Смазочный состав для двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК C10M1/10 C10M1/36 C10M1/48 

го

О5

с: ел

ел Изобретение относится к смазочным составам, используемым в двигателях внутреннего сгорания. Известны смазочные составы, содер жащие базовые минеральные масла, в которые для уменьшения износа вводят присадки, регулирующие взякость, такие как полиметакрилаты, пояиизобути лены l , а также противоизносные j присадки на базе серы, фосфора и какого-либо тяжелого металла, такие как металлические дитиофосфаты 2 . Данные регуляторы вязкости в процессе работы разрушаются и подвержены термическому разложению, в резуль тате которого образуются лаки, отрицательно влияющие на срок службы дви гателей. Кроме того, противоизносные присадки на базе серы, фосфора и тяжелого металла имеют ограниченный срок службы. Известен состав моторного масла, содержащий минеральное масло, нейтральный сульфонат кальция. малооастворимый сульфонат натрия, монобутиловый эфир этиленгликоля, дитиофосфат цинка и полиметакрилат з . Однако известный состав обладает недостаточными смазочными свойствами Цель изобретения - улучшение смазочных свойств состава. Поставленная целв достигает.ся тем что смазочный состав для двигателей внутреннего сгорания, содержащий минеральное масло и дитиофосфат цинка, дополнительно содержит фтористый графит СРк (где X 0,6-1) и маслораст воримые жирный амид или соль жирного амина и жирной кислоты при следую щем -соотношении компонентов, вес. %: Дитиофосфат 1данка в расчете на катионы цинка 0,05-0,25 Фтористый графит CF 0,1-1 . Maслорастворимые жирный амид или соль жирного амина и жирной кислоты0,05г-1 Минеральное масло До 100 Количество дитиофосфата цинка, вводимого в масла для двигателей в качестве присадок, зависит .от типов масел и составляет 0,05-0,25% от веса базового масла. В качестве растворимого жирного амида или маслорастворимой соли жирного амина и жирной кислоты используют лауриновый лауриламид, алканолг ймиды и оксокислоты, однако наилучшие результаты получены при применении олеинового диамида. Количество жирного амида, вводимого в смесь, за висит от типа масла и составляет 0,05-1% от веса базового масла. Углерод, используемый для синтеза фтористого графита .(твердое смазываю щее вещество)СFX , (,6-1, пред почтительнр 0,8-1) , представляет собой натуральный или искусственный графит, кокс или активированный уголь. Для хорошей дисперсии фтористого графита рекомендуется предварительно микродиспергир,овать его в дисперсной Среде, способной смешиваться с маслами, например эфире полигликоля и минеральных маслах, в частности эфирах полигликоля, вязкость которых при составляет 20-400 cCi (предпочтительно 100 сСт1 . В смесях используют 0,1-1 вес.% С F предпочтительно 0,2%-0,5%. Сравнительные испытания показали, например, что добавка к дитиофосфату и жирному амиду иЛи жирной соли жирного амида известного твердого смазывающего вещества, такого как сульфид молибдена , часто применяемый в сочетании с графитами, приводит к худшим результатам, чем добавка, фтористого графита. Предлагаемый состав готовят путем простого смешивания компонентов. Лабораторные испытания проводились с использованием четырехшариковых машин, машин Фавиля и машин Райхерта. , Практические дорожные испытания ,1роводились на аз томобилях с бензиновым или дизельным двигателем. Пример 1. Смазочные составы, приведенные в тавл., приготовлены из следующих компонентов: Базовое масло, включающее 95 вес.% смеси минеральных масел 500 и 5 вес;% растворителя брайтсток (BSS) Присадка 1 , содержащая дигиофосфат цинка (lO%Zvi) и 30%-ный раствор диолеата олеийового диамина в брайтстоке. Присадка II, , состояи|ая из микродис-персии фтористого графита СРо,9 (Ю вес. %) в эфире полиглйколя вязкостью 100 сСт при 40с /дня состава 8 (табл.) используется микродисперсия дисульфида молибдена (MoSj) 10 вес. % в эфире полигликоля. Испьггания на четырехшариковой машине ШЕЛЛ.,- Машина показывает эффективность смазочных материалов, служащих для умен1 шения износа под приложенной нагрузкой. Три шарика, неподвижно закрепленных в К1еталлической чанке, подвергают нагрузке в вертикальном направлении при помсяци четвертого шарика, жестко посаженного на ось мотора, вращающегося с постоянной скоростью. Измеряется след износа, образункяийся на трех неподвижных шариках, ив , зависимости от нагрузки определяется коэффициент нагрузки износа (КЫИ) по, стандарту ASTM D2783. Чем выше коэффициент, тем лучше качество сма эочного масла. Записывается также нагрузка заед ния, соответствующая резкому увеличению износа предурмотренной вьвде величины, и нагрузка сваривания, оп ределяемая как давление при котором четыре шарика свариваются между собой.. Все испытания проводят в условиях, когда возрастающая нагрузка при лагается в течение 10 с. Результаты испытаний различных смесей приведены- в табл.2. В то время как добавка 0,1 % сульфида молибдена в базовое масло (состав 8) увеличивает нагрузку св ривания до 250 кг, добавка 0,1 % фтористого графита, т.е. 1 % присад II состав 5), увеличивает ее до 315 кг. Коэффициент нагрузки износ состава 3, в котором к базовому ма лу добавлена присадка (дитиофосфат цинка и олеат диамина), составляет 40,9, а в результате добавки фтори того графита состав 5) он возраст ет до 44,3. Испытания на машине Фавиля. Машина служит для определения п тивоизносных свойств и предельного давления смазочных материалов. Цилиндрический образец, связанный с осью мотора, вращающегося с переменной скоростью (от 120 до 3000 об/мин), вводят между двумя г ками, к которым прилагается переме ное давление. Весь узел{образец-губ ки) погружают в испытываемую жидко или поливают этой жидкостью. Во время приложения нагрузки записываю тангенсную резистентную пару, из которой выводят коэффициент трения Определяют также потери в весе образца и губок. 8ходе испытания образца на про ность врзрастающие нагрузки прилег ют в течение определенного времени Скорость, об/мин 178 , Нагрузки в течение, мин, при 9атм3 15 атм 1 .23 атм1 30 атм40 Образец и губки изготовлены из . стали 16 N С 6. Использовали 80 см испытывс(емого масла. Узел образец - губки непрерывно поливают маслом. Масло циркулирует с постоянной скоростью. Результаты, полученные на машине Фавиля, представлены в табл.3. Как видно из табл.3, одновремен присутствие дитиофосфата цинка, олеата амина и фтористого графита (составы 6 и 7) значительно понижа ет величину коэффициента .трения и уменьшает износ. В то время как при добавке только дитиофосфата цинка и олеата амина (состав 3) потеря в весе равняется соответственно 3,8,1,4 и 1, добавка фтористого графита снижает потерю в весе соответственно до 2,1, 0,2 и 0,5 (состав 5). Добавка сульфида молибдена дает средние результаты. Испытания на машине Райхерта. Машина служит для исследования износа металлических деталей в результате трения, т.е, для исследования сопротивления пленки смазывающего материала. Кольцо, наполовину погруженное в i испытываемую жидкость, вращается с . постоянной.скоростью равной 900 об/мин. Оно-находится в контакте с неподвижным: далиндром, на который действует нагрузка в 1500 г (или 15000 кг/см давления контакта Герца). Кольцо вращается в течение определенного промежутка времени, соот- ветствующего 100 м линейного пробега кольца (1 мин). По истечении этого времени на цилиндре образуется отпечаток эллипсоидального износа. Измеряется поверхность этого отпечатка и из- -величины., этой поверхности ыводится нагрузочная способность смаэы-„ вающего материала. Нагрузочная способность определяется как отношение нагрузки к площади поверхности отпечатка. Результаты испытаний йриведены в табл.4. Из табл.4 видно, что нагрузочная способность базового масла значительно возрастает.в результате добавки дитиофосфата цинка и олеата диамина и возрастает еще больше после добавки фтористого графита. Так, например, если нагрузочная способность базового масла равняется 90 кг/см (состав 1), то после добавки дитиофосфата цинка и олеата она возрастает до 170 кг/см (состав З), а после добавки 0,1 фтористого графита (состав 5) - до 210 кг/см . Состав 7 содержит 3% присадки 1 и 5% присадки И , т.е. добавку 0,5% по весу фтористого графита увеличивает нагрузочную способность до 400 кг/см. При замене жирного дшамида моноамидом (на основе лауралламида) на четырехшариковой машине ; получены следующие результаты: Коэффициен г нагрузки ли о. износа Нагрузка заедания, кг 100 Нагрузка сваривания, кг 390 На машине Фавиля коэффициенты трения при давлениях 9 и 30 атм составляют соответственно 0,095 и 0,110. Износ образца 0,3 мг, износ мундштуков 0,1 и 0,2 мг.

На машине Рейхерта грузоподъемность достигает 390 кг/см /отпечаток 7,7 мм для нагрузки 30 кг) .

Испытания показывают, что предлагаемый смазочный состав для двигателей увеличивает нагрузки сваривания и нагрузочную способность смазочного материсша, уменьшает износ трущихся металлических деталей, что обусловливает уменьшение коэффициента тргения в двигателе и, следовательно, износа двигателя.

Пример 2. Испытания на автомобиле с бензиновым двигателем.

Автомобиль РЕНО 16 ТС стандартной модели, двигатель которого работал в течение пробега в 9000 км с двумр пассажирами на борту, испытывали на экономию топлива (бензин марки супер с известным и предлагаемьм маслами в двигателе.

Результаты дорожных испытаний приведены в табл.5.

Из табл,5 видно, что экономия горючего в ходе испытания на масле

по изобретению составила в среднем 5,4%.

Пример 3. Испытания на автомобиле с дизельньвл двигателем.

Автомобиль Ситроен Сх .Дизель 2500 Д стандартной модели |двигатель работал в течение пробега протяженностью 3500 км) испытывали на расход дизельного топлива с известным маслом марки ТОТАЛЬ 20W 40, а затем с предлагаемым маслом.

Испытание на расход горючего проводилось на MapiJpyTe 1300 км автодороги и 400 км горной дороги при скорости, изменявшейся в зависимрсти от участка и загруженности дороги и составившей в среднем 120 км/ч на автодороге и 70 км/ч на горной дороге.

При пробеге автомобиля с известным (Малом расход дизельного топлива составил 8,1 л, а при пробеге автомобиля с маслом по изобретению - 7,2 л на 100 км, что соответствует экономии в 11%.

Т а б л. и ц а 1

. СМАЗОЧНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий минеральное масло и дитиофосфат, цинка, отличающий с я тем, что, с целью улучшения смазочных „ свойств,он дополнительно содержит фтористый графит CFx (где ),6-l и маслорастворимые жирный амид или соль жирного амина и жирной кислоты при следующем соотношении компонентов, вес. %: Дитиофосфат цинка (в расчете на катионы цинка);0,05-0,25 Фтористый графит СFX 0,1-1 Мс1слораст воримые жирный амид шти соль жирного амина и жирной О) кислоты0,05-1 Минеральное маслоДо 100 SU „Л 026655 А л

Таблица

Т а б л и ц-а.З

Таблица 4