ПЛАСТИЧНАЯ СМАЗКА ДЛЯ БЕЗОПАСНЫХ ШИН Российский патент 2020 года по МПК B60C17/10 

Изобретение относится к пластичным смазкам для безопасных шин, позволяющих осуществлять движение транспортного средства при отсутствии в шинах избыточного давления воздуха, наносимых на внутреннюю поверхность шины и/или наружную поверхность внутренней опоры.

Известна смазка для run-flat шин производства The Goodyear Tyre and Rubber Company (US 4036765, C10M 3/18) на основе жирных кислот, мыл и носителя (воды или многоатомного спирта).

Существует смазка для шин с системой run-flat на основе жирных кислот политетрафторэтилена, пирогенного диоксида кремния и носителя (US 4607675, C10M 3/18).

Еще один пример состава смазочного материала, который был применен для обработки границы контакта внутренней поверхности шины и поверхности защитного опорного кольца, приведен в патенте США №6750181, патентообладатель Michelin Recherche et Technique. Состав смазочного материала, включает смазывающее вещество на водной или неводной основе и полисахарид, предназначенный для сгущения смазывающего вещества. Предпочтительным смазывающим веществом является глицерин.

Другой пример состава смазочного материала, который был применен в системе Run Flat, описан в публикации патента РСТ WO 2004/069565, патентообладатель Michelin Recherche et Technique. Патент описывает смазочный материал, в состав которого входит смазывающее вещество и загуститель, причем предпочтительным смазывающим веществом является полимер оксида алкилена. Предпочтительным загустителем считается пирогенный диоксид кремния.

Наиболее близким техническим решением является пластичная смазка, описанная в патенте Michelin Recherche Et Technique S.A. (US 7846881 B2, С10М 107/34) на основе полиоксиалкена и органоглины. Недостатком данного решения является довольно низкая общая теплоемкость смазки, а, следовательно, и быстрый ее нагрев в результате трения в зоне контакта внутренней поверхности покрышки, наружной поверхности внутренней опоры при движении транспортного средства, при отсутствии в шине избыточного давления. Данное решение принято за прототип.

Целью настоящего изобретения является создание нового состава смазочного материала, который может использоваться для смазки зоны контакта внутренней поверхности шины и опоры, установленной на обод внутри шины, для обеспечения движения на спущенной шине после потери внутреннего давления.

Для достижения технического результата настоящего изобретения предлагается состав пластичной смазки:

- в качестве смазывающего вещества, основы, предлагается применение продукта алкоголятной полимеризации окиси пропилена с глицерином с последующей блоксполимеризацией с окисью этилена - Лапрола 5003-2-Б10 с молекулярной массой 5000±300, гидроксильным числом, мг КОН/г, в пределах 32,0-36,0; с массовой долей оксиэтильных групп 11-13,5%.

- в качестве загустителя реологическая добавка Garamite 1958.

- в качестве теплопоглощающей добавки, гидрокарбонат натрия, разлагающийся при температуре 60°С - 90°C с поглощением тепла (тепловой эффект разложения гидрокарбоната натрия 16,3 МДж/кг), что позволяет поддерживать температуру в зоне контакта внутренней поверхности шины с наружной поверхностью внутренней опоры в диапазоне 60-90°С.

Для иллюстрации преимуществ настоящего изобретения были изготовлены два варианта состава пластичных смазок для проведения дальнейших испытаний.

Вариант 1- прототип.

За смазывающую основу принят: сополимер этиленоксида и пропилен оксида, SYNALOX 40D300, компании «Dow Chemical Company».

В качестве загустителя использована органоглина - GARAMITE 1958.

Вариант 2 - предлагаемая пластичная смазка

Состоящая из смазывающей основы, сополимера окиси этилена с окисью пропилена на основе глицерина Лапрол 5003-2-Б10 производства ПАО «Нижнекамскнефтехим», загустителя - реологической добавки Garamite 1958., теплопоглощающей добавки - гидрокарбоната натрия производства ПАО «Сода».

Составы смазок

Вариант 1. Прототип.

Для изготовления пластичной смазки, на лабораторных весах Metler Toledo XS303S/A были взвешены органоглина 30 г и 170 г сополимер этиленоксида и пропилен оксида, SYNALOX 40D300. Органоглина GARAMITE 1958 засыпалась в смазывающую основу частями при ручном перемешивании в течение 15 минут. Далее готовую смесь перемешивали верхнеприводной мешалкой HS-50A-Set с пропеллерной четырехлопастной насадкой PL020 в течение 10 минут на скорости 1000 об/мин, затем смеситель останавливали для очистки стенок к центру чаши. После чего смесь перемешивалась промежутками по 5 минут на 1000 об/мин до достижения общего времени смешивания 15 минут.

Вариант 2. Предлагаемый состав.

Для изготовления предлагаемой пластичной смазки на лабораторных весах Metler Toledo XS303S/A взвешено 20 г органоглины GARAMITE 1958, 10 г теплопоглощающей добавки гидрокарбонат натрия и 170 г смазывающей основы, сополимера окиси этилена с окисью пропилена на основе глицерина Лапрол 5003-2-Б10. Сначала вручную смешали смазывающую основу и теплопоглощающую добавку, затем полученную смесь перемешали верхнеприводной мешалкой Hei- TORQUE 100 Precision с постепенным добавлением реологической добавки, в течение 10 минут на скорости 400 об/мин, затем процесс смешения останавливали для очищения стенки к центру чаши. Затем смесь перемешивалась в течение 6 минут на скорости 500 об/мин до достижения общего времени смешивания 16 минут.

Испытание 1

Для оценки абразивной активности, были смоделированы условия трения внутренней поверхности шины и опоры на испытательной машине LAT 100 ф. «VMI» путем замены абразивного материала на пластину из вулканизованной резиновой смеси аналогичной по составу внутренней поверхности шины, и с использованием резиновых образцов в виде шайб из резины аналогичной по составу резине дополнительной опоры шины. На поверхность резиновой пластинки наносилась смазка слоем толщиной в 2 мм, Испытания приводились при скорости качения образца 50 км/ч под нагрузкой 75Н. Абразивный износ оценивался по изменению массы образца.

Дополнительно к оценке абразивного износа рассчитывался коэффициент боковой силы (таблица 1), который, как известно, соответствует силе трения между катящимся объектом и поверхностью. [Grosch, K.А., Moneypenny, Н., and Wallace, I.: Correlation between Truck Tire Road Wear Performance and a System of Laboratory Abrasion Test, IRC 2001, Birmingham].

Как видно из приведенных данных, заявленная пластичная смазка превосходит прототип: на 5% меньший абразивный износ образца и на 15% сниженный коэффициент боковой силы, отвечающий за трение.

Испытание 2

Для проведения стендовых испытаний были изготовлены образцы пластичных смазок вариантов 1 и 2. Изготовленные смазки были нанесены на внутреннюю поверхность покрышки 14.00R20 и наружную поверхность внутренней опоры толщиной около 2 мм. Испытания шин проводились на обкаточном стенде ИМШ-5 на скорости 60 км/ч, нагрузке 4000 кгс при установившемся нулевом внутреннем давлении воздуха. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Результаты испытаний показывают, что предлагаемая пластичная смазка, нанесенная на внутреннюю поверхность покрышки и наружную поверхность внутренней опоры безопасной шины, обеспечивает при отсутствии в шинах избыточного давления воздуха на обкаточном стенде ИМШ-5 наибольший пробег.

Стоит обратить внимание на то, что при проведении обкаточных испытаний безопасных шин, с предлагаемой пластичной смазкой, отмечается более низкая температура наружной поверхности шины по сравнению с прототипом, что является несомненным преимуществом.

Изобретение относится к автомобильной промышленности, в частности к антифрикционным смазкам для безопасных колес, состоящих из покрышки, внутренней опоры, обода, а также для шин типа Run Flat, позволяющих осуществлять движение транспортного средства при резкой потере внутреннего давления или отсутствии в шинах избыточного давления воздуха. Пластичная смазка состоит из: смазывающей основы (85%); загустителя (10%); теплопоглощающей добавки (5%). Смазывающая основа представляет собой продукт алкоголятной полимеризации окиси пропилена с глицерином с последующей блоксполимеризацией с окисью этилена - Лапрол 5003-2-Б10 с молекулярной массой 5000±300, гидроксильным числом, мг KOH/г, в пределах 32,0-36,0; с массовой долей оксиэтильных групп 11-13,5%. В качестве загустителя реологическая добавка Garamite 1958. Теплопоглощающая добавка: гидрокарбонат натрия, представляющий собой вещество, разлагающееся при нагревании, с отрицательным тепловым эффектом разложения. Технический результат - снижение износа и нагрева внутренней поверхности покрышки, наружной поверхности внутренней опоры в результате трения в зоне их контакта, а также понижения температуры в указанной зоне за счет разложения теплопоглощающей добавки. 2 табл.

Состав пластичной смазки для применения в безопасных шинах путем нанесения в зоне контакта внутренней поверхности шины и/или наружной поверхности опорной вставки безопасной шины, состоящий из смазывающей основы, загустителя и теплопоглащающей добавки, отличающийся тем, что:

- смазывающей основой является продукт алкоголятной полимеризации окиси пропилена с глицерином с последующей блоксполимеризацией с окисью этилена Лапрол 5003-2-Б10 с молекулярной массой 5000±300, с массовой долей оксиэтильных групп 11-13,5% и гидроксильным числом мг KOH/г, в пределах 32,0-36,0, в количестве 85%;

- загустителем является реологическая добавка Garamite 1958, в количестве 10%;

- теплопоглощающая добавка гидрокарбонат натрия, в количестве 5%.