[发明专利]防止燃料喷射器沉积物的方法和用途

说明书

本发明涉及一种除去或防止柴油机中燃料喷射器沉积物的方法，特别涉及在现代柴油机中燃料喷射器沉积物的除去或防止。本文描述了用反应产物除去或防止燃料喷射器沉积物。

存在持续的立法压力以降低来自柴油机的排放。在欧洲，到2008年，所有的新柴油机必须符合Euro V规格。这导致了高级的燃料喷射器装置的发展，其特征是具有复杂的喷射孔几何结构、多重的并且窄的喷射孔并且在喷射器尖端在高温和高压下操作的燃料喷射器。作为操作条件苛刻性这种提高的结果，现代普通铁路柴油机喷射器易于形成沉积物。在喷射器喷嘴喷射孔的内部和外部都可以发现的这些沉积物，直接导致了发动机功率的损耗和烟生产物的增加。

在柴油燃料喷射器上沉积物的形成不是新现象并且历史上通过使用传统的柴油机去垢剂添加剂可以充分地解决任何问题。然而，已经注意到发展用于开发以适应Euro V的在更苛刻的发动机操作条件下形成的这种类型的沉积物用传统的柴油机去垢剂添加剂不能充分地除去或防止。尽管不希望被任何理论束缚，目前认为在现代发动机中喷射器沉积物的形成由于燃料中少量含金属物质的存在而加重。的确，发明者的研究表明使用具有可以忽略量的含金属杂质的燃料不会导致沉积物的任何重大问题。然而，正常的柴油燃料常常包含少量但是可测的量的含金属杂质，例如，锌、铜、铁和铅，并且也可有意加入含金属物质来执行其它功能。分析在现代柴油机中形成的沉积物表明，除了预计的含碳物质，也可检测到如锌和铜等金属。本发明特别提出这些新型喷射器沉积物的除去和防止。

根据第一方面，本发明提供一种基本上除去或减少用含少量含金属物质的柴油燃料操作的柴油机中喷射器沉积物发生的方法，该方法包括向柴油燃料加入由羧酸和二-正丁胺或三-正丁胺形成的盐，其中内燃机装备有具有多个喷射孔的燃料喷射器，每个喷射孔具有进口和出口，并且其中燃料喷射器具有如下一个或多个特征：

(i)喷射孔为锥形以便喷射孔的入口直径比出口直径大；

(ii)喷射孔具有0.10mm或更小的出口直径；

(iii)喷射孔入口内缘为圆形；

(iv)6个或更多个喷射孔；

(v)操作尖端温度超过250℃。

根据第二方面，本发明提供一种通过羧酸和二-正丁胺或三-正丁胺形成的盐来基本上除去或减少在柴油机中喷射器沉积物的发生，柴油机装备有具有一个或多个如第一方面相关定义的(i)到(v)特征的燃料喷射器并且用含少量含金属物质的柴油燃料操作。

已经发现第一和第二方面使用的盐在减少现代柴油机燃料喷射器中沉积物的发生是有效的，并且在相等或更低的处理比率下至少和广泛应用的PIBSA-PAM去垢剂是同样有效的。然而意外发现，在较老类型的柴油机中，例如用在工业标准XDU-9去垢性测试的那些，本发明中使用的盐比传统的PIBSA-PAM去垢剂性能更好。

如上所讨论的，喷射器沉积物的发生看来和燃料中含金属物质的存在有关。有些柴油燃料包含不可测的金属含量，在这种情况下金属沉积物的发生会减少。然而，柴油燃料中含金属物质的存在或不存在通常对使用者不明显并且即使来自于同一厂商其随燃料产品而变化。因此本发明在含金属物质存在的情况下和当用未知金属含量的燃料加油时作为预防措施来降低喷射器沉积物有用。

在本发明所有方面的上下文中，喷射器沉积物的基本除去意为可能出现在喷射器喷嘴喷射孔内和外的沉积物除去到喷射器的适当功能未受到明显削弱的程度。这可以通过如测量排放烟雾的增加或发动机转矩的损失确定。不要求所有痕量的喷射器沉积物除去。同样地，喷射器沉积物发生的减少不要求没有任何沉积物生成，只要可能形成的沉积物的不足以显著地影响喷射器的适当功能即可。

目前认为燃料喷射器(i)到(v)的特征都和喷射器沉积物的形成有关。已经观察到使用具有多个这些特征的燃料喷射器的柴油机更倾向于形成沉积物。因此在本发明的实施方案中，燃料喷射器具有两种、优选三种、更优选四种、最优选所有五种(i)到(v)的特征。

在优选实施方案中，燃料喷射器至少具有(i)和(ii)的特征。在更优选地实施方案中，燃料喷射器至少具有(i)，(ii)和(iii)的特征。在更优选地实施方案中，燃料喷射器至少具有(i)，(ii)，(iii)和(iv)的特征。

在本说明书中，用于描述由羧酸和胺反应形成产物的术语“盐”的使用不应意为反应必须形成纯盐。目前相信该反应确实形成盐并且因此反应产物包含这种盐，由于反应的复杂性，可能存在其它物质。因此术语“盐”不仅包括纯盐物质，而且包括羧酸和胺反应中形成物质的混合物。