DE2263243A1

DE2263243A1 - Verfahren zur schmierung von zweitaktund drehkolbenmotoren

Info

Publication number: DE2263243A1
Application number: DE2263243A
Authority: DE
Inventors: Pierre Bedague; Pierre Marchand; Guy Parc; Fernand Roux
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1971-12-31
Filing date: 1972-12-23
Publication date: 1973-07-12
Also published as: GB1425661A; FR2187893A2; FR2169718A1; DE2327546A1; BE799904R; US3871837A; FR2169718B1; FR2187893B2; NL7300029A; GB1417590A; CA996538A; NL7307707A

Description

Die Torliegende Erfindung "betrifft die Schmierung von Zweitakt- und Drehkolbenmotoren.

Es ist "bekannt, daß da3 Schmieren von Zweitaktmotoren je nach Motortyp entweder mittels eines zuvor mit Benzin gemischten oder eines nicht mit Benzin gemischten Schmiermittels, das dann in das Benzin-Luft-Gemisch eingebracht und -dadurch weiterbefordert wird, durchgeführt werden kann. Im letzteren Pail können die Lager entweder durch das auf diese Weise dem Motor zugeführte Schmiermittel oder durch ein unvermischtes Schmiermittel geschmiert werden, das dem Motor in einem ausschließlich für diesen Zweck "bestimmten unabhängigen Kreislauf zugeführt wird·

In allen Fällen gelangt das Schmiermittel schließlich in die Verbrennungskammer, wo es verbrannt wird, und die Produkte seiner Verbrennung werden ausgestoßen.

Ebenso ist es bei den Drehkolbenmotoren, in welchen das saum Schmieren der Zahnkanten und der lager bestimmte Schmiermittel

3 09828/0804

eingegangen am ^£Lli W

im Gemisch mit dem Kraftstoff zugeführt wird.

Es ist ferner "bekannt, daß die Eigenschaften der üblicherweise "beim Schmieren von Zweitaktmotoren verwendeten Öle "und vor allem ihre Wirkung gegen das Pest fressen ₍des Kolbens und der lager und gegen das Verklemmen des Kolbens im Zylinder es erforderlich machen, daß man, um eine ausreichende Betriebssicherheit zu ge- , währleisten, diese öle in relativ großen Mengen verwenden muß (oft mehr als 5 Gew.# und immer mindestens 2 Gew.?S im Verhältnis zum Kraftstoff).

Die Verwendung solcher Ölmengen, die weit höher sind als die bei den Viertaktmotoren verwendeten Mengen, bringt zahlreiche Nachteile mit sich: ;

- E3 werden große Mengen mehr oder weniger gekrackten Öls ausgestoßen;

- das Kraftstoff-Schmiermittelgemisch wird schlecht verbrannt, und es werden große Mengen an Bauch ausgestoßen·

Dadurch kommt es zu einer besonders schädlichen Verschmutzung, ob es sich nun um Luftverschmutzung oder im Falle von Außenbordzweitaktmotoren um die Verschmutzung der Wasserfläche handelt.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es in der Verbrennungskammer und im Auspuff system zu Ablagerungen kommt, die zu einem Leistungsabfall des Motors führen und ein häufiges Auseinandernehmen des Motors erforderlich machen.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Schmierung von Zweitaktmotoren zu schaffen, mit dem die verwendeten Schmiermittelmengen erheblich verringert und dadurch die vorgenannten Nachteile in beträchtlichem Maße reduziert werden können, wobei die Betriebssicherheit des Motors mindestens genauso gut ist wie bei den bisher angewendeten Verfahren.

3 0 >t H > 8 / 0 8 Q U

Es ist ferner das Ziel der vorliegenden Erfindung, neue Kraftstoff-Schmiermittelkompositionen für Zweitaktmotoren zu schaffen, die einen geringeren Gehalt an Schmiermittel aufweisen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung "besteht darin, eine vorteilhafte Methode zur Schmierung von Drehkorbenmotoren zu schaffen.

Ein weiteres Ziel ist es, verbesserte Kraftstoff-Schmiermittelkompositionen für Drehkorbenmotoren zu schaffen.

Man hat nämlich festgestellt, daß im Falle der Zweitaktmotoren und insbesondere der Zweitakfbenzinmotoren die verwendete Schmiermittelmenge dadurch verringert werden kann, daß man dem Schmiermittel eine ausreichende Menge eines oder mehrerer Derivate von Polyalkylenglykolen zusetzt.

Man kann die Polyalkylenglykolderivate, um die es in der vorliegenden Erfindung geht, so definieren, daß sie aus der Verätherung von Polyalkylenglykolen, der Veresterung von Polyalkylenglykolen oder Äthern von Polyalkylenglykolen oder der Polyveresterung' von Polyalkylenglykolen stammen.

Die als Ausgangsstoffe verwendeten Polyalkylenglykole entsprechen der allgemeinen Formel HO -(R-O) - H, in welcher die Reste R, die gleich oder verschieden sein können, zweiwertige aliphatische Reste mit z.B. 2 bis 5 Kohlenstoffatomen sind und η eine ganze Zahl von, vorzugsweise 2 bis 5© ist. Sie haben im allgemeinen ein Molekulargewicht von etwa 100 bis 4 500.

Besonders in Betracht kommen die Polyäthylenglykole, die PoIypropylenglykole oder die Ithylenglykol- und Propylenglykolmischverbindungen.

Die in der vorliegenden Erfindung in Betracht kommenden Derivate von Polyalkylenglykolen können einerseits Polyalkylenglykolätner sein, die aus der Verätherung von mindestens einer der zwei

3 0 9 B 7 B /Q 8CU

. geändert cornSS Einreibe eingegangen am „z^L·jf_'_ f.. 3 _| ^

Hydroxylfunktionen eines Polyalkylenglykols mit mindestens einer Monohydroxylverbindung und/oder mindestens einer Polyhydrcoqrlverbindung stammen.

Sie können dann einer der folgenden allgemeinen Formeln entsprechen: .

R₁-O(R-O) _a'H (I) und R¹., [-0(l-0)_nH]_m (II)

in welchen R^ der Kohlenwasserstoffrest einer Monohydroxylverbindung R₁OH, Monoalkohol ,oder Mono phenol, ist und z.B. 1 bis 25 Kohlenstoff atome enthält;

R¹ ^ ist der Kohlenwasserstoffrest einer Polyhydroxylverbindung R¹^(OH)_1n und kann z.B. ein aliphatischer Rest mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen sein, dessen Wertigkeit m einen Wert von 2 bis k haben kann.

Als Beispiele solcher Monohydroxylverbindungen seien das n-Butanol, das Isooctanol, das lthyl-2-hexanol, das Isodecanol oder das Dodecylphenol und als Beispiele für Polyhydroxylverbindungen R¹^(OH)_1n das Neopentylglykol, das Hexandiol-1,6, das Glycerol, das Trimethylolpropan oder das Pentaerythritol genannt.

Die Äther von Polyalkylenglykolen können auch den folgenden allgemeinen Formeln entsprechen:

₁ -0(R-O)_nR₁ (III) und R^₁ [-0 ( R - 0 )_n R₁ 1 (IV)

in weichen die Reste R^ und R¹.. und die Zahl m die gleiche Bedeutung haben wie vorstehend.

Die in der vorliegenden Erfindung in Betracht kommenden Derivate von Polyalkylenglykolen können auch Ester von Polyalkylenglykolen oder Ester von Polyalkylenglykoläthern sein.

8/0804

In diesem Falle können sie aus der Veresterung eines Polyallcylen glykols durch eine Monocarbonsäure stammen. Sie entsprechen dann der folgenden allgemeinen Formel:

' H₂ - σ - o 4 R - o >_a σ - B₂ (ν) · . ο ο .

in welcher die Reste Rp, ^^e gleich oder verschieden sein können, Kohlenwasserstoffreste von Monocarbonsäuren sind und z.B. 1 bis 25 Kohlenstoffatome enthalten«,

Sie können auch aus der Veresterung eines Polyalkylenglykoläthers der vorstehend genannten Formel (l) durch eine Monocarbonsäure oder eine Polycarbonsäure, z.B. eine Dicarbonsäuren stammen· Sie entsprechen dann einer der folgenden allgemeinen Formeln*

H₂-C-O(R-O)_nR₁' (VI) 0

und R₁-O(R-O)_nC-R₃-O-O(R-O)_nR₁ (VIl)

0 0

in denen R₁ und R₂ die gleiche Bedeutung haben wie vorstehend definiert und R, der Kohlenwasserstoffrest einer Dicarbonsäure ist und z.B. 1 bis 34 Kohlenstoffatome enthält.

Sie können auch aus der Veresterung eines Polyalkylenglykoläthers der vorstehend genannten Formel (il) durch eine Monocarbonsäure stammen. Sie entsprechen dann der folgenden allgemeinen Formel:

Ri₁ [-0(R- O)_n C- R₂] _m (VIII) .

in welcher R^, R₂ und m die gleiche Bedeutung haben wie vorstehend definiert.

3 0 ^r* ·] ' R / 0 8 0

Als Beispiele für Monocarbonsäuren seien die Heptylsäure, A'thylhexanmonocarbonsäure, Pelargonsäure, Laurinsäure, Tridecanmonocarbonsäure, M3rristinsäure, Obtadecanmonocarbonsäure oder handelsübliche Fraktionen wie die Fettsäure von Kokosnuß oder Talg oder die Benzoesäure und als Beispiele für Dicarbonsäuren die Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Trimethyl-2,2,4-adipinsäure, Dodecandicarbonsäure, die IsononadecandicarTbonsäuren, die aus der Dimerisation von ungesättigten Fettsäuren mit z.B. 18 Kohlenstoffatomen stammenden Säuren, die Alkenylbernsteinsäuren oder die Phthalsäuren genannt.

Von den Estern von Polyalkylenglykolen und den Estern von PoIyalkylenglykoläthern, wie sie vorstehend definiert wurden, seien die folgenden besonders interessanten spezifischen Verbindungen als Beispiele genannt:

- Das Bis-octadecenoat eines Polyäthylenglykols dea Molekulargewichts von etwa 600, das Bis-dodecanoat eines Polypropylenglykols des Molekulargewichts von etwa 1050 und das Bisheptanoat einee Polypropylenglykols des Molekulargewichts von etwa 2000, die der vorstehend genannten Formel (V) entsprechen;

- das Adipat des durch Kondensieren eines Ithylenoxid- und Propylenoxidgemisches (50/50 in Gewichtsanteilen) mit dem n-Butanol erhaltenen und im Durchschnitt etwa 30 Alkylenoxidelemente pro Molekül ε Enthaltenden Äthers; es entspricht der vorgenannten Formel (VII);

- das Trisheptanoat des durch Kondensieren eines Xthylenoxid- und Propylenoxidgemisch.es (50/50 in Gewichtsanteilen) mit dem Trimethylolpropan erhaltenen und im Durchschnitt etwa 24 Alkylenoxidelemente pro Molekül enthaltenden Äthers; es entspricht der vorgenannten Formel (VIII).

Die in der vorliegenden Erfindung in Betracht kommenden Derivate von Polyalkylenglykolen können auch komplexe Ester und Polyester von Polyalkylenglykolen sein.

309S^B/0804

Die Polyester der Polyalkylenglykole können aus der Polyveresterung eines Polyalkylenglykols durch eine Polycarbonsäure, ζ.B, eine Dicarbonsäure, gegebenenfalls in Gegenwart mindestens einer Monocarbonsäure oder mindestens einer Monohydroxylverbindung stammen, die ein Monoallcohol, ein Monophenol oder ein Monohydroxyläther eines Polyalkylenglykols und eines Monoalkohols oder eines Monophenols sein kann.

Die Polyester können einer der folgenden allgemeinen Formeln entsprechen:

HO- Γ C- R, - C - 0 (R-Of 1 H (IX)

L ö d ρ

HO - (R-O)_n- [ (J - R₃ - G - 0 fR~O->_n ] - H. (X)

1-R₃-C-O- (R-O)Jg-R₂ (XU)

{ 0 - [~C - R -C-O- (R-O) 1 C - R_ - Cj - 0 R₁ (XIIl) Lq .0 "TpO υ

R₁O - (R.-0)_n,[- C- R₃-C-O -(R-O)_nJ - g - R₃ - § - 0 (Ϊ

■ . (XIV)

_R η - Yr'-O^ -Ic-R -C-O- (R-O) -Q-Ro-ff™^0Ri (^) R₁O ^R OJ_n, ^ M₃. ^ '_nJ g 3 g 1

(In diesem letzteren Falle können natürlich. Moleküle der Formeln (XIII) und (XIV) neben Molekülen der Formel (XV) existieren).

In den Formeln (IX) bis (XV) haben R₁, R₂ und R- die gleiche Bedeutung wie vorstehend angegeben, R¹ hat die gleiche Bedeu-

309 ij 28/0804

oeändert gemäß eiogegangm am d

tung wie R, n¹ wie η und p-, das den Polykondensationsgrad des Polyesters angibt, hat einen V/ert, der oberhalb 1 liegt, z.B. zwischen 2 und 10 oder darüber.

Die komplexen Ester entsprechen insbesondere den Formeln (XIl) bis(XV), in denen die Zahl ρ gleich 1 ist.

Als spezifische Beispiele für die komplexen Ester und Polyester von Polyalkylenglykolen, wie sie vorstehend definiert sind, seien die folgenden genannt: t

- Die Polyester der Sebacinsäure^ und eines Polypropylenglykols des Molekulargewichts 400, die bei 98,9⁰C eine Viskosität von etwa 850 cSt haben; sie entsprechen, je nach Anteilen der Bestandteile, einer der vorgenannten allgemeinen formein (IX), (X) und (XI);

— der Polyester der Adipinsäure und eines Polypropylenglykols des Molekulargewichts 400, der durch die Laurinsäure blockiert ist und bei 98,9⁰C eine Viskosität von etwa 88 cSt aufweist; er entspricht der vorgenannten allgemeinen Formel (XII).

Die indder vorliegenden Erfindung verwendeten Derivate von Polyalkylenglykolen können ferner blockierte oder nicht blockierte komplexe Ester und Polyester, wie sie vorstehend definiert sind, sein, in denen mindestens ein Teil des Polyalkylenglykols durch einen Polyalkylenglykoläther der Formel R· [- 0 ( R - 0 ) hJ ersetzt ist, in welcher R¹.. und m die gleiche Bedeutung haben wie vorstehend angegeben.

In diesem Fall kommen insbesondere die zwischen einem Mol Di-. carbonsäure HO-C-R₅-C- OH, zwei Mol Polyalkylenglykol-

0 0

äther R^ [-0(E-O)_nH]_n und (2m-2) Mol Monocarbonsäure R₂-C-OH gebildeten komplexen Ester in Betracht. 0

3 0 ft b > K / 0 8 0 U

■·■■■■ ^r geändert/0^m§B |S!ngjsb9- "

eingegaRgsn am .._r..i£Z.ifcjUL·

2 2632A3 :

Als spezifische Beispiele für komplexe Ester dieser Art seien die zwischen 2 Mol eines durch Kondensieren des Propylenoxids mit dem SDrimethylolpropan erhaltenen Äthers, 1 Mol einer dimeren Satire (erhalten durch thermische Dimerisation von Olein- und linolsäure) und 4 Mol Iiaurinsäure gebildeten Ester genannt·

In Betracht kommen auch die z.B«, zwischen zwei Mol Bicarbonsäure HO-C-R₅-C-OH, 3 Mol Polyalkylenglykoläther R^ [-O^R-O^h]^

■ 0 .. ·. 0 :■■/,. . . " ·.; . ■"■ ■■·■'·.:■.'■ ;■ '. ■, -.;■ ·'■ ; und (3m-4) Mol Monocarbonsäure R₂-C-OH gebildeten Polyester ,us·

. · ■ -'. ■ -■ , ' 0 ■■■■" ■' ■ '\:'i^:'^:-:'- '.■',■

Allgemein "besteht das erfindungsgemäße Verfahren zum Schmieren von Zweitaktmotoren darin, daß man dem Motor, dem im übrigen auf übliche Weise der Kraftstoff zugeführt wird, einen Anteil~ von 0,1 bis ~~j 2 Gew·^ eines Schmiermittels (im Verhältnis zu der für den Betrieb des Motors erforderlichen Kraftstoffmenge) zuführt, das 20 bis 100 Gew_## eines oder mehrerer der vorstehend definierten Derivate von Polyalkylenglykolen enthält. ~

Als Gemisch mit dem (oder den) Polyalkylenglykolderivat(en) kann das Schmiermittel, in den Grenzen der wechselseitigen Mischbarkeit, andere Bestandteile enthalten, insbesondere bestimmte übliche Schmiermittel, vor allem

- Schmieröle mineralischen Ursprungs

- synthetische Schmieröle, wie z.B. Produkte der Oligomerisation oder der Polymerisation von olefinischen Kohlenwasserstoffen, wie Polybutene, die gegebenenfalls einer ab-, schließenden Hydrierungsbehandlung unterzogen worden sind, einfache EsterTOn gewöhnlichen Monoalkoholen oder Polyolen, wie das Isodecyladipat, das Äthyl-2-hexylazelat oder das Trimethylolpropancaprylat, sowie komplexe Ester oder Polyester von gewöhnlichen Monoalkoholen oder Polyolen.

Es kann auch, wenn nötig, bestimmte Verdünnungsmittel wie leichte Erdölfraktionen, z.B. White Spirit, Kerosin, einen Düsentreibstoff, bestimmte aromatische Lösungsmittel wie z.B. Erdölfrak-

3 0 "H ' ft / 0 8 0 U '

geändert eingegangen am

mit hohem Siedepunkt und bestimmte sauerstoffhaltige lösungs- : mittel wie Alkohole (z.B. das Isononanol), Ketone (z.B.. Cyclohexanon) oder bestimmte Ester (z.B. Acetate oder Propionate von schweren Alkoholen) enthalten.

Wenn man ein Polyalkylenglykolderivat im Gemisch mit einem Mineralöl verwenden will, ist es natürlich angezeigt, ein Polyalkylenglykolderivat zu verwenden, das sich hinreichend mit den Mineralölen mischen läßt, also ein ausreichendes "oleophiles Gleichgewicht" aufweist. Diese Derivate sind im allgemeinen solehe, "bei denen das Verhältnis zwischen der Anzahl der Kohlenstoß atome ihrer Kohlenwasserstoff gruppen und der Anzahl der Alkylenoxidelemente ihrer Pölyalkylenglykolketten ziemlich hoch ist· Dieses Verhältnis muß außerdem umso höher sein«je mehr Äthylenoxid im Verhältnis zu den Gesamt-Alkylenoxiden das Ausgangspolyalkylenglykol enthält und je paraffinischer das verwendete Mineralöl ist und/oder je höher die Viskosität 1st, die es aufweist.

Im übrigen muß das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Schmiermittel auf jeden Pail geeignete viskosimetrische Eigenschaften aufweisen, insbesondere eine Viskosität, die bei 98,9°C oberhalb etwa 6 cSt und vorzugsweise zwischen etwa 8 bis 15 cSt liegt.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Schmieren von Zweitaktmotoren ist es offensichtlich, daß die dem Motor zugeführte Schmiermittelmenge im Verhältnis zu der verwendeten Kraftstoffmenge umso mehr verringert werden kann, je großer der Anteil an Polyalkylenglykolderivat in dem Schmiermittel ist. Während also der im Verhältnis zum Kraftstoff gemessene Anteil eines Schmiermittels, das nur eine geringe Menge Polyalkylenglykolderivat enthält, im allgemeinen 0,5 bis 2 Gew.# betragen muß, meistens : etwa 1 Gew.#, braucht dieser Anteil nur 0,1 bis 1 Gew.#, meistens etwa 0,5 Gew.# zu betragen, wenn das Schmiermittel einen größeren Anteil an Polyalkylenglykolderivat enthält.

Andererseits kann es, wenn das mit einem oder mehreren PoIyalkylenglykolderivaiferi) gemischte Schmiermittel mindestens ein

.·__■ · . yeanaerr- genoss , , . eingegangen am

- 11 - . '".■■■■..■..

anderes synthetisches Schmiermittel enthält, sein, daß ein Anteil von Polyalkylenglykolderivat von nur 10 Gew.$ ausreicht; aber seihst in diesem Fall ist ein Anteil von mindestens 20 Gew.io nach wie vor vorzuziehen»

Der in der vorangegangenen Beschreibung verv/endete Begriff-, "Schmiermittel" "bezeichnete das verwendete Grundschmiermittel. Es ist selhstverständlich und wird im allgemeinen empfohlen, daß man, tun das endgültige Schmiermittel zu erhalten, verschiedene gebräuchliche Zusatzstoffe zugehen kann, und zwar . .

- Antioxydantien, z.B. von der Art des Phenols oder des Amins, z.B. zu einem Anteil von 0,1 his 10$ im Verhältnis zu dem Gewicht des Schmiermittels;

- Oberflächenaktie Zusätze in Form von organischen Salzen und aschefreie Dispergiermittel, z.B. zu einem Anteil von 0,05 bis 30 % und vorzugsweise 5 bis 20 % im Verhältnis zu dem Gewicht des Schmiermittels.

Ferner kann man dem Grundschmiermittel "bestimmte halogenhalt ige Derivate wie z.B. das A'thylendibromid zusetzen, die die Bleiverbindungen eliminieren Bollen, welche in der Verbrennungskammer entstehen können, wenn der verwendete Kraftstoff Blei enthält (Bleitetraäthyl oder Bleitetramethyl). .

Im Falle der mit einem Kraftstoff-Schmiermittelgemisch betriebenen Zweitaktmotoren bestehen die. erfindungsgemäßen Kraftstoff-Schmiermittelgemische aus einem üblichen Kraftstoff, dem eine Menge an fertigem Schmiermittel zugesetzt wurde, die einer Grundschmiermittelmenge der vorstehenden Definition von 0,1 bis 2 Gew.% im Verhältnis zu dem genannten Kraftstoff, z.B. 0,5 bis 2$, insbesondere etwa 1$ entspricht, wenn das genannte Grundschmiermittel einen geringeren Anteil an Polyalkylenglykolderivat enthält, und 0,1 bis 1$, insbesondere etwa 0,5$, wenn das genannte Grundschmiermittel einen größeren Anteil an Polyalkylenglykolderivat enthält.

Das vorstehend beschriebene Schmierverfahren und die Kraftstoff-Schmiermittelkompositionen gelten für luft- oder wassergekühlte Zweitaktbenzinmotoren von Land- und Wasserfahrzeugen.

Die vorliegende Erfindung betr.ifft ebenso die Schmierung von Drehkolbenmotoren und schlägt für diese ein Schmierverfahren analog dem der Zweitaktmotoren vor, in welchem jedoch die relative Schmiermittelmenge im Verhältnis zum Kraftstoff allgemein 50 Gewichtsteile pro Million bis 2 Gew.$ beträgt.

Ebenso bestehen bei den mit einem Kraftstoff-Schmiermittelgemisch betriebenen Drehkolbenmotoren die in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Kraftstoff-Schmiermittelkompositionen aus einem üblichen Kraftstoff, dem eine Menge an Schmiermittelendprodukt zugesetzt wurde, welche einer genau wie im Falle der Zweitaktmotoren definierten Grundschmiermittelmenge von 50 ppm bis 2 Gew.% im Verhältnis zu dem genannten Kraftstoff entspricht.

Die nachstehend aufgeführten Beispiele dienen der Erläuterung der vorliegenden Erfindung, gelten jedoch in keiner Weise als Beschränkung.

Man hat nach den üblichen Veresterungsmethoden die folgenden Polyalkylenglykolderivate hergestellt:

^£odukt_I: Bis-octadecenoat eines Polyäthylenglykols des Molekulargewichts 600. ^;

- Viskosität bei 37,8⁰C 66,9 cSt

bei 98,9⁰C.. 12,7 cSt

- Viskositätsindex (VIg)..... .....205

- Säureindex ...... 1,2 mg/g

- Löslich in Benzin.

Produkt_II: Bis-dodecanoat eines Polypropylenglykols des Molekulargewichts 1050.

- Viskosität bei 37,8⁰C 71,0 cSt¹

3Of' ·' B / 0 8 0 U

Viskosität bei 98,9⁰C 13,2 cSt

Viskositätsindex (VLg) 201

Säure index. .····· ············* 1 mg/g

Fließpunkt .. <- 30⁰O

Mischbar mit Mineralölen und Benzin.

Produkt_III:

Adipat eines durch Kondensieren eines Äthylenoxid- und Propylenoxidgemisches (50/50 in Gewichtsanteilen) mit n-Butanol erhaltenen Äthers (der Äther enthält durchschnittlich 30 Alkylenoxid- elemente pro Molekül).

—Viskosität bei 37,8⁰O. .............352 cSt

bei 98,9°0 61,3 cSt

- Nicht mischbar mit Mineralölen.

- Löslich in Estern von Dicarbonsäuren (z.B. Isodecyladlpat) und in Benzin.

Produkt^IV:

Trisheptanoat eines durch Kondensieren eines Äthylenoxid- und Propylenoxidgemisches (50/50 in Gewichtsanteilen) mit Trimethylolpropan erhaltenen Äthers (der Äther enthält durchschnittlich 24 Alkylenoxidgruppen pro Molekül).

- Viskosität bei 98,9⁰C. 14,3 cSt

- Nicht mischbar mit Mineralölen.

- Löslich in Benzin.

Produkt V:

Ester, gebildet zwischen 2 Mol eines durch Kondensieren von Propylenoxid mit Trimethylolpropan erhaltenen Äthers und einem Gemisch von Laurinsäure (4 Mol) und einer "dimeren Säure" (1 Mol); (die "dimere Säure" besteht in einem Gemisch von durch thermische Dimerisation von Olein- und Linolsäure erhaltenen Dicar bonsäuren) ·

.3 0 9 ::·/8/ 080

geändcrt eingegangen am

Der Äther enthält durchschnittlich 22 Propylenoxidelemente pro Molekül.

-Viskosität bei 98,9°C . 32 cSt

- Restsäureindex ......1,4 mg/g

- Löslich in leichten Mineralölen.

- Mischbar mit Benzin.

Aus den vorstehend beschriebenen Produkten Ibbis V sind Grundschmiermittel A bia E hergestellt worden, deren Zusammensetzung in der nachstehenden Tabelle angegeben ist.

Tabelle I

Bezeichng. des Schmiermi1> tels	Zusammensetzung	Gew.#	Mineralöl 150 Neutral	Isodecyl- adipat	Viskosität bei 98,9°C (cSt)
A B C D E	Polyalkylengly- kolderivat	100 100 40 80 45	Gew.#		12,7 13,2 12,8 11,1 12,3
Bezeich nung	uS I I 1 I	60 20
Produkt I Produkt II Produkt IE Produkt IV Produkt V

Kolbenklemmungsversuche bei dem Motor der Marke Motob&cane AV7I«

(Schutz Keeen das Pestfressen des Kolbens).

Man hat die in zu 1 Gew.Jf und zu 0,5 Gew.i Kraft stoff-Schmierralttelgemischen enthaltenen Schmiermittel A bis E von Tabelle I getestet, wobei man ein mit X bezeichnetes handelstlb-

geändert gerni-ß eingegcsnpn am ,.„^

liches Öl, das in einem 5$igen Gemisch -verwendet wurde, als Bezugsprodukt nahm. (Das Öl X besteht hauptsächlich aus einem Mineralöl) . ".·--.·"

Man hat ferner das gleiche handelsübliche Öl X in Gemischen zu 5 Gew.fo und zu 1 Gew.#,. ein weiteres, mit T bezeichnetes handelsübliches Öl in einem Gemisch zu 1 Gew_e# und ein drittes<p mit Z bezeichnetes handelsübliches Öl in einem Gemisch zu 5f° getestet. ■ Das Öl Y besteht hauptsächlich aus einem Polybuten und das Öl Z aus einem Mineralöl» ·

Der Test besteht darin, daß der Temperaturanstieg des Zündker-» zen^kniestücks gemessen wird, der durch einen Geschwindigkeitsabfall des Motors um 400 Umdrehungen pro Minute infolge einer Verklemmung des Kolbens in dem Zylinder verursacht worden ist, zu der es kommt, wenn die Kühlung des Motors unterbrochen wird. Ein Schmiermittel ist umso besser, je größer der Temperatur»» anstieg ist, den das jeweilige Schmiermittel ztiläßt»

Die in der nachfolgenden Tabelle II aufgeführten Ergebnisse sind in Prozent ^der Verbesserung '_lim Verhältnis zu dem Bezugsprodukt ausgedrückt und wie folgt erhalten worden: -

, ^{A θ}. - ^{Δ 8}O

% Verbesserung /=χ 100

Λθ_ο

wobei Δ Q₁ und Δ θ_ο den Temperaturanstieg darstellen, der für das getestete Produkt bzw. für das Bezugsprodukt gemessen wurde.

3 0 'Ι ; :·!/080/.

Tabelle II

geändert

eingegangen am

22Β32Λ3

getes-tete Produkt	Anteil in dem Benzin (Gew.$)	Verbesserung/Be zugsprodukt (\%)
Handelsübliches Öl X It II Handelsübliches Öl Y Handelsübliches Öl Z	5 3 1 1 5	0 - 4,3 -15 -20 + 1,2
Schmiermittel A Schmiermittel · B Schmiermittel B Schmiermittel 1» C Schmiermittel D D Schmiermittel E Schmiermittel E	1 . 1 0,5 1 1 1 0,5	+ 6,1 +29,1 + 7,2 + 3,2 + 9,0 +19,7 + 2,4

Ferner hat man KlemmungsTersuche mit den mit P und G bezeichneten Schmiermitteln durchgeführt, die Gemische aus Polypropylenglykolpolyestern (Produkte YI und VII) und Isodecyladipat sind.

Produkt VI wurde aus Polypropylenglykol des Molekularge\tfichts 400 und Sebacinsäure erhalten. Es weist bei 98,9⁰C eine Viskosität von 850 cSt und einen Säureindex von 7,5 mg/g auf.

Produkt VII wurde aus PolyP^opylenglykol des Molekulargewichts 400 und Adipinsäure erhalten. Es ist durch die Laurinsäure blockiert. Seine Viskosität bei 98,9⁰C beträgt 88 cSt und sein Säureindex 1,4 mg/g.

Die Gemische F und G enthalten 14 Gew.# Produkt VI bzw. 40 Gew.5 Produkt VII; die Ergänzung zu 100% ist in beiden Fällen Isodecyladipat.

3 0 9 8 2 8/0804

Die mit den zu 1$. in dem Kraftstoff enthaltenen Schmiermitteln P und G durchgeführten Klemmungsversuche haben Ergebnisse analog denen erbracht, die mit den weiter oben genannten Schmiermitteln A bis E erzielt worden sind.

Die Ergebnisse der vorstehend angeführten Klemmungsversuche zeigen, daß man bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Anteil von 1 Gew.% und zuweilen sogar 0,5 Gew.% Schmiermittel im Verhältnis zum Benzin verwenden kann und dabei einen ebenso guten, wenn nicht besseren Schutz gegen die Verklemmung des Kolbens erzielt als mit den üblichen Schmiermitteln.

Es war damit zu rechnen, daß bei Verwendung einer geringeren Schmiermittelmenge die Verschmutzung des Motors verringert wird. Die Ergebnisse der nachstehend beschriebenen Verschmutzungstests beweisen dies.

Man hat Schmiermittel (B¹ und E¹) getestet, die dadurch erhalten' wurden, daß jedem der Grundschmiermittel B und E 20 Gew.$ eines multifunktionellen Zusatzstoffes (oberflächenaktives Mittel, Antioxydationsmittel und Rostschutzmittel) der Handelsbezeichnung "Oloa 34OD" (eingetragenes Warenzeichen) beigegeben wurde. Die •^lKraftstoff-Schmiermittel"-Gemische enthielten beide 0,5$ Schmiermittel B¹ bzw. E¹ in einem bleifreien Benzin mit der Research-Oktanzahl 94·

Zum Vergleich hat man zwei zu 4 und 5# in dem gleichen Kraftstoff enthaltene klassische Schmiermittel für Zweitaktmotoren getestet»

Der nach der Methode OEC 1 402 T 68 durchgeführte Verschmutzungstest dauerte 100 Stunden. Er besteht aus verschiedenen Betriebsphasen, u.a. einer Phase mit gedrosseltem Motor, Er ist repräsentativ für einen tatsächlichen Betrieb von längerer Dauer. Die Ergebniese sind nachstehend in Tabelle III aufgeführt.

309828/0804

Tabelle	III	Z	2263	243
Schmiermittelzusammensetzg.	X	5	B¹	E¹
^c/o Schmiermittel i.d. Kraftstoff	4	36,6	0,5	0,5
Verstopfg. des Auspufftopfes $	71,	10	16,1	19,2
Veratopfg. der Auspufföffng. i»	5	35g	0	0
Gewicht der Ablagerungen i. d. Auspufftopf	70g	0	17g	21g
Störungen an den Zündkerzen	1		0	0
Meßwerte für den Kolben - Vor
Bewegungsfreiheit der Kolbenringe;		0
1. Kolbenring	9,5	0	10	10
2. Kolbenring	5	7,1	10	10
Firnis auf dem Kolbenmantel	7,9		9,8	9,8
Verbrennungsrückstände in den Kolbennuten:		0
1. Nut		0	9,8	9,0 ,
2. Nut	0		10	8,8
Firnis in den Kolbennuten:		0
1. Nut	0	0	8,5	6,8
2. Nut	0	2	10	8,6
Firnis auf dem Kolbenboden	0,25	9,6	9,6	9,1
Firnis auf der Innenwandung des Kolbens	2,5	6,2	10	10
Verbrennungsrückstände auf der Kolbenkrone	9,3	8,2	7,1	5,4
Verschrammung der Kolbenkrone	9	0	9,2	8,6
Firnis auf dem Kolbenband	0	7,3	9,7	8,2
Firnis auf den Wandungen des Zylinders	9,4	10	10

Diese Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäßen Produkte in praktisch jeder Hinsicht den getesteten handelsüblichen ölen überlegen sind. Neben diesen Ergebnissen sei auf das fast röllige Verschwinden des durch den Auspuff auegestoßenen Öls sowie das Fehltn jeglichen Rauches hingewiesen·

309328/0804

Beis|>iel_2 -

O- O C O O / O

Mit einem Fahrzeug der Marke NSU, Typ Ro 80, mit Doppelläufer-Wankelmotor vom Typ KKM 612 wurden 20 000 km Stadt-, Landätrassen- und Autobahnfahrt durchgeführt. Das Öl, das durch die Hauptschmierleitung strömt und durch die Öleinspritzvorrichtung in Höhe der Benzinpumpe in den Kraftstoff gelangt, bestand aus der in Beispiel 1 beschriebenen Schmiermittelkomposition E, der eine angemessene Menge eines multifunktionellen Reinigungs-, Antioxydations-, Rostschutz- und Antischaumzusatses beigegeben worden war. Der -verwendete Kraftstoff war ein gewöhnliches handelsübliches Benzin.

Bei diesem Test kam es zu keiner Motorstörung. Beim Auseinandernehmen hat man eine besonders schwache Abnutzung der Apex-Zahnkanten und das völlige Fehlen von charakteristischen Abnutzungserscheinungen parallel zu der Läuferachse infolge eines Reibungseffektes auf den Wandungen des Stators festgestellt. Außerdem ist keine abnormale Ablagerung in den Yerbrennungskammern oder in den Öffnungen festgestellt worden.

3 0 0 ¹S / 8 / 0 8 0 4

Claims

geändert a«?T5«*3 ESngab€ eingegangen am Λf "*' r-y

1) Verfahren zum Schmieren eines benzingetriebenen Zweitaktmotors, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motor eine aus einem Grundschmiermittel und üblichen Zusätzen bestehende und eine Viskosität von mindestens 6 cSt bei 98,9°0 aufweisende Schmlsa>mittelkomposition zu einem Anteil, der einer Grundschmiermittelmenge von 0»! bis / 2 Gew.^ im Verhältnis zu. der für den Betrieb des genannten Motors erforderlichen Kraftstoffmenge entspricht, zugeführt wird und daß das genannte Grundschmiermittel 10 bis 100 Gew.^ mindestens eines PoIyalkylenglykolderivats enthält, welches ein Äther, einfacher Ester, komplexer Ester, Polyester oder Ester von A'thern von Polyalkylenglykolen sein kann, die der allgemeinen Formel

HO ( R - 0 )_n H

entsprechen, in welcher jeder Rest R ein zweiwertiger aliphatischer Rest mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen ist und die
Zahl η einen Wert von 2 bis 50 -hat.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens ein Derivat eines Polyäthylenglykols, eines PoIypropylenglykols oder einer Poly(äthylenglykol-propylenglykol)-Mischverbindung verwendet.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Polyalkylenglykoläther verwendet, der einer der folgenden allgemeinen Formeln entspricht:

R₁ - O {■ R - O *_n H (I)\

Γ , 1

R¹J- OfR-O * H (II)

R₁ ~ 0 {· R - 0 >_n R₁ (III)
^₁T-OfR-Ol_nR₁] (IV) /

-'i-iV?S /0804

egangen am ..

' 2 2 ^ ^ 2-4 3

in -welchen R -und η die gleiche Bedeutung haben wie" in Anspruch 1, jeder Rest R der Kohlenwasserstoff rest einer Monohydro:xyl~ verbindung, und zwar eines Mono alkohole r; oder eines Monophenols mit 1 Ms 25 Kohlenstoffatomen, jeder Rest H¹^ ein Kohlenwasserstoffrest eines Polyols mit 3 "bis 20 Kohlenstoffatomen ist und m einen Wert von 2 "bis 4 hat_s

4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen einfachen Polyalkylenglykolester der allgemeinen Formel

B₂-O-O(R-O^O-B₂ (Y) ' O 0

verwendet, in welcher R^ und η die gleiche Bedeutung haben wie in Anspruch 1 und jeder Rest Rp der Kohlenwasserstoffrest einer Monocarbonsäure ist und 1 Ms 25 Kohlenstoff atome ent-" hältt ' :

5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _g daß man einen Ester eines Polyalkylenglykoläthers verwendet, der einer der folgenden allgemeinen Pormeln entspricht:

R₂-C - 0 f R - 0 ^_nR₁ . .( VI ) - 0- (R-O)_n - C - R₃ - JJ-OfR-O^B₁ (VII)

y L■ - ο <r R - ο )_n c - R₂°] _m (viii)

in welchen R und η die gleiche Bedeutung haben wie in Anspruch 1, jeder Rest R^ der Kohlenwasserstoff rest einer Monohydroxylverbindung, und zwar eines Honoalkohols oder eines Monophenols mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen, der Rest R^ ein Kohlenwasserstoffrest eines Polyols mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, der Rest Rp der Kohlenwasserstoffrest einer Monocarbonsäure ist und 1 bis 25 Kohlenstoff atome enthält, der Rest R- der Kohlenwasserstoffrest einer Dicarbonsäure ist und 1 bis 34 Kohlenstoff atome enthält und m einen Wert von 2 bis 4 hat.

3 0 Ί , :- V, ! 0 8 0 k

~ ²² " 2262243

6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyalkylenglykolderivat verwendet, das ein Polyalkylenglykolpolyester, welches einer der folgenden allgemeinen Formeln entspricht:

¹¹⁰ "fw - »3 - Jj - 0 f R - 0 *J]t (ix)

HO -(R - O)_n - [C-R-C-OfR-O)- J H (χ)

0-⁵O ⁿ ρ

HO -TC - R₃ - C - O f R - O ) ]- C-R-C- Oil (Xl)

O O · ■ ■* O O

- C - O - (R - O)_n -f"c - R - C - O <- R - O * "] C-R„ (XIl)

^L0 ^J Ö ^njp0 ^

R₁OL- g - R₃ - jj - O f R - O)]- C-R₃-J-OR₁ (XIII)

- O fR" - O)- , R₁ (XiV

R₁O - (R. - 0)_n,[- g - B₃ - S - 0 - (R-O)] "1-R₃-C-OR₁ (XV,

in denen R und R¹ und η und n¹ die gleiche Bedeutung haben wie R bzw. η in Anspruch 1, jeder Rest R₁ ■ der Kohlenwasserstoffrest einer Monohydroxy1verbindung ist, die ein Monoalkohol oder ein Monophenol mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen sein kann, jeder Rest R_? der Kohlenwasserstoff rest einer Monocarbonsäure ist und 1 bis 25 Kohlenstoffatome enthält, jeder Rest R, der Kohlenwasserstoffrest einer Dicarbonsäure ist und 1 bis 34 Kohlenstoffatome enthält, und jede Zahl ρ einen Wert oberhalb 1 hat, oder ein komplexer Ester ist, der einer der allgemeinen Formeln (XIl) bis (XV) entspricht, in denen die Zahl ρ gleich 1 ist.

7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyalkylenglykolderivat verwendet, welches einer der in Anspruch 6 definierten Polyester und komplexen Ester iet, in

309 8 28/0804

denen mindestens ein Teil des Polyalkylenglykols durch einen Polyalkylenglykoläther der folgenden allgemeinen Formel ersetzt ist:

Rt₁ [- 0 4R- 0>_n H]

in welcher R und η die gleiche Bedeutung haben wie in Anspruch 6, R'. ein Kohlenwasserstoffrest eines Polyols mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und m einen Wert von 2 bis 4 hat„

8) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man einen zwischen einem Mol Dicarbonsäure HO-C-R^-C-OH₉ zwei Mol

0 0 Polyalkylenglykoläther R^ [ - 0 4 R - 0 >_n h] _m und (2m-2) Mol Monocarbonsäure R₀-C-OH gebildeten komplexen Ester ver-

<=· ti 0

wendet, wobei R, R*^, Rp, R*, η und m die gleiche Bedeutung haben wie in Anspruch 6_O

9) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₉ daß das Grundschmiermittel 20 bis 100 Gew.$ mindestens eines Polyalkylenglykolderivats enthält.

10) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundschmiermittel einen geringeren Anteil an Polyalkylengly»= kolderivat enthält und daß der dem Motor zugeführte Anteil an Schmiermittelkomposition einer Grundschmiermittelmenge von 0,5 bis 2 Gew_e% im Verhältnis zu der für den Betrieb des genannten Motors erforderlichen Kraftstoffmenge entspricht,

11) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß das Grundschmiermittel einen größeren Anteil an Polyalkylenglykolderivat enthält und daß der dem Motor zugeführte Anteil an Schmiermittelkomposition einer Grundschmiermittelmenge "von 0,1 bis 1 Gew.$ im Verhältnis zu der für den Betrieb des genannten Motors erforderlichen Kraftstoffmenge entspricht·

3 0°. :■/')/ 0 80 4

12) Kxaftstoff-Schmiermittelgemisch für einen benzingetriebenen Zweitaktmotor, das sich aus einem üblichen Kraftstoff und einer aus einem Grund3chmiermittel und üblichen Zusätzen bestehenden und eine Viskosität von mindestens 6 cSt bei 98,9⁰C aufweisenden Schmiermittelkomposition zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Schmiermittelkompo s it ion einer Grunds chmiermittelmenge von 0,1 bis \ 2 Gew.# im Verhältnis zu dem genannten Kraftstoff entspricht und daß das genannte Grundschmiermittel wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert ist·

15) Verfahren zum Schmieren eines benzingetriebenen Drehkolbenmotors, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motor ein Anteil an aus einem Grundschmiermittel und üblichen Zusätzen bestehender Schmiermittelkomposition zugeführt wird, der einer Grundschmiermittelmenge von 50 Gew.ppm bis 2 Gew.# im Verhältnis zu der für den Betrieb des genannten Motors erforderlichen Kraftstoffmenge entspricht, und daß das genannte Grundschmiermittel wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert ist,

14) Kraftstoff-Schmiermittelgemisch für einen benzingetriebenen Drehkolbenmotor, das sich aus einem üblichen Kraftstoff und einer aus einem Grundschmiermittel und üblichen Zusätzen bestehenden Schmiermittelkomposition zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Schmiermittelkomposition einer Grundschmiermittelmenge von 50 Gew.ppm bis 2 Gew.j6 im Verhältnis zu dem genannten Kraftstoff entspricht und daß das genannte Grundschmiermittel wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert ist.

0 9 8 2 8 / 0 8 0 4