[发明专利]配有EGR的柴油机以及润滑油组合物

说明书

本申请为分案申请，其母案申请的申请号为03152339.0，申请日为2003年7月29日，发明名称为“配有EGR的柴油机以及润滑油组合物”。

本发明涉及配有废气循环(EGR)系统的重型柴油(HDD)机，以及在这种发动机中提供改进的操作性能的润滑油组合物。更具体地，本发明涉及配有EGR系统的压缩点火内燃机，在所述系统中吸入的空气和/或废气循环物流在操作(冷凝模式)过程中被冷却至露点以下，所述内燃机用润滑油组合物润滑，而所述润滑油组合物在该发动机中经过至少15,000英里的消耗期仍能提供可接受的操作性能。

发明背景

环境问题促使人们不断努力降低压缩点火(柴油机)内燃机的NO_X排放量。用于降低重型柴油机NO_X排放量的最新技术称为废气循环或EGR。EGR通过向引入发动机燃烧室的空气-燃料进料中加入不可燃组分(废气)而降低NO_X排放量。这样降低了最高火焰温度及NO_X产生量。除了EGR的简单稀释效果外，通过在将废气返回发动机之前对其进行冷却可更大幅度地降低NO_X排放量。更冷的吸入进料使汽缸填充得更好，并因而改进了发电能力。另外，由于EGR组分比空气和燃料混合物进料具有更高的比热值，因而EGR气体进一步冷却燃烧混合物，从而在固定的NO_X生成水平下产生更大的发电能力以及达到更好的燃料经济性。

柴油燃料含有硫。即使“低硫”柴油燃料也含有300-400ppm硫。当燃料在发动机中燃烧时，这些硫转化为SO_X。另外，烃燃料燃烧的一种主要副产品是水蒸汽。因此，废气物流中含有一定浓度的NO_X、SO_X和水蒸汽。在过去，这些物质的存在没有产生问题，这是因为废气保持在极热的状态，这些组分在分散的气态下排放。但当发动机配有EGR并且EGR物流在返回发动机之前被冷却时，NO_X、SO_X和水蒸汽混合物被冷却至露点以下，从而造成水蒸汽冷凝。这种水与NO_X和SO_X组分反应，从而在EGR物流中形成硝酸和硫酸的烟雾。

在这些酸存在时，已经发现润滑油组合物中的烟灰浓度积累得很快，并且在所述条件下，即使在相对少量的烟灰存在时(例如3wt％的烟灰)，润滑油组合物的运动粘度(kv)也会增大到不能接受的水平。由于润滑剂粘度增加对其性能有负面影响，甚至可能造成发动机故障，因此使用在至少部分操作时间内按冷凝模式操作的EGR系统需要经常更换润滑油。API-CI-4油是特别针对配有按冷凝模式操作的EGR的发动机开发的，已经发现其不能解决这一问题。另外还发现简单地加入其它分散剂也是无效的。

因此，有利的是确定润滑油组合物，所述润滑油组合物能够在配有按冷凝模式操作的EGR系统的重型柴油机中更好地起作用。已经令人惊奇地发现，通过选择确定的添加剂，具体为确定的粘度调节剂和/或清净剂，可以改善与应用发动机相关的润滑油粘度的迅速增加，其中所述发动机配有按冷凝模式操作的EGR系统。

发明概述

按照本发明的第一个方面，提供了一种配有废气循环系统的重型柴油机，其中所述废气循环系统中吸入的空气和/或废气循环物流在至少10％所述发动机的操作时间内被冷却至露点以下，所述发动机用润滑油组合物润滑，所述润滑油组合物含有大量润滑粘度的油、以及少量的一种或多种高分子量聚合物，所述聚合物包括(i)加氢的聚(单乙烯基芳烃)和聚(共轭二烯)的共聚物，其中加氢的聚(单乙烯基芳烃)链段占共聚物的至少约20wt％；(ii)含有烷基或芳基胺、或酰胺基团、含氮的杂环基团或酯键的烯烃共聚物，和/或(iii)具有分散基团的丙烯酸酯或烷基丙烯酸酯共聚物的衍生物。

按照本发明的第二个方面，提供一种如第一个方面中所描述的发动机，其中润滑油组合物进一步含有少量的一种或多种中性和过碱性的含金属的清净剂，其中一种或多种清净剂的约50％-100％为酚盐和/或水杨酸盐清净剂。