專利名稱:多孔燃料噴射系統(tǒng)的防堵塞燃料成分的制作方法
本發(fā)明目的在于燃料噴射系統(tǒng)的防堵塞成分，更明確地說，本發(fā)明目的在于在裝有電子控制多孔燃料噴射器的汽油發(fā)動機(jī)中極大減少和/或防止噴射器堵塞的方法。
在過去幾年，內(nèi)燃機(jī)的性能已得到改善，其中已作出的最重要的改進(jìn)之一是廣泛采用燃料噴射來改善內(nèi)燃機(jī)性能和燃料經(jīng)濟(jì)性。雖然裝有汽化器的內(nèi)燃機(jī)是將空氣和燃料混合，通過進(jìn)氣管分配到所有汽缸的，而在燃料噴射發(fā)動機(jī)中，燃料是噴入到每一缸進(jìn)氣閥附近的進(jìn)氣管中來燃燒的。燃料噴射系統(tǒng)有兩種基本類型，機(jī)械控制式的和電子控制式的。早期的燃料噴射發(fā)動機(jī)是機(jī)械控制的，即每一缸的工作由燃料壓力來控制。然而，近來采用電子控制燃料噴射發(fā)動機(jī)已廣泛增加了。在電子控制燃料噴射系統(tǒng)中，應(yīng)用設(shè)置在排氣管中的傳感器將空氣燃料比保持在有限范圍內(nèi)。電子控制燃料噴射系統(tǒng)除了提供與機(jī)械控制燃料控制系統(tǒng)所能達(dá)到的同樣的性能和燃料經(jīng)濟(jì)性外，還能更精密地調(diào)節(jié)燃料-空氣混合物，從而能使催化轉(zhuǎn)換器將一氧化碳和碳?xì)浠衔镅趸啥趸?，同時能減少氮氧化物，因而能滿足排放控制法規(guī)的要求。這種嚴(yán)格控制排放污染物的法規(guī)的強(qiáng)迫實(shí)施，最終導(dǎo)致了諸如電子燃料噴射這樣的新技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
已發(fā)現(xiàn)電子控制燃料噴射器系統(tǒng)具有易于被沉積物堵塞的小孔，這些沉積物被認(rèn)為是當(dāng)發(fā)動機(jī)熄火時，緊鄰噴射器頭部的汽油和油蒸氣在噴射器樞軸的熱表面上和環(huán)繞樞軸的環(huán)形套筒表面上被烤干凝固而產(chǎn)生的，至少部分產(chǎn)生。這些沉積物節(jié)制了至某特定汽缸的燃料流，這使設(shè)置在排氣管中的傳感器探測到高于所期望的氧氣燃料比，傳感器將試圖增加噴入所有各缸的燃料量來修正這種狀況，這又將導(dǎo)致排氣中的氧氣燃料比比所期望的更高，然后傳感器將試圖減少噴入每個汽缸的燃料量來修正這種狀況。這種在過稀混合物和過濃混合物間的范圍循環(huán)調(diào)節(jié)空氣燃料比，常常造成車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)性能不良。另外，這種新型噴射器中緊密的空隙和與此同時罩蓋下較高溫度，也會加強(qiáng)沉積物的形成，造成不良的車輛驅(qū)動性能，并造成超過排放控制法規(guī)所規(guī)定的廢氣污染水平。
已發(fā)現(xiàn)被證明可有效地防止和/或去除汽化器沉積物的常用汽油洗凈劑，并不能很有效地去除和/或防止可能發(fā)生在電子控制燃料噴射系統(tǒng)中的沉積物。目前應(yīng)用的從燃料噴射器噴口去除沉積物的方法一般包括或是機(jī)械清理噴射器，或是在燃料中加入相當(dāng)大量的特殊添加劑。機(jī)械清理或是整個拆除噴射器來手工去除沉積物，或是使用極性溶劑來清洗掉沉積物，由于較高的費(fèi)用并且不方便，機(jī)械清理并不理想。目前所用的添加劑，由于產(chǎn)品介紹指出這些添加劑必須在相當(dāng)高的濃度，即每千桶燃料約1到2噸的添加劑的情況下使用，這些添加劑并不令人特別滿意。
為了在商業(yè)上有用，減少和/或防止噴射器孔堵塞的汽油添加劑一定要在低濃度下有效，一定不能嚴(yán)重影響燃料的燃燒特性，一定不能沾污催化轉(zhuǎn)換器的催化劑。
已在汽油中加入添加劑來改善燃料的某特定性質(zhì)。美國專利3387953號目的在于使用有機(jī)取代氮氧化物，特別是胺氧化物來防銹，并作為汽油的防凍劑。給出的幾種胺氧化物結(jié)構(gòu)式包括如下結(jié)構(gòu)
這里R1是6-24個碳的烷基，芳基;環(huán)脂基，雜環(huán)，取代烷基或取代芳基;R2和R3是相同的或是不同的，是1-24個碳的烷基，芳基，取代烷基或芳基，環(huán)脂基或雜環(huán)。這些化合物一般以每千桶汽油約2.0到100磅(ptb)胺氧化物范圍內(nèi)的濃度加到汽油中，其中最佳添加物是二(2-羥乙基)可可胺氧化物。
美國專利3594139號目的在于一種能與汽油成年混合的防銹劑濃縮物。該專利也公開了具有上述結(jié)構(gòu)式的，作為汽油添加劑使用來防銹的胺氧化物的使用，該專利還公開了特別優(yōu)選的包括二(2-羥乙基)可可胺氧化物的濃度。
上述的胺氧化物已典型地用來防止生銹和汽化器結(jié)冰。在60年代末70年代初，雖然這些優(yōu)合物得到商業(yè)應(yīng)用，隨著更有效的添加劑被發(fā)現(xiàn)，其應(yīng)用即中止了。在電子控制燃料噴射發(fā)動機(jī)研制之前，這些化合物的應(yīng)用已完全中止了。
因此，提供一種相對便宜的并在低濃度下有效的汽油添加劑來減少和/或消除噴射器堵塞將是理想的。
提供一種對催化劑無腐蝕性、無害的并且不影響燃料的燃燒特性的汽油添加劑，也將是理想的。
提供一種在儲存和/或配給的任何時刻都能容易地加到成品汽油中的汽油添加劑也將是理想的。
本發(fā)明目的在于在多孔電子控制燃料噴射發(fā)動機(jī)中極大減少和/或防止噴射器堵塞的方法，該方法包括將含有有效量添加劑的燃料供給所述燃料噴射系統(tǒng)，上述添加劑包括
這里R1是6-24個碳的烷基，芳基，環(huán)脂基，雜環(huán)，取代烷基或取代芳基;R2和R3獨(dú)立地是1-24個碳的烷基，芳基，取代烷基或芳基，環(huán)脂基或雜環(huán)。R1最好是9-20個碳的烷基，或烷基化芳基，R2和R3最好獨(dú)立地是1-12個碳的烷基。在更優(yōu)選的成分中，R1、R2和R3獨(dú)立地是從脂肪酸得到的8-18個碳族。添加劑最好從由二(2-羥乙基)可可胺氧化物，二(2-羥乙基)脂胺氧化物，二(2-羥乙基)硬脂酰胺氧化物，二甲基可可胺氧化物，二甲基氫化脂胺氧化物，二甲基十六基胺氧化物和其混合物組成的族中選取。特別優(yōu)選的添加物是二(2-羥乙基)可可胺氧化物。燃料中添加劑濃度一般可在約0.5至50ptb間變動，最好在約5至10ptb間變動。添加劑可單獨(dú)使用，或者可與有效量的反乳化劑一起加到燃料中。
本發(fā)明目的在于一種燃料添加劑，已發(fā)現(xiàn)該添加劑對減少和/或消除噴射器堵塞是特別有效的。本發(fā)明包括將有效量的添加劑加到燃料中，該添加劑包括
這里R1是6-24個碳的烷基，芳基，環(huán)脂基，雜環(huán)，取代烷基，取代芳基;R2和R3獨(dú)立地是1-24個碳的烷基，芳基，取代烷基或芳基，環(huán)脂基，雜環(huán)，和其混合物。優(yōu)選的化合物包含這樣的化合物，其中R1是9-20個碳的烷基，或烷基化芳基;R2和R3獨(dú)立地是1-12個碳的烷基。特別優(yōu)選的化合物是這樣的化合物，其中R1，R2和R3獨(dú)立地是8-18個碳族。添加劑最好從由二(2-羥乙基)可可胺氧化物，二(2-羥乙基)硬脂酰胺氧化物，二甲基可可胺氧化物，二甲基氫化脂胺氧化物，二甲基十六基胺氧化物和其混合物組成的族中選取。根據(jù)已知技術(shù)，例如美國專利3387953號所公開的技術(shù)，參照結(jié)合其公開內(nèi)容來制備這些添加劑。特別優(yōu)選的添加劑是二(2-羥乙基)可可胺氧化物。
下面的比較例和實(shí)例說明本發(fā)明在減少和/或消除燃料噴射器堵塞中的效用。在下面的比較例和實(shí)例中，所應(yīng)用的燃料的辛烷值是標(biāo)明辛烷值，其定義是(研究辛烷值+發(fā)動機(jī)辛烷值)/2比較例Ⅰ在這個試驗(yàn)中，三部具有電子控制燃料噴射、3.8升六缸發(fā)動機(jī)的1985 Oldsmobile 98′S車用有8.5ptb洗凈劑濃度的商用無鉛，辛烷值為87的標(biāo)準(zhǔn)燃料，在下面的行駛循環(huán)下行駛了近3500哩，行駛循環(huán)為0.5小時市內(nèi)行駛，熄火0.5小時，0.5小時高速公路行駛，熄火0.5小時。所有四部車的驅(qū)動性越來越差。然后車輛使用含有上面標(biāo)準(zhǔn)燃料所用的2.5倍的洗凈劑的商用、高級無鉛、辛烷值為92的燃料行駛了300哩，驅(qū)動性保持不變。下面表Ⅰ中的數(shù)據(jù)表明，燃料流量依然顯著減小，這表明既使洗凈劑在高凈化比率情況下，高程度的沉積不受影響。百分比燃料流減少量是在予先確定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，包括燃料壓力、脈沖寬度和工作周期，測量流過噴射器的無機(jī)醇量來決定的。用下面的公式計(jì)算百分比減少量%減少量＝ (V凈-V污)/(V凈) ×100%這里V凈和V污是測量出的通過干凈的和臟的燃料噴射器的無機(jī)醇量。
從表Ⅰ可看出，這種常規(guī)的已知汽化器洗凈劑對清除噴射器的沉積物并不有效，事實(shí)上是允許沉積物形成的。
比較例Ⅱ一輛裝有具有電子控制燃料噴射的2.2升渦輪增壓發(fā)動機(jī)的1985 Chrysler LeBaron車使用標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)級無鉛、無洗凈劑、辛烷值為87的汽油，在哩程累積計(jì)上表明行駛了1300哩，行駛是以下面的循環(huán)重復(fù)進(jìn)行的30分鐘市內(nèi)行駛，熄火30分鐘，30分鐘高速公路行駛，熄火30分鐘。正如慢車速不穩(wěn)和急劇暫停所代表的那樣，驅(qū)動性變得很差。在發(fā)動機(jī)空載情況下，催化轉(zhuǎn)換器前測出的碳?xì)浠衔锱欧艦?21ppm，用壓差試驗(yàn)來測定噴射器堵塞情況。在這個試驗(yàn)中，燃料道路加壓至49磅/吋2，噴射器加以0.5秒的脈沖，壓差或漏降△P表示出燃料流動得多么快，也就是說數(shù)量越大，噴射器被堵塞得越少。這部車中在這些條件下，清潔的噴射器壓差為19-22磅/吋2。這個數(shù)據(jù)在表Ⅱ中已示出。
實(shí)例Ⅰ在比較例Ⅱ中表示的試驗(yàn)之后，這部車重新注滿同樣的燃料，只是燃料還包含10ptb濃度的二(2-羥乙基)可可胺氧化物(HECO)。然后，這部車以下面的循環(huán)行駛市內(nèi)行駛15分鐘，高速公路行駛30分鐘，市內(nèi)行駛15分鐘，熄火2小時。這個試驗(yàn)一直進(jìn)行直到車子累積行駛了270哩。在這個試驗(yàn)結(jié)束階段，驅(qū)動性是很好的。慢速行駛情況下，催化轉(zhuǎn)換器前碳?xì)浠衔锱欧艤p至200ppm。象表Ⅱ表示出的那樣，百分比噴射器流動減少量和壓差顯著改善。
從實(shí)例Ⅰ和表Ⅱ的數(shù)據(jù)可看出，使用相對低濃速的HECO能夠使驅(qū)動性有顯著改善，在行駛了相對很少哩數(shù)之后，慢車速時的排放量顯著減少，壓差和噴射器的百分比流動減少量又返回到“象新的一樣”的那種狀況。
如下面的比較例和實(shí)例表明的那樣，二(2-羥乙基)可可胺氧化物對防止燃料噴射器頭部沉積物的沉積也同樣有效。
比較例Ⅲ在這個比較例中，四輛裝有四汽缸，電子控制燃料噴射，2.2升渦輪增壓發(fā)動機(jī)的1985 Chrysler LeBaron車在下面的狀況下，在哩程累積表上表明行駛了4000哩，上述狀況為市內(nèi)行駛0.5小時，熄火0.5小時，高速公路行駛0.5小時，熄火0.5小時。試驗(yàn)汽車是用常規(guī)級辛烷值為87的無凈化劑、無鉛燃料行駛的。隨后的試驗(yàn)，用上文所述的過程來測量百分比流動減少量。在四部不同的車上(同樣加工、同樣型號)重復(fù)這個試驗(yàn)。這些試驗(yàn)結(jié)果在下面表Ⅲ中給出。
實(shí)例Ⅱ在這個試驗(yàn)中，使用與比較例Ⅲ給出的相同的一部1985 Chrysler LeBaron車，試驗(yàn)是在與比較例Ⅲ相同的狀況下進(jìn)行的，試驗(yàn)期間使用的汽油與試驗(yàn)汽車所用的汽油相同，只是又加入了10ptb二(2-羥乙基)可可胺氧化物(HECO)。這些試驗(yàn)結(jié)果也列到下面的表Ⅲ中。審閱這些試驗(yàn)可看出，加入相對低濃度的HECO能夠阻止燃料噴射器流動率的顯著減少。
比較例Ⅳ在這個試驗(yàn)中，一部具有電子控制燃料噴射的四汽缸、2.2升渦輪增壓發(fā)動機(jī)的1985 Chrysler LeBaron車，在哩程累積表上運(yùn)行了2002哩，而且是行駛、熄火交替進(jìn)行的。所用的燃料是常用的常規(guī)級、辛烷值為87的并含有比較例Ⅰ所使用的相同的、濃度為8.5ptb洗凈劑的無鉛燃料。隨這個試驗(yàn)的完成，用前述的方法測量通過燃料噴射器孔的百分比流動減少量。如下面表Ⅳ表明的那樣，用這種常用的汽化器洗凈劑，對防止噴射器堵塞是沒有效果的。
實(shí)例Ⅲ在這個實(shí)驗(yàn)中，使用與比較例Ⅳ所用的相似的一部車，并在相同的運(yùn)行條件下試驗(yàn)。所用的燃料是同樣的，但用濃度為10ptb的二(2-羥乙基)可可胺氧化物來代替常用的汽化器洗凈劑。該車在與比較例Ⅳ相同的程序下行駛了9600哩。如表Ⅳ中提供的數(shù)據(jù)表明的那樣，二(2-羥乙基)可可胺氧化物能防止燃料噴射器中的流動顯著減少。
從這個表可看出，使用相對低濃度的HECO能夠防止噴射器頭部沉積物明顯堆聚。比較起來，使用大致相同比率的常用汽化器洗凈劑，并不能防止噴射器頭部沉積物相對快速的堆聚。
上面提供的數(shù)據(jù)已說明了本發(fā)明在汽油中的應(yīng)用，本發(fā)明還可應(yīng)用在其它燃料中，例如柴油?，F(xiàn)在描述的發(fā)明是作為汽油添加劑使用的，該添加劑可在汽油被精煉后的任何時候加入到汽油中，也就是說，該添加劑可在精煉廠加入，或在配給系統(tǒng)中加入。雖然現(xiàn)在描述的添加劑可單獨(dú)使用，還可以利用本發(fā)明和反乳化劑共同使用，使汽油容易與配給系統(tǒng)中可能存在的雜質(zhì)相分離，這也是理想的。汽油中其它常用用的添加劑也可以與本發(fā)明的添加劑共同使用。
表Ⅰ通過噴射器孔的%流動減少量汽缸 ＃ 1 2 3 4 5 6車A 11 12 35 30 7 10車B 7 9 12 38 9 14車C 22 11 28 4 11 10標(biāo)準(zhǔn)的新噴射器 2 2 0 0 2 權(quán)利要求
1.一種減少和/或防止內(nèi)燃機(jī)的多孔電子控制燃料噴射系統(tǒng)堵塞的方法，所述方法包括將包含有有效量添加劑的燃料提供給所述燃料噴射系統(tǒng)，上述添加劑包括
這里R1是6個至24個碳的烷基，芳基，環(huán)脂基，雜環(huán)，取代烷基或取代芳基；R2和R3獨(dú)立地是1個至24個碳的烷基，芳基，取代烷基或芳基，環(huán)脂基或雜環(huán)。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中R1是9個至20個碳的烷基，或烷基化芳基;R2和R3獨(dú)立地是1個至12個碳的烷基。
3.如權(quán)利要求
2所述的方法，其中添加劑從由二(2-羥乙基)可可胺氧化物，二(2-羥乙基)脂胺氧化物，二(2-羥乙基)硬脂酰胺氧化物，二甲基可可胺氧化物，二甲基氫化脂胺氧化物，二甲基十六基胺氧化物和其混合物組成的族中選取。
4.如權(quán)利要求
3所述的方法，其中添加劑是二(2-羥乙基)可可胺氧化物。
5.一種減少和/或防止多孔燃料噴射系統(tǒng)中堵塞的方法，該多孔燃燒噴射系統(tǒng)具有傳感裝置設(shè)置在排氣管中，該裝置適合于調(diào)節(jié)空氣燃料比，所述方法包括將包含無鉛汽油和添加劑的燃料提供給燃料噴射系統(tǒng)，所述添加劑是從由二(2-羥乙基)可可胺氧化物，二(2-羥乙基)脂胺氧化物，二(2-羥乙基)硬脂酰胺氧化物，二甲基可可胺氧化物，二甲基氫化脂胺氧化物，二甲基十六基胺氧化物和其混物組成的族中選取的。
6.如權(quán)利要求
5所述的方法，其中添加劑是二(2-羥乙基)可可胺氧化物。
7.一種在內(nèi)燃機(jī)中燃燒汽油的方法，其中汽油借助于多孔電子控制燃料噴射系統(tǒng)提供給發(fā)動機(jī)的燃燒區(qū)，改進(jìn)包括燃燒一種汽油，該種汽油包含有有效量的添加劑，該添加劑是從由二(2-羥乙基)可可胺氧化物，二(2-羥乙基)脂胺氧化物，二(2-羥乙基)硬脂酰胺氧化物，二甲基可可胺氧化物，二甲基氫化脂胺氧化物，二甲基十六基胺氧化物和其混合物組成的族中選取的。
8.如權(quán)利要求
7所述的方法，其中添加劑是二(2-羥乙基)可可胺氧化物。
9.一種減少和/或防止內(nèi)燃機(jī)的多孔電子控制燃料噴射系統(tǒng)堵塞的方法，該方法包括將包含無鉛汽油和有效量二(2-羥乙基)可可胺氧化物的燃料提供給所述燃料噴射系統(tǒng)。
10.一種在內(nèi)燃機(jī)中燃燒汽油的方法，其中借助于電子控制多孔燃料噴射系統(tǒng)將汽油提供給發(fā)動機(jī)的燃燒區(qū)，改進(jìn)包括燃燒一種包含有有效量二(2-羥乙基)可可胺氧化物的汽油。
專利摘要
所描述的是一種減少和/或防止多孔燃料噴 射裝置中噴射器堵塞的方法，該方法包括將包含有有 效量的一種或多種特別描述的胺氧化物的燃料提供 給燃料噴射裝置。
文檔編號C10L10/00GK87101600SQ87101600
公開日1987年10月7日 申請日期1987年1月20日
發(fā)明者約爾·羅伯特·希格爾, 吉奧夫里·安東尼·肯頓 申請人:?？松芯抗こ坦緦?dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan