СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И БАЗОВОЙ ОСНОВЫ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ ПРОДУКТОВ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ Российский патент 2021 года по МПК G01N33/30 G01N25/02 

Изобретение относится к технологиям определение состава и концентрации продуктов, образующихся при термостатировании смазочных материалов.

Известен способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, включающий нагревание смазочного материала в присутствии воздуха, перемешивание, фотометрирование и определение параметров процесса окисления, при этом определяют коэффициент поглощения светового потока окисленным смазочным материалом, строят графическую зависимость изменения коэффициента поглощения светового потока от времени испытания, продлевают линию зависимости после точки перегиба до пересечения с осью абсцисс и по абсциссе этой точки определяют время начала образования нерастворимых примесей, по точке перегиба зависимости определяют время начала коагуляции нерастворимых примесей, а по предельному значению коэффициента поглощения светового потока определяют ресурс работоспособности смазочного материала (Патент РФ №2219530 С1, дата приоритета 11.04.2002, дата публикации 20.12.2003, авторы Ковальский Б.И. и др., RU).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является принятый в качестве прототипа способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, при котором испытывает пробу смазочного материала постоянного объема в присутствии воздуха с перемешиванием при оптимальной температуре, выбранной в зависимости от базовой основы смазочного материала и группы эксплуатационных свойств, в течение времени, характеризующего одинаковую степень окисления, причем через равные промежутки времени отбирают пробу окисленного смазочного материала, определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленным смазочным материалом, вязкость и коэффициент термоокислительной стабильности К_ТОС из соотношения К_ТОС=К_П⋅μ_о / μ_исх, где К_П - коэффициент поглощения светового потока окисленным смазочным материалом; μ_о и μ_исх - соответственно вязкость окисленного и исходного смазочного материала, строят графическую зависимость коэффициента термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока окисленным смазочным материалом, по тангенсу угла наклона этой зависимости к оси абсцисс на участке до точки перегиба определяют скорость образования промежуточных продуктов окисления, по тангенсу угла наклона зависимости к оси абсцесс после точки перегиба определяет скорость образования конечных продуктов окисления и их влияние на увеличение вязкости испытуемого смазочного материала, а по координатам точки перегиба зависимости определяют начало образования конечных продуктов окисления (Патент РФ №2247971 С1, дата приоритета 17.02.2004, дата публикации 10.03.2005, авторы: Ковальский Б.И. и др., RU, прототип).

В известных способах утверждается, что при термостатировании смазочных материалов образуется два вида продуктов различной оптической плотности, которые можно назвать первичными продуктами окисления и вторичными, образующимися при доокислении первичных продуктов. При этом общим недостатком аналога и прототипа является то, что невозможно определить влияние температуры и базовой основы смазочного материала на концентрацию первичных продуктов, необходимую для начала образования вторичных продуктов окисления, что свидетельствует о недостаточной информативности известных способов.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание способа определения влияния температуры и базовой основы смазочных материалов на скорость образования и концентрацию первичных продуктов, необходимую для начала образования вторичных продуктов окисления.

Для решения поставленной задачи предложен способ определения влияния температуры и базовой основы смазочных материалов на концентрацию продуктов термостатирования, при котором испытывают пробу смазочного материала постоянного объема в присутствии воздуха с перемешиванием при температуре, выбранной в зависимости от базовой основы смазочного материала и группы эксплуатационных свойств, в течение времени, причем через равные промежутки времени отбирают пробу окисленного смазочного материала, определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленным смазочным материалом и проводят оценку процесса окисления. Согласно изобретению, термостатирование смазочного материала проводят, как минимум, при трех температурах, через равные промежутки времени отбирают пробу окисленного смазочного материала, определяют фотометрированием оптическую плотность, строят графические зависимости оптической плотности от времени термостатирования для каждой температуры, по участку зависимости до точки перегиба определяют скорость образования первичных продуктов окисления, а по участку зависимости после точки перегиба определяют скорость образования вторичных продуктов окисления, по ординате точки перегиба зависимости оптической плотности от времени термостатирования для каждой температуры проводят горизонтальную прямую, характеризующую концентрацию первичных продуктов окисления, необходимую для начала образования вторичных продуктов окисления, на которой произвольно выбирают несколько временных отрезков, из которых проводят перпендикуляры до пересечения с линейной зависимостью изменения концентрации первичных продуктов окисления, продлевают их на эту величину и по этим значениям строят графическую зависимость оптической плотности, характеризующую концентрацию преобразованных первичных продуктов во вторичные от времени термостатирования, определяют скорость преобразования, а влияние температуры и базовой основы смазочного материала на концентрацию продуктов, образованных при термостатировании, определяют по разности скоростей образования вторичных продуктов и преобразованных первичных продуктов окисления во вторичные.

Согласно изобретению, при понижении температуры термостатирования и возможном увеличении концентрации первичных продуктов окисления, необходимой для начала образования вторичных продуктов окисления, скорость образования вторичных продуктов окисления может быть меньше скорости преобразования первичных продуктов окисления во вторичные, при этом зависимость концентрации первичных продуктов окисления строят по разности значений оптической плотности преобразованных первичных продуктов окисления во вторичные и вторичных продуктов окисления от времени термостатирования, отложенной от горизонтальной прямой, проведенной из точки перегиба зависимости оптической плотности от времени термостатирования, а скорость увеличения концентрации первичных продуктов окисления при этом будет меньше скорости их образования.

На фиг. 1 (а, б, в) представлены графические зависимости оптической плотности от времени термостатирования минерального моторного масла Лукойл Супер 15W-40 SG/CD и температур: а - 180°С; б - 170°С; в - 160°С.

На фиг. 2 (а, б, в, г) - графические зависимости оптической плотности от времени термостатирования частично синтетического моторного масла Total Quartz 10W-40 SL/CF и температур: а - 190°С; б - 180°С; в - 170°С; г - 160°С.

На фиг. 3 (а, б, в, г) - графические зависимости оптической плотности от времени термостатирования синтетического моторного масла Mazda Supra OW-20 SN и температур: а - 190°С; б - 180°С; в - 170°С; г - 160°С.

Способ определения влияния температуры и базовой основы смазочных материалов на концентрацию продуктов термостатирования предусматривает применение следующих средств контроля и испытания: прибора для термостатирования смазочных материалов; фотометрического устройства для прямого фотометрирования термостатированных смазочных материалов при толщине фотометрируемого слоя 2 мм.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Пробу исследуемого смазочного материала постоянной массы, например 100±0,1 г, нагревают до выбранной температуры с перемешиванием механической мешалкой для смешивания с кислородом воздуха. Температура и частота вращения мешалки поддерживаться автоматически.

Через равные промежутки времени термостатирования отбирают часть пробы для фотометрирования и определения оптической плотности D:

где 300 - показания фотометра при незаполненной кювете маслом, мкА; П - показания фотометра при заполненной кювете термостатированным маслом, мкА.

Термостатирование смазочных материалов прекращали при достижении оптической плотности значений 0,4-0,5. В зависимости от базовой основы смазочных материалов испытания проводились при температурах (Т, °С), равных 190, 180, 170 и 160°С. Для испытания выбраны моторные масла: минеральное Лукойл Супер 15W-40 SG/CD; частично синтетическое Total Quartz 10W-40 SL/CF и синтетическое Mazda Supra 0W-20 SN. Результаты испытаний представлены на фиг. 1 - фиг. 3. При термостатировании смазочных масел образуются первичные продукты окисления, при достижении определенной их концентрации они переходят во вторичные, оптическая плотность которых больше, что вызывает изгиб зависимости оптической плотности от времени термостатирования. В этой связи механизм окисления смазочных материалов будет описываться тремя зависимостями оптической плотности: зависимостью оптической плотности, выраженной изменением концентрации первичных продуктов окисления от времени термостатирования; зависимостью оптической плотности, выраженной изменением концентрации вторичных продуктов окисления от времени термостатирования и зависимостью оптической плотности, выраженной совместно концентрациями первичных и вторичных продуктов окисления от времени термостатирования. Представленные на фиг. 1 - фиг. 3 зависимости оптической плотности от времени термостатирования описываются следующими уравнениями для смазочных материалов и температур:

- минерального моторного масла Лукойл Супер 15W-40 SG/CD (фиг. 1, а-в):

170°С:

- с учетом изменения вторичных продуктов окисления (прямая 1):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления (прямая 2):

- с учетом преобразования первичных продуктов окисления во вторичные (прямая 3):

- с учетом изменения концентрации первичных продуктов окисления (прямая 3'):

160°С:

- с учетом изменения вторичных продуктов окисления (прямая 1):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления (прямая 2):

- с учетом преобразования первичных продуктов окисления во вторичные (прямая 3):

При температуре 180°С (фиг. 1, а) зависимость оптической плотности от времени термостатирования описывается линейным уравнением (формула 2). При этой температуре одновременно образуются первичные продукты окисления, преходящие во вторичные. Коэффициент 0,0158 характеризует скорость процесса окисления. Коэффициент -0,033 определяет потенциальную энергию, необходимую для начала изменения оптической плотности испытуемого смазочного материала. Если уравнение (2) приравнять к нулю, можно определить время начала изменения оптической плотности D, которое составило 2,09 часа.

Для температуры 170°С (фиг. 1, б) экспериментальная зависимость оптической плотности от времени термостатирования имеет два прямолинейных участка: первый продолжительностью 29 часов, второй - от 29 до 60 часов, что вызывает изгиб зависимости. Причем первый участок характеризует образование первичных продуктов окисления (прямая 2), а второй - образование вторичных продуктов окисления (прямая 1). Данные зависимости описывается линейными уравнениями (3) и (4). Коэффициент 0,0093 характеризуют скорость образования вторичных продуктов окисления, а 0,006 - скорость образования первичных продуктов окисления. Координаты точки пересечения прямых 1 и 2 характеризуют концентрацию первичных продуктов окисления, при которой начинается преобразование первичных продуктов во вторичные, и определяются приравниваем уравнений (3) и (4), при этом значения координат составляют: по абсциссе 30,94 ч, а по ординате D=0,173. Из точки с вычисленными координатами проведем горизонтальную штриховую линию, на которой произвольно определим несколько значений времени термостатирования, из которых проведем перпендикуляры до пересечения с прямой 2, длину этих отрезков продлим на ту же длину и по этим точкам построим графическую зависимость (3), которая описывается линейным уравнением (5), где коэффициент 0,0138 характеризует скорость образования преобразованных вторичных продуктов окисления из первичных продуктов (прямая 3). Из фиг. 1, б видно, что прямые 1 и 3, характеризующие концентрацию вторичных продуктов, не совпадают, что объясняется изменением концентрации первичных продуктов окисления. Для определения графической зависимости изменения фактической концентрации первичных продуктов окисления необходимо определить разность оптической плотности за определенное время термостатирования между уравнениями (3) и (5) (фиг. 1, б), эту разность отложить для каждого принятого времени термостатирования от штриховой прямой и построить зависимость 3', которая будет соответствовать фактической концентрации первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты со скоростью процесса 0,0033 (формула 6).

Для температуры 160°С (фиг. 1, в) экспериментальная зависимость оптической плотности от времени термостатирования имеет также два прямолинейных участка, первый, продолжительностью до 83 часов, а второй, от 83 до 112 часов, что вызывает изгиб зависимости. Причем первый участок характеризует образование первичных продуктов окисления (прямая 2), а второй - образование вторичных продуктов окисления (прямая 1). Данные зависимости описываются линейными уравнениями (7) и (8). Коэффициент 0,01 характеризует скорость образования вторичных продуктов окисления, а 0,0028 - скорость образования первичных продуктов окисления. Координаты точки пересечения прямых 1 и 2 характеризуют концентрацию первичных продуктов окисления, при которой начинаются преобразования первичных продуктов во вторичные, и определяются приравниванием уравнений (7) и (8), при этом значения координат составляют: по абсциссе 83,89 часа, а по ординате D=0,219. Из точки с вычисленными координатами проведем горизонтальную штриховую линию, на которой произвольно определим несколько значений времени термостатирования, из которых проведем перпендикуляры до пересечения с прямой 2, длину этих отрезков продлим на ту же величину и по этим значением построим графическую зависимость 3, которая описывается линейным уравнением (9), где коэффициент 0,0057 характеризует скорость образования вторичных продуктов окисления из первичных продуктов окисления (прямая 3).

Исследованиями влияния температуры на процессы окисления минерального моторного масла установлено, что они протекают в три последовательных этапа: на первом этапе в смазочном материале образуются первичные продукты окисления; на втором этапе при определенной концентрации первичных продуктов окисления образуются вторичные продукты окисления; на третьем этапе вторичные продукты доокисляются, увеличивая оптическую плотность испытуемого смазочного материала, причем эти процессы описываются линейными уравнениями и характеризуются различными скоростями.

Исследованиями установлено, что при температуре 180°С процессы окисления протекают одновременно и не установлено отдельных этапов окисления. При температуре 170°С установлено три этапа образования продуктов окисления, причем концентрация первичных продуктов при образовании вторичных продуктов увеличивается. При температуре 160°С также установлено три этапа образования продуктов окисления, но концентрация первичных продуктов при образовании вторичных продуктов постоянная. Кроме того, при понижении температуры термостатирования концентрация первичных продуктов окисления по показателю оптической плотности и началу образования вторичных продуктов окисления увеличивается.

Для частично синтетического моторного масла Total Quartz 10W-40 SL/CF зависимости оптической плотности от времени термостатирования описываются линейными уравнениями для температур (фиг. 2, а-г).

Для температуры 190°С (фиг. 2, а) экспериментальная зависимость оптической плотности от времени термостатирования имеет два прямолинейных участка: первый, продолжительностью до 18,59 часов и второй - от 18,59 до 25 часов, что вызывает изгиб зависимости. Причем первый участок характеризует образование первичных продуктов окисления (прямая 2), а второй - образование вторичных продуктов окисления (прямая 1). Данные зависимости описываются линейными уравнениями для температур:

190°С:

- с учетом изменения вторичных продуктов окисления (прямая 1):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления (прямая 2):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты (прямая 3):

Коэффициенты 0,04545; 0,018 и 0,033 характеризуют скорость образования продуктов окисления.

Координаты точки пересечения прямых (1 и 2) определяются приравниванием уравнений (10) и (11) и составляют: по абсциссе 18,59 часа, по ординате - D=0,209. Из точки с вычисленными координатами проведем горизонтальную штриховую линию, на которой произвольно определим несколько значений времени термостатирования, из которых проведем перпендикуляры до пересечения с прямой (2), длину этих отрезков продлим на ту же длину и по этим точкам построим графическую зависимость (3), (фиг. 2, а), которая описывается линейным уравнением (12), где коэффициент 0,033 характеризует скорость образования преобразованных вторичных продуктов окисления из первичных продуктов.

Для температуры 180°С (фиг. 2, б) экспериментальная зависимость оптической плотности от времени термостатирования также имеет два участка: первый, продолжительностью до 37 часов и второй - от 37 до 60 часов, что вызывает изгиб зависимости. Причем первый участок характеризует образование первичных продуктов окисления (прямая 2), а второй - образование вторичных продуктов окисления (прямая 1). Данные зависимости описываются линейными уравнениями:

- с учетом изменения вторичных продуктов окисления (прямая 1):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления (прямая 2):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты (прямая 3):

- с учетом изменения концентрации первичных продуктов окисления (прямая 3'):

Коэффициенты: 0,0119 характеризует скорость образования вторичных продуктов окисления, 0,0081 - скорость образования первичных продуктов окисления, а 0,0069 - скорость образования вторичных продуктов окисления при увеличении концентрации первичных продуктов окисления.

Координаты точки пересечения прямых 1 и 2 характеризуют концентрацию первичных продуктов окисления, при которой начинаются преобразования первичных продуктов во вторичные, и определяются приравниванием уравнений (13) и (14), при этом координаты составили: по абсциссе 37,13 часа, а по ординате - D=0,2293. Из точки с вычисленными координатами проведем горизонтальную штриховую линию, на которой произвольно определим несколько значений времени термостатирования, из которых проведем перпендикуляры до пересечения с прямой 2, длину отрезков продлим на ту же длину и по этим точкам построим графическую зависимость (3), которая описывается линейным уравнением (15), где коэффициент 0,0152 характеризует скорость образования преобразованных вторичных продуктов окисления из первичных продуктов (прямая 3). Из фиг. 2, б видно, что прямые 1 и 3, характеризующие концентрацию вторичных продуктов, не совпадают, что объясняется изменением концентрации первичных продуктов окисления. Для определения графической зависимости изменения фактической концентрации первичных продуктов окисления необходимо определить разность оптической плотности за определенное время термостатирования между уравнениями (13) и (15) и эту разность отложить для каждого принятого времени термостатирования от штриховой прямой, а затем построить зависимость 3', которая будет соответствовать фактической концентрации первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты со скоростью 0,0069 ч^-1.

Для температуры 170°С (фиг. 2, в) экспериментальная зависимость оптической плотности от времени термостатирования также имеет два участка, первый продолжительностью до 32 часов, а второй - от 32 до 137 часов, что вызывает изгиб зависимости. Причем, первый участок характеризует образование первичных продуктов окисления (прямая 2), а второй - образование вторичных продуктов окисления (прямая 1). Данные зависимости описываются линейными уравнениями:

- с учетом изменения вторичных продуктов окисления (прямая 1):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления (прямая 2):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты (прямая 3):

- с учетом изменения концентрации первичных продуктов окисления (прямая 3'):

Коэффициенты: 0,004 характеризует скорость образования вторичных продуктов окисления, 0,0028 - скорость образования первичных продуктов окисления, 0,0016 - скорость образования вторичных продуктов окисления при увеличении концентрации первичных продуктов окисления.

Координаты точки пересечения прямых 1 и 2 характеризуют концентрацию первичных продуктов окисления, при которой начинаются преобразования первичных продуктов во вторичные, и определяются приравниванием уравнений (17) и (18), при этом координаты составили: по абсциссе - 33,92 часа, а по ординате D=0,082. Далее, используя технологию, что и при температуре 180°С, построим графическую зависимость (3), а затем фактическую зависимость (3'), которая соответствует концентрации первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты со скоростью 0,0016 ч^-1.

Для температуры 160°С (фиг. 2, г) экспериментальная зависимость оптической плотности от времени термостатирования также имеет два участка, первый продолжительностью 68 часов, а второй - от 68 до 146 часов, что вызывает изгиб зависимости. Первый участок характеризует образование первичных продуктов окисления (прямая 2), а второй - образование вторичных продуктов окисления (прямая 1). Данные зависимости описываются линейными уравнениями:

- с учетом изменения вторичных продуктов окисления (прямая 1):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления (прямая 2):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты (прямая 3):

- с учетом изменения концентрации первичных продуктов окисления (прямая 3'):

Коэффициенты: 0,0019 характеризует скорость образования вторичных продуктов окисления, 0,0014 - скорость образования первичных продуктов окисления, а 0,0007 - скорость образования вторичных продуктов окисления при увеличении концентрации первичных продуктов окисления.

Координаты точки пересечения прямых 1 и 2 характеризуют концентрацию первичных продуктов окисления, при которой начинаются преобразования первичных продуктов во вторичные, и определяются приравниванием уравнений (21) и (22), при этом координаты составили: по абсциссе 68 часов, а по ординате D=0,075. Далее, используя технологию, что и при температуре 180°С, построим графическую зависимость (3), а затем фактическую зависимость (3'), которая соответствует концентрации первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты со скоростью 0,0007 ч^-1.

Исследованиями влияния температуры на процессы окисления частично синтетического моторного масла установлено, что механизм окисления одинаков с минеральным маслом, однако при температуре 190°С процессы характеризуются тремя зависимостями оптической плотности от времени термостатирования, а при температурах 180, 170 и 160°С установлено увеличение концентрации первичных продуктов окисления, чего не наблюдается при температуре 190°С. Температура термостатирования влияет на скорость процессов образования продуктов окисления.

Для синтетического моторного масла Mazda Supra OW-20 SN при температуре 190°С (фиг. 3, а) экспериментальная зависимость оптической плотности от времени термостатирования имеют два прямолинейных участка, первый продолжительностью 16 часов, а второй - от 16 до 25 часов, что вызывает изгиб зависимости. Причем первый участок характеризует образование первичных продуктов окисления (прямая 2), а второй - образование вторичных продуктов окисления (прямая 1). Данные зависимости описываются линейными уравнениями:

- с учетом изменения вторичных продуктов окисления (прямая 1):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления (прямая 2):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты (прямая 3):

Коэффициенты: 0,073 характеризует скорость образования вторичных продуктов окисления, 0,0128 - скорость образования первичных продуктов окисления. Координаты точки пересечения прямых 1 и 2 характеризуют концентрацию первичных продуктов окисления, при которой начинаются преобразования первичных продуктов во вторичные, и определяются приравниванием уравнений (25) и (26), при этом координаты составили: по абсциссе - 16,183 часа, а по ординате D=0,12. Из точки с вычисленными координатами проведем горизонтальную штриховую линию, на которой произвольно определим несколько значений времени термостатирования, из которых проведем перпендикуляры до пересечения с прямой (2), длину этих отрезков продолжим от прямой (2) и по этим точкам построим графическую зависимость (3), (фиг. 3, а), которая описывается линейным уравнением (27), где коэффициент 0,0254 характеризует скорость образования преобразованных вторичных продуктов окисления из первичных продуктов окисления.

Для температуры 180°С (фиг. 3, б) экспериментальная зависимость оптической плотности от времени термостатирования также имеет два участка, первый продолжительностью 24 часа, а второй - от 24 до 32 часов, что вызывает изгиб зависимости. Причем первый участок характеризует образование первичных продуктов окисления (прямая 2), а второй - образование вторичных продуктов окисления (прямая 1). Данные зависимости описываются линейными уравнениями:

- с учетом изменения вторичных продуктов окисления (прямая 1):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления (прямая 2):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты (прямая 3):

Коэффициенты: 0,0398 характеризует скорость образования вторичных продуктов окисления, 0,0081 - скорость образования первичных продуктов окисления. Координаты точки пересечения прямых 1 и 2 характеризуют концентрацию первичных продуктов окисления, при которой начинают преобразования первичных продуктов во вторичные, и определяются приравниванием уравнений (28) и (29), при этом координаты составили: по абсциссе 23,91 часа, а по ординате D=0,08. Из точки с вычисленными координатами проведем горизонтальную штриховую линию, на которой произвольно определим несколько значений времени термостатирования, из которых проведем перпендикуляры до пересечения с прямой (2), длину этих отрезков продолжим от прямой (2) и по этим точкам построим графическую зависимость (3), (фиг. 3, б), которая описывается линейным уравнением (30), где коэффициент 0,0163 характеризует скорость образования преобразованных вторичных продуктов окисления из первичных продуктов окисления.

Для температуры 170°С (фиг. 3, в) экспериментальная зависимость оптической плотности от времени термостатирования также имеет два участка, первый продолжительностью до 45 часов, а второй - от 45 до 64 часов, что вызывает изгиб зависимости. Причем, первый участок характеризует образование первичных продуктов окисления (прямая 2), а второй - образование вторичных продуктов окисления (кривая 1). Данные зависимости описывается уравнениями:

- с учетом изменения вторичных продуктов окисления (прямая 1):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления (прямая 2):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты (прямая 3):

Коэффициенты: 0,0355 характеризует скорость образования вторичных продуктов окисления, 0,0047 - скорость образования первичных продуктов окисления. Координаты точки пересечения прямых 1 и 2 характеризуют концентрацию первичных продуктов окисления, при которых начинаются преобразования первичных продуктов во вторичные, и определяются приравниванием уравнений (31) и (32), при этом координаты составили: по абсциссе 45 часов, а по ординате D=0,091. Из точки с вычислениями координатами проведем горизонтальную штриховую линию, на которой произвольно определим несколько значений времени термостатирования, из которых проведем перпендикуляры до пересечения с прямой (2), длину этих отрезков продолжим от прямой (2) и по этим точкам построим зависимость (3), (фиг. 3, в), которая описывается линейным уравнением (33), где коэффициент 0,0095 характеризует скорость образования преобразованных вторичных продуктов окисления из первичных продуктов окисления.

Для температуры 160°С (фиг. 3, г) экспериментальная зависимость оптической плотности от времени термостатирования также имеет два участка, первый продолжительностью до 64 часов, а второй - от 64 до 104 часов, что вызывает изгиб зависимости. Причем первый участок характеризует образование первичных продуктов окисления (прямая 2), а второй - образование вторичных продуктов окисления (кривая 1). Данные зависимости описывается уравнениями:

- с учетом изменения вторичных продуктов окисления (кривая 1):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления (прямая 2):

- с учетом изменения первичных продуктов окисления, преобразованных во вторичные продукты (прямая 3):

Коэффициенты: 0,0272 характеризует скорость образования вторичных продуктов окисления, 0,002 - скорость образования первичных продуктов окисления. Координаты точки пересечения прямых 1 и 2 характеризуют концентрацию первичных продуктов окисления, при которой начинают преобразования первичных продуктов во вторичные, и определяются приравниванием уравнений (34) и (35), при этом координаты составили: по абсциссе - 65 часов, а по ординате D=0,048. Из точки с вычисляемыми координатами проведем горизонтальную штриховую линию, на который произвольно определим несколько значений времени термостатирования, из которых проведем перпендикуляры до пересечения с прямой (2), длину этих отрезков продолжим от прямой (2) и по этим точкам построим графическую зависимость (3), (фиг. 3, г), которая описывается линейным уравнением (36), где коэффициент 0,0045 характеризует скорость образования преобразованных вторичных продуктов окисления из первичных продуктов окисления.

Исследованиями влияния температуры на процессы окисления синтетического моторного масла установлено, что механизм окисления одинаков с минеральным и частично синтетическим маслами. Установлено, что в температурном интервале от 190 до 160°С процессы окисления характеризуется тремя зависимостями оптической плотности от времени и температуры термостатирования. При этом температура термостатирования влияет на скорость процессов образования продуктов окисления, что видно из приведенной таблицы результатов испытания моторных масел различной базовой основы.

Предлагаемое техническое решение позволяет раскрыть механизм образования продуктов термостатирования и влияние температуры и базовой основы на скорость их образования, а также выявить новую особенность увеличения концентрации первичных продуктов окисления, необходимой для начала их преобразования во вторичные, и промышленно применимо.

Таким образом, технический результат, достигаемый изобретением, заключается в раскрытии механизма образования продуктов термостатирования и в определении влияния температуры и базовой основы смазочного материала на скорость образования продуктов окисления и концентрацию первичных продуктов, необходимую для начала образования вторичных продуктов окисления.

Изобретение относится к технологиям определения состава и концентрации продуктов, образующихся при термостатировании смазочных материалов. В предложенном способе испытывают пробу смазочного материала постоянного объема в присутствии воздуха с перемешиванием при температуре, выбранной в зависимости от базовой основы смазочного материала и группы эксплуатационных свойств, в течение времени. Согласно изобретению термостатирование смазочного материала проводят как минимум при трех температурах, через равные промежутки времени отбирают пробу окисленного смазочного материала, определяют фотометрированием оптическую плотность, строят графические зависимости оптической плотности от времени термостатирования для каждой температуры. По участку зависимости до точки перегиба определяют скорость образования первичных продуктов окисления, а по участку зависимости после точки перегиба определяют скорость образования вторичных продуктов окисления. По ординате точки перегиба зависимости оптической плотности от времени термостатирования для каждой температуры проводят горизонтальную прямую, характеризующую концентрацию первичных продуктов окисления, необходимую для начала образования вторичных продуктов окисления, на которой произвольно выбирают несколько временных отрезков, из которых проводят перпендикуляры до пересечения с линейной зависимостью изменения концентрации первичных продуктов окисления. Продлевают их на эту величину и по этим значениям строят графическую зависимость оптической плотности, характеризующую концентрацию преобразованных первичных продуктов во вторичные от времени термостатирования, определяют скорость преобразования. А влияние температуры и базовой основы смазочного материала на концентрацию продуктов, образованных при термостатировании, определяют по разности скоростей образования вторичных продуктов и преобразованных первичных продуктов окисления во вторичные. Технический результат заключается в раскрытии механизма образования продуктов термостатирования и в определении влияния температуры и базовой основы смазочного материала на скорость образования продуктов окисления и концентрацию первичных продуктов, необходимую для начала образования вторичных продуктов окисления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1 Способ определения влияния температуры и базовой основы смазочных материалов на концентрацию продуктов термостатирования, при котором испытывают пробу смазочного материала постоянного объема в присутствии воздуха с перемешиванием при температуре, выбранной в зависимости от базовой основы смазочного материала и группы эксплуатационных свойств, в течение времени, причем через равные промежутки времени отбирают пробу смазочного материала, определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленным смазочным материалом и проводят оценку процесса окисления, отличающийся тем, что термостатирование смазочного материала проводят как минимум при трех температурах, через равные промежутки времени отбирают пробу окисленного смазочного материала, определяет фотометрированием оптическую плотность, строят графические зависимости оптической плотности от времени термостатирования для каждой температуры, по участку зависимости до точки перегиба определяют скорость образования первичных продуктов окисления, а по участку зависимости после точки перегиба определяют скорость образования вторичных продуктов окисления, по ординате точки перегиба зависимости оптической плотности от времени термостатирования для каждой температуры проводят горизонтальную прямую, характеризующую концентрацию первичных продуктов окисления, необходимую для начала образования вторичных продуктов окисления, на которой произвольно выбирают несколько временных отрезков, из которых проводят перпендикуляры до пересечения с линейной зависимостью изменения концентрации первичных продуктов окисления, продлевают их на эту величину и по этим значениям строят графическую зависимость оптической плотности, характеризующую концентрацию преобразованных первичных продуктов во вторичные от времени термостатирования, определяют скорость преобразования, а влияние температуры и базовой основы смазочного материала на концентрацию продуктов, образованных при термостатировании, определяют по разности скоростей образования вторичных продуктов и преобразованных первичных продуктов окисления во вторичные.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при понижении температуры термостатирования и возможном увеличении концентрации первичных продуктов окисления, необходимой для начала образования вторичных продуктов окисления, скорость образования вторичных продуктов окисления может быть меньше скорости преобразования первичных продуктов окисления во вторичные, при этом зависимость концентрации первичных продуктов окисления строят по разности значений оптической плотности преобразованных первичных продуктов окисления во вторичные и вторичных продуктов окисления от времени термостатирования, отложенной от горизонтальной прямой, проведенной из точки перегиба зависимости оптической плотности от времени термостатирования, а скорость увеличения концентрации первичных продуктов окисления при этом будет меньше скорости их образования.