直喷汽油式发动机的燃料组合物制造技术

用一种含可溶于燃料的式（Ｉ）化合物的组合物作为所述直喷汽油式发动机的驱动燃料来减少直喷汽油式发动机内喷射器的沉淀物，其中Ｒ＃－［１］和Ｒ＃－［２］分别是Ｃ＃－［１－４］的烷基，Ｒ＃－［３］是式为Ｃ＃－［ｍ］Ｈ＃－［２ｍ］的基团，其中ｍ是２到６的整数，Ｒ＃－［４］和Ｒ＃－［５］各自分别是（ｉ）氢（ｉｉ）Ｃ＃－［１－４］烷基，（见ｉｉｉ式）其中Ｒ＃－［６］选自氢和Ｃ＃－［１－４］烷基，Ｒ＃－［７］选自氢和Ｃ＃－［１－３０］烷基（见ｉｖ式），其中Ｒ＃－［８］是一种饱和的或不饱和的，直链的，支链的或环的，Ｃ＃－［７－２３］的烃基或（ｖ），其中的Ｒ＃－［４］和Ｒ＃－［５］与其相连的氮原子一起形成环，环上可以含更多杂原子。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
直喷汽油式发动机的燃料组合物
本专利技术涉及新型点火燃料组合物和控制方法，如在直喷汽油式(DIG)发动机中减少和去除沉淀物并减少烟炱形成的方法。特别是，本专利技术涉及燃料组合物，其包含一种点火燃料和一种含特定胺化合物或其衍生物的可溶于燃料的沉淀控制添加剂，并且涉及上述燃料组合物减少DIG发动机喷射口堵塞的用途。
技术介绍
多年来，为了控制(阻止和减少)点火内燃机的燃料引入装置中的沉淀物形成，在添加剂方面投入了大量工作。特别是能有效控制燃料喷射器的沉淀物、入口阀门沉淀物和燃烧腔的沉淀物的添加剂，代表了这一领域大量研究工作的焦点，尽管已有这些工作，但还需要进一步研究。目前，直喷汽油(DIG)技术目前正处在快速发展的阶段，因其具有提高燃料的经济性和动力的巨大潜力。从环境上讲，燃料节约的益处直接转化成降低二氧化碳的排放，这种温室气体可能导致全球变暖。传统的多口喷射式(MPI)发动机将汽油喷射入进气口形成均一的汽油和空气的预混合物，而直喷汽油式发动机像柴油机一样直接将汽油喷射到燃烧腔里，可能形成分层的燃料混合物，分层的混合物在火花塞附近的量多于按化学式计算的燃料量，但在整个燃烧室内却十分稀薄。由于这种分层的混合物的形成，总体上使用于燃烧的混合物减少，在燃料消耗方面得到改进，与柴油发动机的消耗接近。喷射定时被控制为与负载情况相匹配。为了具有比柴油机更高的燃料效率，这种燃料控制提供极少汽油和空气混合物用于燃烧。而且，大约12.5左右的压缩比与多口喷射发动机的大约10.5的压缩比相比，能产生更高的容积效率和响应值，也优于传统的MPI发动机的性能。有大量的技术问题有待通过DIG技术来解决，其中之一就是使用世界市场上不同汽油燃料带来的喷射器的性能问题。由于DIG喷射器被安装在燃烧室-->内，与传统的装有汽门的燃料喷射器(PFI)的点火发动机相比，DIG喷射器暴露在更恶劣的环境下。这种更恶劣的环境加速了燃料的降解和氧化，导致了沉淀物的增加。DIG技术与传统的多汽口喷射器相比，能减少1/3的二氧化碳排放。以均匀模式操作，燃料消耗方面将会有10-15％的减少，在贫分层模式下将会达到35％的减少。燃料经济利益为消费者保存和节约了矿物能量。并且，在DIG操作平台下与在等效的MPI装置下相比，使用相同的燃料可增加10％的动力。当前的DIG技术已经出现了沉淀物问题，所涉及的区域包括燃料运输路径，喷射器，燃烧室(CCD)，曲轴箱烟灰填充物，和入口阀门(IVD)。目前，在日本和欧洲的DIG技术在工业上已被使用，因此与DIG发动机内沉淀物内相关的燃料问题成为一个重要的问题。为实现DIG的燃烧装置在燃料的经济和动力上的进步和减少废气排放，燃烧装置很大程度上需要依赖于燃料喷射的持续性，因此，燃料喷射器的性能问题成为燃料问题的最首要问题。持续性的喷射能使燃烧和后处理体系的气体排放的电子控制更加精确。人们希望在石油工业领域生产一种在MPI和DIG发动机上都适用的燃料，也就是说这种燃料既可以有效控制MPI发动机的入口阀门沉淀物(IVD)，也可以适用于DIG发动机，能有效控制喷射器沉淀。用于MPI发动机内减少或控制入口阀门沉淀物的添加剂对于DIG发动机来说，在控制或减少喷射器沉淀物方面有很小或没有甚至起相反的作用。另外，在DIG发动机里具有控制或减少喷射器沉淀物作用的添加剂对于MPI发动机来说在控制或减少入口阀门沉淀物方面有很小或没有甚至起相反的作用。本专利技术的目的是提供燃料组合物，对DIG发动机的喷射器沉淀物进行有效的控制，也提供燃料组合物，对MPI和DIG发动机的沉淀物均进行有效的控制。有参考文献教导了含胺和胺的衍生物的燃料组合物，例如美国专利5,643,951；5,725,612和6,176,886。但这些文献没有教导本专利技术的含有胺的化合物和胺的衍生物的燃料组合物在直喷汽油式发动机中的应用，或上述组合物对直喷汽油式发动机中沉淀物的作用。专利技术概述本专利技术涉及一种燃料组合物，组合物含有(a)一种在内部燃烧的点火燃料；和(b)一种可溶于燃料的沉淀控制添加剂。此外，本专利技术涉及控制直喷汽油式发-->动机内沉淀物的方法。在另外的具体实施例中，本专利技术组合物作为一种“零件市场”或“高级保养”的组合物。专利技术详述沉淀控制添加剂本专利技术的沉淀控制添加剂可用式(I)表示：其中R1和R2分别是C1-4的烷基，R3是式为CmH2m的基团，其中m是2到6的整数，R4和R5各自分别是(i)氢(ii)C1-4烷基，(iii)其中R6选自氢和C1-4烷基，R7选自氢和C1-30烷基，(iv)其中R8是一种饱和的或不饱和的，直链的，支链的或环的C7-23的烃基或(v)其中的R4和R5与其相连的氮原子一起形成环，环上可以含更多杂原子。优选的沉淀控制添加剂b)包括1)有且仅有一个伯胺或仲胺基团和一个叔按的脂肪族二胺，其R4和R5各自分别选自氢和C1-4烷基，2)被取代的三嗪，其R4和R5与其相连的氮原子一起形成一个环，3)低分子量曼尼希缩合物，其R4和R5中的至少一个如下式：-->和4)酰胺，其R4和R5中的至少一个如下式：典型的脂肪族二胺包括N，N-二烃基亚烷基二胺，如N，N-二甲基1，3-丙二胺(也称为N，N-二甲基氨基丙胺(DMAPA))，其R1＝R2＝-CH3，R3＝-C3H6-和R4＝R5＝H；和N，N，N’-三甲基-1，3-丙二胺，其R1＝R2＝-CH3，R3＝-C3H6-，R4＝H和R5＝-CH3。杂环物质，优选被取代的三嗪，可在本领域熟知的条件下，将合适比例的上述伯二胺，即R4和R5分别是氢，与甲醛或甲醛源(如多聚甲醛)进行反应来制备三嗪环。在制备本专利技术的杂环沉淀控制添加剂时，上述的脂肪族伯二胺和其它脂肪族胺都可使用，但优选仅用上述的脂肪二胺作为胺来制备被取代的三嗪。本专利技术适用的被取代的三嗪可用下式表示：其中，R1，R2和R3的定义同上。特别优选的被取代的三嗪是仅用3-二甲基氨-->基丙胺作为胺制备得到的，产物主要含有1，3，5-三[3-(二甲基氨基)丙基]六氢-1，3，5-三嗪。这类化合物的制备文献中有记述，如美国专利2,675,382；5,162,049；5,215,547；5,746,783；和5,830,243，这里引用其全部内容。适用于本专利技术沉淀控制添加剂的典型的低分子量曼尼希缩合物，可由低分子量的烷基取代的羟基芳族化合物，醛和脂肪族二胺在合适的曼尼希反应条件下通过反应来制备。所用的二胺有且仅有一个伯胺或仲胺基团和一个叔胺基团。用于制备本专利技术的曼尼希反应产物的低分子量的烷基取代的羟基芳族化合物和醛可以是根据前面限制的文献中已知的和使用的化合物。用于制备本专利技术的低分子量曼尼希缩合物的烷基取代的羟基芳族化合物可通过羟基芳族化合物，如酚或甲酚的烷基化制备。羟基芳族化合物可以被单烷基化或双烷基化。羟基芳族化合物烷基化反应典型地在烷基化催化剂存在下，约50℃到200℃温度范围内进行。通常用酸性催化剂促进Friedel-Crafts烷基取代反应。工业生产中使用的典型催化剂包括硫酸，BF3，铝酚盐，甲磺酸，阳离子交换树脂，酸性粘土和改性沸石。羟基芳族化合物上的低分子量的烷基取代基含9至30个碳原子，优选含12至18个碳原子。低分子量的烷基取代基包括单一含碳原子数在C9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制直喷汽油式发动机内的喷射器沉淀物的方法，其中包括将一种点火燃料组合物引入带有燃烧进气口的直喷汽油式发动机内，这种点火燃料组合物含有ａ）一种点火燃料和ｂ）一种可溶于燃料的式（Ⅰ）化合物：＊＊＊ （Ⅰ）其中Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］ 分别是Ｃ↓［１－４］的烷基，Ｒ↓［３］是式为Ｃ↓［ｍ］Ｈ↓［２ｍ］的基团，其中ｍ是２到６的整数，Ｒ↓［４］和Ｒ↓［５］各自分别是（ｉ）氢（ｉｉ）Ｃ↓［１－４］烷基，（ｉｉｉ）＊＊＊其中Ｒ↓［６］选自氢和Ｃ↓［１－４］烷基，Ｒ↓［７］ 选自氢和Ｃ↓［１－３０］烷基，（ｉｖ）＊＊＊其中Ｒ↓［８］是一种饱和的或不饱和的，直链的，支链的或环的，Ｃ↓［７－２３］的烃基或（ｖ）其中的Ｒ↓［４］和Ｒ↓［５］与其相连的氮原子一起形成环，环上可以含更多杂原子。

【技术特征摘要】
US 2001-9-14 09/9522601.一种控制直喷汽油式发动机内的喷射器沉淀物的方法，其中包括将一种点火燃料组合物引入带有燃烧进气口的直喷汽油式发动机内，这种点火燃料组合物含有a)一种点火燃料和b)一种可溶于燃料的式(I)化合物：其中R1和R2分别是C1-4的烷基，R3是式为CmH2m的基团，其中m是2到6的整数，R4和R5各自分别是(i)氢(ii)C1-4烷基，(iii)其中R6选自氢和C1-4烷基，R7选自氢和C1-30烷基，(iv)其中R8是一种饱和的或不饱和的，直链的，支链的或环的，C7-23的烃基或(v)其中的R4和R5与其相连的氮原子一起形成环，环上可以含更多杂原子。2.如权利要求1的方法，其点火燃料组合物包括可溶于燃料的化合物(b)，该化合物的比例是能使含所述控制喷射器沉淀量化合物(b)的燃料驱动的直喷汽油式发动机内的喷射器的沉淀体积，有效减少至低于以相同方式使用不含所述可溶于燃料的化合物(b)的类似点火燃料以相同的方式驱动的所述直喷汽油式发动机内喷射器沉淀物的体积。3.如权利要求1的方法，其中点火燃料包括汽油。4.如权利要求1的方法，其中点火燃料包括汽油沸程的烃和一种可溶于燃料的氧化物的混合物。5.如权利要求1的方法，其中所述的可溶于燃料化合物(b)包括如下式的脂肪族二胺：其中R4与R5中至少一个是氢，另一个选自氢和C1-4烷基。6.如权利要求5的方法，其中所述的脂肪族二胺包括3-二甲基氨基丙胺。7.如权利要求1的方法，其中所述的可溶于燃料化合物(b)包括如下式的化合物：其中的R4和R5与其相连的氮原子一起形成环，环上可以含更多杂原子。8.如权利要求7的方法，其中所述的可溶于燃料化合物(b)包括1，3，5-三[3-(二甲基氨基)丙基]六氢-1，3，5-三嗪。9.如权利要求1的方法，其中所述的可溶于燃料化合物(b)包括如下式的化合物：10.如权利要求1的方法，其中可溶于燃料化合物(b)存在的量为，每千桶体积燃料足以提供重量为0.1-15磅的化合物(b)。11.如权利要求10的方法，其中可溶于燃料化合物(b)存在的量为，每千桶体积燃料足以提供重量为0.3-10磅的化合物(b)。12.如权利要求1的方法，其中所述的燃料组合物还包括至少一种胺清洁剂。13.如权利要求12的方法，其中所述的胺清洁剂包括选自下述化合物的至少一种：烃基琥珀酰化试剂的含氮衍生物，高分子量曼尼希缩合产物，烃基胺和聚醚胺。14.如权利要求1的方法，其中的燃料组合物还包括一种载体流体，其选自1)粘度指数小于120左右的一种矿物油或矿物油混合物，2)一种或多种聚-α-烯烃低聚物，3)一种或多种平均分子量在约500至3000范围内的聚(氧化烯)化合物，4)一种或多种聚烯烃，5)一种或多种多烷基取代的羟基芳族化合物和6)其混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ马菲尔，SD施瓦布，TJ亨利，
申请(专利权)人：乙基公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]