ТРАНСМИССИОННОЕ МАСЛО Российский патент 1998 года по МПК C10M125/04 C10M125/04 C10M117/04 C10M125/10 C10M125/22 C10M133/12 C10M143/06 C10N40/04 

Изобретение относится к смазочным материалам, предназначенным для смазки зубчатых передач и других пар трения трансмиссий транспортных машин, в частности автомобилей и автобусов.

В трансмиссиях транспортных средств обычно используют масло ТАП-15В либо масло ТАД-17И (Колосюк Д.С., Кузнецов А.В. Автотракторные топлива и смазочные материалы. Киев. Головное издательство издательского объединения "Вища школа", 1987, с. 192). При этом известны попытки создания трансмиссионных масел с улучшенными характеристиками, превосходящими эксплуатационные показатели упомянутых масел.

Известно трансмиссионное масло, созданное на основе минерального масла, содержащее, мас. %: 1,5-5 высокодисперсного углерода, 3,0-5,0 диалкилдитиофосфата цинка, 6,0-20,0 смолосодержащего остатка перегонки нефти, 0,5-1,0 диалкилнафталина (авт. св. N 633895, кл.C 10 M 125/02). У этого трансмиссионного масла, как указано в авт. св. N 925991, невысокая коллоидная стабильность, что делает нежелательным его использование в трансмиссиях, в которых возможны длительные перерывы в работе.

Известна смазка трансмиссионных передач, содержащая нефтяное масло, а также осерненный остаточный нефтепродукт 42-65%, окисленный петролатум 2-9%, трибутилфосфат и/или диалкилдитиофосфат цинка 1-6%, амид кубового остатка синтетических жирных кислот 5-10% (авт. св. N 863620, кл. C 10 M 133/56). Но при использовании такой смазки срок службы пар трения недостаточен.

Известна из авт.свид. N 1616973, кл. C 10 M 133/16, смазочная композиция для тяжелонагруженных узлов трения, содержащая базовую основу (мыльную пластичную смазку), медьсодержащий порошок и стабилизатор (моноэтаноламид синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Медьсодержащий порошок - 5-15
Стабилизатор - 0,005-0,05
Мыльная пластинчатая смазка - Остальное
У этой смазочной композиции пониженная седиментационная устойчивость, обусловленная недостаточными поверхностно-активными свойствами стабилизатора.

Наиболее близкой по составу и назначению является смазка для зубчатых передач, содержащая следующие компоненты, мас.%:
Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 3-5
Полиэтилен - 0,15-1,5
Полиизобутилен - 0,25-1,0
Диалкилдитиофосфат цинка - 0,5-2,0
Продукт высокотемпературного сульфидирования нефтяной фракции - 1-5
Дисульфид молибдена - 1-5
Дизооктиловый эфир сетациновой кислоты - 1-5
Нефтяное масло - Остальное
(патент РФ N 2030451, кл. C 10 M 169/04, 1992 г.).

При использовании такой смазки в трансмиссиях транспортных средств для смазывания сильно нагруженных пар трения срок службы последних получается недостаточным, при этом такая смазка является сравнительно дорогой, так как она содержит много таких дефицитных продуктов как литиевое мыло, дисульфид молибдена.

Решаемой задачей является создание стабильного по составу и свойствам трансмиссионного масла для тяжело нагруженных пар трения зубчатых передач с высокими трибологическими свойствами при сравнительно малых затратах на его производство.

Решение упомянутой задачи обеспечено путем придания маслу особой структуры и определенным сочетанием его физических свойств, прежде всего плотности и вязкости.

Нужный технический результат достигается тем, что трансмиссионное масло, содержащее нефтяное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, дисульфид молибдена, дополнительно содержит мелкую бронзовую пудру при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 2,0-2,6
Дисульфид молибдена - 0,2-0,5
Бронзовая пудра - 2,8-3,2
Нефтяное масло - до 100
Используемое литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты имеет йодное число от 4 до 8, при этом в состав трансмиссионного масла дополнительно введены полиизобутилен, дифениламин и окись цинка при следующем их соотношении, мас. %:
Полиизобутилен - 0,2-0,6
Дефениламин - 0,05-0,1
Окись цинка - 2,6-3,2
При такой композиции трансмиссионное масло имеет повышенную плотность и вязкость, при этом более податливо при низких температурах даже при своем застывании. Кроме того, оно получается металлоплакирующим, что способствует надежному функционированию тяжело нагруженных пар трения и вследствие этого может успешно использоваться в конических и гипоидных зубчатых передачах. При указанном составе оно имеет высокую седиментационную устойчивость, благодаря чему его свойства являются стабильными, сохраняющимися даже при длительных перерывах в работе зубчатых передач.

В качестве дисперсионной среды трансмиссионного масла использовано минеральное масло с противозадирными присадками, а именно либо масло ТАП-15В (ГОСТ 23652-79), изготовляемое из смеси экстрактов остаточных масел фенольной очистки и дистиллятных масел или фильтрата обезмасливания парафина, содержащее противозадирную и депрессорную присадку, либо универсальное масло ТАд-17И (ГОСТ 23652-79), изготовляемое на минеральной основе, содержащее многофункциональную серофосфоросодержащую присадку, а также депрессорную и антипенную присадки. В эту дисперсионную среду вводят литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты с дисульфидом молибдена из расчета 23±3 г упомянутого литиевого мыла и 3,5±1,5 г дисульфида молибдена на 1 кг готового продукта. Затем в дисперсионную среду добавляют мелкую бронзовую пудру в количестве 30 ±5 г и тщательно перемешивают получившуюся композицию для обеспечения обволакивания мелких частиц бронзовой пудры упомянутым металлическим мылом и присадками, имеющимися в дисперсионной среде. Вступая в физико-химическую связь с частицами бронзовой пудры, металлическое мыло и компоненты дисперсионной среды образуют в трансмиссионном масле очень мелкие сгустки, включающие в себя эти частицы. Благодаря Броуновскому движению они непрерывно дрейфуют и при этом, вследствие того, что их плотность близка к средней плотности масла, перемешиваются с остальной частью трансмиссионного масла, это обеспечивает высокую седиментационную устойчивость трансмиссионного масла. В стеклянной банке, заполненной таким маслом, расслоение не отмечалось даже при длительном его хранении.

Используемое литиевое масло имеет йодное число в интервале от 4 до 8. Помимо него в состав трансмиссионного масла для повышения его потребительских свойств введены также полиизобутилен, дифениламин и окись цинка при следующем соотношении, мас.%: полиизобутилен 0,3-0,6; дифениламин 0,05-0,1; окись цинка 2,6-3,2.

При опробывании созданного трансмиссионного масла были приготовлены равные его составы, различающиеся соотношением компонентов. Первый состав содержал в нефтяном масле, в мас.%: литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 2,0, дисульфид молибдена 0,2, бронзовую пудру - 2,8; второй состав: указанное литиевое мыло - 2,3, дисульфид молибдена - 0,35, бронзовую пудру - 3,0; третий состав: указанное литиевое мыло - 2,6, дисульфид молибдена - 0,5, бронзовую пудру - 3,2. Все три состава были испытаны на коллоидную стабильность путем выдержки их в течение недели в прозрачной пробирке.

Наблюдение за распределением бронзовой пудры по высоте пробирки показало, что во всех упомянутых составах она сохраняется во всем объеме.

Наиболее оптимальную совокупность свойств, касающихся износостойкости, коллоидной стабильности, вязкости, стойкости, имеет трансмиссионное масло, которое в дисперсионной среде, образованной маслом ТАД -17И, содержит литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, дисульфид молибдена и упомянутую бронзовую пудру в указанных выше пределах при значениях, близких к средним.

Созданное трансмиссионное масло при оптимальном его составе при температуре 20^o имеет плотность 1,3 г/см³. Динамическая вязкость при температуре - 12^oС равна 170 Па•с.

При понижении температуры масло начинает застывать при температуре - 7^oC. Однако, застывая, оно сохраняет большую пластичность благодаря своей специфической, как бы "рыхлой" структуре, легко разрушающейся при деформации сдвига вследствие малой прочности каркаса, образуемого загустителем и наполнителем.

Созданное масло имеет большую вязкость, благодаря чему в перерывах работы механизмов оно задерживается в зазорах между трущимися деталями, создавая между ними необходимую защитную масляную пленку, надежно и эффективно предохраняющую детали от задира и излишнего износа при пуске механизма в работу.

Созданное трансмиссионное масло испытано во Всероссийском научно-исследовательском институте по переработке нефти "ВНИИНП" на четырехшариковой машине трения в сравнении с товарным трансмиссионным маслом ТАД-17И. Результаты испытаний даны в табл.1, в которой приведены трибологические характеристики.

При сравнительных испытаниях смазочных материалов (известного ТАД-17И и предложенного) установлены лучшие пусковые свойства у трансмиссионного масла, выполненного согласно изобретению, при этом разница существенно сказывается именно с понижением температуры окружающей среды, что отчетливо видно из следующей табл.2.

С маслом ТАД-17И до ремонта коробки передач пробег микроавтобуса РАФ, используемого в качестве маршрутного такими, составляет в среднем только 30-40 тыс. км. При использовании созданного трансмиссионного масла коробка передач прослужила без ремонта на этом автобусе при его пробеге более 90 тыс.км.

Созданное трансмиссионное масло имеет доступную цену, а его хранение даже в течение длительного времени не вызывает потери им имеющихся у него ценных рабочих свойств.

Трансмиссионное масло с высокими потребительскими свойствами для тяжело нагруженных пар трения зубчатых передач содержит, мас.%: литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 2,0-2,6; дисульфид молибдена 0,2-0,5; бронзовая пудра 2,8-3,2; нефтяное масло до 100. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. Трансмиссионное масло, содержащее нефтяное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, дисульфид молибдена, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит бронзовую пудру при следующем соотношении компонентов, мас.

Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 2,0 2,6
Дисульфид молибдена 0,2 0,5
Бронзовая пудра 2,8 3,2
Нефтяное масло Остальное
2. Масло по п.1, отличающееся тем, что литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты имеет иодное число 4 8, при этом в состав масла дополнительно введены, мас.

Полиизобутилен 0,3 0,8
Дифениламин 0,05 0,1
Окись цинка 2,6 3,22