DE1015268B - Verfahren zum Betreiben eines Motors mit Kompressionszuendung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 46 a⁶ 6

INTERNAT. KL. C 10 1

PATENTAMT

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

E 111091 a/46 a^e 5. AUGUST 1955

5. SEPTEMBER 1957

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Motors mit Kompressionszündung¹ und insbesondere ein Verfahren zum Einspritzen von, Alkalimetallen in den Kraftstoff für solche Motoren, wodurch die Cetanzahl erhöht und die Verbrennungseigenschaften geregelt werden.

Es ist wünschenswert, ein Verfahren zur Einverleibung des Alkalimetalls in den Kraftstoff von Motoren mit Kompressionszündung zu schaffen, das die Probleme des Äbsetzens wie auch die Kraftstoff-Verschlechterung und die Gefahren, die sich bei Einwirkung des Wassers oder der atmosphärischen Bedingungen auf das Alkalimetall bei längerer Lagerung ergeben, beseitigt.

In einem Verfahren zum Betreiben eines Motors mit Kompressionszündung, bei dem Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eingespritzt und darin durch die heiße Komprimierte Luft auf Zündtemperatur erhitzt wird und das Verbrennungsprodukt mit Wirkung auf einen Kolben Energie erzeugt, wird der Kraftstoff an. einer Stelle zwischen, dem Kraftstoffbehälter und den. Einspritzdüsen erfindungsgemäß mit einer festen. Dispersion, feinzerteilten Alkalimetalls in Berührung gebracht, wobei das Metall freigegeben, und im Kraftstoff vor seinem Einspritzen, in die Verbrennungskammer suspendiert wird, wodurch, die Cetanzahl erhöht und die Verbrennungseigenschaften des Kraftstoffs verbessert werden.

Im allgemeinen wird der Kraftstoff mit der festen Dispersion des feinzerteilten Alkalimetalls an einer Stelle in dem Kraftstoffsystem zwischen dem Kraftstoffbehälter und der Auslaßöffnung oder den Auslaßöffnungen, der Einspritzdüsen in Berührung gebracht, z. B. an einer geeigneten Stelle zwischen der Kraftstoffpumpe und den Auslaßöffnungen der Einspritzdüsen oder zwischen, dem Kraftstoffbehälter und. der Pumpe. Es wird vorgezogen, den Kraftstoff zwischen dem Kraftstoffbehälter und der Pumpe mit der festen Dispersion, in Berührung zu bringen, um die Beaufschlagung des Dispersionsbehälters mit dem hochkomprimierten. Kraftstoff zu vermeiden, welche infolge des damit in der Regel verbundenen Druckverlustes den. Einspritzvorgang in die Verbrennungskammer unter Umständen verschlechtern würde. Die Zeitdauer zwischen, dem Inberührungbringen und der Einspritzung beträgt nur wenige Sekunden, gewöhnlich nicht mehr als ungefähr 1 Minute, vorzugsweise weniger als 30 Sekunden,.

Zunächst ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren ein wirksames und praktisches Einführen feinzerteilten, Alkalimetalls in: einen Dieselkraftstoff zwecks Verbesserung seiner Verbrennungseigenschaften, und Cetanzahl. Bei der Durchführung der Erfindung wird der Kraftstoff unmittelbar vor dem Verfahren zum Betreiben eines Motors
mit Kompressionszündung

Anmelder:

Ethyl Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. August 1954

Rowland Scott Bevans, Franklin, Mich. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Einspritzen, in die Verbrennungskammer über die faste Dispersion, geleitet. Auf diese Weise werden; mittels Erosion, und Auflösung des Dispersionsmediums die feinzertailten Alkalimetallteilchen freigegeben und in dem Kraftstoff suspendiert. Die erfindungsgemäß verwendete feste Dispersion enthält ein Gemisch aus feinzerteiltem Alkalimetall, das gleichmäßig in einem festen Medium dispergiert ist. In einer anderen. Ausführungsform enthält die feste Dispersion, ein Gemisch aus feinzertedltem Alkalimetall, einem Dispersionsmedium und einem Modifiziermittel, welches die Dispersion, verändert, um einzelne physikalische Eigenschaften, zu verbessern.

Die Konzentration des fainzerteilten Metalls kann in weiten Grenzen, und zwar zwischen etwa 10 und 85 Gewichtsprozent, variiert werden. Die besten Ergebnisse werden, jedoch, erreicht, wenn die Konzentration zwischen ungefähr 40 und 65 Gewichtsprozent liegt. Auch die Teilchengröße des Alkalimetalls kann in weiten. Grenzen, und zwar von: sehr winzigen, bis zu ungefähr 1000 μ großen Teilchen, variiert werden. Vorzugsweise soll die Teilchengröße nicht mehr als ungefähr 20 μ betragen,, da diese sich als wirkungsvollste erwiesen hat. Die erfindungsgemäß verwendeten Dispersionismedien sind unter atmosphärischen: Bedingungen feste Körper. Im allgemeinen, können, sie irgendeine feste organische Verbindung oder ein Gemisch; sein, welches im wesentlichen, inert oder zur Reaktion mit einem Alkalimetall nicht fähig ist, im wesentlichen, im Dieselkraftstoff aber löslich ist und

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einen Schmelzpunkt hat, der ungefähr bei atmosphärischer Temperatur liegt. Besonders bevorzugt warden solche Dispersionsmedien, welche einen Schmelzpunkt von über etwa, 70° C haben, da, die festen Metalldispersionen,, die als Dispersionsmedium einen Stoff mit solchen physikalischen Eigenschaften enthalten, für die Einführung des Metalls in den Dieselkraftstoff durch. Erosion und Auflösung am praktischsten sind. In einigen Fällen, kann das feste Dispeirsionsmediutn auch einen niedrigeren Schmelzpunkt, z. B. über 60° C, haben, was von den klimatischen Bedingungen abhängt, unter denen die feste Dispersion verwendet werden soll. Ein anderes Kriterium für die Wahl des Dispersionsmediums ist, daß es im wesentlichen im Dieselkraftstoff in einem Temperaturbereich von; —50 bis +70° C löslich ist. So· werden erfindungsgemäß als Dispersionsmedien feste Stoffe verwendet, die vorzugsweise aus Kohlenwasserstoffen oder Äthern gewählt sind. Die festen Kohlenwasserstoffe können nichtaromatisch oder aromatisch sein. Als feste nichtaromatische Kohlenwasserstoffe kommen die festen Alkane, Alkene, Cyclane, Cyclone, Polycyclane und Polycyclene in Frage.

Wenn das feste Dispersionsmedium ein aromatischer Stoff ist, so· kann dieser einkernig oder mehrkerniig sein, wobei die Ringe miteinander kondensiert oder nichtkondensiert sein können.

Wenn die Dispersionsmedien Äther sind,, so· können sie beliebiger Art sein, soweit sie fest sind und im allgemeinen die oben beschriebenen Kennzeichen besitzen. Als Äther kommen sowohl nichtaromatische als auch aromatische Äther in Frage. In vielen. Fällen ist es infolge veränderlicher klimatischer Bedingungen und Handhabung der festen Dispersion wünschenswert, daß diese besondere physikalische Kennzeichen beibehält. Dazu gehört z. B., daß sie ein fester Körper ist, der sich dimensional nicht verändert. Die feste Dispersion soll weder bei Temperaturen von —50 bis + 70° C Hießen noch soll sie ihre Fo>rm verlieren, wenn ein Flüssigkeitsdruck darauf ausgeübt wird. Sie soll auch bruchfest sein und ihre Form nicht verlieren, wenn sie aus einer Entfernung von ungefähr 90 cm auf eine feste Oberfläche fallengelassen wird. Gleicherweise sollte sie bei rascher Temperaturänderung in dem obenerwähnten Bereich keine Wärmeverbiegung zeigen. Die feste Dispersion sollte eine im wesentlichen gleiche Löslichkeit oder Erosion in dem Kraftstoff innerhalb des genannten Temperaturbereichs haben, und die erodierten. Teilchen, sollten nicht größer als 1 mm sein, um das Verstopfen der Kraftstoffleitung und der Einspritzdüse zu vermeiden. Um diesen besonderen, physikalischen Eigenschaften gerecht zu werden, werden die oben beschriebenen Dispersionen, durch das Einverleiben eines Zusatzstoffes, der als »Modifiziermittel« bezeichnet wird, modifiziert.

Dia erfindungsgemäß verwendeten. Modifiziermittel sind Flüssigkeiten, feste Körper, halbfeste Körper oder Fette. Auch feste Kö'rper, die von dem Dispersionsmedium verschieden sind, können, als Modifiziermittel verwendet werden. Unter »Modifiziermittel« sind Stoffe zu verstehen, die die physikalischen Eigenschaften der festen Dispersion verändern,. Im allgemeinen besteht für die Modifiziermittel die Bedingung, daß sie in, der Dispersion; oder dem Dispersionsmedium im wesentlichen löslich sind, dem Metall und nichtmetallischen Stoffen gegenüber im wesentlichen inert sind und in dem Kraftstoff, in dem die feste Dispersion gelöst oder erodiert werden soll, im wesentlichem löslich sind. Insbesondere werden, solche Stoffe bevorzugt, die bei Einverleibung in das Dispersionsmedium die Erosion und Lösungseigenschaften, der Dispersion] im Kraftstoff derart modifizieren, daß diese innerhalb des Temperaturbereichs von, — 50 bis + 70° C im wesentlichen die gleichen sind. Es ist auch vorteilhaft, wenn das Modifiziermittel einen Schmelzpunkt unter der Temperatur hat, bei welcher die Dispersion, hergestellt werden soll, obgleich dies nicht erforderlich ist, falls das Modifiziermittel aus kleinen Teilchen, vorzugsweise kleiner als ungefähr 100 μ, besteht und in dem Medium dispergierbar ist. Vorzugsweise verwendet man als Modifiziermittel solche Stoffe, die einen über dem Schmelzpunkt des Alkalimetalls liegenden Siedepunkt haben, um bei der Herstellung der Dispersion die Anwendung von Druck zu vermeiden.

Wie oben, beimerkt, können als Modifiziermittel Flüssigkeiten,, halbfeste Kö'rper, Fette oder auch feste Körper dienen. Wenn die Modifizietrmittel Flüssigkeiten sind, können sie aus der Gruppe der flüssigen Kohlenwasserstoffe und Äther gewählt werden. Die flüssigen. Kohlenwasserstoffe können nichtaromatische oder aromatische Stoffe sein. Als flüssige nichtaromatische Kohlenwasserstoffe kommen flüssige Alkene, Alkane, Cycloalkane und Cycloalkene in Frage.

Wenn das Modifiziermittel ein flüssiger Äther ist, so kommen nichtaromatische und aromatische Äther und Polyäther in, Frage. Als nichtaromatische Äther können die einfach, aliphatischen und gemischten Äther verwendet werden.

Es ist nicht notwendig, daß das flüssige Modifiziermittel ein reiner Stoff ist. Man kann Gemische der obengenannten, Modifiziermittel, z. B. von Erdöldestillation, Kerosenen, Paraffinen- einschließlich Dieselkraftstoff, Benzin, Gemische von Äthern u. dgl., verwenden. Wenn das Modifiziermittel ein halbfester Stoff ist, kann es aus Vaselin, Erdölwachs und natürlichen, oder synthetischen. Fetten, vorzugsweise auf Kohlenwasserstoffbasis, bestehen. Wenn das Modifiziermittel ein fester Stoff ist, können die oben beschriebenen Dispersionsmedien verwendet werden, vorausgesetzt, daß das Modifiziermittel von dem verwendeten Dispersionsmedium verschieden ist und die physikalischen Eigenschaften der Dispersion, wie oben angegeben, verändert. In einigen Fällen, besonders wenn nur eine kleinere Menge, d. h. weniger als ungefähr 2 Gewichtsprozent, verwendet wird, sind bestimmte anorganische Modifiziermittel geeignet. Zum Beispiel sind Bentone, insbesondere die aktivierten Bentonite, mit guten Ergebnissen verwendet worden. Ähnlicherweise können Gemische von Modifiziermitteln verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Gemisch aus Vaseline und einem Erdöldestillat, das einen Endsiedepunkt von 288° C, ein Gefriermaximum von — 60° C und ein spezifisches Gewicht von ungefähr 0,825 hat, die Erosions- undLöslichkeitseigenschaften ändern und sie innerhalb des Temperaturbereichs von ungefähr — 50 bis + 70° C gleichmäßiger machen. Es wurde gefunden, daß Vaseline die Löslichkeit und Erosion bei den. niedrigeren Temperaturen erhöht und das obengenannte Erdöldestillat bei den höheren Temperaturen, das gleiche tut. Flüssige Kohlenwasserstoffe oder Gemische dieser Stoffe sind bevorzugte Modifiziermittel, da sie sich zur Modifizierung der physikalischen Eigenschaften der Dispersion hervor- · ragend eignen.

Es ist bekannt, gewisse Metalle dem Dieselkraftstoff zuzusetzen, um seine Cetanzahl und seine Ver-* brennungseigenschaften zu erhöhen. So sind zuiiif Zwecke der Zuführung feinverteilten Natriums in den?;

Verbrennungsraum von Motoren flüssige Natriumdispersionen bekannt, die jedoch, verglichen, mit den erfindungsgetnäßen Dispersionen, Nachteile aufweisen. Wenn man die bekanntem Dispersionen mit dem Treibstoff vermischt, setzt sich bei dessen Lagerung das Metall a.b. Bei Vermischung im Verteilungssystem des Motors, treten, dadurch Nachteile auf, daß sich die Metallteilcheni absetzen und die Konzentration des Metalls im Treibstoff stark schwanken kann. Um die Reaktionsfähigkeit der Metallteilchen mit dem im Treibstoff in geringen' Mengen vorhandenen. Wasser und damit die Feuergefahr herabzusetzen,, überzieht ma.n> dia Metallteilchen mit Kunststoffen, wodurch jedoch deren Wirkung auf die Verbesserung dar Cetanzahl bedeutend vermindert wird. Nach einem weiteren. Verfahren wird an einer Stelle zwischen dem Brennstofftank und den. Injektionsdüsen, des Motors, eine flüssige Dispersion in den Treibstoff eingeführt. Alle diese Maßnahmen bieten nicht die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, die darin bestehen, daß man den Treibstoff mit einer fasten Dispersion, feinvarteilten Alkalimetalls in Berührung bringt, wodurch das. Alkalimetall auf praktische Weise wirksam und gleichmäßig in dem Treibstoff verteilt und somit die Cetanzahl des Treibstoffs in jeweils erforderlichem Maße verbessert wird.

Das Problem des Absetzeins des Metalls in, dem Kraftstoff wird dadurch, beseitigt, daß das Metall unmittelbar vor dem Einspritzen in den, Motor suspendiert wird. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens· zum Betreiben eines Motors mit Komprassionszündung· besteht darin, daß die Dispersion nicht durch atmosphärische Einwirkung verunreinigt wird und es auch nicht notwendig ist, das Alkalimetall erneut zu dispergieren, was bei Verwendung flüssiger Dispersionen infolge Absetzens während das Lagerns nötig ist.

Ein; anderer Vorteil ist, daß die Dispersion schnell gehandhabt werden kann und, auch unter extremen Bedingungen nicht absetzt, die häufig erforderlich sind,, wenn, die Motoren an, verschiedenen Orten, betrieben werden.

Beispiel 1

In einen Behälter, der mit einer Vorrichtung zum Erhitzen, unter Rühren, einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung versehen war, wurden. 200 Teile Naphthalin und 200'Teile Natriumstückchien, die eine Größe von ungefähr 1 mm hatten, gebracht. Das Gemisch wurde auf 49° C erhitzt und in einer Atmosphäre von vorher gereinigtem Stickstoff gehalten,. Dann, wurde das Gemisch ungefähr 20 Minuten lang mit einem kreuzförmigen Rührer gerührt, der ungefähr 20^; 000 Umdrehungen, pro· Minute machte. Nach Ablauf dieser Zeit wurde das Gemisch in eine zylindrische Form gegossen, und in einer Atmosphäre von. vorher gereinigtem Stickstoff auf Raumtemperatur abgekühlt. Eine Probe dieser festen Dispersion wurde in.Kerosen gelöst, um die Teilchengröße des Natriums zu bestimmen. Diese bewegte sich im Bereich von 1 bis 20'μ und betrug im Durchschnitt 9 μ.

Ein zylindrischer Behälter, der zur Aufnahme eines Teils der festen Dispersion, geeignet war und ein Einlaß- und Auslaß rohr hatte, so daß eine Flüssigkeit über die feste Dispersion geleitet werden konnte, wurde an die Kraftstoffleitung eines C. F.R.-Dieselmotors zwischen dem Kraftstoffbehälter und einer Pumpe, die einen Teil des Kraftstoffsystems bildete, angeschlossen. Ein Teil der wie oben beschrieben hergestellten Dispersion wurde in den Behälter gebracht.

Ein Diesekraftstoff, und zwar Straightrun-Benzin aus· Erdöl, mit einer Cetanzahl von 33 wurde in den Kraftstoffbehälter gebracht und mit solcher Geschwindigkeit über die Dispersion geleitet, daß der Kraftstoff durch Erosion und Auflösen des Dispersionsmediums ungefähr 0,05 Gewichtsprozent Natrium enthielt. Die Cetanzahl nach dem ASTM-Test Nr. D. 613 war auf 75 gestiegen.

Baispiel 2

Eine feste Dispersion, dia 200¹TeUe Natrium, 200 Teile Naphthalin, 40 Teile Vaseline und 1 Teil Ölsäure enthielt, wurde wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt und verwandet. Die Größe der Natriumteilchen in dieser Dispersion betrug 1 bis 19 μ und durchschnittlich 8 μ.

Beispiel 3

Ähnliche Ergebnisse wurden mit einer festen Dispersion, erhalten, die 200^! Teile Natrium, dessen Teilchengröße, 1 bis 20 μ und im Durchschnitt 8 μ betrug, 196 Teile Diphenyl, 2 Teile Ölsäure und lOTeile Kerosen enthielt.

Beispiel 4

Dieser Versuch wurde im wesentlichen ebenso wie oben, durchgeführt, wobei eine feste Dispersion aus 200'Teilen Natrium, dessen Teilchengröße 1 bis 12 μ und im Durchschnitt 6 μ betrug, 198 Teilen Naphthalin, 2 Teilen Ölsäure und 10¹ Teilen eines Erdöldestillats verwendet wurde, das ein Siedepunktmaximum von 288° C und ein Gefrieirpunktmaximum von - 60° C hatte.

Beispiel 5

Besteht die verwendete Dispersion aus 198 Teilen Natrium, dessen. Teilchengröße 1 bis 25 μ und im Durchschnitt 10 μ beträgt, 198 Teilen. Naphthalin, 2 Teilen Ölsäure und 4 Teilen Paraffinwachs, so beträgt dia Cetanerhöhung 66 bei einer Natriumkonzentration in dem Kraftstoff von ungefähr 0,25 Gewichtsprozent.

Beispiel 6

Eine Dispersion, die aus 200'Teilen. Natrium, dessen. Teilchengröße 1 bis 30^: μ und. im Durchschnitt 11 μ betrug, und 200 Teilen p-Diäthoxybenzol bestand, wurde in der oben beschriebenen Weise mit dem Kraftstoff erodiert, der mit einer Geschwindigkeit von, 15 cm pro Sekunde floß. In diesem Falle wurde eine Cetanzahl von, 93 erhalten bei einer Natriumkonzenitration von etwa 0,15 Gewichtsprozent im Kraftstoff, im Gegensatz zur Cetanzahl 33 des Ausgangskraf ts toff s.

Beispiel 7

Wird eine Dispersion aus 20¹O¹ Teilen Natrium, dessen, Teilchengröße 1 bis 32 μ und im Durchschnitt 13 μ beträgt, 198 Teilen Durol, 2 Teilen ölsäure und 15 Teilen n-Butyl-n,-propyläther durch den Kraftstoff derart erodiert, daß die Natriumkonzentration in dem Kraftstoff während der Verbrennung etwa 0,2 Gewichtsprozent beträgt, so beträgt die Erhöhung der Cetanzahl 65.

Ähnliche, Ergebnisse werden erhalten, wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren statt Natrium andere Alkalimetalle, wie z. B. Kalium, Lithium, Rubidium oder Caesium, verwendet warden,. Gleich gute Ergebnisse werden erhalten, wenn andere als die in den Beispielen angegebenen Dispergiermedien verwendet

werden, ζ. B. Acenaphthalm, 2-Phenylnaphthalin und ähnlictie der vorher erwähnten Kohlenwasserstoffe und Äther. Zum Beispiel ergeben folgende Di'spersionszusammensetzungen ähnliche Ergebnisse: eine feste Dispersion von feinzerteiltem Kalium in Acenaphthalin und Mineralöl, eine feste Dispersion von feinzerteiltem Lithium in 1-Pheny !naphthalin und Kerosen und eine feste Dispersion von feinzerteiltem Natrium in, Diphenylenoixyd und Mineralöl.

Wie oben bemerkt, werden in.· gewissen. Fällen Di- ίο spergiermittel in der Dispersion verwendet, da diese Dispergiermittel eine Zusammanballung der Metallteilchen verhindern, wenn sie später durch den Kraftstoff erodiert werden, und auch die Erzeugung feiner zerteilter Metalltailchen in der Dispersion' bewirken. Obwohl Dispergiermittel nicht in allen. Fällen erforderlich, sind«, ist es doch vorteilhaft, sie stets zu verwenden.. Solche Mittel sind gut bekannt. Zu den erfindungsgemäß verwendeten; Mitteln gehören Fettsäuren und ihre Salze, Kohlenruß, hochmolekulare Alkohole und Äther, bestimmte Polymeren und Copolymere^.

Das Verhältnis dar einzelnen Bestandteile: in· der festen Dispersion kann geändert werden. Im allgemeinem enthält eine bevorzugte Dispersion 0,8 bis 1,2 Teilei Dispeirsionsmedium. pro Gewichtsteil Alkalimetall. Wenn ein Modifiziermittel verwendet wird, sollte seine Menge etwa 0,005 bis 0,6 Gewichtsteil proi Gewichtsteil Alkalimetall betragen, und die Menge des Dispergiermittels sollte etwa, 0,0 bis 0,25 Gewichtsteil pro Gewichtsteil Alkalimetall sein. Eine besonders bevorzugte Zusammensetzung enthält etwa 0,9 bis 1,05 Teile Dispersionsmedium, etwa 0,01 bis 0,5 Teil Modifiziermittel und etwa 0,0 bis 0,01 Teil Dispergiermittel pro Gewichtsteil Alkalimetall.

Selbstverständlich kann die. äußere Form der Dispersion: je nach der verwendeten Gieß- oder Preßform sehr verschieden, sein. Sie kann, z. B. würfelförmig, zylindrisch, oder rund sein oder einen, festen Körper mit unregelmäßiger Oberfläche darstellen. Ebenfalls können verschiedene Formen, zur Erodierung dar Dispersion in den Kraftstoff verwendet werden,. Ferner können diese Dispersionen,, obwohl sie unter atmosphärischen: Bedingungen, nicht zu reaktionsfähig¹ sind, mit verschiedenen. Kunststoffen,, dia vor dem Gebrauch der festen, Dispersion leicht abgezogen! werden können, odar mit im Kraftstoff löslichen Stoffen, wie z. B. mit festen Kohlenwasserstoffen!, welche die Dispersion vor Verunreinigung schützen und sich beim Gebrauch, auflösen, überzogen werden. Solche Überzüge werden, durch Eintauchen oder Spritzen, aufgetragen.

Der Kraftstoff wird mit der festen, Dispersion, an einer geeigneten Stelle zwischen dem Kraftstoffbehälter und den Einspritzdüsen, in, Berührung gebracht. Die Berührung kann zwischen, der Kraftstoffpumpe und den Einspritzdüsen, oder vorzugsweise zwischen dem Kraftstoffbehälter und der Pumpe bewerkstelligt werden. In jedem Fall beträgt die Zeit zwischen Kontakt und Verbrennung nur Sekunden, im allgemeinen nicht mehr als etwa 1 Minute und gewöhnlich weniger als 30 Sekunden. Somit kann ein Absetzen und eine schlechte Verteilung des Alkalimetalls· nicht stattfinden. Ein weiteres Kriterium für die Wahl der Stelle des Kontaktes der festen, Dispersion in dem Kraftstoffsystem ist, daß die Rohrleitungen hinter dem Dispersionsbehälter keine Verengungen unter 1 mm haben. Kleinere Verengungen sollen vermieden, werden, um eine etwa eintretende Verstopfung zu vermeiden. In dem Kraftstoffsystem der handelsüblichen Dieselmotoren; sind nur geringe Änderungen) erforderlich. Zum Beispiel kann in einem Motor, in dem überschüssiger Kraftstoff zürn Kühlen der Einspritzdüsen verwendet und dieser Überschuß in, den Kraftstoffbehälter wieder zurückgeleitet wird, das Rückleitungsrohr ein Aufnahmerohr zum Dispersionsbehälter haben, das mit seinem Ausgangsende mittels eines an der Verbindungsstelle das Rückfluß- und des Aufnahmerohres angeordneten! T-Vemtils od. dgl. mit der Kraftstoffleitung· zwischen dem Kraftstoffbehälter und der Pumpe verbunden ist. Der Rückfluß zu. der Kraftstoffleitung kann unterbrochen werden, wenn, das Metall in den Kraftstoff erodiert werden soll, wodurch eine unnötige Erhöhung der Metallkonzentration, vermieden wird. In solchen Motoren, die keinen Rückfluß haben·, wird, wie in den Beispieleini beschrieben ist, der Dispersionsbehälter mit der Kraftstoffleitung verbunden, und bildet einen Teil des Kraftstoffsystems.

Es können, auch geeignete Mittel zur Umgehung der Dispersion in jenen Fällen vorgesehen werden, in denen, die: vorteilhafte Wirkung· des Alkalimetalls nicht benötigt wird. Dies, wird dadurch leicht erreicht, daß man über die Fläche der festen Dispersion eine Parallelkraftstoffleitung führt, die sich leicht durch mechanische Mittel abschalten läßt. Zum Beispiel kann der Kraftstoff, wenn der Motor in kaltem Zustand angelassen wird, zuerst über die feste Dispersion· geleitet werden, wodurch die Zündfähigkeit des kalten. Anlaßkraftstoffs· infolge Gegenwart des Alkalimetalls verbessert wird. Nachdem der Motor eine kurze Zeit gelaufen, ist, wird die Wirkung des Alkalimetalls vielleicht nicht mehr erforderlich sein, worauf die Kraftstoffleitung unter Umgehung der Dispersion geschaltet wird. Dieses Verfahren kann auch vorteilhaft bei der Beschleunigung nach einer Leerlaufperiode verwendet werden, wo die verbesserten Cetankennzahlen, des Kraftstoffs erforderlich sind. Wenn ein Abzweigungssystem verwendet wird, so kann es sich auch um eine partielle Abzweigung handeln, d. h. daß nur ein kleinerer Teil des Kraftstoffs über ein Ventil oder andere geeignete Mittel über die feste Dispersion geleitet wird und der Rest nicht. Die zwei Ströme werden dann nachträglich zusammengeführt und vor dem Pumpen oder Einspritzen in die Verbrennungskammer gemischt.

Claims (12)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren, zum Betreiben von Motoren mit Kompressionszündung unter Zusatz von Alkalimetallen in feinverteilter Form zum Treibstoff zwecks Erhöhung von dessen Cetanzahl, dadurch gekennzeichnet, daß das feinverteilte Alkalimetall in Form einer festen Dispersion zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Dispersion aus feinverteiltem Natrium und Naphthalin besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Dispersion aus einem Gemisch aus feinverteiltem Natrium, Naphthalin und einem Mineralöl besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das fednverteilta Alkalimetall enthaltende feste Dispersion aus 0,8 bis 1,2 Gewichtsteilen: eines Dispersionsmediums auf 1 Gewichtsteil des Alkalimetalls besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die festa Dispersion, aus feinverteiltem Alkalimetall und aus einem Gemisch,: von 0,8 bis 1,2 Teilen, Naphthalin, etwa 0,005 bis ;!'

0,6 Gewidhtsteil eines Modifizierungsmittels und bis zu etwa 0,25 Gewichtsteil eines Dispergiermittels auf 1 Gewichtsteil Alkalimetall besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Dispersion aus feinverteiltem Alkalimetall eine Konzentration von etwa 10· bis 85 Gewichtsprozent des Metalls in einem festen, in. Motoirtreibstoffen lößlichen Dispersicnstnedium hat.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das. Disparsionsmedium aus festen organischen. Verbindungen oder deren Gemischen besteht, die einen Schmelzpunkt oberhalb der Normaitempeiratur (20° C) haben.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispersionsmedium ein fester Kohlenwasserstoff ist.

9. Verfahren nach Anspruch, 6, dadurch, gekennzeichnet, daß das Disparsionsmedium ein Erdölwachs ist.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall Natrium ist.

11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall Natrium in einer Teilchengröße von etwa, 1000 μ und da,s Dispersionsmedium Erdölwachs ist und daß das Natrium in einer Konzentration von etwa 40¹ bis 45 Gewichtsprozent in dem Erdölwachs enthalten ist.

12. Verfahren, nach Anspruch, 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den Dieseltreibstoff mit einer festen Dispersion aus· Natrium mit einer Teilchengröße unter etwa 20 μ in einer Konzentration von 40¹ bis 50' Gewichtsprozent in Erdölwachs in Berührung bringt.

In, Betracht gezogene Druckschriften.:
Deutsche· Patentschrift Nr. 844 986;
USA.-Patentschriften Nr. 2 642 345, 2 642 344.

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