[发明专利]在火花点火式内燃发动机中预防或减少低速早燃的组合物和方法

说明书

提供了包含减少低速早燃(LSPI)主添加剂的燃料和润滑剂组合物，该添加剂包括(i)氨基添加剂，(ii)胺添加剂，(iii)三唑添加剂，(iv)苄脒鎓添加剂，(v)苯并噁唑添加剂或(vi)N＝C‑X改性添加剂。还提供了使用这些组合物来防止或减少火花点火式发动机中的低速早燃事件的方法。

技术领域

本公开涉及用于火花点火发动机的燃料和润滑剂组合物，以及使用该组合物防止或减少低速早燃事件的方法。

背景

涡轮增压发动机或增压式发动机(即增压型或内燃发动机)可能出现称为随机早燃或低速早燃(或“LSPI”)的异常燃烧现象。LSPI是一种事件，其可以包括非常高的压力峰值、在不适当曲轴角度期间发生的早燃，以及爆震。所有这些，单独地以及以组合形式，均可能引起发动机劣化和/或严重受损。然而，因为LSPI事件仅以不可控方式偶然发生，所以难以鉴别这种现象的起因并且难以开发出遏制其的解决方案。

早燃是一种燃烧形式，导致燃烧室内的空气燃料混合物在期望的通过点火器将空气燃料混合物点燃之前发生燃烧。早燃典型地是发动机高负荷运行期间的问题，因为发动机运行产生的热会将一部分燃烧室加热至足以在接触时点燃空气燃料混合物的温度。这种类型的早燃有时称作热点早燃。

最近，已经在低速和中到高负荷的增压型内燃发动机中观察到间歇性异常燃烧。例如，在发动机以3，000rpm或更小、低负荷、至少10巴的制动平均有效压力(BMEP)运行的期间，低速早燃(LSPI)可能以一种无规且随机的方式出现。在低速发动机运行期间，压缩冲程时间最长。

先前研究显示，涡轮增压器的使用、发动机设计、发动机涂层、活塞形状、燃料选择、和/或机油添加剂可能造成LSPI事件的增加。因此，需要有效减少或消除LSPI的燃料和机油添加剂组分和/或组合。

概要

在一个方面，提供了一种燃料组合物，其包含：(1)大于50重量％的沸点在汽油或柴油范围内的烃燃料，和(2)少量的以下一种或多种物质：减少低速早燃(LSPI)的主添加剂，所述主添加剂包括(i)氨基添加剂，(ii)胺添加剂，(iii)三唑添加剂，(iv)苄脒鎓添加剂，(v)苯并噁唑添加剂，(vi)具有结构的N＝C-X改性添加剂，其中X₁和X₂独立地为H、C、N、O或S；其中X₁或X₂独立地包括一个或多个C₁-C₂₀烷基或一个或多个芳族基团。

在另一方面，提供了一种燃料浓缩物，其包含：(1)90至30重量％的沸点为65℃至205℃的有机溶剂和(2)10至70重量％的选自以下一种或多种的添加剂组分：(i)氨基添加剂，(ii)胺添加剂，(iii)三唑添加剂，(iv)苄脒鎓添加剂，(v)苯并噁唑添加剂，(vi)具有结构的N＝C-X改性添加剂，其中X₁和X₂独立地为H、C、N、O或S；其中X₁或X₂独立地包括一个或多个C₁-C₂₀烷基或一个或多个芳族基团。

另一方面，提供了一种润滑油组合物，其包含：(1)大于50重量％的基础油，和(2)0.01至15重量％的一种或多种选自以下的减少低速早燃(LSPI)的主添加剂，所述主添加剂包括(i)氨基添加剂，(ii)胺添加剂，(iii)三唑添加剂，(iv)苄脒鎓添加剂，(v)苯并噁唑添加剂，或(vi)具有结构的N＝C-X改性添加剂，其中X₁和X₂独立地为H、C、N、O或S；其中X₁或X₂独立地包括一个或多个C₁-C₂₀烷基或一个或多个芳族基团。

详细说明

介绍