurde.
' Standard-Testbenzin, wie es für Fahrzeuge verwendet
wird, die für den Betrieb mit regulärem bleihaltigem Benzin bestimmt sind.
Baistestkraftstoff
FTP HW4' FTP HW Indolene 1.Versuch !.Versuch 2.Versuch 2.Versuch FTP HW
Wirtschaftlichkeit d. 13 4 18 6 13 4 18 8 14 4
Kraftstoffes ' ' ' > >
> (Meile/3,79 1
(1 gallon))
(1 gallon))
55/45-Ver-
hältnis
F.TP/HW
Meilen/3,79 1 :
(1 gallon)
Durch- -c/ , c . -,/rc
Schnitts- 15>4 15>4 16>5
Die Strecken- und Labortestdaten zeigen folgendes:
(a) eine gleiche oder bessere Leistung (in HP), verglichen mit Benzin;
(b) eine deutlich geringere Emission von Abgasprodukten, wie CO, HC, NO , bei denen es sich um die chemischen Rückstände
der Verbrennung handelt; und
(c) gleiche oder nahezu gleiche Laufleistung in Meilen pro 3,79 1 (gallon), verglichen mit Benzin.
Bei Anwendung der Energiebilanzgleichung zeigt sich der Wirkungsgrad der vorliegenden Erfindung:
Kraftstoff [F3·] - Leistung (HP) χ Meilen/3,79 1
(1 gallon) + Abgasemissionen (HC
+ CO + NO ] + Wärme
3ζ
Aus dem Vergleich derErfindung mit Benzin geht hervor, daß erfindungsgemäß ein Transport mit etwa der gleichen
Strecke in Meilen pro 3,79 1 (gallon) mit einer höheren
4 } 11HW" steht für das Autobahn-Kraftstoffökonomieäquivalent
(vgl. Federal Register, Band 44, Nr. 58, 23.03. 1979, Seite 17946; 40 CPR Teil 610).
Leistung (HP) erzielt wird bei niedrigeren Abgasemissionen und niedrigeren Betriebstemperaturen. D.h. mit
anderen Worten, der erfindungsgemäße Kraftstoff bzw.
Treibstoff weist eine höhere Umwandlungszahl in der
Energiebilanzgleichung auf. Dies zeigt, daß der erfindungsgemäße Kraftstoff bzw. Treibstoff tatsächlich ein
leistungsfähigerer (wirksamerer) und optimalerer Kraftstoff bzw. Treibstoff als das handelsübliche Benzin ist.
Obgleich der erfxndungsgemäße Kraftstoff bzw. Treibstoff
vorstehend unter ,Bezugnahme auf seine Verwendung in Automobilen
näher erläutert worden ist, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß er auch auf anderen Anwendungsgebieten
eingesetzt werden kann. So kann beispielsweise der erfindungsgemäße Kraftstoff bzw. Treibstoff
zum Heizen, im Haushalt und für den industriellen Antrieb, für Raketenantriebsgemische oder für sonstige
Zwecke eingesetzt werden, bei denen Kohlenwasserstoffkraftstoffe bzw. -treibstoffe, die Benzin ähneln, eingesetzt
werden.
Claims (17)
1. Flüssiger Kraftstoff bzw. Treibstoff für die Verwendung in einem Automobil, dadurch gekennzeichnet,
daß er enthält oder besteht aus 50 bis 75 % Dimethylketon und 25 bis 50 % Benzin, wobei letzteres im
wesentlichen frei von Tetraäthylblei ist.
2. Kraftstoff bzw. Treibstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß er das Dimethylketon in einer Menge von
etwa 59 % und das Benzin in einer Menge von etwa 41 % enthält.
3· Kraftstoff bzw. Treibstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem einen gelösten brennbaren
gasförmigen Kraftstoff bzw. Treibstoff enthält.
4. Kraftstoff bzw. Treibstoff nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei dem gasförmigen Kraftstoff bzw. Treibstoff um einen oder mehrere Vertreter aus der
Gruppe der Alkane, der Alkene und Alkine handelt.
5. Kraftstoff bzw. Treibstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kraftstoff
bzw. Treibstoff mit darin gelöstem gasförmigem Kraftstoff bzw. Treibstoff gesättigt ist.
6. Kraftstoff bzw. Treibstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem gelösten gasförmigen
Kraftstoff bzw. Treibstoff um einen Vertreter aus der Gruppe Methan und Acetylen handelt.
7. Flüssiger Kraftstoff bzw. Treibstoff für die Verwendung in Brennkraftmaschinen (Innenverbrennungsmotoren),
dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen besteht aus 50 bis 75 Gew.-Teilen Dimethylketon, 25 bis 50 Gew.-
i Teilen Benzin und 1 bis 16 Vol.-Teilen darin gelöstem
; gasförmigem Kraftstoff bzw. Treibstoff, bei dem es sich
I -um mindestens einen Vertreter aus der Gruppe Methan und
,1 Acetylen handelt.
8· Flüssiger Kraftstoff bzw. Treibstoff für die Verweni
dung in Brennkraftmaschinen (in Verbrennungsmotoren),
: dadurch gekennzeichnet, daß er Benzin und Dimethylketon
: enthält, wobei das Dimethylketon in einer Menge von min-
; destens 50 Gew.-% vorliegt.
ί
9. Flüssiger Kraftstoff bzw. Treibstoff nach Anspruch 8,
j * dadurch gekennzeichnet, daß das Benzin in einer Menge
j von mindestens 25 Gew.-% vorliegt,
I
10. Flüssiger Kraftstoff bzw. Treibstoff nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß er 1 bis 16 Vol.-Teile eines 1 darin gelösten brennbaren Gases enthält.
11. Kraftstoff bzw. Treibstoff nach Anspruch 9 oder 10,
i dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem brennbaren
Gas um Methan und Acetylen handelt.
12. Kraftstoff bzw. Treibstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er gelöstes Methan
enthält und daß das Methan in einer Menge von bis zu 20 Vol.-Teilen Gas pro Volumenteil Dimethylketon darin gelöst
ist.
13. Kraftstoff bzw. Treibstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er gelöstes Acetylen
enthält und daß das Acetylen in einer Menge von bis zu etwa 25 Vol.-Teilen Gas pro Volumenteil Dimethylketon
darin gelöst ist.
14. Kohlenwasserstoff-Kraftstoff bzw. -Treibstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen besteht aus 50 bis
75 Gew.-Teilen Dimethylketon und 25 bis 50 Gew.-Teilen Erdöl-Kraftstoff.
15. Kohlenwasserstoff-Kraftstoff bzw. -Treibstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen besteht aus 50 bis
75 Gew.-Teilen Erdöl-Kraftstoff und einem Vertreter aus der Gruppe 1 bis 25 Vol.-Teilen Acetylen und 1 bis 20
Vol.-Teilen Methan.
16. Kohlenwasserstoff-Kraftstoff bzw. -Treibstoff nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem
Erdöl-Kraftstoff um Dieselkraftstoff handelt.
17. Kohlenwasserstoff-Kraftstoff bzw. -Treibstoff nach An-
spruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Erdöl-Kraftstoff um Benzin handelt und daß dieses Benzin
mit angesäuertem Wasser gewaschen, in einer Aktivkohlesäule und in einer Ionenaustauschersäule behandelt und
dann in einer Calciumsulfatsäule dehydratisiert worden ist.
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|---|---|---|---|
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Representative=s name: TUERK, D., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. GILLE, C., DIPL |
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