PROCEDIMIENTO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR QUE UTILIZA UNA COMPOSICION LUBRICANTE QUE COMPRENDE UNA DISPERSION COLOIDAL DE UNA TIERRA RARA PARA CATALIZAR LA COMBUSTION DE HOLLINES.

Un procedimiento de funcionamiento de un motor susceptible de producir gases de escape que contienen partículas y equipado con un tubo de escape provisto de un filtro de partículas,

en el que las partículas se atrapan sobre dicho filtro y se procede periódicamente a la combustión de las partículas atrapadas y en el que, con vistas a catalizar la combustión de dichas partículas, se utiliza como composición lubricante del motor una composición que resulta de la mezcla de:

- un aceite lubricante;

- una dispersión coloidal;

caracterizada porque la dispersión coloidal comprende partículas de un compuesto de cerio y de hierro y un agente anfífilo, partículas que son como mínimo 90% monocristales y presentan un d50 comprendido entre 1 y 5 nm

Procedimiento de funcionamiento de un motor que utiliza una composición lubricante que comprende una dispersión coloidal de una tierra rara para catalizar la combustión de hollines.

La presente invención se refiere a un procedimiento de funcionamiento de un motor que utiliza una composición lubricante que comprende una dispersión coloidal de una tierra rara para catalizar la combustión de hollines.

Se sabe que durante la combustión del gasóleo en un motor diesel, los productos carbonados tienen tendencia de formar hollines, que se consideran nocivos tanto para el medio ambiente como para la salud. Se investigan, desde hace tiempo, técnicas que permitan reducir la emisión de estos hollines o partículas carbonadas. El mismo problema se plantea para los motores de gasolina que funcionan con mezcla pobre (en inglés, motores "lean-bum") que emiten también tales partículas.

Una solución satisfactoria y utilizada actualmente a gran escala consiste en recoger las partículas sobre un filtro que se regenera regularmente para evitar su colmatación. La regeneración del filtro se facilita tanto más cuanto que la temperatura de autoinflamación de los hollines es baja, lo que se puede obtener mediante la introducción de un catalizador en medio mismo de los hollines durante la combustión. Esta tecnología, conocida con el nombre de "Catálisis soportada sobre combustible" o FBC (por sus siglas en inglés) se utiliza también ampliamente. Los hollines con estos aditivos presentan una temperatura de autoinflamación suficientemente baja para estar frecuentemente al alcance durante una marcha normal del motor o durante los ciclos de regeneración específicos.

Así, el documento FR 2 833 862 describe una dispersión coloidal de hierro utilizable como adyuvante de la combustión de hollines para un motor diesel. Esta dispersión se aplica en el carburante.

El documento DE 41 33 137 A1 describe un aceite lubricante que contiene un aditivo para la combustión de hollines para un motor diesel. La naturaleza de este aditivo no se ha precisado.

Aunque la tecnología FBC sea satisfactoria, existe sin embargo una necesidad de otras tecnologías alternativas de forma que se pueda disponer de la gama más amplia posible de soluciones y que se pueda así responder al problema de reducción de la emisión de las partículas nocivas que son las condiciones en las que se plantea este problema.

Luego el objeto de la invención es proponer tal nueva tecnología.

Con este objetivo, la invención se refiere a un procedimiento de funcionamiento de un motor susceptible de producir gases de escape que contienen partículas y equipado con un silenciador provisto de un filtro de partículas, en el que se atrapan las partículas sobre dicho filtro y se procede periódicamente a la combustión de las partículas atrapadas y que se caracteriza porque con vistas a la combustión de dichas partículas, se utiliza como composición lubricante del motor una composición que resulta de la mezcla de:

- un aceite lubricante;

- una dispersión coloidal que comprende partículas de un compuesto de al menos una tierra rara y un agente anfífilo.

El procedimiento de la invención tiene la ventaja de suprimir la presencia de depósito específico para el catalizador de la combustión de los hollines y de un dispositivo de dosificación del mismo en el carburante, contrariamente al procedimiento que utiliza la tecnología FBC.

Otras características, detalles y ventajas de la invención irán apareciendo de forma todavía más completa con la lectura de la descripción siguiente, así como con los diversos ejemplos concretos pero no limitantes, destinados a ilustrarla.

Por tierra rara se entiende en esta misma descripción los elementos del grupo constituido por itrio, escandio y los elementos de la tabla periódica de número atómico comprendido entre 57 y 71, ambos inclusive.

La composición de la invención proviene de una mezcla de dos elementos esenciales: el aceite lubricante y la dispersión coloidal.

Los aceites lubricantes son muy conocidos por el experto en la técnica. Se puede recordar que estos productos contienen un aceite de base con propiedades lubricantes. Este aceite a base puede ser un aceite mineral derivado del petróleo, a base de parafinas, de compuestos aromáticos o de isoparafinas y de mezclas de estos compuestos. El aceite mineral se puede obtener por destilación a vacío de un petróleo bruto, a continuación el destilado obtenido se hidrocraquea, se trata con hidrógeno y en un segundo paso se desparafina y/o se hidroisomeriza de forma que se mejoran propiedades como la viscosidad y las de flujo del aceite de base así obtenido.

Estos aceites de base pueden ser también aceites sintéticos a base de polialfaolefinas o de ésteres orgánicos.

El índice de viscosidad de los aceites minerales puede estar comprendido, por ejemplo, entre 90 y 100 (índice medido según la norma ASTM D2270), el de los productos tratados con hidrógeno entre 120 y 130 y este índice puede ser superior a 140 para los aceites sintéticos a base de polialfaolefinas y puede incluso alcanzar 200 para aquellos a base de ésteres orgánicos.

De forma también conocida, los aceites lubricantes contienen otros aditivos diferentes que los pueden clasificar en tres grupos: los destinados a mejorar la estabilidad química del aceite o a inhibir los efectos de los productos de degradación, los que mejoran las propiedades reológicas y los que protegen las superficies metálicas y tienen un efecto antidesgaste.

En el primer grupo se encuentran los aditivos antioxidantes a base, por ejemplo, de fenoles, de arilaminas sustituidas o de compuestos azufrados o también de dialquilditiofosfatos de cinc. Se encuentran también los aditivos detergentes del tipo sales de ácidos orgánicos o de fenoles y de metales divalentes y los aditivos dispersantes del tipo tensioactivos orgánicos.

Los aditivos del segundo grupo son los que actúan sobre el punto de fluencia de los aceites y son del tipo de oligómeros que poseen cadenas de alquilo o incluso los productos denominados anticongelantes del tipo alquilnaftalenos, poliacrilatos de alcoholes de cadena larga o incluso del tipo de poliestirenos alquilados. Se encuentran también en este segundo grupo los aditivos que mejoran el índice de viscosidad. Estos aditivos son a base de polímeros hidrocarbonados (copolímeros de etileno-propileno, por ejemplo) o de polímeros con función éster (del tipo polimetacrilato). Por último, en este segundo grupo de aditivos se encuentran también los productos antiespumantes, por ejemplo a base de siliconas.

El tercer grupo de aditivos comprende los productos con efecto antidesgaste. Se trata generalmente de productos orgánicos que contienen azufre, cloro o fósforo del tipo de derivados ditiofosfóricos o derivados de fosfomolibdatos.

El segundo elemento esencial de la composición de la invención es la dispersión coloidal.

La expresión "dispersión coloidal" designa, en la presente descripción, todo sistema constituido por finas partículas sólidas de dimensiones coloidales a base de un compuesto de una tierra rara, en suspensión en una fase líquida, dichas partículas pueden contener además, eventualmente, cantidades residuales de iones unidos o adsorbidos tales como por ejemplo nitratos, acetatos, citratos o amonio. Por dimensiones coloidales, se entienden dimensiones comprendidas entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 500 nm. Más particularmente, las partículas pueden presentar un tamaño medio de aproximadamente como máximo 250 nm, especialmente de como máximo 100 nm, de preferencia como máximo 20 nm y todavía con mayor preferencia de como máximo 15 nm. Se apreciará que en tales dispersiones, el compuesto de la tierra rara se puede encontrar o, preferentemente, totalmente en forma de coloide, o en forma de coloide y parcialmente en forma de iones.

La granulometría que se ha tenido en cuenta anteriormente y para el desarrollo de la descripción, salvo indicación en contra, se determina por microscopía electrónica de transmisión (MET), de forma clásica, sobre una muestra previamente secada y depositada sobre una membrana de carbono soportada sobre una rejilla de cobre.

La tierra rara se puede elegir más particularmente entre cerio, lantano, itrio, neodimio, gadolinio y praseodimio. El cerio se puede elegir muy particularmente.

Según una primera variante de la invención, la dispersión coloidal se caracteriza...

1. Un procedimiento de funcionamiento de un motor susceptible de producir gases de escape que contienen partículas y equipado con un tubo de escape provisto de un filtro de partículas, en el que las partículas se atrapan sobre dicho filtro y se procede periódicamente a la combustión de las partículas atrapadas y en el que, con vistas a catalizar la combustión de dichas partículas, se utiliza como composición lubricante del motor una composición que resulta de la mezcla de:

- un aceite lubricante;

- una dispersión coloidal;

caracterizada porque la dispersión coloidal comprende partículas de un compuesto de cerio y de hierro y un agente anfífilo, partículas que son como mínimo 90% monocristales y presentan un d₅₀ comprendido entre 1 y 5 nm.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la dispersión coloidal comprende además partículas de un compuesto de una tierra rara elegida entre lantano, itrio, neodimio, gadolinio, praseodimio.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el agente anfífilo es un ácido.

4. Un procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el ácido susodicho es un ácido carboxílico que comprende de 10 a 60 átomos de carbono, más particularmente de 15 a 25 átomos de carbono.

5. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque el ácido se elige entre los ácidos grasos de resina de lejías celulósicas (Tallol), de aceite de soja, de sebo, de aceite de linaza, ácido oleico, ácido linoleico, ácido esteárico y sus isómeros, ácido pelargónico, ácido cáprico, ácido laúrico, ácido mirístico, ácido dodecilbencenosulfónico, ácido etil-2-hexanoico, ácido nafténico, ácido hexoico, ácido toluensulfónico, ácido toluenfosfónico, ácido laurilsulfónico, ácido laurilfosfónico, ácido palmitilsulfónico, y ácido palmitilfosfónico.

6. Un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las partículas de la dispersión coloidal presentan un d₅₀ comprendido entre 2 y 3 nm.

7. Un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el contenido de cerio y de hierro, eventualmente de tierra rara susodicha, expresado como elemento metálico, que proviene de la dispersión coloidal en la composición lubricante es como máximo 15% en masa del conjunto de la composición.

8. Un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se utiliza una composición lubricante que comprende el aceite lubricante y la dispersión coloidal y que se ha preparado previamente a su utilización en el motor.

9. Un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el motor es un motor diesel o un motor de gasolina que funciona con mezcla pobre.

10. Un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se aplica a un motor que funciona con un carburante que contiene un catalizador de combustión de partículas o a un motor equipado con un tubo de escape que comprende un filtro de partículas catalizado.