[发明专利]用于处理燃料注射器的内部沉积物的燃料添加剂

说明书

本发明涉及用于改进注射器性能，使燃料注射器不卡住和降低在燃料注射器的内部部件上的碱金属羧酸盐沉积物的量的方法。所述方法包括在燃料组合物上操作柴油发动机，所述燃料组合物包含主要量的柴油燃料和约45‑约550 ppm重量的基本上由下式的化合物组成的燃料添加剂，基于燃料组合物的总重量其中R为含有20‑170个碳原子的烷基或烯基。所述添加剂的总酸值(TAN)在约50‑约290 mg KOH/g范围。燃料注射的柴油发动机的燃料注射器的平均注射器孔直径小于160μm，并且注射器针和注射器桶/壳之间的平均最小间隙小于约10μm。

技术领域

本公开涉及某些柴油燃料添加剂和用于清洁和/或预防用于柴油燃料操作的发动机的注射器中的内部沉积物的方法。具体地，本公开涉及有效针对在超低硫柴油燃料上操作的发动机的注射器中的内部沉积物的方法。

背景技术

为了满足日益严格的柴油废气排放要求，原始设备制造商(OEM)已引入发展高达2000巴(29,000 psi)压力的共轨燃料注射系统。此外，燃料递送流程已变得更加复杂，通常每个周期涉及多次注射。使用较高压力并且允许精确计量燃料的燃料注射器需要在注射器内非常紧密的公差。例如，高压燃料注射器的平均注射器孔直径可小于160 μm，并且注射器针和注射器桶/壳之间的平均最小间隙小于10 μm。这样的设计已使得注射器对燃料颗粒污染更加敏感。因此，注射器性能涉及横过柴油发动机交通工具的所有部分运行，包括但不限于轻型柴油乘客交通工具、公路车队、采矿设备、耕种设备、铁路和内陆船用发动机。

存在两种不同类型的在燃料注射器上已鉴定的沉积物。一种类型的沉积物是在注射器尖端上和在燃料注射器外部上看到的硬的碳质沉积物。这样的碳质沉积物基于燃料降解。其他类型的沉积物为蜡状，白色至黄色沉积物，其在高压共轨(HPCR)注射器针和指令柱塞的内表面上作为薄膜出现，主要在注射器内部的最低间隙区域中或在注射器的导向阀上。

如果未经处理，内部沉积物可导致显著的功率损失，降低的燃料经济性，并且在极端情况下，由于过早更换“卡住注射器”，导致提高的停工期和较高的维修成本。认为内部沉积物是某些常见的腐蚀抑制剂、生物燃料组分和酸性摩擦改性剂或在燃料中使用的其它羧酸组分的结果，所述羧酸组分与痕量的碱金属盐相互作用，形成相对不溶于超低硫柴油(ULSD)燃料的盐，与之相比，这样的盐在较高硫的燃料中溶解度更好。内部沉积物可主要由烯基琥珀酸的钠盐组成。钠可从多个来源进入柴油燃料，包括精炼厂盐传动器、储槽水底部和用作船压舱物的海水。当这样的盐存在于用于高压共轨(HPCR)发动机的燃料中时，盐可能倾向于在注射器的非常紧密公差区域中沉积。这样的沉积物可导致卡住燃料注射器或差的燃料注射，这继而可导致损失的功率，损失的燃料经济性，粗糙运行发动机，和最终过度的交通工具停工期和维修费用。许多常规的洗涤剂(例如琥珀酰亚胺洗涤剂、Mannich洗涤剂和季铵盐洗涤剂)在从燃料注射器的内部部件除去碱金属盐沉积物的常规处理速率下不是特别有效。此外，在过高的处理速率下使用这样的洗涤剂可能对发动机部件有害。因此，持续需要有效除去内部沉积物而不会有害地影响其它发动机部件的洗涤剂。

根据本公开，示例性实施方案提供一种用于清洁燃料注射器的内部部件和改进柴油发动机的注射器性能的方法。所述方法包括在燃料组合物上操作柴油发动机，所述燃料组合物包含：(1) 主要量的具有50 ppm重量或更少的硫含量和约0.1-2 ppm重量的作为盐的碱金属的柴油燃料，和(2) 约45-约550 ppm重量的下式的燃料添加剂化合物，基于燃料组合物的总重量

。

其中R为含有20-170个碳原子的烷基或烯基。所述添加剂的总酸值(TAN)在约50-约290 mg KOH/g范围。燃料注射的柴油发动机的燃料注射器的平均注射器孔直径小于160μm，并且注射器针和注射器桶/壳之间的平均最小间隙小于约10 μm。例如，DW-10C发动机的注射器间隙在约2.5-约3 μm范围。