[发明专利]通过燃料添加剂减少燃烧发动机的摩擦

说明书

提供了用于改进燃料效率的燃料组合物。所述燃料组合物包含大于50重量％的在汽油或柴油范围内沸腾的烃燃料、少量锌螯合剂以及少量摩擦改性剂。所述摩擦改性剂包含至少一个极性基团。

技术领域

本公开涉及燃料添加剂组合物。更具体地，本公开涉及可被添加到燃料中以改进内部燃烧发动机的燃料效率的摩擦改性剂添加剂。

背景技术

近年来已进行相当大的努力来改进机动车辆的燃料经济性。一般来说，汽车发动机的效率会因有效润滑的存在而大大提高，特别是在容易发生高摩擦和过度磨损的运动部件的界面处。

因此，一种改进燃料经济性的途径是开发减少发动机摩擦并从而降低能量需求的润滑剂和润滑油添加剂。然而，使用润滑油减少摩擦添加剂获得的燃料效率的改进是适度的，并且可能难以确定。

这些努力中的一部分集中在摩擦改性剂上。摩擦改性剂已被用于限滑齿轮油、自动变速箱用流体、滑道润滑剂和多用途拖拉机流体中。特别地，随着对升高的燃料经济性的渴求，已将摩擦改性剂添加到汽车曲轴箱润滑剂中。

这些摩擦改性剂一般在边界层条件下在抗磨和极压添加剂尚不具有反应性的温度下通过形成物理吸附的极性油溶性产物的薄单分子层或表现出与典型的抗磨剂或极压剂比较明显较低的摩擦的反应层来起作用。然而，在更恶劣的条件下和在混合润滑状态下，这些摩擦改性剂被添加有抗磨剂或极压剂。抗磨剂或极压剂的最常见的类型是二硫代磷酸锌(ZnDTP或ZDDP)。ZDDP通过在摩擦表面上形成厚的保护性摩擦膜(tribofilm)来限制磨损。

尽管ZDDP已在机动车辆中广泛使用了数十年，但一些最近的研究已经表明，基于磷的抗磨膜可导致薄膜、高压、润滑触点中的摩擦显著增加。这反过来可能对燃料效率具有负面影响。

摩擦改性剂是可以通过在金属表面上吸附或反应以形成薄的低剪切强度薄膜来减少边界摩擦的已知润滑油添加剂。

由于内部燃烧室中的条件与曲轴箱中的条件大不相同并且比曲轴箱中的条件恶劣得多，因此特定的添加剂或添加剂的类别对内部燃烧发动机中润滑油的性能有益这一事实并不一定意味着通过在燃料中使用与添加剂相同类型的化合物也能获得益处。因此，需要开发可以减少摩擦和/或改进燃料经济性的燃料添加剂。

发明内容

本文提供了可以作为添加剂添加到燃料中以增强内部燃烧发动机的摩擦减少和/或燃料经济性的组合物。这些燃料添加剂包括协同地相互作用从而提供意想不到的性能水平的摩擦改性剂和金属螯合剂。

本发明的一个实例包括这样的燃料组合物，其包含大于50重量％的在汽油或柴油范围内沸腾的烃燃料、少量锌螯合剂，以及少量摩擦改性剂，其中摩擦改性剂包含至少一个极性基团。

本发明的另一个实例包括这样的燃料浓缩物组合物，其包含(1)从90重量％至30重量％的在从65℃到205℃的范围内沸腾的有机溶剂，以及(2)从10重量％到70重量％的燃料效率改进剂，其包含锌螯合剂和具有至少一个极性基团的摩擦改性剂。

本发明的又一个实例包括改进火花点火式燃烧发动机中的燃料效率的方法，该方法包括向发动机供给包含锌螯合剂和具有至少一个极性基团的摩擦改性剂的燃料组合物。

附图说明

图1示出了总结几种燃料添加剂在各种发动机条件下对燃料消耗的影响的图表。

具体实施方式

为了便于本文中所阐述的公开内容的理解，在下面定义了许多术语。除非另有定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语一般都具有与本发明所属领域中普通技术人员通常所理解的相同的含义。