КОМПОЗИЦИЯ ПРИСАДКИ К ПРИРАБОТОЧНОМУ МАСЛУ ДЛЯ ОБКАТКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ПРИРАБОТОЧНОЕ МАСЛО Российский патент 2013 года по МПК C10M125/10 B82B3/00 C10N40/10 

Изобретение относится к составам масел, используемых для обкатки и приработки сопряжений трения новых и отремонтированных агрегатов машин и оборудования, например двигателей внутреннего сгорания.

Большинство узлов и агрегатов машин и оборудования после изготовления или ремонта подвергают включению в работу по специальным режимам с использованием особых приработочных масел с целью проверки качества изготовления узла или агрегата, приработки его трущихся сопряжении.

Приработочные масла делят на специальные приработочные масла, масла с приработочными присадками.

Известны притирочные составы с применением высокодисперсных порошков алмазов, которые можно использовать как присадку к приработочному маслу. Недостатком притирочных составов с применением высокодисперсных порошков алмазов является их высокая цена, а также значительный приработочный износ из-за шаржирования частицами алмаза поверхностей трения с их невысокой твердостью, например, вкладышей коленчатого вала и бронзовых втулок кулачкового вала механизма газораспределения.

Известно приработочное масло для двигателей внутреннего сгорания, содержащее минеральное масло и порошковый наполнитель. В качестве порошкового наполнителя использована смесь из порошков семи природных минералов (слоистых силикатов) (см. патент РФ №2313565, по кл. С10М 125/10, С10М 125/26, от 27.12.2007). Данное притирочное масло требует для своего изготовления семь разных минералов, каждый из которых требует своей технологии для получения соответствующего мелкодисперсного порошка, что существенно ограничивает его применение для обкатки двигателей.

Известно приработочное масло, содержащее минеральное масло, смесь мелкодисперсных порошков аморфных оксидов алюминия и кремния и поверхностно-активное вещество - октадециламин при следующем соотношении компонентов, мас.%: октадециламин 0,0045-0,0090; мелкодисперсные аморфные оксиды алюминия и кремния 0,25-0,30; минеральное масло - остальное (см. А.С. СССР №1188196, по кл. С10М 133/06, от 30.10.1985). Данное приработочное масло вызывает значительный износ трущихся деталей, сопровождающийся высоким моментом трения.

Известны притирочные составы с применением высокодисперсных порошков алмазов, которые можно использовать как присадку к приработочному маслу. Недостатком притирочных составов с применением высокодисперсных порошков алмазов является их высокая цена, а также значительный приработочный износ из-за шаржирования частицами алмаза поверхностей трения с их невысокой твердостью, например вкладышей коленчатого вала и бронзовых втулок кулачкового вала механизма газораспределения.

Задачей изобретения является разработка недорогой экологически безвредной присадки для приработочного масла для обкатки двигателей внутреннего сгорания, в состав которой будет входить порошкообразный наполнитель, имеющий умеренную твердость, не обладающий высокими абразивными свойствами, образующий в маловязком смазочном масле седиментационно устойчивые суспензии и обеспечивающий притирку всех подвижных сопряжений автотракторного дизеля и других двигателей внутреннего сгорания.

Для решения поставленной задачи предлагается композиция присадки к приработочному маслу для обкатки двигателей внутреннего сгорания, содержащая минеральное масло, порошкообразный наполнитель и поверхностно-активные вещества, в которой в соответствии с настоящим изобретением в качестве порошкообразного наполнителя использован наноструктурированный бемит, при этом указанные компоненты взяты в следующих соотношениях, мас.%:

наноструктурированный бемит 15-20 поверхностно-активные вещества 15-20 минеральное масло остальное

Предпочтительно композиция присадки содержит маловязкое минеральное масло.

Для решения поставленной задачи предлагается также приработочное масло для обкатки двигателя внутреннего сгорания, содержащее минеральное масло, используемое для смазки двигателя, и присадку, при этом в качестве присадки использована упомянутая выше композиция в количестве 4-5 мас.%.

Присадочная композиция представляет собой масляную суспензию, включающую маловязкое моторное масло, высокодисперсный порошок бемита AlO(OH), получаемый гидротермальным синтезом из порошка алюминия, в количестве 15-20 мас.% и поверхностно-активное вещество (ПАВ) в количестве 15…20 мас.%. Компоненты предварительно смешивают и вводят в масло. Для получения однородной суспензии смесь обрабатывают ультразвуком. Полученную однородную суспензию вводят в картер двигателя в пропорции 1 к 20-25 (что соответствует 4-5 мас.% присадки в приработочном масле), обеспечивающей концентрацию бемита в приработочном масле в пределах 0,75…1,0 мас.%. При содержании в приработочном масле бемита менее 0,5% не обеспечиваются необходимые приработочные свойства, а превышение верхнего предела 1% не дает дополнительных преимуществ и ухудшает седиментационную устойчивость приработочного масла. Ультразвук обеспечивает получение однородной супензии и предотвращает агрегатирование частиц бемита. Молекулы ПАВ (неполярной жидкости) образуют на поверхности частиц бемита слой, также препятствующий их агрегированию (слипанию). В результате увеличивается однородность и седиментационная устойчивость притирочного состава, исключается отфильтровывание бемита в системе смазки двигателя.

Пример осуществления изобретения.

120 г порошка бемита по ТУ 2133-001-76634032-2006 растирали со 120 г ПАВ (олеиновая кислота техническая по ТУ 020-700-7-91 или по ТУ 9145-002-51043152-2005).

Используемый порошок бемита, полученный на установке сверхкритического водного окисления гидротермальным синтезом из порошка алюминия марки АД-4, имел следующие характеристики:

Полученную пасту перемешивали с 700 г минерального масла, например, М-10Г_2к и обрабатывали ультразвуком до образования гомогенной суспензии присадки. Перед обкаткой тракторного дизеля Д-243 этот состав вводили в его картер, содержащий 15 л моторного масла, из расчета содержания бемита и ПАВ в картерном масле по 0,76 мас.%, после чего производили обкатку дизеля по стандартной технологии.

Проведенные сравнительные испытания по применению предлагаемой присадки и приработочного масла с использованием этой присадки дали положительные результаты.

В ходе испытаний по приработке дизеля Д-243 с применением предлагаемой присадки и без нее измеряли компрессию в цилиндрах и расход газов, прорывающихся из надпоршневого пространства в картер дизеля.

Дизель с использованием присадки с бемитом обкатывали в течение 90 мин. После обкатки дизель работал с переменной нагрузкой 70 ч, из которых 30 ч с возрастающей нагрузкой, а 40 ч с нагрузкой 50 кВт при 1800 об/мин. При этом износ первого компрессионного кольца, работавшего на масле с бемитом, оказался в 2 раза меньше, чем на масле без бемита; расход картерных газов через 60 мин приработки двигателя на масле с бемитом в 1,6 раза меньше, чем на масле без бемита; температура картерного масла при обкатке с бемитом оказалась на 15-20°С ниже, чем при обкатке на чистом масле.

Максимальная мощность двигателя после 90 мин обкатки на масле с введением бемита составила 52,5 кВт при удельном расходе топлива - 257 г/л·с·ч. Эти значения близки к эксплуатационным показателям дизеля после 50…100 ч работы в эксплуатационных условиях. В случае обкатки на простом масле в течение тех же 90 мин наибольшая эффективная мощность была 45 кВт, а расход топлива 270 г/л·с·ч.

Испытания показали, что использование в моторном масле дизеля Д-243 присадки с высокодисперсным порошком бемита гидротермального синтеза в 2,5 раза сокращает время его полной приработки, в 2,5 раза уменьшает износ первого компрессионного кольца, на 12,7% уменьшает прорыв газов из камеры сгорания в картер, обеспечивает быстрое достижение паспортных значений мощности дизеля и расхода топлива.

Использование: для обкатки и приработки сопряжений трения новых и отремонтированных агрегатов двигателей внутреннего сгорания. Сущность: присадка содержит, мас.%: наноструктурированный бемит 15-20, поверхностно-активные вещества 15-20 и маловязкое минеральное масло - остальное. Приработочное масло для обкатки двигателя внутреннего сгорания содержит минеральное масло и вышеописанную присадку в количестве 4-5 мас.%. Технический результат - сокращение времени приработки трущихся деталей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

1. Композиция присадки к приработочному маслу для обкатки двигателей внутреннего сгорания, содержащая минеральное масло, порошкообразный наполнитель и поверхностно-активные вещества, отличающаяся тем, что в качестве порошкообразного наполнителя использован наноструктурированный бемит, при этом указанные компоненты взяты в следующих соотношениях, мас.%:
наноструктурированный бемит 15-20 поверхностно-активные вещества 15-20 минеральное масло остальное

2. Композиция присадки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит маловязкое минеральное масло.

3. Приработочное масло для обкатки двигателя внутреннего сгорания, содержащее минеральное масло, используемое для смазки двигателя, и присадку, отличающееся тем, что в качестве присадки использована композиция по пп.1 и 2 в количестве 4-5 мас.%.