[發明專利]燃料組合物

有效

• 申請號: 201280048726.1
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN103958650A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: J.賴德
• 申請（專利權）人: 因諾斯佩克有限公司
• 主分類號: C10L1/14
• 分類號: C10L1/14;C10L10/18;C10L1/238;C10L1/2383
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 林森

本發明涉及燃料組合物及其添加劑。具體地講，本發明涉及用于柴油機燃料組合物的添加劑，特別是適合用于具有高壓燃料系統的現代柴油發動機的添加劑。

由于消費者需求和法規，近年來柴油發動機變得更加能量有效，顯示改善的性能且具有減少的排放。

性能和排放的這些改善通過燃燒過程中的改善達到。為了實現這種改善的燃燒所需的燃料霧化作用，已經開發了使用較高的噴射壓力和減小的燃料噴射器噴嘴孔徑的燃料噴射設備。在噴嘴處的燃料壓力現在一般超過1500巴(1.5?x?10⁸Pa)。為了達到這些壓力，必須對燃料做的功也使燃料的溫度增加。這些高壓和高溫可造成燃料的降解。

具有高壓燃料系統的柴油發動機可包括但不限于重型柴油發動機和較小的客車型柴油發動機。重型柴油發動機可包括功率很大的發動機，諸如具有20個主要為船舶和發電設計的汽缸變體和功率輸出高達4300kW的MTU系列4000柴油機，或諸如具有6個汽缸和約240kW的功率輸出的Renault?dXi?7的發動機。典型的客車柴油發動機為具有4個汽缸和100kW或更小(取決于變體)的功率輸出的Peugeot?DW10。

在所有涉及本發明的柴油發動機中，共同的特點為高壓燃料系統。通常，使用超過1350巴(1.35?x?10⁸Pa)的壓力，但常常可存在高達2000巴(2?x?10⁸Pa)或更高的壓力。

這種高壓燃料系統的兩個非限制性實例為：共軌噴射系統，其中利用高壓泵壓縮燃料，該高壓泵通過共軌將燃料供應到燃料噴射閥；和組合式噴射系統(unit?injection?system)，其將高壓泵和燃料噴射閥集成在一個組合件中，達到超過2000巴(2?x?10⁸Pa)的最高可能噴射壓力。在兩種系統中，在對燃料加壓的過程中，燃料變熱，常達到約100℃或更高的溫度。

在共軌系統中，在被傳送到噴射器中之前燃料在高壓下儲存在中央蓄油器軌道中或單獨的蓄油器中。一些加熱的燃料常返回到燃料系統的低壓側或返回到燃料箱中。在組合式噴射系統中，將燃料在噴射器內壓縮以產生高噴射壓力。這反過來增加了燃料的溫度。

在兩種系統中，燃料在噴射之前存在于噴射器體中，在此，其由于來自燃燒室的熱而被進一步加熱。在噴射器頂端燃料的溫度可高達250-350℃。

因此，燃料在噴射前在1350巴(1.35?x?10⁸Pa)至超過2000巴(2?x?10⁸Pa)的壓力和約100℃-350℃的溫度下加壓，有時在燃料系統內再循環回來，由此增加燃料經歷這些條件的時間。

柴油發動機的一個常見問題是噴射器(特別是噴射器體)和噴射器噴嘴結垢。結垢也可在燃料過濾器中發生。當噴嘴被來自柴油機燃料的沉積物堵塞時，發生噴射器噴嘴結垢。燃料過濾器的結垢可與燃料再循環回到燃料箱有關。沉積物隨著燃料的降解而增加。沉積物可為碳質焦炭樣殘余物或粘性或膠狀殘余物的形式。柴油機燃料被加熱的越多，其就會變得越來越不穩定，特別是如果在壓力下被加熱時。因此，具有高壓燃料系統的柴油發動機可造成燃料降解增加。

當使用任何類型的柴油機燃料時，都可能發生噴射器結垢的問題。然而，一些燃料可能特別傾向于造成結垢，或者，當使用這些燃料時，結垢可能更快地發生。例如，已經發現含有生物柴油的燃料更易于生成噴射器結垢。含有金屬物類的柴油機燃料也可能導致沉積物增加。金屬物類可能是有意地在添加劑組合物中加入燃料中或者可能作為污染物類存在。如果來自燃料分配系統、車輛分配系統、車輛燃料系統、其他金屬組件和潤滑油的金屬物質變得溶解或分散在燃料中，則發生污染。

過渡金屬尤其造成沉積物增加，特別是銅和鋅物質。這些可能典型地以數ppb(十億分之幾)到至多50ppm的水平存在，但是認為可能造成問題的水平為0.1-50ppm，例如0.1-10ppm。

當噴射器變得被堵塞或部分堵塞時，燃料的傳送效率變低且燃料與空氣的混合變差。隨著時間的推移，這導致發動機功率損耗，廢氣排放增加和較差的燃料經濟性。

隨著噴射器噴嘴的尺寸減小，沉積物累積的相對影響變得更加顯著。通過簡單的算術，在500μm孔內的5μm的沉積物層使流動面積減少4%，而在200μm孔中的5μm的沉積物層使流動面積減少9.8%。