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Verfahren zur Verbesserung der Zündwilligkeit von Dieselölerl-Wie
bekannt, werden zum' Betriebe von Vergaser- und Dieselmotoren die verschiedenartigsten
flüssigen Brennstoffe und Brennstoffgemische verwendet. Neben einer Reihe sonstiger
Eigenschaften ist hierbei von Wichtigkeit, daß der Treibstoff innerhalb der zur
Verfügung stehenden, bei gegebenen Abmessungen von der Umdrehungszahl abhängigen
Zeit möglichst vollkommen verbrennt. Während oftmals die motorische Verbrennung
zu ,plötzlich erfolgt (Klopfen des Motors), bleibt in anderen Fällen die Zündwilligkeit
mancher Treibstofföle hinter den von der Motorentechnik verlangten Anforderungen
zurück, weshalb solche Öle allenfalls nur für langsam laufende Motoren Verwendung
'finden können.
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Speziell beim Betriebe rasch. laufender Dieselmotoren besteht das
Proble, die sonstigen zur Verfügung stehenden, nicht aus natürlichem Erdöl stammenden
Treibstoffe, wie Braunkohlenteer- oder Steinkohlenteerfraktionen, für Motoren mit
hohen Umdrehungszahlen nutzbar zu machen, um -das Anwendungsgebiet der Teeröle aus
absatztechnischen Gründen zu erweitern sowie einen besseren Erlös zu gewährleisten
und den Treibstoffverbrauch in erhöhtem Umfange aus einheimischen Rohstoffen zu
decken.
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Die Bestrebungen, Öle der genannten Art, deren chemischer Charakter
sich im allgemeinen mehr den Aromaten als den Aliphaten (Erdöl) nähert, in dieser
Weise nutzbar zu machen, sind nicht neu. Eine Aufbesserung in der gewünschten Richtung
läßt sich durch Verschneiden mit Erdölerzeugnissen erzielen. Bekannt ist auch die
Maßnahme, den Motor mit Gasöl aus Erdöl anzufahren und nach einer gewissen Anlaufzeit
auf Teeröl umzustellen. Auch ist verschiedentlich vorgeschlagen worden, durch Zusätze
verschiedener Art die Zündwilligkeit solcher Öle entsprechend zu verbessern. In
noch anderer Weise wird dem Mangel dadurch Rechnung getragen, daß ein im Innern
des Explosionsraumes angeordneter Metallkörper zufolge der auftretenden Wärmestauung
sich auf Glühtemperatur hält und hierdurch sowie durch etwaige katalytische Einflüsse
den Eintritt der Verbrennung beschleunigt sowie den weiteren Verlauf befördert.
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Trotz dieser und sonstiger Vorschläge ist aber bislang nicht bekanntgeworden,
daß irgendeine Ausführungsform die bestehenden Schwierigkeiten in technischer Hinsicht
befriedigend gelöst hätte, ganz abgesehen von der ebenso wichtigen wirtschaftlichen
Seite. Insbesondere, wenn man die Lösung des Problems von der brennstofftechnischen
Seite aus betrachtet, ist vor allem zu-beachten, daß die Verbesserung der Zündwilligkeit
der genannten Öle durch Vermischen, durch Zusätze usw. sich in den gezogenem wirtschaftlichen
Grenzen halten muß, damit ein praktischer Nutzen erzielt werden kann. Es kommt also
darauf an, Zusätze aufzufinden, die einmal befähigt sind, schon in geringen Mengen
die Zündwilligkeit der aus Teeren gewonnenen Treibstofföle erheblich zu verbessern
und die sich außerdem entsprechend billig herstellen fassen. Ein solcher außerordentlich
wirksamer Zusatz wurde nun in
einem Oxydationsprodukt =des -Tetrahydro=
naphthalins; dem Tetrahydronaphthalinp.eroxyd C1oHi202,-aufgefunden. Diese bei gewöhnlicher
Temperatur feste Verbindung besitzt die Eigenschaft, beim Erwärmen au+.; etwa I30°
unter mäßiger Verpuffung ,-eineinnere Verbrennung unter Bildung von dämpfförmigem
Wasser und einem Restmolekül unter erheblicher Wärmeentwicklung einzugehen. Diese
Eigenschaft äußert sich nun schon beim Zusetzen geringer Mengen von Tetrahydronaphthalinperoxyd
zu Ölen von unzureichender Zündwilligkeit in der Weise, daß deren Zündwilligkeit
beiläufig bis auf die Werte vorn aus Erdölen gewonnenen Gasölen gesteigert werden
kann. Bereits ein oder wenige Prozente des Zusatzstoffes, der aus einem billig erhältlichen
grobtechnisch hergestellten Ausgangsstoff (Tetrahydronaphthalin) .auf einfache Weise
und mit geringen Unkosten gewonnen werden kann, genügen, um eine- ausreichende Verbesserung
der Zündwilligkeit zu erzielen.
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Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, Dieselkraftstoffen zur Verbesserung
der Zündwilligkeit Peroxyde zuzusetzen. Jedoch kommt bei . diesem Verfahren das
Peroxyd nur in Verbindung mit einem zweiten Stoff `in Anwendung, und außerdem handelt
es sich um eine Gruppe von Peroxyden mit wesentlich anderen Eigenschaften, nämlich
um disubstituierte Peroxyde, während Tetrahydronaphthalinperoxyd ein Monosubstitutionsprodukt
des Wasserstoffsuperoxydes ist. Gerade,hierauf beruht die besondere Wirksamkeit,
die schon ohne einen weiteren Zusatz zur Geltung kommt. Beispiele i. Zur Verwendung
kam ein Braunkohlenteeröl mit beispielsweise folgenden Eigenschaften
| Spez. Gewicht (2o°) . . . . ,. 0,920, |
| Siedebeginn .. ......... 20o°, |
| Bis 37o° gehen. über ...... 75 bis 850/" |
| Viscosität (20°) ......... 2,02°-E., |
| Stockpunkt .........:.... minus 2°. |
Zu diesem Braunkohlenteeröl, das als solches erst bei einem Verdichtungsverhalt-'
ns i : 5 anläuft, wurde i
% Tetrahydronaphthalinperoxyd gegeben, wodurch
bereits bei einem Verdichtungsverhältnis i : i2 brauch-'Jare Zündwerte erhalten
werden konnten.
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2. Das gleiche wie unter i. verwendete "Braunkohlenteeröl ergab bei
einem Kompressionsverhältnis von i : 15 eine Zündverzögerung von i9, die durch Zusatz
von 11/0 Teträhydronaphthalinperoxyd auf 13, also um sechs Einheiten verbessert
werden konnte und damit derjenigen von reinem Gasöl (ohne Zusatz) entsprach, das
etwa die gleiche Zündverzögerung ergab.
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Die Zündverzögerung ist angegeben in Grad Kurbelwinkel, d. h. es wurde
die Zeit gemessen, die zwischen dem Einspritzen des Kraftstoffes und der darauffolgenden
freiwilligen Zündung verstreicht.
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3. Zur Verwendung kam ein Gasöl aus Erdöl mit folgenden Eigenschaften:
| Spez. Gewicht (i5°/4°) 0,856, |
| Siedebeginn .... .... 203', |
| Bis 275° gehen über .. 88°0, |
| Viscosität (20) ....... I,25° E., |
| Stockpunkt .......... unter minus I3°. |
Dieses Gasöl, das bei einem Verdichtungsverhältnis i : io nicht zündete, ergab bei
gleichem Verdichtungsverhältnis nach Zusatz von A, Tetrahydronäphthalinperoxyd Zündung,
bei einer Zündverzögerung. von 22° (gemessen in Grad Kurbelwinkel). Bei einem Verdichtungsverhältnis
i : 12 sind die entsprechenden Zahlen der Zündverzögerung-2o° ohne Zusatz- und i5°
mit 3
% Zusatz, so daß also der Zusatz eine Erhöhung der Zündwilligkeit um
fünf Einheiten bewirkt: