МОТОРНО-РЕДУКТОРНОЕ МАСЛО Российский патент 2012 года по МПК C10M169/04 C10M101/02 C10M107/02 C10M145/14 C10M137/04 C10M129/10 

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.

Известно использование для турбовинтовых двигателей авиационной техники масла МН-7,5 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).

Однако масла на минеральной основе не обеспечивают необходимые для применения в авиационной технике вязкостно-температурные характеристики -кинематическую вязкость 5-8 мм²/с при 100°С и не более 9000 мм²/с при минус 40°С, температуру застывания - не выше минус 55°С, термоокислительную стабильность - 200°С, механическую стабильность (деструкция при озвучивании) - не более 5% и испаряемость при 175°С - не выше 5%.

Известно синтетическое масло Б-ЗВ 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 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.

В гидравлических системах отечественных самолетов и вертолетов в качестве рабочей жидкости в настоящее время широко применяется гидравлическое масло АМГ-10 (ГОСТ 6794) производства ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», ОАО «Роснефть-МОПЗ «Нефтепродукт», ЗАО «АвиаТехМас», ОАО «Московский нефтемаслозавод» на основе глубокодеароматизированной низкозастывающей фракции, получаемой из продуктов гидрокрекинга смеси парафинистых нефтей и состоящей из нафтеновых и изопарафиновых углеводородов. Состав данного масла содержит загущающую и антиокислительную присадки и работает в диапазоне рабочих температур от минус 60 до +125°С.

К недостаткам масла АМГ-10 следует отнести низкую температуру вспышки и уменьшение вязкости при эксплуатации в гидравлических системах (до 42%) вследствие механической и химической деструкции молекул вязкостной полимерной присадки, что существенно сокращает ресурс работы масла и снижает надежность работы гидроагрегатов.

Наиболее близким по технической сущности - прототипом настоящего изобретения является гидравлическое масло АМГ-10 (ГОСТ 6794) производства ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», ОАО «Роснефть-МОПЗ «Нефтепродукт», ЗАО «АвиаТехМас», ОАО «Московский нефтемаслозавод», содержащее в составе базового масла в мас.% присадку Винипол марки ВБ-2 или ВБ-3 в количестве 6-9 мас.%, присадку НЕОЗОН А 0,30-0,35 мас.%, трикрезилфосфат 0,4-0,5 мас.%, краситель жирорастворимый темно-красный марки «Ж» 0,01 мас.%.

Техническим результатом данного изобретения является расширение сырьевой базы для производства моторно-редукторного масла с использованием доступного сырья для его производства с сохранением свойств, соответствующих ГОСТ 6794.

Для достижения заявленного технического результата предлагается моторно-редукторное масло, содержащее в базовой основе загущающую - Viscoplex, антиокислительную - Неозон А, противоизносную - трикрезилфосфат присадки и краситель жирорастворимый темно-красный марки «Ж», отличающееся тем, что в качестве базовой основы оно содержит смесь нафтенового масла и полиальфаолефиного масла в количественном соотношении 4:1 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

загущающая присадка Viscoplex 7-610 12,00-14,50 антиокислительная присадка Неозон А 0,30-0.35 трикрезилфосфат 0,35-0,50 краситель 0,01 базовая основа до 100

Отличиями заявляемого изобретения являются использование в качестве базового масла смеси нафтенового масла и полиальфаолефиного масел, взятых в соотношении 4:1, а также вовлечение в состав масла загущающей присадки на основе полиалкилметакрилата Viscoplex 7-610 в количестве, обеспечивающем вязкость масла 10-11,5 мм²/с при 50°С.

Указанные отличия позволяют использовать доступные на рынке сырьевые компоненты, устраняя зависимость производства от нестабильности поставок сырьевых компонентов отечественными производителями ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», ОАО «Роснефть-МОПЗ «Нефтепродукт», ЗАО «АвиаТехМас», ОАО «Московский нефтемаслозавод». Получить масло, соответствующее тестированным требованиям, предъявляемым к моторно-редукторным маслам для авиационной техники. Количественное содержание в составе базового масла присадки Viscoplex 7-610, представляющей собой высокоочищенный, механически и термически стойкий загуститель, обеспечивает не только требуемую вязкость масла, но одновременно повышает эффективность содержащейся в композиции противоизносной присадки - трикрезилфосфата.

Приготовление заявляемого состава осуществляется в мешалке вместимостью 25 м³, снабженной рубашкой для подогрева и перемешивающим устройством, с частотой вращения 100 мин^-1. Для приготовления основы нафтеновое масло марки Nynas Base Stock-NS3 насосом из емкости хранения закачивается в стальные бочки и через весы подается в расчетном количестве насосом в мешалку. Затем полиальфаолефиное масло марки NEXBASE 2002 в количестве 1 вес.ч на 4 вес.ч масла марки Nynas Base Stock-NS3 также насосом из бочек через весы закачивается в ту же мешалку. Смесь масел в мешалке нагревается теплоносителем до температуры 70-80°С и перемешивается в течение 2-х часов. Последовательность операций технологического процесса и их параметры приведены в табл.1.

Полученная основа моторно-редукторного масла анализируется на соответствие требованиям, определенным СТО-002-2008 (табл.2).

Сравнительные свойства прототипа и заявляемого состава моторно-редукторного масла, приведенные в табл.3, показывают, что при различии состава базовой основы и введенной загущающей присадки Viscoplex 7-610 в соответствующем количественном отношении к базовой основе масло имеет хорошие эксплуатационные свойства, установленные для моторно-редукторных масел, применяемых в авиации.

Таблица 1 Последовательность операций технологического процесса и их параметры № п/п Наименование операций Параметры 1 Приготовление основы - смешение масел марки Nynas Base Stock-NS3 и марки NEXBASE 2002 BULK 1. Температура 70-80°С 2. Давление атмосферное 3. Перемешивание в течение 2 ч 2 Загрузка присадки Viscoplex 7-610 в основу масла 1. Температура 70-80°С 2. Давление атмосферное 3 Перемешивание основы масла с присадкой Viscoplex 7-610 1. Температура 70-80°С 2. Давление атмосферное 3. Перемешивание в течение 2 ч 4 Дополнительная дозировка одного из компонентов (при необходимости) 1. Температура 70-80°С 2. Давление атмосферное 3. Перемешивание в течение 2 ч 5 Загрузка присадок 1. Температура 70-80°С 2. Давление атмосферное 6 Компаундирование основы масла АМГ-10 с присадками 1. Температура 70-80°С 2. Давление атмосферное 3. Перемешивание в течение 9 ч 7 Осушка масла АМГ-10 (при необходимости) 1. Температура не менее 80°С перемешивание 2. Давление атмосферное 3. Подача азота 5 м³/ч 4. Время барботажа азота - до 3 ч 8 Фильтрация масла АМГ-10 1. Температура 70-80°С перемешивание 2. Давление - не более 2 атм. 3. Тонкость фильтрации - не более 5 мкм

Таблица 2 Свойства базовой основы моторно-редукторного масла по СТО-002-2008 № пп Наименование показателя Прототип Заявляемый состав Метод испытаний 1 Вязкость кинематическая, мм²/c:       - при 50°С, не менее 2,2 2,27 2,61 ГОСТ 33 - при минус 50°С, не более 300 189,5 268,5 ГОСТ 33 с дополнениями по п.3.3 ГОСТ 6794 2 Плотность при 20°С, г/см³, не более 0,850 0,850 0,842 ГОСТ 3900 3 Температура застывания, не выше минус 70°С минус 70°С минус 72°С ГОСТ 20287 4 Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, не ниже 93°С 101°C 95°С ГОСТ 4333 5 Содержание воды, в % массы, отсутствие отсутствие отсутствие ГОСТ 2477 6 Кислотное число, кг KOH/г, не более 0.03 0,001 0,001 ГОСТ 5985

Таблица 3 Основные показатели моторно-редукторного масла № пп Наименование показателя Норма по ГОСТ 6794 Прототип Заявляемый состав Метод испытаний 1 Вязкость кинематическая, мм²/с:       ГОСТ 33 - при 50°С не менее 10 10,2 10,4 - при минус 50°С не более1250 1250 1038 2 Температура вспышки в открытом тигле, °С не ниже 93°С 94 100 ГОСТ 4333 3 Температура застывания, °С не выше минус 70°С 70 71 ГОСТ 20287 4 Кислотное число, мг КОН/г масла не более 0,03 0,025 0,006 ГОСТ 5985 5 Плотность при 20°С, г/см³ не более 0,850 0,849 0,849 ГОСТ 3900 6 Трибологические характеристики на четырехшариковой машине трения: -диаметр пятна износа (Ди) при осевой нагрузке 190 Н при (15-25)°С в течение часа, мм не более 0,6 0,58 0,42 ГОСТ 9490

Использование: в теплонапряженных газотурбинных (турбовинтовых) двигателях и высоконагруженных редукторах самолетов и вертолетов. Сущность: масло содержит в мас.%: загущающая присадка марки Viscoplex 7-610 - 12,00-14,50, антиокислительная присадка Неозон А - 0,30-0,35, противоизносная присадка трикрезилфосфат - 0,35 - 0,50, краситель темно-красный марки «Ж» - 0,01. В качестве базовой основы масло содержит смесь нафтенового масла и полиальфаолефиного масла в весовом соотношении 4:1. Технический результат - расширение сырьевой базы с использованием доступного сырья. 3 табл.

Моторно-редукторное масло, содержащее в базовой основе загущающую - Viscoplex, антиокислительную - Неозон А, противоизносную - трикрезилфосфат присадки и краситель жирорастворимый темно-красный марки «Ж», отличающееся тем, что в качестве базовой основы оно содержит смесь нафтенового масла и полиальфаолефиного масла в весовом соотношении 4:1 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:
загущающая присадка Viscoplex 7-610 12,00-14,50 антиокислительная присадка Неозон А 0,30-0,35 трикрезилфосфат 0,35-0,50 краситель темно-красный марки «Ж» 0,01 базовая основа до 100