Трансмиссионное масло
Владельцы патента RU 2533416:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Настоящее изобретение относится к трансмиссионному маслу, содержащему, % масс.: серусодержащая присадка - 3,8; диалкилдитиофосфат цинка - 0,5; полиметакрилат - 1,5; кремнийорганическая присадка - 0,003; нефтяное масло - до 100. Серусодержащая присадка представляет собой продукт взаимодействия фракции α-олефинов с монохлористой серой при температуре 20-80°C, где используют фракцию α-олефинов C16-C18 с содержанием непредельных углеводородов (% масс.): C16 - 55,9; C17 - 0,5; C18 - 35,9. Техническим результатом настоящего изобретения является расширение ассортимента трансмиссионных масел, а также получение масла, обладающего высокими трибологическими характеристиками. 1 пр., 2 табл.
Изобретение относится к составам трансмиссионных масел, используемых для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°C до плюс 45°C.
Известно редукторное масло, содержащее, % масс.: аллиловый эфир диэтилтиокарбаминовой кислоты 2-4; борированный диалкилдитиофосфат 0,5-1,5; полиметакрилат 0,1-0,3; нефтяное масло до 100 (RU 1593202, МКИ C10M 137/10, 15.10.1994).
Масло предназначено для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования. Данный вид масла нельзя использовать для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°C до плюс 45°C.
Известно трансмиссионное масло (Пат. RU №2148620, МКИ C10M 141/08, опубл. 10.05.2000), содержащее, масс.%:
металлиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты - 5,8-6,2
полиметакрилат - 0,8-1,2
диалкилдитиофосфат цинка - 1,4-1,6
кислый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,045-0,055
олеиновая кислота - 0,15-0,25
кремнийорганическая присадка - 0,003-0,005
нефтяное масло - до 100.
Масло рекомендовано к использованию для агрегатов трансмиссий всех легковых автомобилей, кроме переднеприводных. Данный вид масла нельзя использовать для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°C до плюс 45°C.
Известно трансмиссионное масло (Пат. RU №2334788, МКИ C10M 135/04, опубл. 10.05.2008), содержащее, масс.%:
серусодержащая присадка - 3,5
диалкилдитиофосфат цинка - 0,3
полиметакрилат - 1,9
кремнийорганическая присадка - 0,004
нефтяное масло - до 100.
Масло трансмиссионное предназначено для всесезонной эксплуатации коробок передач переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ. Однако данное трансмиссионное масло обладает низкими трибологическими характеристиками и как следствие невысоким уровнем антиокислительных, противозадирных, противоизносных и вязкостных свойств.
Известно трансмиссионное масло (Пат. RU №2453587, МКИ C10M 135/04, опубл. 20.06.2012), содержащее, масс.%:
серусодержащая присадка - 3,3-4,2
диалкилдитиофосфат цинка - 0,5-0,7
полиметакрилат - 1,7-2,0
кремнийорганическая присадка - 0,002-0,005
нефтяное масло - до 100.
К недостаткам данного трансмиссионного масла относится то, что оно обладает невысоким значением нагрузки сваривания, что обеспечивает недостаточный уровень смазочных и вязкостных свойств.
Наиболее близким к заявляемому составу является трансмиссионное масло (Пат. RU №2479625, МКИ C10M 135/04, опубл. 20.04.2013 г.), содержащее, масс.%:
серусодержащая присадка - 5,0-6,4
диалкилдитиофосфат цинка - 0,85-1,0
полиметакрилат - 1,1-1,7
кремнийорганическая присадка - 0,003-0,005
нефтяное масло - до 100.
При этом серусодержащая присадка содержит продукт взаимодействия фракции α-олефинов C10 с содержанием непредельных углеводородов C10 - 87,46% с монохлористой серой при температуре 20-80°C.
К недостаткам данного трансмиссионного масла относится то, что для получения необходимых свойств трансмиссионного масла требуется повышенное содержание применяемой серусодержащей присадки. Кроме того, трансмиссионное масло обладает меньшим значением нагрузки сваривания, что обеспечивает недостаточный уровень смазочных и вязкостных свойств.
Задачей является разработка состава трансмиссионного масла, которое по вязкостно-температурным свойствам соответствует классу вязкости 80w/90 по классификации SAE I306, по эксплуатационным свойствам группе GL-4 по API, соответствует требованиям, предъявляемым ТУ 38.301-29-90-97. Технический результат: расширение ассортимента трансмиссионных масел, обладающих высокими трибологическими характеристиками, высоким уровнем антиокислительных, противозадирных, противоизносных и вязкостных свойств при введении в трансмиссионное масло меньшего количества серусодержащей присадки. Кроме того, в составе масла используют серусодержащую присадку, полученную на основе фракции α-олефинов C16-C18 - побочного продукта термокаталитической олигомеризации этилена производства базовых основ синтетических масел, которые раньше не находили широкого применения. Данная фракция является крупнотоннажным продуктом нефтехимического синтеза и имеет стабильную сырьевую базу и сравнительно невысокую стоимость. Применение масла позволит повысить эффективность эксплуатации автомобиля, срок службы деталей агрегатов трансмиссий.
Технический результат достигается тем, что трансмиссионное масло содержит диалкилдитиофосфат цинка, полиметакрилат, кремнийорганическую присадку, серусодержащую присадку, представляющую собой продукт взаимодействия фракции α-олефинов с монохлористой серой при температуре 20-80°C, нефтяное масло, отличающееся тем, что используют фракцию α-олефинов C16-C18 с содержанием непредельных углеводородов (% масс.): C16 - 55,9; C17 - 0,5; C18 - 35,9 при следующем соотношении компонентов в трансмиссионном масле, % масс.:
серусодержащая присадка - 3,8
диалкилдитиофосфат цинка - 0,5
полиметакрилат - 1,5
кремнийорганическая присадка - 0,003
нефтяное масло - до 100.
Заявляемый состав трансмиссионного масла, в котором используется новая серусодержащая присадка в количестве 3,8 масс.%, обладает более высоким значением нагрузки сваривания, обеспечивающим повышенный уровень смазочных и вязкостных свойств. Кроме того, высокая термическая стабильность и окислительная стабильность позволяют использовать данное масло для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в широком диапазоне температур окружающей среды от минус 20°C до плюс 45°C.
Процесс получения трансмиссионного масла заключается в следующем.
Пример 1. При 70-80°C в 941,97 г нефтяного масла последовательно добавляют 38 г(3,8% масс.) серусодержащей присадки, 5 г(0,5% масс.) диалкилдитиофосфата цинка, 15 г(1,5% масс.) полиметакрилата, 0,03 г(0,003% масс.) кремнийорганической присадки. Полученную смесь перемешивают в течение 3 часов.
Содержание компонентов в предлагаемом трансмиссионном масле приведено в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Наименование компонента | Содержание компонентов, % масс. |
| Серусодержащая присадка | 3,8 |
| Диалкилдитиофосфат цинка | 0,5 |
| Полиметакрилат | 1,5 |
| Кремнийорганическая присадка | 0,003 |
| Нефтяное масло | До 100 |
В трансмиссионном масле использованы следующие компоненты:
Серусодержащая присадка, получена следующим образом:
В четырехгорлый реактор, снабженный эффективной мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, при интенсивном перемешивании к 10,00 г фракции α-олефинов C16-C18 (Ткип=284-300°C, ρ=0,780 г/см3) с содержанием непредельных углеводородов (% масс.): C16 - 55,9; C17 - 0,5; C18 - 35,9 добавляют по каплям 2,84 г монохлористой серы. Дозирование осуществляют в течение 10-15 мин при комнатной температуре (20-25°C). После завершения дозировки монохлористой серы реакционную массу нагревают до 70-80°C и при интенсивном перемешивании выдерживают в течение 2 ч. Затем реакционную массу растворяют в 20 мл петролейного эфира (40-70°C), промывают дистиллированной водой, сушат над хлористым кальцием и отгоняют в вакууме растворитель и непрореагировавшие α-олефины.
В результате получают 11,25 г (88%) серусодержащей присадки, представляющей собой маслянистую жидкость коричневого цвета с плотностью 0,9249 г/см3 с содержанием серы 10,5%.
85%-ный раствор в масле диалкилдитиофосфата цинка по ТУ 0257-005-00044434-99 (присадка ДФ-11К).
30%-ный раствор в масле И-20А полиметакрилата по ТУ 6-01-270-94 (присадка ПМА "Д").
Кремнийорганическая присадка полиметилсилоксан по ОСТ 6-02-20-79 (присадка ПМС-200А).
Для экспериментальной проверки предлагаемого состава была изготовлена смесь ингредиентов, которая испытана на соответствие ТУ 38.301-29-90-97 (табл.2). Трибологические характеристики образцов масел оценивались по ГОСТ 9490-75 на четырехшариковой машине трения. Состав масла в табл.1. Сравнительная характеристика свойств масла согласно изобретению и прототипа приведена в табл.2.
| Таблица 2 | ||||
| № п/п | Показатель | Норма по ТУ 38.301-29-90-97 | Прототип | Предлагаемая рецептура |
| 1 | Вязкость кинематическая при 100°C, сСт, не менее | 13,5 | 15,3 | 16,24 |
| 2 | Вязкость кинематическая при 40°C, сСт | не норм. | 145 | 145,3 |
| 3 | Индекс вязкости, не менее | 100 | 101,7 | 102,1 |
| 4 | Плотность при 20°C, кг/м3, не более | 900 | 890 | 888 |
| 5 | Температура вспышки, о.т., °C, не ниже | 200 | 220 | 220 |
| 6 | Температура застывания, °C, не выше | -30 | -34 | -33 |
| 7 | Массовая доля мех. примесей, %, не более | отс. | отс. | отс. |
| 8 | Массовая доля воды, %, не более | следы | отс. | отс. |
| 9 | Массовая доля серы за счет присадок, %, не менее | 0,7 | 0,97 | 0,89 |
| 10 | Массовая доля фосфора за счет присадок, %, не менее | 0,03 | 0,071 | 0,042 |
| 11 | Трибологические характеристики на ЧШМ: | |||
| индекс задира, кгс, не менее | 40 | 73,1 | 76,8 | |
| диаметр пятна износа, мм, не более | 0,8 | 0,44 | 0,57 | |
| нагрузка сваривания, кгс, не менее | 224 | 476 | 500 | |
| 12 | Совместимость с резиновыми уплотнениями (изменение объема) в течение 72 ч, %: | |||
| марки 2801 при Т=135°C | +10/-2 | +1,39 | +1,36 | |
| марки 57-5025 при Т=110°C | +/-8 | +1,73 | +1,53 |
Приготовление масла согласно изобретению не требует разработки специальной технологии. Оно может изготавливаться на обычной установке компаундирования или на любой другой установке, на которой имеются емкости с обогревающим, перемешивающим и фильтрующим устройствами.
Образцы изготавливают следующим образом. В подогретое до 70-80°C нефтяное масло вводят присадки. Последовательность введения присадок значения не имеет. Полученную смесь перемешивают при 70-80°C в течение 3 часов.
Таким образом, предлагаемое трансмиссионное масло имеет следующие преимущества:
1. Требуется меньшее количество серусодержащей присадки для получения трансмиссионного масла с повышенными значениями кинематической вязкости и нагрузки сваривания согласно требованиям, предъявляемым ТУ 38.301-29-90-97.
2. В отличие от прототипа трансмиссионное масло обладает более высокими значениями кинематической вязкости и нагрузки сваривания, что обеспечивает повышенный уровень смазочных и вязкостных свойств.
3. Данный вид масла можно использовать для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°C до плюс 45°C.
Трансмиссионное масло, содержащее диалкилдитиофосфат цинка, полиметакрилат, кремнийорганическую присадку, серусодержащую присадку, представляющую собой продукт взаимодействия фракции α-олефинов с монохлористой серой при температуре 20-80°C, нефтяное масло, отличающееся тем, что используют фракцию α-олефинов C16-C18 с содержанием непредельных углеводородов (% масс.): C16-55,9; C17-0,5; C18-35,9 при следующем соотношении компонентов в трансмиссионном масле, % масс.:
| серусодержащая присадка | 3,8 |
| диалкилдитиофосфат цинка | 0,5 |
| полиметакрилат | 1,5 |
| кремнийорганическая присадка | 0,003 |
| нефтяное масло | до 100 |
