DE3626102A1

DE3626102A1 - Treibstoffzusatz

Info

Publication number: DE3626102A1
Application number: DE19863626102
Authority: DE
Inventors: Mark L Nelson; Otis L Jun Nelson
Original assignee: Polar Molecular Corp
Current assignee: Polar Molecular Corp
Priority date: 1986-01-21
Filing date: 1986-08-01
Publication date: 1988-02-11
Also published as: FR2602240B1; US4753661A; GB8621551D0; GB2195126B; CA1331093C; GB2195126A; FR2602240A1

Description

Diese Anmeldung ist eine Continuation-in-Part-Anmeldung der Serial Nr. 5 69 161, die am 9. Januar 1984 eingereicht wurde.

Die Erfindung betrifft neue Treibstoffzusätze für Kohlenwasserstoff- Treibstoffe, wie Benzin- oder Dieseltreibstoff, Heizöle oder Flugzeug-Treibstoffe.

Bislang war es bekannt, bestimmte polare Verbindungen zu flüssigen Kohlenwasserstoff-Treibstoffen für verschiedene Maschinenarten zuzusetzen, jedoch waren diese Versuche nicht erfolgreich hinsichtlich der Lösung der erfindungsgemäßen Aufgaben, wie sie nachfolgend dargestellt werden.

Dorer beschrieb in der US-PS 36 58 494 die Kombination einer sauerstoffhaltigen Verbindung von recht hohem Molekulargewicht und eines Dispergiermittels, die dem Treibstoff zugesetzt werden zur Reinigung der Verbrennungsmaschinen. Die Sauerstoffverbindung nach Dorer ist in dem Gerüst der Kette, so daß dort keine Azidität oder Säurezahl aufgegeben wird.

Tom et al. beschrieben in der US-PS 29 14 479 ein Schmiermittel für obere Zylinder, welches ein leichtes aromatisches Schmieröl und ein sauerstoffhaltiges Lösungsmittel, wie CELLOSOLVE®, enthält. Diese Kombination konnte entweder dem Treibstoff oder dem Vergaser zugegeben werden. Eine geringe Menge an Antirostmittel oder Pourpoint-Senkungsmittel konnte ebenfalls in dem Schmiermittel nach diesem Patent verwendet werden.

Ein Durchdringungsöl (Penetrating oil) zur Freisetzung der Verbindung von zwei metallischen Oberflächen, wie Bolzen, Scharniere, Federn, Schlösser, etc., welches ein Schmieröl, Benzin, einen Alkohol und Glykole oder deren Ether enthält, wurde in der US-PS 39 17 537 von Elsdon beschrieben. Von Elsdon wurden weder Komponenten mit hohem Molekulargewicht, noch Säurezahlen, noch Verseifungszahlen angegeben.

In der US-PS 26 72 450 von Pearsall ist eine Kombination eines substituierten Benzols, eines Monoalkylglykolethers oder des Glykols und eines Esters von Rizinolsäure zur Entfernung von kohlenstoffhaltigen Ablagerungen in Verbrennungsmaschinen beschrieben. Dieses Gemisch dient der Verwendung als ein Lösungsmittel im Kontakt mit einer heißen abgedrosselten Maschine für etwa 1 bis 6 Stunden, woran sich das erneute Starten der Maschine anschließt. Alternativ dazu konnte diese Maschine in dieses Lösungsmittelgemisch eingetaucht, damit besprüht oder bestrichen werden.

Ein Kaltfluß-Verbesserungsstoff für Mitteldestillat-Dieseltreibstoff, welcher ein Vinylacetat/Ethylen-Copolymer, ein Nitronparaffin, ein Alkohol und ein aromatisches Lösungsmittel enthält, wurde in der US-PS 43 65 973 von Irish gegenüber 17 zitierten Veröffentlichungen patentiert.

Sweeney beschrieb in der US-PS 43 78 973 ein Rauch-Unterdrückungsmittel für Dieselmotoren, welches ein Gemisch von Cyclohexan und einer sauerstoffhaltigen Verbindung, wie Aldehyden, Ketonen oder Ethern enthielt.

Die genannten Veröffentlichungen nähern sich auf verschiedenen Wegen im Verhältnis zur Erfindung und auf verschiedenen Wegen untereinander einem von mehreren Vorteilen, welche durch die vorliegende Erfindung erreicht werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Lebenszeit von Motoren zu verlängern, welche Treibstoff verwenden, indem der hierin beschriebene Treibstoffzusatz eingegeben wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Herabsetzung der Octan-Erfordernisse von Treibstoffen für Verbrennungsmotoren durch Verwendung des Treibstoffzusatzes in dem Treibstoff.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Steigerung der Effektivität von Motoren und so in der Verringerung des Treibstoffverbrauchs, der gemäß der vorliegenden Beschreibung konditioniert wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Konditionierung von Treibstoff ohne Änderung des Flammpunktes oder der Verbrennungstemperatur.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Treibstoffes, welcher die Zylinderwände schmiert, die Zündkerzen reinigt, die Vergaser- und Verbrennungskammern reinigt, die Schmierung der Ringe unterstützt, Treibstoff gleichförmig auf alle Zylinder verteilt und Ventilschluß-Mängel verhindert.

Der erfindungsgemäße Treibstoffzusatz umfaßt in seiner einfachsten Form einen sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoff mit einem Molekulargewicht von etwa 250 bis etwa 500 und ein sauerstoffhaltiges Kompatibilisierungsmittel, wie einen Alkohol. Häufig ist es vorteilhaft, ebenfalls einen aromatischen Kohlenwasserstoff und ein Mineralöl oder eine andere Grundmischung zu verwenden. In einigen Situationen ist der Treibstoffzusatz besser geeignet, wenn ein hydrophiles Trennmittel, wie ein Glykolether, zugesetzt ist, um eine wässrige Schicht abzutrennen.

Der Treibstoffzusatz ist für Verbrennungsmaschinen geeignet, welche Benzin, Dieselöl Nr. 2 oder Kerosin verbrennen, für Lastkraftwagen, Dieselkraftwagen, Autos, die Benzin oder Dieseltreibstoff verwenden, und stationäre Maschinen oder Kessel. Es kann auch ein Treibstoff in Form eines höheren Alkohols verwendet werden.

Der Treibstoffzusatz gemäß der vorliegenden Erfindung dient der Verringerung des Treibstoffverbrauchs, zur Verringerung des Maschinenverschleißes, zur Verringerung der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen, zur Verminderung der Octan-Anforderungen, er hält Zündkerzen und Motorenteile sauber, verhindert Fehlleistungen bei Ventilschlüssen und verteilt den Treibstoff einheitlich auf alle Zylinder.

Die vorliegende Erfindung ist in breitem Maßstabe anwendbar zur Konditionierung einer großen Vielfalt von Kohlenwasserstoffen oder modifizierten Kohlenwasserstoffen (beispielsweise alkoholhaltigen Kohlenwasserstoffen), Treibstoffen für eine Vielzahl von Maschinen oder Öfen, welche flüssige Treibstoffe verbrennen.

Der erfindungsgemäße Zusatz, der am besten für mit Benzin betriebenen Verbrennungsmaschinen geeignet ist, kann eine polare sauerstoffhaltige Verbindung, ein Kompatibilisierungsmittel zur Aufrechterhaltung eines Einphasensystems, eine aromatischen Kohlenwasserstoff (beispielsweise Xylol), ein Mineralöl und einen Monoether eines Glykols enthalten.

Maschinen, welche Dieseltreibstoff verbrennen, besitzen häufig Systeme zur Rückführung der heißen Abgase zum Treibstoff, um diesen vorzuerhitzen. Da dieses heiße Abgas zwangsläufig Wasserdampf enthält aus der oxidativen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, ist es bevorzugt, den Zusatz gemäß der vorliegenden Erfindung einzusetzen, um den Glykolmonoether auszuschließen und lediglich die anderen vier Komponenten in dem Zusatzstoff für diese Maschinenart zu verwenden: polare sauerstoffhaltige Verbindung, aromatisches Mineral- oder Grundmischungsöl und Kompatibilisierungsmittel (beispielsweise ein Hexanol).

Verbrennungsöfen erfordern einfache Kohlenwasserstoff- Treiböle, die im Handel unter den Bezeichnungen Öl Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 usw. bekannt sind. Für diese Erdölfraktionen wird der Mineralöl-Bestandteil des Treibstoffzusatzes nicht erfordert, was zu einer dreiteiligen Zusammensetzung aus polarer sauerstoffhaltiger Verbindung, Kompatibilisierungsmittel und aromatischem Bestandteil führt, um die Sauberkeit und die Effektivität der Verbrennung zu verbessern.

Für einen Alkohol-modifizierten Kohlenwasserstoff-Treibstoff, der häufig bei Verbrennungsmaschinen verwendet wird (z. B. "Gasohol"), wurde gefunden, daß eine Mineralöl-Komponente abschwächend wirkt gegenüber der Aufrechterhaltung eines Einphasensystems, so daß die bevorzugte Formulierung für diesen Treibstoff die polare sauerstoffhaltige Verbindung, eine aromatische Verbindung, ein Monoether eines Glykols und ein Kompatibilisierungsmittel, wie ein höherer Alkohol, ist.

Für die leichteren Treibstoffe, die für Flugzeugmotoren geeignet sind, wurde als vorteilhaft aufgefunden, sowohl die aromatische Verbindung als auch das Mineralöl auszulassen, so daß der Treibstoffzusatz für diese Verwendung zu den besten Ergebnissen aus den drei sauerstoffhaltigen Bestandteilen besteht: polare sauerstoffhaltige Verbindung, Glykolmonoether und Kompatibilisierungsmittel.

Im Falle der Alkohol-Treibstoffe für Verbrennungsmaschinen, die aus 90% Ethanol und 10% unverbleitem Benzin bestehen, ist ein Treibstoffzusatz entwickelt worden mit der folgenden Zusammensetzung, der in dem Alkohol-Treibstoff in einem Teil pro 1000 verwendet werden soll: 30 Gew.-% polarer sauerstoffhaltiger Kohlenwasserstoff, 30 Gew.-% Xylol und 40 Gew.-% Decanol. Mineralöl ist nicht bevorzugt, da es in dem aus hohen Alkoholen bestehenden Treibstoff nicht gut dispergiert wird; ein Glykolether ist nicht erforderlich, da jegliches Wasser in dem System in dem hydrophilen Ethanol gelöst wird.

In allen Formulierungen gemäß der vorliegenden Erfindung können die Wörter "Verbindung" oder "Komponente", die zuvor oder hiernach benutzt werden, ein Gemisch von verschiedenen möglichen individuellen Verbindungen oder Komponenten, die Mitglieder dieser Klasse sind, bedeuten. Beispielsweise bedeutet das Wort "Xylol" als ein bevorzugtes Mitglied der Klasse von aromatischen Verbindungen nicht lediglich o-Xylol, m-Xylol oder p-Xylol, sondern auch aromatische "Verschnitte" oder Destillate von Aromaten, welche nicht lediglich Xylol enthalten, sondern Benzol, Toluol, Duren, Naphthalin, etc., die in dem "Xylol" vermischt sein können.

Die polare sauerstoffhaltige Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet verschiedene organische Gemische, die sich bei der kommerziellen Oxidation von Erdölflüssigkeiten mit Luft ergeben. Häufig werden diese Luftoxidationen von flüssigen Destillaten bei einer Temperatur von etwa 100°C bis etwa 150°C mit einem organometallischen Katalysator durchgeführt, wie beispielsweise mit Estern von Mangan, Kupfer, Eisen, Kobalt, Nickel oder Zinn. Das Ergebnis ist ein Gemisch von polaren sauerstoffhaltigen Verbindungen, die mindestens in drei Kategorien eingeteilt werden können: flüchtig, verseifbar und nichtverseifbar.

Die polaren sauerstoffhaltigen Verbindungen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung bevorzugt sind, lassen sich auf mindestens drei verschiedenen Wegen chrakterisieren, nämlich durch das Molekulargewicht, die Säurezahl und die Verseifungszahl.

Chemische sind diese Oxidationsprodukte Gemische von Säuren, Hydroxylsäuren, Lactonen, Estern, Ketonen, Alkoholen, Anhydriden und anderen sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen. die für die vorliegende Erfindung geeigneten Verbindungen sind Verbindungen und Gemische mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 250 bis 500, mit einer Säurezahl zwischen etwa 25 und etwa 100 (ASTM-D-974) und einer Verseifungszahl von etwa 30 bis etwa 250 (ASTM-D-974-52). Vorzugsweise besitzen die polaren sauerstoffhaltigen Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung eine Säurezahl von etwa 50 bis etwa 100 und eine Verseifungszahl von etwa 75 bis etwa 200. Besonders bevorzugt bei der Formulierung des erfindungsgemäßen Treibstoffzusatzes ist ein industrielles Material Alox 400L, welches von der Firma Alox Corporation, Niagara Falls, New York, zu erhalten ist.

Geeignete Kompatibilisierungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung sind organische Verbindungen mit recht hohem Solubilisierungsparameter und einer starken Wasserstoffbindungs- Kapazität. Löslichkeitsparameter, δ, die auf der kohäsiven Energiedichte beruhen, sind ein wesentliches Mittel der Beschreibung eines organischen Lösungsmittels und geben ein Maß für dessen Polarität. Einfache aliphatische Moleküle mit geringer Polarität haben einen geringen δ-Wert von etwa 7,3; stark polares Wasser hat einen hohen δ-Wert von 23,4. Die Löslichkeitsparameter sind jedoch lediglich eine erste Annäherung an die Polarität eines organischen Lösungsmittels. Ebenfalls wichtig bezüglich einer allgemeinen Polarität und somit der Lösungsmittelkraft sind das Dipolmoment und die Wasserstoffbindungs- Kapazität. Das symmetrische Kohlenstofftetrachlorid ohne ein Gesamtdipolmoment und mit einer schlechten Wasserstoffbindungs- Kapazität besitzt einen Löslichkeitsparameter von 8,6. Im Gegensatz dazu besitzt Methylpropylketon etwa den gleichen Löslichkeitsparameter, 8,7, jedoch eine recht starke Wasserstoffbindungs-Kapazität und ein definiertes Dipolmoment. Somit beschreibt keine Gütezahl die "Polarität" eines organischen Lösungsmittels.

Für die Praxis der vorliegenden Erfindung sollte ein Kompatibilisierungsmittel einen Löslichkeitsparameter von etwa 8,8 bis etwa 11,5 aufweisen und eine mäßige bis starke Wasserstoffbindungs-Kapazität besitzen. Geeignete Klassen von organischen Lösungsmitteln sind Alkohole, Ketone, Ester und Ether. Bevorzugte Kompatibilisierungsmittel sind geradkettige, verzweigtkettige und alicyclische Alkohole mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt für Kompatibilisierungsmittel sind die Hexanole, die Decanole und die Dodecanole.

Der erfindungsgemäße Zusatz verhindert, daß große Mengen an Wasser in Treibstoffvorräte eingebracht werden, die gelagert werden, indem ein Trennmittel oder ein sogenanntes Ausfällmittel zugegeben wird, welches die Menge an Wasser in dem Kohlenwasserstoff-Treibstoff verringert, wodurch die Verbrennung verbessert wird. Geeignete Trennmittel zur Durchführung der vorliegenden Erfindung sind Glykolether oder Polyglykole, insbesondere Monoether. Monoether sind bevorzugt gegenüber Diethern bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung.

Beispiele für derartige Verbindungen sind die Monoether von Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylenglykol, Alphabutylenglykol, 1,3-Butandiol, beta-Butylenglykol, Isobutylenglykol, Tetramethylenglykol, Hexylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, 1,5-Pentandiol, 2-Methyl-2-ethyl-1,3-propandiol, 2-Ethyl-1,3-hexandiol. Spezielle Beispiele umfassen Ethylenglykolmonophenylether, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmono-(n-butyl)-ether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykolmono-(n-butyl)-ether, Propylenglykolmonomethylether, Dipropylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonocyclohexylether, Ethylenglykolmonobenzylether, Triethylenglykolmonophenethylether, Butylenglykolmono- (p-(n-butoxy)-phenyl)-ether, Trimethylenglykolmono(alkylphenyl)- ether, Tripropylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoisopropylether, Ethylenglykolmonoisobutylether, Ethylenglykolmonohexylether, Triethylenglykolmonobutylether, Triethylenglykolmonomethylether, Triethylenglykolmonoethylether, 1-Butoxyethoxy-2-propanol, Monophenylether von Polypropylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 975 bis 1075 und Monophenylether von Polypropylenglykol, worin das Polyglykol ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 400 bis 450 aufweist, Monophenylether von Polypropylenglykol, worin das Polypropylenglykol ein durchschnittliches Molekulargewicht von 975 bis 1075 besitzt. Derartige Verbindungen werden im Handel unter den Handelsnamen, wie Butyl-CELLOSOLVE, Ethyl-CELLOSOLVE, Hesyl-CELLOSOLVE, Methyl-CARBITOL, Butyl-CARBITOL, DOWANOL-Glykolether und ähnlichen Bezeichnungen vertrieben.

Es soll wiederholt werden, daß dieses Trennmittel oder "Ausfällmittel" nicht in diesen Treibstoff-Systemen verwendet werden soll, worin die heißen Abgase in den Treibstofftank rückgeführt werden, um den Treibstoff vorzuerhitzen, da derartige Abgase große Mengen an Wasserdampf enthalten, der sich nicht in dem Treibstoffsystem ansammeln soll.

In der Praxis der vorliegenden Erfindung wurde es als zweckmäßig gefunden, einen aromatischen Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch derartiger Verbindungen als eine Komponente des Treibstoffzusatzes gemäß der vorliegenden Erfindung einzuschließen. Jede aromatische Kohlenwasserstoffmischung, die bei Raumtemperatur flüssig ist, ist geeignet. Darunter befinden sich Benzol, Toluol, die drei Xylole, Trimethylbenzol, Duren, Ethylbenzol, Cumol, Biphenyl, Dibenzyl und ähnliche Verbindungen oder deren Gemische. Der bevorzugte aromatische Bestandteil ist ein handelsübliches Gemisch der drei Xylole, da es billiger ist als irgendein reines Xylol. Ohne durch irgendeine Theorie oder eine Hypothese bezüglich der Verwendung eines aromatischen Kohlenwasserstoffes begrenzt zu sein, wurde gefunden, daß die Gegenwart eines aromatischen Kohlenwasserstoffes in dem Zusatz eine reine und wirkungsvolle Verbrennung des Treibstoffes fördert.

Ein leichtes Mineralöl oder eine Grundmischung wird vorteilhafterweise verwendet, wenn der Treibstoffzusatz für Benzin- und Diesel-Verbrennungsmaschinen verwendet wird. Mit "leichtem" Mineralöl werden diejenigen Erdöl-, Aliphaten- oder Alicyclen-Fraktionen gemeint, welches eine Viskosität von weniger als 10 000 SUS bei 25°C aufweisen. Ein Gemisch von Kohlenwasserstoff-Fraktionen kann ebenfalls eingesetzt werden.

Bei der vorgegebenen Anwesenheit der verschiedenen Bestandteile, die oben beschrieben wurden, ist ein weiter Bereich von Verhältnissen für die Praxis der vorliegenden Erfindung geeignet. Weiter unten wird ein geeigneter Bereich und ein bevorzugter Bereich in Gew.-% angegeben:

Für die speziellen Treibstoffe, in denen der Zusatz gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, wie von Benzin angetriebene Maschinen, Dieselmaschinen, Maschinen, die "Gasohol" verbrennen, Flugzeugmaschinen und Heizöfen, variieren die verwendeten Verhältnisse bezüglich der maximalen Effektivität der Verbrennung.

Nachdem die Erfindung oben beschrieben wurde, soll sie nun anhand der folgenden Beispiele erläutert werden. Diese Beispiele begrenzen jedoch nicht die Anwendung der vorliegenden Erfindung, welche durch andere Mittel in anderen Systemen durchgeführt werden kann. Der Umfang dieser Offenbarung ist umfassender in den Ansprüchen beschrieben.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Vorteile des Einsatzes von einem Teil pro Tausend des Treibstoffzusatzes gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Flotte von 626 verschiedenen Fahrzeugen über eine Zeitdauer von 2,5 Jahren.

Ein Treibstoffzusatz, der aus 30 Gew.-% polarem sauerstoffhaltigem Kohlenwasserstoff, 25 Gew.-% Xylol, 15 Gew.-% Hexanol, 15 Gew.-% Mineralöl und 15 Gew.-% Ethylenglykolmonomethylether bestand, wurde hergestellt und mit FC-I bezeichet.

Die folgende Flotte von Fahrzeugen, die in der Tabelle I dargestellt ist, verwendete FC-I:

Der Treibstoffzusatz wurde in die unterirdischen Treibstoff- Lagertanks gegeben, um zu gewährleisten, daß alle Fahrzeuge an den Tests teilnahmen.

Nach 2 1/2 Jahren wurde gefunden, daß sich eine durchschnittliche Treibstoffersparnis von 7,00% für alle Fahrzeuge ergeben hatte. Zusätzlich waren keine Defekte der oberen Zylinder und keine Ventilsitz-Defekte vorhanden. Vor diesem Test waren Defekte der oberen Zylinder und Ventilsitz-Defekte üblich bei Fahrzeugen, die einer großen Belastung unterlagen.

Nach den ersten 6 Monaten wurde kein verbleites Benzin verwendet, sogar bei den großen Lkw's, von denen gesagt wird, daß sie verbleites Benzin erfordern.

Dieser Test zeigt, daß der Treibstoffzusatz gemäß der vorliegenden Erfindung Ventile und obere Zylinder besser als Tetraethylblei schmieren kann und ebenso Treibstoff einspart.

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert die Verwendung des Treibstoffzusatzes gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Flotte von 135 Diesel-Lkw unter Verwendung von nicht verbleitem Benzin. Der Zweck besteht in der Erprobung, ob Defekte in dem Ventilantriebsbereich verhindert werden können und ob eine Octananforderungs-Steigerung vorweggenommen werden kann ohne die Verwendung von Tetraethylblei.

Es wurde ein Treibstoffzusatz hergestellt, der aus 30 Gew.-% polarem sauerstoffhaltigem Kohlenwasserstoff, 25 Gew.-% Xylol, 20 Gew.-% Hexanol und 25 Gew.-% Mineralöl bestand. Dieser wurde mit FC-II benannt. Es wurde kein Glykolether verwendet, da diese Diesel-Lkw ein Abgas- Rückführungssystem besitzen.

Die 135 Diesel-Lkw lagen im Modelljahr von neu bis 6 Jahre alt. Sie kamen von den Firmen International Harvester, General Motors, Ford und FWD mit Gesamtgewichten von 20 000 bis 30 000 lbs. Am Beginn des Tests betrugen ihre Odometer- Ablesungen im Durchschnitt 35 000 Meilen. Der Test dauerte 11 000 Meilen mit einem Teil pro Tausend FC-II, welches in dem Treibstoff verwendet wurde.

Während des Tests liefen die folgenden schweren Diesel-Lkw 31 12 000 bis 13 000 lbs, 73 13 000 bis 32 000 lbs., 27 7000 lbs bis zu 43 000 Meilen (Durchschnitt 11 000 Meilen) mehr mit nicht verbleitem Benzin der Octanzahl 87, als mit verbleitem Benzin der Octanzahl 89 ohne irgendwelche Motordefekte.

Im Kontrolltest (SAE-Papier 710367) wurde berichtet, daß neue Dieselmotoren, die mit nicht verbleitem Benzin betrieben wurden, Ventilsitz-Defekte schon bei 5000 Meilen aufwiesen und normalerweise bei 11 000 Meilen.

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert die Vorteile des erfindungsgemäßen Treibstoffzusatzes beim Test in einem Universitäts- Laborteststand.

Eine Ford-Maschine aus dem Baujahr 1967 mit 6 Zylindern und 200 inch³ Volumen mit weniger als 1000 Stunden Nutzung wurde mit einem Dynamometer der Firma General Electric Co. verbunden. Die Zündpunkteinstellung wurde bei 6°C vor dem Kopfpunkt eingestellt, die Zündkerzen wurden gereinigt und das Treibstoff-Luft-Verhältnis wurde so eingestellt, um 0,5% Kohlenmonoxid im Leerlauf zu ergeben. Ein Abgas- Analysiergerät der Firma Beckman, Modell 590, wurde verwendet, um die Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxid-Gehalte zu bestimmen.

Das Maschinenöl war ein neues Öl des Typs Texaco Havoline 20-20W mit einem neuen Filter. Als Treibstoff diente das Benzin der Firma Gulf mit 89 Octan.

Der Motor wurde mit 2200 Umdrehungen betrieben, das entspricht 55 mph. Die Werte des Drehmoments wurden so berechnet, daß 20, 40, 60, 80 und 100% Belastung simuliert werden konnten.

Die Tabelle II zeigt die Testergebnisse:

Tabelle II

Kontrolläufe ohne FC-I

N = 2200 Umdrehungen pro Minute

Es wurde gefunden, daß unter den Kontrollbedingungen der durchschnittliche Treibstoffverbrauch 0,2943 lbs/min betrug. Wenn ein Teil pro Tausend des FC-I nach Beispiel 1 verwendet wurde (19 ml oder 0,64 fl. oz. pro 5 gal.), sank der durchschnittliche Treibstoffverbrauch auf 0,288 lbs/min, woraus sich eine Ersparnis von 2,14% ergab.

Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert die Fähigkeit des erfindungsgemäßen Treibstoffzusatzes zur Verringerung der Erzeugung von nicht verbranntem Kohlenwasserstoff und unvollständig oxidiertem Kohlenmonoxid bei der Verwendung in Automobilmotoren.

Tabelle III zeigt die Ergebnisse bei 6 Automobilmotoren bei der Verwendung von 1 Teil pro Tausend FC-I, wie in Beispiel 1, wenn der Betrieb für die angegebene Meilenzahl erfolgte.

Tabelle III

Abgas-Emissionstest

Beispiel 5

Dieses Beispiel erläutert die Abnahme im Treibstoffverbrauch eines Sanitär-Lkw unter Verwendung des erfindungsgemäßen Treibstoffzusatzes während der Wintermonate, wenn ein erhöhter Treibstoffverbrauch erwartet wurde.

Ein Sanitär-Lkw von 10 Tonnen (20 Tonnen bei Beladung) wurde mit einer genauen Fließmeßvorrichtung ausgerüstet, um den gph-Treibstoffverbrauch während der üblichen Dienstroute abzulesen. Der Test wurde vom 1. Oktober bis zum 31. Januar durchgeführt. Während der wärmeren Monate Oktober und November wurden Kontrolldaten ohne die Verwendung des Treibstoffzusatzes erhalten. Während der kälteren Monate Dezember und Januar wurde FC-I gemäß Beispiel 1 in dem Benzin in einer Größenordnung von 1 Teil pro Tausend verwendet. Die Tabelle IV faßt die Ergebnissse zusammen.

Tabelle IV

Verbesserung der Treibstoff-Wirtschaftlichkeit bei kaltem Wetter

Sogar bei niedrigerer Temperatur ist zu sehen, daß der Treibstoffverbrauch um 4,2% verringert wurde. Bei der Rückführung auf die erwartete 15%-ige Steigerung bezüglich der Treibstoffanforderungen aufgrund des kalten Wetters, beträgt die Einsparung etwa 19%.

Beispiel 6

Dieses Beispiel erläutert die Verringerung des Treibstoffverbrauchs, die beim Test einer breiten Vielzahl von mit Benzin betriebenen Automobil-, Lieferwagen-, Lkw- und Diesel-Lkw-Maschinen mit dem Treibstoffzusatz gemäß der vorliegenden Erfindung erfahren wurde.

Es wurde ein Treibstoff-Fließgeschwindigkeits-Umwandlerfluidyn Modell 1214D/1228 verwendet, um die Fließgeschwindigkeit, die Temperatur und das Gesamtgewicht des verbrannten Treibstoffs für die Dieselmotoren-Tests zu messen. Eine ähnliche Fluidyn-Einrichtung wurde für Benzinmotoren verwendet.

Es wurden 38 Fahrzeuge untersucht mit einer Fahrleistung, die für eine Standardmenge an nicht verbleitem Kraftstoff gemessen wurde. Sodann wurde der FC-I-Treibstoffzusatz in einer Menge von 1 Teil pro Tausen für die Benzinmaschinen gemäß Beispiel 1 zugegeben, und FC-II wurde in einer Menge von 1 Teil pro Tausend für die Dieselmaschinen gemäß Beispiel 2 zugegeben.

Bezüglich der 34 Benzinmaschinen zeigten 30 eine erhöhte Fahrleistung im Bereich von 0,8% bis 12,8%. Die vier Dieselmotoren zeigten alle zusätzliche Laufleistungen von 5,9% bis 15,5%. Zwei Benzin-Lkw, ein Lieferwagen und ein Pkw zeigten Fahrleistungsverluste im Bereich von -0,012% bis -0,4%.

Alle 38 Motoren zeigten eine zusätzliche durchschnittliche Laufleistung von 5,33%.

Beispiel 7

Dieses Beispiel erläutert die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf Diesel-Schienen-Fahrzeuge.

Zwei Schienen-Dieselmaschinen wurden 30 Tage gefahren, eine davon mit FC-II, wie in Beispiel 2, eine gemäß Kontrolle ohne jeglichen Treibstoffzusatz. Jede Maschine verbrannte 4000 Gallons Treibstoff während der 30 Tage. Es wurde gefunden, daß die Dieselmaschine, welche den Treibstoffzusatz verwendete, 5% weniger Treibstoff verbrauchte als die Kontrollmaschine. Eine Gesamtmenge von 4000 gallons wurde während des Monats verbraucht. Weiterhin zeigte die visuelle Untersuchung, daß die Dieselmaschine mit dem Treibstoffzusatz sehr viel reiner verbrannte als die Kontrollmaschine, wodurch mehr Kraft, weniger Reibung und eine längere Komponenten- Lebenszeit erzielt wurde.

Beispiel 8

Dieses Beispiel erläutert die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf stationäre Dieselmaschinen.

Drei Maschinen wurden getestet: ein Inline-Detroit-Diesel, Modell G-71, ein Cummings Modell 230 und ein General Motors Modell 71, V-12.

Jeder Dynomometer-Test wurde für 30 Minuten bei 2000 hp durchgeführt, wobei alle Ablesungen des hp-Outputs, rpm, Treibstoffverbrauch usw. aufgezeichnet wurden. Sodann wurde FC-II gemäß Beispiel 2 zugesetzt und der Dynomometer-Testlauf wurde für 40 Minuten durchgeführt.

Der Treibstoffverbrauch, wie er mit dem Fluidyn-Fließmeßgerät 1214D/1228 mit den Umformern 214-200 oder 285-210 gemessen wurde, nahm gemäß folgender Übersicht ab:

% Abnahme des Treibstoffs G-71 Detroit10,2 Cummings 23012,8 V-12 GM 71 3,7 Durchschnitt 8,9

Nach der Erläuterung der Erfindung durch die obigen Beispiele wird der Schutzumfang nach dem Patent kompletter in den Ansprüchen beschrieben.

Claims

1. Treibstoffzusatz, der einen polaren, aliphatischen, sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoff mit einem Molekulargewicht von etwa 250 bis etwa 500, einer Säurezahl von etwa 25 bis etwa 100, einer Verseifungszahl von etwa 30 bis etwa 250, und ein sauerstoffhaltiges Kompatibilisierungsmittel enthält.

2. Treibstoffzusatz nach Anspruch 1, worin die Säurezahl von etwa 50 bis etwa 100 beträgt.

3. Treibstoffzusatz nach Anspruch 1, welcher weiterhin ein hydrophiles Trennmittel zur Isolierung von jeglichem vorhandenem Wasser in einer gesonderten Schicht enthält.

4. Treibstoffzusatz nach Anspruch 1, worin das sauerstoffhaltige Kompatibilisierungsmittel ein Alkohol ist, der mehr als 3 Kohlenstoffatome enthält.

5. Treibstoffzusatz nach Anspruch 4, worin der Alkohol ein Hexanol ist.

6. Treibstoffzusatz nach Anspruch 4, worin der Alkohol ein Decanol ist.

7. Treibstoffzusatz nach Anspruch 4, worin der Alkohol ein Dodecanol ist.

8. Treibstoffzusatz nach Anspruch 3, worin das hydrophile Trennmittel ein Monoglykolether ist.

9. Treibstoffzusatz nach Anspruch 8, worin der Monoglykolether Ethylenglykolmonomethylether ist.

10. Treibstoffzusatz nach Anspruch 3, worin der sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoff in einer Menge von 20 bis 40 Gew.-% vorhanden ist, das sauerstoffhaltige Kompatibilisierungsmittel in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-% vorhanden ist und das hydrophile Trennmittel in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-% vorhanden ist.

11. Treibstoffzusatz nach Anspruch 1, welcher ferner einen aromatischen Kohlenwasserstoff enthält.

12. Treibstoffzusatz nach Anspruch 11, worin der aromatische Kohlenwasserstoff ein Xylol ist.

13. Treibstoffzusatz nach Anspruch 1, welcher ferner eine Kohlenwasserstoff-Grundmischung enthält.

14. Treibstoffzusatz nach Anspruch 13, worin die Kohlenwasserstoff- Grundmischung Mineralöl ist.

15. Treibstoffzusatz, enthaltend Gew.-% sauerstoffhaltiger Kohlenwasserstoff20-40 Glykolmonoether10-50 C₄- bis C₁₂-Alkohol10-20 einkerniger aromatischer Kohlenwasserstoff20-30 Kohlenwasserstoff-Grundmischung10-20

16. Treibstoffzusatz nach Anspruch 15, worin der sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoff ein Molekulargewicht von 250 bis 500, eine Säurezahl von 25 bis 100 und eine Verseifungszahl von 30 bis 250 aufweist.

17. Treibstoffzusatz, enthaltend Gew.-% sauerstoffhaltiger Kohlenwasserstoff10-80 Glykolmonoether 5-75 C₄- bis C₁₂-Alkohol 5-40 einkerniger aromatischer Kohlenwasserstoff10-50 Kohlenwasserstoff-Grundmischung 5-40