ТРАСМИССИОННОЕ МАСЛО Российский патент 2012 года по МПК C10M135/04 C10M137/10 C10M145/14 C10M155/02 C10N40/04 

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

Известно редукторное масло, содержащее, мас.%: аллиловый эфир диэтилтиокарбаминовой кислоты 2-4; борированный диалкилдитиофосфат 0,5-1,5; полиметакрилат 0,1-0,3; нефтяное масло - до 100. (RU 1593202, МКИ C10M 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°C до плюс 45°C.

Известно трансмиссионное масло (Пат. RU №2148620, МКИ C10M 141/08, опубл. 10.05.2000 г.), содержащее, мас.%:

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°C до плюс 45°C.

Наиболее близким к заявляемому составу является трансмиссионное масло (Пат. RU №2334788, МКИ C10M 135/04, опубл. 10.05.2008 г.), содержащее, мас.%:

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.

Задачей является разработка состава трансмиссионного масла, которое по вязкостно-температурным свойствам соответствует классу вязкости 80w/85 по классификации SAE I306, по эксплуатационным свойствам группе GL-4 по API, соответствует требованиям, предъявляемым ТУ 38.301-29-90-97. Технический результат: предлагаемое трансмиссионное масло обладает высокими трибологическими характеристиками, высоким уровнем антиокислительных, противозадирных, противоизносных и вязкостных свойств. 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, при этом в качестве серусодержащей присадки оно содержит продукт взаимодействия ди-(β-хлорпентил)-дисульфида с 20% водным раствором сульфида натрия при температуре 80-85°C при следующем соотношении компонентов в трансмиссионном масле, мас.%:

серусодержащая присадка 3,0-4,0 диалкилдитиофосфат цинка 0,4-0,6 полиметакрилат 1,7-2,0 кремнийорганическая присадка 0,002-0,005 нефтяное масло до 100.

Заявляемый состав трансмиссионного масла, в котором используется новая серусодержащая присадка в количестве 3,0-4,0 мас.%, обладает высокими трибологическими характеристиками, обеспечивающими высокий уровень антиокислительных, противозадирных, пртивоизносных и вязкостных свойств. 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°C до плюс 45°C.

Процесс получения трансмиссионного масла заключается в следующем.

Пример 1. При 70-80°C в 944,465 г. нефтяного масла последовательно добавляют 32 г (3,2 мас.%) серусодержащей присадки, 5 г (0,5 мас.%), диалкилдитиофосфата цинка, 18,5 г (1,85 мас.%) полиметакрилата, 0,035 г (0,0035 мас.%) кремнийорганической присадки. Полученную смесь перемешивают в течение 3 часов.

Примеры 2, 3 осуществляют аналогично примеру 1, а содержание компонентов в предлагаемом трансмиссионном масле приведено в таблице 1.

Таблица 1. Наименование компонента Содержание компонентов, мас.% 1 2 3 Серусодержащая присадка 3,2 3 4,0 Диалкилдитиофосфат цинка 0,5 0,4 0,6 Полиметакрилат 1,85 1,7 2,0 Кремнийорганическая присадка 0,0035 0,002 0,005 Нефтяное масло До 100 До 100 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, помещают 15,00 г (0,0545 моль) ди-(β-хлорпентил)-дисульфида и 25 мл изопропилового спирта и при интенсивном перемешивании при 50-55°C в течение 15-20 мин добавляют по каплям 26,80 г 20% водного раствора сульфида натрия. Реакционную смесь выдерживают в течение 8 ч при интенсивном перемешивании и температуре 80-85°C. По окончании реакции обратный холодильник заменяют нисходящим и отгоняют растворитель при максимальной температуре в реакторе 98°C. Затем реакционную массу растворяют в 30 мл гептана, промывают дистиллированной водой, сушат над хлористым кальцием и отгоняют в вакууме растворитель.

В результате получают 7,3 г (56,6%) присадки, представляющей собой маслянистую жидкость желто-оранжевого цвета с плотностью 1,0650 г/см³. Содержание серы в присадке 35,5% (мас).

Ди-(β-хлорпентил)-дисульфид получают взаимодействием амиленовой фракции (Ткип=38-41°C, ρ=0,640 г/см³) с содержанием амилена 97,3% с монохлористой серой. В четырехгорлый реактор, снабженный эффективной мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, при интенсивном перемешивании к 12,50 г амиленовой фракции добавляют по каплям 10,00 г монохлористой серы. Дозирование осуществляют в течение 15-20 мин, охлаждая реакционную массу до комнатной температуры (20-25°C). После завершения дозировки монохлористой серы реакционную массу выдерживают при комнатной температуре и интенсивном перемешивании в течение 30 мин. После окончания реакции реакционную массу нагревают до 50-55°C и продувают азотом в течение 30 мин. Затем реакционную массу растворяют в 30 мл гептана, промывают дистиллированной водой, сушат над хлористым кальцием и отгоняют в вакууме растворитель.

В результате получают 18,30 г (89,8%) ди-(β-хлорпентил)-дисульфида, представляющего собой маслянистую жидкость светло-желтого цвета с плотностью 1,1324 г/см³ с содержанием серы 23,3%.

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 прототипа приведена в табл.2.

Таблица 2 №№ п/п Показатель Норма по ТУ 38.301-29-90-97 Прототип Предлагаемые рецептуры по примерам 1 2 3 1 Вязкость кинематическая при 100°C, сСт ≥13.5 14.66 14,8 14,8 14,9 2 Вязкость кинематическая при 40°C, сСт не норм. 145,2 147 147 147,4 3 Индекс вязкости ≥100 101,7 102,5 102,4 102,6 4 Плотность при 20°C, кг/м³ ≤900 888,9 887 887 887 5 Температура вспышки, о.т., °C ≥200 220 223 223 223 6 Температура застывания, °C ≤-30 -32 -33 -33 -33 7 Массовая доля мех. примесей, % отс. отс. отс. отс. отс. 8 Массовая доля воды, % следы отс. отс. отс. отс. 9 Массовая доля серы за счет присадок, % ≥0,7 0,98 1,22 1,125 1,52 10 Массовая доля фосфора за счет присадок, % ≥0,03 0,091 0,039 0,031 0,047 11 Трибологические характеристики на ЧШМ:           индекс задира, кгс ≥40 49,98 63,7 61,1 65,2 диаметр пятна износа, мм ≤08 0,44 0,41 0,45 0,39 нагрузка сваривания, кгс ≥224 299 458 421 476 12 Совместимость с резиновыми уплотнениями (изменение объема) в течение 72 ч, %:           марки 2801 при Т 135°C +10÷-2 +1,1 +1,26 +1,26 +1,26 марки 57-5025 при Т 110°C ±8 +1,4 +1,48 +1,48 +1,48

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.

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

Таким образом, предлагаемое трансмиссионное масло имеет следующие преимущества.

1. Требуется меньшее количество присадок для получения трансмиссионного масла.

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

3. Полученное трансмиссионное масло соответствует требованиям, предъявляемым ТУ 38.301-29-90-97.

4. В отличие от прототипа данный вид масла обладает более высокими трибологическими характеристиками, обеспечивающими высокий уровень антиокислительных, противозадирных, противоизносных и вязкостных свойств.

Использование: для всесезонной эксплуатации коробок передач переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ. Сущность: масло содержит, в мас.%: серусодержащая присадка - 3,0-4,0, диалкилдитиофосфат цинка - 0,4-0,6, полиметакрилат - 1,7-2,0, кремнийорганическая присадка - 0,002-0,005, нефтяное масло до 100. Серусодержащая присадка представляет собой продукт взаимодействия ди-(β-хлорпентил)-дисульфида с 20% водным раствором сульфида натрия при температуре 80-85°С. Технический результат - улучшение трибологических характеристик масла. 2 табл.

Трансмиссионное масло, содержащее диалкилдитиофосфат цинка, полиметакрилат, кремнийорганическую присадку, серусодержащую присадку, нефтяное масло, отличающееся тем, что в качестве серусодержащей присадки оно содержит продукт взаимодействия ди-(β-хлорпентил)-дисульфида с 20% водным раствором сульфида натрия при температуре 80-85°С при следующем соотношении компонентов в трансмиссионном масле, мас.%:
серусодержащая присадка 3,0-4,0 диалкилдитиофосфат цинка 0,4-0,6 полиметакрилат 1,7-2,0 кремнийорганическая присадка 0,002-0,005 нефтяное масло до 100.