DE69001097T2 - Verfahren und vorrichtung zum messen der tieftemperaturleistung eines wachsenthaltenden brennstoffs. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Untersuchung, wie gut ein Dieselfahrzeug bei tiefer Temperatur arbeiten wird, wenn es einen Brennstoff (= Kraftstoff) verwendet, wobei die Wirkung der Bildung von Paraffin in dem Brennstoff, insbesondere in einem Destillaterdölbrennstoff, bei tiefer Temperatur Berücksichtigung findet.
• Rohe und raffinierte Erdölbrennstoffe, z. B. Dieselkraftstoff und Heizöl, enthalten Bereiche von n-Alkanen, die sich unterhalb des Trübungspunktes (die Temperatur, bei der Paraffin erscheint) des Brennstoffs in Form von festen Paraffinkristallen abscheiden. Wenn beispielsweise ein Dieselkraftstoff mit einem Trübungspunkt von 0ºC über eine längere Zeitdauer unterhalb 0ºC gehalten wird, z. B. während einer Kälteperiode im Winter, kristallisiert das Paraffin in tafelartigen Kristallen aus, die den Kraftstoff gelieren lassen und seinen Durchgang durch enge Leitungen und Filter verhindern. Um die Temperatur abzusenken, bei der die Paraffinkristallisation die Verwendung und Verteilung solcher Brennstoffe beschränkt, werden bestimmte paraffinkristallmodifizierende Additive zugesetzt, um die Größe der gebildeten Paraffinkristalle zu verringern und deren Form zu ändern. Es ist beispielsweise allgemein verbreitet, Dieselkraftstoffen und Heizölen Copolymere aus Ethylen und ungesättigten Estern mit niedrigem Molekulargewicht zuzusetzen, insbesondere Ethylen- Vinylacetat-Copolymere (EVAC). Bei Verwendung solcher Additive kann die Bildung tafelartiger Kristalle von etwa 0,5 bis 5 mm Größe durch Bildung von nadelartigen Kristallen mit etwa 20 bis 25 um Länge ersetzt werden. Als Ergebnis der Verwendung solcher EVAC-Additive bildet sich nicht länger das Gel und der Brennstoff mit Paraffin kann noch einige Grade unterhalb seines Trübungspunktes verwendet werden. Der Brennstoff wird noch fließen und die meisten Dieselfahrzeuge können bis zu einer niedrigeren Temperatur weiter betrieben werden, als ohne die Additive möglich wäre.
• Um die Qualität eines Brennstoffs und insbesondere dessen Tieftemperaturverhalten zu untersuchen, wird ein Test durchgeführt, um die Temperatur zu messen, bei der das kristallisierte Paraffin einen Filter blockiert oder verstopft. Dieser Punkt ist bekannt als der Kaltfilterverstopfungspunkt (CFPP = Cold Filter Plugging Point). Viele Länder setzen Standards für den CFPP, die von Ölen und Brennstoffen erfüllt werden müssen. Dieser Test ist in BS 2869 und im "Journal of the Institute of Petroleum", 52 (1966), Seite 173 bis 185, beschrieben, wobei hier auf beide Offenbarungen Bezug genommen wird, und wird ausgeführt, indem das Öl oder der Brennstoff durch einen Filter gesaugt wird und die Temperatur beobachtet wird, bei der der Filter durch das Paraffin blockiert wird.
• Obwohl dieser Test die Eigenschaft des kontinuierlichen Fließens des Brennstoffs untersucht, gibt es Diskrepanzen zwischen der Gebrauchstemperatur, die durch die CFPP-Tests angezeigt wird, und der Betriebs fähigkeit von dieselbetriebenen Fahrzeugen bei tiefen Temperaturen.
• Ausgedehnte Lagerung bei einer Temperatur unterhalb des Trübungspunktes, z. B. 10ºC unter dem Trübungspunkt, führt nicht nur zur Paraffinkristallisation, sondern, wenn der Brennstoff für z. B. einige Tage bei dieser Temperatur unbewegt bleibt, setzen sich die Paraffinkristalle dann ab und agglomerieren am Grund des Brennstofflagerungsbehälters. Dieser Effekt tritt auch über Nacht in einem Kraftstofftank eines Dieselfahrzeugs auf. Ein praktisches Ergebnis dieses Phänomens ist, daß einige Dieselfahrzeuge bei Temperaturen oberhalb der Fehlschlagtemperatur in Abwesenheit von sich absetzendem Paraffin vorzeitig versagen. Brennstoff in exponierten Lagerungsbehältern wird außerdem inhomogen, liefert mitunter paraffinangereicherten Brennstoff (mit damit verwandten Kaltfließproblemen) und zu anderen Zeiten an Paraffin verarmten Brennstoff. Um dieses Problem zu beheben, kann dem Brennstoff ein dem Absetzen von Paraffin entgegenwirkendes Mittel (WASA) zugesetzt werden.
• Zusätzlich verhalten sich moderne Additive in manchen Fällen nicht in der gleichen Weise wie ältere Additive und alte CFPP- Korrelationen sind möglicherweise nicht länger angemessen. Demnach ist es notwendig, praktische Abkühlgeschwindigkeiten, Filteroberflächen und Brennstoffverhalten in besserer Annäherung nachzubilden.
• Wie oben dargelegt, berücksichtigt der CFPP-Test das Absetzen des Paraffins nicht und weicht daher von realistischen Abkühlungsbedingungen ab. Oberhalb der CFPP-Fehlschlagtemperatur haben die meisten Dieselfahrzeuge keine Probleme mit der Betriebsfähigkeit, wenn kein Absetzen von Paraffin besteht. Wenn allerdings Absetzen von Paraffin auftritt, kann dies ein Motorversagen bei Temperaturen oberhalb des CFPP verursachen. Der CFPP-Test kann daher unter dem Nachteil leiden, daß zwei Brennstoffe, die den gleichen Kaltfilterverstopfungspunkt aufweisen, nicht notwendigerweise die gleiche Tendenz der Paraffinkristalle zum Absetzen zeigen. Zusätzlich weicht der CFPP-Test, wenn er außerhalb unzweckmäßig enger Grenzen verwendet wird, als Ergebnis des Weges von den Realitätsbedingungen ab und kann die Beständigkeit von Kraftstoff und Fahrzeug gegenüber paraffinbedingtem Versagen überschätzen.
• Es wurde daher ein Test wie in EP-A-0 030 099 beschrieben entwickelt, um die Menge an sich absetzendem Paraffin in einem Brennstoff zu untersuchen; dieses Untersuchungsverfahren simuliert die Bedingungen in einem Brennstoffbehälter. Eine Probe des Brennstoffs in einem Meßkolben wurde allmählich auf die Testtemperatur abgekühlt, z. B. mit einer Geschwindigkeit von 1ºC/Stunde, um sicherzustellen, daß die Größe und Form der gebildeten Kristalle mit der Größe und Form der Kristalle, die sich in der Praxis bilden, übereinstimmt. Wenn einmal die Testtemperatur, im allgemeinen 5 bis 15ºC oberhalb des Trübungspunktes, erreicht war, wurde der Brennstoff drei bis fünf Tage auf dieser Temperatur gehalten, um es den Kristallen zu ermöglichen, sich durch die Schwerkraft in der gleichen Weise abzusetzen, wie sie es in einem Brennstoffbehälter tun würden.
• Dieser Test ist allerdings zeitraubend und gestattet keine schnelle Untersuchung der Paraffinabsetzungseigenschaften eines Brennstoffs. Als solcher kann er nicht in einer Raffinerie verwendet werden, wo eine ziemlich schnelle Untersuchung erforderlich wäre.
• Es besteht nun ein sehr großer Bedarf danach, den Test zu beschleunigen. Unglücklicherweise kann kein zweckmäßig genauer Paraffinierungstest vorgeschlagen werden, der CFPP-artige Abkühlgeschwindigkeiten beinhaltet, die mit etwa 40ºC/Stunde sehr viel schneller als die in der Praxis beobachteten sind. Das liegt daran, daß verschiedene Additivtypen durch die Abkühlgeschwindigkeit in unterschiedlichem Ausmaß beeinflußt werden - aber die Wirkung ist nicht im geringsten konsistent. Tatsächlich wurde selbst bei 8 bis 10ºC/Stunde - das obere Ende der Abkühlgeschwindigkeiten in der Praxis - der Verlust der Möglichkeit, zwischen Additiven zu unterscheiden, beobachtet.
• Die vorliegende Erfindung liefert eine Modifikation des CFPP-Tests, die mit den Fahrzeugsbetriebsbedingungen besser korreliert und das Absetzen von Paraffin berücksichtigt.
• Die vorliegende Erfindung liefert eine Vorrichtung zur Untersuchung des Tieftemperaturverhaltens eines paraffinhaltigen Brennstoffs, wobei die Vorrichtung einen Behälter, der den zu untersuchenden Brennstoff enthält, Kühleinrichtungen, um den Brennstoff in dem Behälter abzukühlen, ein Filterelement, Brennstoffüberführungseinrichtungen, um zu veranlassen, daß Brennstoff in dem Behälter durch das Filterelement hindurchtritt, und Mittel zur Erzeugung einer vorausbestimmten Konvektionsströmung in dem Brennstoff, wenn er in dem Behälter enthalten ist, umfaßt, wobei das Filterelement so angeordnet ist, daß das Element bei Gebrauch, jedenfalls wenn die Brennstoffüberführungseinrichtung in Betrieb ist, vorzugsweise abgesetztes oder sich absetzendes Paraffin aus dem Brennstoff auffängt.
• Die vorliegende Erfindung liefert außerdem ein Verfahren zum Messen des Tieftemperaturverhaltens eines paraffinhaltigen Brennstoffs, bei dem eine konsistente oder stabile Konvektionsströmung in dem Brennstoff erzeugt wird, während dieser abgekühlt wird, und wenn eine vorausbestimmte Temperatur erreicht worden ist, veranlaßt wird, daß Brennstoff durch einen Filter hindurchtritt, der in Bezug auf die Konvektionsströmung so angeordnet ist, daß er vorzugsweise alles abgesetzte oder sich absetzende Paraffin aus dem Brennstoff auffängt.
• Die vorliegende Erfindung ermöglicht es demnach, das Tieftemperaturverhalten von paraffinhaltigen Brennstoffen unter Verwendung einer Kühlzelle zu untersuchen, die in ein Testgefäß für die Brennstoffprobe getan wird, in das ein Filtermodul getaucht ist, durch das Brennstoff in Abwärtsrichtung unter Vakuum abgezogen werden kann, wobei das Testgefäß vorzugsweise extern mit einer Heizeinrichtung und einer Kühleinrichtung versehen ist, um für eine kontrollierte Abkühlgeschwindigkeit zu sorgen, mit einem Temperaturdifferential innerhalb des Brennstoffs, das zu Konvektionsströmen innerhalb der Brennstoffprobe führt.
• Die Erfindung liefert außerdem ein Filtermodul zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das einen kreisförmigen zylindrischen Block umfaßt, der ein rohrförmiges Glied aufweist, das mit seiner Achse parallel zu, aber im Abstand von der des Zylinders an der einen Endfläche des Blockes montiert ist, wobei an der gegenüberliegenden oder vorzugsweise an derselben Endfläche eine Gewindefassung ausgebildet ist, die zur Aufnahme eines Filterelements geeignet ist, wobei die Achse der Fassung parallel zu und im Abstand zu den Achsen des Rohrs und des Blokkes angeordnet ist und sich ein Durchflußweg zwischen dem Rohr und dem unteren Ende der Fassung befindet.
• Vorteilhafterweise wird der Brennstoff mit einer vorausbestimmten Geschwindigkeit abgekühlt, vorzugsweise ausgehend von einer vorausbestimmten Temperatur zu der vorausbestimmten Testtemperatur. Wenn erwünscht kann der Brennstoff für eine vorausbestimmte Zeit auf der Testtemperatur gehalten werden, bevor der Test durchgeführt wird, indem veranlaßt wird, daß der Brennstoff durch den Filter hindurchtritt (oder der Versuch dazu unternommen wird).
• Das Filtermodul besteht zweckmäßigerweise aus einem zylindrischen Block, der im Durchmesser geringfügig kleiner als ein Standard-CFPP-Testgefäß ist. Auf einer Seite des Blocks ist der Filter angeordnet und auf der anderen ein vertikales stengelartiges Rohr, das bei Gebrauch oben mit einer Standard-CFPP- Pipette abgeschlossen ist, durch die Vakuum angelegt werden kann. Typischerweise werden Vakua im Bereich von 10 bis 70 kPa, aber vorzugsweise 13 bis 18 kPa in geregelter Weise angelegt, z. B. 9 kPa 10 bis 11 Sekunden und 13 bis 18 kPa 24 bis 28 Sekunden nach dem Testbeginn. Das Anlegen des Vakuums kann von "sofort" bis zu "sehr allmählich", z. B. über 60 Sekunden, variiert werden, um die Schärfe des Tests zu variieren.
• Diese bevorzugte Konfiguration ermöglicht, daß das Filtermodul mit CFPP-Testköpfen ausgetauscht werden kann, was es ermöglicht, daß Standard-CFPP-Pipetten und Testgerätschaften mit dem erfindungsgemäßen Kopf verwendet werden können.
• Die Zelle ist vorzugsweise eine Standardeinheit des Typs, der traditionell im CFPP-Test verwendet wird (mit zusätzlichen Modifikationen - Extra-Vakuumleitung, Stickstoffspülung, Wechselventile), in die eine Hülse anstelle des normalen Testgefäßträgers eingepaßt ist. Die Hülse bringt ein geregeltes elektrisches Heizgerät ein, das gegenüber einem Kupferblock montiert ist, der es ermöglicht, daß die Abkühlgeschwindigkeit der Zelle genau geregelt werden kann, während eine Temperaturdifferenz aufrechterhalten wird, die über die Zelle variiert werden kann, was den Inhalt durch eine geregelte natürliche Konvektion zum Zirkulieren zwingt - und so dazu neigt, das Absetzen von Paraffin auf oder nahe dem Filter zu fördern.
• Die Einrichtung zur Erzeugung einer Konvektionsströmung umfaßt vorteilhafterweise die Kühleinrichtungen und ein Heizgerät, das so angeordnet ist, daß es nur einen Teil des Gefäßes erwärmt, wobei die Heizeinrichtung vorzugsweise so angeordnet ist, daß sie nur eine Seite des Gefäßes erwärmt, während die Kühleinrichtung so angeordnet ist, daß sie eine gegenüber liegende Seite abkühlt.
• Das Gefäß ist vorzugsweise ein kreisförmiger Zylinder, der während des Gebrauchs aufrecht ist, die Heizeinrichtung ist so angeordnet, daß sie einen Teil des Umkreises erwärmt, der einen ersten Bogen des Kreises bildet, die Kühleinrichtung ist so angeordnet, daß sie einen zweiten Bogen des Kreises abkühlt, und das Filterelement ist innerhalb des bei dem zweiten Bogen liegenden Sektors angeordnet. Das Filterelement ist vorzugsweise am unteren Ende oder unterhalb des unteren Endes des abwärts gerichteten Teils der vorausbestimmten Konvektionsströmungsbahn angeordnet.
• Die Zelle umfaßt zweckmäßigerweise eine Kühlzelle vom traditionellen CFPP-Typ und die durch die Erfindung gelieferte temperaturgeregelte Hülse wird so angefertigt, daß sie eng anliegend paßt. Dies stellt konsistente Abkühlungsbedingungen für alle Proben sicher. (Es kann notwendig sein, Testgefäße speziell auszuwählen, so daß sie in die Hülse passen).
• Der Filter wird vorteilhaft so eingesetzt, daß er nach oben zeigt, vorzugsweise an der kalten Seite des Testgefäßes, vorzugsweise unmittelbar unterhalb des abwärtsgerichteten Teils des Konvektionsströmungspfades angeordnet, der sich bildet, wenn die Vorrichtung bei eingeschaltetem Heizgerät gekühlt wird und vor Anlegen des Vakuums, was die bevorzugte Brennstoffüberführungseinrichtung bildet, um so die maximale Menge an abgesetztem Paraffin auf der Filteroberfläche einzufangen, so daß der durch das Vakuum durch den Filter abgezogene Brennstoff durch alles abgesetzte Paraffin hindurchtreten muß, das sich schon auf dem Filterkopf befinden kann. Zusätzlich wird sich das Paraffin, das in der abgezogenen Probe vorhanden ist, auch auf dem Kopf absetzen. Es wird anerkannt, daß der Betrieb der Brennstoffüberführungseinrichtung mit den sich bildenden Konvektionsströmungen interferiert.
• Eine Form der erfindungsgemäß konstruierten Vorrichtung und des entsprechenden Moduls werden nun lediglich als Beispiele in Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben, wobei
• Figur 1 ein vertikaler Querschnitt einer erfindungsgemäß konstruierten Vorrichtung ist;
• Figur 2 ein vergrößerter Querschnitt eines Filterelements zum Gebrauch in der Vorrichtung ist;
• Figur 3 ein Querschnitt auf der Linie A-A aus Figur 1 ist;
• Figur 4 einen Vergleich von Ergebnissen zeigt, die durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch Feldversuche erhalten wurden;
• Figur 5 die individuellen Ergebnisse zeigt, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wurden und
• Figur 6 einen Vergleich zwischen Ergebnissen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch Feldversuche unter Verwendung verschiedener Fahrzeuge erhalten wurden.
• In den Figuren 1 und 2 ist ein halbzylindrischer Metallblock 1 mit einem Kunststoffflansch 2 und einer Kunststoffgrundfläche 18 versehen, beide zweckmäßigerweise aus Nylon. Der Block 1 trägt einen inneren Metallzylinder 3, der zusammen mit Isolierung 17 durch den Flansch und die Grundfläche 18 daran befestigt ist. Den Block 1 und die Isolierung 17 umgibt ein äußerer Messingzylinder (nicht gezeigt), der als Schutzhülle dient. Eng anliegend innerhalb von Zylinder 3 ist ein Testgefäß aus Glas 4. Innerhalb des Gefäßes 4 ist ein Filtermodul 5 montiert, das ein zylindrisches Blockteil 6 und ein Rohrteil 7 umfaßt, die integral miteinander verbunden sind. Das Blockteil 6 weist eine Aussparung 8 mit einem Innengewinde 9 auf, in die eine O-Ringdichtung 10 montiert ist. Die Aussparung 8 kommuniziert mit einer innenliegenden Bohrung 11, die wiederum mit einer Bohrung 12 des Rohrteils 7 des Filtermoduls 5 kommuniziert. Das Rohrteil 7 kann mit einer Vakuumleitung (nicht gezeigt) verbunden werden.
• In Figur 2 weist ein Filterelement 13 ein Außengewinde 14 auf, daß dem Innengewinde 9 der Aussparung 8 entspricht. Das Element 13 hat einen Innenflansch 19 und eine eingepreßte Hülse 15, zwischen denen ein Filter 20 gehalten wird. Der Filter 20 ist zweckmäßigerweise ein Siebgewebe mit Nominalöffnungen von 45 oder 25 um. Das Element 13 wird durch die sich entsprechenden Gewinde 9 und 14 in das Blockteil 6 von Filtermodul 5 geschraubt (siehe Figur 1). (Das Element 13 wird zur Verdeutlichung in Figur 2 anstelle von Figur 1 gezeigt).
• In Figur 3 sind die in Figur 1 und 2 nicht gezeigten Heiz- und Kühleinrichtungen abgebildet. Das Gefäß 4 ist nicht gezeigt. Zwischen Metallblock 1 und dem inneren Metallzylinder 3 und auf dem Zylinder 3 ist ein Heizelement 16 in Form einer Kunststoffplatte mit Heizfolien und einem darin eingebetteten Temperatursensor angeordnet. Das Element 16 erstreckt sich nur über einen Teil der Strecke um den inneren Zylinder 13 und ist mit einer geregelten Quelle elektrischer Energie (nicht gezeigt) verbunden. Ebenfalls in Figur 3 gezeigt ist das Isolierungsmaterial 17, das vorteilhafterweise aus Schaum ist, das angrenzend an einen Teil des Heizelements 16 gesetzt wird, so daß als Ergebnis hiervon der Block 1 den Metallzylinder 3 nicht vollständig umschließt. Wo er den Zylinder 3 umschließt, überträgt er daraus Wärme zu einem umgebenden Kühlbehälter (nicht gezeigt).
• Im Betrieb der in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Vorrichtung wird der zu testende Brennstoff in Gefäß 4 gegeben und die Vorrichtung mit einer gewünschten Geschwindigkeit durch Wärmeübertragung an den umgebenden Behälter, der durch eine Kühlvorrichtung gekühlt wird (nicht gezeigt), abgekühlt. Das Heizelement 16 wird aktiviert: da es sich nur über einen Teil der Strecke um das Testgefäß 4 erstreckt, wird ein Teil des Brennstoffs darin erwärmt und ein Teil wird abgekühlt, so daß sich innerhalb des Brennstoffs Konvektionsströme bilden, wie durch die Pfeile a in Figur 1 illustriert wird. Das Filterelement 13 ist asymmetrisch angeordnet, angrenzend an die gekühlte Seite von Gefäß 4, und fängt so vorzugsweise alles Paraffin in dem Brennstoff auf seinem Filter 20 auf. Wenn der Brennstoff in dem Gefäß 4 sich auf eine vorausbestimmte Temperatur abgekühlt hat, gemessen durch ein Thermometer (nicht gezeigt), das über der Oberfläche, z. B. etwa 45 mm über der Oberfläche, von Filter 20 angeordnet ist, und sich eine stabile Konvektionsströmung als Ergebnis des Heizens auf einer Seite des Zylinders und des Kühlens auf der gegenüberliegenden Seite gebildet hat, wird über das Rohrteil 7 Vakuum angelegt, um Brennstoff durch den Filter 20 entlang der Bohrung 11 durch die Bohrung 12 des Rohrteils 7 in die Aussparung 8 und in eine Standard-CFPP-Pipette (nicht gezeigt), die an der Spitze des Rohrteils 7 angesetzt ist, zu ziehen.
• Die Fähigkeit des Brennstoffs, in 60 Sekunden durch den Filter 20 und in die Pipette zu gelangen, wird als Maß des Verhaltens des Brennstoffs bei der Testtemperatur genommen: wenn 20 ml innerhalb von 60 Sekunden in die Pipette gelangen, besteht der Brennstoff den Test, und wenn weniger als 20 ml innerhalb dieser Zeit hineingelangen, ist es ein Fehlschlag. Der Test ist ein "one off"-Test (= "Fehlschlag" beim ersten Mißerfolg), wie hier gezeigt wird.
• Während des Versuchs bilden sich starke "Doppelkonvektions"- muster, das bedeutet Konvektionsmuster, die durch die größere Dichte des Paraffins im Vergleich zu dem Brennstoff verstärkt werden. Als Ergebnis hiervon wird das Paraffin vorzugsweise auf dem Filter abgeschieden, anstelle von gleichmäßig über die Grundfläche verteilt, wie das Testgefäß.
• Die Stärke der Konvektionsströmung kann durch die Temperaturdifferenz entlang des Testgefäßes kontrolliert werden. Vorzugsweise werden Differenzen von zwischen 2ºC und 6ºC aufrechterhalten. Es ist nicht nur so, daß der Test die Betriebsfähigkeit von Fahrzeugen besser vorhersagt als der CFPP durch die Verwendung genauerer Abkühlungsgeschwindigkeiten, sondern er hebt außerdem über den Filter das Absetzen von Paraffin hervor und verursacht durch Konvektion Temperaturkreisläufe innerhalb des Brennstoffs.
• Die Temperaturdifferenzen können durch Veränderung der Heizflächen und der Kühloberfläche in der Ummantelung variiert werden sowie durch Variation der Dicke und Konstruktionsmaterialien, die in dem Metallblock 1 und dem inneren Metallzylinder 3 verwendet werden. Die Effizienz der Isolierung des Heizgeräts und der Energieausstoß des Heizgeräts können ebenfalls variiert werden.
• Im Betrieb wird die Temperatursonde über der Filteroberfläche angeordnet, die Umhüllungsapparatur eingesetzt und das Vakuum beispielsweise auf nominelle 15 kPa nach 30 Sekunden Test eingestellt. Der Testkopf wird dann eingesetzt und die Temperatur auf den Wert eingestellt, bei der die Betriebsfähigkeit des Brennstoffs bewertet werden soll. Das Heizgerät auf der heißen Seite kombiniert mit dem Konstruktionsmerkmal der Isolierung und den leitenden Metallteilen stellen ein Temperaturdifferential innerhalb des Brennstoffs bzw. quer durch den Brennstoff beim Abkühlen desselben sicher, beispielsweise zwischen 2 und 6ºC. Das System wird dann so eingestellt, daß es stetig und kontinuierlich mit der gewünschten Abkühlungsgeschwindigkeit auf die gesamte Testtemperatur abgekühlt wird und die Messung der Fähigkeit des Brennstoffs, bei der gewünschten Temperatur den Filter hindurchzutreten, vorgenommen wird.
• Die Verwendung der Testvorrichtung wird in den folgenden Beispielen illustriert, die die Ergebnisse, die mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 2ºC pro Stunde unter Verwendung eines 45 um Filters erhalten wurden, mit denen, die aus Kälte- Fahrgestelldynamometertests (cold chassis dynamometer testing) erhalten wurden, vergleicht.
• Figur 4 zeigt die Ergebnisse, die Feldversuche und CCCD- Werte (Cold Climate chassis dynamometer = Kälteklima-Fahrgestelldynamometer) unter Verwendung verschiedener Brennstoffe zeigen. Der Feldbetriebsfähigkeitsdatensätze A, B und C repräsentieren 6 Fahrzeugtypen, A verwendet einen konventionellen Ethylen-Vinylacetat-Copolymer-Fließverbesserer, B verwendet ein dem Absetzen von Paraffin entgegenwirkendes Additivpaket und C die Additivkombination wie in EP-A-0 030 099 beschrieben. Die CCCD-Datensätze D bis G unter Verwendung von vier verschiedenen Brennstoffen verwenden das problematischte Fahrzeug - das gleiche wie der problematischte Feldversuchstyp - den Ford Escord Modell 1987.
• Die Felddaten zeigen, daß bei den drei Brennstoffen, die mit verschiedenen Additivtypen behandelt wurden, die Werte, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Testverfahren erhalten wurden, den allgemeinen Leistungsniveaus entsprechen.
• Im Gegensatz hierzu war in dem CDDD-Testprogramm der erfindungsgemäße Test im allgemeinen geringfügig schärfer als die Dynamometerergebnisse - im Durchschnitt 1,9ºC schärfer, mit einer Standardabweichung von 2,2ºC. Dies bedeutet, daß es mit diesem Ergebnissatz eine 5 %ige Möglichkeit des CCCD-Ergebnisses für das schwierigste Fahrzeug dafür gibt, daß ein gegebener Brennstoff 2,5ºC oder mehr über der Betriebsfähigkeitstemperatur liegt, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Techniken angezeigt wird. Diese Unterschiede stimmen mit dem Spielraum überein, mit dem die Lufttemperaturen in der Praxis im allgemeinen unter den Brennstofftemperaturen liegen - und die gesamten Daten beinhalten die Brennstofftemperatur, um widerspruchsfreie Ergebnisse sicherzustellen. Demnach kann der Wert, der durch den erfindungsgemäßen Test aufgezeichnet wird, als eine begrenzende Lufttemperatur für befriedigenden Betrieb verwendet werden, anstelle der tatsächlichen Brennstofftemperatur.
• Individuelle Ergebnisse sind in Figur 5 gezeigt, wobei die Brennstoffe und Additive, die in A, B und C von Figur 5 verwendet wurden, die gleichen sind wie die in Figur 4. "P" bedeutet als Ergebnis bestanden und "F" einen Fehlschlag in dem erfindungsgemäßen Test, wobei im allgemeinen eine Anzahl von Tests bei jeder der wichtigen Temperaturen stattfanden. Ein Stern zeigt die für den Test aufgezeichnete "Verstopfungspunkt"-Temperatur an. Die Ergebnisse zeigen, daß die Testkonsistenz gut ist.
• Figur 6 zeigt einen Vergleich zwischen der Betriebsfähigkeit, die durch einen Feldtest gemessen wurde, und den Ergebnissen, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Tests erhalten wurden, für verschiedene Fahrzeuge, wobei sich wiederum eine gute Korrelation zeigt.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Untersuchung des Tieftemperaturverhaltens eines paraffinhaltigen Brennstoffs, wobei die Vorrichtung einen Behälter, der den zu untersuchenden Brennstoff enthält, Kühleinrichtungen, um den Brennstoff in dem Behälter abzukühlen, ein Filterelement, Brennstoffüberführungseinrichtungen, um zu veranlassen, daß Brennstoff in dem Behälter durch das Filterelement hindurchtritt, und Mittel zur Erzeugung einer vorausbestimmten Konvektionsströmung in dem Brennstoff, wenn er in dem Behälter enthalten ist, umfaßt, wobei das Filterelement so angeordnet ist, daß das Element bei Gebrauch, jedenfalls wenn die Brennstoffüberführungseinrichtung in Betrieb ist, vorzugsweise abgesetztes oder sich absetzendes Paraffin aus dem Brennstoff auffängt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Element einen horizontalen Filter umfaßt und die Brennstoffüberführungseinrichtung veranlaßt, daß Brennstoff durch diesen in Abwärtsrichtung hindurchtritt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Element in oder unter dem abwärts gerichteten Teil der Konvektionsströmungsbahn angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Mittel zur Erzeugung einer Konvektionsströmung die Kühleinrichtung und ein Heizgerät, das so angeordnet ist, daß es nur einen Teil des Gefäßes erwärmt, umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Heizeinrichtung so angeordnet ist, daß sie nur eine Seite des Gefäßes erwärmt, und bei der die Kühleinrichtung so angeordnet ist, daß sie eine gegenüber liegende Seite abkühlt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Gefäß ein kreisförmiger Zylinder ist, der während des Gebrauchs aufrecht ist, die Heizeinrichtung so angeordnet ist, daß sie einen Teil des Umkreises erwärmt, der einen ersten Bogen des Kreises bildet, die Kühleinrichtung so angeordnet ist, daß sie einen zweiten Bogen des Kreises abkühlt, und das Filterelement innerhalb des bei dem zweiten Bogen liegenden Sektors angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Filterelement am unteren Ende oder unterhalb des unteren Endes des abwärts gerichteten Teils der vorausbestimmten Konvektionsströmungsbahn angeordnet ist.

8. Filtermodul zur Verwendung in der Vorrichtung nach Anspruch 1, das einen kreisförmigen zylindrischen Block umfaßt, der ein rohrförmiges Glied aufweist, das mit seiner Achse parallel zu, aber im Abstand von der des Zylinders an der einen Endfläche des Blockes montiert ist, wobei an derselben Endfläche eine Gewindefassung ausgebildet ist, die zur Aufnahme eines Filterelements geeignet ist, wobei die Achse der Fassung parallel zu und im Abstand zu den Achsen des Rohrs und des Blockes angeordnetist und sich ein Durchflußweg zwischen dem Rohr und dem unteren Ende der Fassung befindet.

9. Verfahren zum Messen des Tieftemperaturverhaltens eines paraffinhaltigen Brennstoffs, bei dem eine stabile Konvektionsströmung in dem Brennstoff erzeugt wird, während dieser abgekühlt wird, und wenn eine vorausbestimmte Temperatur erreicht worden ist, veranlaßt wird, daß Brennstoff durch einen Filter hindurchtritt, der in bezug auf die Konvektionsströmung so angeordnet ist, daß er vorzugsweise alles abgesetzte oder sich absetzende Paraffin aus dem Brennstoff auffängt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, das in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder unter Verwendung eines Filtermoduls nach Anspruch 8 durchgeführt wird.