RU2103330C1

RU2103330C1 - Transmission oil

Info

Publication number: RU2103330C1
Application number: RU96122424A
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Жданов
Original assignee: Андрей Николаевич Жданов
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-01-27

Abstract

FIELD: lubricant materials. SUBSTANCE: oil has, wt.-%: 12-hydroxystearic acid lithium soap 2.0-2.6; molybdenum disulfide 0.2-0.5; bronze powder 2.8-3.2, and petroleum oil up to 100. EFFECT: enhanced quality and property of oil. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к смазочным материалам, предназначенным для смазки зубчатых передач и других пар трения трансмиссий транспортных машин, в частности автомобилей и автобусов. The invention relates to lubricants intended for the lubrication of gears and other friction pairs of transmissions of transport vehicles, in particular automobiles and buses.

В трансмиссиях транспортных средств обычно используют масло ТАП-15В либо масло ТАД-17И (Колосюк Д.С., Кузнецов А.В. Автотракторные топлива и смазочные материалы. Киев. Головное издательство издательского объединения "Вища школа", 1987, с. 192). При этом известны попытки создания трансмиссионных масел с улучшенными характеристиками, превосходящими эксплуатационные показатели упомянутых масел. In vehicle transmissions, TAP-15V oil or TAD-17I oil is usually used (Kolosyuk D.S., Kuznetsov A.V. Automotive fuels and lubricants. Kiev. Head Publishing House of the Vishka Shkola Publishing Association, 1987, p. 192) . At the same time, attempts are known to create transmission oils with improved characteristics that exceed the performance of the mentioned oils.

Известно трансмиссионное масло, созданное на основе минерального масла, содержащее, мас. %: 1,5-5 высокодисперсного углерода, 3,0-5,0 диалкилдитиофосфата цинка, 6,0-20,0 смолосодержащего остатка перегонки нефти, 0,5-1,0 диалкилнафталина (авт. св. N 633895, кл.C 10 M 125/02). У этого трансмиссионного масла, как указано в авт. св. N 925991, невысокая коллоидная стабильность, что делает нежелательным его использование в трансмиссиях, в которых возможны длительные перерывы в работе. Known transmission oil, created on the basis of mineral oil, containing, by weight. %: 1.5-5 fine carbon, 3.0-5.0 zinc dialkyl dithiophosphate, 6.0-20.0 gum-containing oil distillation residue, 0.5-1.0 dialkylnaphthalene (ed. St. N 633895, cl. C 10 M 125/02). This gear oil, as indicated in ed. St. N 925991, low colloidal stability, which makes it undesirable to use it in transmissions in which long interruptions in operation are possible.

Известна смазка трансмиссионных передач, содержащая нефтяное масло, а также осерненный остаточный нефтепродукт 42-65%, окисленный петролатум 2-9%, трибутилфосфат и/или диалкилдитиофосфат цинка 1-6%, амид кубового остатка синтетических жирных кислот 5-10% (авт. св. N 863620, кл. C 10 M 133/56). Но при использовании такой смазки срок службы пар трения недостаточен. Known lubrication of transmission gears containing petroleum oil, as well as sulphurous residual oil 42-65%, oxidized petrolatum 2-9%, tributyl phosphate and / or zinc dialkyldithiophosphate 1-6%, residual amide of synthetic fatty acids 5-10% (ed. St. N 863620, class C 10 M 133/56). But when using such a lubricant, the service life of friction pairs is insufficient.

Известна из авт.свид. N 1616973, кл. C 10 M 133/16, смазочная композиция для тяжелонагруженных узлов трения, содержащая базовую основу (мыльную пластичную смазку), медьсодержащий порошок и стабилизатор (моноэтаноламид синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Медьсодержащий порошок - 5-15
Стабилизатор - 0,005-0,05
Мыльная пластинчатая смазка - Остальное
У этой смазочной композиции пониженная седиментационная устойчивость, обусловленная недостаточными поверхностно-активными свойствами стабилизатора.Known from autosvid. N 1616973, cl. C 10 M 133/16, a lubricating composition for heavily loaded friction units, containing a base base (soap plastic grease), a copper-containing powder and a stabilizer (synthetic fatty acid monoethanolamide fraction C ₁₀ -C ₁₆ ) in the following ratio, wt.%:
Copper-containing powder - 5-15
Stabilizer - 0.005-0.05
Soap Lubricant - Other
This lubricating composition has reduced sedimentation stability due to insufficient surface-active properties of the stabilizer.

Наиболее близкой по составу и назначению является смазка для зубчатых передач, содержащая следующие компоненты, мас.%:
Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 3-5
Полиэтилен - 0,15-1,5
Полиизобутилен - 0,25-1,0
Диалкилдитиофосфат цинка - 0,5-2,0
Продукт высокотемпературного сульфидирования нефтяной фракции - 1-5
Дисульфид молибдена - 1-5
Дизооктиловый эфир сетациновой кислоты - 1-5
Нефтяное масло - Остальное
(патент РФ N 2030451, кл. C 10 M 169/04, 1992 г.).The closest in composition and purpose is a gear lubricant containing the following components, wt.%:
12-hydroxy stearic acid lithium soap - 3-5
Polyethylene - 0.15-1.5
Polyisobutylene - 0.25-1.0
Zinc dialkyldithiophosphate - 0.5-2.0
The product of high temperature sulfidation of the oil fraction - 1-5
Molybdenum Disulfide - 1-5
Setacinic acid disooctyl ester - 1-5
Petroleum Oil - Else
(RF patent N 2030451, class C 10 M 169/04, 1992).

При использовании такой смазки в трансмиссиях транспортных средств для смазывания сильно нагруженных пар трения срок службы последних получается недостаточным, при этом такая смазка является сравнительно дорогой, так как она содержит много таких дефицитных продуктов как литиевое мыло, дисульфид молибдена. When using such a lubricant in vehicle transmissions to lubricate heavily loaded friction pairs, the service life of the latter is insufficient, and this lubricant is relatively expensive, since it contains many such scarce products as lithium soap, molybdenum disulfide.

Решаемой задачей является создание стабильного по составу и свойствам трансмиссионного масла для тяжело нагруженных пар трения зубчатых передач с высокими трибологическими свойствами при сравнительно малых затратах на его производство. The problem to be solved is the creation of gear oil with a stable composition and properties for heavily loaded gear friction pairs with high tribological properties at relatively low production costs.

Решение упомянутой задачи обеспечено путем придания маслу особой структуры и определенным сочетанием его физических свойств, прежде всего плотности и вязкости. The solution to the mentioned problem is ensured by imparting a special structure to the oil and a certain combination of its physical properties, primarily density and viscosity.

Нужный технический результат достигается тем, что трансмиссионное масло, содержащее нефтяное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, дисульфид молибдена, дополнительно содержит мелкую бронзовую пудру при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 2,0-2,6
Дисульфид молибдена - 0,2-0,5
Бронзовая пудра - 2,8-3,2
Нефтяное масло - до 100
Используемое литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты имеет йодное число от 4 до 8, при этом в состав трансмиссионного масла дополнительно введены полиизобутилен, дифениламин и окись цинка при следующем их соотношении, мас. %:
Полиизобутилен - 0,2-0,6
Дефениламин - 0,05-0,1
Окись цинка - 2,6-3,2
При такой композиции трансмиссионное масло имеет повышенную плотность и вязкость, при этом более податливо при низких температурах даже при своем застывании. Кроме того, оно получается металлоплакирующим, что способствует надежному функционированию тяжело нагруженных пар трения и вследствие этого может успешно использоваться в конических и гипоидных зубчатых передачах. При указанном составе оно имеет высокую седиментационную устойчивость, благодаря чему его свойства являются стабильными, сохраняющимися даже при длительных перерывах в работе зубчатых передач.The desired technical result is achieved in that the gear oil containing petroleum oil, lithium soap 12-hydroxystearic acid, molybdenum disulfide, additionally contains fine bronze powder in the following ratio, wt.%:
12-hydroxy stearic acid lithium soap - 2.0-2.6
Molybdenum disulfide - 0.2-0.5
Bronze powder - 2.8-3.2
Petroleum oil - up to 100
Used lithium soap 12-oxystearic acid has an iodine number of from 4 to 8, while polyisobutylene, diphenylamine and zinc oxide are additionally introduced into the transmission oil in the following ratio, wt. %:
Polyisobutylene - 0.2-0.6
Defenylamine - 0.05-0.1
Zinc oxide - 2.6-3.2
With this composition, gear oil has a higher density and viscosity, while being more malleable at low temperatures even when it solidifies. In addition, it is obtained by metal cladding, which contributes to the reliable functioning of heavily loaded friction pairs and, as a result, can be successfully used in bevel and hypoid gears. With the specified composition, it has high sedimentation stability, so that its properties are stable, persisting even after prolonged interruptions in the operation of gears.

В качестве дисперсионной среды трансмиссионного масла использовано минеральное масло с противозадирными присадками, а именно либо масло ТАП-15В (ГОСТ 23652-79), изготовляемое из смеси экстрактов остаточных масел фенольной очистки и дистиллятных масел или фильтрата обезмасливания парафина, содержащее противозадирную и депрессорную присадку, либо универсальное масло ТАд-17И (ГОСТ 23652-79), изготовляемое на минеральной основе, содержащее многофункциональную серофосфоросодержащую присадку, а также депрессорную и антипенную присадки. В эту дисперсионную среду вводят литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты с дисульфидом молибдена из расчета 23±3 г упомянутого литиевого мыла и 3,5±1,5 г дисульфида молибдена на 1 кг готового продукта. Затем в дисперсионную среду добавляют мелкую бронзовую пудру в количестве 30 ±5 г и тщательно перемешивают получившуюся композицию для обеспечения обволакивания мелких частиц бронзовой пудры упомянутым металлическим мылом и присадками, имеющимися в дисперсионной среде. Вступая в физико-химическую связь с частицами бронзовой пудры, металлическое мыло и компоненты дисперсионной среды образуют в трансмиссионном масле очень мелкие сгустки, включающие в себя эти частицы. Благодаря Броуновскому движению они непрерывно дрейфуют и при этом, вследствие того, что их плотность близка к средней плотности масла, перемешиваются с остальной частью трансмиссионного масла, это обеспечивает высокую седиментационную устойчивость трансмиссионного масла. В стеклянной банке, заполненной таким маслом, расслоение не отмечалось даже при длительном его хранении. Mineral oil with extreme pressure additives was used as the dispersion medium of the transmission oil, namely, either TAP-15V oil (GOST 23652-79), made from a mixture of extracts of residual phenolic oils and distillate oils or paraffin de-oiling filtrate containing extreme pressure and depressant additives, or universal oil TAd-17I (GOST 23652-79), manufactured on a mineral basis, containing a multifunctional phosphorus-containing additive, as well as depressant and antifoam additives. Into this dispersion medium, lithium soap of 12-hydroxystearic acid with molybdenum disulfide is introduced at the rate of 23 ± 3 g of the above lithium soap and 3.5 ± 1.5 g of molybdenum disulfide per 1 kg of the finished product. Then, fine bronze powder in an amount of 30 ± 5 g is added to the dispersion medium and the resulting composition is thoroughly mixed to ensure that the fine particles of bronze powder are enveloped with the aforementioned metal soap and additives in the dispersion medium. Entering into a physicochemical bond with particles of bronze powder, the metal soap and components of the dispersion medium form very small clots in the gear oil, including these particles. Thanks to the Brownian motion, they continuously drift and, due to the fact that their density is close to the average density of the oil, mix with the rest of the gear oil, this ensures high sedimentation stability of the gear oil. In a glass jar filled with such oil, delamination was not observed even during prolonged storage.

Используемое литиевое масло имеет йодное число в интервале от 4 до 8. Помимо него в состав трансмиссионного масла для повышения его потребительских свойств введены также полиизобутилен, дифениламин и окись цинка при следующем соотношении, мас.%: полиизобутилен 0,3-0,6; дифениламин 0,05-0,1; окись цинка 2,6-3,2. The lithium oil used has an iodine number in the range from 4 to 8. In addition to it, polyisobutylene, diphenylamine and zinc oxide are introduced into the composition of the transmission oil to increase its consumer properties, in the following ratio, wt.%: Polyisobutylene 0.3-0.6; diphenylamine 0.05-0.1; zinc oxide 2.6-3.2.

При опробывании созданного трансмиссионного масла были приготовлены равные его составы, различающиеся соотношением компонентов. Первый состав содержал в нефтяном масле, в мас.%: литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 2,0, дисульфид молибдена 0,2, бронзовую пудру - 2,8; второй состав: указанное литиевое мыло - 2,3, дисульфид молибдена - 0,35, бронзовую пудру - 3,0; третий состав: указанное литиевое мыло - 2,6, дисульфид молибдена - 0,5, бронзовую пудру - 3,2. Все три состава были испытаны на коллоидную стабильность путем выдержки их в течение недели в прозрачной пробирке. When testing the created transmission oil, equal compositions were prepared, differing in the ratio of components. The first composition contained in petroleum oil, in wt.%: Lithium soap 12-hydroxystearic acid 2.0, molybdenum disulfide 0.2, bronze powder - 2.8; the second composition: the specified lithium soap - 2.3, molybdenum disulfide - 0.35, bronze powder - 3.0; the third composition: the specified lithium soap - 2.6, molybdenum disulfide - 0.5, bronze powder - 3.2. All three formulations were tested for colloidal stability by holding them for a week in a transparent tube.

Наблюдение за распределением бронзовой пудры по высоте пробирки показало, что во всех упомянутых составах она сохраняется во всем объеме. Observation of the distribution of bronze powder over the height of the tube showed that in all the compositions mentioned, it remains in its entirety.

Наиболее оптимальную совокупность свойств, касающихся износостойкости, коллоидной стабильности, вязкости, стойкости, имеет трансмиссионное масло, которое в дисперсионной среде, образованной маслом ТАД -17И, содержит литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, дисульфид молибдена и упомянутую бронзовую пудру в указанных выше пределах при значениях, близких к средним. The most optimal combination of properties related to wear resistance, colloidal stability, viscosity, and resistance has transmission oil, which in a dispersion medium formed by TAD-17I oil contains lithium soap 12-hydroxystearic acid, molybdenum disulfide and the aforementioned bronze powder within the above ranges with the values close to average.

Созданное трансмиссионное масло при оптимальном его составе при температуре 20^o имеет плотность 1,3 г/см³. Динамическая вязкость при температуре - 12^oС равна 170 Па•с.Created gear oil with its optimal composition at a temperature of 20 ^o has a density of 1.3 g / cm ³ . Dynamic viscosity at a temperature of - 12 ^o C is equal to 170 Pa • s.

При понижении температуры масло начинает застывать при температуре - 7^oC. Однако, застывая, оно сохраняет большую пластичность благодаря своей специфической, как бы "рыхлой" структуре, легко разрушающейся при деформации сдвига вследствие малой прочности каркаса, образуемого загустителем и наполнителем.When the temperature decreases, the oil begins to solidify at a temperature of - 7 ^o C. However, solidifying, it retains great plasticity due to its specific, as it were, "loose" structure, which is easily destroyed by shear deformation due to the low strength of the frame formed by the thickener and filler.

Созданное масло имеет большую вязкость, благодаря чему в перерывах работы механизмов оно задерживается в зазорах между трущимися деталями, создавая между ними необходимую защитную масляную пленку, надежно и эффективно предохраняющую детали от задира и излишнего износа при пуске механизма в работу. The created oil has a high viscosity, due to which, during breaks in the operation of mechanisms, it is delayed in the gaps between the rubbing parts, creating between them the necessary protective oil film, which reliably and effectively protects the parts from scuffing and excessive wear when the mechanism is put into operation.

Созданное трансмиссионное масло испытано во Всероссийском научно-исследовательском институте по переработке нефти "ВНИИНП" на четырехшариковой машине трения в сравнении с товарным трансмиссионным маслом ТАД-17И. Результаты испытаний даны в табл.1, в которой приведены трибологические характеристики. The created gear oil was tested at the VNIINP All-Russian Research Institute for Oil Refining on a four-ball friction machine in comparison with the TAD-17I commercial gear oil. The test results are given in table 1, which shows the tribological characteristics.

При сравнительных испытаниях смазочных материалов (известного ТАД-17И и предложенного) установлены лучшие пусковые свойства у трансмиссионного масла, выполненного согласно изобретению, при этом разница существенно сказывается именно с понижением температуры окружающей среды, что отчетливо видно из следующей табл.2. In comparative tests of lubricants (known TAD-17I and proposed), the best starting properties were established for the transmission oil made according to the invention, and the difference significantly affects precisely the lowering of the ambient temperature, which is clearly seen from the following table.2.

С маслом ТАД-17И до ремонта коробки передач пробег микроавтобуса РАФ, используемого в качестве маршрутного такими, составляет в среднем только 30-40 тыс. км. При использовании созданного трансмиссионного масла коробка передач прослужила без ремонта на этом автобусе при его пробеге более 90 тыс.км. With TAD-17I oil, before the gearbox repair, the mileage of the RAF minibus used as such by route is on average only 30-40 thousand km. When using the created transmission oil, the gearbox served without repair on this bus with its mileage of more than 90 thousand km.

Созданное трансмиссионное масло имеет доступную цену, а его хранение даже в течение длительного времени не вызывает потери им имеющихся у него ценных рабочих свойств. The created gear oil has an affordable price, and its storage, even for a long time, does not cause it to lose its valuable working properties.

Claims

1. Transmission oil containing petroleum oil, lithium soap 12-hydroxy stearic acid, molybdenum disulfide, characterized in that it further comprises bronze powder in the following ratio, wt.

12-hydroxystearic acid lithium soap 2.0 2.6
Molybdenum disulfide 0.2 0.5
Bronze Powder 2.8 3.2
Petroleum Oil Else
2. The oil according to claim 1, characterized in that the lithium soap of 12-hydroxystearic acid has an iodine number of 4 to 8, while the oil is additionally added, wt.

Polyisobutylene 0.3 0.8
Diphenylamine 0.05 0.1
Zinc oxide 2.6 3.22