專利名稱：粘度增加組分在柴油燃料中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及某些類型的柴油燃料組分的新用途，和改善渦輪增壓式柴油發(fā)動機的 性能的方法。
背景技術(shù)：
許多柴油動力車輛發(fā)動機安裝有渦輪增壓器，它們通過增加進入燃燒氣缸的空氣 的量改善它們的功率輸出。渦輪增壓器的操作通常通過車輛的發(fā)動機管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)。雖然采用不太先進的柴油發(fā)動機，但是通?？梢酝ㄟ^優(yōu)化導(dǎo)入它們中的柴油燃料 的含量和/或性質(zhì)改善性能，現(xiàn)代渦輪增壓式發(fā)動機經(jīng)由燃料配方改善性能的選項往往更 受限制，因為發(fā)動機管理系統(tǒng)通常經(jīng)程序設(shè)計來補償燃料吸入量的改變。W0-A-2005/054411描述了粘度增加組分在柴油燃料組合物中的應(yīng)用，以便改善其 中導(dǎo)入了該組合物的柴油發(fā)動機的車輛牽引力(VTE)和/或加速性能。該文獻舉例了對于 渦輪增壓式和非渦輪增壓式發(fā)動機在大約1300rpm以上的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的在平均油 門全開(WOT)加速時間，和在2000rpm和以上的恒定發(fā)動機轉(zhuǎn)速下在穩(wěn)態(tài)車輛牽引力(VTE) 試驗方面的改善。然而，沒有專門提及在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下改善加速性能。然而在該較低 速度下，駕駛員更可能注意到加速度反應(yīng)方面的改善。能夠通過改變導(dǎo)入其中的燃料的組成和/或性質(zhì)進一步改善渦輪增壓式柴油發(fā) 動機的性能將是合乎需要的，因為這與對發(fā)動機本身作出結(jié)構(gòu)或操作改變相比可以預(yù)期提 供更簡單、靈活和成本有效的性能優(yōu)化路線。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了粘度增加組分在柴油燃料組合物中的應(yīng)用，以 便提高，即改善其中導(dǎo)入了或?qū)?dǎo)入這種燃料組合物的渦輪增壓式柴油發(fā)動機或由此種發(fā) 動機驅(qū)動的車輛在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下的加速性能。“柴油發(fā)動機"是指壓縮點火內(nèi)燃機，它適應(yīng)于以柴油燃料運轉(zhuǎn)?！皽u輪增壓式柴油發(fā)動機"是指經(jīng)由渦輪增壓器驅(qū)動的柴油發(fā)動機，通常受電子 發(fā)動機管理系統(tǒng)的控制?！凹铀傩阅?一般包括發(fā)動機對油門增大的響應(yīng)度，例如它從任何給定發(fā)動機 轉(zhuǎn)速加速的速率。“低發(fā)動機轉(zhuǎn)速"是指一般最高2200rpm，特別是最高2000rpm，例如 500-2200rpm或1200-2000rpm的速度。“低發(fā)動機轉(zhuǎn)速〃可以是低于如此水平的發(fā)動機轉(zhuǎn) 速，即在該水平時，控制渦輪增壓器的操作的發(fā)動機管理系統(tǒng)開始限制由渦輪增壓器提供 的推進和/或調(diào)節(jié)發(fā)動機填充空氣壓力。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，甚至在發(fā)動機管理系統(tǒng)的控制下，較高粘度燃料也能在渦輪增 壓式柴油發(fā)動機中產(chǎn)生性能利益并且這些利益在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速(例如在上面涉及的范圍 中)下比在較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下大得多。這在任何情況下都不可從W0-A-2005/054411中的總 體上更高的速度數(shù)據(jù)預(yù)測，所述總體上更高的速度數(shù)據(jù)在VTE圖的情況下是在固定速度下獲得的并且在WOT加速時間的情況下是在最高3500rpm或更高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速內(nèi)平均化的。 本發(fā)明提供的性能優(yōu)點可以影響渦輪增壓器的增強(ramp-up)，即當(dāng)經(jīng)過較低速范圍加速 時觀察到的瞬態(tài)效應(yīng)，而W0-A-2005/054411中描述的研究更涉及穩(wěn)態(tài)發(fā)動機條件。還可能預(yù)期的是，較高粘度燃料可能損害柴油發(fā)動機性能，例如通過不利地影響 燃料噴霧(而降低燃料蒸發(fā)速率并又引起功率損失)和/或通過增大燃料注射設(shè)備中的泵 送損失。反倒發(fā)現(xiàn)，增大柴油燃料的粘度的利益可以超過任何這些可能不利的影響。隨后的研究已經(jīng)產(chǎn)生這樣的臆測，燃料粘度越高引起渦輪增壓器越快加速，該渦 輪增壓器因此在更低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下達到其最高速度。在現(xiàn)代渦輪增壓式柴油發(fā)動機中，渦 輪增壓器速度隨著負荷和發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大而加速，直到達到預(yù)定的最大渦輪增壓器速度。 如果渦輪增壓器速度在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下更迅速地增大，則對發(fā)動機的"早期"升壓可能 引起在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下加速性能方面的可辨別改善，這對駕駛員來說將感受為更快的" 拉動(pick-up)“或加速度響應(yīng)?，F(xiàn)在還發(fā)現(xiàn)發(fā)動機管理系統(tǒng)(EMS)在一些情況下可以加強這種效果。在滿負荷加 速下，使用較高粘度燃料導(dǎo)致注入的燃料的量增加，因此更多能量保留在驅(qū)動渦輪增壓器 的廢氣中。這又導(dǎo)致進入發(fā)動機的較高壓空氣并因此導(dǎo)致增加的空氣進氣。發(fā)動機管理系 統(tǒng)很可能通過注入更多燃料對此作出反應(yīng)，從而更快驅(qū)動渦輪增壓器。當(dāng)渦輪增壓器達到 其最高速度時這種正反饋回路停止并且發(fā)動機管理系統(tǒng)然后施加控制來限制升壓和調(diào)節(jié) 填充空氣壓力?，F(xiàn)在認為這些效果解釋為什么在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下可以放大使用較高粘度 燃料觀察到的性能利益的原因。相對照而言，在較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，填充空氣壓力受EMS更 精密地控制并且較高粘度燃料的性能利益然后可能降低和/或不太容易地檢測。因此，本發(fā)明可用來提高渦輪增壓器在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下的性能，通常提高到大于 僅基于含粘度增加組分的燃料組合物的性能可能預(yù)期的程度。本發(fā)明合適地涉及粘度增加組分的應(yīng)用，以便降低當(dāng)加速時渦輪增壓器達到其最 高速度時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，或提高渦輪增壓器提高其速度(特別是在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下)時的 速率或減少渦輪增壓器達到其最高速度所花費的時間。發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以適宜地通過在受控加速試驗期間訪問發(fā)動機管理系統(tǒng)來測量。也 可以使用功率計測量它們。這些試驗通常在油門全開下進行。它們可以包括以固定速率從 低到高發(fā)動機轉(zhuǎn)速加速發(fā)動機，例如下面實施例中所述的那樣。渦輪增壓器速度與發(fā)動機進氣壓力(即從渦輪增壓器的增壓)有關(guān)，該發(fā)動機進 氣壓力可以使用常規(guī)壓力傳感器測量或在一些情況下通過訪問發(fā)動機管理系統(tǒng)測量，通常 使用上述試驗。這又可以允許測定渦輪增壓器達到其最高速度的時間點，或測定渦輪增壓 器速度的增加率。加速性能還可以由有適當(dāng)經(jīng)驗的駕駛員在公路上在試驗下加速由該發(fā)動機驅(qū)動 的車輛(例如從O到IOOkm/小時)來評價。這種車輛將應(yīng)裝備有合適的儀器例如發(fā)動機 轉(zhuǎn)速計，以使加速性能的變化能夠與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)。渦輪增壓器加速率的這種提高的另一個結(jié)果是發(fā)動機將更迅速地達到其最大扭 矩。因此，可以使用粘度增加組分以便減少當(dāng)加速時發(fā)動機達到其最大扭矩所花費的時間， 或提高發(fā)動機達到其最大扭矩的速率，或降低發(fā)動機達到其最大扭矩的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。一般地說，在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍中，粘度增加組分可用來提高在任何給定速度下的發(fā)動機扭矩。發(fā)動機扭矩可以由在試驗下由發(fā)動機驅(qū)動的車輛的輪子施加于功率計上的力獲 得。使用合適地專門設(shè)備(例如Kistler RoaDyn)，可以直接地由此種車輛的輪子測量它。使用根據(jù)本發(fā)明的粘度增加組分的又一個結(jié)果是發(fā)動機填充空氣壓力將更迅速 地達到其最高水平(在EMS干預(yù)調(diào)節(jié)充氣壓力之前)。因此，可以使用粘度增加組分，以便 減少當(dāng)加速時填充空氣壓力達到其最大值所花費的時間，或降低填充空氣壓力達到其最大 值的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。它可以用于降低發(fā)動機管理系統(tǒng)開始調(diào)節(jié)填充空氣壓力時的發(fā)動機轉(zhuǎn) 速，或減少此種調(diào)節(jié)開始所花費的時間?？梢允褂蒙藤彽膲毫鞲衅鳒y量填充空氣壓力，該壓力傳感器例如置于在試驗中 被發(fā)動機驅(qū)動的車輛的進氣軌道中，緊接著渦輪增壓器的下游。本發(fā)明用于改善渦輪增壓式柴油發(fā)動機或由此種發(fā)動機驅(qū)動的車輛的低速加速 性能。低速加速性能可以通過使發(fā)動機加速并監(jiān)測隨時間發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機扭矩、充氣 壓力和/或渦輪增壓器速度的變化來評價。這種評價可以合適地在例如1200-2000rpm或 1400-1900rpm的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行。一般而言，低速加速性能的改善可以由減少的加速時間和/或由上述效果(例如 發(fā)動機扭矩或渦輪增壓器速度的更快增加，或發(fā)動機扭矩在任何給定速度下的增加)中的 任一種或多種證明。在本發(fā)明范圍中，低速加速性能的"改善"涵蓋任何程度的改善。類似地，測得的 參數(shù)(例如渦輪增壓器達到其最高速度所花費的時間)的減小或提高涵蓋任何程度的減小 或提高，視情況而定?？梢詫⑦@種改善(視情況而定，減小或提高)與當(dāng)在引入粘度增加 組分之前使用燃料組合物時的，或當(dāng)使用更低粘度的其它類似燃料組合物時的相關(guān)參數(shù)比 較?？梢詫⑺c當(dāng)相同發(fā)動機以預(yù)計(例如市面)用于渦輪增壓式柴油發(fā)動機的其它類似 燃料組合物(在向其中添加粘度增加組分之前)運轉(zhuǎn)時測量的相關(guān)參數(shù)相比較。例如，本發(fā)明可以包括利用粘度增加組分調(diào)節(jié)柴油燃料組合物的性能和/或表現(xiàn) 和/或效果，特別是其對渦輪增壓式柴油發(fā)動機的低速加速性能的效果，以達到所需目標。如W0-A-2005/054411中所述(尤其參見第3頁第22行至第4頁第17行)，低速 加速性能的改善還可以涵蓋減輕(至少一定程度)加速性能由于另一種起因，尤其是由于 包括在柴油燃料組合物中的另一種燃料組分或添加劑引起的加速性能的降低，即惡化。例 如，燃料組合物可以含有一種或多種旨在降低它的總體密度以致降低它在燃燒時產(chǎn)生的排 放物的水平的組分；密度的降低可能導(dǎo)致發(fā)動機功率的損失，但是這種影響可以通過利用 根據(jù)本發(fā)明的粘度增加組分克服或至少減輕。低速加速性能的改善還可以涵蓋出于另一種原因例如使用含氧合組分的燃料 (例如所謂的"生物燃料")，或燃燒相關(guān)的沉積物在發(fā)動機(通常燃料注射器)中的聚集 而已經(jīng)降低了的加速性能的恢復(fù)(至少部分地)。當(dāng)本發(fā)明用來降低發(fā)動機管理系統(tǒng)開始調(diào)節(jié)填充空氣壓力時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速(這 也可以是渦輪增壓器達到其最高速度，和填充空氣壓力達到其最大值時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速)，降 低量可以例如是5rpm或更大，優(yōu)選IOrpm或更大，或15或20或25或50或75或80rpm或 更大，有時高達大約lOOrpm。由于上述正反饋回路，這些發(fā)動機轉(zhuǎn)速的較小降低也能導(dǎo)致發(fā) 動機功率、扭矩和一般加速性能的較大差異。相關(guān)發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以降低至少0. 25%，優(yōu)選至少0. 50%，或至少0. 75或1或1. 25或1. 5或2或3或4%，有時高達大約5%。當(dāng)本發(fā)明用來在給定發(fā)動機轉(zhuǎn)速下在加速期間提高發(fā)動機扭矩時，與當(dāng)用引入粘 度增加組分之前的燃料組合物運轉(zhuǎn)發(fā)動機，和/或當(dāng)用更低粘度的其它類似柴油燃料組合 物運轉(zhuǎn)發(fā)動機時所獲得的發(fā)動機扭矩相比，提高率可以是至少0. 5%，優(yōu)選至少1或2或 3%?？梢詫⒃撎岣呗逝c當(dāng)相同發(fā)動機以預(yù)計(例如市面)用于渦輪增壓式柴油發(fā)動機的 其它類似燃料組合物(在向其中添加粘度增加組分之前)運轉(zhuǎn)時在相關(guān)速度下的發(fā)動機扭 矩相比較。當(dāng)本發(fā)明用來在給定發(fā)動機轉(zhuǎn)速下在加速期間(即渦輪增壓器增強期間)提高渦 輪增壓器增壓時，與當(dāng)用引入粘度增加組分之前的燃料組合物運轉(zhuǎn)發(fā)動機，和/或當(dāng)用更 低粘度的其它類似柴油燃料組合物運轉(zhuǎn)發(fā)動機時所獲得的渦輪增壓器增壓相比，提高率可 以是至少0.5%，優(yōu)選至少1或1.5或2%?？梢詫⒃撎岣呗逝c當(dāng)相同發(fā)動機以預(yù)計(例如 市面)用于渦輪增壓式柴油發(fā)動機的其它類似燃料組合物(在向其中添加粘度增加組分之 前)運轉(zhuǎn)時在相關(guān)速度下的渦輪增壓器增壓相比較。根據(jù)本發(fā)明，粘度增加組分還可以用來改善在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下發(fā)動機中的動力開 發(fā)。換言之，它可用來提高當(dāng)發(fā)動機經(jīng)過特定低速范圍，例如1200-1900rpm(或例如在第四 檔位(gear)中，從40到60km/小時)加速時的平均發(fā)動機功率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)粘度增加組分的 使用導(dǎo)致在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下比將僅由燃料性能方面的相關(guān)變化預(yù)期的高得多的功率利益。如本領(lǐng)域中已知的那樣，發(fā)動機功率可以合適地由測得的發(fā)動機扭矩和發(fā)動機轉(zhuǎn) 速值獲得。粘度增加組分還可以用于在任何給定發(fā)動機轉(zhuǎn)速下提高渦輪增壓式柴油發(fā)動機 的發(fā)動機功率或扭矩，填充空氣壓力和/或注射燃料體積，尤其是在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下。較高密度燃料的使用還可以按與上述類似的方式改善在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下的加速 性能。較高粘度與較高密度的一起使用尤其可以如此改善發(fā)動機性能，如下面更詳細所述。根據(jù)本發(fā)明，其中使用了粘度增加組分的柴油燃料組合物可以是適合用于柴油發(fā) 動機的任何類型的柴油燃料組合物。該組合物可以用于，和/或可以合適和/或改造和/或設(shè)計用于任何類型的安裝 有渦輪增壓器的壓縮點火式發(fā)動機，不論是直接注射(DI)柴油發(fā)動機(例如回轉(zhuǎn)泵、在線 泵、組合泵、電子組合注射器或共軌型)還是間接注射(IDI)柴油發(fā)動機。該組合物可以合 適和/或改造和/或設(shè)計用于重型和/或輕型柴油發(fā)動機。本發(fā)明可以尤其適用于IDI發(fā)動機，和/或例如在15_250MPa的壓力下工作的高 速度(HSDI)、高壓-高速度(HP-HSDI)、共軌(CRDI)或電子組合(EUDI)直接注射式發(fā)動機。 在一個實施方案中，本發(fā)明適用于IDI或EUDI發(fā)動機。除了粘度增加組分之外，根據(jù)本發(fā)明制備的柴油燃料組合物還可以包含一種或多 種常規(guī)類型的柴油燃料組分。這些組分通常將包含液體烴中間餾分燃料油，例如石油衍生 的瓦斯油。一般而言，這些燃料組分可以是有機或合成衍生的，并且合適地通過原油的所需 范圍的餾分的蒸餾獲得。根據(jù)等級和用途，它們通常將具有在150-410°C或170-370°C的常 規(guī)柴油范圍內(nèi)的沸點。通常，燃料組合物將包括一種或多種通過重質(zhì)烴的分裂獲得的裂解 產(chǎn)物。例如，可通過對原油源進行精煉和任選(加氫)處理獲得石油衍生的瓦斯油。它可以是從此種精煉過程獲得的單一瓦斯油物流或者是在精煉過程中經(jīng)不同工藝路線獲得 的數(shù)種瓦斯油餾分的共混物。這些瓦斯油餾分的實例包括直餾瓦斯油、真空瓦斯油、熱裂化 法中獲得的瓦斯油、在流化催化裂化裝置中獲得的輕質(zhì)和重質(zhì)循環(huán)油和從加氫裂化器裝置 中獲得的瓦斯油。任選地，石油衍生的瓦斯油可以包含一些石油衍生煤油餾分。可以在加氫脫硫(HDS)裝置中處理這些瓦斯油以將它們的硫含量降低至適合包 含在柴油燃料組合物中的水平。在根據(jù)本發(fā)明制備的燃料組合物中，基礎(chǔ)燃料可以本身包含上述類型的兩種或更 多種柴油燃料組分的混合物。它可以是或含有所謂的"生物柴油"燃料組分，例如植物油 或植物油衍生物(例如脂肪酸酯，特別是脂肪酸甲酯)或另一種含氧化合物如酸、酮或酯。 這些組分不必須是生物衍生的。它還可以含有由氫化植物油獲得的燃料?；A(chǔ)燃料可以含有費_托衍生的燃料，尤其是費_托衍生的瓦斯油。包含在根據(jù)本發(fā)明制備的組合物中的柴油燃料組分通常將具有0. 750-0. 900g/ cm3,優(yōu)選 0. 800-0. 860g/cm3 的在 15°C下的密度(例如 ASTM D-4502)和 / 或 1. 5-6. Omm2/ s (厘沱)的VK 40(ASTM D-445)。密度和粘度對于餾出燃料是強烈關(guān)聯(lián)的，由于它們的芳 族化合物和鏈烷烴含量的相似組成。這意味著通過所需提高或降低的粘度選擇柴油燃料組 分將往往意味著密度方面的相應(yīng)提高或降低。由進行本發(fā)明產(chǎn)生的汽車柴油燃料組合物將合適地遵循可適用的現(xiàn)行標準規(guī)格 例如EN-590 (對于歐洲)或ASTM D-975 (對于USA)。舉例來說，總?cè)剂辖M合物可以具有 0. 82-0. 845g/cm3 的在 15°C下的密度(ASTM D-4052) ；360°C或更低的 T95沸點(ASTM D-86)； 51或更大的測得的十六烷值(ASTM D-613) ；2-4. 5mm2/s (厘沱)的VK 40 (ASTM D-445)； 50mg/kg或更低的硫含量(ASTM D-2622)和/或小于11% m/m的多環(huán)芳烴(PAH)含量(IP 391 (mod))。然而，相關(guān)規(guī)格可以是地區(qū)與地區(qū)之間和年年不同的，并且可以取決于燃料組 合物的預(yù)計用途。根據(jù)本發(fā)明制備的柴油燃料組合物可以含有性能在這些范圍外的燃料組分，因為 總體共混物的性能可以(通常顯著地)不同于其個體成分的那些性能。根據(jù)本發(fā)明制備的柴油燃料組合物合適地含有至多5000ppmw(份/百萬重量份) 硫，通常2000-5000ppmw，或1000-2000ppmw，或者至多l(xiāng)OOOppmw。這種組成可以例如是低硫 或超低硫燃料，或無硫燃料，例如含有至多500ppmw，優(yōu)選至多350ppmw，最優(yōu)選至多100或 50或甚至IOppmw硫。這種組合物可以如本領(lǐng)域中已知的那樣加添加劑，例如下面所述那樣。由于粘度增加組分的存在，根據(jù)本發(fā)明制備的柴油燃料組合物的VK 40可以合適 地是2. 7或2. 8mm2/s (厘沱)或更大，優(yōu)選2. 9或3. 0或3. 1或3. 2或3. 3或3. 4mm2/s (厘 沱)或更大，有時3. 5或3. 6或3. 7或3. 8或3. 9或甚至4mm2/s (厘沱)或更大。其VK 40 可以至多4. 5或4. 4或4. 3mm2/s (厘沱)。除非另有說明，本說明書中涉及的粘度是指運動 粘度。柴油燃料組合物的最大粘度通?？赡苁芟嚓P(guān)法律和/或商業(yè)規(guī)格限制_例如，歐 洲柴油燃料規(guī)格EN-590規(guī)定4.mm2/S (厘沱)的在40°C下的最大運動粘度(VK 40)，而瑞典 1級柴油燃料必須具有至多4.0mm2/S (厘沱)的VK 40。然而，典型的商業(yè)汽車柴油燃料當(dāng) 前經(jīng)制造至比這些低得多的粘度，例如大約2-3mm2/S(厘沱)。因此，本發(fā)明可以包括其它標準規(guī)格柴油燃料組合物的處理，以提高其粘度以致改善其被導(dǎo)入的渦輪增壓式發(fā)動機的 低速加速性能。根據(jù)本發(fā)明制備的柴油燃料組合物可以例如是例如W0-A-2005/054411中描述的 組合物，該文獻的整個內(nèi)容在本文弓I入供參考。用于本發(fā)明的粘度增加組分可以是能夠增加其中包括了它的柴油燃料組合物的 運動粘度的任何組分。它因此應(yīng)具有比其中引入它之前的燃料組合物大的運動粘度。它可 以本身是已經(jīng)被配制而具有高粘度，例如下述范圍內(nèi)的粘度的燃料組分。當(dāng)引入柴油燃料組合物中時，粘度增加組分合適地將該組合物的VK 40提高至少 0. lmm2/s (厘沱)，優(yōu)選至少0. 2或0. 25或0. 3或0. 4或0. 5mm2/s (厘沱)，更優(yōu)選至少0. 6 或0. 7或0. 8或0. 9或lmm2/s (厘沱)，有時至少1. 2或1. 5或1. 8或2mm2/s (厘沱)。在本發(fā)明范圍中，粘度增加組分在柴油燃料組合物中的"應(yīng)用"是指將粘度增加 組分引入該組合物中的，通常作為與一種或多種其它柴油燃料組分和任選地與一種或多種 燃料添加劑的共混物(即物理混合物)引入。適宜地在將所述組合物導(dǎo)入內(nèi)燃發(fā)動機或?qū)?以該組合物運轉(zhuǎn)的其它系統(tǒng)之前引入粘度增加組分。作為替代或補充，所述應(yīng)用可以包括 以含粘度增加組分的燃料組合物運轉(zhuǎn)燃料消耗系統(tǒng)，例如發(fā)動機，通常通過將所述組合物 導(dǎo)入該系統(tǒng)的燃燒室中。根據(jù)本發(fā)明，粘度增加組分的"應(yīng)用"還可以包括提供此種組分連同其在柴油燃 料組合物中用于達到上述目的中一種或多種(尤其是改善其中導(dǎo)入了這種組合物的渦輪 增壓式柴油發(fā)動機的低速加速性能)的說明。粘度增加組分合適地與相關(guān)柴油燃料規(guī)格相適合，以便它可以有效地共混和作為 柴油燃料組合物的一部分有效地作用。因此，所述組分本身適合于用作柴油燃料是不必要 的，只要含所述組分的總體燃料組合物適于那樣應(yīng)用。合適地，然而，粘度增加組分將具有 滿足柴油燃料規(guī)格，例如EN-590的沸程?？梢杂脕碓黾诱扯鹊囊恍└哒扯扔途哂谐^一般 柴油燃料規(guī)格的沸程并因此，可能不太適合用于本發(fā)明。粘度增加組分的成分(或其大多數(shù)成分，例如95% w/w或更大)因此優(yōu)選具有在 典型的柴油燃料(“瓦斯油")范圍內(nèi)的沸點，即對于較高沸程油，在大約150-490°C內(nèi)，或 對于較低沸程油，在170-415°C內(nèi)。它們將合適地具有300-470°C或300-400°C的90% w/w 蒸餾溫度。沸程可以例如使用標準試驗方法ASTM D-86或EN ISO 3405測定。合適地，粘度增加組分包含，或更優(yōu)選主要構(gòu)成自僅含碳和氫的化合物。有限量的 污染物例如含硫化合物也可能存在。優(yōu)選地，其成分的80% w/w或更多是僅由碳和氫組成 的化合物，更優(yōu)選90 % w/w或更多。所述粘度增加組分可以尤其選自費-托衍生的燃料組分、油和它們的組合。在本發(fā)明的范圍中，術(shù)語"費-托衍生"是指材料是或衍生自費-托縮合過程的 合成產(chǎn)物?？梢韵鄳?yīng)地解釋術(shù)語"非費-托衍生"。費-托衍生的燃料或燃料組分因此將 是其中相當(dāng)大部分(除了添加的氫)直接或間接地衍生自費-托縮合過程的烴料流。在適合的催化劑存在下和通常在高溫(例如125_300°C，優(yōu)選175_250°C )和/或 高壓(例如0. 5-10MPa,優(yōu)選1. 2-5MPa)下，費-托反應(yīng)將一氧化碳和氫轉(zhuǎn)化成較長鏈的烴， 通常是鏈烷烴η (C0+2H2) = (-CH2-) η+ηΗ20+熱量。
如果需要的話可以采用使用2 1之外的氫氣一氧化碳比。一氧化碳和氫氣本身可源自有機、無機、天然或合成來源，通常源自天然氣或源自 有機衍生的甲烷。用于本發(fā)明的粘度增加組分可以直接地由精煉或費-托反應(yīng)獲得，或間接地例如 通過精煉或合成產(chǎn)物的產(chǎn)生分餾或加氫處理產(chǎn)物的分餾或加氫處理獲得。加氫處理可包括 加氫裂化以調(diào)節(jié)沸程(參見例如GB-B-2077289和EP-A-0147873)和/或加氫異構(gòu)化以通 過增大支鏈鏈烷烴的比例改進冷流動性能。EP-A-0583836描述了兩步加氫處理法，其中首 先在基本不發(fā)生異構(gòu)化或加氫裂化的條件下使費_托合成產(chǎn)物加氫轉(zhuǎn)化(這使烯屬和含氧 組分加氫)，和隨后在發(fā)生加氫裂化和異構(gòu)化的條件下使至少一部分所得產(chǎn)物加氫轉(zhuǎn)化，以 產(chǎn)生基本上是鏈烷烴的燃料。隨后可例如通過蒸餾分離所需的餾分，通常是瓦斯油餾分。例如US-A-4125566和US-A-4478955中所述那樣，可使用其它合成后處理例如聚 合、烷基化、蒸餾、裂化_脫羧基、異構(gòu)化和加氫重整以改進費-托縮合產(chǎn)物的性能。用于鏈烷烴的費-托合成的典型催化劑包括作為催化活性組分的來自元素周期 表第VIII族的金屬，特別是釕、鐵、鈷或鎳。適合的此類催化劑例如描述在EP-A-0583836 中。費-托基法的一個實例是Shell “氣至液〃或〃 GtL"技術(shù)(以前稱為 SMDS(Shell Middle Distillate Synthesis)并描述在 van der Burgt 等人在 1985 年 11 月于 Washington DC 舉辦的第 5 屆 Synfuels Worldwide Symposium 上發(fā)表的文章〃 The Shell Middle Distillate Synthesis Process“中禾口Shell International Petroleum Company Ltd，London，UK于1989年11月相同題目的出版物中)。在后一種情況下，加氫轉(zhuǎn) 化法的優(yōu)選特征可以如其中公開的那樣。這種方法通過將天然氣轉(zhuǎn)化成重質(zhì)長鏈烴(鏈烷 烴)蠟，然后將該蠟加氫轉(zhuǎn)化和分餾以生產(chǎn)中間餾分范圍產(chǎn)物。對于本發(fā)明中的應(yīng)用，費_托衍生的燃料組分優(yōu)選是由氣至液合成獲得的任何適 合組分(下文中GtL組分)，或由類似費_托合成法(例如將氣體、生物質(zhì)或煤炭轉(zhuǎn)化成液 體)獲得的組分(下文中XtL組分)。費-托衍生的組分優(yōu)選是GtL組分。一般而言，適合 的XtL組分可以是中間餾分燃料組分，例如選自本領(lǐng)域中已知的煤油、柴油和瓦斯油餾分； 此類組分可以屬類上分類為合成加工燃料或合成加工油。優(yōu)選地，用作粘度增加組分的XtL 組分是瓦斯油。油可以是礦物油或合成油，即礦物或合成來源的油，或它們的組合。它可以本身是 費_托衍生的，例如費_托衍生的基礎(chǔ)油。礦物油合適地選自礦物潤滑油和礦物加工油。礦物潤滑油和加工油包括液體石油和/或是通過溶劑精煉、酸處理或(劇烈)加 氫處理(例如加氫裂化或加氫精制)制備的，并且可以是通過溶劑或催化過程脫蠟的。礦 物潤滑油由Shell公司以品名〃 HVI 〃或〃 MVIN"銷售。合成油可以選自任何合成潤滑油，即合成來源的潤滑油。合成潤滑油是已知的或 可商購的并且包括通過蠟的加氫異構(gòu)化制造的類型，例如由Shell公司以品名Shell XHVI 銷售的那些；和Cich5ci烴聚合物和互聚物的混合物，例如α -烯烴和常規(guī)酯的液體聚合物和 互聚物，例如多元醇酯。優(yōu)選地，合成潤滑油選自α-烯烴低聚物，例如辛烯-1/癸烯-1 共聚物；二羧酸酯，例如二-2-乙基己基癸二酸酯；受阻酯油，例如三羥甲基丙烷辛酸酯和季戊四醇己酸酯；及其它各種合成油，例如聚二醇油，硅酮油，聚苯醚油，鹵化烴油和烷基苯 油。粘度增加組分可以是粘度比已經(jīng)用于柴油燃料組合物中時的粘度高的標準柴油 燃料組分(不論石油衍生還是費_托衍生)。粘度增加組分可以是植物油，例如牛油、菜籽油、棕櫚油或大豆油。粘度增加組分可以是脂肪酸烷基酯(FAAE)，例如脂肪酸甲基酯(FAME)。此類組 分已經(jīng)稱為可再生柴油燃料(所謂的"生物柴油"燃料)。它們含有長鏈羧酸分子(一般 10-22個碳原子長)，各自具有附著到一端的醇分子。有機衍生的油例如植物油(包括再循 環(huán)植物油)和動物脂肪可以經(jīng)歷與醇(通常C1-Cji)的酯交換過程而形成相應(yīng)的脂肪酯， 通常被單烷基化。這種過程(其合適地是酸或堿催化的例如用KOH堿催化的)通過將所述 油的脂肪酸組分與它們的甘油主鏈分離將包含在所述油中的三甘油酯轉(zhuǎn)化成脂肪酸酯和 游離甘油。FAAE可以是任何烷基化脂肪酸或脂肪酸的混合物。其脂肪酸組分優(yōu)選由生物源， 更優(yōu)選植物源獲得。它們可以是飽和或不飽和的；如果是后一種情況，則它們可以具有一 個或多個雙鍵。它們可以是支化或非支化的。合適地，它們除了酸基-CO2H之外還將具有 10-30，更合適地10-22或12-22個碳原子。FAAE通常將包含不同鏈長度的不同脂肪酸酯 的混合物，這取決于其來源。例如，可通常獲得的菜籽油含有棕櫚酸(C16)、硬脂酸(C18)、油 酸、亞油酸和亞麻酸(C18，分別含一個、兩個和三個不飽和碳-碳鍵)和有時還有芥酸(C22) 的混合物，它們中，油酸和亞油酸占主要部分。大豆油含有棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和 亞麻酸的混合物。棕櫚油一般含有棕櫚酸、硬脂酸和亞油酸組分的混合物。用于本發(fā)明的FAAE優(yōu)選由天然脂肪油獲得，例如植物油例如菜籽油、大豆油、椰 子油、向日葵油、棕櫚油、花生油、亞麻子油、亞麻薺油(camelina oil)、紅花油、巴巴蘇油、 牛油或米糠油。它可以尤其是菜籽油、大豆油、椰子油或棕櫚油的烷基酯(合適地，甲基 酯)。FAAE優(yōu)選是C1-C5烷基酯，更優(yōu)選甲基、乙基或丙基(合適地異丙基)酯，仍更優(yōu) 選甲基或乙基酯，尤其是甲基酯。例如，它可以選自菜籽甲基酯(RME，亦稱菜油甲基酯或油菜甲基酯)，大豆甲基酯 (SME，亦稱大豆甲基酯)，棕櫚油甲基酯(POME)，椰子甲基酯(CME)和相應(yīng)的乙基酯，以及它 們的混合物。它可以選自菜籽甲基酯、大豆甲基酯、棕櫚油甲基酯和相應(yīng)的乙基酯，以及它 們的混合物。一般而言，它可以是天然或合成、精煉或未精煉的(“原油")。在一些情況 下，更高粘度的乙基酯可能是優(yōu)選的。一般而言，F(xiàn)AAE遵循用作柴油燃料的脂肪酸甲基酯的歐洲規(guī)格EN14214可能是優(yōu) 選的。優(yōu)選地，粘度增加組分具有2-500mm2/S (厘沱)，優(yōu)選3. 5-500mm2/s (厘沱)，更優(yōu) 選 10-200mm2/s (厘沱)，仍更優(yōu)選 8 或 10 或 20 至 100mm2/s (厘沱)的 VK 40 (ASTM D-445)。中等高粘度的組分可能例如具有3. 5-45mm2/s (厘沱)或6-45mm2/S (厘沱)，例如 12-40mm2/s (厘沱)或15-35mm2/s (厘沱)的VK 40。高粘度組分可能具有45-200mm2/s (厘 沱)的VK 40。其它粘度增加組分可能具有3. 5-6mm2/s (厘沱)或3. 5-5. 5mm2/s (厘沱)的 VK 40。
尤其適合的費_托衍生的(XtL)粘度增加組分(其可以是下面所限定的燃料或油 組分)可以具有例如 3-200mm2/s (厘沱)的 VK 40 (ASTMD-445)，和 / 或 0. 76-0. 83g/cm3 的 在15°C下的密度(ASTM D-4052)。高粘度合成費-托衍生油可以尤其用作粘度增加組分。用作粘度增加組分的尤其適合的礦物加工或潤滑油是礦物白油，或是具有例如 18-22mm2/s (厘沱)的VK 40和/或0. 845-0. 855g/cm3的在15 °C的密度的油例如HVI 55。或者，這種油可以是加工油例如Gravex 925 (得自Shell)，其可以具有例如30-34mm2/ s(厘沱)的VK 40，和/或0.88-0.9化/(^3的在151時的密度?；蛘?，這種油可以是沸點 在315-400°C的范圍中的劇烈加氫處理的油例如Ondina (得自Shell)，其可以具有例如， 14-16mm2/s (厘沱)的 VK 40 和 / 或 0. 845-0. 86g/cm3 的在 15°C 的密度。用作粘度增加組分的尤其適合的合成潤滑油是通過蠟的加氫異構(gòu)化獲得的加氫 異構(gòu)化松弛蠟，例如由Shell公司以品名ShellXHVI銷售的加氫異構(gòu)化松弛蠟。粘度增加組分在15 °C時的密度(ASTM D-4502)可以為0. 750-0· 980g/cm3，例 如 0. 750-0. 850g/cm3 或 0. 770-0. 820g/cm3。有時它可以具有 0. 800-0. 950g/cm3,更優(yōu)選 0. 820-0. 915g/cm3 的在 15°C時的密度。粘度增加組分可以具有任何性質(zhì)的規(guī)格例如硫含量和十六烷指數(shù)，這取決于它用 于柴油燃料組合物時的濃度和總體組合物所要求的性能。例如，在某些情況下可能的是，適 合的粘度增加組分具有高達lOOOOppmw的高硫含量，但是按低水平使用以致它引起的硫含 量增加仍使總體柴油燃料組合物在所需規(guī)格例如EN-590內(nèi)。因此，粘度增加組分可以含有任何水平的硫，例如高達lOOOOppmw。它可以是可 以按任何所需量例如超過25% v/v，或30-70% ν/ν用于燃料組合物的低硫或中等高硫組 分，或它可以是可以按小于35% ν/ν，例如3-30% ν/ν的量使用的高硫組分。它可以含有 5000-10000ppmw硫，或2000_5000ppmw，或1000_2000ppmw。它可以是低硫或超低硫或無硫 組分，例如含有至多l(xiāng)OOOppmw，例如至多500ppmw，優(yōu)選至多350ppmw，最優(yōu)選至多100或50 或甚至IOppmw硫。粘度增加組分可以具有一種或多種有利的性能。例如，它能夠提高柴油燃料組合 物的十六烷值，和/或改善其冷流性能，和/或降低該組合物燃燒時產(chǎn)生的排放物的水平。 例如，它可以包含十六烷值比該組合物的其余部分高的石蠟油。粘度增加組分可以本身是加添加劑的，如本領(lǐng)域中已知的那樣或如下面連同總體 燃料組合物描述的那樣。在根據(jù)本發(fā)明制備的柴油燃料組合物中，粘度增加組分合適地按2% ν/ν或更大， 優(yōu)選3% ν/ν或更大，更優(yōu)選4或5或有時10或15或20或25或30% ν/ν或更大的濃度 使用。它可以按至多95% ν/ν，優(yōu)選至多90或80% ν/ν，例如5或10到90% ν/ν的濃度使 用。這些濃度基于總體燃料組合物的體積。當(dāng)兩種或更多種粘度增加組分的組合用在組合 物中時，相同的濃度范圍可以適用于這種總體組合。所使用的粘度增加組分的濃度將取決于總體燃料組合物的所需粘度以及粘度增 加組分和組合物其余部分間的粘度差異。例如，粘度增加組分可以是中等高粘度的組分，其 可以按超過25 % ν/ν,例如30-70 % ν/ν的量使用，或者它可以是高粘度組分，其可以按小于 35% ν/ν，例如3-30% ν/ν的量使用。根據(jù)本發(fā)明制備的柴油燃料組合物中的粘度增加組分、其它柴油燃料組分和任何其它組分或添加劑的相對比例還可以取決于其它所需性能例如密度、排放性能和十六烷 值，尤其是密度。具體來說，根據(jù)本發(fā)明制備的柴油燃料組合物可以按體積含有a)90_95%柴油燃料和5-10%為高度精煉礦物加工油或礦物潤滑油的粘度增加組 分；或b) 5-50%柴油燃料和50-95%為XtL組分的粘度增加組分；或c)2_50%柴油燃料和50-98%粘度增加組分，后者是15_40%高度精煉礦物加工 油或礦物潤滑油和40-85% XtL組分的混合物。根據(jù)本發(fā)明，對于上述目的可以將兩種或更多種粘度增加組分用于柴油燃料組合 物。根據(jù)本發(fā)明制備的燃料組合物可以含有或可以不含有添加劑，所述添加劑通常將 與包含在組合物中的柴油燃料組分一起引入。因此，組合物可以含有小比例(優(yōu)選
或更少，更優(yōu)選0. 5% w/w(5000ppmw)或更少，最優(yōu)選0. 2% w/w (2000ppmw)或更少)的一 種或多種柴油燃料添加劑。一般而言，在本發(fā)明的范圍中，任何燃料組分或燃料組合物可以是被加添加劑的 (含添加劑)或未加添加劑的(無添加劑)。這些添加劑可以在燃料組分或組合物的制備 期間的各階段添加；在精煉廠添加到基礎(chǔ)燃料中的那些添加劑例如可能選自抗靜電劑、管 道減阻劑、流動改進劑(例如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物或丙烯酸酯/馬來酸酐共聚物)、潤 滑性提高劑、抗氧化劑和蠟防沉降劑。其它添加劑可以在精煉廠的下游添加，粘度增加組分 也可以這樣。根據(jù)本發(fā)明制備的燃料組合物可以例如包括清凈劑，清凈劑是指可以用于除去， 和/或防止發(fā)動機，尤其是燃料注射系統(tǒng)例如噴射嘴中的燃燒相關(guān)沉積物的積聚的試劑 (合適地，表面活性劑)。此類材料有時稱為分散添加劑。當(dāng)燃料組合物包括清潔劑時，優(yōu)選的濃度基于總?cè)剂辖M合物在20-500ppmw活性 物清凈劑，更優(yōu)選40-500ppmw，最優(yōu)選40_300ppmw或100_300ppmw或150_300ppmw的范圍內(nèi)。適合的清凈劑添加劑的實例包括聚烯烴取代的琥珀酰亞胺或多元胺的琥珀酰胺， 例如聚異丁烯琥珀酰亞胺或聚異丁烯胺琥珀酰胺；脂族胺；曼尼希堿或胺和聚烯烴(例如 聚異丁烯)馬來酸酐。琥珀酰亞胺分散劑添加劑例如描述在GB-A-960493、EP-A-0147240、 EP-A-0482253、EP-A-0613938、EP-A-0557516 和 W0-A-98/42808 中。尤其優(yōu)選的是聚烯烴 取代的琥珀酰亞胺。含清凈劑的柴油燃料添加劑是已知的并且可商購?？梢砸?例如與清凈劑結(jié)合地引入)燃料添加劑的其它組分包括潤滑性提高 劑，脂肪酸甲基酯(FAME)和酰胺基添加劑；去霧劑，例如烷氧基化苯酚甲醛聚合物；消泡劑 (例如聚醚改性聚硅氧烷)；點火改進劑(十六烷值改進劑)(例如硝酸2-乙基己酯(EHN)、 硝酸環(huán)己酯、過氧化二叔丁基和US-A-4208190第2欄第27行至第3欄第21行公開的那 些)；防銹劑(例如四丙烯基琥珀酸的丙烷-1，2-二醇半酯，或琥珀酸衍生物的多元醇酯， 所述琥珀酸衍生物在至少一個α “碳原子上具有含20-500個碳原子的未取代或取代的脂 族烴基，例如聚異丁烯取代的琥珀酸的季戊四醇二酯)；防腐劑；除臭劑；抗磨添加劑；抗氧化劑(例如酚類化合物例如2，6-二-叔丁基苯酚，或苯二胺例如N，N' -二-仲丁基-對 苯二胺)；金屬鈍化劑；燃燒改進劑；靜電耗散劑；流動改進劑和蠟防沉降劑。除非另有說明，總體燃料組合物中的每種這樣的附加組分的(活性物)濃度優(yōu)選 至多 1 % w/w (1 OOOOppmw)，更優(yōu)選 0. 1 或 1 或 2 或 5ppmw 至 lOOOppmw，有利地 75_300ppmw， 例如95-150ppmw。(除非另有說明，本說明書中引用的所有添加劑濃度是指按質(zhì)量計的活 性物濃度)。尤其優(yōu)選，將潤滑性提高劑包括在燃料組合物中，特別是當(dāng)它具有低(例如 500ppmw或更低)硫含量時。潤滑性提高劑適宜地按至多l(xiāng)OOOppmw，優(yōu)選至多500或300 或200ppmw的濃度存在，基于總體燃料組合物。適合的可商購潤滑性提高劑包括酯和酸基 添加劑。當(dāng)作為潤滑性提高劑存在時，脂肪酸甲基酯(FAME)可以按0.5-2% w/w存在。燃料組合物中的任何去霧劑的(活性物)濃度優(yōu)選將在0. 1或lppmw-20ppmw， 更優(yōu)選l-15ppmw，更加優(yōu)選Ι-lOppmw，有利地l-5ppmw的范圍內(nèi)。存在的任何點火改進劑 的(活性物)濃度優(yōu)選將是2600，2000或lOOOppmw或更低，更優(yōu)選600ppmw或更低，例如 300-1500ppmw 或 300_500ppmw。如果需要的話，可以將一種或多種添加劑組分，例如上列的那些在添加劑濃縮物 中共混合(優(yōu)選與適合的稀釋劑一起)，并且然后可以將這種添加劑濃縮物分散到柴油基 礎(chǔ)燃料中以制備燃料組合物。例如，柴油燃料添加劑可以含有清凈劑，任選地連同上述的其它組分，和柴油燃 料相容的稀釋劑，例如非極性烴溶劑例如甲苯、二甲苯、白色溶劑油和Shell公司以商 標〃 SHELLS0L"銷售的那些，和/或極性溶劑例如酯或尤其是醇，例如己醇、2-乙基己醇、 癸醇、異十三烷醇和醇混合物，最優(yōu)選2-乙基己醇。根據(jù)本發(fā)明，可以將粘度增加組分引入 此種添加劑配方。燃料組合物中的總添加劑含量可以合適地為50-10000ppmw，優(yōu)選小于5000ppmw。如上所討論，還發(fā)現(xiàn)，有時增加柴油燃料組合物的密度以及粘度可以實現(xiàn)渦輪增 壓式柴油發(fā)動機的改善的加速性能，尤其是在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下。因此，在本發(fā)明的一個實施 方案中，可以同時將粘度增加組分和密度增加組分用于柴油燃料組合物以便改善渦輪增壓 式柴油發(fā)動機或由這種發(fā)動機驅(qū)動的車輛的低速加速性能，和/或用于上面連同本發(fā)明第 一個方面描述的任何目的。例如，密度增加組分可以選自高密度柴油燃料組分，油例如上面描述用作粘度增 加組分的那些，和高密度精煉廠料流。"高密度"柴油燃料組分通?？赡芫哂?.835-1. 2g/ cm3的在15°C下的密度(ASTMD-4052)，而〃高密度〃精煉廠料流通?？赡芫哂?. 83-0. 9g/ cm3的在15°C下的密度(ASTM D-4052)。用作密度增加組分的油可以是植物油例如牛油。一般地說，密度增加組分可以具有0. 83g/cm3或更大，例如0. 83-1. 2g/cm3的在 15°C下的密度(ASTM D-4052)。根據(jù)本發(fā)明，密度增加組分可以按5-80% ν/ν的濃度用于柴油燃料組合物。根據(jù)本發(fā)明制備的燃料組合物因此優(yōu)選具有較高密度，例如在15°C下0. 830g/cm3 或更大(ASTM D-4052)，優(yōu)選0. 832g/cm3或更大，例如0. 832-0. 860g/cm3。合適地，其密度 在15°C下將最高是0. 845g/cm3，這是當(dāng)前EN-590柴油燃料規(guī)格的上限。根據(jù)本發(fā)明，對于上述目的可以將兩種或更多種密度增加組分用于柴油燃料組合物。根據(jù)本發(fā)明制備的燃料組合物合適地還具有高卡值。如同高密度，這可以幫助增 加燃料的能量含量并因此改善以這種燃料運轉(zhuǎn)的柴油發(fā)動機的性能。優(yōu)選，根據(jù)本發(fā)明 制備的燃料組合物具有36MJ/kg或更大，例如40或42或42. 5MJ/kg或更大的卡值(ASTM D-240)。所述組合物可以含有一種或多種燃料組分，或其它適合的成分，以達到所需的總卡 值。例如，它可以含有一種或多種費-托衍生的"BtL"(生物物質(zhì)至液體)燃料組分。一般地說，因此，根據(jù)本發(fā)明制備的燃料組合物優(yōu)選經(jīng)配制以致增加以這種組合 物運轉(zhuǎn)的發(fā)動機的排出能量。因此，所述組合物合適地具有高體積能量含量(高密度和/ 或高卡值)以及高粘度。根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了較高粘度柴油燃料組合物的用途，以便提高，即 改善其中導(dǎo)入了或?qū)?dǎo)入這種燃料組合物的渦輪增壓式柴油發(fā)動機或由此種發(fā)動機驅(qū)動 的車輛在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下的加速性能和/或用于上面連同本發(fā)明第一個方面描述的任一 個或多個目的?！案哒扯?可以與其它方面類似的柴油燃料組合物在根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)可以用粘 度增加組分改善低速加速性能之前，和/或在將粘度增加組分導(dǎo)入所述組合物中之前的粘 度相比較。它可以與預(yù)計(例如市面)用于渦輪增壓式柴油發(fā)動機的其它方面類似的柴油 燃料組合物(在向其中添加粘度增加組分之前)的粘度相比較。它可以與預(yù)計用于相同市 場的市售柴油燃料組合物的平均粘度(例如通過檢驗例如SGSWorldwide Diesel Survey 測定的平均粘度)相比較。因此，本發(fā)明的第二方面通常將包括有意地將柴油燃料組合物 配制到比之前或比常規(guī)柴油燃料組合物具有更高粘度。燃料組合物的粘度可以在上述范圍中。它可以例如具有2. 7mm2/S (厘沱)或更大， 例如3或3. 2或3. 5或3. 8或4mm2/s (厘沱)或更大的VK 40 (ASTM D-445)。所述燃料組合物也可以具有高密度，例如與其它方面類似的柴油燃料組合物在根 據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)可以用密度增加組分與粘度增加組分一起改善低速加速性能之前，和/或在 將密度增加組分導(dǎo)入所述組合物中之前的密度相比較。它可以與預(yù)計(例如市面)用于渦 輪增壓式柴油發(fā)動機的其它方面類似的柴油燃料組合物(在向其中添加密度增加組分之 前)的密度相比較。燃料組合物的密度可以在上述范圍中，例如在15°C下0.830g/cm3或更大(ASTM D-4052)，合適地 0. 833 或 0. 840g/cm3 或更大。在本發(fā)明的第二個方面的范圍中，柴油燃料組合物的"應(yīng)用"是指將該組合物導(dǎo) 入其性能待改善的渦輪增壓式柴油發(fā)動機中，和/或?qū)胗纱朔N發(fā)動機驅(qū)動的車輛的燃料 箱中。該應(yīng)用通常將包括將燃料組合物導(dǎo)入發(fā)動機的燃燒室中。它通常將包括以該燃料組 合物運轉(zhuǎn)該發(fā)動機。本發(fā)明的第三個方面提供柴油燃料組合物，例如根據(jù)第一個方面的組合物的制備 方法，該方法包括將粘度增加組分與一種或多種柴油燃料組分，任選地與一種或多種柴油 添加劑和任選地還有密度增加組分共混?？梢赃M行這種共混用于上面連同本發(fā)明的第一和 第二方面描述的一個或多個目的。根據(jù)第四個方面，本發(fā)明提供渦輪增壓式柴油發(fā)動機，和/或由此種發(fā)動機驅(qū)動 的車輛的操作方法，該方法包括為了本發(fā)明的第一至第三個方面中任一個規(guī)定的目的將含粘度增加組分的柴油燃料組合物導(dǎo)入該發(fā)動機?？梢赃M行這種方法以便實現(xiàn)該發(fā)動機的 改善的低速加速性能，和/或用于上面連同本發(fā)明第一個方面描述的任一個或多個其它目 的。在本說明書的所有描述和權(quán)利要求中，術(shù)語"包含(comprise)“和"含有 (contain)“和它們的變型，例如〃包含(comprising)“和〃包含(comprises)“均是 指"包括但不限于"，并不排除其它部分、添加劑、組分、整體或步驟。在本說明書的所有描述和權(quán)利要求中，除非另有要求，單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)形式。特 別地，當(dāng)使用不定冠詞時，應(yīng)理解其含義包括復(fù)數(shù)形式以及單數(shù)形式，除非文中另有要求。本發(fā)明各方面的優(yōu)選特征可以如針對任意其它方面所述。根據(jù)下列實施例本發(fā)明的其它特征將顯而易見。一般而言，本發(fā)明涵蓋本說明書 (包括任意所附權(quán)利要求和附圖
)中公開的特征的任意新特征或任意新組合。因此，應(yīng)理解 除非與之不相匹配，針對本發(fā)明的具體方面、實施方案或?qū)嵤├龅奶卣?、整體、特性、化 合物、化學(xué)部分或基團均可用于本文所述的任意其它方面、實施方案或?qū)嵤├４送?，除非另有說明，本文公開的任意特征可以用實現(xiàn)相同或相似目的的替代特 征進行替代。
具體實施例方式下列實施例舉例說明了本發(fā)明制備的柴油燃料組合物的性能，并評價了它們對渦 輪增壓式柴油發(fā)動機的性能的影響。實施例1這些實驗研究在發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)燃料粘度和密度對渦輪增壓式柴油發(fā)動機的 加速性能的影響，從而證實本發(fā)明可如何用來改善低速性能。試驗了三種柴油燃料組合物。燃料A經(jīng)配制具有EN-590標準所要求的最小粘度 和密度(分別是在40°C下2. OmmVs (厘沱)和在15°C下0. 820g/cm3)。燃料B經(jīng)配制具有 最小EN-590密度，但是具有最大EN-590粘度(在40°C下4. 5mm2/s (厘沱))。燃料C具有 最大EN-590密度(在15°C下0. 845g/cm3)和粘度。因此，雖然燃料A和C代表在它們粘度 和密度方面的兩個極端，但是試驗燃料B以去偶合(de-couple)粘度和密度的影響。為了達到這些規(guī)格，如下配制這三種燃料燃料A 與25. 8升XHVI 5. 2 (超高粘度指數(shù)基礎(chǔ)油，得自Shell ；密度=0. 81g/ cm3 ；VK 40 通常=4. 8mm2/s (厘沱))、13· 0 升 ShellSolA (得自 Shell ；密度通常=0. 875g/cm3 ;VK 40 = 0. 76mm2/s (厘沱))和 16. 4g Paradyne 655潤滑性添加劑(得自Paramins)共混的41. 2升Swedish 1級柴油基礎(chǔ)燃料 (得自 Shell ；密度=0. 811g/cm3 ； VK 40 = 1. 95mm2/s (厘沱))。燃料B 與 29. 1 升 XHVI 5. 2、4. 7 升 Ondina EL(得自 Shell ；密度=0. 85g/cm3 ； VK 40 = 15. 5mm2/s (厘沱))、4. 4升無硫柴油基礎(chǔ)燃料(得自Shell ；密度=0. 839g/cm3 ；VK 40 = 2.92mm7s (厘沱))、4.2 升 Jet Al (煤油噴氣燃料，得自 Shell ；密度=0. 797g/cm3 ； VK 40 = 1. llmm2/s (厘沱))和 16. 4g Paradyne 655 共混的 37. 6 升 HVI 115 (礦物衍生的 高粘度指數(shù)基礎(chǔ)油，得自Shell ；密度通常=0. 875g/cm3 ；VK 40通常=3. 4mm2/s (厘沱))。燃料C 與 12. 7 升 Risella EL (礦物油，得自 Shell ；密度=0. 822g/cm3 ;VK 40 =13. 6mm2/s (厘沱))、4· 1 升 Ondina EL 和 16. 4gParadyne 655 共混的 63. 2 升用于燃料 B 的 無硫柴油基礎(chǔ)燃料。這三種燃料的性能概括在下表1中。表 1 *重復(fù)測量兩種車輛用于這種試驗，以證實本發(fā)明在不同類型的渦輪增壓壓縮點火(柴油) 發(fā)動機中的應(yīng)用和與不同發(fā)動機管理系統(tǒng)(EMS)的聯(lián)用。這兩種車輛的關(guān)鍵性能概括在下 表2中。
表2 車輛裝配程序如下。在試驗之前，安全檢測所有試驗車輛。都裝備有燃料管線以 能從外部源加燃料和能實現(xiàn)更容易的燃料改變。作為車輛選擇過程的一部分，作出檢測以確保填充空氣壓力、注射體積、共軌壓 力、注射計時和發(fā)動機轉(zhuǎn)速都能使用機載診斷(OBD)工具從發(fā)動機管理系統(tǒng)(EMS)記錄。在Vauxhal 1 Vectra 的情況下，可使用制造商的EMS工具(Tech-II)獲得所有 EMS參數(shù)。在T0y0taTMAVenSiSTM的情況下，盡管所有參數(shù)是可獲得的，但是在任一時刻僅能 記錄四個以獲得足夠的記錄分辨率，這些參數(shù)是使用制造商的EMS工具(Toyota/Denso 智 能試驗機)記錄的。由于這種更有限的EMS記錄能力，必須對Toyota 發(fā)動機的試驗程序 作出某些改變；具體來說，一式兩份地進行功率運行以允許在第二次運行期間記錄注射計 時。每種車輛的發(fā)動機試驗程序如下。驅(qū)動車輛至所選的起始速度并置于所需檔位 (gear)。然后應(yīng)用油門全開(WOT)并運轉(zhuǎn)8分鐘的穩(wěn)定期。這種穩(wěn)定允許使用便攜式功率 計獲得輥子速度的控制，因為低速閘的細微初始過調(diào)在應(yīng)用WOT時發(fā)生，這歸因于該功率 計上的突然的車輛負荷。在該穩(wěn)定期之后，開始程序的測量部分。功率曲線測量需要在恒定加速速率下在 固定時間(18秒)內(nèi)從低速設(shè)定點(40km/h，匹配低的典型發(fā)動機轉(zhuǎn)速)到高速度設(shè)定點 (140km/h，匹配高的典型發(fā)動機轉(zhuǎn)速)驅(qū)動功率計。在該試驗期間，保持車輛的加速踏板在 100%并且該功率計吸收當(dāng)車輛加速經(jīng)過發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍時由該車輛產(chǎn)生的功率。在整個 功率曲線中以高采集率( 50Hz)記錄輥子處的功率。設(shè)計試驗序列以在一天內(nèi)在每一車輛中試驗每種燃料四次。這每天產(chǎn)生在中間自 然中斷的隨機十二燃料矩陣(matrix)每天試驗順序=AB C B C A-C A B A B C。使用這種燃料試驗序列，遵循下表3中的規(guī)程完成試驗。
在18秒加速期間獲得的結(jié)果示于下表4-9中。它們中-表4和5分別示出了Toyota 和Vauxhall 發(fā)動機的發(fā)動機功率輸出和扭矩如 何隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化，在每種情況下對于三種燃料A、B和C。-表6和7分別示出了Toyota 和Vauxhall 動機的填充空氣壓力(增壓)如何 隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化，同樣在每種情況下對于燃料A、B和C。-表8和9分別示出了Toyota 和Vauxhall 發(fā)動機的燃料注射體積/量如何隨 發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化，在每種情況下對于燃料A、B和C。表 4 表5 表6 表8 表9 應(yīng)指出，使用合適的OEM(原始設(shè)備制造商)OBD通訊工具記錄EMS數(shù)據(jù)。因此，所 使用的傳感器的精度和因此測量的可靠性是未知的。具體來說，注射體積由注射脈沖寬度、 所計算的注射器流速和假定的燃料性能推定；因此，它們不能用來量化注射量，但是可以幫 助識別燃料注射體積的方向性趨勢。還應(yīng)指出，用來查詢Vauxhal 1 發(fā)動機的EMS的Tech II工具在所有試驗輪次期 間受困于意外停機期，盡管其有較高記錄率( 20Hz)。因此，雖然對于Toyota 試驗，平 均數(shù)據(jù)值是從對每種燃料完成的所有試驗輪次產(chǎn)生的，但是對于所有完成的試驗輪次提供 Vauxhall 數(shù)據(jù)以致給出EMS行為的最佳可見指示，因為將不完全數(shù)據(jù)組平均化可能證明 是誤導(dǎo)的。表4-9中的數(shù)據(jù)示出了發(fā)動機性能的依賴于燃料類型的清晰差異。在功率測量方 面，例如，與更常規(guī)燃料A相比，兩種更高粘度的燃料B和C的性能利益在整個加速期是明 顯的。這種利益在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下是尤其顯著的，其中當(dāng)以燃料B和C運轉(zhuǎn)時與當(dāng)使用 燃料A時相比，可以看出發(fā)動機在更低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下達到它們的最大輸出功率(和扭矩)。相對于較低粘度燃料A，采用燃料B和C時的填充空氣壓力優(yōu)點也是明顯的。對 于Toyota 發(fā)動機，這種優(yōu)點存在于整個功率曲線期間，而對于Vauxhall ，一旦填充空氣 調(diào)節(jié)開始(即在較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下)，壓力差異就似乎損失。然而，對于兩種發(fā)動機，當(dāng)使用 兩種較高粘度燃料時，壓力中的初始峰在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)。當(dāng)使用燃料B和C時，與A相比，注射體積增加也是明顯的，這種增加對于Toyota 發(fā)動機存在于整個發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)和對于Vauxhall 直至填充空氣調(diào)節(jié)開始。這兩種較高粘度燃料中，較高密度燃料C通常似乎提供更大性能優(yōu)點，尤其是在 低速時。對于試驗的兩種發(fā)動機，觀察到相同效果，盡管發(fā)動機構(gòu)造不同，并且涉及不同類型的發(fā)動機管理系統(tǒng)。為了量化這些性能利益，可以將功率曲線分裂成兩個相異部分。首先，低速范圍定 義為從功率曲線的開始的點至填充空氣壓力調(diào)節(jié)變得明顯時的點。調(diào)節(jié)點可以定義為增壓 停止增加時的第一點。從上述試驗期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)組合的升壓輪廓線顯示當(dāng)使用低粘度、 低密度燃料A時比當(dāng)使用燃料B和C時空氣壓力調(diào)節(jié)晚出現(xiàn)(即在更高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下出 現(xiàn))。第二高速度范圍定義為升壓調(diào)節(jié)的開始點至功率曲線的末端。使用這種組合數(shù)據(jù)，對于兩種試驗車輛和每種燃料，因此限定了低和高速度范圍 以幫助后續(xù)數(shù)據(jù)分析。這些范圍對于Toyota 和Vauxhall 發(fā)動機分別示于表10和11中。表10 表11 使用如上所述組合的數(shù)據(jù)，然后為這三種試驗燃料測定在所述兩個速度范圍中的 每一個內(nèi)的每種發(fā)動機的平均功率發(fā)展。結(jié)果示于下表12-15中，其中，表12含有Toyota 發(fā)動機的低速功率數(shù)據(jù)，表13含有Toyota 發(fā)動機的高速度功率數(shù)據(jù)，表14和15分別含 有Vauxhall 發(fā)動機的低和高速數(shù)據(jù)。表12
表 13 表 15 *(輪次4B沒有包括在分析中，這歸因于EMS在試驗期間進入更新(regeneration) 事件)。表12和14示出了當(dāng)使用燃料B和C時在低速范圍中的功率發(fā)展方面的清晰優(yōu)點， 盡管兩種燃料A和B有由個體試驗輪次間的分散產(chǎn)生的大誤差線(error bar) 0如表13和15所示，在高速度范圍中，燃料B和C也提供功率發(fā)展方面的優(yōu)點。在 高速度區(qū)段期間的利益幅度稍微大于功率曲線的低速區(qū)域中的利益幅度。在上述試驗期間記錄的其它數(shù)據(jù)顯示(a)對于所有三種燃料，在整個速度范圍內(nèi) 廣泛相似的平均共軌壓力分布和(b)這三種試驗燃料間的注射計時沒有差異。值得注意的是，上述試驗中，在整個發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，采用Toyota 發(fā)動機時比 采用Vauxhall 發(fā)動機觀察到更大性能利益。在較低速度范圍中，用較高密度和粘度燃料 提供的更高排出能量導(dǎo)致增加的渦輪增壓器速度和因此兩種車輛中的更高的填充空氣壓力。EMS識別這種優(yōu)點并且注射燃料量增力卩。因此，在更低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下達到峰值扭矩。在較 高速度范圍中，通過VGT(可變幾何結(jié)構(gòu)渦輪)的合適調(diào)節(jié)通過Bosch EMS控制Vauxhal 1 中的填充空氣壓力，以消除燃料間的升壓差異。這又消除較低速度范圍中看出的壓力差異。 類似地，對于Vauxhall 發(fā)動機，在較高速度范圍中也消除了注射燃料量方面的優(yōu)點。在 Toyota 發(fā)動機中，相對照而言，在整個高速度以及低速范圍中用較高密度和/或粘度燃料 維持了較高填充空氣壓力。因此，在整個范圍中也維持了較高注射燃料量，并且這種轎車的 所得的平均功率利益比Vauxhall 大?？紤]到現(xiàn)代EMS系統(tǒng)的復(fù)雜水平，然而，響應(yīng)于燃料性能的改變看出加速性能方 面如此重大的利益是令人意外的。還令人意外的是，至少在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍中，對于不 同類型和構(gòu)造的發(fā)動機，尤其是發(fā)動機管理系統(tǒng)，觀察到該利益。這些試驗中證實的性能利益使用中很可能表現(xiàn)為更快的滿負荷加速。換言之，發(fā) 動機駕駛員應(yīng)該在滿負荷加速下意識到所謂的"拉動"利益。具體來說，在較高密度燃料 的情況下，這種效果由于較高的注射質(zhì)量而很可能在整個發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍中是顯著的，但 是這種效果很可能在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速和尤其是在大約峰值扭矩值(通常大約2000rpm)下 強化，利用本發(fā)明更迅速地且在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下達到峰值扭矩。如上所討論，據(jù)信基于本發(fā)明的效果可以歸因于以下機理。較高粘度，合適地還有 較高密度的燃料將導(dǎo)致注射燃料質(zhì)量的增加，這又導(dǎo)致排出能量的增加。這種能量將被渦 輪增壓器利用，該渦輪增壓器然后將在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下傳遞較高填充空氣壓力。填充空 氣壓力增加將被EMS識別，該EMS將增加注射燃料體積(經(jīng)由脈沖寬度)以致使用額外的 填充空氣，從而進一步增加功率。結(jié)果是，由于提高的渦輪增壓器性能，可以在較低發(fā)動機 轉(zhuǎn)速下達到峰值發(fā)動機扭矩。與上述那些相似的效果，即由于增加的燃料粘度而引起的低速加速性能方面的改 善也在基于其它渦輪增壓式柴油發(fā)動機的試驗中觀察到，包括下面實施例2和3中描述的 那些。可以使用基于平均功率數(shù)據(jù)的線性回歸分析將燃料B和C相對于A在功率方面明 顯的利益與燃料密度和粘度相關(guān)聯(lián)。這種分析的綜述如下。首先就Toyota 發(fā)動機而言，只看高速度范圍的數(shù)據(jù)(因為在這里性能不太易 變)，下表16示出了分析中使用的數(shù)據(jù)。表16 Toyota 高速度范圍功率數(shù)據(jù)的線性回歸分析給出下表17所示的結(jié)果。表17 這在87. 的置信水平(P = 0. 129)下給出與20. 05的密度相關(guān)的回歸系數(shù)，以 及在99.9%的置信水平(P = O. 001)下給出與0. 675的粘度相關(guān)的回歸系數(shù)。這種分析表 明顯著的功率利益(95%置信度)來自增加燃料粘度。為了量化常數(shù)項中的系數(shù)，燃料粘度增加lmm2/s (厘沱)在試驗的Toyota 發(fā)動 機中將導(dǎo)致大約0. 68kff的功率增加。燃料密度增加10kg/m3(0. 010g/cm3)將導(dǎo)致功率增加 0.20kW。至于Vauxhall 發(fā)動機，同樣只看高速度范圍的數(shù)據(jù)，下表18示出了分析中使用 的數(shù)據(jù)。表18 *(輪次B4取作試驗B1、B2和B3的平均值，因為需要真實值以完成回歸分析。對 于試驗B4事實上沒有記錄真實值，因為EMS在試驗期間進入更新事件。)Vauxhal 1 高速度功率數(shù)據(jù)的線性回歸分析給出表19所示的結(jié)果。表 19 這在91. 8%的置信水平(P = 0. 082)下給出與17. 60的密度相關(guān)的回歸系數(shù)，以 及在99. 9%的置信水平(P = 0.001)下給出與0.505的粘度相關(guān)的回歸系數(shù)。同樣，這種 分析表明顯著的功率利益(95%置信度)來自粘度增加。為了量化常數(shù)項中的系數(shù)，燃料粘度增加lmm2/S(厘沱)在Vauxhal 1 發(fā)動機中將 導(dǎo)致大約0. 51kW的功率增加。燃料密度增加10kg/m3(0. 010g/cm3)將導(dǎo)致功率增加0. 18kW。由于車輛對燃料粘度和密度的響應(yīng)的相似性，對兩種車輛進行組合的回歸分析是 適合的。這導(dǎo)致0.60KW/(mm2/s) (kW/厘沱)的粘度和19kW/(g/cm3)的密度回歸系數(shù)。這 兩種系數(shù)在遠遠超過95%置信度下是顯著的。實施例2對裝備有渦輪增壓組合式注射器柴油發(fā)動機和Bosch EMS的Audi 轎車進行與實施例1的那些相似的實驗。試驗兩種柴油燃料組合物，燃料D具有處于EN-590柴油燃料規(guī)格下限的粘度 和密度(分別是在 40°C 下 2. 0mm2/s (厘沱)(ASTM D-445)和在 15°C下 0. 821g/cm3(ASTM D-4052))，燃料E具有處于該規(guī)格上限的粘度和密度(分別是在40°C下4. 0mm2/S (厘沱) 和在15°C下0. 845g/cm3)。這些組合物經(jīng)如下配制。燃料D 與 193. 8 升 XHVI 5. 2,97. 4 升 Shell Sol A(得自 Shell)和 123. 2g Paradyne 655共混的308. 8升Swedish 1級柴油基礎(chǔ)燃料(得自Shell ；密度=0. 811g/ cm3 ； VK 40 = 1. 95mm2/s (厘沱))。燃料Ε:與169. 8升XHVI 5. 2、19. 6升費-托衍生(GtL)的柴油燃料(得自Shell ； 密度=0. 7846g/cm3 ；VK 40 = 3. 497mm2/s (厘沱))、225· 8 升 HVI 115,25. 0 升 Ondina EL(得自Shell)和126. 3gParadyne 655共混的159. 7升無硫柴油基礎(chǔ)燃料(得自Shell ； 密度=0. 832g/cm3 ；VK 40 = 2. 86mm2/s (厘沱))。使用便攜式底盤功率計測量加速性能，同時還測量在穩(wěn)態(tài)滿負荷條件下在2000、 2600和3300rpm下的功率。使用VAGC0M 軟件(得自Volkswagen AG)記錄發(fā)動機轉(zhuǎn)速、 注射量、注射計時、空氣質(zhì)量流量、環(huán)境壓力和增壓(VAGC0M 品名測量塊1、4和10)。結(jié)果示于下表20和21中，其中，表20示出了對于這兩種燃料，注射燃料量和渦輪 增壓如何隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化，表21示出了發(fā)動機扭矩和功率如何隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化。表 20 表21 同樣，這些數(shù)據(jù)顯示了從使用較高粘度、較高密度燃料E得到的清晰的性能利益， 兩種燃料間的差異在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下尤其顯著。當(dāng)使用燃料E時，在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下 達到峰值扭矩和渦輪增壓。當(dāng)使用燃料E時，在低速范圍內(nèi)直至升壓調(diào)節(jié)開始(與使用燃料 D (大約1950rpm)時相比，這在使用燃料E時在更低發(fā)動機轉(zhuǎn)速(大約ISOOrpm)下出現(xiàn))， 注射量也高得多。實施例3對其它渦輪增壓的車輛進行與實施例1的那些相似的實驗a)裝備有旋轉(zhuǎn)分布泵Bosch 注射系統(tǒng)的Volkswagen Passat 2. 5V6TDI，首先在 2004年注冊；b)裝備有共軌柴油發(fā)動機和Bosch EMS的GM Corsa 1. 3CDTi，首先在2005年 注冊；和c)裝備有共軌柴油發(fā)動機和Bosch EMS的BMW 320D SE,首先于2004年注冊。使用兩種試驗燃料組合物。燃料F (低功率)具有1.473mm2/S (厘沱)的在40°C 下的粘度(ASTM D-445)、0. 8222g/cm3 的在 15°C 下的密度(ASTM D-4052)和 42. 73MJ/kg 的 較低發(fā)熱值(ASTM D-240)。燃料G (高功率)具有4. 527mm2/S (厘沱)的在40°C下的粘度、 0. 8413g/cm3的在15°C下的密度和43. 07MJ/kg的較低發(fā)熱值。這些組合物經(jīng)如下配制。燃料F 與 435. 8 升煤油(得自 Shell ；密度=0. 799g/cm3 ；VK40 = 1. 14mm2/s (厘 沱))和 106. 3 升 Risella EL(礦物油，得自 Shell ；密度=0. 822g/cm3 ； VK 40 = 13. 6mm2/ s (厘沱))共混的 57. 9 升 ShellSolTMA0燃料G 與21. 5升XHVI 5. 2、126. 8升高沸點柴油基礎(chǔ)燃料(得自Shell ；密度= 0. 835g/cm3 ；VK 40 = 4. 01mm2/s (厘沱))和 285. 8 升 Risella EL 共混的 166. 6 升無氣味 煤油(得自 Shell ；密度=0. 788g/cm3 ； VK 40 1. lmm2/s (厘沱))。下表22示出了，對于每種試驗的車輛，與使用燃料F相比，當(dāng)使用燃料G時的百分 率功率利益和百分率增壓增加。
表 22 至于試驗的其它發(fā)動機，發(fā)現(xiàn)較高粘度和密度燃料G在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下賦予加 速性能方面的顯著改善。至于實施例1中試驗的Vauxhair發(fā)動機，兩種試驗燃料間的性 能差異在較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下總體上變得不太(即使有也不)顯著。在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，較高粘度和密度試驗燃料導(dǎo)致比當(dāng)使用較低粘度和密度燃 料時高的增壓，和早的最大增壓。對于BMW 發(fā)動機，例如，在大約1300rpm和1700rpm的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間，兩種試驗 燃料間的發(fā)動機功率差異迅速地增大，在大約1700rpm下，高達大約3%或更大。這很可能 歸因于從渦輪增壓器的正反饋，該渦輪增壓器的正反饋如上所述允許不受控制的增強。在 這種速度范圍中，利用較高粘度和密度燃料G，增壓也顯著地(高達接近6% )較高。在較 高速度下，這些差異消失，因為增壓變得更牢固地被EMS控制。在試驗的所有發(fā)動機中觀察 到相似的趨勢。當(dāng)使用一些其它車輛進行類似實驗時，觀察到相似的效果較高粘度和密度燃料 在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下引起加速性能方面的顯著改善，至少直到當(dāng)填充空氣壓力的EMS調(diào)節(jié) 開始時。試驗的發(fā)動機包括渦輪增壓EUI、共軌和旋轉(zhuǎn)分布泵柴油發(fā)動機，具有Bosch 、 DelphiT\Denso 或 Fiat 發(fā)動機管理系統(tǒng)。試驗車輛包括 V0lkSWagenTM、T0y0taTM、F0rdTM、 Renault 、GM 、Honda 、Mercedes 、BMW 、Fiat 、Peugeot 和 Audi 制造物。
權(quán)利要求
粘度增加組分在柴油燃料組合物中的用途，以便改善其中導(dǎo)入了或?qū)?dǎo)入這種燃料組合物的渦輪增壓式柴油發(fā)動機或由此種發(fā)動機驅(qū)動的車輛在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下的加速性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用途，該用途是為了降低當(dāng)在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下加速時渦輪增壓器 達到其最高速度時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，或減少渦輪增壓器達到其最高速度所花費的時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用途，其中所述低發(fā)動機轉(zhuǎn)速最高是2200rpm。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的用途，該用途是為了至少一定程度地減輕發(fā)動機由于 另一種起因而引起的加速性能惡化。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的用途，其中所述柴油燃料組合物在包括其中使用的粘 度增加組分時在40°C下的運動粘度(VK 40)是2.8mm2/S (厘沱)或更大。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的用途，其中所述粘度增加組分選自費-托衍生的燃料 組分、油、脂肪酸烷基酯和它們的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的用途，其中所述油是費-托衍生的油。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的用途，其中密度增加組分與所述粘度增加組分一起用 于所述柴油燃料組合物。
9.操作渦輪增壓式柴油發(fā)動機，和/或由此種發(fā)動機驅(qū)動的車輛的方法，該方法包括 將含有用于上述權(quán)利要求中任一項所規(guī)定的目的的粘度增加組分的柴油燃料組合物導(dǎo)入 該發(fā)動機。
全文摘要
粘度增加組分在柴油燃料組合物中的用途，以改善其中導(dǎo)入了這種組合物的渦輪增壓式柴油發(fā)動機在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速(例如最高2200rpm)下的加速性能。這種用途可以用于降低當(dāng)在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下加速時渦輪增壓器達到其最高速度時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，或減少渦輪增壓器達到其最高速度所花費的時間。它可以減輕發(fā)動機由于另一種起因所引起的加速性能惡化。所得燃料組合物的VK 40合適地是2.8mm2/s(厘沱)或更大。所述粘度增加組分可以特別是費-托衍生的燃料組分、油或脂肪酸烷基酯。密度增加組分可以與所述粘度增加組分一起用于所述燃料組合物。
文檔編號C10L1/02GK101932681SQ200880125888
公開日2010年12月29日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者I·R·巴特里, J·J·J·路易斯, R·G·威廉姆斯 申請人:國際殼牌研究有限公司