用于控制直接噴射式火花點火發(fā)動機中的閥上的沉積物的方法和用圖
【專利說明】用于控制直接噴射式火花點火發(fā)動機中的閥上的沉積物的方 法和用途
[0001] 本發(fā)明設(shè)及方法和用途，在特定方面中設(shè)及控制直接噴射式火花點火內(nèi)燃機中的 閥上的沉積物形成的方法，并在另一些方面中設(shè)及添加劑的組合作為直接噴射式火花點火 內(nèi)燃機用燃料組合物中的閥沉積物控制添加劑的用途。
[0002] -般而言，存在兩種類型的火花點火內(nèi)燃機，其根據(jù)向發(fā)動機燃燒室輸送燃料的 系統(tǒng)的類型分類： 進氣道燃料噴射式(PFI)發(fā)動機-其中將燃料和空氣的混合物噴入進氣口，然后經(jīng)一 個或多個進氣閥（intake valve)(有時也稱作進口閥或進氣口閥（inlet port valve))進 入發(fā)動機燃燒室的發(fā)動機;和 直接噴射式(DI)發(fā)動機-其中將燃料經(jīng)噴射器(有時也稱作直接噴射器或直接噴射 器噴嘴)直接噴入發(fā)動機燃燒室并將空氣經(jīng)一個或多個進氣閥(air intake valve)(有時 也稱作空氣進口閥或空氣進氣口閥）引入該燃燒室的發(fā)動機。
[0003] 在一些直接噴射式發(fā)動機中，在一定的運行條件下，不時經(jīng)空氣進氣閥送入燃料。
[0004] 直接噴射式火花點火內(nèi)燃機的進氣閥上的沉積物可能不利地影響發(fā)動機的性能， 例如在駕駛性能，包括例如動力輸出和加速方面。
[0005] 沉積物也可能積聚在發(fā)動機中的其它閥，如排氣閥和廢氣再循環(huán)閥上。
[0006] 根據(jù)其摘要，US4166726設(shè)及包含聚締胺與烷基酪、醒和胺的反應(yīng)產(chǎn)物的混合物的 燃料添加劑，其據(jù)說提供防止燃料，特別是壓縮點火發(fā)動機的燃料的熱降解的穩(wěn)定性。
[0007] 根據(jù)其摘要，US2005/0215441設(shè)及一種運行內(nèi)燃機的方法，其中將含氮清凈劑組 合物引入發(fā)動機燃燒室，其中該清凈劑組合物含有(A)控基取代的酷化劑和胺的反應(yīng)產(chǎn) 物，（B)控基取代的胺，（C)曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物，（D)高分子量聚酸胺，或化）它們的混合物。 [000引在US2005/0215441的段落[0077]至段落[0081]中，描述了使用配有EGR的化rd預(yù) 生產(chǎn)3-氣缸直接噴射式火花點火1.12化發(fā)動機的實驗。含添加劑的燃料含有曼尼希反應(yīng)產(chǎn) 物。報道了向燃料中添加分散劑/清凈劑對潤滑劑的TBN:TAN交叉(cross-over)前積累的距 離的影響。
[0009] 根據(jù)其段落[0030]，US 2008/0086936設(shè)及減少在燃燒乙醇-汽油共混物的內(nèi)燃機 中形成的沉積物的方法，所述方法包括將該共混物與選自2,6-二叔下基苯酪抗氧化劑、甲 基環(huán)戊二締基=幾基儘助燃劑和辛燒值提高劑、油酸+ N，N'-二甲基環(huán)己基胺、十二締基 班巧酸、聚異下締胺分散劑、N，N'-雙水楊醒縮-1,2-丙二胺（1,2 propane diamine salicylaldehyde)金屬純化劑、甲酪曼尼希堿分散劑、異硬脂酸的二乙醇酷胺摩擦改進劑 和硝酸-2-乙基己醋助燃劑的至少一種添加劑合并，由此在所述發(fā)動機中形成的沉積物少 于在燃燒不含所述至少一種添加劑的共混物時在發(fā)動機中形成的沉積物。
[0010] 根據(jù)其摘要，US2003/0029077設(shè)及一種燃料組合物，其包含控燃料、包括控基取代 的多胺和曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物的含氮清凈劑的組合和任選流化劑。運行內(nèi)燃機和控制內(nèi)燃機中 的沉積物的方法設(shè)及用據(jù)說能夠控制燃料引入系統(tǒng)中的沉積物的燃料組合物給發(fā)動機提 供燃料。
[0011] 根據(jù)其段落[0002]，US2006/0277820設(shè)及一種沉積物控制添加劑組合物，其包含 具有大約700至大約1000的平均分子量的聚異下締胺(PIBA)和曼尼希堿作為該沉積物控制 添加劑配方的協(xié)同組分。
[0012] US 2006/0277820的段落[0015]陳述： "曼尼希堿已獨自或與二胺結(jié)合用于減少汽化器表面上的沉積物。如本申請中公開的 那樣，通過使用曼尼希堿和聚異下締胺作為沉積物控制添加劑配方的協(xié)同組分，已實現(xiàn)驚 人的結(jié)果，W顯著減少汽化器上的沉積物并使W汽油為燃料的火花點火內(nèi)燃機中的進氣道 燃料噴射器和燃料閥保持干凈"。
[0013] US2006/0277820的段落[0069]設(shè)及根據(jù)CEC F-20-A-98的使用Mercedes Benz Mill Engine的進氣閥沉積物試驗且段落[0070]設(shè)及進氣道燃料噴射器積垢臺架試驗 (Fouling Bench Test)。
[0014] 在直接噴射式火花點火內(nèi)燃機中，進氣閥沉積物（IVD)可能積聚在用于控制空氣 進入燃燒室的進氣閥上。盡管在一些直接噴射式發(fā)動機中，在某些運行條件下，燃料可能不 時經(jīng)過進氣閥，但通常，直接噴射式發(fā)動機的運些進口閥或進氣閥通常不經(jīng)受(并因此無法 獲益于)經(jīng)過進氣閥的燃料流。相反，燃料與空氣分開地經(jīng)直接噴射器(有時也稱作直接噴 射器噴嘴)噴入燃燒室。
[0015] 沉積物也可能積聚在燃料通常不流過或流經(jīng)的其它閥上。排氣閥和廢氣再循環(huán)閥 是實例。
[0016] 因此，仍然需要減少或至少減輕例如如上文指定的問題的方法和用途方面。
[0017] 因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種控制直接噴射式火花點火內(nèi)燃機中的閥 上的沉積物形成的方法，所述方法包括向所述發(fā)動機供應(yīng)一種燃料組合物，其包含下列成 分的組合： a. 至少一種控基取代的芳族化合物;和 b. 至少一種聚締胺。
[0018] 在一個優(yōu)選實施方案中，提供一種控制直接噴射式火花點火內(nèi)燃機中的進氣閥上 的沉積物形成的方法，所述方法包括向所述發(fā)動機供應(yīng)一種燃料組合物，其包含下列成分 的組合： a. 至少一種曼尼希堿清凈劑;和 b. 至少一種聚異下締胺。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供下列成分的組合作為直接噴射式火花點火內(nèi)燃機用 燃料組合物中的閥沉積物控制添加劑的用途： a. 至少一種控基取代的芳族化合物;和 b. 至少一種聚締胺。
[0020] 在一個優(yōu)選實施方案中，提供下列成分的組合作為直接噴射式火花點火內(nèi)燃機用 燃料組合物中的進氣閥沉積物控制添加劑的用途： a. 至少一種曼尼希堿清凈劑;和 b. 至少一種聚異下締胺。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種降低用于直接噴射式火花點火內(nèi)燃機的燃料組 合物的閥沉積物形成趨勢的方法，所述方法包括在一個或多個步驟中向所述燃料組合物中 并入： a. 至少一種控基取代的芳族化合物;和 b. 至少一種聚締胺 W產(chǎn)生包含組合的所述添加劑并在直接噴射式火花點火發(fā)動機中燃燒時控制閥沉積 物形成的燃料組合物。
[0022] 在一個優(yōu)選實施方案中，提供一種降低用于直接噴射式火花點火內(nèi)燃機的燃料組 合物的直接噴射進氣閥沉積物形成趨勢的方法，所述方法包括在一個或多個步驟中向所述 燃料組合物中并入： a. 至少一種曼尼希堿清凈劑;和 b. 至少一種聚異下締胺 W產(chǎn)生包含組合的所述添加劑并在直接噴射式火花點火發(fā)動機中燃燒時產(chǎn)生比在所 述發(fā)動機中燃燒不含所述添加劑組合的燃料組合物時形成的進氣閥沉積物少的進氣閥沉 積物的燃料組合物。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種運行直接噴射式火花點火內(nèi)燃機的方法，所述 方法包括向所述發(fā)動機供應(yīng)一種燃料組合物，其包含下列成分的組合： a. 至少一種控基取代的芳族化合物;和 b. 至少一種聚締胺。
[0024] 在一個優(yōu)選實施方案中，提供一種運行直接噴射式火花點火內(nèi)燃機的方法，所述 方法包括向所述發(fā)動機供應(yīng)一種燃料組合物，其包含下列成分的組合： a. 至少一種曼尼希堿清凈劑;和 b. 至少一種聚異下締胺。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供下列成分的組合用于改進燃料組合物在直接噴射式 火花點火內(nèi)燃機中的閥沉積物形成控制性能的用途： a. 至少一種控基取代的芳族化合物;和 b. 至少一種聚締胺。
[0026] 在一個優(yōu)選實施方案中，提供下列成分的組合用于改進燃料組合物在直接噴射式 火花點火內(nèi)燃機中的進氣閥沉積物形成控制性能的用途： a. 至少一種曼尼希堿清凈劑;和 b. 至少一種聚異下締胺。
[0027] 本發(fā)明的方面通過組合使用至少一種控基取代的芳族化合物（如曼尼希堿清凈 劑)和至少一種聚締胺(如聚異下締胺)來解決所指定的技術(shù)問題等。
[0028] 特別地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，包含至少一種控基取代的芳族化合物，如曼尼希堿清凈劑，和 至少一種聚締胺，如聚異下締胺的組合的燃料組合物在用于直接噴射式火花點火內(nèi)燃機時 表現(xiàn)出有益的閥沉積物控制，例如在"保持清潔化eep clean)"沉積物控制中。
[0029] 聚締胺 所述聚締胺可W是聚Ci-IO-締胺。例如，該聚締胺可W是聚乙締胺、聚丙締胺、聚下締 胺、聚戊締胺或聚己締胺。在實例中，該聚締胺是聚下締胺，特別是聚異下締胺。
[0030] 相應(yīng)地，在實施方案中，在燃料組合物中可W使用至少一種聚異下締胺。
[0031 ] 聚異下締胺有時也被稱作聚異下締基胺(polyisobutylamine)或PIBA。合適的聚 異下締胺的實例包括聚異下締(包括例如異下締的均聚物形式的聚異下締和異下締與次要 量(例如最多20重量%)的一種或多種其它單體，包括例如正下締、丙締及其混合物的聚合物 形式的聚異下締)的單胺、二胺和多胺。
[0032] 合適的聚異下締胺的實例包括 1154832702、1]56140541、1]56909018和/或1]57753970 中公開的和/或通過1154832702、1]56140541、1]56909018和/或1]57753970中描述的方法獲得 或可獲得的聚異下締胺。
[0033] 合適的聚異下締胺的實例包括US4832702中公開的和/或通過US4832702中描述的 方法獲得或可獲得的聚異下締胺。因此，合適的聚異下締胺包括結(jié)構(gòu)式I所示的化合物： 其中
化是可衍生自或衍生自異下締和最多20重量%正下締的聚下締基(polybu切1-)或聚異 下締基(poly isobutyl)基團且 化和R3相同或不同并各自獨立地為： 氨； 脂族或芳族控基； 伯或仲、芳族或脂族氨基亞烷基或多氨基亞烷基(polyaminoa A^ene)基團； 聚氧化締基團； 雜芳基或雜環(huán)基;或 與它們鍵合至的氮原子一起形成其中可存在附加雜原子的環(huán)。
[0034] 在至少一些實例中，R2和化相同或不同并各自獨立地為： 氨； 烷基； 芳基； 徑基烷基;或 通式(II)所示的氨基亞烷基：
其中R4是亞烷基且Rs和Rs相同或不同并各自獨立地為:氨;烷基；芳基;徑基烷基;聚下 基;或聚異下基;或 通式(III)所示的多氨基亞烷基：
[-R4-NR5]m Re (III) 其中R4基團