Мастило для двигуна внутрішнього згоряння

1. Мастило, для двигуна внутрішнього згоряння, яке містить перший поліпшувач згоряння, що містить щонайменше іони церію, і другий поліпшувач згоряння, який містить щонайменше іони заліза, причому перший і другий поліпшувачі присутні у концентраціях відповідно від 0,1 до 1000 млн-1 та 0,1 до 2000 млн-1. C2 2 (19) 1 3 93382 4 частіше у винаходах можна знайти намагання тить певну суміш поліпшувачів згоряння може не знизити вихлоп через використання високоефеклише знизити вихлопи, але й очищати двигун тивних двигунів або ультрасучасного палива. транспортного засобу. Вихлопи знижують також додаванням добаТаким чином, згідно з одним з аспектів, винавок до палива. У US 2004/0261313 описано палихід включає мастило, що включає перший поліпво, яке містить сполуки заліза і/або церію, які вишувач згоряння, який містить щонайменше один користовують з гелем. У US 4 474 580 описано іон металу, вибраний з лантанідів або актинідів; і використання суміші енолату заліза і енолату другий поліпшувач згоряння, який містить щоцерію, як добавок до палива. У US 4 568 360 опинайменше один іон металу, вибраний з перехідсано інші паливні композиції добавок, отримані них металів, Sn, Pb, Sb і В. змішуванням органометалевих композицій. У US Зокрема, винахід включає мастило, що міс6 096 104 описано суміш щонайменше трьох різтить перший поліпшувач згоряння, який містить них металевих сполук як паливних добавок. У US іони церію; і другий поліпшувач згоряння, який 2005/0160663 описано дизельне паливо з більш містить іони заліза. чистим згорянням, в якому використано металеЗгідно з іншим аспектом, запропоновано завий каталізатор. стосування мастила, що включає перший поліпПроблемою, пов'язаною з додаванням цих шувач згоряння, який містить щонайменше один матеріалів до палив, є використання транспортіон металу, вибраний з лантанідів або актинідів; і ними засобами великої кількості палива. Навіть другого поліпшувача згоряння, який містить щопри дуже низьких концентраціях транспортні занайменше один іон металу, вибраний з перехідсоби все ж використовують дуже значні кількості них металів, Sn, Pb, Sb і В, для зниження вихлодобавок до палива. пів, зокрема, вихлопного диму з двигуна. Описані способи зниження вихлопів дуже заЗгідно з ще одним аспектом, винахід включає лежать від сучасних технологій. У слабо розвизастосування мастила, що включає перший понених країнах такі технології часто є занадто доліпшувач згоряння, який містить щонайменше рогими і тому винахідники у таких країнах один іон металу, вибраний з лантанідів або актишукають шляхи зниження вихлопів старих двигунідів; і другого поліпшувача згоряння, який міснів, які можуть працювати на низькоякісних палитить щонайменше один іон металу, вибраний з вах. Значні економічні переваги може принести перехідних металів, Sn, Pb, Sb і В, для очищення зниження вихлопів без застосування нових двидвигуна, наприклад, зменшення карбонових відкгунів, паливних добавок або високоякісного палиладень у двигуні. ва. В іншому аспекті винахід включає застосуБуло виявлено, що зниження вихлопів і багавання мастила, що включає щонайменше два тьох інших переваг можна досягти додаванням поліпшувачі згоряння, для очищення двигуна і певних поліпшувачів згоряння до машинних масзниження вихлопів з двигуна, причому кожний тил, а не до палива. Оскільки двигуни використополіпшувач згоряння незалежно включає іон мевують значно менше мастил, ніж палива, кількість талу, вибраний з лантанідів або актинідів, перехідобавок для транспортного засобу значно знижудних металів, Sn, Pb, Sb і В. ється. Крім того, було виявлено, що додавання Згідно з ще одним аспектом, винахід включає поліпшувачів згоряння, запропонованих у даному застосування мастила, що включає перший повинаході, поліпшують вихлоп у старих транспорліпшувач згоряння, який містить щонайменше тних засобах і є ідеальними для застосування у один іон металу, вибраний з лантанідів або актималорозвинених країнах. нідів; і другого поліпшувача згоряння, який місБуло подано багато заявок на патенти, що тить щонайменше один іон металу, вибраний з стосуються мастил для двигунів транспортних перехідних металів, Sn, Pb, Sb і В, для подовзасобів. У US 2149856 описано мастило, яке місження тривалості служби двигуна, наприклад, тить суміш бета-дикетонових солей металу для для збільшення відстані, яку проходить трансповідвернення утворення твердих осаджень карбортний засіб, між обслуговуваннями. ну, які можуть блокувати клапани і спричинити В іншому аспекті винахід включає спосіб знизниження компресії. У деяких винаходах були ження вихлопів двигуна, зокрема, вихлопних дизроблені спроби знизити вихлопи додаванням мів, який включає експлуатацію зазначеного двидобавок до мастила у двигуні. У DE 3926817 опигуна з використанням мастила, що містить сано мастила, що містять церій або церієві сплаперший поліпшувач згоряння, який містить щови, які знижують вміст забруднювачів у вихлопних найменше один іон металу, вибраний з лантанігазах. У ЕР-А-334248 описано машинне мастило, дів або актинідів; і другий поліпшувач згоряння, яке містить сполуки заліза і фероцен для подовякий містить щонайменше один іон металу, вибження строку служби фільтру часток дизельного раний з перехідних металів, Sn, Pb, Sb і В. двигуна. Зокрема, винахід включає спосіб зниження Бажаним є створення машинного мастила, вихлопного диму з двигуна на щонайменше 5%, яке знижує вихлоп, зокрема, вміст малих часток, який включає експлуатацію зазначеного двигуна наприклад, золи, частково згорілих гідрокарбонів з використанням мастила, що містить перший і незгорілих гідрокарбонів, які є компонентами поліпшувач згоряння, який містить щонайменше диму двигуна. Крім того, бажано, щоб таке масодин іон металу, вибраний з лантанідів або актитило подовжувало тривалість служби двигуна і нідів; і другий поліпшувач згоряння, який містить забезпечувало чистоту клапанів двигуна. щонайменше один іон металу, вибраний з переНами було виявлено, що мастило, яке місхідних металів, Sn, Pb, Sb і В. 5 93382 6 Згідно з ще одним аспектом, винахід включає годин роботи транспортного засобу між обслугоспосіб очищення двигуна, наприклад, видалення вуваннями збільшується порівняно з двигуном, карбонових відкладень з двигуна, який включає що працює без мастила винаходу (тобто з масексплуатацію зазначеного двигуна з використанлом, але без добавок). ням мастила, що містить перший поліпшувач зго"Зменшення споживання мастила" означає, ряння, який містить щонайменше один іон метащо двигун, що використовує мастила згідно з лу, вибраний з лантанідів або актинідів; і другий винаходом, потребує менше мастила порівняно з поліпшувач згоряння, який містить щонайменше двигуном, що працює без мастила винаходу (тободин іон металу, вибраний з перехідних металів, то з маслом, але без добавок). Sn, Pb, Sb і В. Мастило згідно з винаходом включає суміш В іншому аспект винахід включає спосіб пополіпшувачів згоряння, які містять іони металу, довження тривалості служби транспортного завибрані з перехідних металів, актинідів, лантанісобу, який включає експлуатацію зазначеного дів або Sn, Pb, Sb і В. Отже, композиція включає двигуна з використанням мастила, що містить щонайменше перший поліпшувач згоряння і друперший поліпшувач згоряння, який містить щогий поліпшувач згоряння. найменше один іон металу, вибраний з лантаніБажано, щоб перший поліпшувач згоряння дів або актинідів; і другий поліпшувач згоряння, включав щонайменше один іон металу, вибраноякий містить щонайменше один іон металу, вибго з лантанідів або актинідів. Хоча перший поліпраний з перехідних металів, Sn, Pb, Sb і В. шувач згоряння може містити суміш іонів металу, У ще одному аспекті винахід включає спосіб бажано, щоб він містив один іон металу (тобто зменшення споживання мастила у двигуні, який лише іони церію, а не суміш, наприклад іонів цевключає експлуатацію зазначеного двигуна у зарію і європію). значеному транспортному засобі з використанЯкщо цей перший поліпшувач згоряння вклюням мастила, що включає перший поліпшувач чає іон металу, бажано, щоб він мав різні стабізгоряння, який містить щонайменше один іон мельні стани окислення, наприклад, два або три такі талу, вибраний з лантанідів або актинідів; і друстани. Придатні іони металу, таким чином, вклюгий поліпшувач згоряння, який містить щонаймечають, зокрема, іони з ряду лантанідів. Найбільш нше один іон металу, вибраний з перехідних бажаними є іони Се або Еu, зокрема, Се3+. Се металів, Sn, Pb, Sb і В. може мати стани окислення 3+ або 4+ і є найкраЗгідно з ще одним аспектом, винахід включає щим іоном металу, придатним для використання використання іонів церію і заліза як добавок до у першому поліпшувачі згоряння. мастила для очищення двигуна або зниження Бажано також, щоб іон металу у поліпшувачі вихлопу з нього. згоряння існував у формі, яка легко розчиняється Термін "мастило" включає будь-які мастильні або диспергується у мастильному маслі. Отже іон маси, що використовуються у двигунах внутрішметалу може бути у формі молекул або часток, нього згоряння, наприклад, чотири- або двотактякі легко розчиняються або диспергуються у масних двигунах, зокрема, у дизельних двигунах. тильному маслі. Бажано, щоб поліпшувач згорянМастило має бути синтетичним або мінеральним ня був сіллю або комплексом. Отже, бажані маслом, наприклад, мінеральним HDDO (Дизельконтр-іони для іону металу включають алкілсуним маслом для важких умов). Фактична природа льфонати (наприклад, етилсульфонат), алкілбенмоторного масла не має особливого значення. золсульфонати і фенати. В іншому варіанті іон Машинні масла звичайно отримують з вакуумноможе бути координований як частина комплексу, газової фракції сирої нафти. Маслом, придатним наприклад, металоцену, енолату, карбоксилатів для використання згідно з винаходом є PowerWay або ацетилацетонату і інших подібних лігандів. 15W-40. Найбільш бажано, щоб перший поліпшувач зго"Зниження вихлопів з двигуна" означає, що ряння був алкілбензолсульфонатом церію. вміст щонайменше одного з небажаних компонеБуло виявлено, що перший поліпшувач згонтів вихлопу двигуна знижується порівняно з двиряння працює найбільш ефективно у зоні циліндгуном, що працює без мастила, що містить добара двигуна. вки винаходу (тобто з мастильним маслом, але Другий поліпшувач згоряння включає іон мебез добавок). Наприклад, NOx, частки і/або дим з талу, бажано, вибраний з перехідних металів, Sn, двигуна під час роботи знижуються порівняно з Pb, Sb і В. Хоча другий поліпшувач згоряння модвигуном, що працює без мастила, яке містить же містити суміш іонів металу, бажано, щоб він добавки згідно з винаходом. Зокрема, мастильна містив один іон металу (наприклад, лише іон замаса з добавками, що поліпшують згоряння, зниліза, а не суміш, наприклад, іонів заліза і ванажують вихлопний дим з двигуна. дію). Очищення двигуна означає зниження кількоБажано, щоб цей другий поліпшувач згоряння сті або усунення карбонових відкладень, що включав іон металу, який має різні стабільні стаутворюються під час роботи двигуна, наприклад, ни окислення, наприклад, два або три таких стана кожухах клапанів або у картері порівняно з ни. двигуном, що працює без мастила з добавками Придатні іони металу, таким чином, включавинаходу (тобто працює з мастильним маслом, ють, зокрема, іони з першого перехідного ряду але без добавок). (від Sc до Zn), зокрема, з першого рядка перехід"Подовження тривалості служби двигуних елементів і ті, що належать до груп 8 і 10. на/транспортного засобу" означає, що відстань, Найбільш бажаними є сполуки ванадію (V), яку проходить транспортний засіб, або кількість марганцю (Μn) і нікелю (Ni), паладію (Pd), плати 7 93382 8 ни (Pt) і сполуки групи 8: заліза (Fe), рутенію (Ru) мав концентрацію від 0,1 до 2000 1/млн, бажано, і осмію (Os). Найкраще, коли другий поліпшувач від 1 до 1000 1/млн, більш бажано, від 2 до 200 згоряння включає іони заліза, особливо, Fe2+. 1/млн, зокрема, від 5 до 150 1/млн, найкраще від Бажано також, щоб іон металу у поліпшувачі 10 до 120 1/млн відносно іону металу. згоряння існував у формі, яка легко розчиняється Мастило згідно з винаходом може містити інабо диспергується у мастильному маслі. Бажані ші мастильні добавки на додаток до описаних контр-іони для іону металу включають сульфонаполіпшувачів згоряння. Згідно з бажаним втіленти, алкілсульфонати, алкілбензолсульфонати, ням винаходу мастильне масло додатково міснафтенати, гідроксиди і карбонати. В іншому ватить шумознижуючий агент, бажано, знижувач ріанті ioн може бути координований як частина точки текучості (PPD). Зазначеним PPD є, бажакомплексу, наприклад, фероцену, енолату, карно, коротколанцюговий полі(алкілметакрилат) боксилатів, алкілкарбоксилатів, асетилацетонату (РАМА). Бажано додавати зазначений PPD у відабо біпиридину. Найкраще, коли другий поліпшуносно високій концентрації, наприклад, 1 - 5%, вач згоряння є алкілкарбоксилатом заліза або приблизно 3% за масою у маслі. Ми вважаємо, фероценом. що додавання такої високої кількості шумознижуБуло виявлено, що другий поліпшувач зговача робить масло більш липким, а також знижує ряння працює найбільш ефективно у системі веншум. тиляції картера двигуна. Іншим аспектом винаходу є застосування Придатні добавки, що містять, наприклад, іознижувача точки текучості як шумознижуючої ни церію або заліза можна придбати від постачадобавки. льників. Паливом у двигуні, де може бути використане Поліпшуючі згоряння добавки у мастилі діють мастило згідно з винаходом, може бути будь-яке як прокаталізатор. Коли двигун працює, поліпшупаливо, що використовується у двигунах трансвачі згоряння спалахують у призначеному місці, портних засобів, бажано, рідке гідро карбонове наприклад, у вентиляційній камері картера або у паливо, яке може бути гідрокарбонатним дистициліндрах двигуна, утворюючи активний каталілятом нафти, наприклад, моторний бензин згідно затор. з ASTM Specification D481 або дизельне паливо Активним каталізатором є звичайно оксид або паливне масло згідно з ASTM Specification металу, наприклад, заліза або церію, наприклад, D975. Звичайно використовуються також рідкі Fe2O3, СеО2, Се2О3. Він може мати форму молегідрокарбонові палива, що містять негідрокарбокул, наночасток, часток або іншого агрегованого нові добавки, наприклад, спирти, етери, органооксиду металу. Ідеальним каталізатором, що нітро сполуки тощо (метанол, етанол, діетилетер, утворюється поліпшуючою згоряння добавкою ди-метилетер, метилетилетер, метил-третзгідно з винаходом є наночастки, наприклад, робутилетер, нітрометан), а також рідкі палива росзміром менше 500 нм, бажано, менше 250 нм. линного або мінерального походження, з кукуруРеакцією, каталізованою оксидом металу є дзи, люцерни, сланців і вугілля. утворення діоксиду карбону (СО2) і/або моноксиЗвичайно використовують рідкі гідрокарбоноду карбону (СО) в результаті каталізованого згові палива, які є сумішами одного або більше гідряння важкого гідрокарбону і/або коксових залирокарбонових палив і одного або більше негідрошків, утворених неповним згорянням палива і/або карбонових матеріалів. Прикладами таких мастила. Таким чином, відвертається утворення сумішей є комбінації бензину і етанолу, дизельвсіх форм карбонових або карбоновмісних ствоньного палива і етеру, дизельнного палива і мерюючих дим часток, агрегатів, аерозолів тощо. тилестерів рослинного або тваринного масла. Масове відношення поліпшувачів згоряння Використовують також палива, відомі як газорідкі один до одного може змінюватись від 1:1000 до палива (GTL). Паливо може містити або не місти1000:1, бажано, від 1:100 до 100:1, більш бажано, ти свинець. Паливо може бути емульсією, а саме від 1:50 до 50:1, краще від 1:25 до 25:1, найкраще макроемульсією, мікроемульсією або їх комбінавід1:10 до 10:1. Бажаним є надлишок другого цією. поліпшувача згоряння відносно першого поліпСлід зазначити, що під час роботи двигуна шувача згоряння. Бажаним є масове відношення відбувається певне змішування мастильного маперший поліпшувач: другий поліпшувач - від сла і палива. Якщо паливо містить поліпшувачі 1:100 до 1:1, більш бажано, від 1:50 до 1:5, найзгоряння, описані вище, вони можуть змішатись з краще від 1:25 до 1:8, наприклад 1:10. мастильним маслом. Така суміш палива і мастиКількість кожного поліпшувача згоряння (за ла не входить в об'єм винаходу. Винахід вимагає, масою) у мастилі може становити від 0,1 до 2000 щоб добавки додавали у мастило, а не у паливо 1/млн, наприклад, від 1 до 1000 1/млн, бажано, транспортного засобу. Отже, винахід включає від 1 до 100 1/млн відносно даного іону металу. мастило, описане вище, але не у двигуні, а, наЗгідно з бажаним втіленням першого аспекту, приклад, у контейнері. винахід включає мастило, в якому перший поліпМастило згідно з винаходом можна викорисшувач згоряння, бажано, працює у зоні циліндрів товувати у будь-якому двигуні внутрішнього згодвигуна, має концентрацію від 0,1 до 1000 1/млн, ряння, наприклад, чотири- або двотактному двибажано, від 1 до 100 1/млн, більш бажано, від 2 гуні, зокрема, у дизельному двигуні. до 50, найкраще від 5 до 12 1/млн відносно іону Транспортний засіб може бути шляховим або металу. рейковим, водним або повітряним, зокрема, авБажано, щоб другий поліпшувач згоряння, що тобусом. Мастильне масло згідно з винаходом є ідеально працює у вентиляції картера двигуна, особливо корисним у старих двигунах, напри 9 93382 10 клад, виготовлених до 2000 p., бажано, до 1997 що працює на ідентичному мастилі без поліпшуp., більш бажано, до 1995 p., найкраще до 1993 р. вачів згоряння згідно з винаходом. Якщо старий двигун кондиціонують і ремонДобавки згідно з винаходом можуть збільшитують, це не змінює того факту, що двигун стати відстань, яку проходить транспортний засіб рий. Двигун датують датою першого введення в між замінами масла на щонайменше 3%, наприексплуатацію, наприклад, згідно з серійним ноклад, щонайменше 5%, зокрема, щонайменше мером на двигуні. 10%, бажано щонайменше 20%, порівняно з двиВ іншому варіанті двигун вважають старим, гуном, що працює на ідентичному мастильному якщо він має великий пробіг, наприклад, щонаймаслі без поліпшувачів згоряння згідно з винахоменше 75000 км, бажано, щонайменше 100000 дом. км, краще щонайменше 125000 км. Такі двигуни Мастило винаходу можна виготовляти просвикористовують у малорозвинених країнах. Осотим додаванням поліпшувачів згоряння згідно з бливо бажано використовувати мастильне масло винаходом у належній кількості до моторного у великих дизельних двигунах транспортних замасла. У продажу є придатні для цього моторні собів, наприклад, автобусів або вантажівок, або масла, наприклад PowerWay 15 W-40 від Statoil. сільськогосподарських транспортних засобів, або В об'єм деяких аспектів винаходу входять у рейкових двигунах. поліпшуючі згоряння добавки, приготовлені для Згідно з ще одним аспектом, винахід включає продажу у формі, придатній для додавання коридвигун, що містить мастило згідно з винаходом. стувачем до стандартного моторного масла, наБуло виявлено, що використання мастила приклад, дизельного. Згідно з іншим аспектом, винаходу у двигуні, особливо старому двигуні, винахід включає комплект, який містить джерело дає надзвичайне поліпшення. По-перше, значно іонів церію і окреме джерело іонів заліза з інструзменшуються вихлопи двигуна, зокрема вихлопні кціями, скільки кожного з них необхідно додавати дими. Крім того, помітно поліпшується чистота до фіксованої кількості моторного масла, напридвигуна, зокрема, не утворюються відкладення у клад, для отримання концентрації 10 1/млн іонів місцях, де вони раніше утворювались. На прикСе і 1001/млн іонів Fe. ладах показано, що мастило згідно з винаходом Винахід ілюструється не обмежуючими винаможе фактично забезпечити видалення або змехід прикладами з супроводжуючими кресленняншення відкладень бруду у двигуні. У нових двими, в яких: гунах підвищення чистоти дозволяє використовуФіг.1 - схема тесту у прикладі 1; вати більш широкий вибір палив і/або паливо Фіг.2-7 - результати тесту у прикладі 5, зокнижчої якості. рема, Фіг.2-4 описують CO, CO2, дим і вміст гідЦе дає ряд переваг, наприклад, більшу екорокарбонів для замкненої вентиляції картера для номію палива, менше обслуговування, менш часмастильних масел згідно з винаходом порівняно з ту заміну масла, менше простоїв, менші трудовимаслом без добавок, а Фіг.5-7 описують CO, CO2, трати для підтримання великих груп дим і вміст гідрокарбонів для замкненої вентилятранспортних засобів тощо. ції картера для мастильних масел згідно з винаЗменшення вихлопних димів, виміряне, як це ходом порівняно з маслом без добавок; описано у прикладі 7, з використанням вимірюваФіг.8 -18 - фотографії різних частин автобусча диму, може становити щонайменше 3%, наного двигуна у тестах прикладу 6 перед, під час і приклад, щонайменше 5%, зокрема, щонайменпісля тестів, зокрема, кожуха клапану автобусу ше 10%, бажано, щонайменше 20%, порівняно з 05178 перед застосуванням мастильного масла двигуном, що працює на ідентичному мастильнозгідно з винаходом (Cityway на Фіг.). Викладення му маслі без поліпшувачів згоряння згідно з вибруду - до глибини 15 мм; находом. Дим, що усувається згідно з винаходом, Фіг.9а, 9b - головка циліндра автобусу 05178 може походити від неповного згоряння масла або перед застосуванням мастильного масла згідно з палива. Зменшення диму від палива є особливо винаходом. Деталі головки циліндра не показано; ефективним у двигунах з закритою системою Фіг.10 - кожух клапану автобусу 05178 після вентиляції картера. 28000 км з використанням мастильного масла Добавки згідно з винаходом можуть знизити згідно з винаходом. витрату мастильного масла на щонайменше 3%, Фіг.11а, 11b - головка циліндра автобусу наприклад, щонайменше 5%, зокрема, щонайме05178 після 28000 км з використанням мастильнше 10%, бажано щонайменше 20%, порівняно з ного масла згідно з винаходом. Деталі головки двигуном, що працює на ідентичному мастилі без циліндра не показано; поліпшувачів згоряння згідно з винаходом. Фіг.12 - кожух клапану автобусу 05178 після Добавки згідно з винаходом можуть збільши33000 км з використанням мастильного масла ти тривалість життя двигуна на щонайменше 3%, згідно з винаходом; наприклад, щонайменше 5%, зокрема, щонаймеФіг.13а, 13b - головка циліндра автобусу нше 10%, бажано щонайменше 20%, порівняно з 05178 після 33000 км з використанням мастильдвигуном, що працює на ідентичному мастилі без ного масла згідно з винаходом. Деталі головки поліпшувачів згоряння згідно з винаходом. циліндра не показано; Добавки згідно з винаходом можуть знизити Фіг.14а-с - порівняння кожуха клапану перед і карбонові відкладення у двигуні, наприклад, на після 28000 км і після 33000 км з використанням циліндрі, на щонайменше 3%, наприклад, щомастильного масла згідно з винаходом; найменше 5%, зокрема, щонайменше 10%, бажано щонайменше 20%, порівняно з двигуном, 11 93382 12 Фіг.15а, 15b, 16а, 16b - кожух клапану автобуФіг.29 - кількісне розподілення часток за розсу 01801 після 13000 км і 26000 км з використанмірами згідно з тестом на 60 км/год.; ням мастильного масла згідно з винаходом; Фіг.30 - кількісне розподілення часток за розФіг.17 - головка циліндра автобусу 01801 пісмірами згідно з брауншвейгським тестом; ля 13000 км з використанням мастильного масла Фіг.31 - вимірювання диму згідно з тестом на згідно з винаходом; 60 км/год.; Фіг.18а, 18b - головка циліндра автобусу Фіг.32 - цикл брауншвейгських тестів для ав01801 після 13000 км і 26000 км з використанням тобусу. мастильного масла згідно з винаходом; Приклади Фіг.19-31 - результати вихлопу прикладу 7 у Приклад 1 графічній формі, зокрема, Фіг.19 містить вихлопи Первинні тести проводили у компанії з розCO згідно з тестом на 60 км/год.; бирання автобусів у Швеції. Ця компанія надала Фіг.20 - вихлопи CO згідно з брауншвейгсь3 автобуси, приготовлені для металолому з наким тестом; хиленими моторами Volvo. Тест спеціально адапФіг.21 - гідрокарбонові вихлопи згідно з тестовано для нагрівання масла, з незначними мотом на 60 км/год.; дифікаціями. Масло спалюють у печі (1) для Фіг.22 - гідрокарбонові вихлопи згідно з браунагрівання масла (1) і беруть зразки вихлопу (2) ншвейгським тестом; тестером диму True Spot (3). Для взяття зразків Фіг.23 - вихлопи NOx згідно з тестом на 60 були використані 15 ходів насосу (Фіг.1). Вихідний км/год.; газ пропускали насосом через фільтрувальну Фіг.24 - вихлопи NOx згідно з брауншвейгсьмембрану. Фільтр перевіряли на зміну кольору ким тестом; і/або появу часток. Будь-які виявлені частки підФіг.25 - вихлопи часток згідно з тестом на 60 раховували і оцінювали розміри оптичним мікроскм/год.; копом. Результат тесту оцінювали за методом Фіг.26 - вихлопи часток згідно з брауншвейгвиконано/не виконано. Добавки вносили у моторським тестом; не мастило у різних концентраціях і спостерігали Фіг.27 - споживання палива згідно з тестом на результат за утворенням диму. 60 км/год.; У першому тесті-скринінгу була використана Фіг.28 - споживання палива згідно з брауншодна добавка (див. нижче): вейгським тестом; Автобус No. 1 2 3 Реєстраційний номер ММТ082 DHA422 OS A 091 Перший тест показав, що і фероцен і церієва сполука створюють позитивний вплив на пригнічення диму, а РІВ і детергент не створюють ніякого ефекту (Автобус 3). Приклад 2 У другому тесті-скринінгу були тестовані різні добавки у різних концентраціях і було виявлено, що найкращою є комбінація церієвих і залізних добавок. Пригнічення утворення диму було функцією зростання концентрації іонів церію до досягнення плато і ефект вирівнювався, причому церієвою добавкою був алкілбензолсульфонат церію. Дія додаткового внесення залізної добавки була схожою, але мала місце друга фаза, коли залізна добавка починала впливати на дим, утворений паливом (тобто працював інший механізм). Цей ефект можна ініціювати і припиняти, відкриваючи і закриваючи вентиляцію картера. Залізною добавкою був фероцен. Було виявлено, що димоутворення від палива значно знижується і, можливо, пов'язане з вхідною системою вентиляції картера. Було виявлено, що церієва добавка працює у рідкій фазі у циліндрах і вхідних клапанах, а залізна добавка - у туманній фазі у вентиляції картера, позитивно впливаючи на згоряння палива. Приклад 3 Третя група тестів була проведена з автобусами 1 і 2. Автобуси були запущені і працювали на холостому ході приблизно 40 хв., після чого з Вміст маточного розчину Фероцен, 150 1/млн іонів Fe Алкілбензолсульфонат церію (III), 30 1/млн іонів Се РІВ (поллі-ізобутилен) + детергент вихлопної труби був взятий перший зразок диму і одночасно була додана перша доза відповідної добавки безпосередньо у резервуар масла автобусу. Добавкою була суміш приблизно 1 дкл моторного масла з церієвими і залізними добавками (як у Прикладах 1 і 2) з кінцевою концентрацією у моторному маслі (прибл. 18 л) 4 1/млн іонів церію і 10 1/млн іонів Fe. Через приблизно 70 хв. був узятий другий зразок диму і була додана ще доза тих же добавок, після чого концентрація у моторному маслі становила прибл. 8 1/млн іонів церію і 20 1/млн іонів заліза. Через приблизно 35 хв. був узятий третій і останній зразок диму, після чого двигун автобусу був зупинений. Тести на двох автобусах показали помітне поліпшення результатів. Після додавання другої дози дим зник і, отже, проблема видимого диму була усунена. Був проведений окремий тест на окислення з моторним маслом з цими добавками. Масло PowerWay 15W-40 з цими добавками було тестоване згідно з RBOT (Rotary Bomb Oxidation Test) і виміряна точка спалаху не зазнала змін. Приклад 4 Розвиток зносу циліндра під час згоряння масла. Тест проводили з дизельним двигуном Lister Petter, model 4X90, у циклі, що імітував рух автобусу у міському трафіку протягом 536 год. Двигун 13 93382 14 був новим, лише з 100 год. роботи до тесту. Масторного масла PowerWay 15W-40. Масло вводило було новим маслом згідно з винаходом, з алли у картер. Тест палива показав 440 1/млн сукілбензолсульфонатом церію (10 1/млн іонів цельфуру. рію (III) іон) і алкілкарбоксилатом заліза (II) (100 З табл. 1 можна бачити відсутність зносу 1/млн іон заліза), доданими до стандартного мопротягом тесту. Таблиця 1 Тест на знос у дизельному двигуні Lister Petter після 536 год. роботи у циклі, що імітує рух автобусу у міському трафіку. Вимірювання циліндра пов'язані з тестом масла Циліндр No 1 Циліндр No 2 Циліндр No 3 Циліндр No 4 Верхня частина Середня частина Дно Верхня частина Середня частина Дно Верхня частина Середня частина Дно Верхня частина Середня частина Дно У цьому тесті була перевірена гіпотеза зникнення змащуючої плівки у циліндрі і, як наслідок, підвищеного зносу. Ця гіпотеза відхилена. Приклад 5 Аналіз вихлопного газу З двигуном Приклад 4 був проведений аналіз вихлопного газу з використанням спеціального інструменту (Boo Instrument AB, Nacka, Sweden), Виміряний діаметр Перед тестом 90,00 90,00 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 Виміряний діаметр Після тесту 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,01 90,00 90,00 так званий багатоінструментальний тест масла, ідентичного використаному у Прикладі 4, а також тест "Низьковихлопне PowerWay" (скорочено LS). Дані LS 15W-40 наведено у табл. 2. PowerWay є товарним знаком Statoil. У цьому тесті концентрація іонів церію становила 10 1/млн, і 100 1/млн для іонів заліза у Низьковихлопному PowerWay 15W-40. Таблиця 2 Наявність Щільність при 15°С Точка спалаху СОС Точка текучості В'язкість при 100°С В'язкість при 40°С Піноутворення/стабільність - посл. І Піноутворення/стабільність - посл. ІІ Піноутворення/стабільність - посл.ІІІ Індекс в'язкості Леткість (Noack) TBN IR перекриття (100% std) Вміст цинку Вміст кальцію Вміст фосфору Запах Колір CCS-20°C Вміст сульфуру Під час тесту були використані такі масла/дизельні палива: 1 PowerWay LS, 440 1/млн S, з замкненою вентиляцією картера Тест Візуально ASTM D 4052 ASTM D 92 ASTM D 97 ASTM D 445 ASTM D 445 ASTM D 892 ASTM D 892 ASTM D 892 ASTM D 2270 СЕС-L-ТASTM D 2896 ASTM D 4927 ASTM D 4927 ASTM D 4927 Візуально ASTM D 5293 ASTM D 4927 Одиниці кг/м3 °С °С мм2/s мм2/s мл мл мл % мг кг/g 1/млн 1/млн 1/млн мПа 1/млн Тип чисто 884 220 -39 13,8 99 0/0 10/0 0/0 136 12,9 10 Пас. 1300 3000 1150 Фарба Темний 6100 9100 2 PowerWay LS, 440 1/млн S, без замкненої вентиляції картера 3 PowerWay LS, 919 1/млн S, з замкненою вентиляцією картера 15 93382 16 4 PowerWay LS, 919 1/млн S, без замкненої з винаходом, у комбінації з двома різними дизевентиляції картера льними паливами, з вмістом 440 1/млн сульфуру 5 PowerWay Standard, 440 1/млн S, з замкне(S) і 919 1/млн сульфуру, відповідно. Добавки до ною вентиляцією картера PowerWay містили 10 1/млн іонів церію (алкілб6 PowerWay Standard, 4401/млн S, без закензолсульфонат) і 100 1/млн іонів заліза (алкілмкненої вентиляції картера. карбоксилат). Продукти 5 і 6 є стандартним масПродукти 1, 2, 3 і 4 відповідають маслу лом HDDO без добавок. (PowerWay) добавками для зниження диму згідно Таблиця 3 Порівняння різних продуктів за складом вихлопного газу Продукт 1 2 3 4 5 6 Прямий ефект (кВт) 14,99 15,24 15,11 15,02 14,65 15,00 Питом. НС (г/кВтгод) NOx (г/кВтгод) CO (г/кВтгод) СО2 (г/кВтгод) 0,48 0,54 0,47 0,44 0,68 0,63 10,50 10,48 10,86 11,09 11,05 11,12 1,41 1,46 1,10 1,01 2,45 2,19 770,5 771,0 764,5 766,5 808 801 Результати з табл. 2, з замкненою вентиляцією картера ілюстровані Фіг.2-4, а з відкритою вентиляцією картера - Фіг.5-7. У цих Фіг. використано абревіатури: PW Стандартне PowerWay 15W-40 PW LS 1 Низьковихлопне PowerWay і паливо з 4401/млн сульфуру PWLS2 Низьковихлопне PowerWay і паливо з 919 1/млн сульфуру. Результати тесту на вихлопному газі показують позитивний вплив на дим. Результати у табл. 2 показують підвищену економію палива, оскільки концентрації СО і СО2 є нижчими з добавками, ніж без них. Концентрації NOx і НС також знизились, що робить вихлопи менш шкідливими для довкілля. З табл. 2 можна бачити, що індекс диму зростає із зменшенням вмісту сульфуру у паливі. Ці результати були отримані на новому сучасному двигуні. Для старих, зношених двигунів застосування винаходу може дати кращі результати. Отже, використання винаходу може дати суттєвий внесок у вирішення проблем, пов'язаних з смердючими і шкідливими вихлопними газами і сажею у великих містах і щільно заселених регіонах, зокрема коли транспортні засоби є старими, і тому ці проблеми є гострими. Приклад 6 Тест на московських автобусах - частота двигуна Мастильне масло згідно з винаходом було використане у тестах на автобусах Мосгортрансу. Автобус 05178 з депо №5 Мосгортрансу мав пробіг 135.600 км до початку тесту. Мастильне масло було замінене маслом згідно з винаходом (PowerWay 15W-40 з 10 1/млн іонів церію (алкілбензолсульфонат) і 100 1/млн іонів заліза (алкілкарбоксилат). Після 8000 км масло було замінене у зв'язку з дефектом інжекторів. Після 33.000 км був перевірений стан двигуна. Фото на Фіг.8-13 показують різні частини двигуна перед застосуванням масла згідно з винахо О2 Оцінка (г/кВтгод) λ 651,5 641,3 665,5 671,5 644,5 644 1,79 1,77 1,81 1,82 1,74 1,74 Індекс диму (Bosch) 2,07 2,15 1,73 1,71 2,60 2,52 Тиск масла (бар) 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4 дом і після 28.000 км і 33.000 км. Можна бачити видалення забруднення двигуна. Такий же тест був проведений на автобусі No. 18101А з депо №18 Мосгортрансу. Результати показано на Фіг.14-18 після 13.000 км і 26.000. Висока здатність мастильного масла згідно з винаходом очищати двигун робить його дуже привабливим для автобусних компаній тощо. Більш чистий двигун потребує менше палива і має менший вихлоп. Чистий двигун має довшу тривалість життя, потребує менше запасних частин, менше обслуговування і дозволяє скорочення обслуговуючого персоналу. У чистому двигуні мастильне масло потребує менш частої заміни, ніж звичайне масло, і менших трудовитрат. Менш часті заміни масла означають менші простої транспортного засобу і дозволяє зменшити кількість машин. Приклад 7 Вихлопи з старого автобусу У цьому тесті був використаний автобус Volvo B10M-70 з звичайним дизельним паливом з 500 1/млн сульфуру. Були випробувані три різні мастильні масла: 1. PowerWay 15W-40 2. PowerWay 15W-40 з 10 1/млн іонів Се (алкілбензолсульфонат) і 100 1/млн іонів Fe (алкілкарбоксилат) 3. PowerWay 15W-40 з 20 1/млн іонів Се (алкілбензолсульфонат) і 200 1/млн іонів Fe (алкілкарбоксилат заліза). Табл. 4 містить дані транспортного засобу. Таблиця 4 Шасі Рік моделі Одометр (км) Потужність двигуна (кВт) Паливо VOLVO VIOM-70 1М2В10МА027341 1991 217886 210 Дизельне 17 93382 Динамометр шасі Автобус був тестований на люлечковому динамометрі з роликами діаметром 515 мм при температурі 22°С. Динамометр був налаштований шляхом імітації перевантаженого транспортного засобу на шляху (згідно з типовою інерційністю транспортного засобу і поворотами дороги). Цикл водіння Були проведені тести сталого і перехідного режимів. Тест сталого режиму був проведений при швидкості 60 км/год, протягом 10 хв.. Тест перехідного режиму проводили як цикл брауншвейгського тесту з імітацією для транспортного засобу реального шляхового навантаження (Фіг.32). Взяття зразків і аналіз вихлопу Були виміряні вихлопи CO, СО2, НС, NOx, маси часток (РМ), кількості часток і розподілення їх розмірів, а також дим. Вимірювання диму проводили лише на постійній швидкості 60 км/год, прямим взяттям зразків свіжого вихлопного газу. 18 Вимірювання CO, СО2, НС, NOx, маси часток (РМ), кількості часток і розподілення їх розмірів проводили, використовуючи розріджені зразки. Спосіб взяття розріджених зразків базується на системі розрідження повного потоку, тобто весь вихлоп розріджують, використовуючи принцип зразків постійного об'єму (CVS). Повний об'єм суміші вихлопу і розріджуючого повітря виміряли системою критичного потоку Вентурі (CFV). Для аналізу на CO, СО2, НС, NOx використовували Horiba Меха 9000 series (9400D). Споживання палива обчислювали методом карбонового балансу. Для вимірювання диму використовували AVL Smoke Meter 415S. Кількість часток і розподілення їх розмірів виміряли, використовуючи Electrical Low-Тиск Impactor (ELPI) (Dekati). Цей інструмент дає розміри часток з розрізненням від 7 нм до 6 мкм. Результати наведено у табл. 5. Таблиця 5 Принципи вимірювання Компонент вихлопу Всього гідрокарбонів (ТНС) Моноксид карбону (СО) Оксиди нітрогену (NO, NOX) Діоксид карбону (СО2) Споживання палива (FC) Частки у вихлопі (РМ) Кількість часток і розподілення їх розмірів Дим Вимірювання HFED (детектор іонізації гарячого полум'я 190°С) NDIR (недисперсний інфрачервоний аналізатор CLA (хемілюмінесценція) NDIR (недисперсний інфрачервоний аналізатор) Баланс карбону у НС, СО і СО2 Гравіметрія Імпактор Рефлектометр Програма тесту Випробування мастила проводили згідно з операціями: 1.PowerWay 15W-40 2. PowerWay 15W-40 з 100 1/млн іонів заліза (алкілкарбоксилат) і 10 1/млн іонів церію (алкілсульфонат). Це тест Cityway на Фіг. 3. PowerWay 15 W-40 4. PowerWay 15W-40 з 200 1/млн іонів заліза (алкілкарбоксилат) і 20 1/млн іонів церію (алкілсульфонат). SL 06-306 на Фіг. 5. PowerWay 15 W-40 Кожну операцію тесту проводили за такою процедурою: 1. Заміна масла (виливання-промиваннявиливання-наповнення) 2. Підготовка транспортного засобу при 60 км/год, протягом 30 хв. 3. Тест вихлопу при 60 км/год, протягом 10 хв. 4. Брауншвейгський тест вихлопу для автобусного циклу Результати Результати тестів ілюстровано Фіг.19-31 і табл 6-9. Для PowerWay 15W-40 був проведений потрійний тест, у Фіг. наведено стандартне відхилення. Таблиця 6 Вихлопи СО, НС, NOx, СО2, РМ, споживання палива і дим при 60 км/год. PowerWay 15W-40 CityWay PowerWay 15W-40 SL 06-306 PowerWay 15 W-40 CO г/км 0,9 0,9 0,8 0,9 0,9 НС г/км 0,4 0,3 0,4 0,4 0,3 NOx г/км 7,3 8,0 7,5 7,8 8,4 СО2 г/км 635,7 636,7 642,7 627,7 640,6 паливо г/км 201,2 201,5 203,4 198,7 202,7 РМ г/км 0,173 0,157 0,151 0,159 0,141 Дим FSN 1,41 1,28 1,37 1,28 1,37 19 93382 20 Таблиця 7 Кількість часток ι розподілення їх розмірів згідно з тестом на 60 км/год PowerWay 15W-40 CityWay PowerWay 15W-40 SL 06-306 PowerWay 15W-40 24 нм 30 нм 49 нм 99 нм 214 нм 321 нм 583 нм 901 нм 1515 нм 2272 нм 3796 нм 6351 нм 7,6E+13 2,2Е+14 3,4E+14 4,5E+14 2,1E+14 1,4E+14 1,5E+13 3,5E+12 1,2E+12 2,6Е+04 1,4E+04 5,8E+03 4,7E+13 1,9Е+14 3,0Е+14 4,1Е+14 2,0E+14 1,4E+14 1,5E+13 3,6E+12 1,2E+12 2,4E+04 1,4E+04 4,3E+03 3,4E+13 1,8E+14 3 0E+14 41E+14 2,0Е+14 1,5E+14 1,5E+13 3,7E+12 1,3E+12 2,4Е+04 1,4E+04 5,7E+03 6,9E+13 1,8Е+14 2,9E+14 3,9E+14 1,9E+14 1,6Е+14 1,4E+13 3,8E+12 1,3E+12 2,7E+04 1,3E+0 4 4,9E+03 3,7E+13 2,1Е+14 3,3Е+14 4,3Е+14 2,0E+14 1,6E+14 1,4Е+13 3,9E+12 1,3E+12 2,8E+04 1,4E+04 5,4E+03 Таблиця 8 Вихлопи СО, НС, NOx, СО2, РМ, споживання палива згідно з брауншвейгськими тестами PowerWay 15W-40 CityWay PowerWay 15W-40 SL 06-306 PowerWay 15W-40 CO г/км 6,1 6,2 59 6,5 6,7 НС г/км 0,5 0,6 0,6 0,6 0,5 NOx г/км 13,5 13,4 13,6 13,6 13,4 СО2 г/км 1291,3 1310,7 1330,8 1327,5 1315,6 паливо г/км 410,6 416 9 423,0 422,3 418,5 РМ г/км 0,541 0,532 0,514 0,574 0,591 Таблиця 9 Кількість часток ι розподілення їх розмірів згідно з брауншвейгськими тестами PowerWay 15W-40 CityWay PowerWay 15W-40 SL 06-306 PowerWay 15W-40 24 нм 30 нм 49 нм 99 нм 214 нм 321 нм 583 нм 901 нм 1515 нм 2272 нм 3796 нм 6351 нм 2,9E+15 2,6E+15 1,4E+15 1,4Ε+15 6,5E+14 5,3E+14 7,0E+13 2,0E+13 7,7E+12 4,5E+12 2,4E+12 1,0E+12 2,3E+15 2,0E+15 1,2Е+15 1,3Е+15 6,3E+14 5,5E+14 7,0E+1З 2,0E+13 7,5E+12 4,2E+12 1,9E+12 7,5E+11 1,5E+15 1,5Е+15 1,1Е+15 1,2E+15 5,8E+14 5,3E+14 6,4E+13 1,9E+13 7,1E+12 4,2Е+12 2,4E+12 1,0E+12 2,1Е+15 1,1Е+13 1,1E+15 1,3E+15 6,5E+14 6,5E+14 7,3E+13 2,2E+13 8,2E+12 4,6E+12 2,2E+12 8,6E+11 1,0E+15 9,9E+14 1,0E+15 1,3E+15 6,8E+14 6,8E+14 7,4E+13 2,3Е+13 8,7E+12 5,0E+12 2,4E+12 9,5E+11 21 93382 22 23 93382 24 25 93382 26 27 93382 28 29 93382 30 31 93382 32 33 93382 34 В описі до патенту на винахід графічні зображення подаються в редакції заявника. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601