GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein bleifreies Hochleistungsbenzin,
insbesondere ein bleifreies Hochleistungsbenzin, dessen
Eigenschaften innerhalb des Anwendungsstandards für
Rennautobenzin liegt.
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Insbesondere betrifft die Erfindung ein bleifreies
Hochleistungsbenzin, das spezifizierte Mengen an speziellen
Grundmaterialien, wie beispielsweise Toluol, enthält, und
das gewisse definierte Eigenschaften aufweist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Der Motorsport hat in den vergangenen Jahren in Japan
erheblich zugenommen, wobei im Land häufig internationale
Autorennen stattfinden, sowie auch eine zunehmende Anzahl
von einheimischen Teams an internationalen Rennen außerhalb
des Landes teilnehmen. Die Eigenschaften der bei diesen
internationalen Rennen verwendeten Brennstoffe sind für
jede Art der Rennen durch die Federation of International
Automobile (FiA) standardisiert. Infolgedessen müssen die
Teilnehmer an Autorennen eine Benzinformulierung
entwickeln, die den Eigenschaftsstandards entsprechen, und
mit denen man die Motorleistung maximalisieren kann.
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Die Eigenschaften für Benzin sind für Formelrennen, wie
Formel Eins (F1) ebenfalls standardisiert, wobei dieses als
das größte Rennen der Welt angesehen wird, und nicht nur
die Qualität des Brennstoffs sondern auch dessen
anzuwendende Menge sind in vielfacher Hinsicht beschränkt.
Deshalb ist es wichtig, nicht nur die maximale
Maschinenleistung zu verbessern, sondern ebenso den
Treibstoffverbrauch, wenn man eine Benzinformulierung
entwickelt. Beispielsweise hat der Treibstoffverbrauch bei
den F1-Rennen, die 1988 stattfinden, einen wichtigen Faktor
eingenommen, weil die Treibstofftankkapazität auf 150 l
beschränkt wurde. Um dieses Problem zu überwinden, hat
Honda R & D Co., Ltd. eine Benzinformulierung entwickelt,
die sowohl in Motorkraft als auch Treibstoffverbrauch
ausgezeichnet war [s. Lernstoff (Nr. 900-72), der bei dem
Treffen der Japan Society of Mechanical Engineers ('90-
11/1-2) verwendet wurde].
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Während man speziell entwickelte Motoren in Rennen wie
solche der Formel 1 verwendet, werden remodellierte Motoren
in anderen Autorennen verwendet, einschließlich Rallyes,
wie beispielsweise WRC (World Rallye Championship), und
beispielsweise allgemeinen Rennen, wie SWC (Sports car
World Chempionship) oder JSPC (Japan Sports Prototype car
Championship). Im Falle der Motoren für Rallye- und andere
Rennanwendungen sind die Treibstoffstandards und die
Motorcharakteristika verschieden von denen, wie sie in
speziell entwickelten Motoren für Formelrennen verwendet
werden. Infolgedessen ist es wichtig, Benzinformulierungen
zu entwickeln, die für die Verwendung bei solchen Rallye-
und allgemeinen Rennmotoren geeignet sind. Auf dem Gebiet
dieser Rallyes und Rennen hat man Bemühungen zum Erhöhen
der Motorleistung hauptsächlich in der Richtung
unternommen, die vorhandenen Motoren zu remodellieren.
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Praktisch nichts ist bekannt über Bemühungen, die
Verbesserung durch die Benzinformulierung herbeizuführen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Deshalb ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein
bleifreies Hochleistungsbenzin zur Verfügung zu stellen,
dessen Eigenschaften in dem Anwendungsbereich des Standards
für Rennautobenzin liegen.
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Insbesondere wird durch die vorliegende Erfindung ein
bleifreies Hochleistungsbenzin zur Verfügung gestellt, das
enthält
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(1) Toluol in einer Menge von 50 bis 70 Vol-%, n-
Heptan in einer Menge von 2 bis 10 Vol-%, Isopentan in
einer Menge von 5 bis 25 Vol-% und erforderlichenfalls
Direktdestillations-Leichtnaphtha in einer Menge von 10 bis
30 Vol-% und eine C&sub4;-Fraktion eines Destillats in einer
Menge von 2 bis 5 Vol-%, mit dem Proviso, daß die
Gesamtmenge der Komponenten 100 % nicht übersteigt.
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(2) Toluol in einer Menge von 45 bis 60 Vol-%,
Methyl-tert-butylether in einer Menge von 10 bis 20 Vol-%,
n-Heptan in einer Menge von 10 bis 20 Vol-%, Isopentan in
einer Menge von 5 bis 15 Vol-% und eine C&sub4;-Fraktion eines
Destillats in einer Menge von 2 bis 5 Vol-%, mit dem
Proviso, daß die Gesamtmenge der Komponenten 100 % nicht
übersteigt.
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wobei das bleifreie Hochleistungsbenzin außerdem auch den
Bedingungen entspricht: Dichte bei 15ºC ≤ 0,81 g/cm³, 97 <
Forschungsoktanzahl ≤ 101 und Reid-Dampfdruck ≥ 0,4 kg/cm².
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Andere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der
folgenden Beschreibung hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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In der Zeichnung ist die einzige Figur eine graphische
Darstellung und zeigt das Verhalten einer
Benzinzusammensetzung gemäß dem ersten und dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei (A) das Verhalten
in Bezug auf die den Funkentladungsfortschritt und (B) das
Verhalten in Bezug auf die Ausgangsdrehleistung zeigt.
AUSFUHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensive
Studien unternommen mit dem Ziel, ein Hochleistungsbenzin
zu entwickeln, das den Regeln gemäß J der FiSA (eine
Unterorganisation der FiA) für Rennautos entspricht, die in
Rallyes, wie beispielsweise WRC oder allgemeinen Rennen,
wie SWC, JSPC, beispielsweise verwendet werden. Um einen
solchen Benzintreibstoff zu entwickeln, müssen die
folgenden Punkte in Betracht gezogen werden: (1) Das
Benzinprodukt soll bleifrei sein, (2) es soll sich aus
billigen Komponenten zusammensetzen, die in ausreichenden
Mengen zur Verfügung stehen, (3) es soll eine
ausgezeichnete Startfähigkeit haben, und (4) es soll in
der Lage sein, den Zündzeitpunkt zu beschleunigen in
mittleren und hohen Geschwindigkeitsbereichen, um dadurch
die Fremdzündungssteigerung zu verbessern und einen
scharfen Anstieg der Ausgangsdrehleistung und der Leistung
zu bewirken.
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Es ist bekannt, daß der Ausdruck "Fremdzündungssteigerung",
wie er in obigem Punkt (4) beschrieben wird, verwendet
wird, um einen Kurbelwinkel zur Zeit der Zündung, bevor das
obere tote Center erreicht ist, wobei der Wellenwinkel dort
mit 0º angegeben wird, auszudrücken. Beispielsweise
bedeutet der Ausdruck "10º Beschleunigung des
Zündungszeitpunktes" eine Zündung bei 10º Kurbelwinkel vor
dem oberen toten Zentrum. Die Beschleunigung des
Zündzeitpunktes hat einen kritischen Wert, um die maximale
Drehleistung und Leistung zu erhalten, denn zu viel
Beschleunigung des Zündzeitpunktes verursacht eine Erhöhung
der Kompressionsarbeit und die Erzeugung von Klopfen
aufgrund des erhöhten Verbrennungsdrucks und -temperatur.
Da jeder Motor während der meisten Teile des Fahrens im
Falle einer Rallye mit hoher Geschwindigkeit und hoher
Belastung gefahren wird, hat man beispielsweise Bemühungen
unternommen, eine hohe Leistung zu erzielen, indem man die
vorerwähnten negativen Faktoren ausschließt. Der Hauptgrund
für den vorerwähnten Punkt (4) ist, eine
Benzinzusammensetzung zu entwickeln, die weiterhin den Wert
für die kritische Zündzeitpunkt-Beschleunigung eines
üblichen Benzins erweitert, so daß die Ausgangsdrehleistung
und die Kraft als Ergebnis davon erhöht werden.
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Ein weiterer wichtiger Punkt der vorliegenden Erfindung
besteht in der Entwicklung einer Benzinformulierung, die
den Regulierungen für die Treibstoffeigenschaften gemäß J
der FiSA entsprechen und gleichzeitig mit den alljährlich
vorgeschlagenen geringfügigen Veränderungen der
Treibstoffstandards mithalten kann. Beispielsweise liegt
als Obergrenze für die Forschungsoktanzahl (RON) von
bleifreiem Benzin bei 99 für das Jahr 1991, aber man plant
eine Erhöhung auf 100 für 1992. Da jede Zusammensetzung der
erfindungsgemäßen Benzinformulierung einen flexiblen
Mischbereich aufweist, kann das erfindungsgemäße Benzin mit
diesen jährlichen Änderungen des Treibstoffstandards
mithalten, ohne daß das Ausgangsleistungsvermögen
verringert wird.
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Ein erster Aspekt des erfindungsgemäßen Benzins wird
nachfolgend beschrieben.
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Toluol ist ein Grundmaterial des erfindungsgemäßen Benzins.
Werden zu große Mengen dieses Grundmaterials verwendet, so
würde man verhältnismäßig geringe Mengen an den anderen
Komponenten, die eingemischt weden, haben, und damit würde
es unmöglich, die erforderlichen Eigenschaften innerhalb
der vorgenannten Bereiche zu erzielen, und es wäre außerdem
außerordentlich schwierig, die Menge der jeweiligen
Komponeten so zu verändern, daß sie mit den jährlichen
Veränderungen des Treibstoffstandards mithalten können. Ist
diese Menge des Grundmaterials zu gering, dann wäre es
ebenfalls unmöglich, die Eigenschaften innerhalb der
vorerwähnten Bereiche zu erzielen, und dies würde
Schwierigkeiten ergeben, die Ausgangsdrehleistung und die
Leistung zu verbessern. Infolgedessen wird Toluol in der
Benzinformulierung in einer Menge von 50 bis 70 Vol-%
verwendet.
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Das Toluol, wie es in dem erfindungsgemäßen Benzin
verwendet wird, kann beispielsweise aus katalytisch
reformiertem Benzin oder aus Crack-Benzin, das ein
Nebenprodukt bei der Herstellung von Ethylen ist, gewonnen
werden, indem man das Benzinmaterial einer
Lösungsextraktionsmethode, wie einer Sulfolan-Technik,
einem Udex-Verfahren oder dergl., unterwirft. In diesem
Fall bedeutet der Ausdruck "katalytisch reformiertes
Benzin" eine Benzinfraktion, die hergestellt wurde aus
Schwernaphtha oder dergl. unter Anwendung eines üblichen
bekannten katalytischen Reformierungsverfahrens
(Kontaktkatalytische Behandlung unter Verwendung eines
Reformierungskatalysators unter Druck und hohen
Temperaturbedingungen). Ein auf diese Weise hergestelltes
Toluol hat eine Reinheit von etwa 97 Vol-% oder mehr.
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Normalheptan, das eine Oktanzahl Null hat, ist eine
wesentliche Komponente für die Oktanzahlanpassung des
erfindungsgemäßen Benzins. Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist die Oktanzahl zu hoch, wenn das Benzin alleine aus dem
vorerwähnten Grundmaterial (d.h. zu 100 Vol-% aus Toluol)
aufgebaut ist. Um die Oktanzahl zu verringern und
anzupassen auf ein Benzin mit dem vorerwähnten Niveau (97 <
RON ≤ 101) und unter Beibehaltung der Menge des Toluols
innerhalb des vorerwähnten Bereiches, muß Normalheptan mit
der Oktanzahl Null äußerst wirksam auf der Basis der
folgenden Überlegungen verwendet werden. Obwohl die
Oktanzahl verringert werden kann, indem man die Menge
beispielsweise Isopentan, eine weitere Komponente des
erfindungsgemäßen Benzins, verändert, ist es erforderlich,
ein großes Volumen an Isopentan zu verwenden, um die
Oktanzahl innerhalb des vorerwähnten RON-Bereiches zu
halten, und damit wird es unmöglich, den Anteil der
weiteren Komponenten, einschließlich Toluol, innerhalb der
vorbestimmten Bereiche anzupassen.
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Normalheptan kann in einer Menge verwendet werden, daß die
RON-Zahl des erhaltenen Benzins innerhalb des vorerwähnten
Bereiches eingestellt wird. Mengen an Normalheptan, die zu
gering sind, würden keine merkliche Wirkung zur
Verringerung der Oktanzahl erbringen, und sind sie zu groß,
so würde eine zu niedrige Oktanzahl, die kleiner ist als
der erwünschte RON-Bereich, erhalten. Infolgedessen kann
Normalheptan in einer Menge von 2 bis 10 Vol-% verwendet
werden.
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Das bei dem erfindunsgemäßen Benzin zu verwendende
Normalheptan kann man beispielsweise erhalten, indem man
eine Naphthafraktion von Rohöl, vorzugsweise entschwefeltes
Naphtha, einer präzisen fraktionierten Destillation oder
einer Molekularsiebfraktionierung unterwirft. Ein auf diese
Weise erhaltenes Normalheptan hat eine Reinheit von etwa 97
Vol-% oder mehr.
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Isopentan ist eine weitere Grundkomponente des
erfindungsgemäßen Benz ins und wird hauptsächlich deshalb
eingemischt, um die Dichte des Benzinproduktes zu
reduzieren und einzustellen, und ist ebenfalls brauchbar
zur Einstellung der Oktanzahl.
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Isopentan kann in einer solchen Menge verwendet werden, daß
die Dichte des erhaltenen Benz ins innerhalb des vorher
beschriebenen Bereiches liegt. Sind die Mengen an Isopentan
zu klein, so würden sich keine merkliche Wirkung zur
Verringerung der Dichte ergeben, und sind sie zu groß, so
ergeben sie eine zu niedrige Dichte, die kleiner als der
gewünschte Dichtebereich ist. Infolgedessen wird Isopentan
in einer Menge von 5 bis 25 Vol-% verwendet.
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Das bei dem erfindungsgemäßen Benzin zu verwendende
Isopentan wird beispielsweise erhalten, indem man
Leichtnaphtha, vorzugsweise entschwefeltes Leichtnaphtha,
Reformat oder Isomerat, einer genauen fraktionierten
Destillation unterwirft. In diesem Fall bedeutet der
Ausdruck "Isomerat" eine Fraktion eines Destillats mit
einem Siedepunkt von 25 bis 85ºC, das erhalten wurde durch
Isomerisieren einer Pentanfraktion, einer Hexanfraktion
oder einer Mischung davon als Rohmaterial, hergestellt aus
Naphtha, natürlichem Benzin, durch Direktdestillation von
Benzin oder beispielsweise aus Reformat oder, genauer
gesagt, durch Umwandeln von geradkettigen paraffinischen
Kohlenwasserstoffen in Seitenketten-haltige Isomere, ohne
daß sich die chemische Zusammensetzung ändert. Solche
Isomerisierungsreaktion kann beispielsweise durch ein
allgemeines Isomerisierungsverfahren, wie beispielsweise
dem Shell-Isomerisierungsverfahren, oder durch ein
Wasserstoff- Isomerisierungsverfahren, wie dem Penex-
Verfahren oder dem Hysomer-Verfahren, bewirkt werden. Eine
Isopentan-Zubereitung, die auf diese Weise erhalten wurde,
hat eine Reinheit von etwa 97 Vol-% oder mehr.
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Durch Direktdestillation erhaltenes Leichtnaphtha ist ein
Multikomponenten-Destillat, das sich hauptsächlich aus
paraffinischen Komponenten und naphthenischen Komponenten
zusammensetzt. Diese Art von Naphtha wird als eine
gegebenenfalls Komponente bei dem erfindungsgemäßen Benzin
verwendet, um die Startfähigkeit eines Motors und die
Verbrennbarkeit des Benz ins in gutem Zustand zu halten in
Folge der Destillationseigenschaften des Benzins. In
einigen Fällen kann man eine ausgezeichnete Startfähigkeit
des Motors und eine ausgezeichnete Verbrennbarkeit des
erfindungsgemäßen Benzins erhalten, ohne daß man ein durch
Direktdestillation erhaltenes Leichtnaphtha einmischt, je
nach beispielsweise der Art, den Betriebsbedingungen oder
der Betriebsumgebung des Motors. In einem solchen Fall kann
das Einmischen von Direktdestillations-Leichtnaphtha nicht
erforderlich sein.
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Erforderlichenfalls kann das Direktdestillations-
Leichtnaphtha in einer Menge von 10 bis 30 Vol-% verwendet
werden. Ist die Menge des Direktdestillations-Leichtnaphtha
zu klein, so ergibt sich keine merkliche Wirkung zur
Verbesserung der Motorstartfähigkeit und der
Benzinverbrennbarkeit, und ist sie zu groß, dann würde man
keine proportional größere Wirkung erzielen, sondern eher
eine Verminderung der Ausgangsdrehleistung und dergl. Da
das Direktdestillations-Leichtnaphtha die Funktion hat,
die Dichte und die Oktanzahl in gewissem Grad zu
verringern, kann die Menge an dem vorerwähnten Isopentan
auf ein Niveau von 5 bis 15 Vol-% verringert werden, falls
Direktdestillations-Leichtnaphtha eingemischt wird.
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Das Direktdestillations-Leichtnaphtha, das sich
hauptsächlich aus paraffinischen Komponenten und
naphthenischen Komponenten zusammensetzt, wird durch
atmosphärische Destillation von Rohöl gewonnen und hat
einen Anfangssiedepunkt von 20 bis 50ºC und einen
Endsiedepunkt von 70 bis 120ºC.
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Die C&sub4;-Fraktion des Destillats wird bei dem
erfindungsgemäßen Benzin verwendet, um die Flüchtigkeit des
Gasolins auf einem gewissen Niveau zu halten, und um die
Startfähigkeit des Motors in gutem Zustand zu halten. Ist
die Menge an der C&sub4;-Fraktion zu gering, dann würde sich
keine ausreichende Wirkung zur Verbesserung der
Motorstartfähigkeit ergeben, und ist sie zu groß, dann
würde dies keine proportional größere Wirkung sondern ein
sogenanntes "Dampfsperren"-Phänomen ergeben, welches ein
Zustand von schlechten Treibstoffzufuhrbedingungen
darstellt, die verursacht werden durch die Bildung von
Blasen in der Zuführungsleitung des Brennstoffes zum Motor.
Infolgedessen kann man die C&sub4;-Fraktion in einer Menge von 2
bis 5 Vol-% verwenden.
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Beispiele für die C&sub4;-Fraktion des Destillats, wie sie bei
dem erfindungsgemäßen Benzin verwendet wird, schließen
Destillatsfraktionen ein, die Butan, Buten und dergl. als
Hauptkomponenten haben, und die man zum Zeitpunkt der
atmosphärischen Destillation von Rohöl bei der Produktion
von Reformat oder bei der Produktion von Crack-Benzin
erhält.
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Das erfindungsgemäße Benzin, das die vorerwähnten
Komponenten enthält, entspricht den Bedingungen: Dichte bei
(15ºC) ≤ 0,81 g/cm³, 97 < RON ≤ 101 und dem Reid-Dampfdruck
(RVP) ≥ 0,4 kg/cm² . Sind diese Bedingungen erfüllt, kann
das erfindungsgemäßen Benzin bei den verschiedenen Rallyes
und Rennen als Motorbrennstoff verwendet werden, der den
Brennstoffstandards entspricht, und selbst wenn diese
Brennstoffstandards in jedem Jahr etwas verändert werden,
kann man das erfindungsgemäße Benzin leicht diesen
Veränderungen anpassen, indem man die vermischten Mengen
der vorerwähnten Komponenten innerhalb der vorerwähnten
Bereiche verändert. In diesem Fall wird die Dichte bei
15ºC, die RON-Zahl und die RVP-Zahl, wie sie oben erwähnt
werden, gemäß den Methoden JIS K2249, JIS K2280 bzw. JIS
K2258 gemessen.
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Zusätzlich entspricht das erfindungsgemäßen Benzin, das die
vorerwähnten Komponenten umfaßt und die vorerwähnten
Eigenschaften hat, noch folgenden Bedingungen: Bleigehalt <
etwa 0,013 g/l; Sauerstoffgehalt ≤ etwa 3,7 Gew.-% und
Benzingehalt ≤ etwa 5 Vol-%. Ist die Obergrenze des
Bleigehalts etwa bei dem vorerwähnten Niveau, dann kann man
das Benzin als sicher und bleifrei ansehen. Liegen die
Obergrenzen für Sauerstoff und Benzol in den eben
vorerwähnten Mengen vor, dann kann das erfindungsgemäße
Benzin bei den verschiedenen Rallyes und allgemeinen Rennen
als Motorbrennstoff verwendet werden, welcher den
Brennstoffstandards entspricht, und selbst wenn diese
Brennstoffstandards in jedem Jahr etwas verändert werden,
kann das erfindungsgemäße Benzin diesen Veränderungen
angepaßt werden, indem man die Mengen der vorerwähnten
Komponenten innerhalb der vorerwähnten Bereiche verändert.
In diesem Fall wird der Bleigehalt gemäß der Methode JIS
K2255 gemessen.
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Nachfolgend wird ein zweiter Aspekt des erfindungsgemäßen
Benzins beschrieben.
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Außer der zusätzlichen Verwendung von
Methyl-tertbutylether (MTBE) ist die Zusammensetzung des Benzins gemäß
dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung grundsätzlich
die gleiche wie beim ersten Aspekt, jedoch mit kleinen
Unterschieden in den Mischungsverhältnissen für die
jeweiligen Komponenten. Diese Unterschiede werden
nachfolgend ausführlich beschrieben.
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MTBE wird derzeit als ein notwendiges Grundmaterial in
Japan angesehen, weil es eine hohe Oktanzahl hat und eine
verhältnismäßig leichte Fraktion eines Destillats ist. Da
MTBE eine sauerstoffhaltige organische Verbindung ist, ist
sein Mischverhältnis auf ein gewisses Niveau durch die
Treibstoffstandards bei verschiedenen Rallyes und Rennen
begrenzt, während die Einmischwirkung nur erzielt wird,
wenn man das Mischverhältnis auf ein gewisses Niveau erhöht
aufgrund seiner kohlenwasserstoffartigen Natur.
Infolgedessen kann bei dem erfindungsgemäßen Benzin MTBE in
einer Menge von 10 bis 20 Vol-% verwendet werden.
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Das bei dem erfindungsgemäßen Benzin zu verwendende MTBE
kann beispielsweise hergestellt werden, indem man Methanol
mit Isobuten in Gegenwart eines sauren Katalysators
umsetzt. Solche Herstellungsverfahren sind berichtet worden
von z.B. Chemische Werke Hüls AG in Deutschland,
Snamprogetti in Italien, Gulf Canada in Kanada, ARCO
Technology in USA unt Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. in
Japan. Eine auf diese Weise erhaltene MTBE-Herstellung hat
eine Reinheit von etwa 97 Vol-% oder mehr.
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Da MTBE auch als Grundmaterial beim erfindungsgemäßen
Benzin wirkt, wie vorher angegeben wurde, kann man die
Menge an eingemischtem Toluol auf ein solches Niveau
vermindern, daß die verringerte Menge mit der gewünschten
Menge an MTBE kompensiert wird. Infolgedessen kann bei dem
Benzin gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
Toluol in einer Menge von 45 bis 60 Vol-% verwendet werden.
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Wie vorher angegeben, hat MTBE eine hohe Oktanzahl, während
Normalheptan die Funktion hat, die Oktanzahl beim
erfindungsgemäßen Gasolin zu verringern. Infolgedessen kann
die zuzumischende Menge an Normalheptan in dem Benzin gemäß
dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung auf ein
höheres Niveau als im Falle des Benzins gemäß dem ersten
Aspekt erhöht werden. So kann Normalheptan in einer Menge
von 10 bis 20 Vol-% verwendet werden.
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Isopentan und die C&sub4;-Fraktion kann grundsätzlich in den
gleichen Mengen wie bei dem Benzin gemäß dem ersten Aspekt
der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Infolgedessen
ist bei dem Benzin gemäß dem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ein Direktdestillations-
Leichtnaphtha nicht erforderlich, weil die Start fähigkeit
des Motors und die Verbrennbarkeit des Benz ins durch die
Verwendung von MTBE verbessert werden kann, obwohl die
Gegenwart von Leichtnaphtha die Natur des erfindungsgemäßen
Benzins nicht stören würde.
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Die Eigenschaften des Benzins gemäß dem zweiten Aspekt der
Erfindung, nämlich die Dichte bei 15ºC, RON und RVP, sowie
der Gehalt an Blei, Sauerstoff und Benzol in dem Benzin,
können die gleichen sein wie bei dem Benzin gemäß dem
ersten Aspekt.
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Erforderlichenfalls kann das erfindungsgemäße Benzin noch
durch weitere bekannte Brennstoffadditive supplementiert
werden, z.B.: Oxidationsinhibitoren, wie Antioxidantien auf
Aminbasis oder phenolische Antioxidantien; Metall-
Deaktivatoren, wie Thioamid-artige Verbindungen;
Oberflächenzündungs-Inhibitoren, wie organische
Phosphorverbindungen, Detergens-Dispergiermittel, wie
Bernsteinsäureimid, Polyalkylamin oder Polyetheramin;
Enteisungsmittel, wie mehrwertige Alkohole oder Ether
davon; Verbrennungsverbesserer, wie Alkalisalze und
Erdalkalisalze von organischen Säuren, oder
Schwefelsäureester von höheren Alkoholen; antistatische
Mittel, wie ampholytische oberflächenaktive Mittel und
Färbemittel, wie Azofarbstoffe. Diese Treibstoffadditive
können allein oder in Mischung aus zwei oder mehreren
verwendet werden. Sie werden in optimalen Mengen
eingesetzt, aber vorzugsweise beträgt die Gesamtmenge 0,1
Gew.-% oder weniger.
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Wie ausführlich beschrieben wurde, kann mit einem
erfindungsgemäßen Benzin der Zündzeitpunkt scharf
vorgezogen werden, ohne daß man ein Klopfen erzeugt
innerhalb des Bereiches der häufigsten Geschwindigkeiten
der Motoren bei deren Anwendung in verschiedenen Rallyes
und Rennen, und dadurch wird eine scharfe Erhöhung der
Ausgangsdrehleistung und der Leistung ermöglicht. Auch ist
es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Benzin, selbst wenn
die Brennstoffstandards für die vorerwähnten Rallyes und
allgemeinen Rennen in jedem Jahr verändert werden, dieses
erfindungsgemäße Benzin solchen Veränderungen leicht
anzupassen, indem man etwas die Mischverhältnisse bei den
Benzinkomponenten verändert. Aufgrund dieser Wirkung kann
das erfindungsgemäße Benzin wirksam als Benzin für
Rennautos verwendet werden.
BEISPIELE
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Die folgenden Beispiele der Erfindung und
Vergleichsbeispiele beschreiben die vorliegende Erfindung.
Diese Beispiele sind nur für die Beschreibung und sollen
nicht die Grenzen der Erfindung definieren.
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Benzine gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt wurden
innerhalb der Brennstoffstandards gemäß J der FiA für das
Jahr 1990 formuliert. Die Zusammensetzung und Eigenschaften
der so hergestellten beiden Benzine werden in Tabelle 1 als
erfindungsgemäße Beispiele 1 und 2 gezeigt.
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Als Vergleichsbeispiel wurde eine Benzinzusammensetzung
hergestellt, bei welcher die RON-Zahl innerhalb des
Brennstoffstandards (99,0 oder weniger) lag, während MON,
das für die Antiklopfeigenschaften bei hohen
Geschwindigkeiten beiträgt, auf einen Maximalwert
eingestellt wurde, indem man Paraffinkomponenten (Alkylat,
Isooctan und Isopentan) einmischte, um die
Hochgeschwindigkeits-Antiklopfeigenschaften zu maximieren.
Die Zusammensetzung und die Eigenschaften bei dem Benzin
des Vergleichsbeispiels werden ebenfalls in Tabelle 1
gezeigt.
TABELLE 1
Beispiele der Erfindung
Vergleichsbeispiel
Komponenten
Toluol
MTBE
Normalheptan
Isopentan
Leichtnaphtha
C&sub4;-Fraktion
Alkylat
Isooctan
Eigenschaften
Oktanzahl
RON
MON
Empfindlichk.*1
Dichte (15ºC)
RVP (kg/cm²)
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*1) Empfindlichkeit: Unterschied zwischen RON und MON (RON-
MON)
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Die Leistungs jedes dieser Benzin gemäß der Erfindung und
gemäß der Vergleichsbeispiele wurde bewertet unter
Anwendung eines Motors für WRC-Rallye-Einsatz, wie dies in
Tabelle 2 gezeigt wird, und gemessen wurde die
Vorverlegung des Zündzeitpunktes, die Ausgangsdrehleistung,
die Leistung und dergl. bei Motorgeschwindigkeiten von
3.600 bis 4.400 Umdrehungen pro Minute.
TABELLE 2
Motor für WRC-Rallyes
Gesamthubraum
Ausrüstung
Motortyp
Turbolader, Zwischenkühler, DOHC
gegenüberliegender Horizontaltyp
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Die Ergebnisse der Leistungsbewertung werden in Figuren 1
(A) und (B) als Unterschied in der Leistungseffizienz
zwischen dem erfindungsgemäßen Benzin nach Beispiel 1 oder
2 oder dem Benzin nach dem Vergleichsbeispiel gezeigt. In
diesem Fall wurde der Unterschied in der Leistungseffizienz
als ein Wert ausgedrückt, der sich berechnet durch
Subtrahieren des Ergebnisses jeder Bewertung des Benzins
des Vergleichsbeispiels von dem Benzin gemäß den
erfindungsgemäßen Beispielen 1 oder 2. In der Figur zeigt
Kurve 1 den Unterschied in der Leistungseffizienz zwischen
dem Benzin gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel 1 und dem
Benzin des Vergleichsbeispiels und Kurve 2 zeigt den
Unterschied zwischen dem Benzin des erfindungsgemäßen
Beispiels 2 und dem Benzin des Vergleichsbeispiels.
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Wie in Fig. 1 (A) gezeigt wird, erreicht der Unterschied in
der Vorverlegung des Zündzeitpunktes (Δ Zündzeitpunkt-
Vorverlegung, deg) zwischen dem Benzin gemäß dem
erfindungsgemäßen Beispiel 2 und dem Benzin des
Vergleichsbeispiels bei Motorgeschwindigkeiten von 3.600
bis 4.400 Umdrehungen pro Minunte 8 bis 10. Wie ebenfalls
in Fig. 1 (B) gezeigt wird, beträgt der Unterschied
zwischen der Ausgangsdrehleistung (Δ Ausgangsdrehleistung,
kg/m) zwischen dem Benzin gemäß dem erfindungsgemäßen
Beispiel 2 und dem Benzin des Vergleichsbeispiels bei
Motorgeschwindigkeiten von 3.600 bis 4.400 Umdrehungen pro
Minute 9 bis 11. Diese zunehmende Differenz in der
Ausgangsdrehleistung ist äquivalent einem Unterschied in
Pferdekräften von etwa 25 bis 30 und kann deshalb als eine
bemerkenswerte große Verbesserung der Maschinenleistung
angesehen werden.