CH648057A5

CH648057A5 - Verbrennungsverbessernder zusatz fuer dieseloel.

Info

Publication number: CH648057A5
Application number: CH204/82A
Authority: CH
Inventors: Bruce L Libutti; Rosanna L Pall; Francis J Oschell
Original assignee: Drew Chem Corp
Priority date: 1981-01-15
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1985-02-28
Also published as: FR2497820B1; JPS57164190A; IT8219107A0; NL8200067A; DK10182A; IT1149555B; GB2091291A; DE3200588A1; GB2091291B; SE8200145L; FR2497820A1; BE891782A; NO820107L; CA1180185A

Description

Die Erfindung betrifft die Verbesserung der Verbrennung eines Brennstofföls in Motoren bzw. Maschinen.

Dieselbrennstofföle bzw. Dieselöle werden gegenwärtig zum Betrieb von Fahrzeugen verwendet; insbesondere für Kraftfahrzeuge (Personenwagen und Lastkraftwagen), Schienenfahrzeuge und Schiffe. Aufgrund der gegenwärtigen Energieprobleme besteht ein Bedürfnis zur Verbesserung der Verbrennungswirksamkeit derartiger Brennstoffe.

Gemäss einem Merkmal der Erfindung wird ein die Verbrennung verbessernder Zusatz für ein Dieselöl, das zum Betrieb von Fahrzeugen und Schiffen verwendet wird, bereitgestellt, der aus einer öllöslichen oder -dispergierbaren Calciumverbindung und einer öllöslichen oder -dispergierbaren Eisenverbindung in einer wirksamen Menge zur Verbesserung der Verbrennung eines Dieselöls besteht.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein verbesserter Brennstoff bereitgestellt, bei dem es sich um ein Dieselöl für den Betrieb von Fahrzeugen oder Schiffen handelt, der Calcium und Eisen gelöst oder dispergiert in einer Menge enthält, die wirksam ist, die Verbrennungswirksamkeit dieses Dieselöls zu verbessern. Die Treiböl-lösliche oder -dispergierbare Calciumverbindung kann eine zahlreicher Verbindungen sein, die in dem Dieselöl löslich oder dispergierbar sind. Als repräsentative Beispiele für geeignete organische und anorganische Calciumverbindungen, die in dem Dieselöl löslich oder dispergierbar sind, können genannt werden:

Calciumsulfonat

Calciumnaphthenat

Calciumcarboxylat

Calciumcarbonat

Calciumhydroxid

Die Treiböl-lösliche oder -dispergierbare Eisenverbindung kann, eine zahlreicher Verbindungen sein, die in dem Dieselöl löslich oder dispergierbar sind. Als repräsentative Beispiele für geeignete organische und anorganische Eisenverbindungen, die in dem Dieselöl löslich oder dispergierbar sind, können genannt werden:

Eisennaphthenat

Ferrocen

Eisenoxid

Die Wahl einer Kombination von öllöslichen oder -dispergierbaren Calcium- und Eisenverbindungen für ein spezielles Dieselöl liegt auf der Grundlage der hier gegebenen Lehre im Rahmen des fachmännischen Könnens. Die bevorzugte Kombination wird durch Calciumsulfonat und Eisennaphthenat dargestellt.

Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, dass die Verwendung einer Kombination der Eisen- und Calciumverbindung zu einer unerwarteten Verbesserung der Verbrennungsleistungsfähigkeit eines Dieselöls führt, das zum Betrieb von Fahrzeugen oder Schiffen verwendet wird, die unter Verwendung einer der Verbindungen in Abwesenheit der anderen nicht erzielbar ist. Eine derartig verbesserte VerbrennungsWirksamkeit tritt zutage durch eine verbesserte Treiböl-Kilometerleistung und/oder eine verbesserte Motor-Sauberkeit und/oder eine verbesserte Rauch- bzw. Abgasunterdrückung und/oder eine verbesserte Motorleistungsfähigkeit.

Der Brennstoffzusatz enthält die Eisen- und Calciumverbindungen in wirksamen, die Verbrennung verbessernden Mengen. Im allgemeinen liegt das Verhältnis von Calcium zu Eisen bei 0,01:1 bis 100:1 und vorzugsweise bei 1:1 bis 10:1 (auf Gew.-Basis). Die Wahl eines optimalen Verhältnisses für jegliche spezielle Anwendung liegt auf der Grundlage der hier angegebenen Lehre im Bereich des fachmännischen Könnens.

Der Brennstoffzusatz wird vorzugsweise als ein flüssiger Zusatz verwendet, der aus der Eisen- und Calciumverbindung, gelöst in einem Öl, besteht, das in dem Dieselöl löslich ist. Es können zahlreiche Öle verwendet werden, und als repräsentative Beispiele für derartige Öle seien genannt: leichtes Dieselöl, Verfahrensöle (process oils), naph-thenische Öle.

Im Rahmen der Erfindung wurde gefunden, dass die Verwendung derartiger Zusätze die Verbrennungsleistungsfähigkeit des Dieselöls verbessert, was sich durch eine verringerte Rauchemission und/oder eine verbesserte Treibstoff-Kilometerleistung und/oder eine verbesserte Motorsauberkeit (verringerte Motor-Ablagerungen) und/oder eine verbesserte Motorleistungsfähigkeit zeigt. Ausserdem ist das Eisen-und Calciumverbrennungsprodukt (Eisen- und Calciumoxid) in dem Motorabgas relativ unschädlich. Man erzielt so eine verbesserte Verbrennung unter Anwendung eines Zusatzes, der sich nicht schädlich auf die Umgebung auswirkt.

Der Zusatz wird dem Dieselöl zugesetzt zur Bereitstellung einer die Verbrennung verbessernden Menge von Eisen und Calcium, gelöst oder dispergiert in dem Dieselöl. Im allgemeinen erzielt man eine verbesserte Verbrennungswirk-samkeit unter Anwendung von mindestens 5 ppm des Eisens und mindestens 5 ppm des Calciums in dem Dieselöl (Gew.-Basis). In den meisten Fällen werden Calcium und Eisen in Mengen von mindestens 50 ppm bzw. mindestens 5 ppm verwendet. Das Calcium und Eisen werden im allgemeinen nicht in einer Menge von über 100 ppm bzw. 100 ppm zugesetzt, da man bei Erhöhung der Menge des Zusatzes keinen zusätzlichen günstigen Effekt erzielt. Die Auswahl optimaler Mengen der Zusätze liegt auf der Grundlage der

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hier gegebenen Lehre im Bereich des fachmännischen Könnens.

Der Zusatz kann auch andere Komponenten enthalten, die normalerweise einem Dieselöl zugesetzt werden können. Als repräsentative Beispiele für derartige Materialien können Dispergiermittel und Emulgiermittel genannt werden.

Der Zusatz kann für jegliche Dieselöle bzw. Dieseltreibstoff- bzw. Dieselbrennstofföle verwendet werden, ist jedoch besonders geeignet für ein leichtes Dieselöl für Hochgeschwindigkeitmotoren (die über 550 UpM arbeiten), wie in einem Kraftfahrzeug- oder einem Schienenfahrzeug- bzw. Lokomotiven-Motor.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1

Es wurde ein Gemisch hergestellt durch Vermischen einer öllöslichen Calciumverbindung (Calciumsulfonat) und einer öllöslichen Eisenverbindung (Eisennaphthenat) in einem Gew.-Verhältnis von 8:1. Das Gemisch wurde mit Dieselöl verdünnt, unter Bildung eines Zusatzes, der 4,8% Calcium und 0,6% Eisen enthielt. Der Zusatz wurde einem unbhängigen Forschungslabor für die Untersuchung der Unterdrückung der Rauchbildung übermittelt. Es wurde wie folgt bewertet:

1. Die Untersuchung wurde mit einer Caterpillar 1Y73-Testvorrichtung durchgeführt. Als Basistreibstoff dienten Howell-Kohlenwasserstoffe Cat 1-G2. Ein Bosch 2FAW-68A-Rauchmessgerät wurde zur Messung der Rauchdichte verwendet.

2. 2-h-Ansatz mit dem Basisöl (Cat 1-G2):

Alle Betriebsbedingungen des Motors wurden unter kontinuierlicher Überwachung des Motorabgas-Rauchs eingehalten, um ein Basis-Rauchniveau einzustellen.

3. 3-h-Ansatz mit Basisbrennstoff + Zusatz gemischt im Verhältnis 600:-l (1 Teil Zusatz für 600 Teile Basisbrennstoff, bezogen auf das Volumen):

Alle Betriebsbedingungen des Motors wurden konstant wie bei dem Basisbrennstoffansatz gehalten: das Öl wurde auf ein 600:1-Gemisch geschaltet. Der Motorabgasrauch wurde kontinuierlich überwacht.

4. 2-h-Ansatz mit Basisbrennstoff + Zusatz, gemischt im Verhältnis 400:1 (1 Teil Zusatz zu 400 Teilen Basisbrennstoff, bezogen auf das Volumen):

Alle Motor-Betriebsbedingungen wurden wie beim Basisbrennstoffansatz konstantgehalten, und der Brennstoff wurde auf ein 400:1-Gemisch geschaltet. Der Motorabgasrauch wurde kontinuierlich überwacht.

Gemessener Abgasrauchgehalt

Messung

Ansatz

Nr. 1

Nr. 2

Nr. 3

Basis-

Basis

+ Zusatz

Brenn-

600:1

400:1

stoff

2,4

1,6

2,4

1,7

2,4

1,6

1,7

2,3

1,4

1,5

2,4

1,6

1,5

2,4

1,6

1,7

2,3

1,9

2,6

1,6

2,4

1,5

2,5

1,5

1,6

2,41

x = 1,60

1,60

2 = 0,088 S = 0,141 S = 0,093

Die Daten zeigen eine 34% Verminderung des Rauch-30 gehalts unter Verwendung des Zusatzes.

Beispiel 2

Ein Zusatz wurde hergestellt durch Vermischen einer öllöslichen Calciumverbindung unter einer öllöslichen Eisen-35 Verbindung in Dieselöl wie im Beispiel 1. Der Zusatz enthielt 4,8% Calcium und 0,6% Eisen, bezogen auf das Gewicht. Der Zusatz wurde an mehreren Lastwagen mit einer Dosierungsmenge von 1 Teil Zusatz zu 1000 Teilen Brennstoff, bezogen auf das Volumen, bewertet. Der Zusatz wurde ins-40 gesamt während 15 aufeinanderfolgender Monate bewertet. Bei den Lastwagenmotoren handelte es sich um Cummins 270 und Cummins 290. Die Kilometerleistung pro Liter verbrauchten Brennstoffs wurde auf täglicher Basis notiert. Es zeigte sich eine durchschnittliche 4,3 % Verbesserung der 45 Kilometerleistung pro Liter verbrauchten Brennstoffs.

Ausserdem wurde nach 12monatigem zusätzlichem Gebrauch ein Lastwagen ausser Betrieb gestellt und der Motor überholt und inspiziert. Es zeigten sich keine Ablagerungen im Inneren des Motors.

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Beispiel 3

Ein Zusatz wurde hergestellt durch Vermischen einer öllöslichen Calciumverbindung und einer öllöslichen Eisenverbindung in Dieselöl, wie im Beispiel 1. Der Zusatz ent-55 hielt 4,8% Calcium und 0,6% Eisen, bezogen auf das Gewicht. Der Zusatz wurde an mehreren Lastwagen in einer Dosierung von 1 Teil Zusatz zu 1000 Teilen Brennstoff, bezogen auf das Volumen, getestet. Der Zusatz wurde während zehn aufeinanderfolgenden Monaten bewertet. Die Kilo-60 meterleistung pro Liter verbrauchten Brennstoffs wurde für jede Fahrt aufgezeichnet. Bei den Lastwagenmotoren handelte es sich um Caterpillar 325. Es wurde ein Durchschnitt einer 11,0% Verbesserung der Kilometerleistung pro Liter verbrauchten Brennstoffs festgestellt.

65 Es versteht sich, dass im Rahmen der aufgezeigten Lehre zahlreiche Modifikationen und Änderungen der Erfindung durchgeführt werden können.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verbrennungsverbessemder Zusatz für ein Dieselöl, das zum Antrieb von Fahrzeugen und Schiffen verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass er

•a) eine öllösliche oder -dispergierbare Calciumverbin-dung; und b) eine öllösliche oder -dispergierbare Eisenverbindung enthält, wobei a) und b) in einer Menge vorhanden sind, die wirksam ist zur Verbesserung der Verbrennung eines Dieselöls.
2. Zusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis der Calciumverbindung zur Eisenverbindung 0,01:1 bis 100:1 beträgt.
3. Zusatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis 1:1 bis 10:1 beträgt.
4. Zusatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumverbindung Calciumsulfo-nat ist.
5. Zusatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenverbindung Eisennaphthenat ist.
6. Zusatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz ein flüssiger Zusatz ist und die Calcium- und Eisenverbindungen, in einem Öl gelöst sind, das in dem Dieselöl löslich ist.
7. Verfahren zur Verbesserung der Verbrennung eines Dieselöls, dadurch gekennzeichnet, dass man einen verbren-nungsverbessernden-Zusatz nach Anspruch 1 zu dem Dieselöl zugibt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichet, dass man einen Zusatz nach einem der Ansprüche 2 bis 6 zugibt.