[发明专利]组合物、方法和用途

说明书

式（I）的季铵盐：其中X是连接基团；Y是O、NH或NR¹，其中R¹是H或任选取代的烃基；Q⁺是包括季铵阳离子的部分；A^‑是阴离子；R²是任选取代的亚烷基；R³是氢或任选取代的烃基；且n是0或正整数；条件是当R³是氢时n不为0。

本发明涉及燃料组合物、与之相关的方法和用途。特别地，本发明涉及用于火花点火式发动机中所用燃料的酯添加剂。

经过一百多年的发展，火花点火（SI）发动机已经成为一种工程上的高度调谐工件。由于SI发动机变得越来越高度调谐，其对其构造的变化也变得越来越敏感。随着沉积物在某些组件上累积并通过其它组件的磨损，此类发动机的构造可能随使用而改变。这些构造上的变化不仅可以改变参数（如功率输出和整体效率）；它们还会显著改变所产生的污染物排放。为了尽量减少发动机构造的这些与时间相关的改变，已经开发了燃料添加剂以尽量减少磨损和沉积物累积现象。实例包括用于减少磨损的抗阀座凹陷添加剂和用于减少沉积物累积的清净剂。

随着发动机技术的发展，对燃料添加剂包的要求也越来越高。早期的汽油清净剂配制用于克服沉积物在汽化器上累积的问题。在汽化器中，在发动机进气系统的部件中的部分真空用于将燃料吸入进气系统。为了提供对燃料空气混合物的更好控制，用燃料喷射设备替代了汽化器，在燃料喷射设备中，采用高于大气压的压力迫使燃料进入进气系统，并引发燃料的更好雾化。

作为汽化器的替代品，所谓的节流阀体喷射器以仅仅单个喷射器的形式替代汽化器使用。节流阀体喷射器的位置由此非常类似于汽化器的位置，温度状况由此也是类似的。

为了更好地控制燃料输送到发动机汽缸中，一种举措是针对每个汽缸使用单独的燃料喷射器。这些喷射器由此置于每个汽缸的单独的进气口中；这种配置由此被称为进气口燃油喷射或PFI。由于燃料喷射器现在放置得更靠近燃烧室，其往往变得更热。并且由于其更靠近发动机进气口，其在进气阀开启事件的初始部分过程中更可能经受排气返回进气系统中。这使得喷射器更容易积聚沉积物，并由此提高了对尽量减少这样的沉积物积聚所需的燃料添加剂的需求。

迄今为止概述的系统均设计为提供大致化学计量的空气燃料混合物。发动机功率由提供给汽缸的化学计量混合物的量来确定。这通过限制混合物流入汽缸（称为节流）来控制。这不可避免地导致泵送损失，由此降低了整个系统的效率。

为了克服这一问题，发动机设计人员已经开发了其中燃料直接喷射到汽缸中的喷射系统。此类发动机也被称为直喷火花点火式（DISI）、直喷汽油式（DIG）、汽油直喷式（GDI）等等。直接喷射到燃烧室中使得装料能够进行一定程度的层化，由此允许整体贫油的混合物同时具有局部富油或化学计量的混合物以促进可靠燃烧。但是，这种喷射策略意味着燃料喷射器经受更高的温度和压力。这提高了由燃料的高温分解形成沉积物的可能性。喷射器在燃烧室中的事实也使喷射器暴露于可能含有部分氧化的燃料和/或烟炱粒子（其可能积聚）的燃烧气体，提高了沉积物的水平。提供燃料的良好雾化和精确控制燃料流量以及喷射持续时间的能力对这些发动机设计的最佳性能而言至关重要。燃料喷射器的完全不同的运行环境对有效燃料添加剂包的开发提出了一整套新的设计约束条件。混合物层化还会导致在局部富油区域中发生燃烧，造成可能增加燃烧室沉积物的烟炱粒子的形成。由于液体燃料被喷射到燃烧室中，在燃烧室表面（特别是活塞冠部）上存在更大的液体冲击的风险。在燃烧室表面上的液体燃料可能发生热分解，导致形成胶状物，并由此提高燃烧室沉积物的积聚速率。

将燃料直接喷射到燃烧室中引起的另一个问题是燃料在进气阀上的冲击显著减小。依靠使用含有清净剂的燃料来去除在进气阀喇叭口上积聚的沉积物，所述沉积物是因润滑油沿阀杆下行以及在进气阀开启事件的初始部分过程中燃烧气体返回到进气系统中而产生。在直喷发动机中，燃料冲击在进气阀喇叭口上的唯一可能性来自早期喷射和后期进气阀关闭。这因此使得燃料添加型清净剂极难对进气阀沉积物产生显著影响。