專利名稱：用于柴油驅(qū)動發(fā)動機(jī)的潤滑油和柴油驅(qū)動發(fā)動機(jī)的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減少柴油驅(qū)動發(fā)動機(jī)的NOX排放，以及用于這種柴油驅(qū)動發(fā)動機(jī)的潤滑油組合物。
柴油發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)商們一直面臨著符合由美國環(huán)保機(jī)構(gòu)(U.S.Environmental Protection Agency)(EPA)、以及世界范圍內(nèi)其它類似機(jī)構(gòu)提出的更低的排放標(biāo)準(zhǔn)的挑戰(zhàn)。這些針對柴油和汽油發(fā)動機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)制定了對未燃燒烴、一氧化碳和氮氧化物(NOX)的限制。對柴油發(fā)動機(jī)的排放來說，現(xiàn)行的美國標(biāo)準(zhǔn)僅允許4.0g/bhp-hr的NOx排放。對2004模范年來說，這將被降至2.5g/bhp-hr的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)組合了NOx和非甲烷烴的排放。
NOX化合物本身的不受歡迎以及它們進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)生更多不受歡迎物質(zhì)的能力使得它們成為烴燃燒的不受歡迎的副產(chǎn)物。這些NOx化合物以及它們的衍生反應(yīng)產(chǎn)物包含通常稱為“煙霧”的物質(zhì)。
已經(jīng)應(yīng)用或建議了許多種方法來減少或消除NOX。其中多種方法依賴于在含還原劑的系統(tǒng)中廢氣流出物中NOX的反應(yīng)。已經(jīng)應(yīng)用還原劑如氨、脲和氰尿酸在廢氣物流中選擇性地還原NOx(NO+NO2)。
在廢氣流出物系統(tǒng)中NOx的還原步驟可以在低溫下在催化劑的作用下發(fā)生，被稱為選擇性催化還原(SCR)，或在高溫下無催化劑進(jìn)行(選擇性非催化還原或SNCR)。
SCR的一個最近的例子可以在US 6,203,770 B1中找到。該專利描述了在室內(nèi)高溫分解脲(CO(NH2)2)而產(chǎn)生氨(NH3)和異氰酸(HNCO)。然后這些組分與來自柴油發(fā)動機(jī)的含NOx的廢氣混合，并與SCR催化劑接觸，從而還原NOx化合物。
已經(jīng)開發(fā)了一些用來減少NOx的鋼瓶內(nèi)技術(shù)，例如廢氣循環(huán)技術(shù)。實(shí)施該方法的一種方式包括應(yīng)用廢氣閥所產(chǎn)生的壓力脈沖使部分廢氣循環(huán)通過發(fā)動機(jī)。在通過入口引回發(fā)動機(jī)之前，廢氣要通過冷卻器。這些氣體稀釋了空氣/燃料進(jìn)料，從而降低了峰值燃燒溫度，并降低了NOX的排放。
所有這些技術(shù)需要為廢氣設(shè)計(jì)和實(shí)施附加的系統(tǒng)，這增加了費(fèi)用和復(fù)雜性，并且經(jīng)常會降低發(fā)動機(jī)的效率。
涉及SNCR方法的另一種限制是需要非常高的溫度，該溫度要比通常柴油機(jī)廢氣的溫度高得多。
因此找到一種不需要對柴油發(fā)動機(jī)的廢氣系統(tǒng)做昂貴改動并且能減少柴油發(fā)動機(jī)的問題NOX排放的方法將是非常有利的。
提供了一種可用于柴油發(fā)動機(jī)的潤滑油組合物，該組合物包含基礎(chǔ)油；和至少一種油分散性的HNCO源，相比于不含HNCO源的潤滑油組合物而言，所述HNCO源的含量有效減少柴油發(fā)動機(jī)的NOx排放。
還提供了一種可用于柴油發(fā)動機(jī)的潤滑油組合物，該組合物包含基礎(chǔ)油；和至少一種異氰酸酯，相比于不含異氰酸酯的潤滑油組合物而言，所述異氰酸酯的含量有效減少柴油發(fā)動機(jī)的NOx排放，并且所述異氰酸酯在正常發(fā)動機(jī)的操作條件下具有足以從所述潤滑油組合物中脫氣的揮發(fā)度。
還提供操作柴油發(fā)動機(jī)的方法，該方法包括向柴油發(fā)動機(jī)中加入潤滑油組合物；并操作該發(fā)動機(jī)，其中所述潤滑油組合物包含基礎(chǔ)油，和至少一種油分散性的HNCO源，相比于不含HNCO源的潤滑油組合物而言，所述HNCO源的含量有效減少柴油發(fā)動機(jī)的NOx排放。
還提供一種操作柴油發(fā)動機(jī)的方法，所述柴油發(fā)動機(jī)包括發(fā)動機(jī)主體；在發(fā)動機(jī)主體中形成的用于容納燃料和空氣的混合物的燃燒室；在發(fā)動機(jī)主體中形成的多個氣缸；安裝在所述多個氣缸的每一個中的各個活塞，所述活塞通過連續(xù)排氣和吸氣沖程而往復(fù)運(yùn)動，每個活塞確定用來容納燃料和空氣的燃燒室，所述方法包括向燃燒室中加入柴油燃料和空氣；將潤滑油組合物輸送至氣缸；用活塞壓縮燃燒室中的柴油燃料至點(diǎn)火，從而產(chǎn)生含NOx的廢氣；
其中所述潤滑油組合物包含基礎(chǔ)油和至少一種油分散性的HNCO源。


圖1為比較油和本發(fā)明范圍內(nèi)的一種油的NOx排放與時間的圖線。
圖2為比較油和本發(fā)明范圍內(nèi)的一種油在兩個不同的處理水平下幾次實(shí)驗(yàn)的平均NOx排放圖線。
圖3為參比油和本發(fā)明范圍內(nèi)的一種油在30和55mph的穩(wěn)態(tài)速率下發(fā)動機(jī)試驗(yàn)的NOx排放圖線。
圖4為參比油和本發(fā)明范圍內(nèi)的一種油在不同速率下發(fā)動機(jī)試驗(yàn)的NOx排放圖線。
本發(fā)明減少柴油燃料發(fā)動機(jī)中的廢氣NOX排放。本發(fā)明一個方面涉及利用經(jīng)潤滑油引入的NOx還原劑而還原柴油燃料發(fā)動機(jī)廢氣中的NOx。術(shù)語“柴油燃料發(fā)動機(jī)”或“柴油發(fā)動機(jī)”包括所有的壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)，包括移動用途(包括海用)和固定用途(如發(fā)電站)，以及每個循環(huán)兩沖程的、每個循環(huán)四沖程的和旋轉(zhuǎn)類型的。術(shù)語“柴油燃料”指包含符合ASTM對柴油燃料定義的柴油燃料或其它燃料的“餾分燃料”，甚至它們不完全由所述餾分組成，并且可以包括醇、醚、有機(jī)硝基化合物和類似物(例如甲醇、乙醇、二乙醚、甲醚、硝基甲烷)。術(shù)語“餾分燃料”指通過石油或石油餾分和渣油精餾制備的所有產(chǎn)物。術(shù)語“石油”指其常用的意義，包括通常在該術(shù)語意義內(nèi)包括的所述那些材料而與其來源無關(guān)，包括從化石燃料回收的各種烴材料，而不管其粘度如何。術(shù)語“柴油”包括適用于柴油發(fā)動機(jī)的任何機(jī)油或潤滑油。
按照本發(fā)明，公開了一種新的方法，所述方法減少柴油燃料發(fā)動機(jī)的NOX排放。該方法包括向柴油發(fā)動機(jī)中加入新的柴油組合物，然后在正常操作條件下運(yùn)行發(fā)動機(jī)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)直接向燃燒室中加入NOX還原物質(zhì)將會在足夠高的溫度下使NOX與還原物發(fā)生反應(yīng)。
因此，提供了一種可用于柴油發(fā)動機(jī)的潤滑油組合物，所述潤滑油組合物包含基礎(chǔ)油；和至少一種HNCO源，相比于不含HNCO源的潤滑油而言，所述HNCO源的含量有效減少柴油發(fā)動機(jī)的NOx排放。所述HNCO源優(yōu)選在潤滑油組合物中可分散。術(shù)語“可分散”指HNCO源可以在整個潤滑油基體中分配，不管其是溶解、成膠體還是懸浮于其中。HNCO源優(yōu)選為在正常發(fā)動機(jī)操作條件下具有足以從潤滑油組合物中脫氣的揮發(fā)度的異氰酸酯。術(shù)語“足以脫氣的揮發(fā)度”可以是處于其原始狀態(tài)的異氰酸酯或者是其至少一種分解組分。分解組分可以是異氰酸酯或HNCO源，其中在發(fā)動機(jī)的燃燒室中在正常操作條件下，其至少一部分被分解以釋放出氰官能團(tuán)(NC)。優(yōu)選的異氰酸酯的例子包括由如下通式表示的化合物R-(N＝C＝O)x其中R代表具有4-30個碳原子的烴基，所述烴基優(yōu)選為烷基、芳基或芳烷基，x為1-4的整數(shù)，更優(yōu)選為1或2。最優(yōu)選的異氰酸酯為亞甲基二苯基二異氰酸酯。
以潤滑油組合物的總重量為基準(zhǔn)，HNCO源或異氰酸酯的含量至少為0.1wt％，優(yōu)選為至少0.5wt％，更優(yōu)選為至少1.0wt％。實(shí)際上，HNCO源或異氰酸酯的含量只要使作為潤滑劑的潤滑油對其既定的目的有效即可，以潤滑油組合物的重量為基準(zhǔn)，該量可至多為5wt％。優(yōu)選的是潤滑油組合物基本不含與HNCO或異氰酸酯反應(yīng)的化合物，從而HNCO源或異氰酸酯可以用來減少發(fā)動機(jī)中產(chǎn)生的NOx。通過應(yīng)用已知的分析方法包括本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的分光光度法可以檢測HNCO的存在。
本發(fā)明的基礎(chǔ)油組分可以選自任意的合成(潤滑)油或天然油或其混合物。基礎(chǔ)油可以分為本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的第I組、第II組、第II+組、第III組和第IV組基礎(chǔ)油。在某些情況下，通常根據(jù)本發(fā)明潤滑油組合物的最終用途，第I組是優(yōu)選的，而在另一些情況下，第II+組是優(yōu)選的，而在其它情況下，第II組和第III組是優(yōu)選的。
通常第I組基礎(chǔ)油含少于90％的飽和物(按ASTM D 2007確定)和/或大于0.03％的硫(按ASTM D 2622、D 4294、D 4927或D 3120確定)，并且其粘度指數(shù)大于或等于80且小于120(按ASTM D 2270確定)。應(yīng)用上面提到的試驗(yàn)方法，第II組基礎(chǔ)油通常含有大于或等于90％的飽和物和少于或等于0.03％的硫，并且其粘度指數(shù)大于80且小于120。第II+組基礎(chǔ)油的VI位于VI光譜的高端，例如為約120。應(yīng)用上面提到的試驗(yàn)方法，第III組基礎(chǔ)油通常含有大于或等于90％的飽和物和少于或等于0.03％的硫，并且其粘度指數(shù)大于或等于120。第IV組基礎(chǔ)油通常為聚α烯烴(PAO)。
基礎(chǔ)油的粘度可以適宜為100℃下3.8厘沲(mm2/s)至100℃下26厘沲(mm2/s)。
天然油包括動物油和植物油(如蓖麻油、豬油)、液體石油、鏈烷類和環(huán)烷類以及鏈烷-環(huán)烷混合類烴經(jīng)過加氫精制、溶劑處理或酸處理后的礦物潤滑油。得之于煤或頁巖的具有潤滑粘度的油也是有用的基礎(chǔ)油。
其終端羥基已被酯化、醚化等作用改性的烯化氧聚合物和共聚物及其衍生物組成了另一類已知的合成潤滑油。它們的例子有由氧化乙烯或氧化丙烯聚合而產(chǎn)生的聚氧亞烷基聚合物、這些聚氧亞烷基聚合物的烷基和芳基醚(例如平均分子量為1000的甲基-聚異丙二醇醚、分子量為500-1000的聚乙二醇二苯基醚、分子量為1000-1500的聚丙二醇二乙基醚)；及其單和多羧酸酯，例如乙酸酯、混合的C3-C8脂肪酸酯和四乙二醇的C13含氧酸二酯。
另一類合適的合成潤滑油包括由二羧酸(如鄰苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和烯基琥珀酸、馬來酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富馬酸、己二酸、亞油酸二聚物、丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸)和多種醇(如丁醇、己醇、十二烷醇、2-乙基己醇、乙二醇、二乙二醇單醚、丙二醇)反應(yīng)而形成的酯。這些酯的具體例子包括己二酸二丁酯、二(2-乙基己基)癸二酸酯、二正己醇富馬酸酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二異辛酯、壬二酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二癸酯、癸二酸雙二十烷酯、亞油酸二聚物的2-乙基己基二酯，以及由一摩爾的癸二酸與兩摩爾的四乙二醇和兩摩爾的2-乙基己酸反應(yīng)形成的復(fù)合酯。
可用作合成油的酯還包括由C5至C12單羧酸與多元醇和多元醇醚如新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊甲醇和三季戊四醇制備的酯。
硅基的油如聚烷基、聚芳基、聚烷氧基或聚芳氧基硅氧烷油和硅酸酯油組成了另一類有用的合成潤滑油；它們包括硅酸四乙酯、硅酸四異丙酯、四-(2-乙基己基)硅酸酯、四-(4-甲基-2-乙基-己基)硅酸酯、四-(對叔丁基苯基)硅酸酯、六-(4-甲基-2-戊氧基(pentoxy))二硅氧烷、聚(甲基)硅氧烷和聚(甲基苯基)硅氧烷。其它合成潤滑油包括含磷的酸的液態(tài)酯(如磷酸三(鄰甲苯酯)、磷酸三辛酯、癸基磷酸的二乙基酯)和聚合的四氫呋喃。
這些潤滑油組合物通?？梢院衅渌砑觿┤缪趸种苿?抗氧化劑)、分散劑和/或清潔劑。潤滑油組合物也可以包含其它潤滑油添加劑，這些添加劑能夠?qū)崿F(xiàn)主要組分不能提供的特定功能。這些附加添加劑包括腐蝕抑制劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑(或調(diào)節(jié)劑)、傾點(diǎn)抑制劑、二烷基二硫代磷酸鋅、耐磨劑、防沫劑和/或磨擦改性劑，但不局限于此。合適的添加劑在US 5,320,765和US 6,528,461中有述。例如，合適的抗氧化劑包括銅抗氧化劑、酚類化合物和/或胺類化合物。合適的分散劑包括琥珀酰亞胺。合適的清潔劑包括一種或多種水楊酸鹽、酚鹽和/或磺酸鹽清潔劑。
柴油發(fā)動機(jī)通常包括發(fā)動機(jī)主體；在發(fā)動機(jī)主體中形成的用于容納燃料和空氣的混合物的燃燒室；用來向所述燃燒室輸送吸入空氣的空氣吸入系統(tǒng)，其中所述吸入空氣包括空氣和空氣與燃料的混合物中的至少一種；用來引導(dǎo)廢氣的廢氣系統(tǒng)，其中所述廢氣可以含有空氣和來自燃燒室的燃料的燃燒產(chǎn)物；與發(fā)動機(jī)相連用來將燃料引入所述空氣吸入系統(tǒng)和所述燃燒室中的至少一個的燃料供給系統(tǒng)；在發(fā)動機(jī)主體中形成的多個氣缸，所述氣缸包含內(nèi)邊緣；安裝在所述多個氣缸的每一個中的各個活塞，所述活塞通過連續(xù)排氣和吸氣沖程而往復(fù)運(yùn)動，每個活塞確定用來容納燃料和空氣的混合物的燃燒室，所述活塞具有活塞墊圈，該活塞墊圈在活塞的外邊緣與氣缸的內(nèi)邊緣之間提供滑動密封；與所述各個活塞操作相連的各旋轉(zhuǎn)機(jī)軸，用于形成通過頂頭中心位置為驅(qū)動鏈條輸送動力的往復(fù)運(yùn)動；在發(fā)動機(jī)主體中形成的用于容納潤滑油且包圍機(jī)軸的機(jī)油箱(曲柄軸箱)。氣缸包括內(nèi)壁(或內(nèi)邊緣)和外壁，其中內(nèi)周邊壁包圍活塞。通常有活塞墊圈來防止在壓縮和燃燒的過程中燃燒室中的燃料/空氣混合物和廢氣泄露至機(jī)油箱，并使機(jī)油箱中的潤滑油不泄露至燃燒區(qū)。燃燒室中進(jìn)行燃燒和壓縮。當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)上下移動時，燃燒室的體積發(fā)生改變，從而確定燃燒室的最大體積和最小體積(膨脹和/或壓縮沖程)。在壓縮和/或膨脹沖程過程中發(fā)生燃燒。
在本發(fā)明的方法中，提供了一種操作柴油發(fā)動機(jī)的方法，用來減少柴油發(fā)動機(jī)的NOX排放水平，其中所述柴油發(fā)動機(jī)如上文所述，包括發(fā)動機(jī)主體；在發(fā)動機(jī)主體中形成的用于容納燃料和空氣的混合物的燃燒室；在發(fā)動機(jī)主體中形成的多個氣缸，所述氣缸包含內(nèi)邊緣；安裝在所述多個氣缸的每一個中的各個活塞，所述活塞通過連續(xù)排氣和吸氣沖程而往復(fù)運(yùn)動，每個活塞確定用來容納燃料和空氣的混合物的燃燒室，并且所述方法包括向燃燒室中加入柴油燃料和空氣；將潤滑油組合物輸送至氣缸；用活塞壓縮燃燒室中的柴油燃料至點(diǎn)火，從而產(chǎn)生含NOx的廢氣；其中所述潤滑油組合物包含基礎(chǔ)油和至少一種油分散性的HNCO源。HNCO源優(yōu)選為在正常發(fā)動機(jī)操作條件下具有足以從潤滑油組合物中脫氣的揮發(fā)度的異氰酸酯。在壓縮沖程結(jié)束時，壓力通常可以達(dá)到500-1000psi。通過壓縮過程，空氣可以被加熱至537℃(1000°F)或更高，該溫度已經(jīng)足夠高可以自發(fā)使注入到氣缸中的燃料點(diǎn)火。燃料點(diǎn)火后燃燒氣體的溫度會更高，升高至1600℃(2912°F)，燃料點(diǎn)火后，出現(xiàn)幾個曲柄角度。在這些發(fā)動機(jī)操作條件下，氣缸通常被加熱至300°F(149℃)-500°F(260℃)的溫度。
不受任何確定的理論所束縛，推斷當(dāng)發(fā)動機(jī)操作(在氣缸溫度下)時，NOX還原組分在氣缸的內(nèi)邊緣附近和/或氣缸的內(nèi)邊緣處從油中脫氣并與燃燒氣體反應(yīng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)向潤滑油中加入HNCO源時，在柴油發(fā)動機(jī)的廢氣中NOX的排放水平比利用不含HNCO源的參比油操作的相同發(fā)動機(jī)的排放降低。將潤滑油加入到機(jī)油箱或曲柄軸箱中。在機(jī)油箱底部所含的潤滑油通常被輸送至氣缸，其有可能通過機(jī)軸和活塞而在氣缸的內(nèi)邊緣附近和/或內(nèi)邊緣上沉積。通過如下描述性實(shí)施方案描述本發(fā)明，這些實(shí)施方案僅作為描述的目的提供，而不應(yīng)以任何方式限制所要求的發(fā)明。
實(shí)施例應(yīng)用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的柴油驅(qū)動的試驗(yàn)發(fā)動機(jī)來實(shí)施試驗(yàn)，以評價用于減少NOX排放的發(fā)動機(jī)潤滑油組合物。
試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)用Caterpillar單缸油試驗(yàn)發(fā)動機(jī)(SCOTE)來評價柴油發(fā)動機(jī)的油組合物。SCOTE發(fā)動機(jī)沒有降低NOX排放的任何催化轉(zhuǎn)化器或設(shè)備。調(diào)整廢氣系統(tǒng)從而使其能容納zircoia NOX傳感器，傳感器的信號輸入至便攜式NOX儀表(例如日本的Horiba NOx儀表)。
應(yīng)用如下潤滑油組合物和燃料實(shí)施該評估試驗(yàn)。試驗(yàn)油/燃料應(yīng)用一種商購的完全配制的15W40柴油發(fā)動機(jī)油作為參比油。通過將商購的完全配制的15W40柴油發(fā)動機(jī)油與0.5wt％的異氰酸酯、亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)(Dow Chemical Company，Midland Michigan)混合而制備試驗(yàn)潤滑油組合物，其中所述含量以潤滑組合物的重量為基準(zhǔn)。試驗(yàn)運(yùn)行用的燃料為ASTM參比柴油燃料。
按照如下程序?qū)嵤┰u估試驗(yàn)。
試驗(yàn)描述實(shí)施一個經(jīng)過調(diào)整的CAT 1P ASTM試驗(yàn)方法，以產(chǎn)生NOx排放。CAT 1P ASTM試驗(yàn)方法的第4和第5步驟運(yùn)行兩個小時。在試驗(yàn)期間每隔6分鐘測量一次NOX排放。應(yīng)用SCOTE試驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄儀記錄NOX排放數(shù)據(jù)。所有的運(yùn)行試驗(yàn)都兩次進(jìn)行，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行平均。評估試驗(yàn)的結(jié)果在圖1和2中用圖線表示。圖1表示參比油和試驗(yàn)潤滑油組合物的NOx排放與時間的關(guān)系，其中所述試驗(yàn)潤滑油含以潤滑油組合物重量計(jì)0.5wt％的MDI。圖1所示的結(jié)果表明含MDI的潤滑油組合物明顯減少了單缸柴油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的NOX排放。NOx排放由參比油的1645ppm降至1450ppm。
隨后應(yīng)用針對圖1所述的相同的程序、發(fā)動機(jī)、燃料和參比油實(shí)施實(shí)驗(yàn)以評價不同MDI濃度對NOx排放的影響。以潤滑油組合物的重量為基準(zhǔn)，通過將商購的符合API標(biāo)準(zhǔn)的完全配制的15W40機(jī)油與0.5wt％的異氰酸酯、MDI或1.0wt％的異氰酸酯、MDI混合而制備用于隨后試驗(yàn)的試驗(yàn)潤滑油組合物。圖2表明，對于參比油來說，十五次運(yùn)行的平均值為1611ppm NOX，對于含0.5wt％MDI的試驗(yàn)潤滑油組合物來說，五次運(yùn)行的平均值為1486 NOX，而對含1.0wt％MDI的試驗(yàn)潤滑油組合物來說，兩次運(yùn)行的平均值為1573ppm。參比油的NOx排放數(shù)據(jù)在表I中給出。0.5wt％的試驗(yàn)潤滑油組合物的NOx排放數(shù)據(jù)在表II中給出。1.0wt％的試驗(yàn)潤滑油組合物的NOx排放數(shù)據(jù)在表III中給出。
表I 當(dāng)應(yīng)用參比油時的NOX排放
表II 當(dāng)應(yīng)用含0.5wt％MDI的油時的NOX排放
表II 當(dāng)應(yīng)用含1.0wt％MDI的油時的NOX排放
應(yīng)用商購的柴油驅(qū)動的卡車發(fā)動機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)。
試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)用2000模范年的Ford F-250、3.25噸載貨卡車評價試驗(yàn)油。試驗(yàn)車輛用7.3L Navistar V-8柴油發(fā)動機(jī)驅(qū)動，其與一個四速自動變速器相連。該車輛符合原設(shè)備制造商的規(guī)格要求，因此不用廢氣催化轉(zhuǎn)換器或廢氣循環(huán)系統(tǒng)。對其廢氣系統(tǒng)進(jìn)行輕微改動以容納zirconia NOx傳感器，該傳感器的信號輸入便攜式Horiba NOX儀表。應(yīng)用一個坎貝爾科學(xué)數(shù)據(jù)記錄儀(Campbell Scientific data logger)記錄NOx數(shù)據(jù)。
應(yīng)用如下試驗(yàn)油和燃料實(shí)施試驗(yàn)。
試驗(yàn)油/燃料在一個柴油驅(qū)動的卡車發(fā)動機(jī)中評價參比油和潤滑油組合物。參比油是商購的完全配制的15W40柴油發(fā)動機(jī)油。通過將商購的完全配制的15W40柴油發(fā)動機(jī)油與0.5wt％(5000ppm)的亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)混合而制備試驗(yàn)潤滑油組合物，其中所述含量以潤滑油組合物的重量為基準(zhǔn)。利用參比油建立NOx排放的基線參比。相對于由參比油得到的NOX排放水平來評價試驗(yàn)潤滑油組合物。程序試驗(yàn)燃料為低硫#2柴油燃料。
按照如下程序?qū)嵤┰囼?yàn)。
試驗(yàn)描述通過在車輛上累積約400英里的路試而“老化”試驗(yàn)油。試驗(yàn)車輛在一個框架測力計(jì)上在如下幾種條件下進(jìn)行操作EPA-505試驗(yàn)循環(huán)，在30 & 55mph@水平的路負(fù)和55mph@的增加負(fù)荷(2.5％路級)下穩(wěn)態(tài)操作。應(yīng)用便攜式Horiba NOx儀表測量NOx排放，并將數(shù)據(jù)下載到數(shù)據(jù)記錄儀上。在每種條件下針對每種油實(shí)施三次試驗(yàn)。穩(wěn)態(tài)操作的結(jié)果在圖3中給出。增加負(fù)荷的工況被稱為高負(fù)荷。EPA-505試驗(yàn)循環(huán)的結(jié)果在圖4中給出。
權(quán)利要求
1.一種可用于柴油發(fā)動機(jī)的潤滑油組合物，該組合物包含基礎(chǔ)油；和一種或多種油分散性的HNCO源，相比于不含HNCO源的潤滑油而言，所述HNCO源的含量有效減少柴油發(fā)動機(jī)的NOx排放。
2.權(quán)利要求1的潤滑油組合物，其中以潤滑油組合物的重量為基準(zhǔn)，所述油分散性的HNCO源的含量至少為0.1wt％。
3.權(quán)利要求1或2的潤滑油組合物，其中以潤滑油組合物的重量為基準(zhǔn)，所述油分散性的HNCO源的含量至多為5wt％。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的潤滑油組合物，其中所述油分散性的HNCO源為在正常發(fā)動機(jī)操作條件下具有足以從潤滑油組合物中脫氣的揮發(fā)度的異氰酸酯。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的潤滑油組合物，其中所述油分散性的HNCO源為由如下通式表示的化合物R-(N＝C＝O)x其中R為具有4-30個碳原子的烴基，x為1-4的整數(shù)。
6.權(quán)利要求5的潤滑油組合物，其中x為1或2。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的潤滑油組合物，其中所述油分散性的HNCO源為亞甲基二苯基二異氰酸酯。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的潤滑油組合物，其中以潤滑油組合物的重量為基準(zhǔn)，所述油分散性的HNCO源的含量至少為0.5wt％。
9.一種操作柴油發(fā)動機(jī)的方法，所述方法包括向柴油發(fā)動機(jī)中加入權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的潤滑油組合物；和操作所述發(fā)動機(jī)。
10.一種操作柴油發(fā)動機(jī)的方法，所述柴油發(fā)動機(jī)包括發(fā)動機(jī)主體；在發(fā)動機(jī)主體中形成的用于容納燃料和空氣的混合物的燃燒室；在發(fā)動機(jī)主體中形成的多個氣缸；安裝在所述多個氣缸的每一個中的各個活塞，所述活塞通過連續(xù)排氣和吸氣沖程而往復(fù)運(yùn)動，每個活塞確定用來容納燃料和空氣的混合物的燃燒室，所述方法包括向燃燒室中加入柴油燃料和空氣；將權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的潤滑油組合物輸送至氣缸；和用活塞壓縮燃燒室中的柴油燃料至點(diǎn)火，從而產(chǎn)生廢氣。
11.一種或多種異氰酸酯在包含基礎(chǔ)油的柴油潤滑油組合物中作為NOx還原劑的用途。
全文摘要
提供一種可用于柴油驅(qū)動發(fā)動機(jī)的潤滑油組合物，這種組合物減少了由柴油驅(qū)動發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的NO
文檔編號C10M133/00GK1665913SQ03815647
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月1日
發(fā)明者K·A·科拉普雷特, K·R·考施克, J·R·瑪西斯, R·E·佩吉, J·M·魯索 申請人:國際殼牌研究有限公司