NO128246B

NO128246B -

Info

Publication number: NO128246B
Application number: NO17069067A
Authority: NO
Inventors: L Jaaksoo; W Stange
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1967-11-24
Filing date: 1967-11-24
Publication date: 1973-10-15

Description

Motorbrensel. Motor fuel.

Denne oppfinnelse vedrører et motorbrensel, hvis sammensetning skal gi en This invention relates to a motor fuel, the composition of which should give a

bedre motorvirkning i kraftdrevne kjøre-tøyer, motorbåter og flymaskiner under better engine performance in power-driven vehicles, motor boats and aircraft below

kjølige og fuktige atmosfæriske forhold, cool and humid atmospheric conditions,

dvs. når ising på grunn av frysning av ie when icing due to freezing of

fuktigheten i atmosfæren vanligvis opptrer. the moisture in the atmosphere usually occurs.

Motorbrenslet i henhold til oppfinnelsen er bensin som, som kjent, i det vesent-lige består av en kullvannstoffblanding The motor fuel according to the invention is petrol which, as is known, essentially consists of a coal-water mixture

med passende flyktighet, slik at den egner with suitable volatility, so that it is suitable

seg til bruk i forbrenningsmotorer med suitable for use in internal combustion engines with

gnisttenning, og som inneholder en tilset-ning som består av en alifatisk to-verdig spark ignition, and which contains an additive consisting of an aliphatic divalent

alkohol (diol) eller en blanding av slike alcohol (diol) or a mixture thereof

alkoholer av en spesial type i kombinasjon alcohols of a special type in combination

med en enverdig flyktig alkohol eller blanding av slike alkoholer, hvor tilsetnings-mengden totalt ikke overstiger 2 volumprosent, men er tilstrekkelig til å minske antallet av motorstopp som skyldes ising. with a monovalent volatile alcohol or a mixture of such alcohols, where the total amount added does not exceed 2% by volume, but is sufficient to reduce the number of engine stoppages due to icing.

Brennstoffet i henhold til oppfinnelsen The fuel according to the invention

kan dessuten inneholde andre tilsetninger, may also contain other additives,

slik som smøremidler, gummioppløsnings-midler, alkyl-bly-antibankemidler, feie-midler for blyavsetninger, farvestoffer, such as lubricants, rubber solvents, alkyl-lead anti-knock agents, sweepers for lead deposits, dyes,

midler til forhindring av gummiaktige av-setninger, antioksydasjonsmidler, rusthin-drende midler, deaktiveringsmidler for me-tall, og lignende tilsetninger som er velkjent som nødvendige bestanddeler av agents for preventing gummy deposits, antioxidants, rust inhibitors, metal deactivators, and similar additives which are well known as necessary components of

bensin til motordrift. petrol for engine operation.

Oppfinnerne har allerede tidligere The inventors already have in the past

foreslått å tilsette motorbrennstoffer forskjellige to-verdige alkoholer, og i henhold proposed to add motor fuels different dihydric alcohols, and according

til oppfinnelsen har man funnet at tilset-ning av små mengder enverdige alkoholer to the invention, it has been found that the addition of small amounts of monohydric alcohols

som inneholder fra 1 til 3 kullstoffatomer containing from 1 to 3 carbon atoms

pr. molekyl sammen med små mengder alifatiske to-verdige alkoholer av i opp-finnerens tidligere forslag nevnte typ«, som inneholder fra 4 til 21 kullstoffatomer, gir vesentlig bedre resultater. per molecule together with small amounts of aliphatic dihydric alcohols of the type mentioned in the inventor's previous proposal, which contain from 4 to 21 carbon atoms, give significantly better results.

Hensikten med brennstoffet i henhold til oppfinnelsen er å overvinne visse drifts-vanskeligheter i forbindelse med kjøretøy-mo torer, båtmotorer, stasjonære motorer og flymotorer. Nevnte vanskeligheter skyldes den is som av luftens fuktighet dannes i en motors inntakssystem, og som ofte be-virker plutselige motorstopp, når motoren går tomgang og fuktigheten i den omgiv-ende luft er forholdsvis stor, samtidig som lufttemperaturen ligger under ca. 16° C. Motorstopp av nevnte art er en velkjent ulempe. The purpose of the fuel according to the invention is to overcome certain operating difficulties in connection with vehicle engines, boat engines, stationary engines and aircraft engines. The aforementioned difficulties are due to the ice that forms in an engine's intake system from the moisture in the air, and which often causes sudden engine stops, when the engine is idling and the humidity in the surrounding air is relatively high, while the air temperature is below approx. 16° C. Engine stoppage of the aforementioned kind is a well-known disadvantage.

Det er klart at en motors tendens til slike stopp i kaldt og fuktig vær til dels er en funksjon av brennstoffets flyktighet, det vil si at en motor som drives med flyktig brennstoff har lettere for å stoppe under nevnte forhold, enn når den drives med et mindre flyktig brennstoff med lignende sammensetning. Det vil derfor være klart at det for en bensin med forholdsvis lav flyktighet vil kreves lavere totale kon-sentrasjoner av de kritiske antistopptil-setninger enn for en mere flyktig bensin for å oppnå en tilfredsstillende motorvirkning. It is clear that the tendency of an engine to stop in cold and damp weather is partly a function of the volatility of the fuel, that is to say that an engine that is run on volatile fuel has an easier time stopping under the aforementioned conditions than when it is run on a less volatile fuel with a similar composition. It will therefore be clear that for a petrol with a relatively low volatility, lower total concentrations of the critical anti-stall additives will be required than for a more volatile petrol in order to achieve a satisfactory engine performance.

Bensinen kan enten være flybensin eller motorbensin. Slike bensiners flyktighet varierer stort sett over området for damptrykket ved 38° C, og fra 0,42 til 1,05 kg/cm- og over et område for «50 % points» i ASTM D-86-prøve ved 77° C til 132° C. Endepunktet ifølge ASTM ligger for flybensin mellom 121° C og 177° C, og for motorbensin mellom 177° C, og for motorbensin mellom 177° C og 232° C. Fullsten-dige data for bensin som kan brukes i henhold til oppfinnelsen er gitt i Federal Spe-cification VV-M-561 a-2 av 20. oktober 1954 som brennstoff Fuel M, Regular, og Premium grader av klassene A, B og C, og alle kjennetegnende flyktighetsgrenser for motorbensin til bruk i henhold til oppfinnelsen kan finnes der. Data vedrørende flybensin er gitt i U.S. Militarv Specifica-tons MIL-F-5572-1 av 20. juli 1950. The fuel can either be jet fuel or motor fuel. The volatility of such gasolines varies largely over the range of vapor pressure at 38° C, and from 0.42 to 1.05 kg/cm - and over a range of "50% points" in the ASTM D-86 test at 77° C to 132° C. The end point according to ASTM is for aviation gasoline between 121° C and 177° C, and for motor gasoline between 177° C, and for motor gasoline between 177° C and 232° C. Complete data for gasoline that can be used according to to the invention is given in Federal Specification VV-M-561 a-2 of 20 October 1954 as fuel Fuel M, Regular, and Premium grades of classes A, B and C, and all characteristic volatility limits for motor gasoline for use according to until the invention can be found there. Data regarding jet fuel are provided in the U.S. Militarv Specifica-tons MIL-F-5572-1 of 20 July 1950.

Som nevnt ovenfor, vedrører oppfinnelsen bensinblandinger som inneholder en kritisk mengde to-verdig alkohol som er en alifatisk oksygen-inneholdende forbindelse med to hydroksylgrupper, i kombinasjon med en enverdig alkohol. As mentioned above, the invention relates to gasoline mixtures containing a critical amount of dihydric alcohol which is an aliphatic oxygen-containing compound with two hydroxyl groups, in combination with a monohydric alcohol.

De alifatiske to-verdige alkoholer skal inneholde 4 til 21 kullstoffatomer pr. molekyl. De to-verdige alkoholer (dioler) som foretrekkes, utmerker seg ved at de har en alkylgruppe direkte bundet til i det minste ett av de kullstoffatomer til hvilke det også er bundet en hydroksylgruppe. Alkyl-gruppen kan inneholde fra 1 til 4 kullstoffatomer, skjønt det foretrekkes at alkyl-gruppen er en metylgruppe. Blant de foretrukne dioler foretrekkes helst de som inneholder fra 6 til 8 kullstoffatomer, særlig heksylenglykoler, som f. eks. 2-metyl-2,4-pentandiol, heksandiol-2,5 og 2-metylpen-tan-5-diol-2,4. Særlig foretrekkes det blant heksylenglykoler 2-metyl-2,4-pentandiol. Brukbar men mindre effektiv enn de fore-gående er l,3-dimetyl-butah-diol-2,3 og 2-metyl-pentan-diol 1,3, hvor den sistnevnte ikke har metylgruppen på samme kullstoffatomer som den annen av hydrbksylgrup-pene. The aliphatic dihydric alcohols must contain 4 to 21 carbon atoms per molecule. The preferred dihydric alcohols (diols) are distinguished by having an alkyl group directly attached to at least one of the carbon atoms to which a hydroxyl group is also attached. The alkyl group can contain from 1 to 4 carbon atoms, although it is preferred that the alkyl group is a methyl group. Among the preferred diols, those containing from 6 to 8 carbon atoms, especially hexylene glycols, such as e.g. 2-methyl-2,4-pentanediol, hexanediol-2,5 and 2-methylpentane-5-diol-2,4. Particularly preferred among hexylene glycols is 2-methyl-2,4-pentanediol. Usable but less effective than the previous ones are 1,3-dimethyl-butah-diol-2,3 and 2-methyl-pentane-diol 1,3, where the latter does not have the methyl group on the same carbon atoms as the other of the hydroxy groups. pretty.

De enverdige alkoholer er de som inneholder fra 1 til 3 kullstoffatomer, slik som metyl-, etyl-, propyl-, allyl-, og isopropylalkohol. Særlig foretrekkes isopropylalkohol. The monohydric alcohols are those containing from 1 to 3 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, allyl and isopropyl alcohol. Isopropyl alcohol is particularly preferred.

Den anvendte mengde heksylenglykol vil være avhengig av den brukte enverdige alkoholmengde. Stort sett vil den anvendte mengde heksylenglykol ligge i området fra 0,01 til 0,095 volumprosent, mens den enverdige alkoholmengde, f. eks. metylalko-hol eller isopropylalkohol skulle ligge l området fra omtrent 0,40 til 1,8 volumprosent. Ved en særlig foretrukket utførelse av oppfinnelsen er den enverdige alkoholkonsen-trasjon ikke mindre enn 10 og ikke større enn 30 ganger heksylenglykolkonsentrasjo-nen. En forholdsvis lavflyktig bensin, (f. eks. 50 pst. ved-132° C) tilsettes det f. eks. 0,4 pst. isopropylalkohol sammen med 0,01 til 0,04 pst. heksylenglykol. En forholdsvis meget flyktig bensin tilsettes tilsvarende The amount of hexylene glycol used will depend on the amount of monovalent alcohol used. Generally, the amount of hexylene glycol used will lie in the range from 0.01 to 0.095 volume percent, while the amount of monovalent alcohol, e.g. Methyl alcohol or isopropyl alcohol should be in the range from approximately 0.40 to 1.8 volume percent. In a particularly preferred embodiment of the invention, the monovalent alcohol concentration is not less than 10 and not greater than 30 times the hexylene glycol concentration. A relatively low-volatility petrol (e.g. 50 per cent at -132° C) is added, e.g. 0.4% isopropyl alcohol together with 0.01 to 0.04% hexylene glycol. A relatively highly volatile petrol is added accordingly

1,8 pst. isopropylalkohol sammen med 0,06 1.8 percent isopropyl alcohol together with 0.06

til 0,095 pst. heksylenglykol. Ved de to nevnte eksempler oppnåes det beste resul-tat når volumforholdet alkohol/diol er 20/1. to 0.095 percent hexylene glycol. In the two examples mentioned, the best result is achieved when the alcohol/diol volume ratio is 20/1.

For å bestemme effektiviteten av brennstoffet i henhold til oppfinnelsen har man utført en rekke prøver på to forsøks-motorer av fabrikat Plymouth, modell 1956. Mens temperatur og luftfuktighet ble holdt på forskjellige nivåer, bestemte man moto-renes stopp-egenskaper (stalling characte-ristics) under gjennomvarmningsperioden. Forsøket gikk ut på å starte motoren og umiddelbart presse den opp i turtall på 1500 o.p.m. Dette turtall ble opprettholdt i 30 sekunder, hvorpå motoren fikk anledning til å gå i 15 sekunder på tomgang. Hvis motoren stoppet før 15 sekunder var ut-løpet, ble den startet på ny og turtallet ble umiddelbart satt opp til 1500 o. p. m. i 30 sekunder. Hvis motorstopp ikke forekom, ble turtallet til etter tomgangsperioden øket på ny til 1500 o. p. m. Den annen peri-ode på 30 sekunder ved 1500 o. p. m. ble igjen fulgt av 15 sekunder tomgangstid hvilket ble gjentatt<7> avvekslende inntil motoren ble gjennomvårmet. Det ble ført en fortegnelse over antallet stopp som motorene fikk før fullstendig gjennom-varmning. In order to determine the efficiency of the fuel according to the invention, a series of tests were carried out on two test engines of the make Plymouth, model 1956. While the temperature and humidity were kept at different levels, the stalling characteristics of the engines were determined ristics) during the warm-up period. The experiment involved starting the engine and immediately pushing it up to a speed of 1500 rpm. This speed was maintained for 30 seconds, after which the engine was allowed to idle for 15 seconds. If the engine stopped before 15 seconds had elapsed, it was restarted and the engine speed was immediately increased to 1500 rpm for 30 seconds. If the engine stop did not occur, after the idling period the rpm was increased again to 1500 rpm. The second period of 30 seconds at 1500 rpm was again followed by 15 seconds of idling time which was repeated <7> alternately until the engine was thoroughly warmed up. A record was kept of the number of stops the engines had before complete warm-up.

Som basis-brennstoff ble brukt vanlig bensin, premium grade, med 10 pst. destil-lasjonspoint ved 47° C etter ASTM, en 50 pst. point ved 89° C, og en 90 pst. point ved As the base fuel, ordinary gasoline, premium grade, with a 10 percent distillation point at 47° C according to ASTM, a 50 percent point at 89° C, and a 90 percent point at

149° C ifølge ASTM Method D-86, som er 149° C according to ASTM Method D-86, which is

den anerkjente framgangsmåte ved måling av bensinens flyktighet. Bensinen inneholder også tetraetylbly, feiemiddel og antioksydasjonsmiddel av vanlig type. Bensinprøver med forskjellige andeler av isopropylalkohol (isopfopanol) og heksylenglykol og deres blandinger ble undersøkt og resultatene er gått opp i den neden-stående tabell: the recognized procedure for measuring the volatility of petrol. The petrol also contains tetraethyl lead, sweeping agent and antioxidant of the usual type. Petrol samples with different proportions of isopropyl alcohol (isopfopanol) and hexylene glycol and their mixtures were examined and the results are listed in the table below:

De foranstående resultater er satt opp En annen forsøksserie ble foretatt på grafisk på tegningen og viser tydelig at tre personbiler, og med et annet basis-blandingen nr. 6 ifølge tabell I, som repre- brennstoff, og forskjelige tilsetningsandeler senterer den foretrukne utførelse av opp- av samme glykol og alkohol. Resultatene finnelsen, utmerker seg ved særlig fordel- er vist 1 tabell II: The above results are set up Another test series was carried out graphically in the drawing and clearly shows that three passenger cars, and with another the base mixture no. - of the same glycol and alcohol. The results of the invention, distinguished by a particular advantage, are shown in Table II:

aktige og uventede egenskaper med hensyn expected and unexpected characteristics with respect

til reduksjon av motorstoppantallet. to reduce the number of engine stops.

Denne tabell viser at en blanding av This table shows that a mixture of

isopropylalkohol og heksylenglykol i volumforholdet 20/1 reduserer antall motorstopp isopropyl alcohol and hexylene glycol in a volume ratio of 20/1 reduces the number of engine stops

med minst 66 pst. og opp til 100 pst. dvs. with at least 66 per cent and up to 100 per cent, i.e.

fullstendig, hvilket er uttrykk for særlig completely, which is an expression of particularity

fordelaktige egenskaper. beneficial properties.

Som det fremgår av det ovennevnte As can be seen from the above

vedrører oppfinnelsen et motorbrensel the invention relates to a motor fuel

nærmere bestemt bensin, til hvilken det er more specifically gasoline, for which it is

tilsatt små mengder blanding av en enverdig alkohol som har 1 til 3 atomer kullstoffatomer pr. molekyl og en heksylenglykol, f. eks. 2-metyl-2,4-pentandiol i vo-lumforhold mellom 10 og 30 enverdige alko-holdeler til 1 glykoldel, hvor tilsetnings-mengden ikke overskrider 1,9 volumprosent, men er tilstrekkelig stor til å redusere added small amounts of mixture of a monohydric alcohol having 1 to 3 atoms of carbon atoms per molecule and a hexylene glycol, e.g. 2-methyl-2,4-pentanediol in a volume ratio of between 10 and 30 parts of monovalent alcohol to 1 part of glycol, where the amount added does not exceed 1.9 percent by volume, but is sufficiently large to reduce

antall motorstopp som skyldes isning med number of engine stoppages due to icing with

minst 66 pst. av det antall som vil fore-komme ved bruk av vedkommende brennstoff uten nevnte tilsetninger. at least 66 per cent of the number that would occur when using the relevant fuel without the aforementioned additives.

Claims

1. Motor fuel containing petrol, characterized in that the petrol has been added no more than 2 percent by volume of a

mixture consisting of a small portion of aliphatic diol with 4-20 and preferably 6-8 carbon atoms per molecule and a larger part of a monovalent aliphatic alcohol with from 1-3 carbon atoms per molecule in a volume ratio of at least 10 but not more than 30 parts of monohydric alcohol for each part of diol.

2. Fuel according to claim 1, characterized in that the aliphatic diol contains an alkyl-substituted group containing from 1-4 carbon atoms and preferably a methyl group which is directly linked to at least one of the carbon atoms to which the hydroxyl groups are linked.

3. Fuel according to claim 1-2, characterized in that the diol is 2-methyl, 2,4-pentanediol and the monohydric alcohol is isopropyl alcohol.

4. Fuel according to claim 1, characterized in that it contains from 0.4-1.8 volume percent of the monohydric alcohol and 0.01-0.095 volume percent of the aliphatic diol.