DE602004010207T2

DE602004010207T2 - Kraftstoffgeschmierte Vorrichtung

Info

Publication number: DE602004010207T2
Application number: DE602004010207T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Yokohama-shi Hamada; Makoto Yokohama-shi Kano; Yutaka Yokohama-shi Mabuchi; Kyoji Fuchu-shi Hosono; Toshiyuki Yokohama-shi Ohba
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-08-11
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2024-08-07
Also published as: US20050089685A1; EP1507070A1; CN1580539A; DE602004010207D1; EP1507070B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen brennstoffgeschmierten Gleitmechanismus und insbesondere einen Gleitmechanismus für z. B. eine Automobilbrennstoffsystemkomponente, wie ein Brennstoffeinspritzventil oder eine Hochdruckkraftstoffpumpe, die Gleitkomponenten aufweisen, die in Anwesenheit von Brennstoff relativ zueinander gleitfähig sind.
Ein Brennstoffsystem umfasst eine Vielzahl an Komponenten wie ein Brennstoffeinspritzventil und eine Hochdruckbrennstoffpumpe, die Teilbereiche aufweisen, die in Anwesenheit von Brennstoff relativ zueinander gleitfähig sind. Diese gleitenden Teilbereiche sind im Allgemeinen aus martensitischem rostfreiem Stahl gebildet und sind anfällig für anormalen Verschleiß aufgrund von Brennstoffkorrosion. Um solchem unnormalem Verschleiß vorzubeugen, wird in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 7-063135 vorgeschlagen, harte, dünne Beschichtungsfilme aus Chromnitrid (CrN) oder Titannitrid (TiN) auf den entsprechenden Gleitkomponenten eines Brennstoffeinspritzventils zu bilden.
Darüber hinaus gab es zunehmend Erwartungen im Hinblick auf Biobrennstoff, da in letzter Zeit Bewusstsein für die Erschöpfung fossiler Brennstoffe und Umweltprobleme, die aus der Selbstemission und CO₂-Emission resultieren, entstand. Die Biobrennstoffe stammen aus Ackerfrüchten (wie Rapssamen, Sojabohnen und Zuckerrohr), landwirtschaftlichen Abfällen (wie Stroh und Spreu) und anderen Biomassequellen und sind für ihre geringen Gesundheits- und Umweltbelastungen bekannt.
Für Benzinmotoren finden Alkoholbrennstoffe, die durch Vermischen von Benzin mit z. B. aus Zuckerrohr oder Cassava abstammendem Ethanol hergestellt werden, bereits praktische Verwendung. Sogenanntes "E3" (Gasohol aus 3% Ethanol und 97% Benzin) und "E10" (Gasohol aus 10% Ethanol und 90% Benzin) entwickeln sich in Richtung praktischer Verwendung in Nordamerika usw. und die praktische Verwendung von "E85" und "E95" (Gasohol mit höheren Ethanolgehalten) ist in der Prüfung.
Für Dieselmotoren sind Mischungen von Fettsäuremethylestern (abgekürzt "FAME") aus pflanzlichen Ölen oder überschüssigen essbaren Ölen geeignet. Die FAME-Mischung hat einen Schwefelgehalt, der niedriger als der von Leichtöl ist und es wird erwartet, dass sie als umweltbewusstes Brennstoffmaterial geeignet ist. Zusätzlich wurde bewiesen, dass die FAME-Mischung eine genauso hohe Laufleistung pro Mengeneinheit erlaubt wie Leichtöl.
Ebenso wird die Umwandlung von natürlichem Gas in flüssige Kohlenwasserstoffe zum Erhalt der sogenannten "GTL (Gas-zu-flüssig)-Produkte" als Alternative zu fossilen Brennstoffen für Dieselmotoren vorgeschlagen. Das GTL-Produkt enthält keinen Schwefel und keine aromatischen Verbindungen und es wird erwartet, dass es ein ebenso sauberes Brennstoffmaterial ist wie LNG (flüssiges natürliches Gas).
Die Erfindung betrifft einen Brennstoff-geschmierten Gleitmechanismus. Solch ein Mechanismus ist bekannt aus US 6,543,394 B2 . Dieses Dokument beschreibt ein Viertaktbrennstoffgeschmiertes Verbrennungsmotorsystem, das für ein Fahrzeug geeignet ist, das einen Brennstofftank, der Brennstoff in einem von dem Motor entfernten Bereich enthält, einen ersten Flüssigkeitsweg zum Transportieren von Brennstoff zu dem Schmiersystem des Motors und einen zweiten Flüssigkeitsweg zum Transportieren von Brennstoff zu dem besagten Verbrennungssystem des Motors aufweist. Auf diese Weise dient der Brennstoff des Motors als Gleitmittel bzw. Schmiermittel und als Verbrennungsmittel. Bestimmte lasttragende Oberflächen des Motors können ein hartes Material enthalten, das auf Boriden, Carbiden und Nitriden, einem extrem harten Stahl, einem selbstschmierenden Material oder einer diamantartigen Beschichtung basiert. Der Brennstoff bzw. Kraftstoff kann einer der folgenden sein: verflüssigtes Erdölgas, Biodiesel, natürliches Gas, Biogas, Methanol, Fischer-Tropsch-Kraftstoff, Ethanol, n-Penten, Hexan, n-Heptan, Isooctan, oder Wasserstoff. Auch können Additive wie Molybdändisulfid, Graphit, Öl aus Sojabohnen, Canola-Öl, Polytetrafluorethylen (PTFE), Zinkdialkyldithiophosphat, Polyalphaolefin, zweibasige organische Ester oder Mineralöl dem Brennstoff bzw. Kraftstoff zugegeben werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die oben vorgeschlagene Beschichtungstechnik war ursprünglich vorgesehen für den Schutz der Gleitkomponenten des Brennstoffeinspritzventils vor anormalem Verschleiß in Alkohol oder brennstoff. Wenn das vorgeschlagene Brennstoffeinspritzventil verwendet wird, um Alkoholbrennstoff oder Gasbrennstoff einzuspritzen, können die CrN- oder TiN-beschichteten Gleitkomponenten vor anormalem Verschleiß geschützt werden, zeigen aber keine ausreichende Niedrigreibungscharakteristik. Wenn das vorgeschlagene Brennstoffeinspritzventil dazu verwendet wird, Benzin, Leichtöl, Biodieselkraftstoff oder GTL-Kraftstoff einzuspritzen, können die CrN- oder TiN-beschichteten Gleitkomponenten nicht immer Niedrigreibungscharakteristiken und Korrosions/Verschleißresistenz zeigen. Es ist daher wünschenswert, dass die Gleitkomponenten der Kraftstoffsystemkomponente nicht nur mit hoher Korrosions/Verschleißresistenz bereitgestellt werden, sondern auch ausreichende Niedrigreibungscharakteristiken in Anwesenheit von Benzin, Leichtöl, Alkoholkraftstoff, Biodieselkraftstoff oder GTL-Kraftstoff aufweisen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftstoff-geschmierten Gleitmechanismus bereitzustellen, der gleitende Komponenten hat, die relativ zueinander gleitfähig sind, so dass sie exzellente Niedrigreibungscharakteristiken und Korrosions/Verschleißresistenz zeigen, wenn sie Benzin, Leichtöl, Alkoholkraftstoff, Biodieselkraftstoff oder GTL-Kraftstoff ausgesetzt werden, und dass, wenn sie in einer Kraftstoffsystemkomponente verwendet werden, sie es der Kraftstoffsystemkomponente ermöglichen, ihre Haltbarkeit, Zuverlässigkeit und Tauglichkeit zu erhöhen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale aus Anspruch 1 erreicht. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die anderen Aufgaben und Merkmale der Erfindung können anhand der folgenden Beschreibung verstanden werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Schnittansicht eines Brennstoffeinspritzventils entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1B ist eine vergrößerte Ansicht der eingekreisten Komponente aus 1A.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer SRV-Testeinheit.
Beschreibung der Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind alle Prozentangaben (%) Masseprozent, sofern nicht anders angegeben.
Ein Gleitmechanismus entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (im Folgenden als "Gleitmechanismus" bezeichnet) umfasst ein Paar von Gleitkomponenten, die gleitende Bereiche aufweisen, die relativ zueinander in Anwesenheit von Brennstoff gleiten. Obwohl der Gleitmechanismus auf viele Brennstoffsystemkomponenten angewendet werden kann, wie ein Brennstoffeinspritzventil (auch "Nadelventil" genannt), das als Gleitkomponenten eine Nadel, eine Nadelführung, eine Düse und ein Gehäuse aufweist und eine Hochdruckbrennstoffpumpe aufweist, die als Gleitkomponenten einen Nockenring, einen Kolben, ein Einlassventil und ein Gehäuse aufweist, bezieht sich die folgende beispielhafte Ausführungsform insbesondere auf ein Nadelventil 1.
[Gleitkomponenten]
Wie in 1A und 1B gezeigt, hat das Nadelventil 1 ein Ventilgehäuse 2, Nadel 3 ist in das Zentrum des Ventilgehäuses so eingesetzt, dass sie eine Hin- und Herbewegung ausführt, Nadelführung 4 ist auf der Seite der Spitze des Ventilgehäuses 2 angeordnet, um die Hin- und Herbewegung der Nadel 3 zu führen, und Düse 5 ist an dem Ende der Spitze des Ventilgehäuses 2 angeordnet, um Nadel 3 aufzunehmen. Nadel 3 stellt den Gleitkontakt mit der Nadelführung 4 während der Brennstoffeinspritzkontrolle her und wird während des Anhaltens der Brennstoffeinspritzung gegen die Ausflussöffnung der Düse 5 gepresst.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der äußere zylindrische Bereich (als ein Gleitbereich) der Nadel 3 mit einer harten Kohlenstoffbeschichtung beschichtet. Alternativ ist es auch möglich, die harte Kohlenstoffbeschichtung auf den inneren zylindrischen Bereich (als einen Gleitbereich) der Nadelführung 4 und den Ausflussöffnungsbereich (als ein Gleitbereich) der Düse 5 aufzubringen, anstatt die harte Kohlenstoffbeschichtung auf den äußeren zylindrischen Bereich der Nadel 3 aufzubringen, oder es ist möglich, die harten Kohlenstoffbe schichtungen auf den äußeren zylindrischen Bereich der Nadel 3, den inneren umlaufenden Bereich der Nadelführung 4 und die Auslassöffnung der Düse 5 aufzubringen. Um es zusammenzufassen, wird eine dünne Beschichtung aus hartem Kohlenstoff gebildet, die mindestens einen der zwei gegenüberliegenden Gleitbereiche der Nadel 3, der Nadelführung 4 und der Düse 5 bedeckt.
Die harte Kohlenstoffbeschichtung ist aus einem amorphen Kohlenstoffmaterial gebildet, wie einem diamantartigen Kohlenstoff-(DLC)-Material. Spezifische Beispiele für DLC-Materialien umfassen wasserstofffreien amorphen Kohlenstoff (a-C), wasserstoffhaltigen amorphen Kohlenstoff (a-C:H) und/oder Metallcarbid oder Metallkohlenstoff (MeC), das als ein Teil ein Metallelement aus Titan (Ti) oder Molybdän (Mo) enthält.
Der Reibungskoeffizient zwischen zwei gegenüberliegenden Gleitbereichen steigt mit dem Wasserstoffgehalt der harten Kohlenstoffbeschichtung an. Der Wasserstoffgehalt der harten Kohlenstoffbeschichtung wird daher bevorzugt in einen Bereich von 30 Atom-% oder weniger, bevorzugter 20 Atom-% oder weniger, und noch bevorzugter 10 Atom-% oder weniger und noch bevorzugter 5 Atom-% oder weniger und am meisten bevorzugt 0,5 Atom-% oder weniger gehalten, um für die harte Kohlenstoffbeschichtung einen niedrigen Reibungskoeffizienten und stabile Gleitcharakteristiken in Anwesenheit von Brennstoff zu erzielen.
Solch eine harte Kohlenstoffbeschichtung mit niedrigem Wasserstoffgehalt kann durch Dampfabscheidung aus der Gasphase (PVD) gebildet werden, oder durch einen plasmachemischen Dampfabscheidungsprozess (PVD). Um den Wasserstoffgehalt der harten Kohlenstoffbeschichtung effizient zu senken, wird die harte Kohlenstoffbeschichtung wünschenswerterweise durch Dampfabscheidung aus der Gasphase gebildet, wie Besputtern oder Io nenbogenplattieren, wobei die Beschichtungsatmosphäre im Wesentlichen weder Wasserstoff noch wasserstoffhaltige Verbindungen enthält. Vor der Bildung der harten Kohlenstoffbeschichtungen kann es erstrebenswert sein, den Reaktionskessel und Grundstoff-transportierende Halterungen zu härten und die nichtbeschichteten Gleitbereiche (Basisbereiche) der Nadel 3, Nadelführung 4 und Düse 5 zu reinigen.
Die Gleitbereiche (Basisstoffbereiche) der Nadel 3, Nadelführung 4 und Düse 5 werden aus irgendeinem metallischen Material gebildet wie einem Stahlmaterial oder einem Aluminiumlegierungsmaterial. In Abhängigkeit der Verwendung des Gleitmechanismus können die Gleitbereiche aus einem harzartigen Material gebildet sein.
[Brennstoff bzw. Kraftstoff]
Der Brennstoff ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Benzin, Leichtöl, Alkoholbrennstoff, Biodieselbrennstoff und GTL-Brennstoff.
Benzin
Das Benzin enthält bevorzugt einen Ether als Gleitverbesserer.
Als die Gleitung verbessernder Ether können sauerstoffhaltige organische Verbindungen verwendet werden, die eine oder mehrere Etherbindungen in dem Molekül aufweisen wie in dem folgenden Ausdruck angegeben: R¹-(O-R²)_n, wobei R¹ und R² Kohlenwasserstoffgruppen darstellen, wie Alkylgruppen, Alkenylgruppen, Cycloalkylgruppen, Alkylcycloalkylgruppen, Arylgruppen, Alkylarylgruppen oder Arylalkylgruppen, die eine oder mehrere Bindungen (Gruppen) ausgewählt aus Hydroxyl, Carboxyl, Carbonyl, Ester und Ether haben, und die ein Element oder Elemente außer Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthalten können, wie Halogene (z. B. Fluor und Chlor), Stickstoff, Schwe fel, Phosphor, Bor und Metalle; und n eine ganze Zahl von 1 bis 40, bevorzugt 1 bis 6, bevorzugter 1 bis 4 ist.
Die Kohlenstoffanzahl jeder Kohlenwasserstoffgruppe R¹, R² ist vorzugsweise nicht beschränkt und ist bevorzugt 1 bis 40, bevorzugter 2 bis 30 und noch bevorzugter 3 bis 20.
Beispiele für Alkylgruppen, die als die Gleitung des Benzins verbessernder Ether geeignet sind, sind geradkettige oder verzweigte C₁-C₄₀-Alkylgruppen (einschließlich aller möglichen isomeren Gruppen), wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl, Isosyl, Heneicosyl, Docosyl, Trocosyl und Tetracosyl. Von diesen Alkylgruppen sind C₂-C₃₀-Alkylgruppen bevorzugt und C₃-C₂₀-Alkylgruppen bevorzugter.
Beispiele für Alkenylgruppen, die als den die Gleitung des Benzins verbessernder Ether geeignet sind, sind geradkettige oder verzweigte C₂-C₄₀-Alkylgruppen (einschließlich aller möglichen isomeren Gruppen), wie Vinyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Hexenyl, Heptenyl, Octenyl, Nonenyl, Decenyl, Undecenyl, Dodecenyl, Tridecenyl, Tetradecenyl, Pentadecenyl, Hexadecenyl, Heptadecenyl, Octadecenyl, Nonadecenyl, Icosenyl, Heneicosenyl, Docosenyl, Tricosenyl und Tetracosenyl. Von diesen Alkenylgruppen sind C₂-C₃₀-Alkenylgruppen bevorzugt und C₃-C₂₀-Alkenylgruppen bevorzugter.
Beispiele für Cycloalkylgruppen, die als die Gleitung des Benzins verbessernder Ether geeignet sind, sind C₃-C₉₀-Cycloalkylgruppen wie Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl. Von diesen Cycloalkylgruppen sind C₃-C₂₀-Cycloalkylgruppen bevorzugt, und C₅-C₈-Cycloalkylgruppen bevorzugter.
Beispiele für Alkylcycloalkylgruppen, die als die Gleitung des Benzins verbessernder Ether geeignet sind, sind C₄-C₄₀-Alkylcycloalkylgruppen (einschließlich aller möglichen isomeren Gruppen), wie Methylcyclopentyl, Dimethylcyclopentyl, Ethylmethylcyclopentyl, Diethylcyclopentyl, Methylcyclohexyl, Dimethylcyclohexyl, Ethylmethylcyclohexyl, Diethylcyclohexyl, Methylcycloheptyl, Dimethylcycloheptyl, Ethylmethylcycloheptyl und Diethylcycloheptyl. Von diesen Alkylcycloalkylgruppen sind C₅-C₂₀-Alkylcycloalkylgruppen bevorzugt und C₆-C₁₂-Alkylcycloalkylgruppen bevorzugter.
Beispiele für die Arylgruppen, die als die Gleitung des Benzins verbessernder Ether geeignet sind, sind C₆-C₂₀-Arylgruppen, bevorzugt C₆-C₁₀, wie Phenyl und Naphthyl.
Beispiele für die Alkylarylgruppen, die als die Gleitung des Benzins verbessernder Ether geeignet sind, sind C₇-C₄₀-Alkylarylgruppen (einschließlich aller möglichen isomeren Gruppen), wie monosubstituierte Arylgruppen, z. B. Tolyl, Ethylphenyl, Propylphenyl, Butylphenyl, Pentylphenyl, Hexylphenyl, Heptylphenyl, Octylphenyl, Nonylphenyl, Decylphenyl, Undecylphenyl und Dodecylphenyl, und polysubstituierte Arylgruppen (d. h. Arylgruppen, die zwei oder mehrere gleiche oder unterschiedliche Substituenten aufweisen, die ausgewählt sind aus Alkyl, Aryl, Alkylaryl und Arlyalkylgruppen), z. B. Xylyl, Diethylphenyl, Dipropylphenyl, 2-Methyl-6-tert.-butylphenyl, 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenyl und 2,6-Di-tert.-butyl-4-(3,5-di-tert.-butyl-4-benzyl)phenyl. Von diesen Alkylarylgruppen sind C₇-C₂₀-Alkylarylgruppen bevorzugt und C₇-C₁₂-Alkylarylgruppen bevorzugter.
Beispiele für die Arylalkylgruppen, die als die Gleitung des Benzins verbessernder Ether geeignet sind, sind C₇-C₄₀-Arylalkylgruppen (einschließlich aller möglichen isomeren Gruppen) wie Benzyl, Phenylethyl, Phenylpropyl, Phenylbutyl, Phenylpentyl und Phenylhexyl. Von diesen Arylalkylgruppen sind C₇-C₂₀-Arylalkylgruppen bevorzugt und C₇-C₁₂-Arylalkylgruppen bevorzugter.
Ganz besonders kann der die Gleitung des Benzins verbessernde Ether ausgewählt werden aus gesättigten und ungesättigten aliphatischen Ethern, aromatischen Ethern, cyclischen Ethern und Mischungen davon.
Spezifische Beispiele für die gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Ether, die als die Gleitung des Benzins verbessernder Ether geeignet sind, sind gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₄₀-Monoether (einschließlich aller möglichen Isomere) wie Dimethylether, Diethylether, Di-n-propylether, Diisopropylether, Di-n-butylether, Diisobutylether, Di-n-amylether, Diisoamylether, Dihexylether, Diheptylether, Dioctylether, Dinonylether, Didecylether, Diundecylether, Didodecylether, Ditridecylether, Ditetradecylether, Dipentadecylether, Dihexadecylether, Diheptadecylether, Dioctadecylether, Dinonadecylether, Dieicosylether, Methylethylether, Methyl-n-propylether, Methylisopropylether, Methyl-n-butylether, Methylisobutylether, Methyl-tert.-butylether, Methyl-n-amylether, Methylisoamylether, Ethyl-n-propylether, Ethylisopropylether, Ethyl-n-butylether, Ethylisobutylether, Ethyl-tert.-butylether, Ethyl-n-amylether, Ethylisoamylether, Divinylether, Diallylether, Methylvinylether, Methylallylether, Ethylvinylether und Ethylallylether.
Spezifische Beispiele für die aromatischen Ether, die als die Gleitung des Benzins verbessernder Ether geeignet sind, sind Anisol, Phenetol, Phenylether, Benzylether, Benzylphenylether, α-Naphthylether, β-Naphthylether, Polyphenylether und Perfluoroether. Diese aromatischen Etherverbindungen können jeweils eine oder mehrere gesättigte oder ungesättigte, geradkettige oder verzweigte aliphatische Substituentengruppen in jeder Position aufweisen und liegen bei normalen Gebrauchsbe dingungen bevorzugt in flüssiger Form vor, insbesondere bei Raumtemperaturen.
Spezifische Beispiele für die cyclischen Etherverbindungen, die als die Gleitung des Benzins verbessernder Ether geeignet sind, sind cyclische C₂-C₄₀-Ether wie Ethylenoxid, Propylenoxid, Trimethylenoxid, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, Dioxan und Glycidylether. Diese cyclischen Etherverbindungen können jeweils einen oder mehrere Substituenten haben, die ausgewählt sind aus gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Gruppen, carbocyclischen Gruppen und gesättigten oder ungesättigten aliphatischen carbocyclischen Gruppen in jeder Position.
Von den oben genannten Etherverbindungen ist es wünschenswert, Methyltertiärbutylether (MTBE) und/oder Ethyltertiärbutylether als Gleitverbesserer zu verwenden, um eine gute Startfähigkeit und hohe Oktanzahl zu erzielen. Um die Umweltprobleme anzusprechen, wie den Aufbau von NOx, liegt die Menge an Methyltertiärbutylether (MTBE) und/oder Ethyltertiärbutylether, die zugefügt wird, allgemein bei 7% oder weniger, basierend auf der Gesamtmasse des Benzins.
Leichtöl
Das Leichtöl hat bevorzugt einen Schwefelgehalt von 500 ppm oder weniger, bevorzugter 50 ppm oder weniger, um die Menge an Feststoffen (PM) im Abgas zu reduzieren.
Darüber hinaus enthält das Leichtöl bevorzugt mindestens einen die Gleitung verbessernden Fettester und/oder ein aliphatisches Amin als Gleitverbesserer.
Als die Gleitung verbessernder Fettester und aliphatisches Amin können Fettsäureester und aliphatische Amine verwendet werden, die geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffketten aufweisen, aufweisen, bevorzugt geradkettige oder verzweigte C₈-C₂₄-Kohlenwasserstoffketten und bevorzugter geradkettige oder verzweigte C₁₀-C₂₀-Kohlenwasserstoffketten. Wenn die Kohlenstoffanzahl der Kohlenwasserstoffkette des die Gleitung verbessernden Fettesters oder aliphatischen Amins nicht in dem Bereich von 6 bis 30 liegt, steigt die Möglichkeit, dass der gewünschte reibungsreduzierende Effekt verfehlt wird.
Beispiele für die geradkettigen oder verzweigten. C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffketten, die als die Gleitung des Leichtöls verbessernder Fettester oder aliphatisches Amin geeignet sind, sind: Alkylgruppen, wie Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl, Icosyl, Heneicosyl, Docosyl, Tricosyl, Tetracosyl, Pentacosyl, Hexacosyl, Heptacosyl, Octacosyl, Nonacosyl und Triacontyl; und Alkenylgruppen, wie Hexenyl, Heptenyl, Octenyl, Nonenyl, Decenyl, Undecenyl, Dodecenyl, Tridecenyl, Tetradecenyl, Pentadecenyl, Hexadecenyl, Heptadecenyl, Octadecenyl, Nonadecenyl, Icosenyl, Heneicosenyl, Docosenyl, Tricosenyl, Tetracosenyl, Pentacosenyl, Hexacosenyl, Heptacosenyl, Octacosenyl, Nonacosenyl und Triacontenyl. Diese Alkyl- und Alkenylgruppen schließen alle möglichen isomeren Gruppen ein.
Der die Gleitung verbessernde Fettester des Leichtöls kann ausgewählt werden aus Estern von Fettsäuren, die die oben genannten C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffgruppen und einwertige oder mehrwertige aliphatische Alkohole aufweisen. Spezifische Beispiele für die Fettsäureesterverbindungen, die als Gleitverbesserer des Leichtöls geeignet sind, schließen Glycerylmonooleat, Glyceryldioleat, Sorbitanmonooleat und Sorbitandioleat ein.
Die aliphatischen Amingleitverbesserer des Leichtöls können ausgewählt werden aus aliphatischen Monoaminen und Alkylenoxidaddukten davon, aliphatischen Polyaminen, Imidazolinen und Derivaten davon, die jeweils eine der oben genannten C₆-C₃₀- Kohlenwasserstoffgruppen tragen. Spezifische Beispiele für die aliphatischen Aminverbindungen, die als Gleitverbesserer des Leichtöls geeignet sind, umfassen: aliphatische Aminverbindungen wie Laurylamin, Lauryldiethylamin, Lauryldiethanolamin, Dodecyldipropanolamin, Palmitylamin, Stearylamin, Stearyltetraethylenpentamin, Oleylamin, Oleylpropylendiamin, Oleyldiethanolamin und N-Hydroxyethyloleylimidazolin; Alkylenoxidaddukte der oben genannten aliphatischen Aminverbindungen wie N,N-Dipolyoxyalkylen-N-alkyl oder Alkenyl(C₆-C₂₈)amine; und säuremodifizierte Verbindungen, die durch die Reaktion der oben genannten aliphatischen Aminverbindungen mit C₂-C₃₀-Monocarbonsäuren (wie Fettsäuren) oder C₂-C₃₀-Polycarbonsäuren (wie Oxalsäure, Phthalsäure, Trimellithsäure und Pyromellithsäure) erzeugt wurden um alle oder Teile der verbleibenden Amino- und/oder Iminogruppen zu neutralisieren oder zu amidieren. Von diesen aliphatischen Aminverbindungen ist N,N-Dipolyoxyethylen-N-oleylamin bevorzugt.
Die Menge an dem die Gleitung verbessernden Fettester und/oder aliphatischen Amin, die zugefügt wird, ist nicht besonders eingeschränkt und liegt bevorzugt zwischen 0,05 und 3,0%, bevorzugter zwischen 0,1 und 2,0% und noch bevorzugter zwischen 0,5 und 1,4% bezogen auf die Gesamtmasse des Leichtöls. Wenn die Menge an die Gleitung verbesserndem Fettester und/oder aliphatischem Amin in dem Leichtöl weniger als 0,05% ist, besteht die Möglichkeit, dass ein ausreichender reibungsreduzierender Effekt verfehlt wird. Wenn die Menge an die Gleitung verbesserndem Fettester und/oder aliphatischem Amin in dem Leichtöl 3,0% übersteigt, besteht die Möglichkeit, dass die Löslichkeit des Gleitverbesserers oder der Verbesserer in dem Leichtöl so niedrig wird, dass sich die Lagerstabilität derart verschlechtert, dass ein Bodensatz auftritt.
Der Zusatz solcher Fettestergleitverbesserer und/oder aliphatischer Amingleitverbesserer zu dem Leichtöl würde eine zu künftige Anforderung behandeln um den Schwefelgehalt von Leichtöl zu senken.
Alkoholbrennstoff bzw. Alkoholkraftstoff Der Alkoholbrennstoff ist eine Mischung aus Benzin und Alkohol (auch "Gasohol" genannt).
Als den dem Benzin zugemischtem Alkohol können einwertige Alkohole, mehrwertige Alkohole (zweiwertige Alkohole, drei- oder höherwertige Alkohole), Alkylenoxidaddukte davon und Mischungen davon verwendet werden.
Die einwertigen Alkohole sind solche, die eine Hydroxylgruppe in jedem Molekül aufweisen. Spezifische Beispiele für einwertige Alkohole, die als Alkoholbrennstoff geeignet sind, sind: einwertige C₁-C₄₀-Alkylalkohole (einschließlich aller möglichen Isomere), wie Methanol, Ethanol, Propanole (1-Propanol, 2-Propanol), Butanole (1-Butanol, 2-Butanol, 2-Methyl-1-propanol, 2-Methyl-2-propanol), Pentanole (1-Pentanol, 2-Pentanol, 3-Pentanol, 2-Methyl-1-butanol, 3-Methyl-1-butanol, 3-Methyl-2-butanol, 2-Methyl-2-butanol, 2,2-Dimethyl-1-propanol), Hexanole (1-Hexanol, 2-Hexanol, 3-Hexanol, 2-Methyl-1-pentanol, 2-Methyl-2-pentanol, 2-Methyl-3-pentanol, 3-Methyl-1-pentanol, 3-Methyl-2-pentanol, 3-Methyl-3-pentanol, 4-Methyl-1-pentanol, 4-Methyl-2-pentanol, 2,3-Dimethyl-1-butanol, 2,3-Dimethyl-2-butanol, 3,3-Dimethyl-1-butanol, 3,3-Dimethyl-2-butanol, 2-Ethyl-1-butanol, 2,2-Dimethylbutanol), Heptanole (1-Heptanol, 2-Heptanol, 3-Heptanol, 2-Methyl-1-hexanol, 2-Methyl-2-hexanol, 2-Methyl-3-hexanol, 5-Methyl-2-hexanol, 3-Ethyl-3-pentanol, 2,2-Dimethyl-3-pentanol, 2,3-Dimethyl-3-pentanol, 2,4-Dimethyl-3-pentanol, 4,4-Dimethyl-2-pentanol, 3-Methyl-1-hexanol, 4-Methyl-1-hexanol, 5-Methyl-1-hexanol, 2-Ethylpentanol), Octanole (1-Octanol, 2-Octanol, 3-Octanol, 4-Methyl-3-heptanol, 6-Methyl-2-heptanol, 2-Ethyl-1-hexanol, 2-Propyl-1-pentanol, 2,4,4,-Trimethyl-1-pentanol, 3,5-Dimethyl-1-hexanol, 2-Methyl-1-heptanol, 2,2-Dimethyl-1-hexanol), Nonanole (1-Nonanol, 2-Nonanol, 3,5,5-Trimethyl-1-hexanol, 2,6-Dimethyl-4-heptanol, 3-Ethyl-2,2-dimethyl-3-pentanol, 5-Methyloctanol etc.), Decanole (1-Decanol, 2-Decanol, 4-Decanol, 3,7-Dimethyl-1-octanol, 2,4,6-Trimethylheptanol, etc.), Undecanole, Dodecanole, Tridecanole, Tetradecanole, Pentadecanole, Hexadecanole, Heptadecanole, Octadecanole, Stearylalkohol, etc.), Nonadecanole, Eicosanole und Tetracosanole; einwertige C₂-C₄₀-Alkenylalkohole (einschließlich aller möglichen Isomere) wie Ethenol, Propenol, Butenole, Hexenole, Octenole, Decenole, Dodecenole und Octadecenole (Oleylalkohol, etc.); einwertige C₃-C₄₀-(Alkyl)cycloalkylalkohole (einschließlich aller möglichen Isomere), wie Cyclopentanol, Cyclohexanol, Cycloheptanol, Cyclooctanol, Methylcyclopentanole, Methylcyclohexanole, Dimethylcyclohexanole, Ethylcyclohexanole, Propylcyclohexanole, Butylcyclohexanole, Cyclopentylmethanole, Cyclohexylmethanole, Cyclohexylethanol (1-Cyclohexylethanol, 2-Cyclohexylethanol, etc.), Cyclohexylpropanole (3-Cyclohexylpropanol, etc.), Cyclohexylbutanole (4-Cyclohexylbutanol, etc.) und Butylcyclohexanol, 3,3,5,5-Tetramethylcyclohexanol; (Alkyl)arylalkohole (einschließlich aller möglichen Isomere), wie Phenylalkohol, Methylphenylalkohole (o-Cresol, m-Cresol, p-Cresol), Creosole, Ethylphenylalkohole, Propylphenylalkohole, Butylphenylalkohole, Butylmethylphenylalkohole (3-Methyl-6-tert.-butylphenylalkohol, etc.), Dimethylphenylalkohole, Diethylphenylalkohole, Dibutylphenylalkohole (2,6-Di-tert.-butylphenylalkohol, 2,4-Di-tert.-butylphenylalkohol, etc.), Dibutylmethylphenylalkohole (2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenylalkohol, etc.), Dibutylethylphenylalkohole (2,6-Di-tert.-butyl-4-ethylphenylalkohol etc.), Tributylphenylalkohole (2,4,6-Tri-tert.-butylphenylalkohol, etc.), Naphthole (α-Naphthol, β-Naphthol), Dibutylnaphthole (2,4-Di-tert.-butyl-α-naphthol, etc.); und Triazine, wie 6-(4-Oxy-3,5-di-tert.-butyl-anilino)-2,4-bis-(n-Octylthio)-1,3,5-triazin.
Von diesen einwertigen Alkoholverbindungen sind niedrigflüchtige geradkettige oder verzweigte C₁₂-C₁₈-Alkyl- oder Alkenylalkohole wie Oleylalkohol und Stearylalkohol bevorzugt, um einen größeren reibungsreduzierenden Effekt auf die Gleitreibung zwischen der mit hartem Kohlenstoff beschichteten Gleitkomponente und der gegenüberliegenden Gleitkomponente unter Bedingungen von hohen Temperaturen zu erzielen.
Die zweiwertigen Alkohole sind solche, die zwei Hydroxylgruppen in jedem Molekül aufweisen. Spezifische Beispiele für die zweiwertigen Alkohole, die als Alkoholbrennstoff geeignet sind, sind: C₂-C₄₀-Alkyl- oder Alkenyldiole (einschließlich aller möglichen Isomere), wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Polyethylenglykole, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Neopentylglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,2-Butandiol, 2-Methyl-1,3-propandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2-Ethyl-2-methyl-1,3-propandiol, 2-Methyl-2,4-pentandiol, 1,7-Heptandiol, 2-Methyl-2-propyl-1,3-propandiol, 2,2-Diethyl-1,3-propandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 2-Butyl-2-ethyl-1,3-propandiol, 1,10-Decandiol, 1,11-Undecandiol, 1,12-Dodecandiol, 1,13-Tridecandiol, 1,14-Tetradecandiol, 1,15-Heptadecandiol, 1,16-Hexadecandiol, 1,17-Heptadecandiol, 1,18-Octadecandiol, 1,19-Nonadecandiol und 1,20-Icosadecandiol; C₂-C₄₀-(Alkyl)cycloalkandiole (einschließlich aller möglichen Isomere), wie Cyclohexandiole und Methylcyclohexandiole; zweiwertige C₂-C₄₀-(Alkyl)arylalkohole (einschließlich aller möglichen Isomere), wie Benzoldiole (Catechol, etc.), Methylbenzoldiole, Ethylbenzoldiole, Butylbenzoldiole (p-tert.-Butylcatechol, etc.), Dibutylbenzoldiole (4,6-Di-tert.-butylresorcin, etc.), 4,4'-Thio-bis(3-methyl-6-tert.-butylphenol), 4,4'-Butyliden-bis(3-methyl-6-tert.-butylphenol), 2,2'-Methylen-bis(4-methyl-6-tert.-butylphenol), 2,2'-Thio-bis(4,6-di-tert.-butylresorcin), 2,2'-Methylen-bis(4-ethyl-6-tert.-butylphenol), 4,4'-Methylen-bis(2,6-di-tert.-butylphenol), 2,2'-(3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxy)propan und 4,4'-Cyclohexyliden-bis(2,6-di-tert.-butylphenol); Konden sationsprodukte von p-tert.-Butylphenol und Formaldehyd und Kondensationsprodukte von p-tert.-Butylphenol und Acetaldehyd.
Von diesen zweiwertigen Alkoholverbindungen sind Ethylenglykol, Propylenglykol, Neopentylglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2-Methyl-2,4-pentandiol, 2-Ethyl-2-methyl-1,3-propandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 1,11-Undecandiol und 1,12-Dodecandiol bevorzugt, um einen größeren reibungsreduzierenden Effekt auf die Gleitreibung zwischen der mit hartem Kohlenstoff beschichteten Gleitkomponente und der gegenüberliegenden Gleitkomponente zu erzielen. Sterisch gehinderte Alkohole mit einem hohen Molekulargewicht von 300 oder mehr, bevorzugt 400 oder mehr, wie 2,6-Di-tert.-butyl-4-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxylbenzyl)phenylalkohol, sind insbesondere bevorzugt, um die hohe Oxidationsresistenz sicherzustellen, während ein guter reibungsreduzierender Effekt erhalten wird, da die hochmolekulargewichtigen sterisch gehinderten Alkohole eine hohe Wärmeresistenz und niedrige Flüchtigkeit unter Bedingungen von hohen Temperaturen aufweisen (z. B. unter Gleitbedingungen eines Verbrennungsmotors).
Die drei- und höherwertigen Alkohole sind solche, die drei oder mehr Hydroxylgruppen in jedem Molekül aufweisen. Im Allgemeinen werden dreiwertige bis zehnwertige Alkohole, bevorzugt dreiwertige bis sechswertige Alkohole, verwendet. Spezifische Beispiele für die drei- und höherwertigen Alkohole, die als Alkoholbrennstoffe geeignet sind, sind Glycerin; Trimethylolalkane wie Trimethylolethan, Trimethylolpropan und Trimethylolbutan; Erythritol; Pentaerythritol; 1,2,4-Butantriol; 1,3,5-Pentantriol; 1,2,6-Hexantriol; 1,2,3,4-Butantetrol; Sorbitol; Adonitol; Arabitol; Xylitol; Mannitol; und Polymerisations- und Kondensationsprodukte davon, wie ein Dimer, ein Trimer, ein Tetramer, ein Pentamer, ein Hexamer, ein Heptamer und ein Octamer von Glycerin (Diglycerol, Triglycerol, Tetraglycerol, etc.), ein Dimer, ein Trimer, ein Tetramer, ein Pen tamer, ein Hexamer, ein Heptamer und ein Octamer von Trimethylolpropan (Ditrimethylolpropan, etc.), ein Dimer, ein Trimer, ein Tetramer, ein Pentamer, ein Hexamer, ein Heptamer und ein Octamer von Pentaerythritol (Dipentaerythritol, etc.), Sorbitan und Sorbitol/Glycerinkondensate (einschließlich intramolekularer Kondensate, intermolekularer Kondensate oder Selbstkondensate).
Alternativ können Zuckeralkohole verwendet werden wie Xylose, Arabitol, Ribose, Rhamnose, Glucose, Fructose, Galactose, Mannose, Sorbose, Cellobiose, Mantose, Isomaltose, Trehalose und Saccharose.
Von diesen drei- oder höherwertigen Alkoholverbindungen sind dreiwertige bis sechswertige Alkohole wie Glycerin, Trimethylolalkane (Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Trimethylolbutan etc.), Pentaerythritol, 1,2,4-Butantriol, 1,3,5-Pentantriol, 1,2,6-Hexantriol, 1,2,3,4-Butantetrol, Sorbitol, Sorbitan, Sorbitol/Glycerinkondensate, Adonitol, Arabitol, Xylitol, Mannitol und Mischungen davon bevorzugt. Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, Sorbitan und Mischungen davon, insbesondere dreiwertige bis sechswertige Alkohole, die einen Sauerstoffgehalt von 20% oder mehr, wünschenswert 30% oder mehr, mehr wünschenswert 40% oder mehr aufweisen, sind alle bevorzugter. Es ist festzustellen, dass sieben- oder höherwertige Alkohole dazu neigen, zu hochviskos zu werden.
Spezifische Beispiele für die Alkylenoxidaddukte der ein- oder mehrwertigen Alkohole, die als Alkoholbrennstoffe geeignet sind, sind solche, die durch Addition von C₂-C₆-Alkylenoxiden, bevorzugt C₂-C₄-Alkylenoxiden, oder Polymeren (oder Copolymeren) davon an die Alkohole erzeugt werden können, wobei die Hydroxylgruppen der Alkohole kohlenwasserstoffverethert oder kohlenwasserstoffverestert werden.
Als C₂-C₆-Alkylenoxide können Ethylenoxid, Propylenoxid, 1,2-Epoxybutan (α-Butylenoxid), 2,3-Epoxybutan (β-Butylenoxid), 1,2-Epoxy-1-methylpropan, 1,2-Epoxyheptan, 1,2-Epoxyhexan verwendet werden. Von diesen Alkylenoxiden sind Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid, insbesondere Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, bevorzugt, um einen großen reibungsreduzierenden Effekt zu erzielen.
In dem Fall der Addition von zwei oder mehreren unterschiedlichen Typen von Alkylenoxiden ist der Polymerisationsprozess der Oxyalkylengruppen nicht besonders eingeschränkt und die Oxyalkylengruppen können zufällig copolymerisiert oder blockcopolymerisiert sein. Wenn das Alkylenoxid zu einem Polyalkohol mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen zugegeben wird, kann das Alkylenoxid an einen Teil der Hydroxylgruppen des Mehrfachalkohols oder an alle addiert werden.
Von den oben genannten Alkoholverbindungen ist es wünschenswert Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol oder eine Mischung davon im Hinblick auf die Kosteneffizienz und Verfügbarkeit zu verwenden. Insbesondere Ethanol, das aus Biomassequellen stammt, ist für die Reduktion der CO₂-Emission bevorzugt.
Biodieselbrennstoff bzw. Biodieselkraftstoff
Der Biodieselbrennstoff enthält einige wenige Prozent bis 100% einer FAME-Mischung. Mit anderen Worten ist der Biodieselbrennstoff eine reine FAME-Mischung oder eine Mischung von Leichtöl und einer FAME-Mischung. Der Begriff "FAME-Mischung" bezieht sich auf eine Mischung von Fettsäuremethylestern, die aus pflanzlichen Ölen stammen, wie Rapssamenöl, Sojabohnenöl und Maisöl und/oder essbaren Abfallölen, wie Bratfett, und kann synthetisch dadurch erzeugt werden, dass die pflanzlichen und essbaren Abfallöle dem hydrolytischen Abbau unterzogen werden, um Fettsäuren und Glycerin zu erhalten, und dann die so erhaltenen Fettsäuren mit Methanol kondensiert werden. Da die pflanzlichen und essbaren Abfallöle überwiegend aus Fettsäureglycerinestern bestehen, enthält die FAME-Mischung unterschiedliche Fettsäurefraktionen, die aus den entsprechenden Fettsäuren dieser Rohöle stammen.
GTL-Brennstoff bzw. GTL-Kraftstoff
Der GTL-Brennstoff enthält einige wenige Prozent bis 100% eines GTL-(Gas-zu-Flüssigkeit)-Produktes. Mit anderen Worten ist der GTL-Brennstoff ein reines GTL-Produkt, oder eine Mischung von Leichtöl und einem GTL-Brennstoff. Hierin bezieht sich der Begriff "GTL-Produkt" auf ein flüssiges (Kohlenwasserstoff-)Produkt, das durch Umwandlung von natürlichem Gas erhalten wurde und frei ist von Schwefel und aromatischen Verbindungen.
Der GTL-Brennstoff kann bevorzugt mindestens einen Fettestergleitverbesserer und/oder einen aliphatischen Amingleitverbesserer enthalten.
Als Fettester- und aliphatischer Amingleitverbesserer können Fettsäureester und aliphatische Amine verwendet werden, die geradkettige oder verzweigte C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffketten aufweisen, bevorzugt geradkettige oder verzweigte C₈-C₂₄-Kohlenwasserstoffketten und bevorzugter geradkettige oder verzweigte C₁₀-C₂₀-Kohlenwasserstoffketten. Wenn die Kohlenstoffanzahl der Kohlenwasserstoffkette des Fettsäureesters oder aliphatischen Amingleitverbesserers nicht in dem Bereich von 6 bis 30 liegt, kann möglicherweise der gewünschten reibungsreduzierende Effekt verfehlt werden.
Beispiele für die geradkettigen oder verzweigten C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffketten, die als Fettester- oder aliphatischer Amingleitverbesserer für den GTL-Brennstoff geeignet sind, sind: Alkylgruppen wie Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl, Icosyl, Heneicosyl, Docosyl, Tricosyl, Tetracosyl, Pentacosyl, Hexacosyl, Heptacosyl, Octacosyl, Nonacosyl und Triacontyl; und Alkenylgruppen, wie Hexenyl, Heptenyl, Octenyl, Nonenyl, Decenyl, Undecenyl, Dodecenyl, Tridecenyl, Tetradecenyl, Pentadecenyl, Hexadecenyl, Heptadecenyl, Octadecenyl, Nonadecenyl, Icosenyl, Heneicosenyl, Docosenyl, Tricosenyl, Tetracosenyl, Pentacosenyl, Hexacosenyl, Heptacosenyl, Octacosenyl, Nonacosenyl und Triacontenyl. Diese Alkyl- und Alkenylgruppen schließen alle möglichen isomeren Gruppen ein.
Der Fettestergleitverbesserer des GTL-Brennstoffes kann ausgewählt werden aus Estern von Fettsäuren, mit den oben genannten C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffgruppen und einwertigen oder mehrwertigen aliphatischen Alkoholen. Spezifische Beispiele für die Fettsäureesterverbindungen, die als Gleitverbesserer des GTL-Brennstoffes geeignet sind, schließen Glycerylmonooleat, Glyceryldioleat, Sorbitanmonooleat und Sorbitandioleat ein.
Der aliphatische Amingleitverbesserer des GTL-Brennstoffes kann ausgewählt werden aus aliphatischen Monoaminen und Alkylenoxidaddukten davon, aliphatischen Polyaminen, Imidazolinen und Derivaten davon, die jeweils eine der obigen C₆-C₃₀-Kohlenwasserstoffgruppen aufweisen. Spezifische Beispiele für die aliphatischen Aminverbindungen, die als Gleitverbesserer des GTL-Brennstoffes geeignet sind, beinhalten: aliphatische Aminverbindungen wie Laurylamin, Lauryldiethylamin, Lauryldiethanolamin, Dodecyldipropanolamin, Palmitylamin, Stearylamin, Stearyltetraethylenpentamin, Oleylamin, Oleylpropylendiamin, Oleyldiethanolamin und N-Hydroxyethyloleylimidazolin; Alkylenoxidaddukte der oben genannten aliphatischen Aminverbindungen, wie N,N-Dipolyoxyalkylen-N-alkyl- oder -alkenyl-(C₆-C₂₈)-amine; und säuremodifizierte Verbindungen, die durch die Reaktion der oben genannten aliphatischen Aminverbindungen mit C₂-C₃₀-Monocarbonsäuren (wie Fettsäuren) oder C₂-C₃₀-Polycarbonsäuren (wie Oxalsäure, Phthalsäure, Trimellithsäure und Pyromellithsäure) erzeugt wurden, um die alle oder Teile der verbliebenen Amino- und/oder Iminogruppen zu neutralisieren oder zu amidieren. Von diesen aliphatischen Aminverbindungen ist N,N-Dipolyoxyethylen-N-oleylamin bevorzugt.
Die Menge an Fettestergleitverbesserer und/oder aliphatischem Amingleitverbesserer, die zugesetzt wird, ist nicht besonders eingeschränkt, und liegt bevorzugt zwischen 0,05 und 3,0%, bevorzugter zwischen 0,1 und 2,0% und noch bevorzugter zwischen 0,5 und 1,4%, bezogen auf die Gesamtmasse des GTL-Brennstoffes. Wenn die Menge an Fettestergleitverbesserer und/oder an aliphatischem Amingleitverbesserer in dem GTL-Brennstoff geringer als 0,05% ist, besteht die Möglichkeit, dass ein ausreichender die Gleitung reduzierender Effekt verfehlt wird. Wenn die Menge an dem Fettestergleitverbesserer und/oder dem aliphatischen Amingleitverbesserer in dem GTL-Brennstoff 3,0% übersteigt, besteht die Möglichkeit, dass die Löslichkeit des Gleitverbesserers oder der Verbesserer in dem GTL-Brennstoff so niedrig wird, dass sich die Lagerstabilität verschlechtert, und Bodensätze erzeugt werden.
[Versuche]
Die vorliegende Erfindung wird im Detail durch Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben. Es ist anzumerken, dass die folgenden Beispiele nur veranschaulichend sind und nicht den Umfang der Erfindung beschränken sollen.
(1) Auswertung der Reibungskoeffizienten und der Verschleißresistenz

Eine Vielzahl von Probestücken und Gegenstücken wurde wie folgt erzeugt und einem SRV-Test unter den folgenden Bedingungen in Beispielen 1 bis 15 und Vergleichsbeispielen 1 bis 20 unterzogen. Der SRV-Test wurde unter Verwendung eines SRV-Testers ausgeführt, indem es dem Probestück (11) gestattet wur de, auf dem Gegenstück (12) hin und her zu gleiten (entlang eines Doppelpfeiles), wie in 2 gezeigt. Der Koeffizient der Gleitreibung zwischen dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) wurde während des Versuchs gemessen. Nach dem Versuch wurde die Menge an Verschleiß des Probestückes (11) festgestellt. Die Versuchsergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 5 gezeigt. (Versuchsbedingungen)

Probestück (11)	Ein zylindrisch geformtes Stück mit einer Dimension von 18 mm (Durchmesser) × 22 mm (Länge)
Gegenstück (12)	Ein scheibenförmig geformtes Stück mit einer Dimension von 24 mm (Durchmesser) × 7 mm (Dicke)
Testeinheit:	SRV-Tester
Frequenz:	50 Hz
Temperatur:	80°C
Aufgebrachte Belastung:	400 N
Kolbenabstand:	3 mm
Testzeit:	15 Minuten

Beispiel 1
Ein zylindrischer Block mit einer Dimension von 18 mm (Durchmesser) × 22 mm (Länge) wurde aus einem hochkohlenstoffhaltigen Chromstahl SUJ2 entsprechend JIS G4805 herausgeschnitten. Es wurde dann ein DLC-Beschichtungsfilm mit einem Wasserstoffgehalt von 20 Atom-% und einer Dicke von 0,5 μm durch einen PVD-Ionenbogenplattierprozess auf einem zylindrischen Bereich des ausgeschnittenen Blocks gebildet, was ein Probestück (11) ergab.
Als Nächstes wurde ein scheibenförmiges Stück mit einer Dimension von 24 mm (Durchmesser) × 7 mm (Dicke) aus einem Kohlenstoffstahl S45C entsprechend JIS G4051 ausgeschnitten und fertiggestellt mit einer Oberflächenrauheit Ra von 0,2 μm, was ein Gegenstück (12) ergab. Hierin wird die Oberflächenrauheit Ra durch Ra₇₅ entsprechend JIS B0601 ausgedrückt.
Der SRV-Test wurde dann auf dem Probestück (11) und Gegenstück (12) unter der Bedingung, dass das Benzin ohne Additive auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, ausgeführt.
Beispiel 2
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erzeugt, mit Ausnahme dass ein DLC-Beschichtungsfilm mit einem Wasserstoffgehalt von 0,5 Atom und einer Dicke von 0,5 μm auf dem ausgeschnittenen Block gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, erzeugt. Der SRV-Test wurde dann auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Benzin ohne Additive auf das Probestück (11) aufgebracht wurde.
Beispiel 3
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie sie in Beispiel 2 verwendet wurden, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Benzin, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 6 Masse Ethyltertiärbutylether enthielt.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zubereitet, mit Ausnahme, dass ein Chromplattierungsfilm mit einer Dicke von 50 μm anstelle des DLC-Beschichtungsfilms gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12) wie in Beispiel 1 erzeugt. Der SRV-Test wurde dann auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Benzin ohne Additive auf das Probestück (11) aufgebracht wurde.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erzeugt, mit Ausnahme, dass ein Chromnitridfilm mit einer Dicke von 20 μm anstelle des DLC-Beschichtungsfilms gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12) wie in Beispiel 1 verwendet. Der SRV-Test wurde dann auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Benzin ohne Additive auf das Probestück (11) aufgebracht wurde.
Vergleichsbeispiel 3
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Vergleichsbeispiel 1 verwendet, wurden erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Benzin, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 6 Masse-% Ethyltertiärbutylether enthielt.
Vergleichsbeispiel 4
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Vergleichsbeispiel 2 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Benzin, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 6 Masse-% Ethyltertiärbutylether enthielt.
Vergleichsbeispiel 5

Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein DLC-Beschichtungsfilm auf den zylindrischen Bereich des ausgeschnittenen Blockes durch einen CVD-Prozess mit einem Wasserstoffgehalt von 35 Atom-% und einer Dicke von 12 μm gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 1 verwendet, erzeugt. Der SRV-Test wurde dann auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Brennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, keine Additive enthielt. Tabelle 1

	Probestück		Gehalt an Gleitverbesserer (%)	Versuchsergebnisse
	Beschichtungsfilm	Wasserstoffgehalt (Atom-%)	Gehalt an Gleitverbesserer (%)	Reibungkoeffizient	Verschleißmenge
Beispiel 1	DLC	20	0	0,054	1,5
Beispiel 2	DLC	0,5	0	0,044	1,3
Beispiel 3	DLC	0,5	6	0,040	1,0
Vergleichsbeispiel 1	Cr-Plattieren	-	0	0,185	5,5
Vergleichsbeispiel 2	CrN	-	0	0,120	2,2
Vergleichsbeispiel 3	Cr-Plattieren	-	6	0,183	5,4
Vergleichsbeispiel 4	CrN	-	6	0,121	2,3
Vergleichsbeispiel 5	DLC	35	0	0,064	1,7

Gleitverbesserer: Ethyltertiärbutylether
Anmerkung: Die Verschleißmengen der Probestücke der Beispiele 1–2 und Vergleichsbeispiele 1–5 sind auf die Verschleißmenge des Probestückes aus Beispiel 3 bezogen.

Beispiel 4
Ein zylindrischer Block mit einer Dimension von 18 mm (Durchmesser) × 22 mm (Länge) wurde aus einem hochkohlenstoffhaltigen Chromstahl SUJ2 entsprechend JIS G4805 ausgeschnitten. Dann wurde ein DLC-Beschichtungsfilm mit einem Wasserstoffgehalt von 20 Atom-% und einer Dicke von 0,5 μm durch einen PVD-Ionenbogenplattierungprozess auf einen zylindrischen Bereich des ausgeschnittenen Blockes aufgebracht, wodurch das Probestück (11) entstand.
Ein scheibenförmiges Stück mit einer Dimension von 24 mm (Durchmesser) × 7 mm (Dicke) wurde aus einem Kohlenstoffstahl S45C entsprechend JIS G4051 ausgeschnitten und zu einer Oberflächenrauheit von Ra 0,2 μm bearbeitet, wodurch das Gegenstück (12) entstand. Die Oberflächenrauheit Ra wird hierin durch Ra₇₅ entsprechend JIS B0601 ausgedrückt.
Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Leichtöl, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, keine Additive enthielt.
Beispiel 5
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein DLC-Beschichtungsfilm mit einem Wasserstoffgehalt von 0,5 Atom-% und einer Dicke von 0,5 μm auf dem ausgeschnittenen Block gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 4 verwendet, er zeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Leichtöl, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, keine Additive enthielt.
Beispiel 6
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 5 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Leichtöl, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 1 Masse Glycerylmonooleat enthielt.
Vergleichsbeispiel 6
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein Chromplattierungsfilm mit einer Dicke von 50 μm anstelle des DLC-Beschichtungsfilms gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 4 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Leichtöl, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, keine Additive enthielt.
Vergleichsbeispiel 7
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein Chromnitridfilm mit einer Dicke von 20 μm anstelle des DLC-Beschichtungsfilms gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 4 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Leichtöl, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, keine Additive enthielt.
Vergleichsbeispiel 8
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Vergleichsbeispiel 6 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Leichtöl, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 1 Masse-% Glycerylmonooleat enthielt.
Vergleichsbeispiel 9
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Vergleichsbeispiel 7 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Leichtöl, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 1 Masse-% Glycerylmonooleat enthielt.
Vergleichsbeispiel 10

Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein DLC-Beschichtungsfilm auf dem zylindrischen Bereich des ausgeschnittenen Blockes durch einen CVD-Prozess mit einem Wasserstoffgehalt von 35 Atom-% und einer Dicke von 12 μm gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 4 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass das Leichtöl, das auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, keine Additive enthielt. Tabelle 2

	Probestück		Gehalt an Gleitverbesserer (%)	Versuchsergebnisse
	Beschichtungsfilm	Wasserstoffgehalt (Atom-%)	Gehalt an Gleitverbesserer (%)	Reibungskoeffizient	Verschleißmenge
Beispiel 4	DLC	20	0	0,055	1,4
Beispiel 5	DLC	0,5	0	0,042	1,1
Beispiel 6	DLC	0,5	1	0,040	1,0
Vergleichsbeispiel 6	Cr-Plattieren	-	0	0,170	4,5
Vergleichsbeispiel 7	CrN	-	0	0,140	2,4
Vergleichsbeispiel 8	Cr-Plattieren	-	1	0,170	4,7
Vergleichsbeispiel 9	CrN	-	1	0,142	2,5
Vergleichsbeispiel 10	DLC	35	0	0,065	1,8

Gleitverbesserer: Glycerylmonooleat
Anmerkung: Die Verschleißmengen der Probestücke der Beispiele 4–5 und Vergleichsbeispiele 6–10 sind auf die Verschleißmenge des Probestückes aus Beispiel 6 bezogen.

Beispiel 7
Ein zylindrischer Block mit einer Dimension von 18 mm (Durchmesser) × 22 mm (Länge) wurde aus einem hochkohlenstoffhaltigen Chromstahl SUJ2 entsprechend JIS G4805 ausgeschnitten.
Dann wurde ein DLC-Beschichtungsfilm mit einem Wasserstoffge halt von 20 Atom-% und einer Dicke von 0,5 μm durch einen PVD-Ionenbogenplattierungsprozess auf einem zylindrischen Bereich des ausgeschnittenen Blockes gebildet, wodurch ein Probestück (11) entstand.
Ein scheibenförmiges Stück mit einer Dimension von 24 mm (Durchmesser) × 7 mm (Dicke) wurde aus einem Kohlenstoffstahl S45C entsprechend JIS G4051 ausgeschnitten und zu einer Oberflächenrauheit Ra von 0,2 μm bearbeitet, wodurch das Gegenstück (12) entstand. Die Oberflächenrauheit Ra wird hierin als Ra₇₅ entsprechend JIS B0601 ausgedrückt.
Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Alkoholbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 90 Masse-% Benzin und 10 Masse-% Ethanol enthielt.
Beispiel 8
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 7 zubereitet, mit der Ausnahme, dass ein DLC-Beschichtungsfilm mit einem Wasserstoffgehalt von 0,5 Atom-% und einer Dicke von 0,5 μm auf dem ausgeschnittenen Block gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 7 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Alkoholbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 90 Masse-% Benzin und 10 Masse-% Ethanol enthielt.
Beispiel 9
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 8 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt unter der Bedingung, dass der Alkoholbrennstoff, der auf das Probe stück (11) aufgebracht wurde, 15 Masse-% Benzin und 85 Masse-% Ethanol enthielt.
Vergleichsbeispiel 11
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 7 zubereitet, mit der Ausnahme, dass ein Chromplattierungsfilm mit einer Dicke von 50 μm anstelle des DLC-Beschichtungsfilms gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 7 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Alkoholbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 90 Masse-% Benzin und 10 Masse-% Ethanol enthielt.
Vergleichsbeispiel 12
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 7 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein Chromnitridfilm mit einer Dicke von 20 μm anstelle des DLC-Beschichtungsfilms gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 7 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Alkoholbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 90 Masse-% Benzin und 10 Masse-% Ethanol enthielt.
Vergleichsbeispiel 13
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Vergleichsbeispiel 11 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Alkoholbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 15 Masse-% Benzin und 85 Masse-% Ethanol enthielt.
Vergleichsbeispiel 14
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Vergleichsbeispiel 12 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Alkoholbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 15 Masse-% Benzin und 85 Masse-% Ethanol enthielt.
Vergleichsbeispiel 15

Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 7 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein DLC-Beschichtungsfilm auf dem zylindrischen Bereich, des ausgeschnittenen Blockes durch einen CVD-Prozess mit einem Wasserstoffgehalt von 35 Atom-% und einer Dicke von 12 μm gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12) wie in Beispiel 7 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Alkoholbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 90 Masse-% Benzin und 10 Masse-% Ethanol enthielt. Tabelle 3

	Probestück		Ethanolgehalt im Brennstoff (%)	Versuchsergebnisse
	Beschichtungsfilm	Wasserstoffgehalt (Atom-%)	Ethanolgehalt im Brennstoff (%)	Reibungskoeffzient	Verschleißmenge
Beispiel 7	DLC	20	10	0,070	1,7
Beispiel 8	DLC	0,5	10	0,050	1,5
Beispiel 9	DLC	0,5	85	0,042	1,0
Vergleichsbeispiel 11	Cr-Plattieren	-	10	0,185	8,4
Vergleichsbeispiel 12	CrN	-	10	0,110	3,2
Vergleichsbeispiel 13	Cr-Plattieren	-	85	0,224	10,2
Vergleichsbeispiel 14	CrN	-	85	0,145	3,7
Vergleichsbeispiel 15	DLC	35	10	0,082	2,2

Anmerkung: Die Verschleißmengen der Probestücke der Beispiele 7–8 und Vergleichsbeispiele 11–15 sind auf die Verschleißmenge des Probestückes aus Beispiel 9 bezogen.

Beispiel 10
Ein zylindrischer Block mit einer Dimension von 18 mm (Durchmesser) × 22 mm (Länge) wurde aus einem hochkohlenstoffhaltigen Chromstahl SUJ2 entsprechend JIS G4805 ausgeschnitten. Ein DLC-Beschichtungsfilm mit einem Wasserstoffgehalt von 20 Atom-% und einer Dicke von 0,5 μm wurde dann durch einen PVD-Ionenbogenplattierungsprozess auf einem zylindrischen Bereich des ausgeschnittenen Blockes gebildet, wodurch ein Probestück (11) entstand.
Ein scheibenförmiges Stück mit einer Dimension von 24 mm (Durchmesser) × 7 mm (Dicke) wurde aus einem Kohlenstoffstahl S45C entsprechend JIS G4051 ausgeschnitten und die Oberflächenrauheit auf eine Ra von 0,2 μm bearbeitet, wodurch ein Gegenstück (12) entstand. Die Oberflächenrauheit Ra wird hierin als Ra₇₅ entsprechend JIS B0601 ausgedrückt.
Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Biodieselbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 95 Masse-% Leichtöl und 5 Masse-% einer Mischung von Rapssaatmethylestern (erzeugt durch Methylveresterung von Rapssaatöl) enthielt.
Beispiel 11
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 10 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein DLC-Beschichtungsfilm mit einem Wasserstoffgehalt von 0,5 Atom-% und einer Dicke von 0,5 μm auf dem ausgeschnittenen Block gebildet wurde. Dasselbe Gegenstück (12) wie in Beispiel 10 wurde erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Biodieselbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 95 Masse-% Leichtöl und 5 Masse-% einer Mischung von Rapssaatmethylestern (erzeugt durch Methylveresterung von Rapssaatöl) enthielt.
Beispiel 12
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 11 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Biodieselbrennstoff, der auf das Pro bestück (11) aufgebracht wurde, 70 Masse-% Leichtöl und 30 Masse-% einer Mischung von Rapssaatmethylestern (erzeugt durch Methylveresterung von Rapssaatöl) enthielt.
Vergleichsbeispiel 16
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 10 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein Chromplattierungsfilm. mit einer Dicke von 50 μm anstelle des DLC-Beschichtungsfilms gebildet wurde. Dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 10 verwendet, wurde erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Biodieselbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 95 Masse-% Leichtöl und 5 Masse-% einer Mischung von Rapssaatmethylestern (erzeugt durch Methylveresterung von Rapssaatöl) enthielt.
Vergleichsbeispiel 17
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 10 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein Chromnitridfilm mit einer Dicke von 20 μm anstelle des DLC-Beschichtungsfilms gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 10 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Biodieselbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 95 Masse-% Leichtöl und 5 Masse-% einer Mischung von Rapssaatmethylestern (erzeugt durch Methylveresterung von Rapssaatöl) enthielt.
Vergleichsbeispiel 18
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Vergleichsbeispiel 16 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt unter der Bedingung, dass der Biodieselbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 70 Masse-% Leichtöl und 30 Masse-% einer Mischung von Rapssaatmethylestern (erzeugt durch Methylveresterung von Rapssaatöl) enthielt.
Vergleichsbeispiel 19
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Vergleichsbeispiel 17 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Biodieselbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 70 Masse-% Leichtöl und 30 Masse-% einer Mischung von Rapssaatmethylestern (erzeugt durch Methylveresterung von Rapssaatöl) enthielt.
Vergleichsbeispiel 20

Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 10 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein DLC-Beschichtungsfilm auf dem zylindrischen Bereich des ausgeschnittenen Blockes durch einen CVD-Prozess mit einem Wasserstoffgehalt von 35 Atom-% und einer Dicke von 12 μm gebildet wurde. Dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 10 verwendet, wurde erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der Biodieselbrennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, 95 Masse-% Leichtöl und 5 Masse-% einer Mischung von Rapssaatmethylestern (erzeugt durch Methylveresterung von Rapssaatöl) enthielt. Tabelle 4

	Probestück		FAME-Gehalt im Brennstoff (%)	Versuchsergebnisse
	Beschichtungsfilm	Wasserstoffgehalt (Atom-%)	FAME-Gehalt im Brennstoff (%)	Reibungskoeffizient	Verschleißmenge
Beispiel 10	DLC	20	5	0,055	1,4
Beispiel 11	DLC	0,5	5	0,045	1,2
Beispiel 12	DLC	0,5	30	0,040	1,0
Vergleichsbeispiel 16	Cr-Plattieren	-	5	0,155	4,4
Vergleichsbeispiel 17	CrN	-	5	0,105	2,8
Vergleichsbeispiel 18	Cr-Plattieren	-	30	0,156	4,5
Vergleichsbeispiel 19	CrN	-	30	0,102	2,7
Vergleichsbeispiel 20	DLC	35	5	0,068	1,9

FAME: Rapssaatmethylester
Anmerkung: Die Verschleißmengen der Probestücke der Beispiele 10–11 und Vergleichsbeispiele 16–20 sind auf die Verschleißmenge des Probestückes aus Beispiel 12 bezogen.

Beispiel 13
Ein zylindrischer Block mit einer Dimension von 18 mm (Durchmesser) × 22 mm (Länge) wurde aus einem hochkohlenstoffhaltigen Chromstahl SUJ2 entsprechend JIS G4805 ausgeschnitten.
Dann wurde ein DLC-Beschichtungsfilm mit einem Wasserstoffgehalt von 20 Atom-% und einer Dicke von 0,5 μm durch einen PVD- Ionenbogenplattierungsprozess auf einen zylindrischen Bereich des ausgeschnittenen Blockes gebildet, wodurch das Probestück (11) entstand.
Ein scheibenförmiges Stück mit einer Dimension von 24 mm (Durchmesser) × 7 mm (Dicke) wurde aus einem Kohlenstoffstahl S45C entsprechend JIS G4051 ausgeschnitten und mit einer Oberflächenrauheit Ra von 0,2 μm bearbeitet, wodurch ein Gegenstück (12) entstand. Die Oberflächenrauheit Ra wird hierin durch Ra₇₅ entsprechend JIS B0601 ausgedrückt.
Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der GTL-Brennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, weder Leichtöl noch Additive (d. h. ein GTL-Produkt, das aus natürlichem Gas durch einen Fischer-Tropsch-Prozess erhalten wurde) enthielt.
Beispiel 14
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 13 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein DLC-Beschichtungsfilm mit einem Wasserstoffgehalt von 0,5 Atom-% und einer Dicke von 0,5 μm auf dem ausgeschnittenen Block gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 13 verwendet, erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der GTL-Brennstoff weder Leichtöl noch Additive (d. h. ein GTL-Produkt, das aus natürlichem Gas durch einen Fischer-Tropsch-Prozess erhalten wurde) enthielt.
Beispiel 15
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 14 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der GTL-Brennstoff, der auf das Probestück (11) gebildet wurde, erzeugt wurde durch Vermischen von 1 Masse-% Glycerylmonooleat mit einem GTL-Produkt (erhalten aus natürlichem Gas durch einen Fischer-Tropsch-Prozess).
Vergleichsbeispiel 21
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 13 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein Chromplattierungsfilm mit einer Dicke von 50 μm anstelle des DLC-Beschichtungsfilms gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 13 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der GTL-Brennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, weder Leichtöl noch Additive (d. h. ein GTL-Produkt, das aus natürlichem Gas durch einen Fischer-Tropsch-Test erhalten wurde) enthielt.
Vergleichsbeispiel 22
Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 13 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein Chromnitridfilm mit einer Dicke von 20 μm anstelle des DLC-Beschichtungsfilms gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 13 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der GTL-Brennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, weder Leichtöl noch Additive (d. h. ein GTL-Produkt, das aus natürlichem Gas durch einen Fischer-Tropsch-Prozess erhalten wurde) enthielt.
Vergleichsbeispiel 23
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 21 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der GTL-Brennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, dadurch erzeugt wurde, dass 1 Masse-% Glycerylmonooleat mit der GTL-Produkt (erhalten aus natürlichem Gas durch einen Fischer-Tropsch-Prozess) vermischt wurde.
Vergleichsbeispiel 24
Dasselbe Probestück (11) und dasselbe Gegenstück (12), wie in Vergleichsbeispiel 22 verwendet, wurden erzeugt. Der SRV-Test wurde auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der GTL-Brennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, erzeugt wurde durch Mischen von 1 Masse-% Glycerylmonooleat mit dem GTL-Produkt (erhalten aus natürlichem Gas durch einen Fischer-Tropsch-Prozess).
Vergleichsbeispiel 25

Ein Probestück (11) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 13 erzeugt, mit der Ausnahme, dass ein DLC-Beschichtungsfilm auf dem zylindrischen Bereich des ausgeschnittenen Blockes durch einen CVD-Prozess mit einem Wasserstoffgehalt von 35 Atom-% und einer Dicke von 12 μm gebildet wurde. Ferner wurde dasselbe Gegenstück (12), wie in Beispiel 13 verwendet, erzeugt. Dann wurde der SRV-Test auf dem Probestück (11) und dem Gegenstück (12) ausgeführt, unter der Bedingung, dass der GTL-Brennstoff, der auf das Probestück (11) aufgebracht wurde, weder Leichtöl noch Additive (d. h. ein GTL-Produkt, das aus natürlichem Gas durch einen Fischer-Tropsch-Prozess erhalten wurde) enthielt. Tabelle 5

	Probestück		Gehalt an Gleitverbesserer (%)	Versuchsergebnisse
	Beschichtungsfilm	Wasserstoffgehalt (Atom-%)	Gehalt an Gleitverbesserer (%)	Reibungskoeffizient	Verschleißmenge
Beispiel 13	DLC	20	0	0,062	1,7
Beispiel 14	DLC	0,5	0	0,050	1,3
Beispiel 15	DLC	0,5	1	0,045	1,0
Vergleichsbeispiel 21	Cr-Plattieren	-	0	0,175	4,8
Vergleichsbeispiel 22	CrN	-	0	0,142	2,4
Vergleichsbeispiel 23	Cr-Plattieren	-	1	0,168	4,7
Vergleichsbeispiel 24	CrN	-	1	0,140	2,5
Vergleichsbeispiel 25	DLC	35	0	0,071	2,2

Gleitverbesserer: Glycerylmonooleat
Anmerkung: Die Verschleißmengen der Probestücke der Beispiele 13–14 und Vergleichsbeispiele 21–25 sind auf die Verschleiß menge des Probestückes aus Beispiel 15 bezogen.

(2) Auswertung der Verschleiß/Korrosionsresistenz
Beispiele 16–17 und Vergleichsbeispiele 26–28.

Dieselben Kombinationen von Probestücken (11) und Gegenstücken (12), wie in den Beispielen 7 und 9 und den Vergleichsbeispielen 13, 14 und 15, wurden wie in den Beispielen 16 und 17 und den Vergleichsbeispielen 26, 27 bzw. 28 erzeugt, und dann dem SRV-Test in einem Ethanolbad unterzogen. Die Testbedingungen waren dieselben wie oben, mit der Ausnahme, dass die Testzeit 1 Stunde betrug. Nach dem Test wurde die Verschleißmenge des Probestückes (11) und das Auftreten von Korrosion auf dem Probestück (11) festgestellt. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6

	Teststück		Versuchsergebnisse
	Beschichtungsfilm	Wasserstoffgehalt (Atom-%)	Verschleißmenge	Auftreten von Korrosion
Beispiel 16	DLC	20	1,8	nicht aufgetreten
Beispiel 17	DLC	0,5	1,0	nicht aufgetreten
Vergleichsbeispiel 26	Cr-Plattieren	-	18,8	aufgetreten
Vergleichsbeispiel 27	CrN	-	7,7	Leicht aufgetreten
Vergleichsbeispiel 28	DLC	35	2,5	nicht aufgetreten

Anmerkung: Die Verschleißmengen der Probestücke von Beispiel 16 und der Vergleichsbeispiele 26–28 sind auf die Verschleißmenge des Probestückes aus Beispiel 17 bezogen.

Aus Tabellen 1 bis 5 ist ersichtlich, dass die Gleitkomponenten der Beispiele 1–15 viel niedrigere Reibungskoeffizienten und viel geringere Verschleißmengen hatten als jene der Gleitkomponenten der Vergleichsbeispiele 1–4, 6–9, 11–14, 16–19 und 21–24. Auch ist aus Tabelle 6 ersichtlich, dass die Gleitkomponenten der Beispiele 16–17 resistenter gegenüber Korrosion durch Alkohol waren als die Gleitkomponenten der Vergleichsbeispiele 26–27. Die Gleitkomponenten der Vergleichsbeispiele 5, 10, 15, 20, 25 und 28 hatten niedrigere Reibungskoeffizienten und niedrigere Verschleißmengen als solche der anderen Vergleichsbeispiele, erfüllten aber nicht immer in einem befriedigenden Maße die Erwartungen in Bezug auf Reibungsreduktion und Verschleiß/Korrosionsresistenzverbesserung, aufgrund dessen, dass der Wasserstoffgehalt des DLC-Beschichtungsfilms 30 Atom überstieg.
Wie oben beschrieben hatte mindestens einer der sich gegenüberliegenden Gleitbereiche eine Gleitkomponente mit einer harten Kohlenstoffbeschichtung, mit niedrigem Wasserstoffgehalt entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Gleitkomponenten sind dadurch in der Lage, einen niedrigen Koeffizienten für die Gleitreibung und hohe Verschleißresistenz in Anwesenheit von Benzin, Leichtöl, Alkoholbrennstoff, Biodieselbrennstoff und GTL-Brennstoff zu erzielen. Die Gleitkomponenten sind auch in der Lage, eine hohe Korrosionsresistenz in Benzin, Leichtöl, Alkoholbrennstoff, Biodieselbrennstoff oder GTL-Brennstoff zu erzielen. Es ist daher möglich, die Haltbarkeit/Zuverlässigkeit der Brennstoffsystemkomponente zu erhöhen, wenn der Gleitmechanismus für eine Brennstoffsystemkomponente, wie ein Brennstoffeinspritzventil, angewendet wird.
Der gesamte Inhalt der japanischen Patente mit den Nummern 2003-207060 (angemeldet am 11. August 2003), Nr. 2003-207061 (angemeldet am 11. August 2003), Nr. 2003-207058 (angemeldet am 11. August 2003), Nr. 2003-207063 (angemeldet am 11. August 2003) und Nr. 2003-207057 (angemeldet am 11. August 2003) sollen hier durch Bezugnahme mit eingeschlossen werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen und Varianten der Ausführungsformen, wie sie oben beschrieben sind, können durch den Fachmann im Lichte der oben beschriebenen Lehre auftreten. Der Umfang der Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Ein Brennstoff-geschmierter Gleitmechanismus (1), umfassend ein Paar von Gleitkomponenten (3; 4, 5), die jeweils relativ zueinander in Anwesenheit eines Brennstoffes gleitende Bereiche aufweisen, wobei mindestens einer der gleitenden Bereiche der Gleitkomponenten (3; 4, 5) eine harte Kohlenstoffbeschichtung aufweist, die durch Abscheidung aus der Dampfphase mit einem Wasserstoffgehalt von 5 Atom-% oder weniger gebildet worden ist, und der Brennstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Benzin, Leichtöl, Alkoholbrennstoff, Biodiesel und GTL-Brennstoff.
Ein Brennstoff-geschmierter Gleitmechanismus (1) nach Anspruch 1, wobei die harte Kohlenstoffbeschichtung durch Bogenionenplattieren gebildet ist.
Ein Brennstoff-geschmierter Gleitmechanismus (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Benzin als Gleitverbesserer einen Ether enthält.
Ein Brennstoff-geschmierter Gleitmechanismus (1) nach Anspruch 3, wobei der das Gleiten verbessernde Ether Methyltertiärbutylether und/oder Ethyltertiärbutylether ist.
Ein Brennstoff-geschmierter Gleitmechanismus (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Leichtöl mindestens einen Fettestergleitverbesserer und/oder einen aliphatischen Amin-Gleitverbesserer enthält.
Ein Brennstoff-geschmierter Gleitmechanismus (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Alkoholbrennstoff ein Gemisch aus Benzin und mindestens einem Alkohol ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol und Isobutanol.
Ein Brennstoff-geschmierter Gleitmechanismus (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Biodieselbrennstoff ein Gemisch aus Leichtöl und Fettsäuremethylestern ist.
Ein Brennstoff-geschmierter Gleitmechanismus (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der GTL-Brennstoff mindestens einen Fettestergleitverbesserer und(oder einen aliphatischen Amin-Gleitverbesserer enthält.