ПРИСАДКА, МАСЛЯНЫЙ ФИЛЬТР И СМАЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАШИНЫ Российский патент 2015 года по МПК C10M125/10 B01D39/14 F01M11/03 

Область техники

[0001]

Настоящее изобретение относится к присадке, добавляемой к маслу, используемому в машине, такой как двигатель, масляному фильтру с присадкой и смазочному устройству с присадкой для машины.

Уровень техники

[0002]

Различные виды присадок к маслу вводятся в масло, используемое в машине, такой как двигатель. Например, ZnDTP, который является диалкилдитиофосфатом цинка, добавляется к маслу и имеет антиокислительную способность, способность предотвращать коррозию, противоизносные свойства и т.п.

[0003]

С другой стороны, патентный документ 1 раскрывает использование гидротальцита, выраженного следующей формулой (1), как присадки к маслу.

где в формуле (1) x и y являются целыми числами, удовлетворяющими условию 3<x<20 и 0<y<2, и m указывает целое число. Гидротальцит, выраженный вышеупомянутой формулой (1), в соответствии с описанием патентного документа 1 имеет свойство быстрого реагирования на загрязняющее вещество, содержащее кислоты и нежелательное в масле, и указывает значение щелочности, имеющее кислотное число 250 или более в масле.

[0004]

Патентный документ 2 раскрывает фильтровальную среду для перепускного масляного фильтра для двигателя внутреннего сгорания. В соответствии с описанием патентного документа 2 фильтровальная среда содержит соединение гидротальцита, выраженное вышеупомянутой формулой (1).

Список ссылок

Патентная литература

[0005]

Патентный документ 1: Выложенная заявка Японии № Sho 56-129297(1981)

Патентный документ 2: Выложенная заявка Японии № Hei 03-296408(1991)

Сущность изобретения

[0006]

В этой связи вышеупомянутый ZnDTP имеет свойство восприимчивости к гидролизу и является гидролизующимся веществом. Поэтому, например, когда гидроксидные компоненты, такие как гидроксидные ионы, присутствуют в периферии, существуют некоторые случаи, в которых ZnDTP гидролизуется в масле и в результате эффект ZnDTP снижается. Поэтому в случае добавления гидролизующегося вещества, такого как ZnDTP, к маслу в качестве присадки к маслу желательно уменьшить количество гидроксидных компонентов в масле.

[0007]

С другой стороны, гидротальцит, описанный в патентном документе 1 и патентном документе 2, имеет свойство выделения большого количества гидроксидных ионов в масле и поэтому дает сильную основность маслу. Соответственно, гидротальцит, описанный в патентном документе 1 и патентном документе 2, имеет слабую совместимость с гидролизующейся присадкой к маслу.

[0008]

Поэтому настоящее изобретение сделано с учетом вышеупомянутой проблемы, и целью настоящего изобретения является обеспечение присадки, которая может добавляться к маслу таким образом, чтобы удалить кислотные компоненты в масле, и может использоваться вместе с присадкой, которая гидролизуется в масле.

[0009]

Аспектом настоящего изобретения является обеспечение добавляемой к маслу присадки, содержащей слабоосновный гидротальцит. Присадка может добавляться к маслу таким образом, чтобы удалить кислотные компоненты в масле, и может использоваться вместе с присадкой, которая гидролизуется в масле.

[0010]

Предпочтительно при добавлении смеси гидротальцита из 1 мас.% и воды в количестве 3 мас.% к маслу, у которого водородный показатель находится в диапазоне от 6 до 7, для перемешивания слабоосновный гидротальцит может быть гидротальцитом, с которым полученное масло имеет водородный показатель в диапазоне от 6 до 7. Кроме того, слабоосновный гидротальцит может быть гидротальцитом, с которым смесь из 3 мас.% гидротальцита и воды имеет водородный показатель 7 или более до 10 или менее.

[0011]

Слабоосновный гидротальцит может иметь состав из Mg_8-xAl_x(OH)_y(CO₃)_z·mH₂O (где в формуле x равен 1 или более до 7 или менее, y, z и m являются положительными рациональными значениями и z больше, чем y). Кроме того, например, x может быть 2, y может быть 1 и z может быть 16.

[0012]

Другой аспект настоящего изобретения обеспечивает масляный фильтр, содержащий вышеупомянутую присадку. Масляный фильтр может дополнительно содержать гидролизующуюся присадку.

[0013]

Еще один аспект настоящего изобретения обеспечивает смазочное устройство для машины, содержащее вышеупомянутую присадку. Смазочное устройство для машины может дополнительно содержать гидролизующуюся присадку. Такое смазочное устройство для машины может снабжаться вышеупомянутым масляным фильтром.

[0014]

Вышеупомянутые и дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из описания иллюстративных примеров осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи ниже.

Краткое описание чертежей

[0015]

Фиг.1 является концептуальной схемой двигателя внутреннего сгорания, к которому применяется пример осуществления в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 является увеличенной структурной схемой масляного фильтра в смазочном устройстве двигателя внутреннего сгорания на Фиг.1.

Фиг.3 является диаграммой, показывающей результат эксперимента.

Фиг.4 является диаграммой, показывающей результат эксперимента.

Фиг.5 является диаграммой, показывающей результат эксперимента.

Фиг.6 является диаграммой, показывающей результат эксперимента.

Фиг.7 является диаграммой, показывающей результат эксперимента, и

Фиг.8 является диаграммой, показывающей результат эксперимента.

Описание примеров осуществления

[0016]

Настоящее изобретение относится к присадке, добавляемой к маслу. Присадка в соответствии с настоящим изобретением содержит слабоосновный гидротальцит. Такая присадка может прямо добавляться в масло. Например, присадка может прямо добавляться в масло в смазочном устройстве машины, такой как двигатель внутреннего сгорания. Кроме того, присадка может использоваться для размещения в картридже. Например, присадка обеспечивается в масляном фильтре. Картридж такого масляного фильтра или подобного может быть закрепленным или сменно устанавливаемым в масляный канал в смазочном устройстве машины, такой как двигатель внутреннего сгорания. Гидротальцит в присадке является анионным ионообменником и имеет способность удаления кислотных компонентов из масла, то есть способность захватывания кислотных компонентов в масле. Кроме того, гидротальцит может использоваться вместе с веществами, которые гидролизуются, и присадка может быть применима к картриджу или смазочному устройству вместе с таким веществом.

[0017]

Далее будет объяснен двигатель 10 внутреннего сгорания (далее - двигатель), к которому применяется пример осуществления в соответствии с настоящим изобретением. Двигатель 10 схематично показан на фиг.1. В данном случае двигатель 10 монтируется на транспортном средстве. Однако двигатель 10 в настоящем примере осуществления является рядным четырехцилиндровым двигателем, но двигатель, к которому применяется настоящее изобретение, может иметь не только любое число цилиндров и любую форму расположения цилиндров, но также может быть двигателем с искровым типом зажигания или двигателем с компрессионным типом воспламенения.

[0018]

Двигатель 10 снабжен блоком 12 цилиндров, выполненным за одно целое с картером, головкой 14 блока цилиндров, крышкой 16 головки, закрывающей головку 14 блока цилиндров сверху и поддон 18 для масла. Смесь воздуха, втянутого через дроссельный клапан 22 во впускной канал 20, и топлива, инжектированного из инжекционного топливного клапана, сгорает в камере сгорания, и образовавшийся выхлопной газ выпускается через выхлопной канал 24.

[0019]

Смазочное устройство 26 двигателя 10 сконструировано для подачи масла во множество областей подачи, включая множество скользящих частей в двигателе 10. Смазочное устройство 26 снабжено сетчатым фильтром 28 и масляным насосом 30, и масло, остающееся в поддоне 18 для масла, всасывается (засасывается) через сетчатый фильтр 28 масляным насосом 30. Масло, всасываемое таким образом, подается через масляный фильтр (не показан) через масляный канал 32 (включая множество путей масла, относящихся к соответствующим областям питания), выполненный в двигателе 10 к компонентам в двигателе 10, например шейкам распределительного вала, шейкам коленчатого вала, шатунам и поршням. Смазочное масло, подаваемое на множество компонентов, то есть масло, в итоге возвращается в поддону 18 для масла под своим собственным весом. Следует отметить, что пространство, в котором масло протекает таким образом, чтобы циркулировать внутри двигателя 10, здесь называется "масляный канал".

[0020]

Для сообщения внутренней части крышки 16 головки или внутренней части головки 14 блока цилиндров с внутренней частью картера, то есть внутренней частью поддона 18 для масла, в блоке цилиндров 12 и головке 14 блока цилиндров выполнен масляный обратный канал 34. Масляный обратный канал 34 является, например, каналом для возвращения (спуска) масла при завершении смазывания механизма привода клапанов от головки 14 блока цилиндров в поддон 18 для масла, а также каналом для перемещения вверх просачивающегося газа в картере по направлению к внутренней части крышки 16 головки. Следует отметить, что число масляных обратных каналов 34 может быть произвольным.

[0021]

В данном контексте просачивающийся газ означает газ, который просачивается из зазора между поршневым кольцом поршня и внутренней поверхностью цилиндра блока цилиндров 12 в картер. Просачивающийся газ содержит большое число углеводородов или водных компонентов. Поэтому слишком большое количество просачивающихся газов вызывает преждевременное загрязнение масла двигателя или заржавление двигателя изнутри. Кроме того, поскольку в просачивающемся газе содержатся углеводороды, для окружающей среды нежелательно выпускать просачивающийся газ в атмосферу как он есть. Поэтому двигатель 10 снабжается известным устройством (не показано) рециркуляции просачивающегося газа. Просачивающийся газ вводится в крышку 16 головки и после этого принудительно возвращается в систему впуска посредством использования впускного отрицательного давления, которое подается в камеру сгорания.

[0022]

При этом такой просачивающийся газ включает, например, NOx, SOx и водные компоненты. Например, поскольку крышка 16 головки сконструирована так, чтобы затруднить передачу к нему тепла от двигателя и обеспечить воздействие наружного воздуха на его внешнюю поверхность для охлаждения охлаждающим ветром или подобным, то посредством конденсации влаги или подобного на внутренней поверхности крышки 16 головки легко образуется конденсированная вода. Поэтому из-за реакции этих компонентов легко образуются кислотные вещества, например азотные кислоты и серные кислоты, особенно в крышке 16 головки. Эти кислотные вещества могут смешиваться со смазочным маслом, то есть моторным маслом, что способствует образованию адгезии и накоплению полупродуктов углеродистых отложений и углеродистых отложений внутри двигателя.

[0023]

Поэтому для устранения таких кислотных веществ, то есть кислотных компонентов, из моторного масла смазочное устройство 26 в двигателе 10 снабжено масляным фильтром 36. Следует отметить, что смазочное устройство 26 показано схематично, чтобы быть только частично преувеличенным на фиг.1. Смазочное устройство 26 имеет масляный канал 32, включающий масляный обратный канал 34, и внутреннюю часть поддона 18 для масла в двигателе 10 и снабжено масляным фильтром 36 в середине масляного канала 32.

[0024]

Однако на фиг.1 для показа части смазочного устройства 26, включающего масляный фильтр 36, в примере осуществления в преувеличенном виде часть смазочного устройства 26, включающая в себя масляный фильтр 36, изображена вне корпуса 10' двигателя. Однако место установки масляного фильтра 36 или подобного не ограничивается местом, показанным на фиг.1, и может изменяться по-разному, например может размещаться на известном месте установки масляного фильтра или, например, может размещаться в секции, имеющей контакт с внешней стороной каждого компонента в корпусе 10' двигателя или внутри него. Однако в настоящем примере осуществления масляный фильтр 36 обеспечивается с возможностью замены и размещается в месте, в котором имеется возможность его легкой замены снаружи.

[0025]

Масляный канал 32 содержит основной масляный канал 32a для подачи масла во множество областей питания в двигателе 10 и масляный подканал (перепускной канал) 32b, соединенный с основным масляным каналом 32а. Масляный фильтр 36 размещается в масляном подканале 32b. Однако масляный фильтр 36 может предусматриваться в основном масляном канале 32a, например может предусматриваться в обратном масляном канале 34. Следует отметить, что при поступлении масла в масляный подканал 32b оно может в итоге поступать в поддон 18 для масла под своим собственным весом.

[0026]

Вышеупомянутый масляный фильтр 36 в таком смазочном устройство 26, как показано на фиг.2, содержит фильтровальные части 36a и 36b, приемную часть 36d (приемную камеру), ограниченную внешним корпусом 36c и фильтровальными частями 36a и 36b так, чтобы помещаться между фильтровальными частями 36a и 36b, входное отверстие 36e и выходное отверстие 36f. Каждая из фильтровальных частей 36a и 36b выполнена из фильтрующего элемента и здесь специально имеет множество пор, которые проходят по существу в направлении пути потока (направления стрелок a1 и a2 на фиг.2) и через которые масло может течь. Фильтровальные части 36a и 36b предусмотрены таким образом, чтобы улавливать твердые материалы, такие как твердые частицы в масле. Кроме того, каждая из фильтровальных частей 36a и 36b обеспечивается для поддержки конфигурации и размера приемной части 36d и для защиты и удерживания множества присадок 40, то есть веществ, предусмотренных в приемной части 36d. Следует отметить, что присадка 40 может называться реагентом или фильтрующей основой.

[0027]

Следует отметить, что масляный фильтр 36 не ограничивается такой конструкцией и может быть по-разному сконструирован так, что в масляном фильтре 36 размещаются присадки 40 и что масло может контактировать с присадкой, размещенной в смазочном устройстве 26 двигателя 10. Например, в масляном фильтре используется корпус из проволочной сетки, мешковидный корпус, выполненный с использованием плетеной металлической проволоки, смол или подобного, трубчатый корпус ячеистого типа (имеющий приемную зону между внутренней трубкой и внешней трубкой) или подобное, причем приемная часть может быть выполнена внутри, чтобы в ней содержать множество присадок. Масляный фильтр может обеспечиваться различными типами фильтровальной среды. Кроме того, присадка может смешиваться с фильтровальной средой для удерживания. Например, в случае, когда фильтровальная среда выполнена из волокнистых веществ, присадка может фиксироваться или удерживаться в пустом пространстве в фильтровальной среде. Масляный фильтр 36 может быть сконструирован так, чтобы иметь конструкцию, подобную конструкции известного масляного фильтра, в качестве основной конструкции и быть снабженным присадкой 40 внутри.

[0028]

Множество присадок 40, размещенных в приемной части 36d, содержат гидротальцит (действующий как ионообменники) в качестве ионообменников (ионообменные материалы). Гидротальцит имеет способность поглощения заданных ионов (ионных компонентов). Другими словами, присадка 40 в приемной части 36d имеет такую способность поглощения заданного иона для удаления заданного иона из моторного масла. В частности, гидротальцит используется для удаления из масла нитратных ионов (NO₃ ^-), которые могут образовываться NOx и водой в просачивающемся газе, и сульфатных ионов (SO₄ ^2-), которые могут образовываться SOx и водой в просачивающемся газе. Следует отметить, что кислотные компоненты, которые желательны для удаления из масла с помощью гидротальцита, содержат не только нитратные ионы (NO₃ ^-) и сульфатные ионы (SO₄ ^2-), но также, например, ацетатные ионы (СН₃СОО^-), которые могут образовываться на основе просачивающихся газов, и ионы (HCOO^-) муравьиной кислоты, которые могут аналогично образовываться на основе просачивающихся газов. Гидротальцит может иметь способность поглощения по меньшей мере одного компонента, выбранного из группы, включающей эти компоненты, или группы, состоящей из этих компонентов.

[0029]

В результате, когда масло проходит через масляный фильтр 36, предусмотренный в смазочном устройстве 26, вышеупомянутый кислотный компонент в масле может быть удален из масла на основе функции множества присадок 40 в масляном фильтре 36. Поэтому в двигателе 10 может быть подавлено образование полупродуктов углеродистых отложений и углеродистых отложений.

[0030]

Кроме того, масляный фильтр 36 может быть заменен, как описано выше. Клапаны 42 и 44 обеспечиваются после и перед масляным фильтром 36 таким образом, что при замене масло не протекает в часть для установки масляного фильтра 36, в данном случае в масляный подканал 32b. Каждый из клапанов 42 и 44 является управляющим клапаном в данном случае и открывается/закрывается посредством действия исполнительного механизма, действующего на основе сигнала от электронного блока управления (не показан), имеющего функцию управляющего устройства в двигателе 10. При замене масляного фильтра 36, например, когда временной промежуток работы двигателя 10 достигает заданного времени, клапаны 42 и 44 соответственно закрываются, чтобы включить аварийный сигнал или подобное, обеспечивая возможность стимулирования водителя заменить масляный фильтр. Следует отметить, что клапаны 42 и 44 соответственно могут быть клапанами, открывающимися/закрывающимися вручную.

[0031]

Теперь будет объяснена присадка 40. Гидротальцит размещается как присадка 40 в масляном фильтре 36, как описано выше. В дополнение к гидротальциту в качестве присадки 40 могут содержаться другие различные типы веществ, и в данном случае ZnDTP как присадка к маслу размещается вместе в масляном фильтре 36. Однако в качестве присадки 40 возможно использовать только гидротальцит, и только гидротальцит как присадка может размещаться в масляном фильтре 36. Гидротальцит в данном случае является порошкообразным элементом, в частности выполненным из микроскопических частиц, каждая из которых имеет размер в диапазоне от 0,001 мм или более до 1 мм или менее. Предпочтительно каждая частица гидротальцита может иметь размер от 0,1 мм до 1 мм. Следует отметить, что масляный фильтр 36 сконструирован так, что такой гидротальцит не вытекает из масляного фильтра 36. Однако гидротальцит может не быть порошкообразным элементом, но может быть сконструирован как целостный блочный элемент, имеющий заданную конфигурацию для размещения в масляном фильтре 36. Поскольку моторное масло течет в масляном фильтре 36, необходимо, чтобы гидротальцит выдерживал температуру масла двигателя. Гидротальцит может быть приемлемым для использования в диапазоне температур 160°C или менее (например, 0°С или более) и предпочтительно может использоваться при температуре 100°C или менее.

[0032]

При этом гидротальцит в данном случае является слоистым соединением, включающим слои опорных частей, состоящих из Al и Mg в качестве главных компонентов, и отрицательные ионы, расположенные между указанными слоями. В некоторых случаях гидротальцит называется гидротальцитоподобным соединением. Гидротальцит имеет функцию ионообменника и способность поглощения кислотных компонентов (вышеупомянутых нитратных ионов и т.п.) в масле и вместо этого высвобождения отрицательных ионов в масле.

[0033]

Гидротальцит может содержать гидроксидные ионы (OH^-) и карбонатные ионы (СО₃ ^2-) как отрицательные ионы между слоями. Существуют некоторые случаи, в которых гидроксидные ионы и карбонатные ионы высвобождаются из гидротальцита, когда гидротальцит находится в воде или в масле. Гидрооксидный ион и карбонатный ион могут увеличивать основность высвобождаемой жидкости, и, в частности, гидрооксидный ион может сильно увеличивать основность жидкости.

[0034]

В данном случае гидротальцит в настоящем изобретении является слабоосновным гидротальцитом. Слабоосновный гидротальцит является гидротальцитом, в котором, когда смесь из 1 мас.% гидротальцита и воды добавляется в количестве 3 мас.% к маслу, имеющему водородный показатель (pH) от 6 до 7, для перемешивания, полученное масло имеет pH от 6 до 7. Кроме того, слабоосновный гидротальцит является гидротальцитом, с которым смесь из 3 мас.% гидротальцита и воды имеет водородный показатель от 7 или более до 10 или менее.

[0035]

Такой слабоосновный гидротальцит имеет состав, в котором содержится больше карбонатных ионов по сравнению с гидроксидными ионами. Пример такого гидротальцита включает "Mg₆Al₂(OH)(CO₃)₁₆". Такой гидротальцит может, как правило, существовать как гидрат и, например, может быть представлен как "Mg₆Al₂(OH)(CO₃)₁₆·mH₂O (однако m является положительным рациональным числом)". Следует отметить, что соотношение карбонатных ионов и гидроксидных ионов в составе гидротальцита в настоящем изобретении (карбонатные ионы/гидроксидные ионы) может быть более 1, предпочтительно 15 или 16 или более. В настоящем изобретении соотношение Mg и Al в гидротальците может быть любым значением.

[0036]

Другими словами, такой слабоосновный гидротальцит может иметь состав в соответствии со следующей формулой (2).

В формуле (2) x является величиной от 1 или более до 7 или менее и y, z и m являются положительными рациональными величинами, причем z больше, чем y. Предпочтительно x является значением от 2 или более до 5 или менее.

[0037]

Этот гидротальцит содержит относительно небольшое количество гидроксидных ионов и большое количество карбонатных ионов. Поэтому такой гидротальцит никогда не высвобождает большое число гидроксидиых ионов в масле. С другой стороны, гидротальцит высвобождает карбонатные ионы, которые становятся газами, главным образом, например, диоксидом углерода. Поэтому ZnDTP, вводимый в масляный фильтр 36 в качестве присадки вместе с гидротальцитом, является гидролизующимся веществом, но степень ускорения разложения ZnDTP слабым основным гидротальцитом не имеет значения. Поэтому гидротальцит может использоваться вместе с другими гидролизующимися веществами, в частности с присадкой к маслу. Следует отметить в отношении гидролизующейся присадки, что имеется присадка, образующая кислотное вещество посредством гидролизации. Такая присадка, например, гидролизуется, таким образом образуя кислотные вещества, такие как SO₄ ^2- или NO₃ ^-, другими словами, вещества разложения кислот. Вышеупомянутый гидротальцит может предпочтительно использоваться вместе с такой присадкой.

[0038]

Далее будут объяснены несколько примеров из экспериментов, выполненных для исследования свойств и функциональных эффектов вышеупомянутого слабоосновного гидротальцита. В следующих экспериментах "Mg₆Al₂(OH)(CO₃)₁₆" (далее называемый "ГТ") вышеупомянутого состава, выпускаемого Wako Pure Chemical Industries, Ltd., был использован как гидротальцит в пределах объема настоящего изобретения. Кроме того, в эксперименте в качестве присадки для сравнения был использован гидротальцит "Mg₆Al₂(OH)₁₇(CO₃)" (далее называемый "сильный ГТ"), выпускаемый Aldrich Co., за пределами объема настоящего изобретения. Далее в эксперименте в качестве присадки для сравнения был использован слабоосновный оксикарбонат циркония, то есть "ZrOCO₃·ZrO₂·nH₂O (однако n является целым числом)". Кроме того, в эксперименте в качестве неотработанного масла было использовано моторное масло Castle 5W30 (зарегистрированный товарный знак), выпускаемое Toyota Motor Co., Ltd. Кроме того, в следующем эксперименте в качестве отработанного масла использовали масло бортового двигателя, который продолжали использовать до тех пор, пока расстояние передвижения экспериментального транспортного средства в городе не достигло 30000 км. Следует отметить, что вышеупомянутое масло 5W30 было использовано как моторное масло в двигателе, смонтированном на экспериментальном транспортном средстве.

[0039]

Следует отметить, что превосходные свойства ГТ и превосходные эффекты благодаря ГТ как присадки к маслу будут особо пояснены далее. Гидротальцит, который может быть представлен вышеупомянутой формулой (2), включает ГТ и имеет свойства, подобные следующим свойствам ГТ, и будет обеспечивать превосходные эффекты, подобные следующим эффектам посредством ГТ.

[0040] (Экспериментальный пример 1)

Сначала будет объяснен результат экспериментов, выполненных для исследования свойств каждого из ГТ и сильного ГТ в неотработанном масле. Результат эксперимента показан на фиг.3.

[0041]

В этом эксперименте смесь из 1 мас.% ГТ и воды была добавлена в количестве 3 мас.% в неотработанное масло, водородный показатель которого был в диапазоне от 6 до 7, для перемешивания с целью получения испытуемого масла 11 ("неотработанное масло + ГТ" на фиг.3). Кроме того, смесь из 1 мас.% сильного ГТ и воды была добавлена в количестве 3 мас.% к тому же неотработанному маслу для перемешивания с целью получения испытуемого масла 12 ("неотработанное масло + сильный ГТ" на фиг.3). Был измерен водородный показатель pH каждого из масел 11 и 12, полученного таким образом.

[0042]

На фиг.3 pH неотработанного масла 13 показан вместе с pH каждого из масел 11 и 12. Неотработанное масло 13 является нейтральным из-за pH, равного 6,45, а масло 11, к которому был добавлен ГТ, было нейтральным из-за pH, равного 6,48. Таким образом, ГТ не высвобождает столько ионов, чтобы создать проблему в неотработанном масле. С другой стороны, масло 12, к которому был добавлен сильный ГТ, было явно щелочное из-за pH, равного 8,32. Таким образом, сильный ГТ является сильноосновным и имеет свойство высвобождения большого числа гидроксидных ионов в масле, поэтому он не подходит для использования вместе с ZnDTP.

[0043]

Таким образом, ГТ является гидротальцитом, с которым, когда смесь из 1 мас.% ГТ и воды добавляется в количестве 3 мас.% к маслу, имеющему pH от 6 до 7, для перемешивания, полученное масло имеет pH от 6 до 7.

[0044]

Кроме того, смесь из 3 мас.% ГТ и воды (дистиллированной воды) показала pH от 7 или более до 10 или менее. С другой стороны, смесь того же количества сильного ГТ и воды показала pH от 11 или более.

[0045] (Экспериментальный пример 2)

Затем будет объяснен результат экспериментов, выполненных для исследования свойств каждого из ГТ и сильного ГТ в неотработанном масле. Результат эксперимента показан на фиг.4.

[0046]

В этом эксперименте смесевое масло, в котором 1 г ГТ был добавлен к 30 г неотработанного масла для перемешивания, поддерживалось при температуре 95°C в течение 12 часов с целью получения испытуемого масла 21 ("неотработанное масло + ГТ" на фиг.4). Подобное смесевое масло, в котором 1 г сильного ГТ был добавлен к 30 г неотработанного масла для перемешивания, поддерживалось при температуре 95°C в течение 12 часов с целью получения испытуемого масла 22 ("неотработанное масло + сильный ГТ" на фиг.4). Помимо этого 30 г неотработанного масла без присадки поддерживались при температуре 95°C в течение 12 часов с целью получения испытуемого масла 23 ("неотработанное масло" на фиг.4). Было измерено каждое общее значение кислотности в маслах 21, 22 и 23.

[0047]

Из фиг.4 очевидно, что общее значение кислотности масла 21, к которому был добавлен ГТ, было, как правило, тем же, что и значение кислотности масла 23 без присадки. С другой стороны, общее значение кислотности масла 22, к которому добавили сильный ГТ, было приблизительно 5% значения кислотности масла 23 без присадки. Это соответствует тому, что ГТ проявляет слабую основность в масле, а сильный ГТ проявляет сильную основность в масле.

[0048] (Экспериментальный пример 3)

Кроме того, визуально исследовалось дисперсионное состояние присадок в каждом из масел 21 и 22, использованных в экспериментальном примере 2. ГТ, как правило, осаждался в масле 21, к которому ГТ был добавлен, а масло 21 не было почти мутным. С другой стороны, сильный ГТ был, как правило, в дисперсионном состоянии в масле 22, к которому добавили сильный ГТ, и масло 22 было частично в коллоидном состоянии. Поэтому ГТ замечательно подходит как присадка к маслу по сравнению с сильным ГТ.

[0049] (Экспериментальный пример 4)

Затем будет объяснен результат экспериментов, выполненных для исследования способности поглощения азотных кислот в масле. Результат эксперимента показан на фиг.5.

[0050]

В этом эксперименте 3 мл азотной кислоты одной нормальности добавили к 27 мл неотработанного масла. Кроме того, смесевое масло, в котором 1 г ГТ дополнительно добавили к маслу, включающему азотную кислоту, для перемешивания, поддерживали при температуре 95°C в течение 2 часов для получения испытуемого масла 41 ("неотработанное масло + HNO₃ + ГТ" на фиг.5). Подобное смесевое масло, в котором 1 г оксикарбоната циркония дополнительно добавили к маслу, включающему азотную кислоту, для перемешивания, поддерживали при температуре 95°C в течение 2 часов для получения испытуемого масла 42 ("неотработанное масло + HNO₃ + оксикарбонат циркония" на фиг.5). Помимо этого масло, включающее азотную кислоту без добавления присадки, поддерживали при температуре 95°C в течение 2 часов для получения испытуемого масла 43 ("неотработанное масло + HNO₃" на фиг.5), и неотработанное масло без добавления присадки поддерживали при температуре 95°C в течение 2 часов для получения испытуемого масла 44 ("неотработанное масло" на фиг.5). Был измерен каждый pH масел 41, 42, 43 и 44.

[0051]

Из фиг.5 очевидно, что неотработанное масло 44 имело pH 6,45, но масло 43, к которому добавили азотную кислоту, имело pH 5,75. Однако масло 41, к которому был добавлен ГТ, имело pH 6,48. На основании настоящего эксперимента очевидно, что азотная кислота в масле достаточно поглощается и удаляется с помощью ГТ. Напротив, масло 42, к которому добавили оксикарбонат циркония, имело рН 5,72, и такого улучшения pH не произошло. Поэтому ГТ имеет замечательно превосходную способность поглощения кислотных компонентов в масле по сравнению с оксикарбонатом циркония.

[0052] (Экспериментальный пример 5)

Цвета и запахи масел 41, 43 и 44, полученных в экспериментальном примере 4, соответственно сравнили. Не было различия в цвете и запахе между неотработанным маслом 44 и маслом 41, к которому добавили ГТ и азотную кислоту. С другой стороны, масло 43, к которому добавили только азотную кислоту, имело цвет, отличный от цвета неотработанного масла 44, и выделяло запах серы. Также на основании этого очевидно, что ГТ имеет достаточную способность поглощения кислотных компонентов в масле.

[0053] (Экспериментальный пример 6)

Затем будет объяснен результат экспериментов, выполненных для исследования характеристик поглощения кислотных компонентов в ГТ. Результат эксперимента показан на фиг.6.

[0054]

В этом эксперименте в воду (дистиллированную воду), имеющую заданное количество ГТ, по каплям добавили раствор азотной кислоты, имеющий заданную концентрацию, и после добавления капель pH воды. А именно, приготовили воду В1, полученную добавлением 1 г ГТ к 50 мл дистиллированной воды для перемешивания, воду В2, полученную добавлением 0,1 г ГТ к 50 мл дистиллированной воды для перемешивания, воду В3, полученную добавлением 0,01 г ГТ к 50 мл дистиллированной воды для перемешивания, и 50 мл дистиллированной воды B4 без ГТ. Тем временем приготовили 1 М (моль/л) раствор H1 азотной кислоты, 0,1 М раствор H2 азотной кислоты и 0,01 М раствор H3 азотной кислоты. Затем раствор H1 азотной кислоты по каплям добавили в воду B1, раствор H2 азотной кислоты по каплям добавили в воду B2, раствор H3 азотной кислоты по каплям добавили в воду B3 и раствор H3 азотной кислоты был по каплям добавлен в воду B4, каждый раствор добавляли в заданном количестве для перемешивания. Через одну минуту после добавления капель вода стала испытуемыми растворами 61, 62, 63 и 64 соответственно, и измерили pH каждого из испытуемых растворов.

[0055]

В результате, как показано на фиг.6, в целом был обнаружен эффект поглощения кислоты посредством ГТ. Однако испытуемый раствор 61, полученный посредством добавления раствора H1 азотной кислоты, имеющего высокую концентрацию кислоты, в воду B1, и испытуемый раствор 62, полученный посредством добавления раствора H2 азотной кислоты, имеющего высокую концентрацию кислоты, в воду B2, были ближе к нейтральным, чем испытуемый раствор 63, полученный посредством добавления раствора H3 азотной кислоты, имеющего низкую концентрацию кислоты, в воду B3. Таким образом, испытуемые растворы 61, 62, и 63, в каждый из которых был добавлен ГТ, показали тенденцию, что pH каждого был ниже при ослаблении добавленной кислоты. Следовательно, очевидно, что ГТ имеет более превосходную способность поглощения сильной кислоты по сравнению со слабой кислотой и ГТ имеет такие свойства, в соответствии с которыми способности захватывания кислотных компонентов возрастают по мере повышения уровня кислотности раствора. Поэтому ГТ должен достигать превосходного эффекта поглощения кислотного компонента в жидкости, в которой концентрация кислоты повысилась на некоторую степень, особенно в отработанном масле.

[0056] (Экспериментальный пример 7)

Затем будет объяснен результат экспериментов, выполненных для исследования эффекта в отношении отработанного масла. Результат экспериментов показан на фиг.7.

[0057]

В этом эксперименте смесевое масло, в котором 1 г ГТ был добавлен к 27 мл отработанного масла для перемешивания, поддерживали при температуре 95°C в течение 2 часов для получения испытуемого масла 71 ("отработанное масло + ГТ" на фиг.7). Подобное смесевое масло, в котором 1 г оксикарбоната циркония добавили к 27 мл отработанного масла для перемешивания, поддерживали при температуре 95°C в течение 2 часов для получения испытуемого масла 72 ("отработанное масло + оксикарбонат циркония" на фиг.7). Кроме того, отработанное масло без добавления присадки поддерживали при температуре 95°C в течение 2 часов для получения испытуемого масла 73 ("отработанное масло" на фиг.7), и неотработанное масло без добавления присадки поддерживали при температуре 95°C в течение 2 часов для получения испытуемого масла 74 ("неотработанное масло" на фиг.7). Был измерен каждый pH масел 71, 72, 73 и 74.

[0058]

Из фиг.5 очевидно, что неотработанное масло 74 имело pH 6,48, а отработанное масло 73 имело pH 3,98. Масло 72, к которому добавили оксикарбонат циркония, имело pH 3,95, а масло 71, к которому добавили ГТ, имело pH 5,20. На основании настоящего эксперимента очевидно, что ГТ имеет замечательно превосходную способность поглощения кислотных компонентов в масле.

[0059] (Экспериментальный пример 8)

Затем будет объяснен результат экспериментов, выполненных для исследования эффекта подавления углеродистых отложений в отработанном масле посредством добавления ГТ.

[0060]

В этом эксперименте была измерена кинетическая вязкость каждого из масла 73, полученного в экспериментальном примере 7, и масла 71, к которому добавили ГТ. Вязкость отработанного масла 73, к которому добавляли ГТ, была 300 сП или более. При этом вязкость отработанного масла 71, к которому добавили ГТ, была порядка 27 сП, и масло 71 имело характеристики текучести, подобные характеристикам текучести неотработанного масла. Поэтому очевидно, что кислотные компоненты могут быть поглощены и удалены из масла посредством добавления ГТ к маслу, что в результате дает эффект превосходного подавления углеродистых отложений.

[0061] (Экспериментальный пример 9)

Для исследования эффекта за счет ГТ использовали экспериментальное транспортное средство, на котором был смонтирован двигатель, имеющий ту же конструкцию, что и вышеупомянутый двигатель 10. Эффект эксперимента показан на фиг.8.

[0062]

В этом эксперименте был изготовлен масляный фильтр, подобный масляному фильтру 36 с размещенным в нем ГТ, для включения в двигатель экспериментального транспортного средства в заданное время. 80 г порошка ГТ, имеющего средний диаметр частиц от 5 до 15 мкм, поместили в масляный фильтр, используемый в эксперименте. Когда расстояние передвижения в городе экспериментального транспортного средства достигло 15000 км, масляный фильтр был введен в экспериментальное транспортное средство.

[0063]

Фиг.8 показывает изменение значения кислотности масла в двигателе экспериментального транспортного средства в случае введения масляного фильтра с ГТ в заданное время в зависимости от расстояния передвижения. Помимо этого фиг.8 аналогично показывает изменение значения кислотности масла в двигателе экспериментального транспортного средства в случае отсутствия введения такого масляного фильтра, то есть без ГТ. На фиг.8 время введения масляного фильтра выражается стрелкой.

[0064]

Из фиг.8 очевидно, что значение кислотности в масле увеличивалось по мере увеличения расстояния передвижения. При этом в случае введения масляного фильтра, то есть имеющего ГТ, значение кислотности масла снизилось сразу после введения, и скорость увеличения значения кислотности масла была после этого медленнее. Таким образом, введение ГТ в масло в смазочном устройстве двигателя вносит вклад в снижение значения кислотности в масле, что делает возможным подавление образования углеродистых отложений или т.п.

[0065]

Следует отметить, вышеизложенные эксперименты подтверждают, что ГТ в достаточной мере имеет способность поглощения кислотных компонентов в масле в диапазоне температур от комнатной температуры (например, 20°C) или более до 160°C или менее. Однако область использования ГТ может быть предпочтительно в диапазоне температур 100°C или менее.

[0066]

Как описано выше, настоящее изобретение было пояснено на основе вышеупомянутых примеров осуществления, модификаций и экспериментальных примеров. Настоящее изобретение, однако, не ограничивается вышеупомянутыми примерами осуществления и позволяет другие примеры осуществления. Настоящее изобретение включает все модификации, применения и эквиваленты, содержащиеся в пределах концепции настоящего изобретения, определенного формулой изобретения.

Настоящее изобретение относится к присадке, добавляемой к маслу, содержащей слабоосновный гидротальцит, в которой слабоосновный гидротальцит имеет состав из Mg_8-xAl_x(OH)_y(CO₃)_z·mH₂O, где x равно 1 или более до 7 или менее, y, z и m являются положительными рациональными числами и z больше, чем y. Также настоящее изобретение относится к масляному фильтру, смазочному устройству для машины, смазочному устройству для машины, содержащему масляный фильтр. Техническим результатом настоящего изобретения является получение присадки, добавляемой к маслу для удаления кислотных компонентов. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 пр., 8 ил.

1. Присадка, добавляемая к маслу, содержащая слабоосновный гидротальцит, в которой слабоосновный гидротальцит имеет состав из
Mg_8-xAl_x(OH)_y(CO₃)_z·mH₂O,
где x равно 1 или более до 7 или менее, y, z и m являются положительными рациональными числами и z больше, чем y.

2. Присадка по п. 1, в которой при добавлении смеси из 1 мас. % гидротальцита и воды в количестве 3 мас. % к маслу, y которого водородный показатель находится в диапазоне от 6 до 7, для перемешивания, слабоосновный гидротальцит является гидротальцитом, с которым полученное масло имеет водородный показатель в диапазоне от 6 до 7.

3. Присадка по п. 1, в которой слабоосновный гидротальцит является гидротальцитом, с которым смесь 3 мас. % гидротальцита и воды имеет водородный показатель 7 или более до 10 или менее.

4. Присадка по п. 1, в которой x равно 2, y равно 1 и z равно 16.

5. Масляный фильтр, содержащий присадку по п. 1.

6. Масляный фильтр по п. 5, дополнительно содержащий гидролизующуюся присадку.

7. Смазочное устройство для машины, содержащее присадку по п. 1.

8. Смазочное устройство для машины по п. 7, дополнительно содержащее гидролизующуюся присадку.

9. Смазочное устройство для машины, содержащее масляный фильтр по п. 5.