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Motortreibstoff. Die Erfindung beschäftigt sich mit der Verbesserung
von Motortreibstoff-Zusammensetzungen für Hochleistungs-Vergasermotore.
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Einer der wichtigsten Faktoren der derzeitigen Fahrzeugmotor-Weiterentwicklung
bestand in dem Streben nach erhöhter Motorleistung pro Kubikzentimeter Zylinderinhalt.
Dies wurde durch Verbesserung im Gaswechsel, d.h. Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrades,
und durch Anwendung höherer Verdichtungsverhältnisse erzielt. Die Gasweehselverbesserungen
ergaben sich durch Verwendung von Mehrschwimmer-Vergasern, weitlumigen Verteilerrohren
und verbesserten Nockenwellenkonstruktionen. Diese Abänderungen wirken sich auf
die Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades des Motors bei mittleren und
hohen Drehzahlen aus. Hieraus ergibt sich ein Motor, der im Bereich mittlerer
und
hoher Drehzahlen ein höheres Drehmoment besitzt und sich daher besser für die Kombination
mit automatischen Getrieben eignet, bei denen die niedrigste Drehzahl für Vollastbetrieb
des Motors durch den Drehmomentenwandler auf ungefähr 1800 tT/min oder darüber begrenzt
wird.
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Die Entwicklung und Anwendung dieser neuen Hoehleistungsmotore hat
aber ein neues Betriebsproblem, nämlich das des
Hochtour-Klopfens,
geschaffen, Wenn diese Hochleistungsmotore nämlich hochtourig, z.B. mit 3000 U/min,
laufen, rufen sie ein Klopfen hervor, das insbesondere bei hochtouriger Beschleunigung
und in Zeiten hochtourigen Betriebs unter Schwerlast vorherrscht. Daher besteht
in der Technik ein ausgesprochener Bedarf nach Mitteln zur wirksamen Überwindung
dieses Hochtour-Klopfproblems.
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Erfindungsgemäss wird eine Motortreibstoff-Zusammensetzung geschaffen,
die insbesondere zur Beseitigung von Hochtour-Klopfen in Mehrzylinder-Vergasermotoren
geeignet ist und deren Besonderheit darin besteht, dass das Benzin, das - gemäss
ASTK Testverfahren D-908 - einen Nominal-Oktanwert von mindestens etwa 95 und vorzugsweise
97 oder mehr aufweist, mit etwa 0,13 bis etwa 1,66 g/Liter Blei in Form von Tetramethylblei
verschnitten ist.
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Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf die Schaffung einer Motortreibstoff-Zusammensetzung,
die ausserdem noch anderes Tetraalkylblei enthält, bei dem mindestens eine der glkylgruppen
aus einer Äthylgruppe besteht. In diesem Falle wird das Benzin mit etwa 0,26 bis
etwa 1,67 g/Liter Blei in
| Form einer Mischung von Tetraalkylblei-Antiklopfsubatanzen |
| versohnittdn, deren Alkylgruppen aus Methyl und Äthyl-bestehen, |
| liegt |
| wobei die Besonderheit der Mischung darin; dass etwa 25 bis
. |
etwa 75 % der Alkylgruppen aus Methyl- und der Rest aus Äthylgruppen bestehen,
und die Besonderheit des Motortreibotoffe darin besteht, das$ er etwa 13 bis etwa
55 Vol.-% aromatische Benzinkomponenten, etwa 1 bis 42 Vol4-% Benzinkomponenten
und
etwa 27 bis 83 Vol.-96 gesättigte Benzinkomponenten enthält und im klaren Zustande,
also beispielsweise ohne irgendeinen Antiklopfzusatz, eine CFR-Oktanzahl von mindestens
81 besitzt.
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Erfahrungsgemäss zeigen Motortreibstoffe der vorstehend angegebenen
Zusammensetzung überragende Antiklopfeigenschaften. Dies beruht auf dem einzigartig
hohen Ansprechen dieser Treibstoffe auf diese Antiklopfmischungen. Die für diese
Bleialkylgemische spezifische Antiklopfleistung ;übertrifft sogar noch die spezifische
Antiklopfleistungefähigkeit von Tetraäthylblei in den gleichen Grundbenzinen.
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Unter den meisten Hochtour-Betriebsbedingungen wird eine
besonders
grosse Leistungsfähigkeit dann erzielt, wenn die. Bleikonzentrationen im Bereich
von etwa 0,73 bis etwa 1,53 g/Ziter in Form von Tetramethylblei liegen.
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Als nomineller Oktanwert gilt derjenige Wert eines Benzins, das 0,79
cem/Liter Tetraäthylblei enthält und auf seine Oktaneigenschaft nach der Norm-ASTM
Untersuchungsmethode (ASTK-Testmethode D.-908) getestet wird, wie sie in dem "ASTM
Manual of Engine Test Methods for Rating Fuels" niedergelegt ist. Der nominelle
Oktanwert der erfindungsgemäss verwendeten Benzine ist also ein Charakteristikum
oder eine Eigenschaft der Grundtreibstoffe, die sehr leicht mit Hilfe der Norm-Untersuchungstechnik
auf Klopfeigenschaften bestimmt werden kann.
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Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der
kritischen
Natur des Benzins, wie-sie durch seinen nominellen
ASTM-Oktanwert ausgedrückt
wird. Erfahrungegemäas ergibt
bei einem Benzin mit einem nominellen
ASTM-Oktanwert von mindestens etwa 95 ein Zusatz von Tetramethylblei obigen Konzentrationsbereichs
ungewöhnlich hohe Wirksamkeit bezüglich Ausräumung des Hochtour-Klopfproblems. Andererseits
ergibt ein Zusatz von Tetramethylblei zu einem Benzin mit einem nominellen Oktanwert
von weniger als etwa 95 eine Zusammensetzung, die gegen Hochtour-Klopfen nicht wirksamer
als das heutzutage handelsübliche Antiklopfmittel, nämlich Tetraäthylblei, ist.
Daher benutzt man zur Bestimmung der möglichen Brauchbarkeit eines Grundbenzins@für
die erfindungsgemässe Verwendung. das einfache Hilfsmittel, dass man eine Probe
dieses Grundbenzins mit 0,79 Tetraäthylblei verschneidet und-den Antiklopfwert des
so gewonnenen Treibstoffs nach der ASTM-Methode bestimmt. Wenn die so am Versuchsmuster
festgestellte Oktanzahl etwa 95 oder mehr beträgt, dann ist damit eindeutig festgestellt,
dass das klare, z.B. unverbleite Grundbenzin für einen erfindungsgemässen
Verschnitt mit Tetramethylblei ideal geeignet ist. Wenn jedoch das Versuchsmuster
eine ASTM-Oktanzahl unter 95 aufweist, dann erzielt man durch Zugabe von Tetramethylblei
zum übrigen Grundbenzin keinen besonderen Erfolg.
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Vor näherer Erläuterung der Erfindung ist eine eingehende Betrachtung
der Natur und Einzigartigkeit des Hochtour-Klopfproblems wünschenswert.
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Die Entwicklung moderner Hochleistungs-Vergasermotore hat bezüglich
der Maschinenleistungseigenschaften auffällige Änderungen verursacht. Dies wurde
durch Untersuchungen an
drei Motoren moderner Bauart und unterschiedlicher
Verbrennungsraum-Ausgestaltung auf Motordynamometer-Testständen nachgewiesen. Diese
Motore hatten Verdichtungsverhältnisse bis zu 11 : 1 und stellten somit Vertreter
der modernen Hochleistungsmotortypen dar.
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Eine ,sollständige Motordurchmessung wurde bei Vollgas über den gesamten
Drehzahlbereich hinweg durchgeführt. Die Messungsergebnisse wurden gemittelt und
mit den entsprechenden Daten an drei 1955 V-8-Motoren verglichen. Die Vergleichsergebnisse
sind in der beigegebenen Zeichnungsfigur graphisch wiedergegeben.
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In dieser Zeichnung sind Vergleiche zwischen Maschinenleistung und.Oktanzahlerfordernis
als Funktion der Motordrehzahl aufgetragen. Die - in Einheiten des mittleren Bremsnutzdrucks
(BMEP) - ausgedrückte, mittlere Leistung der 1955 Motore ist durch Kurve B und die
gleichen Daten für die ganz modernen Hochleistungsmotore mit einem 11
: 1 -Verdichtungsverhältnis sind in Kurve A dargestellt. Ein Vergleich beider
Kurven zeigt, dass die Leistung der hochverdichteten Motore insbesondere im Bereich
mittlerer und hoher Drehzahlen beträchtlich höher war. Wie bereits erwähnt, beruht
dieser Leistungsgewinn sowohl auf dem höheren Verdichtungsverhältnis als auch auf
der verbesserten, volumetrischen Leistung bei hohen Drehzahlen, die wiederum auf
Unterschieden in der Nockenwellenkonstruktion, weniger Verengungen in der Ansaugleitung
und auf der Verwendung von Qiersehwimmervergaeernberuht.
Die Kuren
0 und D zeigen die Oktanansprüche über den Drehzahlbereich hinweg einerseits bei
modernen, 11 s 1 verdichteten Motoren und andererseits bei 1955 V-8-Motoren. Ein
Vergleich beider Kurven zeigt, dass die obenerwähnten Änderungen im Verdichtungsverhältnis
und in der volumetrisehen Leistung bei hoher Drehzahl eine ausgeprägte Wirkung auf
die Oktanzahlansprüche ausübten. Die mittlere Oktananspruchskurve für 11 s 1 verdichtete
Motore, d.h.Kurve C, verläuft ganz flach, und die Anspruchsminderung zwischen 1200
bis 3000 U/min beträgt nur 3 Oktanzahlen. Im Gegensatz dazu zeigen die mittleren
Daten für die drei Motore aus der 1955-Produktion eine viel schnellere Abnahme der
Oktanansprüche bei zunehmender Drehzahl, und zwar fallen die Ansprüche zwischen
1000 und 3000 U/min um 12 Oktanzahlen. Daher zeigen die Kurven 0 und D deutlich
die zusätzliche Beanspruchung, denen ein Treibstoff bei hohen Motordrehzahlen unterworfen
ist, falls die Motorbauart eine hohe Leistung bei solchen Gesohwindigkeiten begünstigt.
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Folglich verdeutlicht die Zeichnung die festgestellte
| Tatsache, dass die Erzielung volumetrisoher Hochtour-Leistung |
| bei modernen Motoren zu einem scharfen Anstieg bezüglich |
| der Hochtour-Oktanansprüche geführt hat. Kurz gesagt'muss |
| der moderne Motor mit einem sehr hochoktanigen Treibstoff |
| gespeist werden, um bei hohen Drehzahlen ein Klopfen
zu |
| verhindern. |
| Diene*-]Problem wird noch dadurch schwieriger, dass |
| moderne Hochleistungsmotore zu einer ausgeprägten
Herab- |
Setzung des Antiklopfwertes üblicher, verbleiter Treibstoffe bei
hohen Drehzahlen neigen. Dieser Faktor wurde durch Ausführung einer ausgedehnten
Strässentestreihe nachgewiesen, bei der zwei je mit 11 : 1 verdichteten Motoren
ausgestattete Fahrzeugtypen untersucht wurden. Eine Reihe von neunzehn verschiedenen,
verbleiten Benzinen wurde nach der modifizierten Borderline Methode (Coordinating
Research Council (CRC) Test Designation F-27) auf ihr Antiklopfverhalten untersucht.
Alle untersuchten Treibstoffe mit Ausnahme von zwei enthielten je 0,79 com/Liter
Tetraäthylblei. Von diesen beiden Ausnahmen enthielt der eine Treibstoff 0,71 cem/Liter
und der andere 0,66 ccm/Liter Tetraäthylblei.
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Bei diesen Strassentesten wurde der Oktanwert der Treibstoffe bei
niedriger und auch bei hoher Drehzahl gemessen. Bei dem einen, mit R bezeichneten
Fahrzeug wurden die Niedrigdrehzahl-Antiklopfwerte bei 1200 U/min und die Hochdrehzahlwerte
bei 3200 U/min festgestellt. Beim anderen, mit F bezeichneten Fahrzeug wurden die
Hochdrehzahlwerte ebenfalls bei 3200 U/min, die Niedrigdrehzahlwerte jedoch bei
2000 U/min gemessen.
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Die Ergebnisse dieser ausgedehnten Strassentestreihen sind in Tabelle
I wiedergegeben.
Diese Daten der Tabelle I zeigen, dass die modernen Hochleistungsvergasermotore
übermässig dazu neigen, bei hohen Drehzahlen die Oktanqualität des Treibstoffs stark
herabzusetzen. Wie ersichtlich,,kann diese Minderung im Vergleich zu niedrigtourigem
Betrieb bis zu 5 Oktanzahlen ausmachen.
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In vielen Fällen übersteigt das Ausmass dieser Hochtour-Antiklopfminderung
den kleinen Puffer, der in den etwas niedrigeren Oktanansprüchen moderner Motors
bei hohen Drehzahlen liegt. Kurve C zeigt ja, dass dieser Puffer leider nur sehr
klein ist und nur etwa 3 Oktanzahlen um= fasst. Infolgedessen tritt Hochtourklopfen
auf, wenn die Hochtour-Antiklopfminderung dieses Puffermass überschreitet.
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Die Erfindung und die durch sie erzielten, ausgezeichneten Ergebnisse
sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen erläutert, Beispiel I
Bei
diesem Versuch bestand das Grundbenzin vorherrschend aus etwa gleichen Volumenanteilen
aromatischer und gesättigter Benzinkohlenwasserstoffs und enthielt ausserdem noch
etwas Olefin. Um die Brauchbarkeit dieses Grundbenzins für den Ansatz eines erfindungsgemässen
Treibstoffs zu bestimmen, wurde ein Teil davon mit 0,79 eem/hiter Tetraäthylblei
verschnitten. Das so entstandene Testmuster gab nach den ASTM-Vorschriften untersucht
eine nominelle Oktanzahl von 100,1.
Da sieh somit das Grundbenzin
als für den erfindungsgemässen Gebrauch geeignet gezeigt hatte, wurde das restliche,
unverbleite Grundbenzin mit soviel Tetramethylblei verschnitten, dass die Bleikonzentration
0,83 g/hiter betrug.
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Der so gewonnene, erfindungsgemässe Treibstoff wurde zum Betrieb eines
1958-Fahrzeugs mit auf 10,2 : 1 verdichtetem Hoehleistungs-V-8-Motor gemäss modifizierter
Borderline-Methode (Coordinating Research Council (CRC) Test Designation F=27) verwendet.
Bei der Motordrehzahl 3000 U/min durchgeführte Hochtour-Klopfmessungen ergaben für
diesen erfindungsgemässen Treibstoff einen Hochtour-Strassenoktanwert von 103,3.
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Im scharfen Gegensatz dazu lieferte andererseits das mit 0,84 g/Diter
Blei in Form von Tetraäthylblei verschnittene Grundbenzin unter identischen Versuchsbedingungen
eine Strassenoktanzahl von nur 102,4. Das bedeutet mit anderen Worten, dass der
erfindungsgemässe Treibstoff einen üblichen, verbleiten Treibstoff inbezug auf das
Hochtour-Klopfverhalten um fast eine ganze Oktanzahl übertrifft.
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Beispiel II Die in Beispiel I beschriebenen Massnahmen wurden unter
Verwendung der gleichen Treibstoffzusammensetzungen und Untersuchungsmethoden wiederholt,
dabei die Strassen-versuche jedoch unter Verwendung eines 1958-Fahrzeugs
mit auf 10,7 = 1 verdichtetem Hochleistungs-Y-8-Motor durchgeführt. In diesem Falle
ergab der erfindungsgemäsee Treibstoff
bei 3000 U/min eine Strassenoktanzahl
von 100,5, während der entsprechende, jedoch Tetraäthylblei enthaltende Treibstoff
nur eine solche von 100,0 lieferte.
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Beispiel III Das Grundbenzin gemäss Beispiel I wurde mit 0,42
g/Liter Blei in Form von Tetramethylblei verschnitten und gab als Treibstoff für
das. in Beispiel I beschriebene Fahrzeug bei 3000 U/min eine Strassenoktanzahl von
100.9. Im Gegensatz dazu gab jedoch dieselbe Bleikonzentration in Form von
Tetraäthylblei einen Treibstoff, dessen Strassenaktanqualität unter den gleichen
Versuchsbedingungen nur 100,2. betrug.
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Beispiel IV
In diesem Fall bestand der Grundtreibstoff aus einem
Benzin mit einem nominellen Oktanwert von 100,0-gemäss früherer Definition. Ein
Teil dieses Treibstoffes wurde erfindungsgemäss mit 0,50 g/Liter Blei in Form von
iletramethylblei behandelt, während einem anderen Teil des gleichen Grundtreibstoffs
zu Vergleichszwecken die gleiche Bleikonzentration, jedoch in Form von Tetraäthylblei,
zugesetzt wurde. Beide Treibstoffe wurden unter Verwendung eines 1958-Personenkraftwagens
mit auf 12,7 s 1 verdichtetem Hochleistungs-Y-8-Motor auf ihre Hochtour-Strassenantiklopfeigenschaften
untersucht. Bei 3000 U/min besass der erfindungsgemässe Treibstoff eine Strassenoktanzahl
von 99,8, während der tetraäthylbleihaltige Treibstoff nur eine Strassenoktanzahl
von 99,2 zeigte.
Beispiel V In diesem Falle bestand der Grundtreibstoff
aus 60 Vol.-% Toluol und 40 Vol.-% einer Mischung aus Isooktan, z.B. 2,2,4-Trimethylpentan,
und n Heptan und gab somit einen nominellen Oktanwart von 95,5. Aus diesem Grundtreibstoff
wurden vier Verschnittmuster hergestellt, von denen das eine 0,13 cemjI,iter Tetramethylblei,
das zweite 0,13 ccm/Liter Tetraäthylblei, das dritte 0,39 cem/Liter Tetramethylblei
und das vierte 0,39 ccm/Liter Tetraäthylblei enthielt. Alle vier Verachnittmuster
wurden dem genormten ASTK-Uhtersuchungsverfahren unterworfen und dann zum Antrieb
eines modernen Hochleistungs-Personenkraftwagens verwendet. Bei diesem Strassenbetrieb
wurden die Oktaneigenschaften aller vier Treibstoffe nach der modifizierten Borderline-Methode
gemessen. Dabei ergab sich, dass bei diesem hochtourigen Strassenbetrieb mit 3000
U/min der 0,13 cem/Liter Tetramethylblei enthaltende Treibstoff eine Oktanzahl ergab,
die um 1,4 höher als die des entsprechenden, jedoch Tetraä,thylblei enthaltenden
Treibstoffe war. Anders ausgedrückt, zeigte also der tetramethylbleihaltige,
erfindungsgemässe Treibstoff bei hoher Motordreh$ahl.eine wesentlich bessere Antiklopfeigenschaft
als der entsprechende, jedoch Tetraäthylblei enthaltende Treibstoff. Auf gleiche
Weise wurde festgestellt, dass der erfindungegemässe Treibstoff mit einem
Gehalt
von 0,39 Tetramethylblei bei 3000 U/Kin eine Oktanzahl aufwies, die um 1,3
Einheiten höher als
die des entsprechenden, jedoch Tetraäthylblei
enthaltenden Treibstoffs war. Hierdurch wurde erneut bewiesen, dass der erfindungsgemässe
Treibstoff bei hoher Motordrehzahl eine wesentlich bessere Antiklopfeigenschaft
als der entsprechende, jedoch Tetraäthylblei enthaltende Treibstoff zeigte.
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Zum Nachweis der aussergewöhnlichen Leistungsfähigkeit der erfindungsgemässen
Treibstoffe inbezug auf ihr ausgezeichnetes Motoroktanzahlansprechen wurde eine
grosse Serie von genormten Motoruntersuchungen durchgeführt, bei denen die Motoroktanzahl-Wirksamkeit
von Tetramethylblei und Tetraäthylblei bei verschiedenen Konzentrationen miteinander
verglichen wurde. In allen Fällen wurde gleichzeitig der nominelle Oktanwert des
Versuchsbenzine gemessen. Auf diese Weise wurde die kritische Bedeutung dieser Eigenschaft
für die Leistung der erfindungsgemässen Treibstoffe schlüssig nachgewiesen. Die
hierbei gewonnenen Zahlen sind in Tabelle II wiedergegeben.
| TABEIJ-E II |
| Die ausgeprägte Überlegenheit der.erfindungsgemässen Treib- |
| stoffe über die entsprechenden, mit Tetraäthylblei verbleiten |
| Treibstoffe bezüglich des Motoroktanzahl-änsprechens. |
| Motorokta.n- |
| Treib- Nomineller AIkylblei- Blei-Kon- Motor- zahl-Erhöhung |
| Stoff Oktanwert &ntiklopf- zentration oktan- infolge des |
| Ao. Substanz in zahl Tetramethyl- |
| g/Biter bleia |
| 1 104,8 Tetramethylblei 0,83 98,0 |
| 1 " Tetraäthylblei " 97,1 0,9 |
| 1 "' fetramethylblei. 0,28 94,6 |
| 1 " Tetraäthylblei " 93,9 0,7 |
| 104,7 Tetramethylblei 0,83 94,7 |
| 2 " Tetraäthylblei " 93,8 0,9 |
| 2 "` Tetramethylblei 0,28 91,9 |
| 2, " Tetraäthylblei " 90,8 1,1 |
| 3 10399 Tetraät ylbleii 0'83 g1,9 192- |
| 3 " Tetramethylblei 0,28 91,0 |
| 3 " Tetraäthylblei a 89,7 1,3 |
| 4 103,2 Tetramethylblei 0 83 91,2 |
| 4 " Tetraäthylblei 4 89,5 1,7 |
| 4 " Tetramethylblei 0,28 88,7 |
| 4 '@ Tetraäthylblei " 88,2 0,5 |
| 5 10-2,8 Tetramethylblei 0,83 89,7 |
| Tetraäthylblei * 88,7 1,0 |
| 5 " Tetramethylblei 0,28 88,4 |
| 5 " Tetraäthylblei " 87,4 1,0 |
| 6 100,-5 Tetramethylblei 0,83 90,9 |
| 6 " Tetraäthylblei » 90,3 0,6 |
| 6 '@ Tetramethylblei 0,58 89,6 . |
| 6 " Tetreäthylblei " 88,9 a,7 |
| 7 100,2 fetramethglblei 0983 91,5 |
| 7 " fetraäthylblei " 90,3 1,2 |
| 7 " Tetramethylblei 0 28 88,9 |
| 7 " fttrathy bleu. #' 8727 192 |
| - Motoroktan- |
| Treib- Nomineller Alkylblei- Blei-gon- Motor- zahl-Erhöhung |
| Stoff Oktanwert Antiklopf- zentration oktan- infolge des |
| No, Substanz in zahl Tetramethyl- |
| - Liter Bleie |
| 8 100,1 Tetramethylblei 0,84 89,0 |
| 8 " Tetraäthylblei 88,l 0,9 |
| 8 "' Tetramethylblei 0,58 88,3 |
| 8 " Tetra"äthylblei '1 86,9 1,¢ |
| 9 100,1 Tetramethylblei 0,83 9032 |
| 9 n Tetraäthylblei " 89,1 1,1 |
| 9 n Tetramethylblei 0,41 88e6 |
| 9 n Tetraäthylblei " 88,3 0,3 |
| 10 100,0 Tetramethylblei 0,83 90,3 |
| 10 " Tetraäthylblei '" 89,9 0,2 |
| 10 " Tetramethylblei 0 51 89,1 |
| 10 n Tetraäthylblei 88,1 1,0 |
| 11 100,0 Tetramethylblei 0,83 88,0 |
| 11 " Tetraäthylblei " 8711 0,9 |
| 11 " Tetramethylblei 0,28 85,6 |
| 11 "- Tetraäthylblei " 85,3 0,3 |
| 12 99,8 Tetramethylblei 0,83 89,3 |
| 12 " Tetraäthylblei '@ 88,8 0,5 |
| 12 " Tetramethylblei 0,28 87,0 |
| 12 " fietraäthylblei "t 86,5 0,5 |
| 13 99,2 Tetramethylblei 0,83 88,2 |
| 13 n Tetraäthylblei " 87,2 1,0 |
| 13 n Tetramethylblei 0,28 85,7 |
| 13 " Tetraäthylblei " 85,3, 0,4 |
| 14 97,4 Tetramethylblei 0,83 85,9 |
| 14 '@ Tetraäthylblei " 85,3 0i6 |
| 14 n Tetramethylblei 0,28 8237 |
| 14# n Tetraäthylblei n 82,5 0,2 |
| erfindungegemäss erzielter Gewinn, |
| im mittel 038 |
| Motoroktan- |
| Treib-,. Nomineller Alkylblei- Blei-Kon- # Motor- zahl-Erhöhung |
| Stoff Oktanwert Antiklopf- zentration oktan- infolge des |
| Ho. . _ sub s tanz: in . zahl _ Te trame thyl- |
| g/Ziter bleis |
| 15 939.@.7 Tetramethylblei 0983 87,0 ;, . |
| , .. |
| 15 ' Tetraäthylblei . @@ _ . . 87,97 |
| 15 f Tetramethylblei 0928 , 5'' - |
| 15 " Tetraäthylblei " 83.,4 - 0l9 |
| 16 . 93,5 Tetramethylblei 0,83 80,9-1 |
| : - |
| 16 '@ Tetf7säthylblei n 80'99 ..z._ Die |
| 16 " Tetramethylblei 0928 -77, h |
| 16 " Tetraäthylbl.ei ", 78,7 - 1,l1, |
| 17 9.294 Tetramethylblei 0,83 _ 8290 |
| 17 "' Tetraäthylblei n 839-2 . . = 1'l 2 . - |
| 17 "` - - Tetramethylblei 0928 |
| 78j,8 17 '@ Tetraäthylblei 79,7 _ -: 029 |
| 18 91,9 Tetramethylblei 0,983 82,8 |
| 18 " Tetraäthylblei 849,3 18 " Tetramethylblei 0,28 78,9 |
| 18 '@ Tetraäthylblei " 80,0 - 191 |
| 19 90,.0 Tetramethylblei 0,83 81.e5 |
| 19 " Tetraäthylblei #t $2'T . ._l!-2 |
| 19 " Teträmethylblei `0='28 77,6 |
| 19 " Tetraäthylblei " 78,8 - 1.92 |
| Verlust bei Zusatz von Tetramethylblei |
| zu Treibstoffen mit nominellen Oktav- |
| . ,- werten unter etwa. 95, im. Mittel :..
191 |
| Die Angaben in dieser Tabelle II sind nach abnehmenden, |
| nominellen Oktavwerten zusammengestellt. Wie man sieht, |
| besassen die Treibstoffe 1 bis einschliesslich 14 nominelle |
| Oktavwerte, .die für ,ihre erfindungsgemässe Verwendung. aus- |
| reichten. Bei allen vierzehn Treibstoffen war das Motor- |
| oktanzahl-Ansprechen bezüglich Tetramethylblei übermässig gut. |
Tatsächlich zeigten
diese tetramethylhaltigen, erfindungsgemässen
Treibstoffe merklich höhere Antiklopfwirksamkeit gemäss Motortest als die entsprechenden
Treibstoffe mit gleichem Bleigehalt, aber in Form von Tetraäthylblei. Andererseits
waren die Treibstoffe 15 bis einschliesslich 19 erfindungsgemäss unbrauchbar, weil
ihre nominellen Oktanwerte unter 95 lagen. Dementsprechend war bei diesen Treibstoffen
das Tetramethylblei im Vergleich zur gleichen Bleikonzentration in Form von Tetraäthylblei
wesentlich weniger wirksam. Dieses Verhalten der letzterwähnten fünf Treibstoffe
deckt sich also völlig mit früheren Erfahrungen bezüglich der schlechten Leistungseigenschaften
von Tetramethylblei in üblichen Grundbenzinen.
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Beispiel 9I Das Grundbenzin bestand aus 40,6 9o1.-9: aromatischen
Kohlenwaeseratoffen, 14,2 9o1.-96 Olefinen und 45,2 9o1.-96 gesättigten
Kohlenstoffen und besass einen Schwefelgehalt von 0,013 Gew.-96. In klarem Zustande
besass an eine Oktanzahl von 98,7.
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Durch Behandlung dieses Grundbenzins mit 0,28 g/liter
Blei in Form von Tetraäthylblei wurde seine Oktanzahl auf
101,2, d,h.
gegenüber dem Klarwert um 2,5 Einheiten, erhöht.
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Ein Teil dieses klaren GrÜndtreibstoffs wurde mit 0,28 g/Liter Blei
in Form einer Mischung aus Alkylblei-Antiklopfsubatanzen verschnitten, deren Alkylgruppen
zur Hälfte aus Methyl und zur Hälfte aus Äthyl bestanden.
Die
Mischung setzte
sich aus 5,7 Gew.-% Tetraäthylblei,
| 23,8 Gew.-% Äthyltrimethylblei, 37,4 Gew.-% Diäthyldimethyl- |
| blei, 26,2 Gew.-% Triäthylmethylblei und 6,9 Gew.-% Tetra-. |
| äthylblei zusammen. Der verbleite Treibstoff hatte eine |
| Oktanzahl von 102,3 und ergab daher gegenüber dem Grund- |
| treibstoff einen Antiklopfgewinn von 3,6 Oktanzahleinheiten. |
| Beispiel VII |
| Der Grundtreibstoff gemäss Beispiel I wurde mit |
| 0,28 gAiter Blei in porm einer Te.trai3,kylblei-Antiklopf- |
| mischeng verschnitten, die 75 % Hethyl- und 25 96 Äthyl- |
| radikale enthielt. Die Mischung setzte sich aus 30,0 Gew.-% |
| Zetramethylblei, 42,1 Gew.-% Äthyltrimethylblei, 22,2
Gew.-% |
| Diäthyldimethylblei, 5,2 Gew.-% Triäthylmethylblei und |
| 0,5 Gew.-% Tetraäthylblei zusammen. Der so behandelte |
| Treibstoff besass eine Oktanzahl von 102,2 und ergab daher |
| im Vergleich zum klaren Grundbenzin einen Oktanzahlzuwachs |
| von 3,5 Einheiten. |
| Die auesergewöhnliehe Leistungsfähigkeit der gemischte |
| Tetraalkylbleiverbindungen enthaltenden, erfindungsgemässen |
| Zusammensetzungen bezüglich verbesserter Antiklopfleistung |
| wird auch noch dadurch erwiesen, dass bei 31 Treibstoffen |
| gemäss vorstehenden Beispielen VI und VII die Methyl- |
| Äthylblei=Antiklögfmiechungen im Mittel einen OktanzAhl- |
| gewinn von 6,9" ergäben. Im Gegensatz dazu gaben die jeweils |
| gleichen Bleikonzentrationen in 7orm von getraäthylblei
in |
| den gleichen Testtreibstoffen nur eine mittlere Zunahme
von |
| 6,3 Oktanzahlen. Somit können die erfindungsgemässen Treib- |
| stoffe im Mittel Oktanahlverbesserungen liefern, die um |
mehr als 1,12 Oktäkzahl höher sind als der Zuwachs, der durch
die gleiche Bleikonzentration in Form,von Tetraäthylblei gewonnen wird.
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Die für den- Ansatz der erfindungsgemässen Treibstoffe verwendeten
Grundbenzine sieden-innerhalb des oder über-den ganzen Benzinsiedebereich hinwegAllgemein
gesprochen sollten die Grundbenzine- näch--dem -Ständard-ASTX-Destillationsverfahren
D.86 , einen Anfangssiedepunkt ' zwischen etwa -21,1 und etwa 4900 und einen i#ndsiedepunkt-zwischen
etwa 188 und etwa 21600 besitzen.-Die-in diesem-bevorzugten Treibstoff vorhandenen
Benzizizwi-schenfraktionen sieden bei dazwischenliegenden'Temperaturen ab. -Bei
den erfindungsgemässverwendeten Benzinen kommt es auf die Art der Kohlenwasserstöfftype
nicht besonders an. Vorzugsweise--wird jedoch beim Ansatz von-erfindungsgemä$sen
Treibstoffen aus Benzinen mit nominellen Oktanwerten zwischen etwa' 95@ünd etwa
97 ein beträchtlicher Anteil an aromatischen Benzinkohlenwässerstoffen: verwendet:
Anders ausgedrückt, sollte zwecks-Erzielung bester Resultate@inabesondere bezügli6n:+eriesserten
Motoroktanzahl-Anapreehens Benzine solcher riömineller öktanwerte vorzugsweise mindestens
etwa 50 Vol@==:aromatische und-im Rest gesättigte und/oder olefiniächemKohlenwasserstoffe
enthalten. Wenn andererseits r
Behzine"mi.t nominellen Oktanwerten oberh$lb
97 verwendet werden:,- kann die 1ohlenwasserstoff-Zusammensetzung des Gruhdtei'bdtoffb
thälie ig eingestellt werden.
Geeignete, zu erfindungsgemässen
Treibstoffen verschneitbare Grundbenzine enthalten aromatische Kohlenwasser-Stoffe,
wie sie beispielsweise durch katalytische Reformierung erzielt werden, fernerhin
olefinische_`Kohlenwasser,-Stoffe, wie sie, beispielsweise durch thermisches o.ger
,--. . katalytisches Kracken oder- durch Polymerisation, .g"on,nen-",, werden, und
gesättigte Kohlenwasserstoff e,.. wie z..B.
-
Paraffine und Naphtene, wie sie erstens aus Rohbenzin durch ' Destillation
(sogenarntes- unmittelbar abdestilliertes'' -' Benzin), zweitens duf7ch Alrliertxngsprozesse
hals' sögenannte Alkylate) und drittens durch Isomerisierungsverfahren, nämlich
durch Umwandlung normaler Paraffine 44 verzweigtkettige Paraffine, gewonnen werden.
Gegättig.te.-Benzinbestandteile kommen auch in dem sogenannten natürlichen:' Benzin
vor. Ergänzend zum Vorhergehenden ist zu sagen; datae sowohl die thermiech alsauch
`die kätälytl.sch@° gelackten -Iaterialierebenso `vie die katalytisch refor-@ mierten
Materialien gesättigte Kömponeriten enthälterl: Wie bereits früher erwähnt wurde,
besteht das kr:Ltis Merkmal der für den Ansatz der erfindungegeäseen..Trp:.bstoffe
verwendeten Benzine in ihrer nominellen Testoktan:
| in den erfindungegemäes verbesserten Treibstoffen |
| können: .organi.se_heald,gertre@2igugsm3.tteri vetreide`t'@trd
yäa. |