[发明专利]润滑油组合物

说明书

发明背景

1.技术领域

本发明总体上涉及润滑油组合物。

2.相关技术描述

以天然气为燃料的发动机是使用天然气作为燃料源的发动机。对用于天然气发动机的润滑油，由于这种类型发动机所涉及的条件而通常优选具有高抗氧化、硝化性和粘度增加的润滑油。

天然气比液体烃类燃料有更高的比热焓，所以在典型的条件下它将比液体烃类燃料燃烧得更热。此外，因为天然气已为气体，它与烃类燃料液滴相比不会通过蒸发使吸入的空气冷却。而且，许多以天然气为燃料的发动机都在处于或接近化学计量条件下运转，此时较少过量的空气可用来稀释和冷却燃烧气体。其结果是，以天然气为燃料的发动机比燃烧液体烃类燃料的发动机产生更高的燃烧气体温度。在大多数情况下，以天然气为燃料的发动机在70-100％负荷下连续使用，而以车辆所用运转的发动机仅仅在其50％的时间是处于全负荷。

连续接近全负荷运转的这种条件对润滑剂施加了严格要求。例如，由于使润滑遭受持续高温环境，润滑剂的寿命通常受油氧化过程所限制。同样，因为氮(NO_x)形成速率随温度按指数级增加，以天然气为燃料的发动机可以产生足以导致润滑油严重硝化的高NO_x浓度。

良好的阀门磨损控制对于使发动机的操作费用降低也是重要的，并且可通过提供适当量和组成的灰分来达到。此外，在设定这些油的灰分含量中应考虑使燃烧室沉积物和火花塞积垢最小化。润滑油的灰分含量受限，因此必需小心地选择清净剂以使活塞沉积物和环粘结最小化。

阀门抗磨损性对以天然气为燃料的发动机的耐久性是重要的。一般而言，排气阀缩陷是在阀门和阀座界面处发生的磨损并且是在以天然气为燃料的发动机中最显著的阀门磨损形式。当阀门受到阻碍不能适当地坐落时，这可导致发动机粗糙、差的燃料经济性和过度排放。为了纠正过度阀门磨损，通常需要检修汽缸盖。虽然以天然气为燃料的发动机对于阀门表面和阀座配合面典型地使用非常坚硬的抗腐蚀性材料以提供延长的汽缸盖寿命，但这并不会完全消除阀门缩陷。

以天然气为燃料的发动机和加液体烃类燃料的发动机的润滑油要求有差别。液体烃类燃料例如柴油燃料的燃烧通常产生少量不完全燃烧物(例如废气颗粒物)。在以液体烃类燃料的发动机中，这些不可燃物为排气阀/阀座界面提供小但却重要程度的润滑，从而确保汽缸盖和阀门二者的耐用性。

以天然气为燃料的发动机燃烧以气相引入到燃烧室的燃料。天然气燃料的燃烧通常是很完全的，实际上没有未燃烧的物质。因为对于以天然气为燃料的发动机中的排气阀/座界面而言没有燃料产生的如液滴或烟炱那样的润滑剂来帮助润滑，所以这对吸气阀和排气阀有重大的影响。因此，汽缸盖和阀门的耐久性受润滑油的灰分含量和其它性能及其在热阀面和其配合阀座之间提供润滑剂的消耗速率的控制。过少的灰分或不当类型的灰分可加速阀门和阀座磨损，而过多的灰分可以导致阀门产生沟槽和随后阀门烧损。过多的灰分还可导致压缩丧失或使燃烧室沉积物爆燃。因此，燃气发动机制造商常常规定它们所获知的提供最佳性能的较窄灰分范围。因为大多数燃气都有低硫含量，所以为了解决碱性要求，通常不需要过量的灰分，围绕阀门的要求使灰分含量得到很大优化。在使用含硫气体或填埋气体的情况下可能除外。

美国专利No.3,798,163(“′163专利”)公开了一种润滑油组合物，该润滑油组合物含有(a)主要量的润滑粘度油，(b)足以改善该组合物清净性的量的至少一种碱土金属磺酸盐，和(c)至少一种碱土金属盐，该碱土金属盐是(i)亚烷基多胺，(ii)醛和(iii)取代酚的缩合产物，其中该碱土金属盐以足以抑制发动机排气阀缩陷到发动机汽缸盖中的量存在。

美国专利No.5,726,133(“′133专利”)公开了一种低灰燃气发动机油，该发动机油包含主要量的润滑粘度基础油和足以提供按照ASTM D 874为约0.1-0.6％的硫酸盐灰分含量的次要量的添加剂混合物，该添加剂混合物包含清净剂混合物，该清净剂混合物包含至少一种具有约250或更小低碱值(BN)的第一碱金属盐或碱土金属盐或它们的混合物，和至少一种比第一低BN盐更具中性的第二碱金属盐或碱土金属盐或它们的混合物。′133专利进一步公开了全配方燃气发动机油还可典型地含有本领域技术人员已知的其它标准添加剂，包括抗磨损添加剂例如二硫代磷酸锌、分散剂、酚类或胺属(aminic)抗氧化剂、金属减活剂、倾点抑制剂、消泡剂和粘度指数改进剂。