Смазочный состав для двигателей внутреннего сгорания

Смазочный состав для двигателей внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. СМАЗОЧНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий минеральное масло и дитиофосфат, цинка, отличающий с я тем, что, с целью улучшения смазочных „ свойств,он дополнительно содержит фтористый графит CFx (где ),6-l и маслорастворимые жирный амид или соль жирного амина и жирной кислоты при следующем соотношении компонентов, вес. %: Дитиофосфат цинка (в расчете на катионы цинка);0,05-0,25 Фтористый графит СFX 0,1-1 Мс1слораст воримые жирный амид шти соль жирного амина и жирной О) кислоты0,05-1 Минеральное маслоДо 100 SU „Л 026655 А л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОС МЬЪВ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Ш й

Л1) 2836794/23-04 (22) 06.11.79 (31) 7831421 (32) 07.21.78 (33) Франция (46) 30. 06. 83. Вюл. 9 24 (72) Франсис Дефретэн, Жан-Поль Еделин, Элизабет Сшош, Алэн Вуазэн (Франция) (71) Продюи Шимик 3Ъкин. Кюльман (Фран-ция) (53) 621. 892. 8(088. 8) (56) 1. Патент Англии Ю 1215813, кл. С 5 F опублик. 1970.

2. Патент СУА Р 3428563, кл. 252-32. 7, опублик. 1969.

3. Патент СшА Р 3523082, кл. 252-32. 7, опублик. 1970 (прото.тип) .,.SU „„1026655 A

З(Я) С 10 M 1/10, С 10 М 1/36;

С 10 M 1/48 (54) (57). СМАЭОЧН Н COCTAa PnH НВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий минеральное масло и дитиофосфат, цинка, отличающийся тем, что, .с цедью улучшения смазочных свойств, он дополнительно содержит фтористый графит СFz (где х =0,6-1) и маслорастворимые жирный амид или соль жирного амина и жирной кислоты при следующем соотношении номпонентов, sec.

Дитиофосфат цинка (в расчете на катионы цинка) 0,05-0,25

Фтористый графит С F О, 1-1

Маслораст воримые жирный амид или соль жирного амина и жирной кислоты 0,05-1

Минеральное масло До 100

1026655

0 <05 0 х25

0,1-1

Изобретение относится к смазочным составам, используемым в двигателях внутреннего сгорания.

Известны смазочные составы, содержащие базовые минеральные масла, в г которые для уменьшения износа вводят присадки, регулирующие взякость, такие как полиметакрилаты, полиизобути-, лены f1), а также противоизносные „ присадки на базе серы, фосфора и какого-либо тяжелого металла, такие . 10 как металлические дитиофосфаты (2 .

Данные регуляторы вязкости в процессе работы разрушаются и подвержены термическому разложению, в результате которого образуются лаки, отри- 15 цательно влияющие на срок службы двигателей. Кроме того, противоиэносные присадки на базе серы, фосфора и тяжелого металла имеют ограниченный срок службы.

Известен состав моторного масла, содержащий минеральное масло, нейтральный сульфонат кальция. малооастворимый сульфонат натрия, монобути- ловый эфир этиленгликоля дитиофос- 125 фат цинка и нолиметакрилат (3 .

Однако известный состав обладает недостаточными смазочными свойствами.

Цель изобретения — улучшение смазочных свойств состава.

Поставленная цель достигается тем. 30 что смазочный состав для двигателей внутреннего сгорания, содержащий минеральное масло и дитиофосфат цинка, дополнительно содержит фтористый графит С Р z (где Х =0,6-1) и маслораст- 35 воримые жирный амид или соль жирного амина и жирной кислоты при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Дитиофосфат цинка в расчете на катионы . 40 цинка

Фтористый графит СР> ..Маслорастворимые жирный амид или соль . жирного амина и жир- 45 ной кислоты 0,05-.1

Минеральное масло До 100

Количество дитиофосфата цинка, вводимого в масла для двигателей в качестве присадок, зависит . от типов .масел и составляет 0,05-0,25% от веса базового масла.

В качестве растворимого жирного амида или маслорастворимой соли жирного амина и жирной кислоты используют лауриновый лауриламид, алканол-. амиды и оксокислоты, однако наилучшие результаты получены при применении олеинового диамида. Количество жирного амида, вводимого в смесь, зависит от типа масла и составляет 60

0,05-1Ъ от веса базового масла.

Углерод, используемый для синтеза фтористого графита (твердое смаэывающее вещество)СГх, (гдех= 0,6-1, предпочтительно 0,8-1), представляет 65

1 собой натуральный или искусственный графит, кокс или активированный уголь.

Для хорошей дисперсии фтористого графита рекомендуется предварительно микродиспергировать его в дисперсной среде, способной смешиваться .с маслами, например эфире полигликоля и минеральных маслах, в частности эфирах полигликоля, вязкость которых при 40 С составляет 20-400 сСт (предпочтительно 100 сСт 1 . В смесях используют 0,1-1 вес.Ъ С Г„ предпочтительно 0,2%-0,5%.

Сравнительные испытания показали, например, что добавка к дитиофосфату и жирному амиду идти жирной соли жирного амида известного твердого смазывающего вещества, такого как сульфид молибдена, часто применяемый в сочетании с графитами, приводит к худшим результатам, чем добавка фтористого графитa..

Предлагаемый состав готовят путем простого смешивания компонентов.

Лабораторные испытания проводились с использованием четырехшариковых машин, машин Фавиля и машин Рай- херта.

Практические дорожные испытания

„проводились на аВтомобилях с бензиновым или дизельным двигателем, Пример 1. Смазочные составы, приведенные в табл.1, приготовлены из следующих компбнентов:

Базовое масло, включающее 95 вес.Ф смеси минеральных масел 500 и 5 вес.В растворителя брайтсток (Вб!Ц

Присадка Х, содержащая дитиофосфат цинка (10%Ей) и ЗОЪ-ный раствор диолеата олеинового диамина в брайтстоке .

Присадка П,, состоящая иэ микродис-персии фтористого графита С>е,9 (10 вес. Ъ} в эфире полигликоля вязкостью 100 сСт при 40 С, дяя состава 8 (табл.1) используется микродисперсия дисульфида молибдена (No5 ) 10 вес. Ъ в эфире полиглико-. ля °

Испытания на четырехшариковой машине ШЕЛЛ.

Машина показывает эффективность смазочных материалов, служащих. дпя уменьшения износа под приложенной нагрузкой, Три шарика, неподвижно закрепленных в металлической чашке, подвергают нагрузке в вертикальйом направлении при помощи четвертого шарика, жестко посаженного на ocr мотора, вращающегося с постоянной скоростью.

Измеряется след износа, образующийся на трех неподвижных шариках, и в зависимости от нагрузки определяется коэффициент нагрузки износа (ЕНИ) по стандарту АЯЗОМ Р 2783. Чем виме

1026655 коэффициент, тем лучше качество сма зочного масла.

Записывается также нагрузка заедания, соответствующая резкому увеличению износа предусмотренной вьаае . величины, и нагрузка сваривания, определяемая как давление при котором четыре шарика свариваются между собой.

Все испытания проводят в условиях, когда возрастающая нагрузка при- 10 лагается в течение 10 с, Результаты испытаний различных смесей приведены в табл.2.

В то время как добавка 0,1 % сульфида молибдена в базовое масло (состав 8) увеличивает нагрузку сва-ривания до 250 кг, добавка 0,1 % фтористого графита, т.е. 1 % присадки

П состав 5), увеличивает ее до

315 кг. Коэффициент нагрузки износа состава 3, в котором к базовому мас-. лу добавлена присадка (дитиофосфат цинка и олеат диамина), составляет

40,9, а в результате добавки фтористого графита (состав 5) он возрастает до 44,3 °

Испытания на машине Фавиля.

Машина служит для определения противоизносных свойств и предельного давления смазочных материалов.

Цилиндрический образец, связанный с осью мотора, вращающегося с переменной скоростью (от 120 до

3000 об/мий), вводят между двумя губками, к которым прилагается переменное давление. Весь узел(образец-губ- 35 ки) погружают в испытываемую жидкость или поливают этой жидкостью. Во время приложения нагрузки записывают тангенсную резистентную пару, из которой выводят коэффициент трения.

Определяют также потери в весе образца и .губок.

В ходе испытания образца на проч-. ность возрастающие нагрузки прилегают в течение определенного времени:

Скорость, об/мин 178

Нагрузки в течение, мин, при

9 атм 3

15 атм - . 1 .23 атм 1 - 50

30 атм 40

Образец и губки изготовлены из стали 16 и С 6. Использовали 80 см испытываемого масла.

Узел образец — Губки непрерывно 55 поливают маслом, Масло циркулирует с постоянной скоростью.

Результаты, полученные на машине Фавиля, представлены в табл.3.

Как видно из табл.3, одновременное60 .присутствие дитиофосфата цинка, олеата амина и фтористого графита (составы 6 и 7) значительно понижает величину коэффициента трения и уменьшает износ.

В то время как при добавке только дитиофосфата цинка и олеата амина состав 3) потеря в весе равняется соответственно 3,8,1,4 и 1, добавка фтористого графита снижает потерю в весе соответственно до 2,1, 0,2 и 0,5 (состав 5).

Добавка сульфида молибдена дает средние результаты.

Испытания на машине Райхерта.

Машина служит для исследования износа металлических деталей в результате трения, т.е, для исследования сопротивления пленки смазывающего материала.

Кольцо, наполовину погруженное в испытываемую жидкость, вращается с . постоянной скоростью равной

900 об/мин. Оно .находится в контакте с неподвижным: цилиндром, на который действует нагрузка в 1500 r (или

15000 кг/см давления контакта Герца). Кольцо вращается в течение определенного промежутка времени, соот.ветствующего 100 м линейного пробега кольца (1 мин):. По истечении этого времени на цилиндре образуется отпечаток эллипсоидального износа. Измеряется поверхность этого отпечатка и из- величины. этой поверхности выводится нагрузочная способность смаэы-„ вающего материала.

Нагрузочная способность определяется как отношение нагрузки к площади поверхности отпечатка.

Результаты испытаний приведены в табл.4.

Из табл.4 видно, что нагрузочная способность базового масла значительно возрастает .в результате добавки дитиофосфата цинка и олеата диамина и возрастает еще больше после добавки фториатого графита. Так, например, если нагрузочная способность базово 2. го масла равняется 90 кг/см (состав 1), то после добавки дитиафосфата цинка и олеата она возрастает до 170 кг/см (состав 3), а после добавки 0,1% фтористого графита (состав 5) — до 210 кг/см . Состав

7 содержит 3% присадки 1 и 5% присадки II, т.е. добавка 0,5% по весу фтористого графита увеличивает нагрузочную способность до 400 кг/см

При замене жирного диамида моноамидом (на основе лаурИлламида) на четырехшариковой машине . получены следующие результаты:

Коэффициен нагрузки 46,9 износа

Нагрузка заедания, кг 100

Нагрузка сваривания, кг 390

На машине Фавиля коэффициенты трения при давлениях 9 и 30 атм составляют соответственно 0,095 и 0,110 °

Износ образца 0,3 мг, износ мундштуков 0,1 и 0,2 мг.

1026655

Состав

Концентрация

Ъ, В

Концентрация соли жирного амина,.Ъ

Базовое масло, вес. Ъ

Кон центр аци я присадки П, Ъ

100

0,101

98,5

0,101

0,206

0,102

0,208

0,152

0,309 ,0,153

О, 312

О

0,102

0,102

0,543

0.102

97,5

0,326

0,217

0,102

0,153

97,5

Таблица 2

Нагрузка сваривания, кг

Коэффици— ент нагрузки износа

Нагрузка заедания, кг

Состав

160

100

32,5

250

31,2

40,9

200

100

250

100

43,2

315

100

44,3

315

100

44,2

400

100

47,1

250

100

39.4

На машине Рейхерта грузоподъемность достигает 390 кг/см (отпечаток 7,7 мм для нагрузки 30 кг)

Испытания показывают, что предлагаемый смазочный состав для двигателей увеличивает нагрузки сваривания и нагрузочную способность смазочного материала, уменьшает износ трущихся металлических деталей, что обусловливает уменьшение коэффициента трения в двигателе и, следовательно, износа 10 двигателя.

Пример 2. Испытания на автомобиле с бензиновым двигателем.

Автомобиль РЕНО 16 ТС стандартной модели, двигатель которого работал в j5 течение пробега в 9000 км с двумя пассажирами на борту, испытывали на экономию топлива (бензин марки супер) с известным и предлагаемым маслами в двигателе.

Результаты дорожных испытаний приведены в табл.5.

Из табл.5 видно, что экономия горючего в ходе испытания на масле по изобретению составила в среднем

5,4Ъ . . Пример 3 . Испытания на автомобиле с днзельным двигатеЛем.

Автомобиль Ситроен Сх .Диэель 2500 Д стандартной модели (двигатель работал в течение пробега протяженностью

3500 км) испытывали на расход дизельного топлива с известным маслом марки ТОТАЛЬ 20% 40, а затем с предлагаемым маслом.

Испытание на расход горючего проводилось на маршруте 1300 км автодороги и 400 км горной дороги при скорости, изменявшейся в зависимрсти от участка и загруженности дороги и составившей в .среднем 120 км/ч на автодороге и 70 км/ч на горной дороге.

При пробеге автомобиля с известным малом расход дизельного топлива сос тавил 8,1 л, а при пробеге автомоби- ля с маслом по изобретению — 7,2 л на 100 км, что соответствует экономии в 11Ъ.

Таблица 1

1026655

Т а б л и ц-а.3

Потеря в весе, мг

Коэффициент трения при атм

Состав

15 23 30

Образец Губки

10 5 2 7 3

0,130

0,30

0,4

7,5

1,4 . 1

3,8.

0,120

0,200

0,133

0,8

2,1

1,5

0,5

0,2

0,4

0,115

0i2

0,2

0,2

0,110

0,124 0,150 0,140

ОР5

Таблица 4

Отпечаток, мм

Нагрузочная способностью кг/см

Нагрузка, кг

Состав

30

35 3

104

170

17,7

300

10

210

14,3

316

9,5

400

7,5

Таблица 5

Расстояние, км, при ско,рости 120 км/ч

Расход бензина супер, Время> мин

Без присадки

120,00

120,06

158

11,5

36. 3

Туда 315, 5

Обратно 242,3

Всего 557,8

13,7

121

33,2

120,03

12,5

69,5

279

С присадкой

158

10,6 120,9

120,5

120,2

33,7

Туда 316,6

Обратно 242,3

Всего 558,9

13,3

32,1

121 .

11,8

65,8

279

ВНИИПИ . Заказ 4590/51 .Тираж 503 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4

0,135

0,140

0,120

0,110

0,120

0,105

0,090

0,135

0,110

0,124

0,120

0,100

0,124

0,105

0,100

0,130.

9,120

0,115

О, 1 15

О, 140

0,110

0,105

Средняя, Расход бензина скорость, супер на км/ч 100 км, л