Моторно-редукторное масло для авиационной техники

Моторно-редукторное масло для авиационной техники

Реферат

Настоящее изобретение относится к области нефтехимии и авиационной технике, конкретно к моторно-редукторному маслу, предназначенному для работы в теплонапряженных газотурбинных (турбовинтовых) двигателях и высоконагруженных редукторах самолетов и вертолетов.

По современным представлениям единые моторно-редукторные масла должны обладать следующими основными служебными свойствами.

Вязкостно-температурные характеристики - кинематическая вязкость 5-8 мм²/с при 100°С и не более 9000 мм²/с при минус 40°С, температура застывания - не выше минус 55°С.

Термоокислительная стабильность - 200°С.

Механическая стабильность (деструкция при озвучивании) - не более 5%.

Испаряемость при 175°С - не выше 5%.

Трибологические показатели на ЧШМ - критическая нагрузка - не менее 84 кгс и диаметр пятна износа при нагрузке 194 Н - не более 0,4 мм.

Известно использование для турбовинтовых двигателей авиационной техники масла МН-7,5 у на основе минерального масла, содержащего загущающую, антиокислительную, противоизносную, противозадирную и другие присадки.

(«Горюче-смазочные материалы для авиационных двигателей», изд. «Мастер Лайн», Казань, 2002 г., с.301-302).

Известно также масло для газотурбинных двигателей самолетов и других газотурбинных установок на основе минерального масла, содержащего, мас.%: 2,6-ди-трет-бутил-паракрезол 0,01-2; N-фенил-альфа-нафтиламин 0,05-2; трикрезилфосфат или дифенил-пара-трет-бутил-фенилфосфат 0.5-5; бензо-триазол 0,005-0,2; масляный раствор полиалкилметакрилата с мол. массой 2.000-8.000 0,01-2.

(Патент РФ №2086609, С 10 М 161/00, 1997 г.).

Однако масла на минеральной основе, естественно, не удовлетворяют приведенным требованиям.

Известно, например, синтетическое масло Б-3В на основе сложных эфиров пентаэритрита и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉, которое содержит антиокислительную присадку - параоксидифениламин и противозадирную - 2-меркаптобензтриазол.

(«Горючесмазочные материалы для авиационных двигателей», изд. «Мастер Лайн», Казань, 2002 г., с.301-302).

Масло Б-3В имеет высокую смазывающую способность, однако оно не удовлетворяет современным требованиям к показателю термоокислительной стабильности при 200°С и уровню вязкости при температуре минус 40°С, а кроме того, оказывает заметное коррозионное воздействие на цветные металлы.

Известно масло для шарниров винтов вертолетов, содержащее, мас.%:

Фенил-альфа-нафтиламин	0,01-0,5
4-Метил-2,6-ди-трет-бутилфенол	0,001-1,0
Диоктилсебацинат	5,0-40,0
Смесь моно- и диалкилпроизводных
дифениламина	0,001-0,01
Серофосфоразотсодержащая присадка или
смесь присадок, содержащих серу и фосфор	2,0-10,0
Сукцинимидная беззольная диспергирующая
присадка	0.8-3.0
Полиизобутилен мол. мас. 600-13.000
или стирол-диеновый загуститель	0-15,0
Полиальфаолефиновое масло	До 100

(Патент РФ №2122569, С 10 М 141/10, 1999 г.).

Однако это масло имеет недостаточно высокие антикоррозионные и низкотемпературные свойства.

Наиболее близким к заявляемому по составу компонентов является масло для теплонапряженных газотурбинных двигателей сверхзвуковой авиации, содержащее, мас.%:

Термостабильный диизооктилсебацинат	10,0-15,0
2,6-ди-трет-бутил-паракрезол	0,5-3,0
Алкилированный дифениламин	0,2-0,5
Трикрезилфосфат или дифенил-пара-трет
-бутил-фенилфосфат	1,0-3,0
Бензотриазол	0,005-0,1
Базовое масло	До 100

Причем в качестве алкилированного дифениламина композиция содержит n,n¹-ди-нонил-дифениламин или смесь бутил- и октил-дифениламинов, а в качестве базового масла - синтетическое полиальфаолефиновое масло.

(Патент РФ №2185423, С 10 М 129/72, 2002 г.).

Однако это масло не может быть использовано как единое моторно-редукторное масло, так как не обладает требуемыми низкотемпературными, термоокислительными и трибологическими показателями.

Задачей изобретения является разработка моторно-редукторного масла для работы в авиационных двигателях и редукторах, обладающего улучшенной термоокислительной стабильностью и противоизносными свойствами.

Для решения поставленной задачи предлагается моторно-редукторное масло на основе базового масла, содержащее антиокислитель, ариловый эфир фосфорной кислоты и бензотриазол, которое согласно изобретению в качестве базового масла содержит диизооктилсебацинат или его смесь с полиальфаолефиновым маслом и дополнительно содержит загущающую присадку на основе полиалкилметакрилата VISCOPLEX 12-310 в количестве, обеспечивающем вязкость масла 5-8 мм²/с при 100°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Антиокислитель	0,1-2,0
Ариловый эфир фосфорной кислоты	1,0-7,0
Бензотриазол	0,005-0,01
Присадка VISCOPLEX 12-310	10,0-20,0
Базовое масло	До 100

Причем моторно-редукторное масло содержит антиокислитель аминного или фенольного типа или их смесь и дополнительно может содержать поли-метилсилоксан в количестве 0,0003-0,0005 мас.%.

Отличиями заявляемого технического решения являются использование в качестве базового масла диизооктилсебацината или его смеси с полиальфаолефиновым маслом, а также вовлечение в состав масла загущающей присадки на основе полиалкилметакрилата VISCOPLEX 12-310 в количестве, обеспечивающем вязкость масла 5-8 мм²/с при 100°С, и соотношение компонентов.

Указанные отличия позволяют получить масло, соответствующее приведенным выше требованиям, предъявляемым к моторно-редукторным маслам для авиационной техники, при этом присадка VISCOPLEX 12-310, представляющая собой высокоочищенный, механически и термически стойкий загуститель, обеспечивает не только требуемую вязкость масла, но одновременно повышает эффективность содержащейся в композиции противоизносной присадки - арилового эфира фосфорной кислоты.

Предлагаемое масло готовят путем загущения базового масла и последующего введения функциональных присадок.

Все используемые в составе смазочной композиции компоненты являются продуктами промышленного производства.

В качестве антиокислителей используют алкилированные ароматические амины типа ДАТ по ТУ 38.101.1215-89 или n,n^!-ди-нонилдифениламин; 4-метил-2,6-ди-трет-бутил-фенол (Агидол-1) по ТУ 38.5901237-90 и фенил-альфа-нафтиламин (Неозон) по ТУ 6-14-202-74.

В качестве противоизносной присадки - трикрезилфосфат по ГОСТ 5728-76, дифенилпаратретбутилфенилфосфат по ТУ 6-05-1611-76, триксиле-нилфосфат по ТУ 6-05-161-78.

Бензотриазол - ТУ 6-09-1291-87.

Присадка VISCOPLEX 12-310 представляет собой масляный раствор полиметилметакрилата с мол. массой 1300-2000, имеет кинематическую вязкость при 100°С 850 мм²/с, температуру вспышки - более 120°С производства фирмы Rohmax Oil Additives.

Полиметилсилоксан - присадка ПМС-200А по ОСТ 6-02-20-79.

Базовое масло - термостабильный диизооктилсебацинат по ТУ 6-06-11-88 или его смесь с полиальфаолефиновым маслом - ПАО-4 или ПАО-6.

Для иллюстрации сущности предложенного технического решения было приготовлено 5 образцов предлагаемого масла, состав которых приведен в таблице 1.

Лабораторные испытания приготовленных образцов масла проводились принятыми для моторно-редукторных масел квалификационными методами. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Данные, приведенные в таблице 2, подтверждают высокую эффективность предлагаемого масла. Предлагаемое масло представляет собой современное авиационное универсальное моторно-редукторное масло в вязкостном классе 5-8 мм²/с при 100°С, которое может заменить такие масла, как МН-7,5у, Б-3В и, не имея присущих этим маслам недостатков (являясь практически не деструктурирующим), полностью соответствует современным требованиям.

Таблица 1.
Состав образцов предлагаемого моторно-редукторного масла.
№№ пп	Наименование компонентов	Содержание компонентов в образцах, мас.%
1	2	3	4	5
1.	Присадка ДАТ	-	0,2	0,5	1,0	-
2.	Агидол-1	-	-	1,0	-	0,5
3.	Неозон	0,3	-	-	0,7	0,5
4.	Трикрезилфосфат	4,0	5,0	5,0	5,0	7,0
5.	Бензотриазол	0,01	0,015	0,02	0,1	0,07
6.	VISCOPLEX 12-310	15,5	14,0	-	10,0	20,0
7.	Полиметилсилоксан	0,0002	-	0,0005	0,0003	0,0004
8.	Диоктилсебацинат	До 100	До 100	10,0	До 100	10,0
9.	ПАО-4	-	-	До 100	-	До 100

Таблица 2
Результаты испытаний образцов предлагаемого моторно-редукторного масла.
№№ пп	Наименование показателей	Образцы предлагаемого моторно-редукторного масла	Образец масла по прототипу
1	2	3	4	5
1	Вязкость кинематическая, мм2/с при:
	- 100°С	7,69	7,52	3,8	5,8	8,7	3,8
	- минус 40°С	7500	7300	4800	6900	8800	3000
2	Температура застывания, °С	минус 57	минус 59	минус 60	минус 59	минус 58	минус 60
3	Температура вспышки в открытом тигле, °С	220	220	204	220	204	190
4	Трибологические характеристики, определяемые на четырехшариковой машине трения
	- критическая нагрузка (Рк) Н(кгс)	84	89	80	89	89	71
	- показатель износа при осевой нагрузке 196Н (20 кгс), мм	0,29	0,32	0,45	0,30	0,35	0,4
5	Термоокислительная стабильность при 200°С в течение 50 час при расходе воздуха (10+0,5) дм3/ч по ГОСТ 23797: Свойства после окисления: а) кинематическая вязкость, мм2/с при
	- 100°С	9,13	7,97	5,2	6,7	10,5	4,55
	- минус 40°С	8040	9050	6300	8100	11200	5400
	б) кислотное число, мг КОН/г масла	1,43	1,27	1,12	1,14	1,12	3,1

1. Моторно-редукторное масло на основе базового масла, содержащее антиокислитель, ариловый эфир фосфорной кислоты и бензотриазол, отличающееся тем, что оно в качестве базового масла содержит диизооктилсебацинат или его смесь с полиальфаолефиновым маслом и дополнительно содержит загущающую присадку на основе полиалкилметакрилата VISCOPLEX 12-310 в количестве, обеспечивающем вязкость масла 5-8 мм²/с при 100°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Антиокислитель	0,1-2,0
Ариловый эфир фосфорной кислоты	1,0-7,0
Бензотриазол	0,005-0,01
Присадка VISCOPLEX 12-310	10,0-20,0
Базовое масло	До 100

2. Моторно-редукторное масло по п.1, отличающееся тем, что оно содержит антиокислитель аминного или фенольного типа или их смесь.

3. Моторно-редукторное масло по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит полиметилсилоксан в количестве 0,0003-0,0005 мас.%.