[发明专利]用于减少低速提前点火的方法

说明书

无铅汽油燃料组合物的用于减少火花点火式内燃发动机中低速提前点火(LSPI)的发生率的用途，其中无铅汽油燃料组合物包括汽油基燃料和清洁剂添加剂包，其中清洁剂添加剂包包括曼尼希基清洁剂混合物，其中该混合物包括衍生自二胺或多胺的第一曼尼希基清洁剂成分和衍生自单胺的第二曼尼希基清洁剂成分，其中第一曼尼希基清洁剂与第二曼尼希基清洁剂混合物的重量比在约1:6至约3:1的范围内，并且其中火花点火式内燃发动机利用润滑剂组合物进行润滑，该润滑剂组合物包括基于总润滑剂组合物的1200ppmw至3000ppmw的钙。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月18日提交的美国临时专利申请序列号62/573,723的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及用于减少火花点火式内燃发动机中低速提前点火的方法。

背景技术

在理想条件下，当在气缸中的燃烧室内的燃料和空气的混合物通过源自火花塞的火花的产生而被点燃时，常规的火花点火式发动机中发生正常燃烧。这种正常燃烧的特征通常在于，火焰前缘以有序和受控的方式在燃烧室中膨胀。

然而，在某些情况下，燃料/空气混合物可能在火花塞起火之前被点火源过早点燃，从而引起被称为提前点火的现象。提前点火是不期望的，因为它通常会造成燃烧室内的温度和压力大大增加，这可能对发动机的整体效率和性能产生显著的负面影响。提前点火可能会损坏发动机中的气缸、活塞和气门，并且在某些情况下甚至可能引发发动机故障。

最近，低速提前点火(“LSPI”)已被诸多原始设备制造商(“OEM”)认为是高增压小型火花点火发动机的潜在问题。与50年代后期在高速下观察到的提前点火现象相反，LSPI通常在低速和高负载下发生。LSPI是一个约束条件，它限制了对低发动机转速下的扭矩的改进，这可能会影响燃料经济性和驾驶性能。LSPI的发生可能最终引发所谓的“怪物爆震(monster knock)”或“巨型爆震(mega-knock)”，其中潜在的破坏性压力波可能会引起对活塞和/或气缸的严重损坏。因此，非常期望能够减轻提前点火包括LSPI的风险的任何技术。

存在引发文献中讨论的LSPI事件的多种机制。这些机制中的一种机制涉及引发LSPI事件的存在于燃烧室内(例如，在活塞隙缝区域周围或在喷射器上)的剥落沉积物的点燃，而另一种机制是基于燃烧室内的油滴的点燃。其可能是引起LSPI的这两种机制(沉积物和油滴)的组合，或者可能是尚待确定的机制。

已经发现，LSPI在使用具有高钙含量的机油和平均市价汽油燃料运行的发动机诸如现代涡轮增压发动机中更为常见。目前市场上可获得的大多数商用机油具有高钙含量，范围为1200ppm至3000ppm。如上所述，通常，这种LSPI现象在高扭矩、低速运行条件下是很常见的。大多数原始设备制造商(OEM)都会校准其发动机管理系统，以避免发动机在这些条件下运行，从而防止发生LSPI。然而，在这些条件下运行可能会潜在地给OEM带来额外的降低燃料消耗的机会。

解决LSPI问题的一种方案是配制机油，使得其具有新的成分。这些方法的示例可以在WO2015/171978A1、WO2016/087379A1、WO2015/042341A1中找到。一种这样的方案是配制具有非常低的钙含量(100ppm)的机油。在SAE 2016-01-2275中描述了机油中较低的钙含量对降低LSPI发生率的效应。这样的配方在引发LSPI的油滴方面潜在地改变了化学途径。然而，大多数目前的市售机油具有高钙含量，因此，期望的是，针对LSPI的问题提出替代方案而不必重新配制机油配方。

本发明人现已发现，通过使用包括某种类型的清洁剂添加剂包和/或某些清洁剂添加剂成分的汽油配方，可以实现LSPI事件出人意料的减少，尤其是在用于利用具有高水平钙的机油进行润滑的发动机中的情况下。

发明内容