WO2022096415A1 - Additiv, verwendung einer schmierölzusammensetzung, verfahren zum herstellen eines additivs, schmierölzusammensetzung, verfahren zum konditionieren einer brennkraftmaschine sowie brennkraftmaschine - Google Patents

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internal combustion
combustion engine
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Wolfgang Heller
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Definitions

  • Lubricating oil composition a method for conditioning an internal combustion engine and internal combustion engine
  • the present invention relates to an additive for a lubricating oil, in particular for a lubricating oil for an internal combustion engine, preferably for an internal combustion vehicle engine.
  • the present invention further relates to a use of a lubricating oil composition.
  • the present invention also relates to a method for producing an additive for a lubricating oil, in particular for a lubricating oil for an internal combustion engine.
  • the present invention also relates to a lubricating oil composition, in particular for an internal combustion engine.
  • the present invention also relates to a method for conditioning an internal combustion engine.
  • the present invention also relates to an internal combustion engine.
  • An internal combustion engine (often also referred to as an “internal combustion engine”) is an internal combustion engine (also “heat engine”) that can be used to convert the chemical energy of the fuel into mechanical work. For this purpose, an ignitable mixture of fuel and air (oxygen) is burned in a combustion chamber of the internal combustion engine. The expansion of the resulting hot gas is used to set pistons (rotors in Wankel engines) in motion.
  • Typical examples of internal combustion engines are Otto engines and diesel engines.
  • a typical application of such engines is to drive motor vehicles (motor vehicles) such as passenger cars (cars) and trucks (trucks), motorcycles, ships, aircraft and other vehicles.
  • a lubricating oil is necessary for the operation of an internal combustion engine, for example an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the designations “motor oil” and “motor oil” are also common for a lubricating oil that is used in an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the lubricating oil serves, among other things, as a lubricant in order to reduce the friction between the components of the internal combustion engine that move relative to one another.
  • the lubricating oil also serves, for example, to dissipate heat. Other tasks of the lubricating oil are related to protection against corrosion, cleaning of components of the internal combustion engine and sealing of the combustion chamber.
  • a modern lubricating oil typically comprises a mineral oil or a synthetic oil. It is possible that an additive is added to this oil.
  • the mineral oil or synthetic oil is then referred to as "base oil” because it forms the basis of the lubricating oil preparation.
  • the additive is intended to improve the quality of the lubricating oil, in particular its lubricating performance. For example, many decades ago lubricating oils were offered to which solid lubricants such as molybdenum sulfide or graphite were added.
  • one object of the invention is to provide an improved additive for a lubricating oil which can be used as lubricating oil in an internal combustion engine.
  • an improvement in the performance of the internal combustion engine can be achieved with an improved additive.
  • a further object of the invention is to provide an improved lubricating oil composition which can be used for an internal combustion engine.
  • a further object of the invention is to provide improved use of a lubricating oil composition comprising a lubricating oil and an additive.
  • Another object of the invention is to provide a method for producing an improved additive for a lubricating oil, in particular for a lubricating oil for an internal combustion engine.
  • Another object is to provide a method for improving an internal combustion engine and an improved internal combustion engine.
  • the additive according to the invention is an additive for a lubricating oil.
  • the additive comprises a dispersion, the dispersion comprising:
  • boron nitride 1.5% by weight means that one kilogram of the additive consists of 15 g of boron nitride and 985 g of other components.
  • the oil is also referred to as "base oil” since it forms the basis of the additive, in particular the phase in which the boron nitride is dispersed.
  • the additive is preferably an additive for a lubricating oil for an internal combustion engine, in particular for a vehicle internal combustion engine such as a motor vehicle gasoline engine or motor vehicle diesel engine.
  • the additive can also be an additive for another lubricating oil.
  • the additive can be used in a lubricant for the transmission or in a lubricant for the differential. Applications can also be possible in other lubricants in automotive engineering and in other technical areas.
  • the rated power of the internal combustion engine at the rated speed could surprisingly be significantly increased compared to operation with the lubricating oil without the additive.
  • This finding is surprising because it has so far not been possible to achieve a significant increase in performance through the use of additives.
  • the possibility of increasing the power of the internal combustion engine is decisive, among other things, because in this way the performance of the internal combustion engine can be increased and/or the fuel consumption can be reduced.
  • the increase in performance of the internal combustion engine is achieved without the internal combustion engine having to be modified through complicated technical adjustments.
  • the specific fuel consumption could be reduced by more than 4%, which, according to conventional wisdom, cannot be achieved, for example, by using low-viscosity oils.
  • the use of low-viscosity oils also corresponds to a completely different approach than the approach according to the invention. It is also conceivable that the two approaches can be combined and the possible improvements through the use of a low-viscosity oil are further improved by the technology according to the invention.
  • the "nominal speed” is generally referred to as the speed of an internal combustion engine at which the internal combustion engine delivers the maximum power under full load. This maximum power is called the "rated power”. Rated speed and rated power are completely normal parameters in the field of internal combustion engines.
  • the additive according to the invention as an additive to a lubricating oil in an internal combustion engine, further positive effects can no less surprisingly be possible in preferred embodiments, such as a reduction in lubricating oil consumption, a reduction in the amount of blow-by gases, a reduction in the amount of emitted soot particles and/or emitted nitrogen oxides.
  • soot particles emitted and the quantity of nitrogen oxides emitted are conventionally influenced by the engine management system, in particular by the selection of the combustion temperature.
  • a high combustion temperature leads to a reduction in soot particles, but at the same time to an increase in nitrogen oxides and vice versa.
  • This opposite relationship is also known as the "soot- NOx scissors". Since the amount of soot and NO x is not necessarily or exclusively influenced by the choice of combustion temperature when using the additive according to the invention, the soot-NO x range can be less pronounced than is conventionally the case or in preferred exemplary embodiments no longer come into play.
  • the additive consists of the following components:
  • the base oil is preferably a synthetic oil, in particular polyalkylene glycol (PAG).
  • PAG polyalkylene glycol
  • the weight fraction of the oil in the dispersion is from 30% to 70% by weight, more preferably from 40% to 60% by weight, even more preferably from 45% to 55% by weight.
  • the additive contains 50.7% by weight of PAG.
  • the amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive. For example, if the weight of the oil is 30% by weight, that means that one kilogram of the additive consists of 300 g of oil and 700 g of other components.
  • the boron nitride is preferably a hexagonal boron nitride, in particular a-boron nitride, which has a layered structure.
  • the particle sizes of the boron nitride are preferably between 0.5 ⁇ m and 10 ⁇ m, more preferably between 3 ⁇ m and 8 ⁇ m.
  • particle sizes are understood to mean particle sizes determined according to ISO 13320, preferably using a particle size analyzer model "Cilas 990". The upper and lower limits indicate the range in which the sizes of 95% of all particles lie.
  • a further constituent of the dispersion is preferably a wetting and/or dispersing agent, with the proportion by weight of the wetting and/or dispersing agent more preferably being between 0.1% by weight and 0.5% by weight, more preferably between 0.2 wt% and 0.4 wt%, more preferably between 0.25 wt% and 0.35 wt%; and/or wherein more preferably the wetting and/or dispersing agent is a polymer, more preferably a polycarboxylic acid polymer, even more preferably a low molecular weight polycarboxylic acid polymer.
  • Another component of the dispersion is preferably an EP additive, with the proportion by weight of the EP additive is between 15% and 35% by weight, more preferably between 20% and 25% by weight, even more preferably between 21% and 23% by weight.
  • the amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive.
  • the EP additive can consist of several preparations or products, for example two or more different commercially available EP additive preparations.
  • Another component of the dispersion is preferably an anti-wear additive, with the proportion by weight of the anti-wear additive preferably being between 15% by weight and 35% by weight, more preferably between 18% by weight and 25% by weight, even more preferably between 19% by weight -% and 22% by weight.
  • the amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive.
  • Another component of the dispersion is preferably an alkaline earth metal, in particular zinc and/or magnesium; and/or another ingredient is a carboxylic acid salt, more preferably a fatty acid salt, even more preferably a saturated fatty acid salt.
  • the additive contains zinc stearate (Zn (C18H35O2) 2) and magnesium stearate (Mg (C18H35O2) 2) in a weight ratio of 9:1.
  • the proportion by weight of the carboxylic acid salt or of the plurality of carboxylic acid salts is preferably between 0.1% by weight and 0.4% by weight, more preferably between 0.15% by weight and 0.3% by weight, even more preferably between 0.175 wt% and 0.25 wt%.
  • the amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive.
  • the lubricating oil system of an internal combustion engine usually includes a filter in order to be able to filter interfering solid foreign matter out of the oil.
  • the additive is preferably filterable for an internal combustion engine oil filter, i.e. the additive or the lubricating oil composition containing the additive can pass through the oil filter without components of the additive being retained by the oil filter in any appreciable amount.
  • a lubricating oil composition according to the invention is the use of a lubricating oil composition which comprises a lubricating oil and an additive. It is used while an internal combustion engine is running.
  • the additive includes a boron nitride suspension.
  • the lubricating oil composition can be used in the manner in which lubricating oils are usually used in the operation of an internal combustion engine. This means that the lubricating oil composition is filled into the internal combustion engine and preferably replaced from time to time by a new filling with fresh lubricating oil composition. This exchange is referred to as a "lubricating oil change" or "oil change".
  • an additive according to the invention is preferably used as a component of the lubricating oil composition.
  • the lubricating oil composition can be produced by mixing the lubricating oil and the additive outside of the internal combustion engine.
  • the lubricating oil composition thus prepared is introduced into the internal combustion engine.
  • the lubricating oil composition can also be produced in such a way that the two components are introduced one after the other into the internal combustion engine, where they mix at the latest after the internal combustion engine has been started up. For example, it is possible that the lubricating oil is introduced into the internal combustion engine first and then the additive is added to the lubricating oil.
  • the use according to the invention is preferably carried out over a period of at least 100 hours, more preferably at least 500 hours, even more preferably at least 1000 hours.
  • This period only includes the operating times of the internal combustion engine in which it is actively operated. These are, for example, the times when a combustion engine is running. Pause times during which the internal combustion engine is not active do not count towards this period. These are, for example, the times when a combustion engine is switched off.
  • the inventive effect, d. H . in particular the increase in the rated power at the rated speed is more pronounced after a correspondingly long period of ongoing operation of the internal combustion engine than at the beginning of the period, or the effect only occurs after a certain period of time.
  • the amount of the additive is preferably between 1.5% by weight and 3.5% by weight, preferably between 2% by weight and 3% by weight, more preferably between 2.25% by weight and 2 .75% by weight with respect to the total amount of the lubricating oil and the additive.
  • an amount of additive of 1.5% by weight means that 1 kg of lubricating oil composition consists of 15 g of additive and 985 g of lubricating oil.
  • the lubricating oil or lubricating oil composition used to lubricate an internal combustion engine must be changed from time to time. This means that a lubricating oil change is carried out on the internal combustion engine at intervals. For example, in a motor vehicle internal combustion engine, the lubricating oil should be changed after a certain number of kilometers have been covered, depending on the engine, driving behavior, lubricating oil composition, etc. Depending on the conditions, a lubricating oil change in a motor vehicle is required, for example, after approximately 50,000 km.
  • the additive is added when the lubricating oil is changed, since the additive or the lubricating oil composition containing the additive is then added when the lubricating oil is changed anyway. This is done, for example, by introducing the lubricating oil composition, which contains the additive, into the internal combustion engine when the lubricating oil is changed. Alternatively, as described above, additive and lubricating oil can also be added separately.
  • the additive is preferably added in this way with every lubricating oil change.
  • the Addition of the additive in the intervals intended for changing the lubricating oil ("addition intervals").
  • test intervals Similar to the way in which the additive is added at intervals, the power of the internal combustion engine can also be measured for test purposes and the effect according to the invention can thus be demonstrated at predetermined intervals (“test intervals”).
  • test intervals In the case of a motor vehicle internal combustion engine, the power can be measured on a roller test stand and/or engine test stand (both referred to below as “test stand”), for example, always after a predetermined number of kilometers have been covered.
  • the test intervals can be selected independently of the addition intervals.
  • the method of checking the engine performance at predetermined intervals is also referred to below as the "interval system technique".
  • the interval system technique has shown that the use of the lubricating oil composition according to the invention in practical ferry operations leads to improved performance of a motor vehicle engine.
  • the predetermined intervals give a conclusion about the performance of the internal combustion engine, which has been increased from interval to interval, and the improved consumption data.
  • field tests can be carried out in which the vehicle is driven on the road as intended and examined on the test bench after an interval has elapsed.
  • the field tests can preferably be carried out over a longer period of time, i. H . carry out over several of these intervals in order to be able to examine the long-term behavior of the vehicle using the lubricating oil composition according to the invention.
  • the rated output at the rated speed is increased by at least 2%, preferably by at least 3%, more preferably by at least 3.5%;
  • the fuel consumption is reduced by at least 5 g, preferably by at least 7.5 g, more preferably by at least 10 g per kilowatt hour of work performed by the internal combustion engine;
  • the fuel consumption is reduced by at least 3%, preferably by at least 4%, more preferably by at least 4.5%.
  • the lubricating oil consumption is reduced by at least 20%, preferably by at least 40%, more preferably by at least 50%;
  • the amount of blow-by gases is reduced by at least 5%, preferably by at least 10%, more preferably by at least 15%;
  • the amount of soot particles emitted is reduced by at least 30%, preferably by at least 50%, more preferably by at least 60%;
  • the amount of nitrogen oxides emitted is reduced by at least 30%, preferably by at least 50%, more preferably by at least 60%.
  • the performance of the internal combustion engine is not improved by the fact that the combustion Kraft tmaschine is optimized in a special way by expensive and compli ed mechanical engineering or control measures.
  • the performance is improved during operation.
  • a motor vehicle engine automatically optimizes itself during ongoing ferry operation. Accordingly, it is possible that the effects according to the invention do not set in immediately after the start of the application of the additive according to the invention, but that the internal combustion engine must first be actively operated for a specific operating time, for example 100 hours. For a motor vehicle, this means that the effects are only clearly recognizable after a certain distance has been covered on the road, for example after a distance of 10,000 km.
  • the effects in the case of a motor vehicle can be verified, for example, by examining the motor vehicle on a test stand, which for test purposes is carried out in a particularly advantageous because systematic manner within the framework of the interval system technique described above.
  • the lubricating oil composition wets and mechanically abraces at least one surface of the pistons and/or crankcase and/or at least one other component of the internal combustion engine.
  • this results in a smoothing of the wetted surfaces, d. H . their roughness is reduced.
  • the reduction in roughness can be detected microscopically, for example by means of an endoscopic method, which enables surfaces arranged inside the internal combustion engine to be examined.
  • the surface roughness for example, the roughness peaks in the cylinder running surfaces, which can be present in the form of honing lines or other groove-like structures, can be compensated for.
  • a reduction in the roughness of the cylinder running surfaces can contribute to an increase in the performance of the internal combustion engine due to the associated reduction in friction losses.
  • the conditioning takes place in that during operation of the internal combustion engine, an additive or. a lubricating oil composition with an additive is used in a manner according to the invention.
  • the method for conditioning the internal combustion engine therefore corresponds to the above automatic optimization of the internal combustion engine during operation.
  • the conditioning can result in mechanical processing of a surface of the piston and/or the crankcase and/or at least one other component of the internal combustion engine by the additive, which can in particular be accompanied by a reduction in surface roughness.
  • the internal combustion engine according to the invention is an internal combustion engine that has been conditioned in the manner according to the invention.
  • This can be, for example, the internal combustion engine of a motor vehicle, which has been operated for at least a certain time using the additive according to the invention, wherein preferably the additive was added during one or more of the previous lubricating oil changes.
  • the method according to the invention for producing an additive is a method for producing an additive for a lubricating oil.
  • the lubricating oil is in particular a lubricating oil for an internal combustion engine, for example a motor oil.
  • the procedure consists of the following steps:
  • Step 1 dispersing boron nitride and an oil to prepare a base dispersion
  • Step 2 Mixing, in particular dispersing, at least one further component selected from the group consisting of: dispersant, EP additive, anti-wear additive and carboxylic acid salt with the base dispersion for producing the additive.
  • Step 1 dispersing boron nitride and an oil to prepare a base dispersion
  • Step la Mixing, in particular dispersing, of at least two other components selected from the group consisting of: to mix dispersant, EP additive, anti-wear additive and carboxylic acid salt to produce an additive mixture, in particular to produce an additive dispersion;
  • Step 2 Mixing of basic dispersion and additional mixture or . Additional dispersion, in particular by dispersing.
  • Steps 1 and 1a can be carried out in any order and therefore also simultaneously. However , steps 1 and 1a are carried out before step 2 .
  • the dispersing can take place, for example, in a dispersing machine.
  • a dispersing machine can include a rotor and a stator, so that the relative movement of the rotor and stator results in a dispersion of the treated substances.
  • Suitable dispersing machines are available on the market. For example, dispersing machines of the "Megatron MT 5100", “MT 5100 S” and “MT 5100 S2" types can be used.
  • the dispersing time is preferably at least 30 minutes, where appropriate the periods of time in which dispersing takes place in steps 1, optionally 1a and 2, are added together to calculate this dispersing time.
  • an additive according to the invention which comprises further components, can be produced.
  • a lubricating oil composition can be produced with the additive according to the invention Consisting of lubricating oil (for example PAG) and the additive, which is not subject to any disruptive sedimentation processes or which at least has only a very low tendency to sedimentation.
  • PAG lubricating oil
  • the little or no sedimentation tendency found is attributed to the fact that the components of the additive and their amount are suitably selected, the additive is well dispersed and the additive is added to the lubricating oil in a suitable amount.
  • a low or no detectable tendency to sedimentation can occur both when the additive and the lubricating oil are added to the internal combustion engine in order to mix them in the internal combustion engine and when the additive and the lubricating oil are added before the addition the internal combustion engine are mixed, are determined.
  • a lubricating oil composition that is produced by mixing additive and lubricating oil is filled into a container so that the volume filled with the lubricating oil composition has a height of 10 cm.
  • approx. 196 mL of the lubricating oil composition can be filled.
  • the container is left at room temperature for 24 hours without being agitated.
  • Fig. 1 shows a conventional Otto engine in a schematic sectional representation.
  • Fig. 2 shows results from comparative measurements on a vehicle before the use of a lubricating oil composition according to the invention.
  • Fig. 3 shows further results from comparative measurements on a vehicle before the use of a lubricating oil composition according to the invention.
  • Fig. 4 shows results of measurements on a vehicle after using a lubricating oil composition according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 5 shows other results of measurements on a vehicle after using a lubricating oil composition according to this embodiment. 6 shows the results shown in FIGS. 3 and 5 in comparison.
  • Fig. 7 shows the change V in the amount of blow-by gases by using a lubricating oil composition according to the embodiment of Figs. 4 and 5.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional representation of a conventional spark-ignition engine as an example of an internal combustion engine, the reference symbols denoting the following components:
  • injector 1 shows a situation in which the Otto engine is not active, so that the engine oil has accumulated on the bottom of the oil pan.
  • the additive according to the invention can be used, for example, in such an Otto engine.
  • the application is also possible for other internal combustion engines and other internal combustion engines and other applications of lubricating oils.
  • the application is possible both in internal combustion engines with exhaust gas recirculation and in internal combustion engines without exhaust gas recirculation.
  • the additive according to an embodiment of the invention is an additive for a lubricating oil.
  • the additive comprises a dispersion, the dispersion comprising:
  • the preferred field of use of the additive is the addition of additives to a lubricating oil for an internal combustion engine, in particular for a vehicle internal combustion engine.
  • the base oil can be selected so that it is optimally compatible with the lubricating oil.
  • an additive is used as the base oil for adding additives to a specific lubricating oil is determined, the oil selected, which also forms the essential component of the lubricating oil.
  • PAG is also used as the base oil for an additive for adding additives to PAG oils. In this way, no problem arises in the compatibility of the oily components of the lubricating oil composition consisting of the lubricating oil and the additive.
  • the additive consists of the following components:
  • the base oil is a synthetic oil, particularly preferably polyalkylene glycol (PAG), specifically when such an oil is used as a lubricating oil.
  • PAG polyalkylene glycol
  • the weight fraction of the oil in the dispersion is from 30% to 70%, more preferably from 40% to 60%, even more preferably from 45% to 55% by weight. %.
  • the additive contains 50.7% by weight of PAG. The amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive.
  • a specific example of a base oil that has been used within the scope of embodiments according to the invention is the product sold by the Dow Chemical Company, USA, under the trade name "UCON OSP-68 Lubricant” (manufacturer's specification "195.05K DNN”).
  • the boron nitride is a hexagonal boron nitride, in particular a-boron nitride, which has a layered structure which has a certain similarity to the layered structure of graphite.
  • the particle sizes of the boron nitride are between 0.5 ⁇ m and 10 ⁇ m, more preferably between 3 ⁇ m and 8 ⁇ m (determined according to ISO 13320 using a particle size analyzer model “Cilas 990”, with the lower and upper limit being 0.5 and 10 pm or 3 and 8 pm the range is given in which the sizes of 95% of all particles lie).
  • boron nitride used within the scope of exemplary embodiments according to the invention is the product marketed by Henze Boron Nitride Products AG, Germany, under the trade name "HeBoFill 205".
  • a further component of the dispersion is a wetting and/or dispersing agent.
  • the proportion by weight of the wetting and/or dispersing agent is, for example, between 0.1% by weight and 0.5% by weight, preferably between 0.2% by weight and 0.4% by weight, more preferably between 0.25% and 0.35% by weight.
  • the amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive.
  • the wetting and/or dispersing agent can be or contain, for example, a polymer, more preferably a polycarboxylic acid polymer, even more preferably a low molecular weight polycarboxylic acid polymer.
  • the wetting and/or dispersing agent can include, for example, hydroxy-functional carboxylic acid esters.
  • a specific example of a wetting and/or dispersing agent used within the scope of exemplary embodiments according to the invention is the product marketed by BYK-Chemie GmbH, Germany, under the trade name "Dysperbyk 108".
  • the additive contains an EP additive as an alternative or in addition to the wetting and/or dispersing agent as a further component of the dispersion.
  • EP additives extreme pressure additives
  • the additive contains an EP additive as an alternative or in addition to the wetting and/or dispersing agent as a further component of the dispersion.
  • EP additives extreme pressure additives are added to lubricants to prevent metal components rubbing against each other from welding together.
  • the proportion by weight of the EP additive is, for example, between 15% by weight and 35% by weight, preferably between 20% by weight and 25% by weight, more preferably between 21% by weight and 23% by weight.
  • the amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive.
  • the EP additive can consist of several products serving as EP additive.
  • the EP additive can include, for example, polyol esters, in particular saturated polyol esters.
  • EP additive that is used within the scope of the exemplary embodiments according to the invention is the product marketed by Croda International plc, United Kingdom, under the trade name "PRIOLUBE 3986-LQ".
  • EP additive that is used within the scope of exemplary embodiments according to the invention is the product marketed by Oleon NV, Belgium, under the trade name “RADIALUBE 7368”.
  • the additive contains an anti-wear additive as an alternative or in addition to the wetting and/or dispersing agent and as an alternative or in addition to the EP additive as a further component of the dispersion.
  • the proportion by weight of the anti-wear additive is, for example, between 15 wt. -% and 35 wt. -%, preferably between 18 wt. -% and 25 wt. -%, more preferably between 19% and 22% by weight. -% located .
  • the amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive.
  • EP additives are effective both as EP additives and as anti-wear additives.
  • EP additive which also acts as an anti-wear additive and which is used within the scope of the exemplary embodiments according to the invention, is the product marketed by BASF SE, Germany, under the trade name "IRGALUBE F 10 A”.
  • the additive contains an alkaline earth metal, in particular zinc and/or magnesium, as an alternative or in addition to the wetting and/or dispersing agent, alternatively or in addition to the EP additive and alternatively or in addition to the anti-wear additive as a further component of the dispersion /or a carboxylic acid salt, more preferably a fatty acid salt, even more preferably a saturated fatty acid salt.
  • an alkaline earth metal in particular zinc and/or magnesium
  • a carboxylic acid salt of zinc and/or magnesium with the proportion by weight of the zinc salt in particular being higher than that of the magnesium salt, for example 8 to 10 times higher.
  • zinc and magnesium stearate are used in a weight ratio of 9:1.
  • Products with the CAS numbers 557-05-1 (zinc stearate) or 557-04-0 (magnesium stearate) can be used.
  • these stearates or other salts improve dispersion stability or lubricating oil composition stability, respectively.
  • these stearates or other salts can contribute to reliably preventing the additive or the lubricating oil composition from separating out, for example in the form of a sedimentation process.
  • the proportion by weight of the carboxylic acid salt is, for example, between 0.1% by weight and 0.4% by weight, more preferably between 0.15% by weight and 0.3% by weight, even more preferably between 0.175% by weight. and 0.25% by weight.
  • the amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive.
  • the additive consists of a dispersion of the components listed in Table 1. The amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive.
  • the additive consists of a dispersion of the components listed in Table 2.
  • the quantities in Percentages by weight relate to the total weight of the additive.
  • the additive consists of a dispersion of the components listed in Table 3. The amounts given in percent by weight are based on the total weight of the additive.
  • the method according to the invention for producing an additive is a method for producing an additive for a lubricating oil.
  • the lubricating oil is there in particular a lubricating oil for an internal combustion engine, for example a motor oil.
  • the boron nitride and the base oil are dispersed in a first step to produce a base dispersion.
  • the dispersing can preferably take place in a dispersing machine, for example a dispersing machine of the “Megatron MT 5100”, “MT 5100 S” or “MT 5100 S2” type.
  • the further component is mixed with the base dispersion in a further step, in particular by dispersing using a dispersing machine, preferably the same dispersing machine used in the first step.
  • these further components can be mixed in a separate step for producing an additional mixture, in particular dispersed for producing an additional dispersion, before they are mixed with the base dispersion.
  • a dispersing machine can in turn be used for this purpose, preferably the same dispersing machine that was used to produce the base dispersion.
  • the base dispersion and the additional dispersion are mixed with one another, in particular dispersed.
  • a dispersing machine can be used for this purpose, preferably the same dispersing machine that is used for preparing the base dispersion and, if necessary. the additional dispersion has been used.
  • the dispersing time is preferably at least 30 minutes, where appropriate the times in which to prepare the base dispersion and any additional dispersion and to mix the base dispersion with the other components are added together to calculate this dispersing time.
  • an additive according to the invention which comprises further components, can be produced.
  • the components specified in Tables 1 to 3 are each processed into an additive by dispersing the base oil and the boron nitride in a dispersing machine to produce the base dispersion, by dispersing the other components beforehand, afterwards or at the same time in a dispersing machine are dispersed to produce the additional dispersion and by subsequently dispersing the base dispersion and the additional dispersion in a dispersing machine.
  • the final dispersing can be carried out in such a way that the finished additional dispersion is added to the base dispersion in the dispersing machine.
  • the three dispersions can, for example, each be carried out over a period of 10 minutes or longer.
  • a lubricating oil composition which consists of a PAG lubricating oil and an additive with the components according to one of Tables 1 to 3. It is used during ongoing operation of a internal combustion engine. This means that the lubricating oil composition is filled into the internal combustion engine and preferably replaced from time to time in the course of an oil change with a new filling with fresh lubricating oil composition.
  • the internal combustion engine is used according to its purpose, which is referred to as continuous operation of the internal combustion engine. If the internal combustion engine is an internal combustion engine of a motor vehicle, this means that the motor vehicle is driven on the road.
  • the use according to the invention is preferably carried out over a period of at least 100 hours, more preferably at least 500 hours, even more preferably at least 1000 hours.
  • This period only includes the operating times of the internal combustion engine in which it is actively operated. These are, for example, the times when a combustion engine is running. Pause times when the internal combustion engine is not active do not count towards this period. These are, for example, the times when a combustion engine is switched off.
  • the effect according to the invention i.e. in particular the increase in the rated power at the rated speed, is more pronounced after a correspondingly long period of ongoing operation of the internal combustion engine than at the beginning of the period, or the effect only occurs after a certain period of time.
  • the amount of the additive is preferably between 1.5% by weight and 3.5% by weight, preferably between 2% by weight and 3% by weight, more preferably between 2.25% by weight and 2 .75% by weight with respect to the total amount of the lubricating oil and the additive.
  • the amount of the additive is preferably between 1.5% by weight and 3.5% by weight, preferably between 2% by weight and 3% by weight, more preferably between 2.25% by weight and 2 .75% by weight with respect to the total amount of the lubricating oil and the additive.
  • an additive with the components according to Table 3 is used in an amount of 2.5% by weight in relation to the total amount of the lubricating oil and the additive, i.e. 25 g of additive and 975 g of lubricating oil are present per kilogram of lubricating oil composition.
  • the additive or the lubricating oil composition of additive and lubricating oil is added with each lubricating oil change. The additive is therefore added at the intervals specified for changing the lubricating oil.
  • the internal combustion engine is the internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the lubricating oil that is part of the lubricating oil composition in addition to the additive is a PAG lubricating oil.
  • test intervals interval system technique
  • the performance is measured on a test stand, for example, always after a predetermined number of kilometers have been covered.
  • measurements were taken on a test bench with a Mercedes-Benz truck, type 1840-L, type OM 501 LA III/5 diesel engine, chassis no. WDB 9500361K593789 carried out. Measurements were carried out after using the lubricating oil composition according to the invention with the additive according to Table 3 and PAG as the lubricating oil which is a component of the lubricating oil composition in addition to the additive. Specifically, the same PAG product that is included in the additive as the base oil was used as the lubricating oil.
  • the engine oil temperature was 95°C.
  • Fig. 2 Results of the comparison measurements are shown in Fig. 2 in the form of diagrams.
  • the speed in revolutions per minute is entered on the abscissa.
  • Various ordinates for engine power P (curve I), engine torque M (curve IV), opacity (curve V) and boost pressure (curve VI) are plotted on the y-axis, with the numbering of the individual curves on the respective associated ordinate refers.
  • a “curve” is understood to mean the stretch of the connecting lines between the measurement points of a measurement series.
  • FIG. 3 Further results of the comparison measurements are shown in FIG. 3 in the form of a diagram.
  • the speed in revolutions per minute is entered on the abscissa.
  • the specific consumption is plotted on the ordinate, i.e. the amount of fuel in grams consumed per kilowatt hour of work performed by the engine, or the fuel consumption per time and per mechanical power output.
  • FIG. 4 Results of these measurements are shown in FIG. 4 shown in the form of diagrams.
  • the speed in revolutions per minute is entered on the abscissa.
  • Various ordinates for engine power P (curve I), engine torque M (curve IV), opacity (curve V) and boost pressure (curve VI) are plotted on the y-axes, with the numbering of the individual curves on the respective associated ordinate refers.
  • FIG. 5 Further results of these measurements are shown in FIG. 5 in the form of a diagram.
  • the speed in revolutions per minute is entered on the abscissa.
  • the specific consumption after application of the technology according to the invention is plotted on the ordinate.
  • Fig. 6 are those shown in FIGS. 3 and 5 are presented in a diagram in order to be able to better compare the specific consumption before and after the application of the technology according to the invention.
  • results shown in FIGS. 2 and 4 show that the application of the technology according to the invention results in an improvement in the nominal power at the nominal speed compared to the value specified by the manufacturer, ie. H . the rated power without using the technology according to the invention could be achieved.
  • results shown in FIGS. 3, 5 and 6 also show that an improvement in the specific fuel consumption could be achieved through the use of the technology according to the invention. By reducing fuel consumption, CCh emissions are reduced.
  • the rated output was 302 kW before the use of the technology according to the invention and 313 kW after the use of the technology according to the invention.
  • An insignificantly different increase in performance results when the performance comparison is made at the nominal speed, which is present before the application of the technology according to the invention, which is specified by the manufacturer as the nominal speed and which is 1696 min -1 , since the performance curve I after application of the technology according to the invention for speeds greater than 1550 min -1 runs flat.
  • the specific fuel consumption before application of the technology according to the invention was 207.6 g/kWh and after application of the technology according to the invention Technology 196.4 g/kWh, each at a speed of 1696 rpm .
  • the speed of 1696 min -1 corresponds to the nominal speed specified by the manufacturer, at which the performance is actually at its maximum in curve I in FIG.
  • the rated speed is lower after using the technology according to the invention.
  • the specific fuel consumption at the nominal speed after using the technology according to the invention is still lower than 198.1 g/kWh, so that there is an even clearer reduction in the specific fuel consumption if one compares the specific fuel consumption at the nominal speed before and after using the technology according to the invention .
  • the rated speed is 1595 rpm .
  • the specific consumption after using the technology according to the invention is only 190.1 g/kWh.
  • the curve for the specific fuel consumption after application of the technology according to the invention lies overall or at least for all relevant speeds below the curve for the specific fuel consumption before application of the technology according to the invention, so that there is a reduction in the specific consumption at each speed results.
  • the reduction in specific fuel consumption by 11.2 g/kWh corresponds to a CC ⁇ reduction of around 107 to 108 g per kilowatt hour.
  • the turbidity of the exhaust gases could be significantly reduced by using the technology according to the invention, namely from about 20% to 10% or even significantly lower values.
  • the turbidity is a measure of the quantity of particles, in particular soot particles, in the exhaust gas.
  • the turbidity was determined by measuring the attenuation that a light beam experiences when it passes through the exhaust gas.
  • intensity Io of a light beam passing through a gas containing soot, smoke or other particles is attenuated to intensity I.
  • L is the length of the distance traveled by the light beam in the gas:
  • K is a characteristic quantity for the particle density in the gas, its optical character and the size distribution of the particles. turbidity and the size K are physically defined. In addition, the empirical variable "blackening according to Bosch" is common. Turbidity, K value, Bosch blackening and the amount of soot per exhaust gas volume correspond to one another as listed in Table 4.
  • the turbidity is preferably not more than 10% (corresponding to a K value of 0.24 in 1 , a Bosch degree of blackness of 1.10 and an amount of soot of 33 mg per m 3 exhaust gas).
  • the turbidity can be kept at a sufficiently low value, or. the particle filter can be kept in a condition so that the turbidity remains sufficiently low.
  • the observed reduced engine oil consumption of 50% or more can be interpreted according to a non-limiting theory as an indication of an optimized state of the metal surfaces of the crankcase, pistons, piston rings, cylinder liner and the associated components of the internal combustion engine.
  • Fig. 7 shows the percentage change V in the amount of blow-by gases due to the application of the technology according to the invention for different torques of the internal combustion engine. It was for different Torques of the amount of blow-by gases before and after application of the inventive technology BB or. BB' each BB subtracted and the difference divided by BB. The measurement curve C ( - x - ) obtained in this way for the
  • the lubricating oil is less heavily loaded and the air duct, throttle valve, turbocharger, valves, etc. be better protected against contamination.
  • the application according to the invention was carried out during operation of the internal combustion engine over a distance covered of approx. 9000 km done. If the application according to the invention is carried out over a longer distance during operation, further improvements may be possible. For example, in the example shown, after further lubricating oil changes carried out at the appropriate intervals, in each of which the additive according to the invention was added or the lubricating oil composition according to the invention is used, further improvements occur.
  • Results from the comparative measurements before application of the technology according to the invention at a mileage of 90760 km and the measurements after application of the technology according to the invention at a mileage of 99810 km are reproduced in extracts in Table 5.
  • the "Compare” columns refer to the comparison measurements.
  • the columns “Measurement 1 . " and “Measurement 2 .” refer to two independent measurements after application of the inventive technology.
  • the mean values of the results of these two independent measurements (1st and 2nd) correspond to the values discussed above.
  • Table 5 can be read as follows. The speed n MotO r measured in the comparative measurements and the two independent measurements is specified in the first block from the three left-hand columns.
  • the engine power P is specified for the speed in the left block in the corresponding place. This means, for example, that in the comparative measurements at a speed of 1396 rpm an engine output of 284.4 kW was measured and in the first independent measurement after application of the technology according to the invention at an engine speed of 1396 rpm an engine output of 294.9 kW became.
  • the turbidity for the number of revolutions in the left block is specified.

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Abstract

Additiv für ein Schmieröl, insbesondere für ein Schmieröl für eine Brennkraftmaschine, bevorzugt für einen Verbrennungs-Fahrzeugmotor, wobei das Additiv eine Dispersion umfasst und wobei die Dispersion Öl und dispergiertes Bornitrid mit einem Gewichtsanteil von 1,5 Gew.-% bis 9,0 Gew.-% umfasst.

Description

Additiv, Verwendung einer Schmieröl Zusammensetzung , Verfahren zum Herstellen eines Additivs ,
Schmieröl Zusammensetzung , Verfahren zum Konditionieren einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Additiv für ein Schmieröl , insbesondere für ein Schmieröl für eine Brennkraftmaschine , bevorzugt für einen Verbrennungs-Fahrzeugmotor . Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Verwendung einer Schmieröl zusammensetzung . Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Herstellen eines Additivs für ein Schmieröl , insbesondere für ein Schmieröl für eine Brennkraftmaschine . Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Schmieröl zusammensetzung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine . Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Konditionieren einer Brennkraftmaschine . Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Brennkraftmaschine .
Bei einer Brennkraftmaschine (häufig auch als "Verbrennungsmotor" bezeichnet ) handelt es sich um eine Verbrennungskraftmaschine ( auch "Wärmekraftmaschine" ) , mit der chemische Energie des Kraftstof fs in mechanische Arbeit umgewandelt werden kann . Dazu wird in einem Brennraum der Brennkraftmaschine ein zündfähiges Gemisch aus Kraftstof f und Luft ( Sauerstof f ) verbrannt . Die Ausdehnung des so entstehenden Heissgases wird genutzt , um Kolben (beim Wankelmotor Läufer ) in Bewegung zu versetzen . Typische Beispiel von Brennkraftmaschinen sind Ottomotoren und Dieselmotoren . Eine typische Anwendung solcher Motoren ist der Antrieb von Kraftfahrzeugen (Kf z ) wie Personenkraftwagen ( Pkw) und Lastkraftwagen ( Lkw) , Motorrädern, Schi f fen, Flugzeugen und anderen Fahrzeugen . Für den Betrieb einer Brennkraftmaschine , beispielsweise eines Verbrennungsmotors eines Kf z , ist die Verwendung eines Schmieröls erforderlich . Für ein Schmieröl , das in einem Verbrennungsmotor eines Kf z verwendet wird, sind auch die Bezeichnungen "Motoröl" und "Motorenöl" üblich . Das Schmieröl dient dabei unter anderem als Schmierstof f , um die Reibung zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Bauteilen der Brennkraftmaschine zu reduzieren . Das Schmieröl dient ferner beispielsweise auch der Wärmeabfuhr . Weitere Aufgaben des Schmieröls stehen im Zusammenhang mit dem Korrosionsschutz , der Reinigung von Bauteilen der Brennkraftmaschine und der Abdichtung des Brennraums .
Ein modernes Schmieröl umfasst typischerweise ein Mineralöl oder ein synthetisches Öl . Es ist möglich, dass diesem Öl ein Additiv zugesetzt wird . Das Mineralöl oder das synthetische Öl wird dann als "Grundöl" bezeichnet , da es die Basis der Schmieröl zubereitung bildet . Durch das Additiv soll die Qualität des Schmieröls verbessert werden, insbesondere dessen Schmierleistung . So wurden bereits vor vielen Jahrzehnten Schmieröle angeboten, denen Feststof f- Schmiermittel wie Molybdänsul fid oder Graphit beigemengt waren .
Die Erfahrung hat j edoch gezeigt , dass mit den konventionellen Feststof f additiven bzw . bei der konventionellen Anwendung solcher Additive keine oder zumindest keine wesentliche Verbesserung der Leistung der Brennkraftmaschine erzielt werden kann . Bisherige Untersuchungen der Leistung der Brennkraftmaschine bei Additivierung des Schmieröls haben keine signi fikanten Veränderungen der Leistung bzw . Verbesserungen des Kraftstof fverbrauchs ergeben, d . h . allenfalls Veränderungen im Toleranzbereich der Messungen von etwa ±1%. Diese Toleranzen ergeben sich beispielsweise bei Untersuchungen im laufenden Betrieb eines Fahrzeugs aus den Einflüssen von Fahrweise, Tonnage und Witterungsbedingungen.
So wurden in jüngerer Vergangenheit von verschiedenen spezialisierten Forschungseinrichtungen, wie etwa der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt in Dübendorf, Schweiz, Untersuchungen durchgeführt, ob der Einsatz von Schmierstoff Zusätzen zu einer signifikanten Änderungen des Abgas- und Verbrauchsverhaltens führt. Diese Untersuchungen haben ergeben, dass dies in keinem Fall der untersuchten Schmierstoff zusätze signifikante Änderungen fest zustellen waren. Die Zeitschrift "touring" berichtete in ihrer am 11. Januar 2007 veröffentlichten Ausgabe von Tests mit einem Motorenölzusatz, dessen Einsatz den Kraftstoffverbrauch senken soll. Die Tests haben jedoch ergeben, dass eine Verringerung des Treibstoff konsums mit Additiven nicht möglich ist. Gleichzeitig lässt der Beitrag in der Zeitschrift erkennen, dass eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs wünschenswert wäre.
Es ist daher die Lehrmeinung, dass die Additivierung des Schmieröls nicht zu einer Leistungssteigerung einer Brennkraftmaschine und einer damit möglicherweise einhergehenden Verringerung des Kraftstoffverbrauchs führen können. Das gilt insbesondere für alle Feststoff additive für Schmieröle, auch solche die Bornitrid beinhalten, und für Schmieröle, die solche Additive enthalten. Das gilt, obschon die Anbieter eine relativ hohe Dosierung ihrer Produkte empfehlen, beispielsweise bis zu 10 Gew.-% in Bezug auf das Gewicht des Schmieröls. Der Leiter von Forschung und Entwicklung sowie Anwendungstechnik bei der Liqui Moly GmbH, einem führenden Hersteller von Additiven, Schmierstof fen und Motorenölen, nahm in einem Interview im Jahr 2018 zu der Frage , welchen Einfluss Öle und Schmierstof fe auf den Verbrauch haben, wie folgt Stellung :
"Man darf vom Öl , Schmierstof f oder Additiv keine Wunder erwarten . Kraf tstof f einsparungen von sieben bis zehn Prozent sind alleine dadurch schlicht nicht drin . Denn die Physik können wir auch nicht ändern . Doch Einsparungen von zwei bis vier Prozent sind machbar, zum Beispiel mit einem niedrigviskosen Öl . Hier liegt übrigens auch gerade der Trend, weil damit die innere Reibung im Motor reduziert werden kann .
Dazu noch ein ordentliches Additiv, um die Motoren sauber und das Verbrennungsbild optimal zu halten . "
Aus dieser Stellungnahme wird deutlich, dass sich die Fachwelt zwar von niedrigviskosen Schmierölen eine Kraftstof f einsparung von 2 bis 4 % möglich sein könnte , Additive j edoch nur der Sauberhaltung des Motors und einer Stabilisierung des Verbrennungsbildes dienen, nicht j edoch der Kraf tstof f einsparung bzw . der Leistungssteigerung dienen .
Eine möglichst starke Erhöhung der Leistung einer Brennkraftmaschine , insbesondere eine Erhöhung der Nennleistung bei der Nenndrehzahl , ist j edoch erstrebenswert , da dadurch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht werden könnte . In der Folge könnte der Kraftstof fverbrauch reduziert werden, was aus ökologischen und ökonomischen Gründen wünschenswert ist . Eine Kraf tstof freduktion und damit einhergehend eine Reduktion des CÖ2-Ausstosses würde sich beispielsweise positiv auf die Klimabilanz eines Kf z auswirken . Dadurch könnten Kf z umweltschonender betrieben werden, was einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung von Klimazielen leisten könnte .
Die Erfahrung hat ausserdem gezeigt , dass mit den konventionellen Feststof f additiven bzw . bei der konventionellen Anwendung solcher Additive eine Sedimentierung der Feststof fpartikel auftritt . Sich in einer Brennkraftmaschine absetzende Sedimente können den Betrieb der Brennkraftmaschine stören .
Ausgehend von der obenstehend dargestellten Situation, besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Additiv für ein Schmieröl , welches als Schmieröl in einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann, bereitzustellen . Mit einem verbesserten Additiv kann dabei insbesondre eine Verbesserung der Leistung der Brennkraftmaschine erzielt werden . Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Schmieröl zusammensetzung, welche für eine Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann, bereitzustellen . Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Verwendung einer Schmieröl zusammensetzung umfassend ein Schmieröl und ein Additiv bereitzustellen . Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten Additivs für ein Schmieröl , insbesondere für ein Schmieröl für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen . Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Verbessern einer Brennkraftmaschine sowie eine verbesserte Brennkraftmaschine bereitzustellen .
Diese Aufgaben werden gelöst durch das Additiv gemäss Anspruch 1 oder 18 bzw . die Verwendung einer Schmierölzusammensetzung umfassend ein Schmieröl und ein Additiv gemäss Anspruch 10 bzw . das Verfahren zum Herstellen eines Additivs für ein Schmieröl gemäss Anspruch 16 bzw. die Schmierölzusammensetzung gemäss Anspruch 19 bzw. das Verfahren zum Konditionieren einer Brennkraftmaschine gemäss Anspruch 20 bzw. die Brennkraftmaschine gemäss Anspruch 22. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen. Dabei können die in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von zu einem unabhängigen Anspruch angeführten Merkmale auch zur vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstands zu einem anderen unabhängigen Anspruch verwendet werden. Die in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung Merkmale sind, soweit möglich, miteinander kombinierbar.
Bei dem erfindungsgemässen Additiv handelt es sich um ein Additiv für ein Schmieröl. Das Additiv umfasst eine Dispersion, wobei die Dispersion umfasst:
- Öl und
- dispergiertes Bornitrid mit einem Gewichtsanteil von
1.5 Gew.-% bis 9,0 Gew.-%, bevorzugt 4,0 Gew.-% bis
7.5 Gew.-%, mehr bevorzugt 5,0 Gew.-% bis 6,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 5,5 Gew.-% bis 6,0 Gew.-%.
Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs. So bedeutet beispielsweise ein Gewichtsanteil des Bornitrits von 1,5 Gew.-%, dass ein Kilogramm des Additivs aus 15 g Bornitrid und 985 g anderen Bestandteilen besteht.
Das Öl wird dabei auch als "Grundöl" bezeichnet, da es die Basis des Additivs bildet, insbesondere die Phase, in der das Bornnitrid dispergiert ist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Additiv um ein Additiv für ein Schmieröl für eine Brennkraftmaschine , insbesondere für einen Fahrzeug-Verbrennungsmotor wie beispielsweise einen Kf z-Ottomotor oder Kf z-Dieselmotor .
Bei dem Additiv kann es sich auch um ein Additiv für ein anderes Schmieröl handeln . In der Automobiltechnik kann beispielsweise die Anwendung des Additivs in einem Schmierstof f für das Getriebe oder in einem Schmierstof f für das Di f ferential möglich sein . Anwendungen können auch in anderen Schmierstof fen in der Automobiltechnik und in anderen technischen Bereichen möglich sein .
Durch die Verwendung des erfindungsgemässen Additivs als Zusatz zu einem Schmieröl in einer Brennkraftmaschine konnte überraschend die Nennleistung der Brennkraftmaschine bei der Nenndrehzahl signi fikant im Vergleich zum Betrieb mit dem Schmieröl ohne das Additiv gesteigert werden . Überraschend ist dieser Befund deshalb, weil eine signi fikante Steigerung der Leistung bislang durch den Einsatz von Additiven nicht erreicht werden konnte . Massgeblich ist die Möglichkeit , die Leistung der Brennkraftmaschine zu steigern unter anderem deshalb, weil auf diese Weise die Performance der Brennkraftmaschine gesteigert und/oder der Kraftstof fverbrauch verringert werden kann . Dabei wird die Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine erreicht , ohne dass die Brennkraftmaschine durch kompli zierte maschinentechnische Anpassungen verändert werden muss . So konnte in einem erfindungsgemässen Beispiel der spezi fische Kraftstof fverbrauch um über 4 % gesenkt werden, was nach der Lehrmeinung beispielsweise durch den Einsatz von niedrigviskosen Ölen nicht erreicht werden kann . Der Einsatz von niedrigviskosen Ölen entspricht ausserdem einem völlig anderen Lösungsansatz als der erfindungsgemässe Lösungsansatz . Es ist zudem denkbar, dass sich die beiden Ansätze kombinieren lassen und die möglichen Verbesserungen durch die Verwendung eines niedrigviskosen Öls durch die erfindungsgemässe Technologie weiter verbessert werden .
Als "Nenndrehzahl" wird allgemein die Drehzahl einer Brennkraftmaschine bezeichnet , bei der die Brennkraftmaschine unter Volllast die maximale Leistung abgibt . Diese maximale Leistung wird als "Nennleistung" bezeichnet . Nenndrehzahl und Nennleistung sind im Bereich der Brennkraftmaschinen völlig übliche Parameter .
Die Erhöhung der Leistung der Brennkraf tmaschineführt zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine und somit zu einer Reduktion des Kraftstof fverbrauchs . Eine Kraf tstof f reduktion bedeutet wiederum eine Reduktion des CÖ2-Ausstosses . Insgesamt ergibt sich damit eine positive Wirkung für Klimaschutz und Umweltschutz .
Durch die Verwendung des erfindungsgemässen Additivs als Zusatz zu einem Schmieröl in einer Brennkraftmaschine können in bevorzugten Aus führungsbeispielen nicht weniger überraschend weitere positive Ef fekte möglich sein, wie etwa eine Verringerung des Schmierölverbrauchs , eine Reduktion der Menge an Blowby-Gasen, eine Erniedrigung der Menge an ausgestossenen Russpartikeln und/oder an ausgestossenen Stickoxiden .
Hierbei ist anzumerken, dass die Menge an ausgestossenen Russpartikeln und die Menge an ausgestossenen Stickoxiden konventionell durch die Motorensteuerung beeinflusst werden, insbesondere durch die Wahl der Verbrennungstemperatur . So führt eine hohe Verbrennungstemperatur zu einer Reduktion der Russpartikel j edoch gleichzeitig zu einem Anstieg der Stickoxide und umgekehrt. Dieser gegenläufige Zusammenhang ist auch als "Russ-NOx-Schere" bekannt. Da eine Beeinflussung der Russ- und NOx-Menge bei Verwendung des erfindungsgemässen Additivs nicht notwendigerweise bzw. nicht ausschliesslich über die Wahl der Verbrennungstemperatur erfolgt, kann die Russ-NOx-Schere weniger ausgeprägt sein als es herkömmlich der Fall ist oder in bevorzugten Ausführungsbeispielen gar nicht mehr zum Tragen kommen .
In bevorzugten Ausführungsbeispielen besteht das Additiv aus folgenden Bestandteilen:
- dispergiertes Bornitrid mit einem Gewichtsanteil von
1.5 Gew.-% bis 9,0 Gew.-%, bevorzugt 4,0 Gew.-% bis
7.5 Gew.-%, mehr bevorzugt 5,0 Gew.-% bis 6,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 5,5 Gew.-% bis 6,0 Gew.-%;
- optional mindestens ein weiterer Bestandteil ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Dispergiermittel, EP- Additiven, Verschleissschutzadditiven und Carbonsäuresalzen;
- Öl mit einem Gewichtsanteil, der die Summe der Gewichtsanteile aller Bestandteile der Dispersion auf 100 Gew.-% ergänzt .
Bevorzugt handelt es sich bei dem Grundöl um ein synthetisches Öl, insbesondere um Polyalkylenglykol (PAG) .
Bevorzugt ist der Gewichtsanteil des Öls in der Dispersion 30 Gew.-% bis 70 Gew.-%, mehr bevorzugt 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 45 Gew.-% bis 55 Gew.-%. In konkreten Ausführungsbeispielen beinhaltet das Additiv 50,7 Gew-% PAG. Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs. So bedeutet beispielsweise ein Gewichtsanteil des Öls von 30 Gew.-%, dass ein Kilogramm des Additivs aus 300 g Öl und 700 g an anderen Bestandteilen besteht .
Bevorzugt ist das Bornitrid ein hexagonales Bornitrid, insbesondere a-Bornitrid, welches eine Schichtstruktur aufweist .
Bevorzugt liegen die Teilchengrössen des Bornitrids zwischen 0,5 pm und 10 pm, mehr bevorzugt zwischen 3 pm und 8 pm. Im Kontext dieser Patentanmeldung werden unter Teilchengrössen nach ISO 13320 bevorzugt unter Verwendung eines Teilchengrössenanalysators Modell "Cilas 990" bestimmten Teilchengrössen verstanden. Dabei wird durch die Unter- und Obergrenze der Bereich angegeben, in dem die Grössen von 95% aller Teilchen liegen.
Bevorzugt ist ein weiterer Bestandteil der Dispersion ein Netz- und/oder Dispergiermittel, wobei weiter bevorzugt der Gewichtsanteil des Netz- und/oder Dispergiermittels zwischen 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 0,2 Gew.- % und 0,4 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zwischen 0,25 Gew-% und 0,35 Gew.-% liegt; und/oder wobei weiter bevorzugt das Netz- und/oder Dispergiermittel ein Polymer, mehr bevorzugt ein Polycarbonsäurepolymer, noch mehr bevorzugt ein niedermolekulares Polycarbonsäurepolymer ist.
Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs.
Bevorzugt ist ein weiterer Bestandteil der Dispersion ein EP-Additiv, wobei weiter bevorzugt der Gewichtsanteil des EP-Additivs zwischen 15 Gew.-% und 35 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 20 Gew.-% und 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zwischen 21 Gew-% und 23 Gew.-% liegt. Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs.
Das EP-Additiv kann, wie auch jeweils die anderen Bestandteile des Additivs, aus mehreren Präparaten oder Produkten bestehen, beispielsweise aus zwei oder mehr verschiedenen im Handel erhältlichen EP-Additiv-Zubereitungen.
Bevorzugt ist ein weiterer Bestandteil der Dispersion ein Verschleissschutzadditiv, wobei bevorzugt der Gewichtsanteil des Verschleissschutzadditivs zwischen 15 Gew.-% und 35 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 18 Gew.-% und 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zwischen 19 Gew-% und 22 Gew.-% liegt. Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs.
Bevorzugt ist ein weiterer Bestandteil der Dispersion ein Erdalkalimetall, insbesondere Zink und/oder Magnesium; und/oder ein weiterer Bestandteil ist ein Carbonsäuresalz, mehr bevorzugt ein Fettsäuresalz, noch mehr bevorzugt ein gesättigtes Fettsäuresalz.
Besonders bevorzugt ist dabei die Verwendung eines Carbonsäuresalzes bzw. mehrerer Carbonsäuresalze von Zink und/oder Magnesium, wobei insbesondere der Gewichtsanteil des Zinksalzes höher ist als der des Magnesiumsalzes, beispielsweise 8-fach bis 10-fach höher. In konkreten Ausführungsbeispielen enthält das Additiv Zinkstearat (Zn (C18H35O2) 2) und Magnesiumstearat (Mg (C18H35O2) 2) in einem Gewichtsverhältnis 9:1. Der Gewichtsanteil des Carbonsäuresalzes bzw. der mehreren Carbonsäuresalze liegt bevorzugt zwischen 0,1 Gew.-% und 0,4 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 0,15 Gew-% und 0,3 Gew-%, noch mehr bevorzugt zwischen 0,175 Gew.-% und 0,25 Gew.-%. Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs.
Das Schmierölsystem einer Brennkraftmaschine umfasst üblicherweise ein Filter, um störende feste Fremdstoffe aus dem Öl filtern zu können. Das Additiv ist bevorzugt für einen Brennkraf tmaschinen-Ölf ilter filtergängig, d.h. das Additiv bzw. die Schmierölzusammensetzung, die das Additiv enthält, kann durch das Ölfilter hindurchgehen, ohne dass Bestandteile des Additivs in nennenswerter Menge vom Ölfilter zurückgehalten werden.
Bei der erfindungsgemässen Verwendung einer Schmierölzusammensetzung handelt es sich um die Verwendung einer Schmierölzusammensetzung, welche ein Schmieröl und ein Additiv umfasst. Die Verwendung erfolgt dabei im laufenden Betrieb einer Brennkraftmaschine. Das Additiv umfasst dabei eine Bornitrid-Suspension.
Bei der erfindungsgemässen Verwendung kann die Schmierölzusammensetzung so eingesetzt werden, wie üblicherweise Schmieröle beim Betrieb einer Brennkraftmaschine verwendet werden. Das heisst, es wird die Schmierölzusammensetzung in die Brennkraftmaschine eingefüllt und bevorzugt von Zeit zu Zeit durch eine neue Füllung mit frischer Schmierölzusammensetzung ausgetauscht. Dieser Austausch wird als "Schmierölwechsel" bzw. "Ölwechsel" bezeichnet. Vorzugsweise kommt bei der erfindungsgemässen Verwendung ein erfindungsgemässes Additiv als Bestandteil der Schmierölzusammensetzung zum Einsatz .
Die Schmieröl zusammensetzung kann dabei dadurch hergestellt werden, dass das Schmieröl und das Additiv ausserhalb der Brennkraftmaschine gemischt werden . Die so hergestellte Schmieröl zusammensetzung wird in die Brennkraftmaschine eingebracht . Die Schmieröl zusammensetzung kann aber auch so hergestellt werden, dass die beiden Komponenten hintereinander in die Brennkraftmaschine eingebracht werden, wo sie sich spätestens nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine vermischen . Beispielsweise ist es möglich, dass zuerst das Schmieröl in die Brennkraftmaschine eingebracht wird und anschliessend das Additiv dem Schmieröl zugegeben wird .
Die erfindungsgemässe Verwendung wird bevorzugt über einen Zeitraum von mindestens 100 Stunden, mehr bevorzugt mindestens 500 Stunden, noch mehr bevorzugt mindestens 1000 Stunden durchgeführt . Dabei zählen zu diesem Zeitraum nur die Betriebs zeiten der Brennkraftmaschine , in denen diese aktiv betrieben wird . Das sind beispielsweise die Zeiten, in denen ein Verbrennungsmotor läuft . Pausenzeiten, in denen die Brennkraftmaschine nicht aktiv ist , zählen nicht zu diesem Zeitraum . Das sind beispielsweise die Zeiten, in denen ein Verbrennungsmotor abgestellt ist .
Die erfindungsgemässe Wirkung, d . h . insbesondere die Steigerung der Nennleistung bei der Nenndrehzahl , ist nach einem entsprechend langen Zeitraum des laufenden Betriebs der Brennkraftmaschine ausgeprägter als zu Beginn des Zeitraums oder die Wirkung stellt sich überhaupt erst nach einem gewissen Zeitraum ein . Die Menge des Additivs beträgt dabei bevorzugt zwischen 1,5 Gew.-% und 3,5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 2 Gew.-% und 3 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 2,25 Gew.-% und 2,75 Gew.-% in Bezug auf die Gesamtmenge des Schmieröls und des Additivs. Beispielsweise bedeutet eine Menge des Additivs von 1,5 Gew.-%, dass 1 kg Schmierölzusammensetzung aus 15 g Additiv und 985 g Schmieröl bestehen.
Das Schmieröl bzw. die Schmierölzusammensetzung, die zum Schmieren einer Brennkraftmaschine verwendet wird, muss von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden. Das heisst, dass an der Brennkraftmaschine in Intervallen ein Schmierölwechsel durchgeführt wird. Beispielsweise sollen bei einem Kfz- Verbrennungsmotor nach einer vom Motor, dem Fahrverhalten, der Schmierölzusammensetzung etc. abhängigen Strecke an zurückgelegten Kilometern ein Schmierölwechsel durchgeführt werden. Je nach den Bedingungen wird ein Schmierölwechsel bei einem Kfz beispielsweise nach etwa 50000 km erforderlich .
Es ist vorteilhaft, wenn das Additiv bei einem Schmierölwechsel zugesetzt wird, da die Zugabe des Additivs bzw. der das Additiv enthaltenden Schmierölzusammensetzung dann mit dem ohnehin erforderlichen Schmierölwechsel erfolgt. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass beim Schmierölwechsel die Schmierölzusammensetzung, die das Additiv enthält, in die Brennkraftmaschine eingebracht wird. Alternativ können, wie obenstehend beschrieben, Additiv und Schmieröl auch getrennt zugegeben werden.
Bevorzugt wird das Additiv auf diese Weise bei jedem Schmierölwechsel zugegeben. In diesem Fall erfolgt die Zugabe des Additivs in den für den Schmierölwechsel vorgesehenen Intervallen ( " Zugabeintervalle" ) .
Ähnlich wie die Zugabe des Additivs in Intervallen erfolgt , kann zu Testzwecken auch die Messung der Leistung der Brennkraftmaschine und damit der Nachweis des erfindungsgemässen Ef fekts in vorbestimmten Intervallen ( " Prüf Intervalle" ) erfolgen . Im Fall eines Kf z-Verbrennungsmotors kann die Leistungsmessung auf einem Rollenprüfstand und/oder Motorenprüfstand (nachfolgend beide kurz als " Prüfstand" bezeichnet ) beispielsweise immer nach einer vorbestimmten Zahl zurückgelegter Kilometer erfolgen . Die Prüf Intervalle können von den Zugabeintervallen unabhängig gewählt werden .
Die Methode , die Prüfung der Motorenleistung in vorbestimmten Intervallen durchzuführen, wird nachfolgend auch als " Intervall-System-Technik" bezeichnet . Durch die Intervall-System-Technik konnte nachgewiesen werden, dass die erfindungsgemässe Verwendung der Schmieröl zusammensetzung im praktischen Fährbetrieb zu einer verbesserten Performance eines Kf z-Motors führt . Die vorbestimmten Intervalle geben dabei Aus f Schluss über die j eweils von Intervall zu Intervall gesteigerte Leistung der Brennkraftmaschine und die verbesserten Verbrauchsdaten . Auf diese Weise lassen sich Feldversuche durchführen, bei denen das Fahrzeug bestimmungsgemäss auf der Strasse gefahren und j eweils nach Ablauf eines Intervalls am Prüfstand untersucht wird . Bevorzugt lassen sich die Feldversuchen über einen längeren Zeitraum, d . h . über mehrere dieser Intervalle durchführen, um das Langzeitverhalten des Fahrzeugs unter Verwendung der erfindungsgemässen Schmieröl zusammensetzung untersuchen zu können . Beispielsweise konnte in Untersuchungen festgestellt werden, dass die Nennleistung eines Kf z-Verbrennungsmotors durch das erfindungsgemässe Additiv gemäss bevorzugten Aus führungsbeispielen nach einer bestimmten Zahl zurückgelegter Kilometer signi fikant erhöht war und sich im weiteren Betrieb des Kf z und nach weiteren Schmierölwechseln, bei denen das Additiv j eweils zugesetzt wurde , weiter erhöhte . Dabei ist es auch möglich, dass die Motorleistung nach einer grösseren Zahl zurückgelegter Kilometer ein Plateau erreicht , welches gegenüber der Leistung einer Brennkraftmaschine , die ohne das Additiv betrieben wurde und wird, signi fikant erhöht ist .
In derartigen Prüfungen am Prüfstand konnten im Rahmen der Intervall-System-Technik für bevorzugte Aus führungsbeispiele folgende Verbesserungen im Vergleich zum Betreiben der Brennkraftmaschine mit einem Schmieröl ohne das erfindungsgemässe Additiv festgestellt werden :
- die Nennleistung bei der Nenndrehzahl ist um mindestens 2 % , bevorzugt um mindestens 3% , mehr bevorzugt um mindestens 3 , 5% erhöht ;
- der Treibstof fverbrauch ist um mindestens 5 g, bevorzugt um mindestens 7 , 5 g, mehr bevorzugt um mindestens 10 g pro Kilowattstunde der von der Brennkraftmaschine geleisteten Arbeit erniedrigt ;
- der Treibstof fverbrauch ist um mindestens 3% , bevorzugt um mindestens 4 % , mehr bevorzugt um mindestens 4 , 5% erniedrigt .
Ferner konnten zumindest teilweise eine oder mehrere der folgenden Verbesserungen festgestellt werden :
- der Schmierölverbrauch ist um mindestens 20% , bevorzugt um mindestens 40% , mehr bevorzugt um mindestens 50% erniedrigt ; - die Menge an Blowby-Gasen ist um mindestens 5% , bevorzugt um mindestens 10% , mehr bevorzugt um mindestens 15% erniedrigt ;
- die Menge an ausgestossenen Russpartikeln ist um mindestens 30% , bevorzugt um mindestens 50% , mehr bevorzugt um mindestens 60% erniedrigt ;
- die Menge an ausgestossenen Stickoxiden ist um mindestens 30% , bevorzugt um mindestens 50% , mehr bevorzugt um mindestens 60% erniedrigt .
Es wird aufgrund dieser Ergebnisse vermutet , dass durch die erfindungsgemässe Verwendung der Schmieröl zusammensetzung zumindest in bevorzugten Aus führungsbeispielen sowohl die Schmierung als auch die Abdichtung zwischen dem Kolben bzw . den Kolbenringen und der Laufbuchse verbessert wird .
Diese sehr signi fikanten Verbesserungen konnten dabei in vielen Fällen nach 1000 Stunden, mitunter schon nach 500 Stunden oder gar nach 100 Stunden oder noch kürzerer Betriebs zeit der Brennkraftmaschine festgestellt werden . Im Fall von Kf z-Verbrennungsmotoren wurde diese Betriebs zeit dabei bevorzugt durch Fahren des Kf z auf einer Strasse unter üblichen Fahrbedingungen mit üblicher Beladung des Kf z absolviert .
Durch die dargestellten Verfahrensschritte im Zuge der erfindungsgemässen Verwendung der Schmieröl zusammensetzung und den in Intervallen durchgeführten Prüfvorgängen ( Intervall-System-Technik) , d . h . durch das zeitliche Aufeinanderfolgen der Verfahrensschritte , können somit unerwartete Ef fekte erzielt und nachgewiesen werden .
Die Verbesserung der Leistung der Brennkraftmaschine erfolgt demnach erfindungsgemäss nicht dadurch, dass die Brenn- kraf tmaschine in spezieller Weise durch aufwendige und kompli zierte maschinenbauliche oder steuerungstechnische Massnahmen optimiert wird . Die Verbesserung der Leistung erfolgt erfindungsgemäss im laufenden Betrieb . Gewissermassen optimiert sich demnach erfindungsgemäss ein Kf z-Motor im laufenden Fährbetrieb automatisch . Dementsprechend ist es möglich, dass sich die erfindungsgemässen Ef fekte nicht sofort nach Beginn der erfindungsgemässen Anwendung des Additivs einstellen, sondern dass die Brennkraftmaschine zunächst eine bestimmte Betriebs zeit lang aktiv betrieben werden muss , beispielsweise 100 Stunden . Für ein Kf z bedeutet dies , dass die Ef fekte erst nach einer bestimmten auf der Strasse zurückgelegten Strecke deutlich erkennbar sind, beispielsweise nach einer Strecke von 10000 km . Nachweisbar sind die Ef fekte im Fall eines Kf z beispielsweise dadurch, dass das Kf z auf einem Prüfstand untersucht wird, was zu Testzwecken in besonders vorteilhafter weil systematischer Weise im Rahmen der obenstehend beschriebenen Intervall-System-Technik erfolgt .
Nach einer nicht einschränkenden Theorie benetzt die Schmieröl zusammensetzung im Betrieb der Brennkraftmaschine zumindest eine Oberfläche der Kolben und/oder des Kurbelgehäuses und/oder mindestens eines anderen Bauteils der Brennkraftmaschine und bearbeitet diese mechanisch . Insbesondere kommt es dadurch zu einer Glättung der benetzten Oberflächen, d . h . deren Rauigkeit wird reduziert . Die Reduktion der Rauigkeit kann mikroskopisch nachweisbar sein, beispielsweise mittels einer endoskopischen Methode , welche die Untersuchung von im Inneren der Brennkraftmaschine angeordneten Oberflächen ermöglicht . Durch die Reduktion der Oberflächenrauigkeit können beispielsweise die Rauigkeitsspitzen in den Zylinderlaufflächen, die in Form von Honlinien oder anderen riefenartigen Strukturen vorliegen können, ausgleichen werden .
Eine Reduktion der Rauigkeit der Zylinderlauf flächen kann aufgrund der damit verbundenen Reduktion von Reibungsverlusten zur Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine beitragen .
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Konditionieren einer Brennkraftmaschine erfolgt die Konditionierung dadurch, dass im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine ein Additiv bzw . eine Schmieröl zusammensetzung mit einem Additiv in erfindungsgemässer Weise verwendet wird . Das Verfahren zum Konditionieren der Brennkraftmaschine entspricht daher der obenstehenden automatischen Optimierung der Brennkraftmaschine im laufenden Betrieb .
Im Zuge der Konditionierung kann es nach der obenstehend beschriebenen nicht einschränkenden Theorie zu einer mechanischen Bearbeitung einer Oberfläche von Kolben und/oder des Kurbelgehäuses und/oder mindestens eines anderen Bauteils der Brennkraftmaschine durch das Additiv kommen, welche insbesondere mit einer Reduktion der Oberflächenrauigkeit einhergehen kann .
Bei der erfindungsgemässen Brennkraftmaschine handelt es sich um eine Brennkraftmaschine , die in der erfindungsgemässen Weise konditioniert worden ist . Dabei kann es sich beispielsweise um den Verbrennungsmotor eines Kf z handeln, welches zumindest eine gewisse Zeit lang unter Verwendung des erfindungsgemässen Additivs betrieben worden ist , wobei bevorzugt das Additiv bei einem oder mehreren der zurückliegenden Schmierölwechsel zugegeben worden ist .
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Herstellen eines Additivs handelt es sich um ein Verfahren zum Herstellen eines Additivs für ein Schmieröl . Das Schmieröl ist dabei insbesondere ein Schmieröl für eine Brennkraftmaschine , beispielsweise ein Motoröl .
Das Verfahren umfasst die Schritte :
Schritt 1 : Dispergieren von Bornitrid und einem Öl zum Herstellen einer Basisdispersion; und
Schritt 2 : Mischen, insbesondere Dispergieren, mindestens eines weiteren Bestandteils ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus : Dispergiermittel , EP- Additiv, Verschleissschutzadditiv und Carbonsäuresal z mit der Basisdispersion zum Herstellen des Additivs .
Wenn mindestens zwei weitere Bestandteile mit der Basisdispersion gemischt werden, ist es vorteilhaft , in einem vor Schritt 2 ausgeführten Schritt la die mindestens zwei weiteren Bestandteile zum Herstellen einer Zusatzmischung zu mischen, insbesondere zum Herstellen einer Zusatzdispersion zu dispergieren, und die in Schritt la hergestellte Zusatzmischung bzw . Zusatzdispersion in Schritt 2 mit der Basisdispersion zu mischen, insbesondere zu dispergieren . Der Verfahrensablauf ist dann der folgende :
Schritt 1 : Dispergieren von Bornitrid und einem Öl zum Herstellen einer Basisdispersion;
Schritt la : Mischen, insbesondere Dispergieren von mindestens zwei weiteren Bestandteilen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus : Dispergiermittel , EP-Additiv, Verschleissschutzadditiv und Carbonsäuresal z zum Herstellen einer Zusatzmischung zu mischen, insbesondere zum Herstellen einer Zusatzdispersion;
Schritt 2 : Mischen von Basisdispersion und Zusatzmischung bzw . Zusatzdispersion, insbesondere durch Dispergieren .
Die Schritte 1 und la können dabei in beliebiger Reihenfolge und daher auch gleichzeitig durchgeführt werden . Die Schritte 1 und la werden j edoch vor Schritt 2 durchgeführt .
Das Dispergieren kann beispielsweise in einer Dispergiermaschine erfolgen . Eine Dispergiermaschine kann dabei einen Rotor und einen Stator umfassen, sodass durch die Relativbewegung von Rotor und Stator aus den behandelten Stof fen eine Dispersion entsteht .
Geeignete Dispergiermaschinen sind im Markt erhältlich . Beispielsweise können Dispergiermaschinen vom Typ "Megatron MT 5100" , "MT 5100 S" und "MT 5100 S2" verwendet werden .
Die Dispergierungs zeit beträgt bevorzugt mindestens 30 Minuten, wobei gegebenenfalls die Zeitdauern, in denen in den Schritten 1 , optional la und 2 dispergiert wird, zur Berechnung dieser Dispergierungs zeit zusammengezählt werden .
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann beispielsweise ein erfindungsgemässes Additiv, welches weitere Bestandteile umfasst , hergestellt werden .
Mit dem erfindungsgemässen Additiv kann in bevorzugten Aus führungsbeispielen eine Schmieröl zusammensetzung bestehend aus Schmieröl (beispielsweise PAG) und dem Additiv hergestellt werden, welche keinen störenden Sedimentierungs- vorgängen unterliegt oder welche zumindest eine lediglich sehr geringe Sedimentierungsneigung aufweist . Das gilt insbesondere dann, wenn zur Herstellung des Additivs das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren verwendet worden ist . Die festgestellte geringe oder fehlende Sedimentierungs neigung wird gemäss einer nicht einschränkenden Theorie darauf zurückgeführt , dass die Komponenten des Additivs und ihre Menge in geeigneter Weise gewählt sind, das Additiv gut dispergiert ist und das Additiv dem Schmieröl in einer geeigneten Menge zugesetzt wird .
Eine geringe oder überhaupt nicht feststellbare Sedimentierungsneigung kann in bevorzugten Aus führungsbeispielen dabei sowohl dann, wenn das Additiv und das Schmieröl der Brennkraftmaschine zugegeben wird, um sie in der Brennkraftmaschine miteinander zu vermischen, als auch dann, wenn das Additiv und das Schmieröl vor der Zugabe zu der Brennkraftmaschine vermischt werden, festgestellt werden . Zur Untersuchung der Sedimentierungsneigung wird beispielsweise eine Schmieröl zusammensetzung, die durch Vermischen von Additiv und Schmieröl hergestellt wird, in einen Behälter gefüllt , sodass das mit der Schmieröl zusammensetzung gefüllte Volumen eine Höhe von 10 cm aufweist . Dazu müssen in ein zylindrisches Gefäss mit 5 cm Durchmesser ca . 196 mL der Schmieröl zusammensetzung gefüllt werden . Der Behälter wird 24 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen, ohne dass er dabei bewegt wird . Wenn sich nach Ablauf der 24 Stunden noch mindestens 45% der Bornitridpartikel in der oberen Häl fte des Volumens , d . h . in den oberen 5 cm der Schmierölzusammensetzung befinden, wird davon gesprochen, dass keine Sedimentierungsneigung vorhanden ist . Eine geringe oder überhaupt nicht vorhandene Sedimentierung hat den Vorteil , dass sich in der Brennkraftmaschine keine Bornitridpartikel absetzen und die Schmieröl zusammensetzung stets als homogene Mischung vorliegt . Sich absetzende Bornitridpartikel könnten den Betrieb der Brennkraftmaschine stören . Indem die Schmieröl zusammensetzung stets homogen ist , kann die erfindungsgemässe Wirkung stets in gleichmässiger Weise erzielt werden .
Weitere Merkmale , Zweckmässigkeiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von exemplarischen Aus führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungs figuren beschrieben .
Fig . 1 zeigt einen konventionellen Ottomotor in schematischer Schnittdarstellung .
Fig . 2 zeigt Ergebnisse aus Vergleichsmessungen an einem Fahrzeug vor der Verwendung einer erfindungsgemässen Schmieröl Zusammensetzung .
Fig . 3 zeigt weitere Ergebnisse aus Vergleichsmessungen an einem Fahrzeug vor der Verwendung einer erfindungsgemässen Schmieröl Zusammensetzung .
Fig . 4 zeigt Ergebnisse aus Messungen an einem Fahrzeug nach der Verwendung einer Schmieröl zusammensetzung gemäss einem Aus führungsbeispiel der Erfindung .
Fig . 5 zeigt weitere Ergebnisse aus Messungen an einem Fahrzeug nach der Verwendung einer Schmierölzusammensetzung gemäss diesem Aus führungsbeispiel . Fig. 6 zeigt die in den Figuren 3 und 5 dargestellten Ergebnisse im Vergleich.
Fig. 7 zeigt die Veränderung V der Menge an Blowby-Gasen durch die Verwendung einer Schmierölzusammensetzung gemäss dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 4 und 5.
In Fig. 1 ist ein konventioneller Ottomotor als Beispiel für eine Brennkraftmaschine in einer schematischen Schnitt-dar- stellung gezeigt, wobei die Bezugszeichen folgende Bauteile bezeichnen :
1: Kurbelgehäuse, Motorblock
2: Zylinder, Laufbuchse
3 : Ölwanne
4 : Kurbelwelle
5: Pleuelstange
6: Kolbenbolzen
7 : Kolben
8 : Kolbenringe
9: Zahnrad oder Riemenscheibe an der Kurbelwelle
10: Steuerkette oder Zahnriemen
11: Zahnrad/Riemenscheibe an der Nockenwelle
12: Nockenwelle
13: Kipphebel
14: Einlassventil
15: Auslassventil
17: Ventilfederteller
18: Ventilfeder
19: Zylinderkopf
20: Zündkerze
21: Einspritzventil In Fig. 1 ist dabei eine Situation dargestellt, in der der Ottomotor nicht aktiv ist, sodass sich das Motoröl am Boden der Ölwanne angesammelt hat.
Das erfindungsgemässe Additiv kann beispielsweise in einem derartigen Ottomotor verwendet werden. Die Anwendung ist jedoch auch für andere Verbrennungsmotoren und weitere Brennkraftmaschinen sowie weitere Anwendungen von Schmierölen möglich.
Die Anwendung ist dabei sowohl in Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung als auch in Brennkraftmaschinen ohne Abgasrückführung möglich.
Bei dem Additiv gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um ein Additiv für ein Schmieröl. Das Additiv umfasst eine Dispersion, wobei die Dispersion umfasst :
- ein Grundöl und
- dispergiertes Bornitrid mit einem Gewichtsanteil von
1.5 Gew.-% bis 9,0 Gew.-%, bevorzugt 4,0 Gew.-% bis
7.5 Gew.-%, mehr bevorzugt 5,0 Gew.-% bis 6,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 5,5 Gew.-% bis 6,0 Gew.-%.
Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs.
Bevorzugtes Einsatzgebiet des Additivs ist die Additivierung eines Schmieröls für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Fahrzeug-Verbrennungsmotor. Dazu kann das Grundöl so ausgewählt sein, dass es mit dem Schmieröl optimal kompatibel ist. Insbesondere wird dabei als Grundöl eines Additivs, das zur Additivierung eines bestimmten Schmieröls bestimmt ist, das Öl gewählt, welches auch die wesentliche Komponente des Schmieröls bildet. Dabei wird beispielsweise als Grundöl für ein Additiv zur Additivierung von PAG-Ölen ebenfalls PAG verwendet. Auf diese Weise ergeben sich keine Probleme hinsichtlich der Kompatibilität der öligen Bestandteile der Schmierölzusammensetzung, die aus dem Schmieröl und dem Additiv besteht.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen besteht das Additiv aus folgenden Bestandteilen:
- dispergiertes Bornitrid mit einem Gewichtsanteil von
1.5 Gew.-% bis 9,0 Gew.-%, bevorzugt 4,0 Gew.-% bis
7.5 Gew.-%, mehr bevorzugt 5,0 Gew.-% bis 6,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 5,5 Gew.-% bis 6,0 Gew.-%;
- optional mindestens ein weiterer Bestandteil ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Dispergiermittel, EP- Additiven, Verschleissschutzadditiven und Carbonsäuresalzen;
- Öl mit einem Gewichtsanteil, der die Summe der Gewichtsanteile aller Bestandteile der Dispersion auf 100 Gew.-% ergänzt .
In bevorzugten Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem Grundöl um ein synthetisches Öl, besonders bevorzugt um Polyalkylenglykol (PAG) , und zwar insbesondere dann, wenn ein derartiges Öl als Schmieröl verwendet wird.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Gewichtsanteil des Öls in der Dispersion 30 Gew.-% bis 70 Gew.-%, mehr bevorzugt 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 45 Gew.-% bis 55 Gew.-%. In konkreten Ausführungsbeispielen beinhaltet das Additiv 50,7 Gew-% PAG. Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs.
Ein konkretes Beispiel für ein Grundöl, das im Rahmen von erfindungsgemässen Ausführungsbeispielen verwendet worden ist, ist das von der Dow Chemical Company, USA, unter dem Handelsnamen "UCON OSP-68 Lubricant" (Herstellerangabe "195.05K DNN") vertriebene Produkt.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist das Bornitrid ein hexagonales Bornitrid, insbesondere a-Bornitrid, welches eine Schichtstruktur aufweist, die eine gewisse Ähnlichkeit zur Schichtstruktur des Graphits aufweist.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen liegen die Teilchengrössen des Bornitrid zwischen 0,5 pm und 10 pm, mehr bevorzugt zwischen 3 pm und 8 pm (bestimmt nach ISO 13320 unter Verwendung eines Teilchengrössenanalysators Modell "Cilas 990", wobei durch die Unter- und Obergrenze 0,5 und 10 pm bzw. 3 und 8 pm der Bereich angegeben wird, in dem die Grössen von 95% aller Teilchen liegen) .
Ein konkretes Beispiel für ein Bornitrid, das im Rahmen von erfindungsgemässen Ausführungsbeispielen verwendet wird, ist das von der Henze Boron Nitride Products AG, Deutschland, unter dem Handelsnamen "HeBoFill 205 " vertriebene Produkt.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist ein weiterer Bestandteil der Dispersion ein Netz- und/oder Dispergiermittel .
Der Gewichtsanteil des Netz- und/oder Dispergiermittels liegt dabei beispielsweise zwischen 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.- % , bevorzugt zwischen 0,2 Gew.-% und 0,4 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 0,25 Gew-% und 0,35 Gew.-%. Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs.
Das Netz- und/oder Dispergiermittel ist kann dabei beispielsweise ein Polymer, mehr bevorzugt ein Polycarbonsäurepolymer, noch mehr bevorzugt ein niedermolekulares Polycarbonsäurepolymer sein bzw. enthalten.
Das Netz- und/oder Dispergiermittel kann beispielsweise hydroxyfunktionelle Carbonsäureester umfassen.
Ein konkretes Beispiel für ein Netz- und/oder Dispergiermittel, das im Rahmen von erfindungsgemässen Ausführungsbeispielen verwendet wird, ist das von der BYK- Chemie GmbH, Deutschland, unter dem Handelsnamen "Dysperbyk 108" vertriebene Produkt.
Es können auch mehrere als Netz- und/oder Dispergiermittel dienende Produkte gemeinsam verwendet werden.
In weiteren Ausführungsbeispielen enthält das Additiv alternativ oder zusätzlich zu dem Netz- und/oder Dispergiermittel als weiteren Bestandteil der Dispersion ein EP- Additiv. EP-Additive (Extreme-Pressure-Additive) werden Schmierstoffen zugesetzt um zu verhindern, dass aneinander reibende metallische Bauteile miteinander verschweissen .
Der Gewichtsanteil des EP-Additivs liegt dabei beispielsweise zwischen 15 Gew.-% und 35 Gew.-%, bevorzugt zwischen 20 Gew.-% und 25 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 21 Gew-% und 23 Gew.-%. Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs. Das EP-Additiv kann aus mehreren als EP-Additiv dienenden Produkten bestehen .
Das EP-Additiv kann beispielsweise Polyolester, insbesondere gesättigte Polyolester umfassen .
Ein konkretes Beispiel für ein EP-Additiv, das im Rahmen von erfindungsgemässen Aus führungsbeispielen verwendet wird, ist das von der Croda International plc, Vereinigtes Königreich, unter dem Handelsnamen " PRIOLUBE 3986-LQ" vertriebene Produkt .
Ein weiteres konkretes Beispiel für ein EP-Additiv, das im Rahmen von erfindungsgemässen Aus führungsbeispielen verwendet wird, ist das von der Oleon NV, Belgien, unter dem Handelsnamen "RADIALUBE 7368" vertriebene Produkt .
In weiteren Aus führungsbeispielen enthält das Additiv alternativ oder zusätzlich zu dem Netz- und/oder Dispergiermittel sowie alternativ oder zusätzlich zu dem EP-Additiv als weiteren Bestandteil der Dispersion ein Verschleiss-schutzadditiv .
Der Gewichtsanteil des Verschleissschutzadditivs liegt dabei beispielsweise zwischen 15 Gew . -% und 35 Gew . -% , bevorzugt zwischen 18 Gew . -% und 25 Gew . -% , mehr bevorzugt zwischen 19 Gew-% und 22 Gew . -% liegt . Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs .
Es können auch mehrere als Verschleissschutzadditive dienende Produkte gemeinsam verwendet werden .
Dabei ist anzumerken, dass manche Additive sowohl als EP- Additiv als auch als Verschleissschutzadditiv wirksam sind . Ein konkretes Beispiel für ein EP-Additiv, welches gleichzeitig auch als Verschleissschutzadditiv wirkt und welches im Rahmen von erfindungsgemässen Aus führungsbeispielen verwendet wird, ist das von der Lubri zol Corporation, USA, unter dem Handelsnamen "Anglamol 99" vertriebene Produkt .
Ein weiteres konkretes Beispiel für ein EP-Additiv, welches gleichzeitig auch als Verschleissschutzadditiv wirkt und welches im Rahmen von erfindungsgemässen Aus führungsbeispielen verwendet wird, ist das von der BASF SE , Deutschland, unter dem Handelsnamen " IRGALUBE F 10 A" vertriebene Produkt .
In weiteren Aus führungsbeispielen enthält das Additiv alternativ oder zusätzlich zu dem Netz- und/oder Dispergiermittel , alternativ oder zusätzlich zu dem EP-Additiv und alternativ oder zusätzlich zu dem Verschleissschutzadditiv als weiteren Bestandteil der Dispersion ein Erdalkalimetall , insbesondere Zink und/oder Magnesium, und/oder ein Carbonsäuresal z , mehr bevorzugt ein Fettsäuresal z , noch mehr bevorzugt ein gesättigtes Fettsäuresal z .
Bevorzugt ist dabei die Verwendung eines Carbonsäuresal zes von Zink und/oder Magnesium, wobei insbesondere der Gewichtsanteil des Zinksal zes höher ist als der des Magnesiumsal zes , beispielsweise 8- fach bis 10- fach höher . In konkreten Aus führungsbeispielen werden Zink- und Magnesiumstearat in einem Gewichtsverhältnis 9 : 1 verwendet . Dabei können beispielsweise im Chemikalienhandel erhältliche Produkte mit den CAS-Nummern 557- 05- 1 ( Zinkstearat ) bzw . 557- 04- 0 (Magnesiumstearat ) verwendet werden . Gemäss einer nicht einschränkenden Theorie verbessern diese Stearate bzw. anderen Salze die Stabilität der Dispersion bzw. die Stabilität der Schmierölzusammensetzung. Danach können diese Stearate bzw. anderen Salze dazu beitragen, eine Entmischung des Additivs oder der Schmierölzusammensetzung etwa in Form eines Sedimentierungsprozesses zuverlässig zu verhindern.
Der Gewichtsanteil des Carbonsäuresalzes liegt dabei beispielsweise zwischen 0,1 Gew.-% und 0,4 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 0,15 Gew-% und 0,3 Gew-%, noch mehr bevorzugt zwischen 0,175 Gew.-% und 0,25 Gew.-%. Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs.
In einem konkreten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Additiv aus einer Dispersion der in Tabelle 1 angeführten Bestandteile. Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs.
Tabelle 1
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In einem weiteren konkreten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Additiv aus einer Dispersion der in Tabelle 2 angeführten Bestandteile. Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs .
Tabelle 2
Figure imgf000033_0001
In einem weiteren konkreten Aus führungsbeispiel der Erfindung besteht das Additiv aus einer Dispersion der in Tabelle 3 angeführten Bestandteile . Die Mengenangaben in Gewichtsprozent beziehen sich dabei auf das Gesamtgewicht des Additivs .
Tabelle 3
Figure imgf000033_0002
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Herstellen eines Additivs handelt es sich um ein Verfahren zum Herstellen eines Additivs für ein Schmieröl . Das Schmieröl ist dabei insbesondere ein Schmieröl für eine Brennkraftmaschine , beispielsweise ein Motoröl .
In einem Aus führungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens zum Herstellen eines Additivs werden in einem ersten Schritt das Bornitrid und das Grundöl zum Herstellen einer Basisdispersion dispergiert .
Das Dispergieren kann bevorzugt in einer Dispergiermaschine erfolgen, beispielsweise einer Dispergiermaschinen vom Typ "Megatron MT 5100" , "MT 5100 S" oder "MT 5100 S2" .
In den Aus führungsbeispielen, in denen das Additiv mindestens einen weiteren Bestandteil umfasst , wird der weitere Bestandteil in einem weiteren Schritt mit der Basisdispersion gemischt , insbesondere durch Dispergieren mittels einer Dispergiermaschine , bevorzugt derselben Dispergiermaschine , die im ersten Schritt verwendet wird .
In den Aus führungsbeispielen, in denen das Additiv mindestens zwei weitere Bestandteile umfasst , können diese weiteren Bestandteile , bevor sie mit der Basisdispersion gemischt werden, in einem separaten Schritt zum Herstellen einer Zusatzmischung gemischt , insbesondere zum Herstellen einer Zusatzdispersion dispergiert werden . Dazu kann wiederum eine Dispergiermaschine verwendet werden, bevorzugt dieselbe Dispergiermaschine , die zum Herstellen der Basisdispersion verwendet worden ist . Die Basisdispersion und die Zusatzdispersion werden miteinander gemischt , insbesondere dispergiert . Dazu kann wiederum eine Dispergiermaschine verwendet werden, bevorzugt dieselbe Dispergiermaschine , die zum Herstellen der Basisdispersion und ggf . der Zusatzdispersion verwendet worden ist . Die Dispergierungs zeit beträgt bevorzugt mindestens 30 Minuten, wobei gegebenenfalls die Zeitdauern, in denen zum Herstellen der Basisdispersion und eventuell der Zusatzdispersion sowie zum Mischen der Basisdispersion mit den weiteren Bestandteilen zur Berechnung dieser Dispergierungszeit zusammengezählt werden .
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann beispielsweise ein erfindungsgemässes Additiv, welches weitere Bestandteile umfasst , hergestellt werden .
In konkreten Aus führungsbeispielen werden die in den Tabellen 1 bis 3 angegebenen Bestandteile j eweils zum Additiv verarbeitet , indem das Grundöl und das Bornitrid in einer Dispergiermaschine zur Herstellung der Basisdispersion dispergiert werden, indem die weiteren Bestandteile vorher, nachher oder zur selben Zeit in einer Dispergiermaschine zur Herstellung der Zusatzdispersion dispergiert werden und indem anschliessend die Basisdispersion und die Zusatzdispersion in einer Dispergiermaschine dispergiert werden . Die letzte Dispergierung kann dabei so ablaufen, dass die fertiggestellte Zusatzdispersion zu der in der Dispergiermaschine befindliche Basisdispersion hinzugegeben wird . Die drei Dispergierungen können dabei beispielsweise j eweils über eine Zeitdauer von 10 Minuten oder länger durchgeführt werden .
Bei der erfindungsgemässen Verwendung einer Schmierölzusammensetzung gemäss einem Aus führungsbeispiel der Erfindung wird eine Schmieröl zusammensetzung, welche aus einem PAG-Schmieröl und einem Additiv mit den Bestandteilen entsprechend einer der Tabellen 1 bis 3 besteht , verwendet . Die Verwendung erfolgt dabei im laufenden Betrieb einer Brennkraftmaschine. Das heisst, es wird die Schmierölzusammensetzung in die Brennkraftmaschine eingefüllt und bevorzugt von Zeit zu Zeit im Zuge eines Ölwechsels durch eine neue Füllung mit frischer Schmierölzusammensetzung ausgetauscht. Die Brennkraftmaschine wird ihrem Verwendungszweck gemäss eingesetzt, was als laufender Betrieb der Brennkraftmaschine bezeichnet wird. Wenn es sich bei der Brennkraftmaschine um einen Verbrennungsmotor eines Kfz handelt, bedeutet dies, dass das Kfz auf der Strasse gefahren wird.
Die erfindungsgemässe Verwendung wird bevorzugt über einen Zeitraum von mindestens 100 Stunden, mehr bevorzugt mindestens 500 Stunden, noch mehr bevorzugt mindestens 1000 Stunden durchgeführt. Dabei zählen zu diesem Zeitraum nur die Betriebszeiten der Brennkraftmaschine, in denen diese aktiv betrieben wird. Das sind beispielsweise die Zeiten, in denen ein Verbrennungsmotor läuft. Pausenzeiten, in denen die Brennkraftmaschine nicht aktiv ist, zählen nicht zu diesem Zeitraum. Das sind beispielsweise die Zeiten, in denen ein Verbrennungsmotor abgestellt ist.
Die erfindungsgemässe Wirkung, d.h. insbesondere die Steigerung der Nennleistung bei der Nenndrehzahl, ist nach einem entsprechend langen Zeitraum des laufenden Betriebs der Brennkraftmaschine ausgeprägter als zu Beginn des Zeitraums oder die Wirkung stellt sich überhaupt erst nach einem gewissen Zeitraum ein.
Die Menge des Additivs beträgt dabei bevorzugt zwischen 1,5 Gew.-% und 3,5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 2 Gew.-% und 3 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 2,25 Gew.-% und 2,75 Gew.-% in Bezug auf die Gesamtmenge des Schmieröls und des Additivs. Beispielsweise bedeutet eine Menge des Additivs von 1,5 Gew.-%, dass 1 kg Schmierölzusammensetzung aus 15 g Additiv und 985 g Schmieröl bestehen.
In einem konkreten Ausführungsbeispiel wird ein Additiv mit den Bestandteilen gemäss Tabelle 3 in einer Menge von 2,5 Gew.-% in Bezug auf die Gesamtmenge des Schmieröls und des Additivs verwendet, d.h. pro Kilogramm Schmierölzusammensetzung sind 25 g Additiv und 975 g Schmieröl vorhanden. Dabei wird das Additiv bzw. die Schmierölzusammensetzung aus Additiv und Schmieröl bei jedem Schmierölwechsel zugegeben. Die Zugabe des Additivs erfolgt daher in den für den Schmierölwechsel vorgesehenen Intervallen .
Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich dabei um den Verbrennungsmotor eines Kfz.
Bei dem Schmieröl, das neben dem Additiv Bestandteil der Schmierölzusammensetzung ist, handelt es sich dabei um ein PAG- Schmieröl .
Zu Testzwecken und damit zum Nachweis der erfindungsgemässen Wirkung wird in vorbestimmten Intervallen ( Prüf Intervalle ) eine Messung der Leistung der Brennkraftmaschine vorgenommen (Intervall-System-Technik) . Die Leistungsmessung erfolgt dabei auf einem Prüfstand beispielsweise immer nach einer vorbestimmten Zahl zurückgelegter Kilometer.
Als Beispiel wurden Messungen auf einem Prüfstand mit einem Lkw der Marke Mercedes-Benz, Typ 1840-L, Dieselmotor vom Typ OM 501 LA III/5, Chassis-Nr. WDB 9500361K593789 durchgeführt . Dabei wurden Messungen nach der erfindungsgemässen Verwendung der Schmieröl zusammensetzung mit dem Additiv gemäss Tabelle 3 und PAG als Schmieröl , das neben dem Additiv Bestandteil der Schmieröl zusammensetzung ist , durchgeführt . Konkret wurde als Schmieröl dasselbe PAG- Produkt verwendet , das im Additiv als Grundöl enthalten ist .
Dabei wurden zum Vergleich Messungen vor der erfindungsgemässen Verwendung der Schmieröl zusammensetzung am selben Fahrzeug, das mit dem gleichen PAG-Produkt als Schmieröl betrieben wurde , vorgenommen (Vergleichsmessungen) . Das Fahrzeug war zu keinem früheren Zeitpunkt j emals unter Verwendung eines erfindungsgemässen Additivs bzw . einer erfindungsgemässen Schmieröl zusammensetzung betrieben worden .
Wie bereits eingangs dieser Beschreibung erwähnt , besagt die Lehrmeinung, dass Schmieröladditive zu keinen Verbesserungen hinsichtlich Leistung und Verbrauch einer Brennkraftmaschine führen . Die Werte aus den Vergleichsmessungen können daher auch als die Werte angenommen werden, die sich ergeben, wenn man die Messungen mit einem Schmieröl durchführt , welches mit einem konventionellen Additiv versetzt worden ist .
Die Vergleichsmessungen wurden bei einem Kilometerstand von 90760 km vorgenommen . Dabei ergaben sich folgende Leistungsdaten :
Nennleistung nach EWG : 302 kW bei einer Drehzahl von 1696 min-1
Maximales Drehmoment : 1949 Nm bei einer Drehzahl von 1296 min-1
Motorleistung : 302 kW bei einer Drehzahl von 1696 min-1 Radleistung: 262 kW bei einer Drehzahl von 1696 min-1 Verlustleistung : 302 - 262 = 40 kW bei einer Drehzahl von 1696 min-1
Die Temperatur des Motoröls betrug 95°C.
Ergebnisse der Vergleichsmessungen sind in Fig. 2 in Form von Diagrammen dargestellt. Auf der Abszisse ist die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute auf getragen. Auf den y- Achsen sind verschiedene Ordinaten für die Motorleistung P (Kurve I) , das Drehmoment des Motors M (Kurve IV) , die Trübung (Kurve V) und den Ladedruck (Kurve VI) auf getragen, wobei die Nummerierung der einzelnen Kurven auf die jeweils zugehörige Ordinate verweist.
Unter einer "Kurve" wird im Kontext dieser Patentanmeldung der Streckenzug aus den Verbindungslinien zwischen den Messpunkten einer Messreihe verstanden.
Weitere Ergebnisse der Vergleichsmessungen sind in Fig. 3 in Form eines Diagramms dargestellt. Auf der Abszisse ist die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute auf getragen. Auf der Ordinate ist der spezifische Verbrauch aufgetragen, d.h. die Menge an Treibstoff in Gramm, die pro Kilowattstunde an vom Motor geleisteter Arbeit verbraucht wird, bzw. der Kraftstoffverbrauch pro Zeit und pro abgegebener mechanischer Leistung .
Im Anschluss an die Durchführung der Vergleichsmessungen wurde ein Schmierölwechsel durchgeführt, wobei anstelle des ausgetauschten Schmieröls eine Schmierölzusammensetzung aus 97,5 Gew.-% PAG-Schmieröl und 2,5 Gew.-% des Additivs mit der Zusammensetzung gemäss Tabelle 3 verwendet wurde. Bei einem Kilometerstand von 99810 km wurden am selben Fahrzeug neuerlich Messungen auf einem Prüfstand vorgenommen . Dabei ergaben sich folgende Leistungsdaten :
Nennleistung nach EWG : 313 kW bei einer Drehzahl von 1595 min-1
Die beim Kilometerstand von 99810 km vorgenommenen Messungen repräsentieren dabei die verbesserte Situation, die nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie , d . h . durch die erfindungsgemässe Verwendung der Schmieröl zusammensetzung erreicht werden konnte . Diese Messungen wurden bei einem Kilometerstand, der um 99810 - 90760 = 9050 km höher war als der Kilometerstand bei den Vergleichsmessungen, durchgeführt . Das bedeutet , dass die erfindungsgemässe Anwendung in dem dargestellten Beispiel im laufenden Betrieb des Verbrennungsmotors über eine zurückgelegte Strecke von ca . 9000 km durchgeführt wurde .
Ergebnisse dieser Messungen sind in Fig . 4 in Form von Diagrammen dargestellt . Auf der Abs zisse ist die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute auf getragen . Auf den y-Achsen sind verschiedene Ordinaten für die Motorleistung P (Kurve I ) , das Drehmoment des Motors M (Kurve IV) , die Trübung (Kurve V) und den Ladedruck (Kurve VI ) auf getragen, wobei die Nummerierung der einzelnen Kurven auf die j eweils zugehörige Ordinate verweist .
Weitere Ergebnisse dieser Messungen sind in Fig . 5 in Form eines Diagramms dargestellt . Auf der Abs zisse ist die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute auf getragen . Auf der Ordinate ist der spezi fische Verbrauch nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie aufgetragen . In Fig . 6 sind die in den Fig . 3 und 5 dargestellten Kurven in einem Diagramm dargestellt , um den spezi fischen Verbrauch vor und nach der Anwendung der erfindungsgemässen Technologie besser vergleichen zu können .
Die in den Figuren 2 und 4 dargestellten Ergebnisse zeigen, dass durch die Anwendung der erfindungsgemässen Technologie eine Verbesserung der Nennleistung bei der Nenndrehzahl gegenüber dem vom Hersteller angegebenen Wert , d . h . der Nennleistung ohne Anwendung der erfindungsgemässen Technologie , erreicht werden konnte . Die in den Figuren 3 , 5 und 6 dargestellten Ergebnisse zeigen ferner, dass durch die Anwendung der erfindungsgemässen Technologie eine Verbesserung des spezi fischen Kraftstof fverbrauchs erreicht werden konnte . Durch eine Verringerung des Kraftstof fverbrauchs wird der CCh-Ausstoss verringert .
Konkret betrug vorliegend die Nennleistung vor Anwendung der erfindungsgemässen Technologie 302 kW und nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie 313 kW . Durch die Anwendung der erfindungsgemässen Technologie kam es somit zu einer signi fikanten Leistungssteigerung von ( 313 - 302 ) / 302 = 3 , 6% . Eine unwesentlich andere Leistungssteigerung ergibt sich, wenn man den Leistungsvergleich vornimmt bei der Nenndrehzahl , welche vor Anwendung der erfindungsgemässen Technologie vorliegt , welche vom Hersteller als Nenndrehzahl angegeben wird und welche 1696 min-1 beträgt , da die Leistungskurve I nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie für Drehzahlen grösser 1550 min-1 flach verläuft .
Konkret betrug vorliegend der spezi fische Kraftstof fverbrauch vor Anwendung der erfindungsgemässen Technologie 207 , 6 g/ kWh und nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie 196,4 g/kWh, jeweils bei einer Drehzahl von 1696 min-1. Durch die Anwendung der erfindungsgemässen Technologie kam es somit zu einer signifikanten Verbrauchsreduktion von 207, 6 - 196,4 = 11,2 g/kWh in absoluten Zahlen bzw. relativ (207, 6 - 196,4) /207, 6 = 11,2/207, 6 = 5,39%. Die Drehzahl von 1696 min-1 entspricht dabei der vom Hersteller angegebenen Nenndrehzahl, bei welcher in der Kurve I in Fig. 2 auch tatsächlich die Leistung am Maximum ist.
Die Nenndrehzahl ist nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie niedriger. Der spezifische Kraftstoffverbrauch ist bei der Nenndrehzahl nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie noch niedriger als 198,1 g/kWh, sodass sich eine noch deutlichere Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs ergibt, wenn man vor und nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie jeweils den spezifischen Kraftstoffverbrauch bei der Nenndrehzahl vergleicht. Die Nenndrehzahl beträgt nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie 1595 min-1. Bei der Drehzahl von 1595 min-1 beträgt der spezifische Verbrauch nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie lediglich 190,1 g/kWh. Somit ergibt sich aus dem Vergleich des spezifischen Verbrauchs vor und nach der Anwendung der erfindungsgemässen Technologie jeweils bei der Nenndrehzahl eine Reduktion von (207, 6 - 190,l) /207, 6 = 17,5/207 = 8,4%.
In Fig. 6 ist zu sehen, dass die Kurve für den spezifischen Kraftstoffverbrauch nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie insgesamt oder zumindest für alle massgeblichen Drehzahlen unter der Kurve für den spezifischen Kraftstoffverbrauch vor Anwendung der erfindungsgemässen Technologie liegt, sodass sich eine Reduktion des spezifischen Verbrauchs bei jeder Drehzahl ergibt. Wenn man von einem Kohlenstoff gehalt des Diesels von 85 bis 87% ausgeht, entspricht die Reduktion des spezifischen Kraftstoffverbrauchs um 11,2 g/kWh einer CC^-Reduktion von ca. 107 bis 108 g pro Kilowattstunde.
Diese Verbesserungen durch ein Additiv bzw. durch die Anwendung eines Additivs waren herkömmlich weder möglich noch zu erwarten, geschweige denn in einem derart signifikanten Ausmass.
Mit den genannten Verbesserungen der Nennleistung und des spezifischen Verbrauchs bzw. des CC^-Ausstosses gingen weitere Verbesserungen einher:
So konnte die Trübung der Abgasedurch die Anwendung der erfindungsgemässen Technologie signifikant reduziert werden, und zwar von ca. 20% auf 10% oder sogar deutlich niedrigere Werte. Die Trübung ist dabei ein Mass für die Menge an Partikeln, insbesondere Russpartikeln, im Abgas. Die Trübung wurde dabei durch die Messung der Schwächung bestimmt, die ein Lichtstrahl erfährt, wenn er durch das Abgas hindurchgeht .
Die Intensität Io eines Lichtstrahls, der durch ein Gas, welches Russ, Rauch oder andere Partikel enthält, hindurchgeht, wird auf die Intensität I abgeschwächt. Dabei gilt folgendes Gesetz, wobei L die Länge der Strecke ist, die der Lichtstrahl in dem Gas zurücklegt:
Trübung: I-I/Io = 1 - e~(KxL)
K ist dabei eine charakteristische Grösse für die Partikeldichte im Gas, seinen optischen Charakter und die Grössenverteilung der Partikel. Trübung und die Grösse K sind physikalisch definiert . Daneben ist die empirischen Grösse " Schwärzung nach Bosch" üblich . Trübung, K-Wert , Schwärzung nach Bosch und die Russmenge pro Abgasvolumen entsprechen einander wie in Tabelle 4 angeführt .
Tabelle 4
Figure imgf000044_0001
Die Trübung beträgt bevorzugt nicht mehr als 10% ( entsprechend einem K-Wert von 0 , 24 im1, einem Bosch- Schwärzungsgrad on 1 , 10 und einer Russmenge von 33 mg pro m3 Abgas ) .
Durch die Erfindung kann die Trübung auf einem ausreichend geringen Wert gehalten werden, bzw . kann das Partikel filter in einem Zustand gehalten werden, sodass die Trübung ausreichend niedrig bleibt .
Der festgestellte reduzierte Motorölverbrauch von 50% oder mehr kann nach einer nicht einschränkenden Theorie als Hinweis auf eine optimierte Beschaf fenheit der Metalloberflächen von Kurbelgehäuse , Kolben, Kolbenringe , Zylinderlaufbüchse und den verbundenen Bauteilen des Verbrennungsmotors gedeutet werden .
In Fig . 7 ist die prozentuelle Veränderung V der Menge an Blowby-Gasen durch die Anwendung der erfindungsgemässen Technologie für verschiedene Drehmomente des Verbrennungsmotors veranschaulicht . Dabei wurde für verschiedene Drehmomente von der Menge an Blowby-Gasen vor und nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie BB bzw . BB ' j eweils BB abgezogen und die Di f ferenz durch BB dividiert . Die auf diese Weise erhaltene Messkurve C ( - x - ) für die
Veränderung V = (BB - BB ) /BB =0 vor Anwendung der erfindungsgemässen Technologie entspricht dabei der Nulllinie . Die auf diese Weise erhaltene Messkurve D ( - 0
) für die Veränderung V = (BB ' - BB ) /BB nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie liegt signi fikant unter der Nulllinie , was einer signi fikanten Reduktion der Blowby- Gasen entspricht . Dadurch kann beispielsweise das Schmieröl weniger stark belastet und Luftführung, Drosselklappe , Turbolader, Ventile usw . vor Verschmutzung besser geschützt werden .
Die erfindungsgemässe Anwendung wurde in dem dargestellten Beispiel im laufenden Betrieb des Verbrennungsmotors über eine zurückgelegte Strecke von ca . 9000 km durchgeführt . Wenn die erfindungsgemässe Anwendung im laufenden Betrieb über eine längere Strecke durchgeführt wird, können weitere Verbesserungen möglich sein . So könnten etwa in dem dargestellten Beispiel nach weiteren in den entsprechenden Intervallen durchgeführten Schmierölwechseln, bei denen j eweils das erfindungsgemässe Additiv zugesetzt bzw . die erfindungsgemässe Schmieröl zusammensetzung verwendet wird, weitere Verbesserungen eintreten .
Ergebnisse aus den Vergleichsmessungen vor Anwendung der erfindungsgemässen Technologie bei einem Kilometerstand von 90760 km und den Messungen nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie bei einem Kilometerstand von 99810 km sind aus zugsweise in Tabelle 5 wiedergegeben . Die Spalten "Vgl . " beziehen sich dabei auf die Vergleichsmessungen . Die Spalten "Messung 1 . " und " Messung 2 . " beziehen sich auf zwei unabhängige Messungen nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie. Die Mittelwerte der Ergebnisse dieser beiden unabhängigen Messungen (1. und 2.) entsprechen dabei den weiter oben diskutierten Werten. Die Tabelle 5 ist folgendermassen zu lesen. Im ersten Block aus den drei linken Spalten ist die in der Vergleichsmessungen und den beiden unabhängigen Messungen gemessene Drehzahl nMotOr angegeben. Im zweiten Block aus den drei rechts davon stehenden Spalten ist die Motorleistung P für die im linken Block jeweils an entsprechender Stelle stehende Drehzahl angegeben. Das heisst beispielsweise, dass in den Vergleichsmessungen bei einer Drehzahl von 1396 min-1 eine Motorleistung von 284,4 kW und in der ersten unabhängigen Messung nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie bei einer Drehzahl von 1396 min-1 eine Motorleistung von 294,9 kW gemessen wurden. Im dritten Block aus den drei rechts davon stehenden Spalten ist die Trübung für die im linken Block jeweils an entsprechender Stelle stehende Drehzahl angegeben. Das heisst beispielsweise, dass in den Vergleichsmessungen bei einer Drehzahl von 1396 min-1 eine Trübung von 5, 9% und in der ersten unabhängigen Messung nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie bei einer Drehzahl von 1396 min-1 eine Trübung von 0,9% gemessen wurden. Im vierten Block aus den drei rechten Spalten ist der spezifische Verbrauch ("spez. Verbr.") für die im linken Block jeweils an entsprechender Stelle stehende Drehzahl angegeben. Das heisst beispielsweise, dass in den Vergleichsmessungen bei einer Drehzahl von 1396 min-1 ein spezifischer Verbrauch von 186,5 g/kWh und in der ersten unabhängigen Messung nach Anwendung der erfindungsgemässen Technologie bei einer Drehzahl von 1396 min-1 ein spezifischer Verbrauch von 179,8 g/kWh gemessen wurden.
Tabelle 5
Figure imgf000047_0001

Claims

47
Patentansprüche Additiv für ein Schmieröl, insbesondere für ein Schmieröl für eine Brennkraftmaschine, bevorzugt einen Verbrennungs- Fahr zeugmotor, wobei das Additiv eine Dispersion umfasst und wobei die Dispersion umfasst:
- Öl und
- dispergiertes Bornitrid mit einem Gewichtsanteil von
1.5 Gew.-% bis 9,0 Gew.-%, bevorzugt 4,0 Gew.-% bis
7.5 Gew.-%, mehr bevorzugt 5,0 Gew.-% bis 6,5 Gew.- % , noch mehr bevorzugt 5,5 Gew.-% bis 6,0 Gew.-%. Additiv gemäss Anspruch 1, wobei das Additiv aus folgenden Bestandteilen besteht:
- dispergiertes Bornitrid mit einem Gewichtsanteil von
1.5 Gew.-% bis 9,0 Gew.-%, bevorzugt 4,0 Gew.-% bis
7.5 Gew.-%, mehr bevorzugt 5,0 Gew.-% bis 6,5 Gew.- % , noch mehr bevorzugt 5,5 Gew.-% bis 6,0 Gew.-%;
- optional mindestens ein weiterer Bestandteil ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Dispergiermittel, EP-Additiven, Verschleissschutzadditiven und Carbonsäuresalzen;
- Öl mit einem Gewichtsanteil, der die Summe der Gewichtsanteile aller Bestandteile der Dispersion auf 100 Gew.-% ergänzt. Additiv gemäss Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Öl ein synthetisches Öl, insbesondere ein Polyalkylenglykol ist. Additiv gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, 48 wobei der Gewichtsanteil des Öls in der Dispersion
30 Gew.-% bis 70 Gew.-%, bevorzugt 40 Gew.-% bis
60 Gew.-%, mehr bevorzugt 45 Gew.-% bis 55 Gew.-% beträgt . Additiv gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bornitrid ein hexagonales Bornitrid, bevorzugt a-Bornitrid ist; und/oder wobei die insbesondere mittels Laserbeugung gemessene Teilchengrössen des Bornitrids zwischen 0,5 pm und 10 pm, bevorzugt zwischen 3 pm und 8 pm liegen. Additiv gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein weiterer Bestandteil der Dispersion ein Netz- und/oder Dispergiermittel ist; wobei bevorzugt der Gewichtsanteil des Netz- und/oder Dispergiermittels zwischen 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.- %, mehr bevorzugt zwischen 0,2 Gew.-% und 0,4 Gew.- % , noch mehr bevorzugt zwischen 0,25 Gew-% und 0,35 Gew.-% liegt; und/oder wobei bevorzugt das Netz- und/oder Dispergiermittel ein Polymer, mehr bevorzugt ein Polycarbonsäurepolymer, noch mehr bevorzugt ein niedermolekulares Polycarbonsäurepolymer ist. Additiv gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein weiterer Bestandteil der Dispersion ein EP- Additiv ist; wobei bevorzugt der Gewichtsanteil des EP-Additivs zwischen 15 Gew.-% und 35 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 20 Gew.-% und 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zwischen 21 Gew-% und 23 Gew.-% liegt; und/ oder 49 wobei ein weiterer Bestandteil der Dispersion ein Verschleissschutzadditiv ist, wobei bevorzugt der Gewichtsanteil des Verschleissschutzadditiv zwischen 15 Gew.-% und 35 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 18 Gew.-% und 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zwischen 19 Gew-% und 22 Gew.-% liegt. Additiv gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein weiterer Bestandteil der Dispersion mindestens ein Erdalkalimetall, insbesondere Zink und/oder Magnesium umfasst; und/oder wobei ein weiterer Bestandteil der Dispersion ein Carbonsäuresalz, bevorzugt ein Fettsäuresalz, mehr bevorzugt ein gesättigtes Fettsäuresalz ist; wobei bevorzugt das Carbonsäuresalz ein Zinksalz und/oder ein Magnesiumsalz ist, mehr bevorzugt eine Mischung aus einem Zink- und einem Magnesiumsalz, noch mehr bevorzugt eine Mischung aus einem Zink- und einem Magnesiumsalz mit einem Zinksalz- Gewichtsanteil, der zwischen dem 7-Fachen und dem 9- Fachen des Magnesiumsalz-Gewichtsanteils liegt; und/ oder wobei bevorzugt der Gewichtsanteil des Carbonsäuresalzes bzw. der mehreren Carbonsäuresalze zwischen
0,1 Gew.-% und 0,4 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 0,15 Gew-% und 0,3 Gew-%, noch mehr bevorzugt zwischen 0,175 Gew.-% und 0,25 Gew.-% liegt. Additiv gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Additiv für einen Brennkraf tmaschinen-Ölf ilter filtergängig ist. 50 Verwendung einer Schmierölzusammensetzung umfassend ein Schmieröl und ein Additiv im laufenden Betrieb einer Brennkraftmas chine, wobei das Additiv eine Bornitrid-Suspension umfasst, wobei das Additiv vorzugsweise ein Additiv gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9 ist. Verwendung gemäss Anspruch 10, wobei die Zeitdauer des laufenden Betriebs mindestens 100 Stunden, bevorzugt mindestens 500 Stunden, mehr bevorzugt mindestens 1000 Stunden beträgt; wobei bevorzugt die Zeitdauer aus Betriebszeiten zusammengesetzt ist, in denen die Brennkraftmaschine aktiv betrieben wird, und zwischen denen Pausenzeiten liegen, in denen die Brennkraftmaschine nicht aktiv betrieben wird. Verwendung gemäss Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei die Menge des Additivs zwischen 1,5 Gew.-% und 3,5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 2 Gew.-% und 3 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 2,25 Gew.-% und 2,75 Gew.-% in Bezug auf die Gesamtmenge des Schmieröls und des Additivs ist; und/oder wobei zunächst das Schmieröl in die Brennkraftmaschine eingebracht wird und dann das Additiv dem in der Brennkraftmaschine befindlichen Schmieröl zugesetzt wird; und/oder wobei an der Brennkraftmaschine in Intervallen ein Schmierölwechsel durchgeführt wird und das Additiv bei einem Schmierölwechsel zugesetzt wird; wobei bevorzugt das Additiv bei jedem Schmierölwechsel zugesetzt wird; und/oder wobei es sich bei der Brennkraftmaschine um den Motor eines Kraftfahrzeugs handelt und die Intervalle für den Schmierölwechsel einer vom Kraftfahrzeug zurückgelegten Strecke von 30000 km bis 70000 km, bevorzugt 40000 km bis 60000 km, mehr bevorzugt 45000 km bis 55000 km entsprechen. Verwendung gemäss einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Schmierölzusammensetzung zumindest eine
Oberfläche von Kolben und/oder eines Kurbelgehäuses und/oder mindestens eines anderen Bauteils der Brennkraftmaschine benetzt und mechanisch bearbeitet, insbesondere glättet. Verwendung gemäss einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei sich im Vergleich zum Betreiben der Brennkraftmaschine mit einem Schmieröl ohne das Additiv mindestens einer der folgenden Unterschiede besteht:
- die Nennleistung bei der Nenndrehzahl ist um mindestens 2%, bevorzugt um mindestens 3%, mehr bevorzugt um mindestens 3,5% erhöht;
- der Treibstoffverbrauch ist um mindestens 5 g, bevorzugt um mindestens 7,5 g, mehr bevorzugt um mindestens 10 g pro Kilowattstunde der von der Brennkraftmaschine geleisteten Arbeit erniedrigt ;
- der Treibstoffverbrauch ist um mindestens 3%, bevorzugt um mindestens 4%, mehr bevorzugt um mindestens 4,5% erniedrigt;
- der Schmierölverbrauch ist um mindestens 20%, bevorzugt um mindestens 40%, mehr bevorzugt um mindestens 50% erniedrigt;
- die Menge an Blowby-Gasen ist um mindestens 30%, bevorzugt um mindestens 5%, mehr bevorzugt um mindestens 10% erniedrigt; - die Menge an ausgestossenen Russpartikeln ist um mindestens 30% , bevorzugt um mindestens 50% , mehr bevorzugt um mindestens 60% erniedrigt ;
- die Menge an ausgestossenen Stickoxiden ist um mindestens 30% , bevorzugt um mindestens 50% , mehr bevorzugt um mindestens 60% erniedrigt . Verwendung gemäss Anspruch 14 , wobei sich der mindestens eine Unterschied nach höchstens 1000 Stunden, bevorzugt höchstens 500 Stunden, mehr bevorzugt höchstens 100 Stunden Betriebs zeit der Brennkraftmaschine besteht ; wobei bevorzugt die Verbrennungskraftmaschine ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs ist und der Unterschied nach höchstens 1000 Stunden, bevorzugt höchstens 500 Stunden, mehr bevorzugt höchstens 100 Stunden Betrieb des Fahrzeugs auf einer Strasse und/oder einem Rollenprüfstand besteht . Verfahren zum Herstellen eines Additivs für ein Schmieröl , insbesondere für ein Schmieröl für eine Brennkraftmaschine , bevorzugt eines Additivs gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9 , umfassend die Schritte : Schritt 1 : Dispergieren von Bornitrid und einem Öl zum
Herstellen einer Basisdispersion; und Schritt 2 : Mischen, insbesondere Dispergieren, mindestens eines weiteren Bestandteils ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus : Dispergiermittel , EP-Additiv, Verschleissschutzadditiv und Carbonsäuresal z mit der Basisdispersion zum Herstellen des Additivs ; wobei bevorzugt in einem Fall , in dem mindestens zwei weitere Bestandteile mit der Basisdispersion gemischt werden, in einem vor Schritt 2 ausgeführten 53
Schritt la die mindestens zwei weiteren Bestandteile zum Herstellen einer Zusatzmischung gemischt, insbesondere zum Herstellen einer Zusatzdispersion dispergiert werden, und die in Schritt la hergestellte Zusatzmischung bzw. Zusatzdispersion in Schritt 2 mit der Basisdispersion gemischt, insbesondere dispergiert wird. Verfahren gemäss Anspruch 16, wobei das Dispergieren in Schritt 1 mittels einer Dispergiermaschine umfassend einen Rotor und einen Stator erfolgt, wobei bevorzugt auch das optionale Dispergieren in Schritt 2 und/oder das optionale Dispergieren in Schritt la mittels der Dispergiermaschine umfassend einen Rotor und einen Stator erfolgt. Additiv für ein Schmieröl für eine Brennkraftmaschine, erhältlich nach einem Verfahren gemäss Anspruch 16 oder 17. Schmierölzusammensetzung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Verbrennungs-Fahrzeugmotor, wobei die Schmierölzusammensetzung umfasst:
- ein Additiv gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9;
- ein für eine Brennkraftmaschine geeignetes Schmieröl, insbesondere ein synthetisches Schmieröl; wobei bevorzugt die Schmierölzusammensetzung aus dem Additiv und dem Schmieröl besteht und/oder wobei bevorzugt die Menge des zugesetzten Additivs zwischen 1,5 Gew.-% und 3,5 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 2 Gew.-% und 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zwischen 2,25 Gew.-% und 2,75 Gew.-% in Bezug auf 54 die Gesamtmenge des Schmieröls und des Additivs ist und/ oder wobei in einem Zeitraum von ... keine Sedimentierung von im additivierten Schmieröl enthaltenen Feststof fen auf tritt .
20 . Verfahren zum Konditionieren einer Brennkraftmaschine , wobei die Konditionierung dadurch erfolgt , dass im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine nach einem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 10 bis 15 eine Schmieröl zusammensetzung verwendet wird .
21 . Verfahren gemäss Anspruch 20 , wobei die Brennkraftmaschine so betrieben wird, dass zumindest eine Oberfläche von Kolben und/oder eines Kurbelgehäuses und/oder mindestens eines anderen Bauteils der Brennkraftmaschine von dem Schmieröl mit dem Additiv mechanisch bearbeitet wird .
22 . Brennkraftmaschine , konditioniert gemäss Anspruch 20 oder 21 .
PCT/EP2021/080264 2020-11-05 2021-11-01 Additiv, verwendung einer schmierölzusammensetzung, verfahren zum herstellen eines additivs, schmierölzusammensetzung, verfahren zum konditionieren einer brennkraftmaschine sowie brennkraftmaschine WO2022096415A1 (de)

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