TWI523944B - 用於處理燃料噴射器內部沈積物的燃料添加物 - Google Patents
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Description
本揭示係有關某些柴油添加物;及關於用以清潔及/或防止柴油操作引擎的噴射器內部沈積物之方法。特別是,本揭示係關於有效防備使用超低硫柴油燃料操作的引擎之噴射器內部沈積物的方法。
最近在柴油燃料及柴油燃料添加物上之改變已產生對與沈積物有關的噴射器性能的新的關切,包括較舊的柴油燃料調配物未經歷過的新型式沈積物。此噴射器性能的關切遍及全部部門;公路(on-road)車隊、礦業設備、農業設備、鐵路及內陸船隻引擎。
車輛操作者、燃料營銷員及引擎製造商現在看見於燃料噴射器內部組件上形成沈積物。若遺留未處理時,這些沈積物可導致明顯的動力損失、降低燃料經濟,及在極端的情況中,由於過早置換”阻塞的噴射器”而增加停工期及較高的維護成本。新的沈積物咸信係下列反應之結果:在該燃料中所使用的某些常見腐蝕抑制劑、生物燃料組分及酸性摩擦力改質劑、或其它羧酸組分,與微量過渡金屬、鹼金屬及鹼土金屬反應而產生在
超低硫柴油(ULSD)燃料中比在過去的較高硫燃料中之可溶性較低之鹽類。當此鹽類係存在於使用在高壓共軌(high pressure common rail,HPCR)引擎設計的燃料中時,該鹽類可趨向於沈積在該噴射器之非常嚴格的容限區域(very tight tolerance area)上。此沈積物可導致差的燃料噴射,其轉而可導致動力損失、喪失燃料經濟、刺耳的引擎發動及最終過長的車輛停駛期及維護費用。
ULSD現在代表美國所供應的全部餾出液燃料之約79%。同樣地,生質柴油的最少再生燃料標準(Renewable Fuel Standard minimum)在2012年時提高至十億加侖。對使用在燃料上所需要之生質柴油量來說,未來將有甚至較高的跡象。此外,在市場上,改變中的燃料板塊持續更朝向更多ULSD(可形成的鹽具有較低的溶解度)及更多生質柴油(在該燃料系統中,另一種可能造成沈積的材料之來源)移動。
根據本揭示,典型的具體實例提供一種清潔柴油引擎的燃料噴射器內部構件之方法。該方法包括使用一燃料組成物操作該燃料噴射柴油引擎,其中該組成物包括一主要量的柴油,其具有硫含量50ppm以重量計或較少及約5至約500ppm以重量計之衍生自下列的反應產物:(a)經烴基取代的二羧酸、酐或酯與(b)下式之胺化合物或其鹽:
其中R係選自於由氫及包含約1至約15個碳原子的烴基所組成之群;及R1係選自於由氫及包含約1至約20個碳原子的烴基所組成之群。該反應產物之FTIR光譜特徵為在約1630公分-1至約1645公分-1的區域中具有一波峰強度,其強度範圍係在約1500公分-1至約1800公分-1的區域中之其它波峰的波峰強度之約5至約45%。
本揭示的另一個具體實例提供一種用以減低在燃料噴射柴油引擎的燃料噴射器內部構件上之鹽沈積物量的方法。該方法包括使用一燃料組成物操作該柴油引擎,其中該組成物包括一主要量的燃料及一較少量衍生自下列的反應產物:(a)經烴基取代的二羧酸、酐或酯與(b)下式之胺化合物或其鹽:
其中R係選自於由氫及包含約1至約15個碳原子的烴基所組成之群;及R1係選自於由氫及包含約1至約20個碳原子的烴基所組成之群。該反應產物包括每分子的反應產物少於一當量的胺基三唑基團。
本揭示的進一步具體實例提供一種用以防止燃料噴射柴油引擎的燃料噴射器之燃料過濾器堵塞的方法。該方法包括提供一主要量的燃料及一較少量衍生自下列的反應產物:(a)經烴基取代的二羧酸、酐或酯與(b)下式之胺化合物或其鹽:
其中R係選自於由氫及包含約1至約15個碳原子的烴基所組成之群;及R1係選自於由氫及包含約1至約20個碳原子的烴基所組成之群。該反應產物之FTIR光譜特徵為在約1630公分-1至約1645公分-1的區域中具有一波峰強度,其強度範圍係在約1500公分-1至約1800公分-1的區域中之其它波峰的波峰強度之約5至約45%,及其中該反應產物包括每分子的反應產物少於一當量的胺基三唑基團。
於本文中所描述的燃料添加物之優點為該添加物不僅可減少直接及/或間接在柴油噴射器上形成的內部沈積物之量,而且該添加物亦可在供應至該燃料噴射器的燃料中有效清潔骯髒的燃料噴射器並可防止燃料過濾器堵塞。
本揭示的額外具體實例及優點可在下列詳細說明中逐部地提出,及/或可藉由本揭示之實行而學習。要瞭解前述一般說明及下列詳細說明二者皆係典型且僅係解釋用而如所主張非限制至所揭示之內容。
A‧‧‧氣缸1的溫度對時間的變化曲線
B‧‧‧氣缸2的溫度對時間的變化曲線
C‧‧‧氣缸3的溫度對時間的變化曲線
D‧‧‧氣缸4的溫度對時間的變化曲線
第1圖係先前技術產物的部分FTIR光譜。
第2圖係根據本揭示的反應產物之部分FTIR光譜。
第3圖係四汽缸柴油引擎在燃料添加物測試開始時,廢氣汽缸溫度對時間之圖解表示。
第4圖係四汽缸柴油引擎在未使用燃料清潔劑測試八小時後,廢氣汽缸溫度對時間之圖解表示。
第5及6圖係使用習知的燃料清潔劑之四汽缸柴油引擎其廢氣汽缸溫度對時間的圖解表示。
第7圖係使用根據本揭示的具體實例之使用燃料清潔劑的四汽缸柴油引擎其廢氣汽缸溫度對時間的圖解表示。
第8圖係四汽缸柴油引擎在骯髒測試循環結束時之廢氣汽缸溫度對時間的圖解表示。
第9圖係使用根據本揭示的具體實例之使用燃料清潔劑來清潔第6圖的髒燃料噴射器之四汽缸柴油引擎其廢氣汽缸溫度對時間的圖解表示。
本申請案之組成物可以較少量使用在主要量的柴油燃料中及可藉由讓下式之胺化合物或其鹽與經烴基取代的二羧酸、酐或酯反應製得:
其中R係選自於由氫及包含約1至約15個碳原子的烴基所組成之群;及R1係選自於由氫及包含約1至約20個碳原子的烴基所組成之群,其中該反應產物包括對每分子的反應產物少於一當量的胺基三唑基團。該反應產物之FTIR光譜特徵為在約1630公分-1至約1645公分-1的區域中具有一波峰強度,其強度範圍係在約1500公分-1至約1800公分-1的區域中之其它波峰的波峰強度之約5至約45%。
為了比較的目的,第1圖顯示出以一關於烴
基羰基對胺之莫耳比率範圍約1:1至約1:2.5所製得的化合物之FTIR光譜。在約1636公分-1處之波峰咸信係胺基三唑波峰。比較上,根據所揭示的具體實例製造之反應產物具有如顯示在第2圖中的FTIR光譜,其中在約1636公分-1處的波峰強度係實質上小於在約1500公分-1至約1800公分-1的區域中之其它波峰的波峰強度。例如,根據本揭示的反應產物在1630公分-1至約1645公分-1的區域中具有一波峰強度,其強度範圍係在約1500公分-1至約1800公分-1的區域中之其它波峰的波峰強度之約5至約45%。在其它具體實例中,該反應產物在1630公分-1至約1645公分-1的範圍中具有一特徵波峰強度,其不超過在約1500公分-1至約1800公分-1的範圍中之其它波峰的強度之30%,例如不超過25%,及典型不超過10%。
如於本文中所使用,用語”烴基團”或”烴基”係以其普通觀念使用,其係由熟習該項技術者熟知。特別是,其係指為一具有碳原子直接接附至該分子的剩餘部分且具有顯著的烴特徵之基團。該烴基的實施例包括:(1)烴取代基,也就是說,脂肪族(例如,烷基或烯基)、脂環族(例如,環烷基、環烯基)取代基、及經芳香族、脂肪族及脂環族取代的芳香族取代基、和該環係透過該分子的另一部分完成之環狀取代基(例如,二個取代基一起形成脂環族基團);(2)經取代的烴取代基,也就是說,包含非烴基團的取代基,其在於此描述的上下文中不改變該顯著
的烴取代基(例如,鹵基(特別是氯及氟)、羥基、烷氧基、巰基、烷基巰基、硝基、亞硝基、胺基、烷基胺基及亞碸基);(3)雜取代基,也就是說,其在此描述的上下文中,一在其它方面由碳原子組成的環或鏈中包含非碳原子同時具有顯著的烴特徵之取代基。該雜原子包括硫、氧、氮,及包括下列取代基:諸如吡啶基、呋喃基、噻吩基及咪唑基。通常來說,在該烴基中,每十個碳原子將存在不超過二個,或作為進一步實施例,不超過一個非烴取代基;在某些具體實例中,在該烴基中將無非烴取代基。
如於本文中所使用,”生物再生性燃料”及”生質柴油燃料”經了解意謂著衍生自非石油資源的任何燃料。此資源包括但不限於穀物、玉蜀黍、大豆及其它農作物;青草,諸如柳枝稷(switchgrass)、芒草(miscanthus)及混種草;水藻、海藻、蔬菜油;天然脂肪;及其混合物。在一態樣中,該生物再生性燃料可包括單羥基醇,諸如具有1至約5個碳原子的那些。合適的單羥基醇之非為限制的實施例包括甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、異丁醇、三級丁基醇、戊醇及異戊基醇。
如於本文中所使用,用語”主要量”經了解意謂著大於或等於50重量%的量,相對於該組成物的總重量,例如約80至約98重量%。再者,如於本文中所使用,用語”較少量”經了解意謂著少於50重量%的量,相對於該組成物的總重量。
如於本文中所使用,用語”鹽或鹽沈積物”經了解意謂著過渡金屬、鹼金屬或鹼土金屬羧酸鹽。
下式之合適的胺化合物
可選自於胍類及胺基胍類或其鹽類,其中R及R1係如上述定義。此外,該胺化合物可選自於胍類的無機鹽,諸如脈類的鹵化物、碳酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽及正磷酸鹽。用語”胍類”指為胍及胍衍生物,諸如胺基胍。在一個具體實例中,該用於添加物之製備的胍化合物係胺基胍碳酸氫鹽。該胺基胍碳酸氫鹽可容易地從商業來源獲得,或可以熟知方式製備。
該添加物之烴基羰基反應物化合物可係任何具有烴基部分及羰基部分的合適化合物,及其能與該胺化合物鍵結以形成本揭示的添加物。合適的烴基羰基化合物之非為限制的實施例包括但不限於經烴基取代的琥珀酸酐類、經烴基取代的琥珀酸類及經烴基取代的琥珀酸類之酯類。
在某些態樣中,該烴基羰基化合物可係具有下列式之聚伸烷基琥珀酸酐反應物:
其中R2係一烴基部分,諸如例如,具有數目平均分子量約100至約5,000道耳吞(daltons)的聚烯基。例如,R2的數目平均分子量範圍可係約200至約3,000道耳吞,如藉由GPC測量。除非其它方面有指示出,否則在本專利說明書中之分子量係數目平均分子量。
在上述式中,該R2烴基部分可包含一或多個選自於線性或分枝的烯基單元之聚合物單元。在某些態樣中,該烯基單元可具有約2至約10個碳原子。例如,該聚烯基可包含一或多個選自於下列之線性或分枝的聚合物單元:乙烯基團、丙烯基團、丁烯基團、戊烯基團、己烯基團、辛烯基團及癸烯基團。在某些態樣中,該R2聚烯基可呈例如同元聚合物、共聚物或三元共聚物形式。在一個態樣中,該聚烯基係異丁烯。例如,該聚烯基可係包含約10至約60個異丁烯基團的聚異丁烯同元聚合物,諸如約20至約30個異丁烯基團。該使用來形成R2聚烯基的聚烯基化合物可藉由任何合適的方法形成,諸如藉由習知的烯類之催化性寡聚化。
在額外的態樣中,該烴基部分R2可係衍生自線性α烯烴或酸異構化的α烯烴,其係藉由在技術中熟知的方法寡聚化乙烯而製造。這些烴基部分的範圍可係約8個碳原子至超過40個碳原子。例如,此型式的烯基部分可衍生自線性C18或C20-24α烯烴之混合物或來自酸異構化的C16α烯烴。
在某些態樣中,可使用具有相當高比例的聚合物分子與一端亞乙烯基之高反應性聚異丁烯類來形成
該R2基團。在一個實施例中,該聚異丁烯類的至少約60%,諸如約70%至約90%包含末端烯系雙鍵。工業上,有轉換成高反應性聚異丁烯類的一般趨勢,及熟知的高反應性聚異丁烯類係揭示例如在美國專利案號4,152,499中,此揭示以其全文於此以參考方式併入本文。
特定的烴基羰基化合物之實施例包括諸如下列化合物:十二碳烯基琥珀酸酐、C16-18烯基琥珀酸酐、及聚異丁烯基琥珀酸酐(PIBSA)、及由彼衍生出的酸及酯化合物。在某些具體實例中,PIBSA可具有一聚異丁烯部分與含量範圍約4%至大於約90%的亞乙烯基。在某些具體實例中,在該烴基羰基化合物中之羰基數目對烴基部分數目的莫耳比率範圍可係約0.5:1至約5:1。
在某些態樣中,每莫耳的聚伸烷基可反應大約一莫耳的馬來酸酐,如此所產生的聚烯基琥珀酸酐具有每聚伸烷基取代基約0.8至約1的琥珀酸酐基團。在其它態樣中,該琥珀酸酐基團對伸烷基之莫耳比率範圍可係約0.5至約3.5,諸如約1至約1.1。
該烴基羰基化合物可使用任何合適的方法製造。用以形成烴基羰基化合物的方法在技術中熟知。用以形成烴基羰基化合物的已知方法之一個實施例包括摻合一聚烯烴與馬來酸酐。將該聚烯烴及馬來酸酐反應物加熱至溫度例如約150℃至約250℃,選擇性,使用觸媒,諸如氯或過氧化物。另一種製造聚伸烷基琥珀酸酐的典型方法係描述在美國專利案號4,234,435中,其全文
以參考之方式併入本文。
上述之烴基羰基及胺化合物可於合適條件下混合在一起,以提供本揭示想要的反應產物。在本揭示的一個態樣中,該反應物化合物可以烴基羰基化合物對胺係約1:0.5至約1:1.5之莫耳比率範圍混合在一起。例如,該等反應物之莫耳比率範圍可係約1:0.5至約1:0.95。
合適的反應溫度範圍可係在大氣壓下約130℃至低於約200℃。例如,該反應溫度範圍可係約140℃至約160℃。可使用任何合適的反應壓力,諸如包括次大氣壓力或超大氣壓力。但是,若該反應係在非大氣壓下進行時,該溫度範圍可與所列出的那些不同。該反應可進行一段在約1小時至約8小時的範圍內之時期,較佳為在約2小時至約6小時的範圍內。
在本申請案的某些態樣中,此申請案之分散劑產物可與柴油燃料可溶的載劑組合著使用。此載劑可係多種型式,諸如液體或固體,例如,蠟。該液體載劑的實施例包括但不限於礦物油及氧化物,諸如液體聚烷氧基化的醚類(亦已知為聚伸烷基二醇或聚伸烷基醚)、液體聚烷氧基化的酚、液體聚烷氧基化的酯、液體聚烷氧基化的胺及其混合物。該氧化物載劑的實施例可在1998年5月19日公告的由Henly等人發明之美國專利案號5,752,989中找到,其載劑之說明全文於此以參考方式併入本文。額外的氧化物載劑之實施例包括經烷基取代的芳基聚烷氧基化合物,其描述在2003年7月17日
公開之由Colucci等人發明之美國專利公開案號2003/0131527中,其說明全文於此以參考方式併入本文。
在其它態樣中,本申請案之組成物可不包括載劑。例如,本申請案的某些組成物可不包括礦物油或氧化物,諸如上述的那些氧化物。
可於所揭示的具體實例之燃料組成物中可存在一或多種額外的選擇性化合物。例如,該燃料可包含習知量的鯨蠟烷促進劑、腐蝕抑制劑、冷流動促進劑(CFPP添加劑)、傾點下降劑、清潔劑、溶劑、去乳化劑、潤滑添加劑、摩擦力改質劑、胺安定劑、燃燒促進劑、分散劑、抗氧化劑、熱穩定劑、導電度促進劑、金屬去活化劑、標誌染料、有機硝酸鹽燃燒加速劑、圈狀(cyclomatic)錳三羰基化合物、及其類似物。在某些態樣中,於本文中所描述的組成物可包含約10重量百分比或較少之一或多種上述添加劑,或在其它態樣中,約5重量百分比或較少,以該添加劑濃縮物之總重量為基準。類似地,該燃料可包括合適量之習知的燃料摻合組分,諸如甲醇、乙醇、二烷基醚及其類似物。
在所揭示的具體實例之某些態樣中,可使用包括脂肪族或環脂族硝酸鹽的有機硝酸鹽燃燒加速劑,其中該脂肪族或環脂族基團係飽和,及包含最高約12個碳。可使用的有機硝酸鹽燃燒加速劑之實施例有硝酸甲酯、硝酸乙酯、硝酸丙酯、硝酸異丙酯、硝酸烯丙酯、硝酸丁酯、硝酸異丁酯、硝酸二級丁酯、硝酸三級丁酯、硝酸戊酯、硝酸異戊酯、硝酸2-戊酯、硝酸3-戊酯、硝
酸己酯、硝酸庚酯、硝酸2-庚酯、硝酸辛酯、硝酸異辛酯、硝酸2-乙基己酯、硝酸壬酯、硝酸癸酯、硝酸十一烷酯、硝酸十二烷酯、硝酸環戊酯、硝酸環己酯、硝酸甲基環己酯、硝酸環十二烷酯、硝酸2-乙氧基乙酯、硝酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、硝酸四氫呋喃酯、及其類似物。亦可使用此材料之混合物。
在本申請案之組成物中有用的合適選擇性金屬去活化劑之實施例係揭示在1984年11月13日公告的美國專利案號4,482,357中,此揭示於此全文以參考方式併入本文。此金屬去活化劑包括例如亞柳基-鄰-胺基酚、二亞柳基乙二胺、二亞柳基丙二胺、及N,N’-二亞柳基-1,2-二胺基丙烷。
可使用在本申請案的組成物中之合適的選擇性圈狀錳三羰基化合物包括例如環戊二烯基錳三羰基、甲基環戊二烯基錳三羰基、茚基錳三羰基、及乙基環戊二烯基錳三羰基。合適的圈狀錳三羰基化合物之更其它實施例係揭示在1996年11月19日公告之美國專利案號5,575,823,及1962年1月2日公告之美國專利案號3,015,668中,此二者揭示其全文於此以參考方式併入本文。
當調配此申請案之燃料組成物時,可使用足夠量的該添加物來減低或抑制在柴油引擎中形成沈積。在某些態樣中,該燃料可包含較少量之上述控制或減低引擎沈積物例如柴油引擎的噴射器沈積物形成之反應產物。例如,此申請案之柴油燃料可包括,以活性成份為
基礎,範圍在每公斤燃料約5毫克至約500毫克反應產物的量之反應產物,諸如在每公斤燃料約20毫克至約120毫克反應產物的範圍內。在一態樣中,若使用載劑時,該燃料組成物可包含,以活性成份為基礎,範圍在每公斤燃料約1毫克至約100毫克載劑的量之載劑,諸如每公斤燃料約5毫克至約50毫克載劑。該活性成份基礎排除下列重量:(i)未反應的組分,諸如與如所製造的產物的剩餘部分相連接之聚伸烷基化合物,及(ii)在該反應產物之製造時所使用的溶劑,若有的話,其係在該產物形成期間或之後,但是若有使用載劑時在加入載劑之前使用。
可將包含上述反應產物之本申請案的添加物及選擇性在調配本發明之燃料時所使用的添加物,各別地或以多種次組合摻入該基礎柴油燃料中。在某些具體實例中,本申請案之添加物組分可同時使用添加物濃縮物摻入該柴油燃料中,因為此利用當呈添加物濃縮物形式時藉由成份之組合所提供的相互相容性及方便性。同樣地,使用濃縮物可減少摻合時間及減輕摻合誤差的可能性。
本申請案之柴油燃料可應用至靜止式柴油引擎(例如,在電能產生設備、幫浦站等等中所使用的引擎)及行動式柴油引擎(例如,使用在汽車、卡車、道路等級設備、軍事車輛等等中作為原動機的引擎)二者之操作。例如,該燃料可包括任何及全部中間餾出物燃料、柴油燃料、生物再生性燃料、生質柴油燃料、氣體至液體(GTL)
燃料、噴射燃料、醇類、醚類、煤油、低硫燃料;合成燃料,諸如Fischer-Tropsch燃料;液體石油氣體、燃料油、煤至液體(CTL)燃料、生質至液體(BTL)燃料、高瀝青質燃料、衍生自煤的燃料(天然、乾淨及石油焦(petcoke))、基因工程型生物燃料及農作物及由彼之萃取物、及天然氣。如於本文中所使用,”生物再生性燃料”經了解意謂著來自非石油資源的任何燃料。此資源包括但不限於穀物、玉蜀黍、大豆及其它農作物;青草,諸如柳枝稷、芒草及混種草;水藻、海藻、蔬菜油;天然脂肪;及其混合物。在一態樣中,該生物再生性燃料可包含單羥基醇,諸如包含1至約5個碳原子的那些。合適的單羥基醇之非為限制的實施例包括甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、異丁醇、三級丁基醇、戊醇及異戊基醇。
此外,本申請案之態樣係針對用以減少柴油引擎之噴射器沈積物量的方法,其中該引擎具有至少一個燃燒室及一或多個與燃燒室流體連結的直接燃料噴射器。在另一個態樣中,亦可在間接型柴油噴射器中觀察到改良。在某些態樣中,該方法包括噴射一包含本揭示的反應產物添加物之以烴為基礎的壓縮燃燒燃料,其中經由該柴油引擎的噴射器進入燃燒室中,及燃燒該壓縮燃燒燃料。在某些態樣中,該方法亦可包括將上述選擇性額外成份的至少一種混合進該柴油燃料中。
在一個具體實例中,本申請案之柴油燃料可基本上無諸如缺乏習知的琥珀醯亞胺分散劑化合物。對本申請案的目的來說,用語”基本上無”定義為在噴射器
潔淨度或沈積物形成上不具有實質上可測量的效果之濃度。
在本申請案的更其它態樣中,該燃料添加物可無或實質上無1,2,4-三唑類。例如,該組成物可實質上無式II之三唑,
其中R4及R5各自獨立地選自於氫及烴基,其限制為R4及R5之至少一個不為氫。該烴基的實施例包括C2至C50線性、分枝或環狀烷基;C2至C50線性、分枝或環狀烯基;及經取代或未經取代的芳基,諸如苯基、甲苯基及茬基。
下列實施例係闡明本揭示的典型具體實例。在這些實施例中和在此申請案別處,全部的份及百分比皆以重量計,除非其它方面有指示出。想要這些實施例呈現出僅用於闡明目的及不想要限制於此所揭示的本發明之範圍。
在下列實施例中,對高壓共軌柴油燃料系統評估該清潔添加物在受羧酸鹽污染的柴油上所具有之效應。使用引擎測試來闡明導致燃料黏到燃料噴射器之傾向,及亦使用來闡明某些燃料添加物防止或減少噴射器
內部沈積物量之能力。使用引擎動力計測試架來安置用以進行噴射器黏住測試的Peugeot DW10柴油引擎。該引擎係具有四汽缸的2.0升引擎。每個燃燒室具有四個閥及該燃料噴射器係具有Euro V分類的DI壓電式噴射器。
該核心協定程序由透過循環8小時運轉引擎及允許浸泡引擎(引擎去除)指定量的時間組成。然後,藉由測量每個汽缸之汽缸廢氣溫度來標出噴射器性能特徵。若任何汽缸的廢氣溫度係高於任何其它汽缸在任何時間點的廢氣溫度65℃時,停止測試及已視為失敗(一或多個噴射器黏住)。若在允許引擎冷卻至周溫後,冷開始於汽缸廢氣溫度上顯示出溫度差異45℃或更多時,該測試亦已視為失敗。亦可藉由拆卸噴射器及主觀地測量將針從噴嘴外罩移除所需要的力量來確認該針黏住及因此失敗。對保持乾淨的性能和清潔性能進行潔淨度測試。
測試準備包括在移除噴射器前對引擎沖洗先前測試的燃料。檢查、清潔該測試噴射器及將其再安裝於引擎中。若選擇新噴射器時,對該新噴射器進行16小時試運轉循環。其次,使用想要的測試循環程式來啟動引擎。一旦引擎升溫,測量在4000rpm及最大負載下的動力,以檢查在清潔噴射器後之最大動力恢復。若該動力測量係在規格內時,開始該測試循環。下列表1提供DW10黏住測試循環之表示,其使用來評估根據本揭示的燃料添加物。
使用Peugeot DW10引擎,遵循表1的協定進行柴油引擎噴嘴黏住測試。對保持清潔測試來說,以摻雜有金屬羧酸鹽及在實施例中指示的清潔添加物之柴油燃料來運轉引擎。對清潔測試來說,首先以摻雜有金屬羧酸鹽但沒有清潔添加物的柴油燃料來運轉引擎,以建立黏附燃料噴射器的基線。其次,使用包含所指示的清潔添加物之相同燃料來運轉引擎。在全部測試中,所測試的燃料包含200ppmv潤滑改質劑及1600ppmv鯨蠟烷促進劑、20ppmw十二烷基琥珀酸、3ppmw NaOH及25ppmwv水。在測試開始時,由全部4汽缸一致的廢氣溫度指示出無噴射器黏住,如顯示在第3圖中。但是,引擎在8小時後之冷開始顯示出噴射器黏住,如顯示在第4圖中。在全部圖形中,曲線A係汽缸1,曲線B係汽缸2,曲線C係汽缸3及曲線D係汽缸4。
在此實施例中,以75ppmw的處理比例將習知的琥珀醯亞胺分散添加物加入至燃料。第5圖顯示出在使用包含習知清潔劑的燃料之16小時測試後,噴射器黏住。
在此實施例中,以75ppmw之處理比例將四級銨鹽柴油添加物包裹加入至燃料。第6圖顯示出在以此燃料7小時測試後,噴射器黏住。
以75ppmw之處理比例將本揭示的清潔添加物加入至燃料。在16小時測試後,第7圖顯示出沒有噴射器黏住。該噴射器在測試完成後之物理檢查確認噴射器沒有黏住。
在此測試中,讓包含上述金屬鹽之基礎燃料在引擎中運轉8小時以弄髒該燃料噴射器。第8圖顯示出在引擎之冷開始後,噴射器係黏住。
在此測試中,闡明本揭示之清潔添加物清潔第8圖的髒燃料噴射器之能力。在此實施例中,本揭示之30ppmw清潔添加物係與120ppmw的習知琥珀醯亞胺分散劑結合,及將此混合物加入至燃料。第9圖顯示出在16小時測試後,沒有噴射器黏住。
如由前述實施例指示出,當引擎係以ULSD
燃料操作時,如與習知的燃料清潔添加物比較,包含本揭示的清潔添加物之燃料添加物提供明顯減少柴油噴射器的內部沈積物,且該清潔添加物係對清潔髒的燃料噴射器有效。
要注意的是,當使用在此專利說明書及附加的申請專利範圍中時,單一形式”一”、”一種”及”該”包括複數個指示對象,除非特意及明確地限制至一個指示對象。如於本文中所使用,用語”包括”及其合乎文法的變體想要為非限制的,如此在表列中的項目之列舉不排除其它類似項目,其可經取代或加入至列出的項目。
對此專利說明書及附加的申請專利範圍之目的來說,除非其它方面有指示出,否則在全部例子中,表示出量、百分比或比例的全部數字,及在專利說明書及申請專利範圍中所使用之其它數值經了解係藉由用語”約”作為修飾。此外,除非相反地指示出,在下列專利說明書及附加的申請專利範圍中所提出之數值參數係近似值,其可依企圖藉由本揭示獲得之想要的性質而變化。在最少及非企圖去限制均等論應用至請求項之範圍,每個數值參數應該至少考慮到所報導的有效位數之數目及藉由應用普通的捨入技巧來解釋。
雖然已經描述出特別的具體實例,可由申請人或熟練技術的人士產生目前係未預見到或無法預見到的代用品、改質、變化、改良及實質上同等物。此外,如所提出及如其可修正之所附加的申請專利範圍想要包括全部此代用品、改質、變化、改良及實質上同等物。
A‧‧‧氣缸1的溫度對時間的變化曲線
B‧‧‧氣缸2的溫度對時間的變化曲線
C‧‧‧氣缸3的溫度對時間的變化曲線
D‧‧‧氣缸4的溫度對時間的變化曲線
Claims (18)
- 一種清潔柴油引擎的燃料噴射器之內部構件的方法,其包括以一燃料組成物操作一燃料噴射柴油引擎,其中該組成物包含一主要量之柴油燃料,其具有50ppm以重量計或較少的硫含量及約20至約120ppm以重量計來自下列的反應產物:(a)經烴基取代的二羧酸、酐或酯與(b)下式之胺化合物或其鹽:
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中在該反應產物中的(a)對(b)之莫耳比率範圍係約1:0.5至約1:1.5。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該烴基二羧酸、酐或酯係選自於經烴基取代的琥珀酸酐類、經烴基取代的琥珀酸類、及經烴基取代的琥珀酸之酯類。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該反應產物係有效從該燃料噴射器的該內部構件移除選自於由過渡金 屬、鹼金屬及鹼土金屬羧酸鹽所組成之群的鹽沈積物。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該經烴基取代的二羧酸、酐或酯之烴基包含一具有數目平均分子量約200至約3,000道耳吞的聚烯烴基團。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該燃料噴射柴油引擎包括直接燃料噴射柴油引擎。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該胺係胺基胍碳酸氫鹽。
- 一種用以減少燃料噴射柴油引擎的燃料噴射器之內部構件上的鹽沈積物的量之方法,其包括以一燃料組成物操作該柴油引擎,其中該組成物包含一主要量的燃料及約20至約120ppm之來自下列的反應產物:(a)經烴基取代的二羧酸、酐或酯與(b)下式的胺化合物或其鹽:
- 如申請專利範圍第8項之方法,其中該經烴基取代的二羧酸、酐或酯之烴基包含一具有數目平均分子量約200至約3,000道耳吞的聚異丁烯基團。
- 如申請專利範圍第8項之方法,其中該燃料噴射柴油引擎係直接燃料噴射柴油引擎。
- 如申請專利範圍第8項之方法,其中在該反應產物中的(a)對(b)之莫耳比率範圍係約1:0.5至約1:1.5。
- 如申請專利範圍第8項之方法,其中該鹽沈積物係來自該燃料噴射器的內部構件,且係選自於由過渡金屬、鹼金屬及鹼土金屬羧酸鹽所組成之群。
- 如申請專利範圍第8項之方法,其中該燃料係一種超低硫柴油燃料。
- 一種用以防止燃料噴射柴油引擎之燃料噴射器的燃料過濾器堵塞之方法,其包括以一主要量的燃料操作該引擎,該燃料包含對每公斤燃料約20毫克至約120毫克之來自下列的反應產物:(a)經烴基取代的二羧酸、酐或酯與(b)下式之胺化合物或其鹽:
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該經烴基取代的二羧酸、酐或酯之烴基包含一具有數目平均分子量約200至約3,000道耳吞的聚異丁烯基團。
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該燃料過濾器具有2微米開口於其中,而用於燃料流。
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該燃料包含一超低硫柴油(ULSD)燃料。
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該反應產物係有效防止該燃料過濾器受到來自該燃料噴射器的該內部構件而選自於由過渡金屬、鹼金屬及鹼土金屬羧酸鹽所組成之群的鹽沈積物所堵塞。
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