CN102307977A - 使用无灰可消耗润滑剂操作发动机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在装备有引燃点火系统的内燃发动机中使用低硫、低磷、低灰分、无锌可消耗润滑组合物的方法，其中所述组合物包含：润滑粘度的油；高TBN琥珀酰亚胺分散剂和其中所述润滑剂组合物总体具有最高大约0.2的硫酸盐灰分值、最高大约50至大约800ppm的磷含量和最高大约0.4重量％的硫含量。

Description

使用无灰可消耗润滑剂操作发动机的方法
发明背景
本发明涉及适合用于内燃发动机(ICE)的低硫、低磷、低灰分可消耗润滑组合物及使用该组合物的方法。
在最近二十年内，发动机制造通过重要的发动机改造已经实现了颗粒物质(PM)排放的显著减少。现在仍需要润滑这些新型发动机，同时维持降低的PM排放。本文描述的低硫、低磷、低灰分可消耗润滑剂满足这一要求。
与装备有废气后处理设备(例如，催化转化器、颗粒捕集器、催化捕集器、NOx捕集器、选择性催化剂等)的ICE相联系的另一个问题是这些发动机的润滑油用在曲轴箱以及高磨损区域例如气门机件中。因为这些油用于高磨损区域，所以为了有效，它们通常含有极压(EP)剂，极压剂通常含金属(例如，锌)和磷。在发动机的操作期间，这些EP剂分解并且所得的分解产物最终进入后处理设备，而导致对该设备的损害和/或损伤。仍需要降低这种影响，同时仍提供对发动机的充分润滑。由于本发明中不存在高水平的含金属和磷的EP剂，所以保护了废气后处理设备免受此种有害暴露。
与常规ICE相联系的另一个问题是油变换之间所要求的时间间隔通常小于其它保养项目例如空气滤清器置换、冷却剂变换、制动器置换等所要求的时间间隔。所述问题因此是改进这些发动机的润滑剂技术以致油变换之间的时间间隔可以延长到与其它保养间隔相符。根据本发明方法，所要求的油变换间隔由于以下事实而得到延长：在发动机操作期间，从发动机连续地或周期性地除去用过的发动机油并用新油替换。
与ICE的操作相联系的另一个问题是此类发动机的废气含有不希望的污染物NOx。如果ICE废气中的NOx水平能降低，则将是有利的。本发明可以帮助降低废气NOx水平，因为本发明对NOx还原催化剂有更少损害。
与ICE的操作相联系的又一个问题是难以达到政府规定和消费者对于低排放和高燃料经济性的高要求。满足这些要求的一个途径是使用高度稀释的预混合燃料用于点火。然而，在火花点火系统的情况下，在不点火和不稳定运转发生之前仅容许有限量的稀释。为了克服火花点火系统的这种缺点，“引燃(pilot)”点火系统已经用了一段时间。在这些系统中，将少量液体燃料喷入预燃烧室中以允许高能量自动点火。使用柴油燃料的直接喷射引燃点火系统已经证明提高化学计量和贫燃发动机的稀释耐受度。在非柴油发动机的情况下，柴油作燃料的引燃点火系统的使用要求两种不同的燃料用于发动机操作。这两种燃料必须可用于再供燃料，并且对于车辆发动机，这两种燃料必须车载携带。然而，这些系统遇到的问题包括燃烧室、后处理设备和/或废气再循环(EGR)系统中的损害和/或沉积物聚积，这由喷射引燃点火系统中使用的燃料引起。
仍需要可以与ICE的喷射引燃点火系统集成以改进发动机性能同时降低对发动机沉积物和/或任何后处理设备和与发动机一起使用的EGR系统的负面影响的润滑组合物和系统。
美国专利6,588,393公开了低硫可消耗润滑油组合物，其包含合成基础润滑油和大约1重量％-25重量％的具有含至少大约10个脂族碳原子的取代基的酰化含氮化合物。这种可消耗润滑油的硫含量为大约5-250ppm。
美国专利5,955,403公开了不含硫的润滑油组合物，其包含主要部分的合成基础润滑油和次要部分的磷酸三(烷基苯基)酯或二(烷基苯基)磷酸抗磨剂、胺类抗氧化剂、取代的琥珀酰亚胺防锈剂和甲苯基三唑。将所述磷酸三(烷基苯基)酯抗磨剂按大约0.1-2.0重量％引入这种油中并将所述胺类抗氧化剂按大约0.1-5重量％的量引入所述油中。所述琥珀酰胺按大约0.01-0.5重量％存在，并且所述甲苯基三唑按大约0.01-0.5重量％存在。
发明概述
本发明提供操作内燃发动机的方法，其中所述内燃发动机安装有引燃点火系统、润滑系统和燃料系统。该方法包括：(i)向所述发动机供应包含以下组分的润滑剂：(a)润滑粘度的油；和(b)基于无稀释剂计具有至少80的TBN的琥珀酰亚胺分散剂，其量足以为所述润滑剂提供至少8TBN。所述润滑剂还具有0至大约1000ppm的锌含量，最高大约0.25的百分率硫酸盐灰分值，大约50至大约800ppm的磷含量和最高大约0.4重量％的硫含量。该方法还包括：(ii)从所述发动机的润滑系统获得所述润滑剂的一部分，和(iii)在所述发动机的燃烧循环的引燃点火阶段期间或当将主燃料从所述燃料系统喷入所述发动机的燃烧室中时，将所获得的润滑剂部分喷入所述发动机的燃烧室或预燃烧室的一个或多个中。
本发明进一步提供如上所述的方法，其中(i)经由引燃燃料喷射器添加所述润滑剂部分；或(ii)将所述润滑剂部分与一定量主燃料混合并将混合物经由引燃燃料喷射器添加；或(iii)将所述润滑剂部分与一定量主燃料混合并将混合物经由主燃料喷射器添加；或(iv)它们的组合。这些加料可以通过直接喷射或使用高压储液筒式(common rail)喷射系统。
该方法还允许在发动机操作期间消耗的润滑剂部分通过向发动机的润滑系统添加新鲜润滑剂而替代。所述方法中使用的发动机还可以安装有废气再循环和/或废气后处理设备。所述方法进一步允许重型柴油发动机、轻型柴油发动机、小排量发动机或固定式柴油发动机的应用。
本发明方法还允许可任选地包括粘度改进剂以及其它性能添加剂的润滑组合物的应用。上文和下文所述方法的润滑组合物中使用的油可以包括合成基础油。
发明详述
下面将通过非限制性说明描述各种优选的特征和实施方案。
本发明提供操作内燃发动机的方式，其利用发动机空气的稀释来降低气缸内温度和反应速率，从而产生减少的发动机废气NOx排放同时还提供改进的非爆燃(non-knocking)发动机效率。
本发明利用了引燃点火系统(有时称作微引燃点火系统)的好处，而无需任何补充的硬件，例如单独的引燃系统燃料源或无需携带与主燃料分开的引燃系统燃料。这通过利用用于润滑发动机的曲轴箱润滑油组合物作为引燃点火系统的燃料而实现。然而，使用常规配制的润滑油(其通常含有灰分形成组分和/或ZDP添加剂)作为微-引燃系统的燃料可能对发动机具有较大的有害影响。这些有害影响包括增加的发动机燃烧室沉积物、燃料喷射器磨损和发动机废气排放。本发明方法包括使用独特配制的润滑组合物并允许发动机接受引燃点火系统的好处，同时避免这些有害影响。
本发明提供如上所述的润滑组合物，其是适合的引燃点火系统燃料。这些组合物具有的总硫含量在一个实施方案中小于大约0.4重量％，在另一实施方案中小于0.3重量％，在又一实施方案中为0.2重量％或更低，在又一实施方案中0.1重量％或更低。通常，本发明组合物中的硫的主要来源源自于常规稀释油。总硫含量的典型范围是0.01至0.1或0.4重量％。
通常，组合物具有的总磷含量为组合物的小于或等于800ppm，在另一实施方案中，等于或小于500ppm、300ppm、200ppm、100ppm或50ppm。总磷含量的典型的范围是50或100至800ppm。
通常，组合物具有的总硫酸盐灰分含量通过ASTM D-874测定为组合物的小于0.25或0.20重量％，在一个实施方案中等于或小于0.1重量％，在其它实施方案中等于或小于0.07、0.04、0.03或0.05重量％。总硫酸盐灰分含量的典型范围是0.03或0.05至0.2或0.25重量％。
润滑组合物可以具有0至大约1000ppm，大约0.1重量％的总锌含量。在一些实施方案中，锌含量是至多0.07重量％，或0.01-0.05重量％。
此外，润滑组合物是可消耗的，以致组合物直接地供给发动机，或与燃料预混合然后供给发动机。组合物不损害发动机或可存在的任何后处理设备。此外，可消耗润滑剂可以帮助清洁燃烧室和/或发动机的活塞区域。
内燃发动机
内燃发动机可以是火花点火或压缩点火发动机。这些发动机包括汽车和卡车发动机、二冲程发动机、航空活塞发动机和船舶和铁路柴油发动机。包括公路用(on-highway)和非公路用(off-highway)发动机。压缩点火发动机包括用于移动和固定动力设备的那些。压缩点火发动机包括城市公共汽车，以及各类卡车中使用的那些。压缩点火发动机可以具有二冲程/循环或四冲程/循环类型。压缩点火发动机包括用于移动(包括船舶)和固定动力设备的重型柴油发动机。它们包括二冲程/循环和四冲程/循环类型的柴油发动机、公路用和非公路用发动机，包括新发动机以及使用中的发动机，例如汽车、卡车、公共汽车和机车中使用的那些。还包括的是重型柴油发动机、轻型柴油发动机、小排量发动机例如摩托车发动机，和固定柴油发动机。
本发明的内燃发动机安装有引燃点火系统或类似装置。在内燃发动机中，引燃点火系统点燃发动机消耗的燃料。大多数发动机使用电点火系统或压缩加热点火系统。引燃点火系统与火花点火系统相比是自动点火系统。将引燃燃料在压力下导入发动机气缸，并当活塞压缩气缸中的气体时，该引燃燃料自动着火。引燃点火系统可以理论上与任何类型的内燃发动机一起使用，包括但不限于柴油发动机和汽油发动机、使用替代燃料例如氢气或天然气的发动机，或电动发动机。内燃发动机的引燃点火系统还有时称为微-引燃点火系统，原因在于低的流速。
对本发明来说，认为发动机具有独立的润滑油系统，该润滑油系统具有润滑油储器。这种润滑油系统是“独立的”，是指润滑油不是发动机消耗的燃料混合物的一部分，例如在二冲程发动机情况下那样。
本发明的方法包括在发动机的燃烧循环的引燃点火阶段期间将独特配制的润滑组合物的一部分供入发动机的燃烧室和/或预燃烧室的一个或多个中的方式。除非下面另有说明，本文所用术语“燃烧室”还包括任何预燃烧室，因此主燃料和/或引燃燃料可以各自供给它们中之一或两者。
在一些实施方案中，通过燃料喷射器将润滑组合物供给燃烧室。燃料喷射器可以是用来向燃烧室供应主燃料的相同燃料喷射器，或它可以是单独的独立燃料喷射器，其中此种独立的专用燃料喷射器存在于发动机的每个燃烧室中。还可以在喷入燃烧室中之前将润滑组合物与主燃料混合。在其它实施方案中，它可以与主燃料分开地添加并且不与该燃料预混合。在还有的其它实施方案中，润滑组合物和主燃料可以在喷射器本身中混合。这些各种实施方案的组合也包括在本发明中。
在一些实施方案中，本发明包括与主燃料的喷射分开喷射作为引燃燃料的润滑油。在这些实施方案中，维持润滑油为与主燃料分开的流体直到它们到达燃烧室。
用作引燃燃料的润滑组合物可以从润滑系统中的任一位置提取。该油在一些实施方案中，从储器，例如油盘或新油储器提取。润滑油组合物与主燃料的比例(重量)可以为大约0.1∶100至大约10∶100，在一些实施方案中，为大约0.1∶100至大约2∶100。发动机润滑系统中的油位可以通过再充填储油器在发动机中而维持。在一些实施方案中，从油盘提取油，然后用新鲜发动机油替代。在这些实施方案中，发动机油的保养换油期限可以得到延长，而允许换油之间的时间更长和/或润滑油组合物的性能改进。
在一些实施方案中，通过喷射器，例如用于柴油发动机中的柴油燃料的常规喷射器将用作引燃点火系统燃料的润滑油组合物直接地喷入燃烧室。可以喷入预燃烧室或其它地方喷入室。
高压储液筒式直接(CRD)喷射点火系统也可以连同本发明润滑油组合物一起使用。在CRD系统中，共轨(common rail)或管子充当燃料的共用储器。燃料在高压下储存在共轨中，这消除了对在每个喷射器分别构建压力的需要。连接管从所述共轨将燃料递送到每个喷射器。在喷射器末端，阀门根据来自微处理器或电控元件(ECU)的输入调节喷射的燃料的喷射时机和量。如在常规喷射系统中那样，一旦将燃料喷入气缸中，压缩就加热空气到大于燃料着火点的温度。大多数常规CRD发动机也采用“引燃喷射”或“引燃燃烧”。就在将主燃料喷入气缸中之前不久，喷射少量的柴油。引燃喷射和点火甚至在喷射主装料之前启动了燃烧过程。
适合用于本发明的润滑油组合物通过提高空气燃料混合物的稀释限来减少发动机排放，不论所述稀释是通过EGR还是贫油操作。喷入燃烧室中的润滑油容易着火，即使当发动机安装有废气再循环(EGR)系统时。润滑油作为引燃点火系统燃料的应用提高了发动机效率，例如，通过允许接近MBT(最大刹车力矩)点火时机的点火时机。润滑油还可以与燃料混合并且这种混合物可以用作引燃点火系统燃料。适合于本发明使用的燃料描述如下。
后处理设备
本发明的发动机可以安装有后处理设备。废气后处理设备可以称为催化转化器并且可以具有任何常规设计。废气后处理设备可以包括涂有洗涂层(washcoat)的陶瓷或金属制的流通通道，该洗涂层由沸石、Al2O3、SiO2、TiO2、CeO2、ZrO2、V2O5、La2O3或它们中两种或更多种的混合物组成，所述洗涂层承载选自Pt、Pd、Rh、Ir、钌、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Ce、Ga或它们中两种或更多种的混合物的催化剂。在一个实施方案中，后处理设备是含氧化催化剂的颗粒过滤器。颗粒过滤器主要是用来捕集来自燃烧室的小颗粒物质的多细孔过滤器，而所述氧化催化剂是贵金属，例如铂或钯，其充当在所述颗粒过滤器上的减少毒性排放物的催化材料。
所述后处理设备还可以是颗粒捕集器、催化捕集器、NOx捕集器、选择性催化还原设备或它们的一些组合。在一些实施方案中，本发明方法改进发动机的性能，同时还保护和/或改进此种后处理设备的性能。
废气再循环
本发明的发动机可以安装有废气再循环。废气再循环(EGR)是将废气引导回到空气入口中的技术。因为这些气体已经由发动机使用，所以它们具有更低的氧水平。通过减少空气入口中的氧水平，将存在更少可以用来允许氮氧化物形成的氧气。空气入口中的废气还降低了气缸气体温度的峰值并且帮助降低NOx的水平(NOx形成需要高温)。
润滑粘度的油
低硫、低磷、低灰分润滑性可消耗油组合物包含一种或多种基础油，它们一般以主要量(即，大于大约50重量％的量)存在。一般而言，基础油以占润滑油组合物的大于大约60％，或大于大约70％，或大于大约80重量％的量存在。基础油硫含量通常小于0.4或0.2重量％。
润滑粘度的油还由API表征为第I、II、III、IV和V组，基于硫含量、饱和物的量和粘度指数(对于I-III组)，其中所有聚α-烯烃称为第IV组且不在第I-IV组中的所有其它为第V组。第III组油通常与合成油共混。本发明可以以这些API组中的任一种或它们的共混物使用。
作为一种另外的组分，通常与润滑粘度的油一起被认为是基料的一部分，其是粘度改进剂。粘度改进剂常用于天然润滑配方，并有时在高级合成配方中是不必要的。粘度改进剂一般是润滑剂配制领域的技术人员熟知的聚合物材料，包括聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯酸酯、聚丙烯酸酯酸酯、二烯聚合物、聚烷基苯乙烯、烯基芳烃共轭二烯共聚物、聚烯烃和多官能粘度改进剂，包括分散剂粘度改进剂(其同时赋予分散力和粘度改进)。
本发明的配方可以用于润滑油，而对粘度品级没有特别约束。例如，它们可以用于油，任选地包括粘度改进剂，具有0W-10、0W-20、0W-30、5W-20或5W-30的SAE多品级粘度等级，或可以用于具有20或30的SAE粘度等级的单级油。
多级润滑剂可以包括与润滑粘度的油一起配制以提供上述润滑剂品级的粘度改进剂。有用的粘度改进剂包括但不限于聚烯烃，例如乙烯-丙烯共聚物，或聚丁烯橡胶，包括氢化橡胶，例如苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯橡胶；或聚丙烯酸酯，包括聚甲基丙烯酸酯。在一个实施方案中，粘度改进剂是聚烯烃或聚甲基丙烯酸酯。可商购的粘度改进剂包括可以从Rohm & Haas获得的AcryloidTM粘度改进剂；可以从Shell Chemical获得的ShellvisTM橡胶；可从Uniroyal Chemical Co.商购的TrileneTM聚合物，例如TrileneTM CP-40和可以从The Lubrizol Corporation获得的
Figure BDA0000081721520000081
3100系列和8400系列聚合物，例如
Figure BDA0000081721520000082
3174。本发明润滑组合物中也可以存在另外的添加剂，这些添加剂在下面进行了更详细描述。
当润滑组合物包含合成油基料时，所述油可以有利地是聚α-烯烃和合成酯的共混物。所述聚α-烯烃和合成酯可以例如，按95∶5-80∶20或大约90∶10的重量比存在。这些油可以选自具有适合粘度的材料以在有或者没有粘度改进剂存在下提供组合物0W-10的粘度品级。此种配方可能对于非常高性能或赛车应用是合乎需要的。
在一些实施方案中，本发明的低硫、低磷、低灰分可消耗润滑油组合物可以具有在100℃下最高大约26.1或16.3mm2/s(cSt)，在一个实施方案中在100℃下5-16.3mm2/s(cSt)，在一个实施方案中在100℃下6-13mm2/s(cSt)的粘度。在一个实施方案中，润滑组合物具有以下的SAE粘度品级：0W、0W-20、0W-30、0W-40、0W-50、0W-60、5W、5W-20、5W-30、5W-40、5W-50、5W-60、10W、10W-20、10W-30、10W-40或10W-50。
在一些实施方案中，润滑粘度的油和/或含所述油的润滑组合物可以具有诸如SAE 75W-80、75W-90、80W-90或85W-90的所谓的多品级等级。
润滑组合物可以具有通过ASTM D4683中的程序测量的最高5或4mm2/s(cSt)，在一个实施方案中最高3.7mm2/s(cSt)，在一个实施方案中2至4或5mm2/s(cSt)和在一个实施方案中2.2-3.7mm2/s(cSt)，在一个实施方案中2.7-3.5mm2/s(cSt)的在150℃下的高温/高剪切粘度。
用于所述低硫、低磷、低灰分润滑剂组合物的基础油可以是天然油、合成油或它们的混合物，只要此种油的硫含量不超过上面对本发明低硫、低磷、低灰分润滑油组合物指出的浓度限度。有用的衍生油包括动物油和植物油(例如蓖麻油、猪油)以及无机润滑油例如液体石油，和链烷、环烷或混合链烷-环烷烃类型的溶剂处理或酸处理的无机润滑油。源自煤炭或页岩的油也是有用的。合成润滑油包括烃油例如聚合和互聚合烯烃；聚(1-己烯)、聚-(1-辛烯)、聚(1-癸烯)等和它们的混合物；烷基苯；多苯；烷基化二苯醚和它们的衍生物、类似物和同系物等。
氧化烯聚合物和互聚物和它们的末端羟基已经通过诸如酯化或醚化的方法改性的衍生物构成可以使用的另一类已知的合成润滑油。它们的实例是经由氧化乙烯或氧化丙烯的聚合制备的油、这些聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚或它们的单和多元羧酸酯，例如，乙酸酯、混合C3-8脂肪酸酯或四乙二醇的羧酸二酯。
可以使用的另一类适合的合成润滑油包含二羧酸与各种醇的酯。这些酯的具体实例包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、富马酸二正己酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二异辛酯、壬二酸二异癸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二癸酯、癸二酸二(二十烷基)酯、亚油酸二聚体的2-乙基己基二酯，和由1摩尔的癸二酸与2摩尔的四乙二醇和2摩尔的2-乙基己酸反应而形成的复合酯。作为合成油有用的酯还包括由C5-C12一元羧酸和多元醇以及多元醇醚如新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇或三季戊四醇制成的那些。
所述油可以是聚-α-烯烃(PAO)。通常，PAO衍生自含4-30，或4-20，或6-16个碳原子的单体。有用的PAO的实例包括衍生自辛烯、癸烯或它们的混合物的那些。可以使用矿物油与上述PAO中一种或多种的混合物。
上面公开类型的未精制、精制和再精制的油，天然的或者合成的(以及这些中任何两种或者更多种的混合物)都可以使用在本发明的润滑剂中。未精制的油是直接从天然或者合成源得到而未经进一步纯化处理的那些。例如，由干馏操作直接获得的页岩油、由初级蒸馏直接获得的石油或由酯化方法直接获得的没有使用进一步处理的酯油将是未精炼的油。精制油类似未精制油，不同之处在于前者已经在一个或多个纯化步骤中得到进一步处理，以改善一种或多种性能。许多这样的纯化技术是本领域技术人员已知的，例如溶剂萃取、二次蒸馏、酸或碱萃取、过滤、渗滤等。再精制油通过对已经使用过的精制油应用类似于用于获得精制油的那些工艺而获得。这样的再精炼油亦称回收或再加工油，并经常通过旨在以除去废添加剂和油分解产物的技术进行另外处理。
此外，通过蜡(例如，松弛蜡(slack wax)或费-托合成蜡)的加氢异构化制备的油是已知的并且可以使用。
在一些实施方案中，本发明的润滑粘度的油具有0.03重量％，或0.02或0.01重量％的最大硫含量。
琥珀酰亚胺分散剂
本发明的分散剂通常衍生自N-取代的长链烯基琥珀酰亚胺。本发明采用具有高总碱值的琥珀酰亚胺分散剂。一般而言，具有高TBN值的分散剂具有至少大约1.4，在一个实施方案中，至少大约1.6，在一个实施方案中，1.8或更大，在另一个实施方案中，2.0或更大的氮与羰基之比。氮与羰基之比基于摩尔计算，即氮官能团(例如，胺氮)的摩尔数与羰基官能团(例如，-C(O)O-)的摩尔数之比。在一个实施方案中，TBN值是60，在另一个实施方案中为80，在另一个实施方案中为90-100，在又一个实施方案中为100-110或120。
琥珀酰亚胺分散剂是润滑剂领域中熟知的并且主要包括有时称为“无灰”分散剂的那些，因为(在混合在润滑组合物中之前)它们不含成灰金属并且它们当添加到润滑剂中时一般不导致任何成灰金属。琥珀酰亚胺分散剂是烃基取代的琥珀酸酰化剂与有机羟基化合物或，优选，含至少一个与氮原子连接的氢的胺，或所述羟基化合物和胺的混合物的反应产物。术语“琥珀酸酰化剂”是指产生烃取代的琥珀酸或琥珀酸的化合物(该术语也涵盖所述酸本身)。此类材料通常包括烃基取代的琥珀酸、酸酐、酯(包括半酯)和卤化物。
基于琥珀酸的分散剂具有各种各样的化学结构，通常包括结构例如：
Figure BDA0000081721520000111
上述结构中每个R1独立地是烃基，其可以与多个琥珀酰亚胺基键接，通常是衍生自具有500或700-10,000的
Figure BDA0000081721520000112
的聚烯烃的聚烯烃衍生的基团。通常，该烃基是烷基，通常是衍生自具有500或700-5000，在一些实施方案中为1500或2000-5000，在还有的其它实施方案中为300或700-3000或2000或1600的分子量的聚异丁烯(PIB)的聚异丁烯基。也可以表示，R1基可以含有40-500个碳原子，优选至少50，例如50-300个碳原子，优选脂族碳原子。R2是亚烷基，通常是亚乙基(C2H4)。这种分子通常由链烯基酰化剂与多胺反应得到，并且在这两个结构部分之间除了上面所示的简单酰亚胺结构之外，可由多种连接基，包括各种酰胺和季铵盐。琥珀酰亚胺分散剂更全面描述在美国专利4,234,435、3,172,892和6,165,235中。
衍生所述取代基的聚烯烃通常是含2-16个碳原子；通常2-6个碳原子的可聚合烯烃单体的均聚物和互聚物。
衍生所述聚烯烃的烯烃单体是以存在一个或多个烯属不饱和基团(即，＞C＝C＜)为特征的可聚合烯烃单体；即，它们是单烯属单体例如乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯和1-辛烯或聚烯烃单体(通常二烯单体)例如1，3-丁二烯和异戊二烯。这些烯烃单体通常是可聚合末端烯烃；即，以在它们的结构中存在基团＞C＝CH2为特征的烯烃。较少量的非烃取代基可以包括在聚烯烃中，只要此类取代基不显著地干扰取代的琥珀酸酰化剂的形成。
每个R1基可以含有一个或多个反应性基团，例如琥珀酸基，因此所述分散体的前体可以(在与所述胺反应之前)由例如以下的结构表示：
Figure BDA0000081721520000121
其中y表示与所述R1基连接的此类琥珀酸基的数目和其中R1如上面所限定。在一类分散剂中，y＝1。在另一类分散剂中，y大于1，在一个实施方案中，大于1.3或大于1.4；在另一个实施方案中，y等于或大于1.5，在一个实施方案中，y是1.4-3.5，例如1.5-3.5或1.5-2.5。y的分数值当然可以出现，因为不同的特定R1链可以与不同数目的琥珀酸基起反应。
与所述琥珀酸酰化剂反应形成羧基分散剂组合物的胺可以是单胺或多胺。在任一情况下，它们将由通式R4R5NH表征，其中R4和R5各自独立地是氢、烃、氨基-取代的烃、羟基-取代的烃、烷氧基取代的烃、氨基、氨基甲酰基、硫代氨基甲酰、脒基或酰亚胺基，只要R4和R5中至多一个是氢。在所有情况下，因此，它们将由在它们的结构内存在至少一个H-N＜基为特征。因此，它们具有至少一个伯(即，H2N-)或仲氨基(即，H-N＜)。单胺的实例包括乙胺、二乙胺、正丁胺、二正丁胺、烯丙胺、异丁胺、椰油胺、十八胺、月桂胺、甲基月桂胺、油胺、N-甲基辛胺、十二烷基胺和十八烷基胺。
衍生分散剂的多元胺主要包括在很大程度上符合以下式的亚烷基胺：
Figure BDA0000081721520000131
其中t是通常小于10的整数，A是氢或通常含至多30个碳原子的烃基，所述亚烷基通常是含小于8个碳原子的亚烷基。亚烷基胺主要包括亚乙基胺、亚己基胺、亚庚基胺、亚辛基胺、其它多亚甲基胺。它们特别由以下物质示例：亚乙基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、丙二胺、十亚甲基二胺、八亚甲基二胺、二(七亚甲基)三胺、三亚丙基四胺、四亚乙基五胺、三亚甲基二胺、五亚乙基六胺、二(三亚甲基)三胺。高级同系物例如通过使上述亚烷基胺中两种或更多种缩合获得的高级同系物同样是有用的。四亚乙基五胺是特别有用的。
亚乙基胺(也称为多亚乙基多胺)是特别有用的。它们相当详细地描述在Encyclopedia of Chemical Technology，Kirk and Othmer，Vol.5，pp.898-905，Interscience Publishers，New York(1950)的标题“EthyleneAmines”下。
羟烷基取代的亚烷基胺，即在氮原子上含一个或多个羟烷基取代基的亚烷基胺同样是有用的。此类胺的实例包括N-(2-羟乙基)亚乙基二胺、N，N′-双(2-羟乙基)亚乙基二胺、1-(2-羟乙基)哌嗪、单羟丙基哌嗪、二-羟丙基取代的四亚乙基五胺、N-(3-羟丙基)四-亚甲基二胺和2-十七烷基-1-(2-羟乙基)咪唑啉。
高级同系物，例如通过经由氨基或经由羟基使上述亚烷基胺或羟烷基-取代的亚烷基胺缩合获得的高级同系物同样是有用的。缩合的多胺是通过至少一种羟基化合物与至少一种含至少一个伯或仲氨基的多胺反应物之间的缩合反应形成的并描述在美国专利5,230,714(Steckel)中。
之所以称作琥珀酰亚胺分散剂，是因为它通常含有主要呈酰亚胺官能团形式的氮，虽然它可以呈胺盐、酰胺和咪唑啉形式，包括这些中一种或多种与酰亚胺的混合物。为了制备琥珀酰亚胺分散剂，加热产生琥珀酸的化合物中一种或多种和所述胺中一种或多种，通常除去水，任选地在通常液态，基本上惰性的有机液体溶剂/稀释剂存在下在高温下加热，一般在80℃至所述混合物或产物的分解点；通常100℃-300℃的范围内加热。
所述琥珀酸酰化剂和胺(或有机羟基化合物，或它们的混合物)通常按这样的量反应，即所述量足以提供至少二分之一当量胺(或羟基化合物，视情况而定)/当量产酸化合物。一般而言，存在的胺的最大量将为大约1摩尔胺/当量琥珀酸酰化剂。对于本发明目的，胺的当量是对应于胺的总重量的胺的量除以存在的氮原子的总数。产生琥珀酸的化合物的当量的数目将随其中存在的琥珀酸基的数目而变，并且一般而言，对于酰化反应试剂中的每个琥珀酸基存在两当量酰化反应试剂。制备本发明琥珀酰亚胺分散剂的程序的其它细节和实例包括在例如，美国专利号3,172,892；3,219,666；3,272,746；4,234,435；6,440,905和6,165,235中。
分散剂可以是硼酸化材料。硼酸化分散剂是众所周知的材料并且可以通过用硼酸化剂例如硼酸处理制备。典型的条件包括在100-150℃下加热所述分散剂与硼酸。所述分散剂还可以通过与马来酸酐反应进行处理，如WO00/26327中所述。
在一个实施方案中，完全配制的可消耗润滑剂中琥珀酰亚胺分散剂的量通常将是2.0-20重量％；在另一个实施方案中，4-16重量％或6-14重量％，或7-10重量％。其在浓缩物中的浓度将相应地增加到例如15-80重量％。
燃料
适合用于本发明的燃料不受过度限制。一般而言，适合的燃料通常在环境条件例如室温(20-30℃)下是液体。液体燃料可以是烃燃料、非烃燃料或它们的混合物。
烃燃料可以是石油馏出物，包括由ASTM规范D4814限定的汽油，或由ASTM规范D975限定的柴油燃料。在一个实施方案中，液体燃料是汽油，在另一个实施方案中，液体燃料是工业汽油(non-leaded gasoline)。在另一个实施方案中，液体燃料是柴油燃料。烃燃料可以是通过气至液工艺制备的烃以包括例如通过诸如费-托法的工艺制备的烃。在一些实施方案中，用于本发明的燃料是柴油燃料、生物柴油燃料或它们的组合。
非烃燃料可以是含氧组合物，通常称为氧合物，其包括醇、醚、酮、羧酸酯、硝基烷或它们的混合物。非烃燃料可以包括例如甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚、甲基乙基酮、得自植物和动物的酯交换油和/或脂肪例如菜籽甲基酯和大豆甲基酯，和硝基甲烷。
烃和非烃燃料的混合物可以包括例如，汽油和甲醇和/或乙醇、柴油燃料和乙醇、和柴油燃料和酯交换植物油例如菜籽甲基酯及其它生物衍生的燃料。在一个实施方案中，液体燃料是水在烃燃料、非烃燃料或其混合物中的乳液。在本发明的一些实施方案中，液体燃料可以按重量计具有5000ppm或更低，1000ppm或更低，300ppm或更低，200ppm或更低，30ppm或更低，或10ppm或更低的硫含量。
燃料可以是石油基燃料，包括气至液燃料或煤至液燃料。CNG和LNG燃料也可以用于本发明方法。此类燃料有时要求专用发动机和/或设备，并且用此类燃料的此类发动机和设备的应用认为在本发明方法的范围内。
燃料可以是柴油燃料。柴油燃料包括含烃石油馏出物燃料例如由ASTM规格D396限定的那些。通常，含材料例如醇、醚和有机硝基化合物(例如，甲醇、乙醇、二乙醚、甲基乙基醚、硝基甲烷)的液体柴油燃料也在本发明范围内，衍生自植物或无机来源例如玉米、苜蓿、页岩和煤炭的液体燃料也在本发明范围内。此类混合物的实例包括柴油燃料和醚。
在一些实施方案中，柴油燃料是低硫柴油燃料。此类柴油燃料通常具有在300℃-390℃，在一个实施方案中为330℃-350℃范围内的90％点蒸馏温度。这些燃料的粘度通常在40℃下为大约1.3-24厘沱。柴油燃料可以按ASTM D975中规定那样分类为品级号1-D、2-D或4-D中的任一种。这些柴油燃料可以含有醇和酯。特别地，柴油燃料可以是称作超低硫柴油(ULSD)的柴油燃料，包括具有最大50、25或甚至15份/百万份(ppm)硫含量和通过ASTM D2622-87中规定的试验方法测定的小于345℃的95％蒸馏温度的燃料。该燃料的硫含量的典型范围是0-50ppm或1-30ppm或2-15ppm。
燃料组合物可以含有一种或多种本领域中已知用于提高燃料性能的燃料添加剂。它们包括沉积防止剂或改进剂、染料、十六烷值改进剂、抗氧化剂例如2，6-二叔丁基-4-甲基-苯酚、缓蚀剂例如烷基化琥珀酸和酸酐、抑菌剂、胶质抑制剂、金属减活剂、破乳剂、上部气缸润滑剂、防结冰剂和无灰分散剂。
燃料添加剂可以直接地添加到燃料中，或它们在添加到燃料中之前可以用通常液态的有机稀释剂例如石脑油、苯、甲苯或二甲苯稀释以形成添加剂浓缩物。这些浓缩物通常含有10重量％-90重量％稀释剂。
杂项
可用于本发明方法的润滑组合物可以进一步包含抗磨剂，其是羟基羧酸衍生物。此类衍生物包括酰亚胺、二酯、二-酰胺、二-酰亚胺(对四-酸和更高级酸合适)，酯-酰胺、酯-酰亚胺(对三-酸和更高级酸，例如柠檬酸合适)或酰亚胺-酰胺(对三-酸和更高级酸，例如柠檬酸合适)。在一个实施方案中，抗磨剂包括酰亚胺，二酯，二酰胺或酯-酰胺。适合的羟基羧酸的实例包括柠檬酸、酒石酸、苹果酸(或羟基-琥珀酸)、扁桃酸、乳酸、乙醇酸、羟基丙酸、羟基戊二酸或它们的混合物。在一个实施方案中，抗磨剂可以衍生自酒石酸、柠檬酸、羟基-琥珀酸、二羟基单酸、单羟基二酸或它们的混合物。在一个实施方案中，抗磨剂包括衍生自酒石酸的化合物。羟基羧酸的衍生物可以按占润滑组合物的0.005重量％-10重量％，或0.025-5重量％，或0.25-2.5重量％存在。这些添加剂可以提供抗磨损性能，但是还可以充当防锈剂和缓蚀剂、摩擦改进剂和/或破乳剂。
美国专利公开2005/198894公开了适合的羟基羧酸化合物，和它们的制备方法。加拿大专利1183125；美国专利公开2006/0183647和2006/0079413；美国专利申请60/867402(PCT/US07/085547)和英国专利2105743A都公开了适合的酒石酸衍生物的实例。(通过使酒石酸与伯胺反应)制备适合的酒石酰亚胺的方法的详细说明公开于美国专利4,237,022中。
可用于本发明方法的润滑组合物可以进一步包含分散剂粘度改进剂(DVM)，该分散剂粘度改进剂包含胺-官能化添加剂，其中所述胺官能化添加剂衍生自含至少3个芳族基、至少一个-NH2官能团和至少2个仲或叔氨基的胺。含至少3个芳族基的胺可以是双[p-(p-氨基苯胺基)苯基]-甲烷、2-(7-氨基-吖啶-3-基甲基)-N-4-{4-[4-(4-氨基-苯基氨基)-苄基]-苯基}-苯-1，4-二胺或它们的混合物。所述胺官能化添加剂可以是此种胺与羧酸官能化聚合物的反应产物，其中所述聚合物是聚异丁烯-琥珀酸酐聚合物、马来酸酐-苯乙烯共聚物、马来酸酐-苯乙烯共聚物的酯、α-烯烃-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝共聚物或它们的混合物。上述胺还可以与醛反应形成吖啶衍生物并且上述胺官能化添加剂还可以与醛反应形成曼尼希反应产物。这些添加剂可以按润滑组合物的0.01重量％-20重量％，或0.05重量％-10重量％，或0.08重量％-5重量％，或0.1重量％-3重量％的范围添加到润滑剂中。这些添加剂更详细描述在美国专利申请61/118012中。
可用于本发明的方法和组合物的其它DVM包括以下物质的反应产物：(a)包含羧酸官能团或其反应性等同物的聚合物，所述聚合物具有大于5,000的数均分子量；和(b)包含至少一种芳族胺的胺组分，所述芳族胺含有至少一个能够与所述羧酸官能团缩合以提供侧基的氨基和至少一个含至少一个氮、氧或硫原子的其它基团，其中所述芳族胺选自(i)硝基-取代的苯胺，(ii)包含两个由-C(O)NR-基、-C(O)O-基、-O-基、-N＝N-基或-SO2-基连接的芳族结构部分的胺，其中R是氢或烃基，所述芳族结构部分之一带有所述可缩合氨基，(iii)氨基喹啉，(iv)氨基苯并咪唑，(v)N，N-二烷基亚苯基二胺，和(vi)环取代的苄胺。
所述聚合物可以是含接枝的羧酸官能团的乙烯-α-烯烃共聚物、含接枝的羧酸官能团的异丁烯/共轭二烯聚合物、部分酯化的马来酸酐-苯乙烯共聚物、苯乙烯和共轭二烯的基本上氢化的共聚物、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯或它们的组合。所述胺可以是芳族或脂族胺并且可以包含4-(4-硝基苯基偶氮)苯胺、N，N-二甲氨基丙胺、氨基丙基吗啉、N，N-二甲氨基丙胺。这些添加剂可以按润滑组合物的0.01重量％-20重量％，或0.05重量％-10重量％，或0.08重量％-5重量％，或0.1重量％-3重量％或0.5-1.5重量％的范围添加到润滑剂中。这些添加剂更详细描述在美国专利公开2006/0025316(PCT/US05/015130)中。
还可用于本发明的方法和组合物的其它DVM包括由以下物质的反应获得的添加剂：(1)邻氨基苯甲酸酐；(2)含(i)酸酐基、(ii)羧酸基或(iii)酰基的聚合物；和(3)选自(i)胺，其中所述胺含伯或仲氨基，(ii)醇，(iii)氨基醇和(iv)硫醇的组中的至少一种。所述邻氨基苯甲酸酐可以是N-羧氨基苯甲酸酐。所述胺可以是苯二甲胺、苯胺、4-氨基二苯胺、苄胺、苯乙基胺、3，4-二甲氧基苯乙基胺、1，4-二甲基亚苯基二胺、乙二胺、1，2-二氨基-丙烷、N-甲基乙二胺、N-牛脂基(C16-C18)-1，3-丙二胺、N-油基-1，3-丙二胺和多亚乙基多胺。所述聚合物可以衍生自聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚异丁烯、苯乙烯-丁二烯的氢化共聚物、乙烯-丙烯共聚物、异丁烯-异戊二烯共聚物、聚异丁烯、氢化苯乙烯-异戊二烯聚合物、氢化异戊二烯聚合物、氢化烯基芳烃共轭二烯共聚物、聚烯烃、它们的马来酸酐-苯乙烯共聚物的酯。这些添加剂可以按润滑组合物的0.01重量％-20重量％，或0.05重量％-10重量％，或0.08重量％-5重量％，或0.1重量％-3重量％的范围存在。这些添加剂更详细描述在美国专利申请60/987499(PCT/US08/082944)中。
可以使用抗氧化剂，包括受阻酚类抗氧化剂例如2，6-二-叔丁基苯酚和受阻酚酯。此类添加剂在美国专利6,559,105中有更详细的描述。其它抗氧化剂可以包括仲芳族胺抗氧化剂、油溶性铜化合物、含磷抗氧化剂、钼化合物例如二硫代氨基甲酸Mo盐、有机硫化物、二硫化物和多硫化物。抗氧化剂的广泛清单参见美国专利6,251,840。
本发明使用的EP/抗磨剂通常为通式(R1X)(R2X)P(X)nXmR3的磷酯或其胺盐的形式，其中每个X独立地是氧原子或硫原子，n是0或1，m是0或1，m+n是1或2，R1、R2和R3是氢或烃基。R1、R2和R3中至少一个是烃基，在一个实施方案中，至少一个是氢。这种组分因此包括亚磷酸酯、磷酸酯和硫代亚磷酸酯和硫代磷酸酯。所述酯可以是单、二-或三-烃基酯。应该指出，这些材料中的某些可以以互变异构形式存在，并且所有这些互变异构体认为由上述通式涵盖。例如，某些亚磷酸酯可以按至少两种方式表示：(RO)2-PH(＝O)和(RO)2-P-OH，不同仅仅在于氢的位置。
上述通式(对于磷化合物)每一个中的R1、R2和R3中的碳原子的总数应该足以使该化合物可溶于介质。通常，R1、R2和R3中的碳原子总数为至少8，在一个实施方案中至少12，在一个实施方案中至少16。在一个实施方案中，上述通式中的R1、R2和R3独立地是含1-100个碳原子，或1-50个碳原子，或1-30个碳原子的烃基。每个R1、R2和R3可以与其它相同，但是它们也可以各自不同。有用的R1、R2和R3基团的实例包括氢、正丁基、异丁基、戊基、异辛基、癸基、十二烷基、油基、C18烷基、二十烷基、2-戊烯基、十二碳烯基、苯基、萘基、烷基苯基、烷基萘基、苯基烷基、萘基烷基、烷基苯基烷基和烷基萘基烷基。
在一个实施方案中，上述结构中的X原子中至少两个是氧，以致该结构将是(R1O)(R2O)P(X)nXmR3。在一个实施方案中，R1、R2和R3都是芳基并且所有X是O。
R1和R2基可以包含衍生自商业醇的烃基的混合物。一些优选的一元醇和醇混合物的实例包括由Continental Oil Corporation销售的市售AlfolTM醇。另一种市售醇混合物是由Ashland Chemical销售的AdolTM 60。
在一个实施方案中，含磷试剂是磷酸烃基酯。在另一个实施方案中，磷酸烃基酯可以是硫代磷酸烃基酯。在又一个实施方案中，磷化合物可以是含磷酰胺，例如二硫代磷酸和丙烯酰胺或亚甲基双丙烯酰胺的反应产物。
含磷材料的实例是亚磷酸酯和磷酸酯例如亚磷酸二丁酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯和硫代磷酸三苯酯。
存在的磷酯或胺盐的量通常足够为组合物提供至多0.05重量％的磷，在一个实施方案中0.002-0.01重量％的磷，在另一个实施方案中0.005-0.05重量％的磷。0.05重量％磷包装对应于成品流体配方中0.5重量％的典型磷酯水平。
本发明中的缓蚀剂的作用是优先吸附到金属表面上以提供保护膜，或中和腐蚀性酸。它们的实例包括，但不限于衍生自氧化乙烯-氧化丙烯共聚物的聚醚、乙氧基化物、链烯基琥珀酸半酯酸、二硫代磷酸锌、金属酚盐、碱性金属磺酸盐、脂肪酸和胺。
可以用来减少或防止稳定泡沫形成的消泡剂包括硅酮或有机聚合物。这些和其它消泡组合物的实例描述在Henry T.Kerner的“Foam ControlAgents”(Noyes Data Corporation，1976)第125-162页中。
倾点下降剂可以用来改进油基组合物的低温性能。例如，参见C.V.Smalheer和R.Kennedy Smith的“Lubricant Additives”的第8页(LeziusHiles Co.publishers，Cleveland，Ohio，1967)。有用的倾点下降剂的实例是聚甲基丙烯酸酯；分散剂-聚甲基丙烯酸酯；聚丙烯酸酯；聚丙烯酰胺；卤代链烷烃蜡和芳族化合物的缩合产物；乙烯羧酸乙烯酯共聚物；和富马酸二烷基酯、脂肪酸的乙烯基酯和烷基乙烯基醚的三元共聚物。倾点下降剂描述在美国专利2,387,501；2,015,748；2,655,479；1,815,022；2,191,498；2,666,746；2,721,877；2,721,878和3,250,715中。
其它类型的倾点下降剂是马来酸酐和苯乙烯的酯化聚合物。这些倾点下降剂是如下获得的酯：使苯乙烯和马来酸酐在自由基引发剂存在下共聚合，之后用C4-18醇的混合物将所述共聚物酯化，也可用作粘度改进添加剂。
本文所使用的术语“烃基取代基”或“烃基基团”以本领域技术人员熟知的普通意义使用。具体来说，它是指这样的基团，即其具有直接连接到分子其余部分的碳原子并主要具有烃性质。烃基基团的实例包括：烃取代基，即，脂族(例如烷基或链烯基)，脂环族(例如环烷基、环烯基)取代基，和芳族-、脂族-、以及脂环族-取代的芳族取代基，以及环状取代基，其中该环经由该分子的另一部分来完成(例如两个取代基一起形成环)；取代的烃取代基，即，含有非烃基团的取代基，在本发明的范围中该非烃基团不会改变所述取代基的主要烃特征(如，卤素(尤其是氯和氟)、羟基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基、和硫氧基)；杂取代基，即在本发明的范围中仍主要具有烃性质的在本来由碳原子组成的环或链中具有非碳原子的取代基。杂原子包括硫、氧、氮，并且包括取代基如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基。一般而言，在烃基中就每10个碳原子而言将存在不多于2个、优选不多于1个非烃取代基；通常，在所述烃基中不存在非烃取代基。
已知，上述一些材料可以在最终配方中相互作用，以致最终配方的组分可能不同于最初添加的那些。例如，(例如清净剂的)金属离子可能迁移到其它分子的其它酸性或者阴离子部位。由此形成的产物，包括本发明组合物在其目标应用中使用是形成的产物，可能不容易描述。虽然如此，所有这些改进型和反应产物包括在本发明范围内；本发明涵盖通过掺合上述组分制备的组合物。
实施例
实施例1(本发明)和实施例2(对比)在改进的CaterpillarTM 1P试验中试验。试验的持续时间是288小时并且试验发动机在以下条件下运转：1800rpm的速度、50kW的功率、扭矩263Nm、冷却剂出口90℃、油130℃和空气入口60℃。配方在表1中并且结果参见表2。
表1：配方
  实施例1(本发明)   实施例2(对比)
  组分(无油基)   wt.％   组分(无油基)   wt.％
  基础油：聚α-烯烃   85.29   基础油：矿物油
  琥珀酰亚胺分散剂1   7.8   常规添加剂包   15.05
  倾点下降剂   0.3
  胺抗氧化剂   0.7
  磷抗磨剂   0.3
  酚抗氧化剂   0.3
  聚醚缓蚀剂   0.02
  酯共聚物消泡剂   0.09
  化学分析   wt.％   化学分析   wt.％
  钙(％)   ～0   钙(％)   0.291
  磷(％)   0.01   磷(％)   0.120
  硫(％)   0.03   硫(％)   0.440
  锌(％)   ～0   锌(％)   0.135
  硫酸盐灰分(％)   ＜0.1   硫酸盐灰分(％)   1.2
1-该分散剂衍生自1000Mn聚异丁烯和四亚乙基五胺的缩合产物，其中羰基与氮之比为大约0.6
表2
Figure BDA0000081721520000221
结果显示本发明润滑剂组合物的优点，包括提供降低沉积物形成，减小发动机中的磨损，降低油耗和减少颗粒物质形成的可消耗润滑剂。
上面涉及的每篇文献通过引用并入本文。除了实施例中，或当另有明确说明时，这一描述中规定材料的量、反应条件、分子量、碳原子数等的所有数值应理解由词语“大约”修饰。除非另有说明，所有百分率值是重量百分率，所有ppm值基于重量/重量。除非另有说明，本文涉及的每种化学物质或组合物应该解释为是商品级材料，它们可以包含异构体、副产物、衍生物和其它通常认为将以商品级存在的那些材料。然而，在不算任何溶剂或稀释油的情况下给出每种化学成分的量，所述溶剂或稀释油可以通常存在于商业材料中，除非另有说明。应该理解的是，本文给出的任何上限和下限的量、范围和比例可以独立地结合。类似地，本发明每种要素的范围和量可以与任何其它要素的范围或量一起使用。本文所使用的表述“主要由......构成”允许包括不会实质上影响研究中的组合物的基本特性和新颖特性的物质。

Claims (13)

1.操作内燃发动机的方法，其中所述内燃发动机安装有引燃点火系统、润滑系统和燃料系统，该方法包括：
(i)向所述发动机的润滑系统供应润滑剂，该润滑剂包含：
(a)润滑粘度的油；和
(b)基于无稀释剂计具有至少80的TBN的琥珀酰亚胺分散剂，其量足以为所述润滑剂提供至少8TBN；
其中所述润滑剂具有0至大约1000ppm的锌含量，最高大约0.25的百分率硫酸盐灰分值，大约50至大约800ppm的磷含量和最高大约0.4重量％的硫含量；
(ii)从所述润滑系统获得所述润滑剂的一部分；
(iii)在所述发动机的燃烧循环的引燃点火阶段期间或当将主燃料从所述燃料系统喷入所述发动机的燃烧室中时，将所获得的润滑剂部分喷入所述发动机的燃烧室或预燃烧室的一个或多个中。
2.权利要求1的方法，其中
(i)经由引燃燃料喷射器添加所述润滑剂部分；或
(ii)将所述润滑剂部分与一定量主燃料混合并将混合物经由引燃燃料喷射器添加；或
(iii)将所述润滑剂部分与一定量主燃料混合并将混合物经由主燃料喷射器添加；或
(iv)它们的组合。
3.权利要求1-2中任一项的方法，其中所述喷射步骤通过喷入燃烧室或预燃烧室进行，或通过使用高压储液筒式喷射系统进行。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中通过向发动机的润滑系统添加额外的润滑剂来替代在所述发动机操作期间消耗的润滑剂部分。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中所述主燃料是柴油燃料或汽油，其中所述燃料具有0至大约500ppm的硫含量。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述内燃发动机安装有废气再循环，至少一个废气后处理设备或它们的组合。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述内燃发动机是重型柴油发动机、轻型柴油发动机、小排量发动机或固定式柴油发动机。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中所述润滑剂组合物的所述琥珀酰亚胺分散剂是聚异丁烯琥珀酸酐与平均具有大约4至大约6个氮原子的聚乙烯胺组合物缩合的产物，其中所述聚异丁烯基衍生自具有大约500至大约3000的数均分子量的聚异丁烯；其中所述分散剂具有至少1.6的氮：羰基之比；以及其中所述琥珀酰亚胺分散剂的量为(a)和(b)的组合的大约1-15重量％。
9.权利要求1-8中任一项的方法，其中所述润滑剂组合物还包含抗氧化剂；或抗磨剂；或缓蚀剂；或倾点下降剂；或泡沫抑制剂；或它们的组合。
10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述润滑粘度的油含有少于0.03重量％的硫。
11.权利要求1-10中任一项的方法，其中所述润滑组合物还包含粘度改进剂。
12.权利要求1-11中任一项的方法，其中所述润滑粘度的油包含合成基础油。
13.权利要求1-12中任一项的方法，其中所述润滑组合物还包含：(i)衍生自羟基羧酸的抗磨剂；(ii)包含胺官能化的添加剂的分散剂粘度改进剂，其中所述添加剂衍生自具有至少3个芳族基、至少一个-NH2官能团和至少2个额外氨基的胺，其中所述额外氨基是仲和/或叔氨基；(iii)包含以下物质的反应产物的分散剂粘度改进剂：(a)包含羧酸官能团或其反应性等同物的聚合物和(b)包含至少一种芳族胺的胺组分，所述芳族胺含有至少一个能够与所述羧酸官能团缩合以提供侧基的氨基和至少一个含至少一个氮、氧或硫原子的额外基团；(iv)由以下物质的反应获得的添加剂：(1)邻氨基苯甲酸酐；(2)含酸酐基团、羧酸基或酰基的聚合物；和(3)至少一种选自以下的物质：胺，其中该胺含伯或仲氨基；醇；氨基醇和硫醇；(v)它们的组合。
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