Трансмиссионное масло

Трансмиссионное масло

Реферат

Изобретение относится к составам трансмиссионных масел, используемых для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.

Известно редукторное масло, содержащее, % масс.: аллиловый эфир диэтилтиокарбаминовой кислоты 2-4; борированный диалкилдитиофосфат 0,5-1,5; полиметакрилат 0,1-0,3; нефтяное масло до 100 (RU 1593202, МКИ С10М 137/10, 15.10.1994 г.).

Масло предназначено для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования. Данный вид масла нельзя использовать для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.

Известно трансмиссионное масло (Пат. RU №2148620, МКИ С10М 141/08, опубл. 10.05.2000 г.), содержащее, масс.%:

металлиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты - 5,8-6,2

полиметакрилат - 0,8-1,2

диалкилдитиофосфат цинка - 1,4-1,6

кислый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,045-0,055

олеиновая кислота - 0,15-0,25

кремнийорганическая присадка - 0,003-0,005

нефтяное масло - до 100.

Масло рекомендовано к использованию для агрегатов трансмиссий всех легковых автомобилей, кроме переднеприводных. Данный вид масла нельзя использовать для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.

Известно трансмиссионное масло (Пат. RU №2334788, МКИ С10М 135/04, опубл. 10.05.2008 г.), содержащее, масс.%:

серусодержащая присадка - 3,5

диалкилдитиофосфат цинка - 0,3

полиметакрилат - 1,9

кремнийорганическая присадка - 0,004

нефтяное масло до 100.

Масло трансмиссионное предназначено для всесезонной эксплуатации коробок передач переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ. Однако данное трансмиссионное масло обладает низкими трибологическими характеристиками и как следствие невысоким уровнем антиокислительных, противозадирных, противоизносных и вязкостных свойств.

Наиболее близким к заявляемому составу является трансмиссионное масло (Пат. RU №2479624, МКИ С10М 135/04, опубл. 20.04.2013 г.), содержащее, масс.%:

серусодержащая присадка - 3,3-4,0

диалкилдитиофосфат цинка - 0,8-1,0

полиметакрилат - 1,7-2,0

кремнийорганическая присадка - 0,0026-0,0045

нефтяное масло до 100.

При этом серусодержащая присадка содержит продукт взаимодействия ди-(β-хлордецил)-дисульфида с 20% водным раствором сульфида натрия при температуре 80-85°С.

К недостаткам данного трансмиссионного масла относится то, что для получения необходимых свойств трансмиссионного масла требуется повышенное содержание вводимых присадок. Кроме того, трансмиссионное масло обладает более низким значением кинематической вязкости, что не обеспечивает достаточный уровень вязкостных свойств.

Задачей является разработка состава трансмиссионного масла, которое по вязкостно-температурным свойствам соответствует классу вязкости 80w/90 по классификации SAE 1306, по эксплуатационным свойствам группе GL-4 по API, соответствует требованиям, предъявляемым ТУ 38.301-29-90-97. Технический результат: расширение ассортимента трансмиссионных масел, обладающих высокими трибологическими характеристиками, высоким уровнем антиокислительных, противозадирных, противоизносных и вязкостных свойств при введение в трансмиссионное масло меньшего количества серусодержащей присадки. Кроме того, в составе масла используют серусодержащую присадку, полученную на основе фракции α-олефинов C₁₂-C₁₄ - побочного продукта термокаталитической олигомеризации этилена производства базовых основ синтетических масел, которые раньше не находили широкого применения. Данная фракция является крупнотоннажным продуктом нефтехимического синтеза и имеет стабильную сырьевую базу и сравнительно невысокую стоимость. Применение масла позволит повысить эффективность эксплуатации автомобиля, срок службы деталей агрегатов трансмиссий.

Технический результат достигается тем, что трансмиссионное масло содержит диалкилдитиофосфат цинка, полиметакрилат, кремнийорганическую присадку, серусодержащую присадку, нефтяное масло, отличающееся тем, что серусодержащая присадка представляет собой продукт, полученный в результате взаимодействия фракции α-олефинов C₁₂-C₁₄ с содержанием непредельных углеводородов (% масс.): С₁₁ - 3,5; C₁₂ - 63,1; C₁₃ - 6,6; C₁₄ - 25,9; C₁₅ - 0,9 с монохлористой серой при температуре 90-120°C с последующим взаимодействием с 20% водным раствором сульфида натрия при температуре 80-85°С при следующем соотношении компонентов в трансмиссионном масле, % масс.:

серусодержащая присадка - 3,8

диалкилдитиофосфат цинка - 0,5

полиметакрилат - 1,5

кремнийорганическая присадка - 0,003

нефтяное масло до 100.

Заявляемый состав трансмиссионного масла, в котором используется новая серусодержащая присадка, в количестве 3,8 масс.% обладает более высокими вязкостными свойствами. Кроме того, высокая термическая стабильность и окислительная стабильность позволяют использовать данное масло для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в широком диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.

Процесс получения трансмиссионного масла заключается в следующем.

Пример 1. При 70-80°С в 941,97 г нефтяного масла последовательно добавляют 38 г (3,8% масс.) серусодержащей присадки, 5 г (0,5% масс.) диалкилдитиофосфата цинка, 15 г (1,5% масс.) полиметакрилата, 0,03 г (0,003% масс.) кремнийорганической присадки. Полученную смесь перемешивают в течение 3 часов.

Содержание компонентов в предлагаемом трансмиссионном масле приведено в таблице 1.

Таблица 1
Наименование компонента	Содержание компонентов, % масс.
Серусодержащая присадка	3,8
Диалкилдитиофосфат цинка	0,5
Полиметакрилат	1,5
Кремнийорганическая присадка	0,003
Нефтяное масло	до 100

В трансмиссионном масле использованы следующие компоненты:

Серусодержащая присадка получена следующим образом:

В четырехгорлый реактор, снабженный эффективной мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой при интенсивном перемешивании к 10,00 г фракции α-олефинов C₁₂-C₁₄ (Ткип = 218-225°С, ρ=0,760 г/см³) с содержанием непредельных углеводородов (% масс.): С₁₁ - 3,5; C₁₂ - 63,1; С₁₃ - 6,6; С₁₄ - 25,9; C₁₅ - 0,9, добавляют по каплям 3,71 г монохлористой серы. Дозирование осуществляют в течение 10-15 мин при комнатной температуре (20-25°С). После завершения дозировки монохлористой серы реакционную массу нагревают до 90-120°С и при интенсивном перемешивании выдерживают в течение 3 ч. Затем к реакционной массе добавляют 25 мл изопропилового спирта и при интенсивном перемешивании в течение 15-20 мин при температуре 50-55°С добавляют 12,00 г 20% водного раствора сульфида натрия. Реакционную смесь выдерживают в течение 8 ч при интенсивном перемешивании и температуре 80-85°С. По окончании реакции обратный холодильник заменяют нисходящим и отгоняют растворитель при максимальной температуре в реакторе 98°С. Затем реакционную массу растворяют в 20 мл петролейного эфира (40-70°С), промывают дистиллированной водой, сушат над хлористым кальцием и отгоняют в вакууме растворитель и не прореагировавшие α-олефины.

В результате получают 10,87 г (90%) присадки, представляющей собой маслянистую жидкость коричневого цвета с плотностью 0,9305 г/см³. Содержание серы в присадке 16,7% (масс.).

85%-ный раствор в масле диалкилдитиофосфата цинка по ТУ 0257-005-00044434-99 (присадка ДФ-11К).

30%-ный раствор в масле И-20А полиметакрилата по ТУ 6-01-270-94 (присадка ПМА "Д").

Кремнийорганическая присадка полиметилсилоксан по ОСТ 6-02-20-79 (присадка ПМС-200А).

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава была изготовлена смесь ингредиентов, которая испытана на соответствие ТУ 38.301-29-90-97 (табл.2). Трибологические характеристики образцов масел оценивались по ГОСТ 9490-75 на четырехшариковой машине трения. Состав масла - в табл.1.

Сравнительная характеристика свойств масла согласно изобретению и прототипу приведена в табл.2.

Приготовление масла согласно изобретению не требует разработки специальной технологии. Оно может изготавливаться на обычной установке компаундирования или на любой другой установке, на которой имеются емкости с обогревающим, перемешивающим и фильтрующим устройствами.

Таблица 2
№ п/п	Показатель	Норма по ТУ 38.301-29-90-97	Прототип	Предлагаемая рецептура
1	Вязкость кинематическая при 100°С, сСт, не менее	13,5	15,3	18,67
2	Вязкость кинематическая при 40°С, сСт	не норм.	147,2	147
3	Индекс вязкости, не менее	100	102,6	102,7
4	Плотность при 20°С, кг/м3, не более	900	888,5	888
5	Температура вспышки, о.т., °С, не ниже	200	220	220
6	Температура застывания, °С, не выше	-30	-34	-33
7	Массовая доля мех. примесей, %, не более	отс.	отс.	отс.
8	Массовая доля воды, %, не более	следы	отс.	отс.
9	Массовая доля серы за счет присадок, %, не менее	0,7	0,91	0,85
10	Массовая доля фосфора за счет присадок, %, не менее	0,03	0,071	0,04
	Трибологические характеристики на ЧШМ:
11	индекс задира, кгс, не менее	40	71,3	61,31
	диаметр пятна износа, мм, не более	0,8	0,45	0,6
	нагрузка сваривания, кгс, не менее	224	471	478
	Совместимость с резиновыми
	уплотнениями (изменение объема) в
12	течение 72 ч, %:
	марки 2801 при Т=135°С	+10/-2	+1,42	+1,40
	марки 57-5025 при Т=110°С	+/-8	+1,74	+1,72

Образцы изготавливают следующим образом. В подогретое до 70-80°С нефтяное масло вводят присадки. Последовательность введения присадок значения не имеет. Полученную смесь перемешивают при 70-80°С в течение 3 часов.

Таким образом, предлагаемое трансмиссионное масло имеет следующие преимущества:

1. Требуется меньшее количество присадок для получения трансмиссионного масла с повышенным значением кинематической вязкости согласно требованиям, предъявляемым ТУ 38.301-29-90-97.

2. В отличие от прототипа, трансмиссионное масло обладает более высоким значением кинематической вязкости, что обеспечивает повышенный уровень вязкостных свойств.

3. Данный вид масла можно использовать для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.

Трансмиссионное масло, содержащее диалкилдитиофосфат цинка, полиметакрилат, кремнийорганическую присадку, серусодержащую присадку, нефтяное масло, отличающееся тем, что серусодержащая присадка представляет собой продукт, полученный в результате взаимодействия фракции α-олефинов C₁₂-C₁₄ с содержанием непредельных углеводородов (мас.%): С₁₁ - 3,5; C₁₂ - 63,1; С₁₃ - 6,6; С₁₄ - 25,9; C₁₅ - 0,9 с монохлористой серой при температуре 90-120°C с последующим взаимодействием с 20% водным раствором сульфида натрия при температуре 80-85°С при следующем соотношении компонентов в трансмиссионном масле, мас.%:

серусодержащая присадка	3,8
диалкилдитиофосфат цинка	0,5
полиметакрилат	1,5
кремнийорганическая присадка	0,003
нефтяное масло	до 100