DE767245C - Treibstoff fuer Hochleistungsmotoren - Google Patents

Description

• Treibstoff für Hochleistungsmotoren Zum Betrieb von Hochleistungsmo:to:ren mit Überladeeinrichtung, d. h. Motoren mit über ä at liegenden mittleren Arbeitsdrücken, kommen bisher als gut geeignete Treibstoffe nur Isooctan oder Gemische davon mit Benzin, z. B. von durch Druckhydrierung von Kohlen, Teeren oder Mineralölen erhaltenen Benzinen, die beträchtliche Mengen Isooctan, z.. B. 5o % enthalten, in Betracht. Andere bekannte, an sich klopffeste Treibstoffe, wie z. B. Benzol oder niedrige aromatische Kohlenwassersto.ffe, wie Benzol und Toluol, in erheblicher Menge enthaltende Benzine, sind deshalb nicht brauchbar, weil sie zu Schädigungen der Kolbenringe führen.
• Es wurde nun gefunden, daß Gemische von Benzinen, die zufolge ihres Gehalts an aromatischen, naphthenischen oder isoparaffinischen Kohlenwasserstoffen eine Octanzahl von mehr als 65, zweckmäßig mehr als 70, besitzen, mit mindestens 5% Diäthylbenzol oder Äthylpropylbenzol, in deren Kern noch eine Methylgruppe vorhanden sein kann, die jedoch praktisch keine höheren Alkylbenzole enthalten, einen ausgezeichneten Treibstoff für Hochleistungsmotoren der erwähnten Art dar-

  stellen, der überraschenderweise sogar Ge-

  mische von an sich klopffesten Benzinen mit

  Isooctan bezüglich des erzielten mittleren

  Arbeitsdruckes übertrifft.

  Das Diäthvlbenzol und Äthvlpropylbenzol

  können durch Alkylierung von Benzolkohlen-

  wasserstoffen in Gegenwart von Aluminium-

  chlorid. Schwefelsäure od. d-1. oder durch

  Erhitzen voii entsprechenden Olefinen zu-

  sammen mit Benzolkohlenwasserstoifen unter

  Druck auf d.oo bis 55o2 hergestellt werden.

  Man geht dabei z. B. von Benzol oder ToluoI

  aus. Diese «-erden durch Anlagerung von

  Ätlivlen und bzw. oder Propylen in die ge-

  wünschten Alkvlbenzole übergeführt.

  Man gibt die erwähnten Alkylbenzole dem

  klopffesten Benzin im allgemeinen in -Mengen

  von etwa 1o bis 309!o oder mehr zu. Als

  Benzine kommen in erster Linie bei der

  Drucklivdrierung von Kohle. Teeren und

  -liireralölen erhaltene Kolil--ntvasserstoffe in

  Betracht, die größtenteils aus Isoparaffinen.

  -Naplithenen und bzw. oder aromatischen

  Kohlen Wasserstoffen bestehen. Es können

  aber auch mit Isoparaftinen, wie Isooctan.

  Isopentan oder Isodekan. versetzten Benzinen

  die erwähnten Alkylbenzole zugesetzt «-erden.

  Vorteilhaft ist es auch, dem fertigen Treib-

  stoff noch Zusätze der bekannter. metallischen

  Klopfverbesserer, wi: "I'etraätlivlblei, zuzu-

  geben, da die erwähnten .@llcvlllenzole sich

  als besonders bleiempfindlich erwiesen haben.

  Es ist zwar bekannt, klopfenden paraffini-

  schen Benzinen, nämlich Erdöldestillat-

  benzinen, zur Verbesserung der Klopffestig-

  keit solche Kohlenwasserstofte zuzusetzen,

  bei denen r bis 6 Wasserstoffatome des Ben-

  zols durch Alky lgruppen ersetzt sind. Als

  Beispiele sind dabei verschiedene -lonoall;yl-

  benzole angeführt. Man liat ferner schon vor-

  geschlagen. mit Tetraätlivlblei versetzten Ben-

  zinen solche allzylierten Benzole zuzusetzen,

  die mindestens zwei Propvlgruppen enthalten.

  Demgegenüber wurde gefunden, daß zur Ver-

  wendung als Zusatz bei Treibstoffen für Hoch-

  leistungsmotoren nicht alle Alkclbenzole, ins-

  besondere nicht die .lonoall;vlbenzole und

  die Alkvlbenzole, mit längeren Seitenketten

  als beansprucht, geeignet sind, da die ersteren

  zu -'erpichungen und Schmi-erölverdickung,

  insbesondere bei höherer Konzentration, und

  die letzteren zu Schmierö1verdünnung führen

  und außerdem einen geringeren mittleren Ar-

  beitsdruck ergehen.

  Beispiel

  Mit Diäthvlbenzol, das von seiner Her-

  stellung her noch geringe -Mengen Triätlivl-

  benzol enthält. sowie mit Benzol und -Mono-

  iitlivlben7ol wurden mit einem paraffinischen

  Benzin (durch Destillation von paraffinhasi-

  schein Erdöl erhalten) mit Octanzahl ; 4 und

  finit einem durch Druckhydrierung von Steiit-

  kohle erhaltenen Benzin (sog. Hydrierbenzin)

  finit Octanzah172 -Mischungen im Verhältnis

  25 hergestellt und von diesen die mitt-

  leren Arbeitsdrücke nach dein t berladever-

  fa.hr.-n festgestellt (vgl. I_ttfti-ahrtforschun@.

  Bd. 16. S. 18, i939). Es wurden folgende Fr-

  "e1inisse erzielt (Die B,stiiniruii- der Octan-

  z ahl ergibt ungenaue Werte. Diese ist daher

  nicht angeführt)

  3IittIcrrr

  Benzingemisch _@r@eit=dru-k

  z 75-o paraffin. Benzin

  ';-254E4 Benzol ......... ;.5

  2 754(o paraffin. Benzin

  @- 25% Monoäthvlbenzoi .

  3 750'4 paraffin. Benzin

  -1-5°o Diäthvlbenzol ....

  -1 759%a Hvdrierbenzin

  -+254(o Benzol.......... zi,3

  5 75e4 HYdrierbenzin

  -@- 25 afo :#,lonoäthvlbenzol . 12#4

  E@ 75-ä Hvdrierbenzin

  @- 25-ö Diäthvlbenzol .... 1313

  7 592%o Hvdrierbenzin

  -;- 500;o Isooctan . . . . . . . . 12#7

  Aus der Zusammenstellung ist zu ersehen.

  daß der höchste mittlere Arbeitsdruck finit

  -Mischung 6, die dem vorliegenden Ver-

  fahren entspricht, erzielt wird. Das Ergebnis

  ist sogar günstiger als bei Zugabe der dop-

  deIten -Menge Isooctan, wie aus Versuch ; zu

  ersehen ist. Außerdem ist zu bemerken, dal.l

  bei Verwendung von Benzol und llonL)ätlivl-

  henzol, also bei den -ersuchen r, =. 4. und ;.

  Festsetzungen an den Kolbenringen eintreten. teeben dem Vorteil der hohen Leistung werden mit den beanspruchten Treibstoffen erhöhte Dauerläufe erreicht. So «-urdeo in dein gleichen Motor mit dem Brennstoff aus Hydrierbenzin und 25% Diäthylbenzol (Versuch 6) Dauerläufe von 21 Stunden. mit dem Treibstoff mit Isooctanzusatz ( Versuch von rd. bis 15 Stunden. und mit dem Treibstoff mit Benzolzusatz oder -Innoätlivlbenzolzusatz (Versuch d. und 5) von 9 bis 1o Stunden erzielt. Beim Ausbau der :Motoren wurden bei Verwendung von Diätlivlbenzol ini Gegensatz zu der Verwendung von Benzol oder Monoäthylbenzol vollkommen reine Zylinderwände vorgefunden. -Mit Äthvlpro-1>vIbenzol werden ähnliche Ergebnisse erzielt.

  Beispiel

  Äthvlpropylbenzol wird mit einem durch

  Druckhydrierung von Steinkohlenmittelöl

  gowonnetien Benzin. das ro°;o aroinati#clie

  Kohlenwasserstoffe enthält und die Octanzahl 72 besitzt, im Verhältnis 1 : 4 gemischt und o,i2% Bleitetraäthyl zugesetzt. Das Gemisch zeigt in einem Hochleistungsmotor eine Klopffestigkeit, die der Octanzahl ioo entspricht. Um die gleiche Wirkung im Hochleistungsmotor durch Zumischung von Isooctan zu dem gleichen Benzin zu erhalten, müßte das Gemisch zur Hälfte aus Isooctan bestehen. Stellt man Gemische aus dem gleichen Benzin mit der gleichen Menge anderer aromatischer Kohlenwasserstoffe als Äthylpropylbenzol her, z. B. mit Benzol, Monoäthylbenzol, Monopropylbenzol, und versetzt die Mischung mit o,i2% Bleitetraäthyl, so erzielt man folgende mittlere Arbeitsdrücke und Laufzeiten des Motors (d. h. die Zeit vom Beginn des Betriebes bis zur Abstellung des Motors infolge Verpichung:

  Aromatengehalt Laufzeit des Mittlerer

  Motors Arbeitsdruck

  0/0 in Stunden kg/cm2

  8o Teile Benzin -L2o Teile Benzol. . . . . . . . . . . . 28 9 bis io io,g

  8o - - +2o - Äthylbenzol....... 28 9 - io 11,9

  8o - - +2o - Propylbenzol...... 28 9 - 10 12,1

  8o - - +2o - Äthylpropylbenzol . 28 24 13,3

  50 - - +5o - Isooctan . . . . . . . . . . 5 14 bis 15 12,7

  6o - - +2o - Benzol oder

  Äthylbenzol

  +2o - Isooctan . . . . . . . . . . 28 14 - 15 12,8

  Man sieht, daß bei gleichem Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen der mittlere Arbeitsdruck bei den Benzol und Monoalkylbenzol enthaltenden Gemischen bedeutend niedriger liegt als bei dem Athylpropylhenzol enthaltenden Gemisch. Die Laufzeiten betragen bei den Benzol und Monoalkylbenzol enthaltenden Gemischen weniger als die, Hälfte als bei dem beanspruchten..Durch Zusatz von Isooctan können die Laufzeiten von Gemischen, die Benzol und Monoäthylbenzol enthalten, auf 14 bis 15 Stunden wie mit Isooctan allein gebracht werden, doch werden bei Verwendung von Äthylpropylbenzol ohne Zusatz von Isooctan sogar Laufzeiten von 24 Stunden erzielt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Treibstoffe für Hochleistungsmotoren, bestehend aus Gemischen von Benzinen mit einer Octanzahl von mehr als 65, zweckmäßig mehr als 70, und Alky1-benzolen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemische mindestens 5% Diäthylbenzol oder Äthylpropylbe-nzol, in deren Kern noch eine Methylgruppe vorhanden sein kann,, jedoch praktisch keine höheren Alkylbenzole enthalten. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteailungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Französische Patentschrift Nr. 665 647; USA.-Patentschriften Nr. 2 149 762, 2 183 552. 2 141 611; . »Treibstoffe für Verbrennungsmotoren« Spansta, 1939, S. 195.