CN101358155B - 甲醇汽油发动机润滑油组合物 - Google Patents
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Abstract
一种甲醇汽油发动机润滑油组合物，由金属清净剂1.0％～5.0％、无灰分散剂2.0％～6.0％、抗氧抗腐剂1.0％～2.0％、辅助抗氧剂0.1％～1.0％、乙二醇酯0.05％～1.0％、甲基硅油0.0005％～0.001％、基础油45％～80％、残馏油15％～40％制成。本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油进行了对比测试、对比行车试验、发动机台架对比试验，结果表明，本发明润滑油的性能优于15W/40SG级汽油机润滑油，具有抗氧化、抗硝化、抗磨损、碱保持性能好等优点，能降低发动机的积碳。发动机台架试验表明，外特性功率增加，有效燃料消耗率平均下降了2.3％；负荷特性上有效燃料消耗率平均下降了2.7％；在高怠速、怠速工况下，C0皆未检出，HC排放相当。
Description
技术领域
本发明属于润滑油技术领域，具体涉及一种使用甲醇汽油燃料发动机的润滑油组合物。
背景技术
随着石油资源的短缺以及人们环保意识的增强，各国对大气质量的控制以及对汽车排放要求更为严格，各个国家都在加紧开发和使用代用燃料，汽车发动机使用含甲醇的燃料，可以减少尾气排放污染物，减少对汽油的依赖程度。含甲醇的燃料在许多国家已经有应用，我国的山西省就是含甲醇燃料的试点省份，并已经大量使用甲醇汽油燃料，从而部分替代汽油。甲醇汽油作为汽车燃料会带来一些技术问题：如发动机主要部件腐蚀磨损增大、低温起动和暖车性差、润滑油质量迅速恶化、发动机沉积物增大、以及燃料喷嘴堵塞等技术问题。目前使用的汽发动机润滑油和柴油发动机润滑油不适用于甲醇汽油燃料发动机使用。
中国专利CN 1197943C公开了一种润滑油添加剂组合物，考虑了乙醇燃料的特点而提供的润滑油组合物。中国专利CN 100344739C公开了一种发动机润滑油组合物，主要涉及到高档柴油发动机润滑油添加剂组合物。这两种润滑油不适用于甲醇汽油燃料发动机使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种分散性能好、含碱值高、抗腐蚀性能和乳化性能好的甲醇汽油发动机润滑油组合物。
解决上述技术问题所采用的技术方案它是由下述重量百分配比的原料制成：
上述的金属清净剂是碱值为200～400的合成磺酸钙、碱值为200～400的合成磺酸镁、碱值为200～400的环烷酸钙中的一种或碱值为200～400的合成磺酸钙与碱值为200～400的环烷酸钙的混合物或碱值为200～400的合成磺酸镁与碱值为200～400的环烷酸钙的混合物；无灰分散剂是单烯基丁二酰亚胺、双烯基丁二酰亚胺中的一种或它们的混合物；抗氧抗腐剂是二仲醇烷基二硫代磷酸锌或长链伯烷基二硫代磷酸锌；辅助抗氧剂是烷基二苯胺、辛基/戊基二苯胺中的一种或它们的混合物；基础油为100℃运动黏度大于9mm2/s，黏度指数大于90的石蜡基基础油或环烷基基础油；残馏油为100℃运动黏度大于30mm2/s的残馏油。
制备本发明润滑油的优选原料重量配比是：
制备本发明润滑油的最佳原料重量配比是：
本发明的制备方法如下：
按照上述重量百分比的原料依次将基础油、残馏油加入到带有加热装置和搅拌 装置的反应釜中，加温至70℃恒温搅拌30分钟，再加入甲基硅油、金属清净剂、无灰分散剂、抗氧抗腐剂、辅助抗氧剂、乙二醇酯，75℃恒温搅拌1小时，自然冷却，过滤，检测，合格后封装。
本发明配比中采用金属清净剂、无灰分散剂、抗氧抗腐剂、辅助抗氧剂、抗乳化剂多种添加剂复配，充分发挥添加剂之间的协调效应，达到甲醇汽油发动机润滑油所要求的高碱值、抗氧抗腐性能、抗乳化性能。基础油采用低温性能好的基础油，并辅以残馏油，达到甲醇汽油发动机润滑油的要求。
本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油按国家标准进行了对比测试、6000km对比行车试验、发动机台架对比试验，试验结果表明，本发明润滑油的性能优于15W/40SG级汽油机润滑油，具有抗氧化、抗硝化、抗磨损、碱保持性能好等优点，能够有效地降低发动机的积碳。发动机台架对比试验结果表明，M-TCE汽油机使用本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油相比，外特性上功率增加，在4200r/min时增加0.6kW，为2.4％；以g/kW.h计，有效燃料消耗率平均下降了2.3％；M-TCE汽油机使用本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油相比，2600r/min、3000r/min、3600r/min、3800r/min负荷特性上有效燃料消耗率分别下降了2.5％、3.0％、2.8％、2.3％；平均下降了2.7％；M-TCE汽油机使用本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油相比，怠速HC排放物减小3ppm，在高怠速(2600r/min)工况、怠速(1000r/min)工况下，两种润滑油条件下的CO皆未能检出，而HC排放相当。可作为含甲醇燃料发动机的润滑油。
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述的石蜡基基础油为100℃运动黏度大于9mm2/s，黏度指数大于90。残馏油为100℃运动黏度大于30mm2/s。
本实施例甲醇汽油发动机润滑油的制备方法如下：
按照上述重量百分比的原料依次将石蜡基基础油、残馏抽加入到带有加热装置和搅拌装置的反应釜中，加温至70℃恒温搅拌30分钟，再加入碱值为200～400的合成磺酸钙、单烯基丁二酰亚胺、二仲醇烷基二硫代磷酸锌、烷基二苯胺、乙二醇酯、甲基硅油，75℃恒温搅拌1小时，自然冷却，过滤，检测，合格后封装。
实施例2
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述的石蜡基基础油为100℃运动黏度大于9mm2/s，黏度指数大于90。残馏油为100℃运动黏度大于30mm2/s。
其制备方法与实施例1相同。
实施例3
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述的石蜡基基础油为100℃运动黏度大于9mm2/s，黏度指数大于90。残馏油为100℃运动黏度大于30mm2/s。
其制备方法与实施例1相同。
实施例4
具体实施方式
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述的石蜡基基础油为100℃运动黏度大于9mm2/s，黏度指数大于90。残馏油为100℃运动黏度大于30mm2/s。
其制备方法与实施例1相同。
实施例5
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述的石蜡基基础油为100℃运动黏度大于9mm2/s，黏度指数大于90。残馏油为100℃运动黏度大于30mm2/s。
其制备方法与实施例1相同。
实施例6
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述的石蜡基基础油为100℃运动黏度大于9mm2/s，黏度指数大于90。残馏油为100℃运动黏度大于30mm2/s。
其制备方法与实施例1相同。
实施例7
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述的石蜡基基础油为100℃运动黏度大于9mm2/s，黏度指数大于90。残馏油为100℃运动黏度大于30mm2/s。
其制备方法与实施例1相同。
实施例8
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述实施例1-7中的碱值为200～400的合成磺酸钙用相同重量的碱值为200～400的合成磺酸镁替换，单烯基丁二酰亚胺用相同重量的双烯基丁二酰亚胺替换，二仲醇烷基二硫代磷酸锌用相同重量的长链伯烷基二硫代磷酸锌替换，烷基二苯胺用相同重量的辛基/戊基二苯胺替换，石蜡基基础油用相同重量的环烷基基础油替换。
其制备方法与实施例1相同。
实施例9
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述实施例1-7中的碱值为200～400的合成磺酸钙用相同重量的碱值为200～400的环烷酸钙替换；单烯基丁二酰亚胺用相同重量的单烯基丁二酰亚胺与双烯基丁二酰亚胺的混合物替换，在其混合物中两组分的重量各占50％；烷基二苯胺用相同重量的烷基二苯胺与辛基/戊基二苯胺混合物替换，在其混合物中两组分的重量各占50％。
其制备方法与实施例1相同。
实施例10
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述实施例1-9中的碱值为200～400的合成磺酸钙用相同重量的碱值为200～400的合成磺酸钙与碱值为200～400的环烷酸钙的混合物替换，在其混合物中两组分的重量各占50％；其它组分及其重量与相应的实施例相同。
其制备方法与实施例1相同。
实施例11
以生产本发明产品100kg为例所用的原料及其重量配比为：
上述实施例1-10中的碱值为200～400的合成磺酸钙用相同重量的碱值为200～400的合成磺酸镁与碱值为200～400的环烷酸钙的混合物替换，在其混合物中两组分的重量各占50％；其它组分及其重量与相应的实施例相同。
其制备方法与实施例1相同。
为了验证本发明的有益效果，发明人采用本发明实施例1配比制备的甲醇汽油 发动机润滑油组合物(试验时名称为甲醇汽油发动机润滑油)进行了对比测试，并由申请人委托试验单位与15W/40SG级汽油机润滑油进行了对比行车试验和发动机对比台架试验，各种试验情况如下：
1、本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油性能对比测试
测试方法：按照GB/T265“石油产品运动黏度测定法”测定100℃运动黏度、GB/T3536“石油产品闪点和燃点测定法(克利夫兰开口杯法)”测定闪点、GB/T3535“石油倾点测定法”测定倾点、SH/T0300“曲轴箱模拟测定法(QZX法)”测定成焦量、SH/T0251“石油产品碱值测定法(高氯酸电位滴定法)”测定碱值、GB/T7305“石油和合成液抗乳化性能测定法”测定油水分离时间、GB/T3142“四球试验机承载能力测定法”测定PB值和磨痕直径。分散系数测定方法为：先将10g碳黑加入90g油品中，搅拌并研磨2小时以上便与碳黑与油品充分混合，制备成碳黑油膏备用。试验时，将20g试油与1g碳黑油膏混合，高速搅拌20分钟，取一洁净的玻璃棒，将油样滴在滤纸的中心，放置24小时，测定扩散圈直径d与油圈直径D，计算出试油的分散系数，斑点分散试验时油温为250±10℃。黏度变化率(黏度变化率的计算公式[(旧油100℃运动黏度-新油100℃运动黏度)/新油100℃运动黏度]×100％。)。
对比测试和计算结果见表1。
表1本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油性能对比测试
| 项目 | 实施例1润滑油 | 15W/40SG级汽油机润滑油 |
| 100℃运动黏度(mm2/s) | 14.16 | 15.32 |
| 闪点(℃) | 236 | 228 |
| 倾点(℃) | -25 | -26 |
| 成焦量(mg) | 53 | 124 |
| 分散系数(％) | 86 | 71 |
| 黏度变化率(％) | 0.68 | 1.96 |
| 碱值(mgKOH/g) | 9.41 | 6.34 |
| 油水分离时间(min) | 8 | 35 |
| PB值(N) | 862 | 745 |
| 磨痕直径D60 392(mm) | 0.48 | 0.67 |
由表1可见，成焦板、斑点分散、四球机、抗乳化性能等一系列试验结果表明， 本发明润滑油的性能优于15W/40SG级汽油机润滑油，可作为含甲醇燃料发动机的润滑油。
2、本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油对比行车试验
将本发明润滑油与15W/40SG参比油在两辆出租车上进行对比行车试验，试验燃料为含甲醇35％的甲醇汽油，试验里程为6000公里。试验结束后对两辆车的油样进行了化验分析。
按照GB/T265“石油产品运动黏度测定法”测定黏度、GB/T3536“石油产品闪点和燃点测定法(克利夫兰开口杯法)”测定闪点、SH/T0251“石油产品碱值测定法(高氯酸电位滴定法)”测定碱值、GB/T7304“石油产品和润滑剂中和值测定法(电位滴定法)”测定酸值、用傅立叶红外光谱测定其氧化度和硝化度、ASTMD6595“用旋转盘电极原子发射光谱法测定已用润滑油或已用液压流体中杂质的标准试验方法”测定元素含量，黏度变化率(黏度变化率的计算公式[(旧油100℃运动黏度-新油100℃运动黏度)/新油100℃运动黏度]×100％。)。
测试和计算结果见表2。
表2本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油对比行车试验结果
| 项目 | 本发明润滑油 | 15W/40SG级汽油机润滑油 |
| 黏度变化率，％ | 16.34 | 24.79 |
| 闪点(开口)，℃ | 225 | 216 |
| 碱值，mgKOH/g | 6.43 | 2.18 |
| 酸值，mgKOH/g | 2.12 | 3.24 |
| 氧化值(ABS/0.1mm) | 1.8 | 5.5 |
| 硝化值(ABS/0.1mm) | 2.7 | 5.6 |
| 光谱元素含量铁(mg/kg)铜(mg/kg)铅(mg/kg) | 415296 | 201214105 |
由表2可见，本发明润滑油比15W/40SG级汽油机润滑油相比，黏度变化率、氧化值和硝化值变化值更小，表明本发明润滑油具有更好的抗氧化、抗硝化性能；本发明润滑油比15W/40SG级汽油机润滑油的碱值更大，酸值更小，表明本发明润滑油有更好的碱保持性能以及酸中和性能；本发明润滑油比15W/40SG级汽油机润滑油的光谱元素含量，铁、铜、铅含量更小，表明本发明润滑油有更好的润滑性能、 抗磨损性能。
3、本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油发动机台架对比试验
试验地点：西安汽车产品质量监督检验站。
试验时间：2008年3月24日。
环境状况：大气压力98.1kPa，干球温度18.6℃，相对湿度24.0％。
试验燃料：车用M35甲醇汽油。
润滑油：试验润滑油为本发明润滑油，参比润滑油为15W/40SG级汽油机润滑油。
试验仪器以及设备：发动机，型号为M—TCE由韩国大宇公司；测功机，型号为CW150，由洛阳南峰机械厂生产，陕西省计量研究所计量鉴定；油耗计，型号为FCM，上海内燃机研究所生产，陕西省计量研究所计量鉴定；通风干湿度计，型号为DHM2，天津气象仪器厂生产，陕西省计量研究所计量鉴定；动槽水银气压表，型号为DYM1，长春气象仪器厂生产，陕西省计量研究所计量鉴定；废气分析仪，型号为AVL4000，AVL公司生产，陕西省计量研究所计量鉴定。
试验项目：发动机外特性试验；发动机转速为2800r/min、3000r/min、3600r/min、3800r/min时的负荷特性试验；怠速、高怠速排气污染物试验。
检验依据：GB/T18297-2001；GB18285-2005；GB/T14951-94。
试验结果：使用本发明润滑油的发动机外特性试验数据见表3。
表3使用本发明润滑油的发动机外特性
使用15W/40SG级汽油机润滑油的发动机外特性试验数据见表4。
表4使用15W/40SG级汽油机润滑油的发动机外特性
使用本发明润滑油发动机(3800r/min)的负荷特性试验结果见表5。
表5使用本发明润滑油发动机的负荷特性试验结果(3800r/min)
使用参比润滑油的发动机(3800r/min)的负荷特性试验结果见表6。
表6使用15W/40SG级汽油机润滑油发动机的负荷特性试验结果(3800r/min)
使用本发明润滑油发动机(3600r/min)的负荷特性试验结果见表7。
表7使用本发明润滑油发动机的负荷特性试验结果(3600r/min)
使用15W/40SG级汽油机润滑油的发动机(3600r/min)的负荷特性试验结果见表8。
表8使用15W/40SG级汽油机润滑油发动机的负荷特性试验结果(3600r/min)
使用本发明润滑油发动机(3000r/min)的负荷特性试验结果见表9。
表9使用本发明润滑油发动机的负荷特性试验结果(3000r/min)
使用15W/40SG级汽油机润滑油的发动机(3600r/min)的负荷特性试验结果见表10。
表10使用15W/40SG级汽油机润滑油发动机的负荷特性试验结果(3000r/min)
使用本发明润滑油发动机(2800r/min)的负荷特性试验结果见表11。
表11使用本发明润滑油发动机的负荷特性试验结果(2800r/min)
使用15W/40SG级汽油机润滑油的发动机(2800r/min)的负荷特性试验结果见表12。
表12使用15W/40SG级汽油机润滑油发动机的负荷特性试验结果(2800r/min)
使用本发明润滑油和参比润滑油甲醇汽油发动机的怠速、高怠速污染物测试结果见表13。
表13怠速污染物测试结果
发动机台架对比试验结论：
1、M-TCE汽油机使用本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油相比，外特性上功率增加，在4200r/min时增加0.6kW，为2.4％；以g/kW.h计，有效燃料消耗率平均下降了2.3％。
2、M-TCE汽油机使用本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油相比，2600r/min、3000r/min、3600r/min、3800r/min负荷特性上有效燃料消耗率分别下降了2.5％、3.0％、2.8％、2.3％；平均下降了2.7％。
3、M-TCE汽油机使用本发明润滑油与15W/40SG级汽油机润滑油相比，怠速排放物见表13，在高怠速(2600r/min)工况、怠速(1000r/min)工况下，两种润滑油条件下的CO皆未能检出，而HC排放相当。
Claims (3)
1.一种甲醇汽油发动机润滑油组合物，其特征在于由下述重量百分配比的原料制成：
上述的金属清净剂是碱值为200～400的合成磺酸钙、碱值为200～400的合成磺酸镁、碱值为200～400的环烷酸钙中的一种或碱值为200～400的合成磺酸钙与碱值为200～400的环烷酸钙的混合物或碱值为200～400的合成磺酸镁与碱值为200～400的环烷酸钙的混合物；无灰分散剂是单烯基丁二酰亚胺、双烯基丁二酰亚胺中的一种或它们的混合物；抗氧抗腐剂是二仲醇烷基二硫代磷酸锌或长链伯烷基二硫代磷酸锌；辅助抗氧剂是烷基二苯胺、辛基/戊基二苯胺中的一种或它们的混合物；基础油为100℃运动黏度大于9mm2/s，黏度指数大于90的石蜡基基础油或环烷基基础油；残馏油为100℃运动黏度大于30mm2/s的残馏油。
2.按照权利要求1所述的甲醇汽油发动机润滑油组合物，其特征在于其中各原料的重量百分比是：
3.按照权利要求1所述的甲醇汽油发动机润滑油组合物，其特征在于其中各原料的重量百分比是：
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111116 Termination date: 20120924 |