CN103087806B - 一种柴油、天然气双燃料发动机用润滑油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柴油、天然气双燃料发动机用润滑油组合物。本发明是以矿物油及二类、三类基础油中两种或三种调配以碱性金属系列清净分散剂、抗氧抗磨剂、无灰分散剂、辅助抗氧剂、消泡剂、粘度指数改进剂等混合制成的。本发明与CF15W/40润滑油分别进行了行车试验、台架试验，结果表明：本发明能更好的保护好发动机，其抗磨损性能、抗氧化硝化性能及发动机的动力性能都有较好的提升，延长了发动机的使用寿命，本发明具有优良的清净分散性、低灰润滑性能并且具有高性能抗磨损性能。

Description

一种柴油、天然气双燃料发动机用润滑油组合物

技术领域

本发明涉及一种润滑油，属于一种柴油、天然气双燃料发动机用润滑油组合物。

背景技术

现在全球的能源危机越来越严重，而运输车辆逐年在大量增加，对热能源的需求也越来越加剧，迫切要求新的燃料来代替燃油。柴油/天然气发动机是在固定式天然气发动机和柴油发动机基础上发展而来的。发动机设计特点导致发动机的实际工况较单一用柴油或天然气为燃料的发动机更为苛刻，要求双燃料发动机专用油兼备天然气发动机油和柴油发动机油的性能，并保证在单一天然气或柴油燃料情况下发动机的润滑要求。

双燃料发动机的工作温度要高于单一燃料工作温度，由于NO_X 氮氧化生成量与燃烧温度直接相关，因而双燃料发动机NO_X 生成量较高会引起润滑油严重氧化硝化变质。另外液态燃料在燃烧过程中的少量不完全燃烧产物对气阀/阀座提供非常重要的润滑作用，使用双燃料时这种作用被大大减弱，因而对润滑油灰分所起润滑作用的依赖程度加大，灰分含量过低起不到有效的润滑，灰分含量过高易引起阀系堵塞熔损，并导致燃烧室及活塞顶部沉积物增加，磨损气缸套及活塞环，还有发动机在两种燃料频繁切换的情况下，冲击负荷较大会造成轴瓦凸轮的过度磨损因此润滑油的抗磨损性要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柴油、天然气双燃料发动机用润滑油组合物，该润滑油组合物低灰、清净分散性能优异，抗氧抗磨性能好。

本发明所采用的技术方案是：该柴油、天然气双燃料发动机用润滑油组合物包括下例组分，各组分按重量百分比计如下：金属清净剂1.5-3%，无灰分散剂 2.5-4%，抗氧抗磨剂1.5-3%，辅助抗氧剂 0.3-0.6%，硅油消泡剂T903 0.0005-0.0001%，粘度指数改进剂5-7.5%，矿物油 65-75%，余量为基础油。

上述金属清净剂为碱值在200-400的高碱值合成磺酸钙、合成磺酸镁、碱值为200-400的环烷酸钙、硫化烷基酚钙中的一种或其中几种的混合物；无灰分散剂为聚异烯丁基丁二酰亚胺（高氮）或双烯丁基二酰亚胺；抗氧抗磨剂为低灰的ZDDP二烷基二硫代磷酸锌或长链二烷基二硫代磷酸锌；辅助抗氧剂为T534、L-57或屏蔽酚类L-135、T512抗氧剂的一种或其中几种的混合物；本发明所用的矿物油为本领域常用的矿物油，例如矿物油为100℃粘度为5-8的石蜡基基础油或二类加氢油；本发明所用的基础油为本领域常用的基础油，例如基础油为100℃运动粘度大于30mm²/s的加氢油；本发明所用的粘度指数改进剂为本领域常用的粘度指数改进剂，例如乙丙共聚物或苯乙烯-异戊二烯共聚物。

本发明首先解决油中的清净分散性能。上述方案中的硫化烷基酚钙具有良好的高温清净性较强的酸中和能力，并有一定的抗氧化、抗磨损性能；磺酸盐添加剂以酸中和作用和分散作用为主，同时具有增溶和清洗作用，可以减少发动机零件上的漆膜，保持活塞的清净性。另外磺酸盐添加剂还具有一定的防锈作用。聚异烯丁基丁二酰亚胺（高氮）或双烯丁基二酰亚胺分散剂具有优良的增溶作用、胶溶作用和分散作用，并有一定的中和能力和吸附能力。

本发明所具有的有益效果是：本发明所配比的添加剂碱性金属系列清净分散剂、抗氧抗磨剂、无灰分散剂、辅助抗氧剂、消泡剂、粘度指数改进剂复配在一起，相互起到了协同效应，高温抗氧化硝化性能好，具有良好的清净性，油泥控制力强，抗磨损性能优异，基础油用的石蜡基基础油与加氢异构化基础油达到了柴油/天然气发动机润滑所要求。本发明润滑油与CF15W/40润滑油进行了行车试验、台架试验，结果表明：本发明能更好的保护好发动机，其抗磨损性能、抗氧化硝化性能及发动机的动力性能都有较好的提升，延长了发动机的使用寿命。确认了该发明更适合柴油/天然气发动机的润滑作用。

具体实施方式：

   下述实验用润滑油的配制：

   配方1、首先将100℃粘度为5-8的石蜡基基础油68%、100℃运动粘度大于30mm²/s的加氢油21.1995%投入到调合釜中，进行加热到70℃然后依次加入环烷酸钙2.5%、聚异烯丁基丁二酰亚胺（高氮）2.5%、ZDDP二烷基二硫代磷酸锌1.5%、T534抗氧剂0.3%、硅油消泡剂T903 0.0005%、粘度指数改进剂5%进行脉冲调合60分钟得到本发明。上述百分比为质量百分比。

配方2、首先将100℃粘度为5-8的石蜡基基础油68%、100℃运动粘度大于30mm²/s的加氢油13.899%投入到调合釜中，进行加热到70℃然后依次加入硫化烷基酚钙2.5%、聚异烯丁基丁二酰亚胺（高氮）3%、长链二烷基二硫代磷酸锌3%、T534抗氧剂0.6%、硅油消泡剂T903 0.001%、粘度指数改进剂7.5%进行脉冲调合60分钟得到本发明。上述百分比为质量百分比。

配方3、首先将100℃粘度为5-8的石蜡基基础油68%、100℃运动粘度大于30mm²/s的加氢油17.4992%投入到调合釜中，进行加热到70℃然后依次加入硫化烷基酚钙及磺酸镁2.5%、双烯丁基二酰亚胺2.8%、ZDDP二烷基二硫代磷酸锌2.8%、屏蔽酚类L-135抗氧剂0.5%、硅油消泡剂T903 0.0008%、粘度指数改进剂6.5%进行脉冲调合60分钟得到本发明。其中硫化烷基酚钙及磺酸镁按质量比1：1复配 ，上述百分比为质量百分比。

首先对上述方案进行清净分散性及防锈性实验，实验结果如表1。

                                             表1

表1中数据可以看出，配方2、3的清净分散性及防锈性能都很好，采用硫化烷基酚钙/磺酸盐/聚异烯丁基二酰亚胺（高氮）或双烯丁基二酰亚胺复配体系可有效解决油品的高温清净分散性及防锈性能。

本发明在研制中为提高抗氧化硝化与磨损性能采用了低灰的ZDDP二烷基二硫代磷酸锌或长链二烷基二硫代磷酸锌多效能添加剂，再添加辅助抗氧剂二丁烯基二苯胺，由于对灰分的限制，在配方的研发过程中控制低灰的ZDDP二烷基二硫代磷酸锌或长链二烷基二硫代磷酸锌的用量并使用了特定结构的无灰抗氧剂来进一步提高油品的抗氧化性能。油品在使用过程中氧化衰变产生的酸性物质会对发动机设备进行腐蚀，腐蚀性能的评定法（CBT）用于模拟有色金属在润滑油中的腐蚀过程所以本发明对该油品进行了CBT试验，结果如下表2。

表2

抗氧抗磨性评定结果

表3

从以上表2、表3中可以看出配方3的抗氧化抗磨损好，特别是配方3的灰分值也低，达到了添加剂复合的协同效应所以配方3为最佳配方。

为了验证本发明的实际使用性能，使用配方3的润滑油在吉林市九天储运货运公司的50台HOWO柴油/燃气运输车中任意选出两台车进行行车试验，行驶公里数为5000公里、7000公里、9000公里、11000公里分别取一次发动机油进行检测：

实验地点：吉林市；本发明油品编号：3#；发动机型号                WD615.92C 、WD615.93C；发动机参数：标定功率/转速：198/1900道213/1900；型式：直列、水冷、四冲程、直喷、电控共轨；发动机燃料为：LNG/CNG；行车实验时间：2012年10月。

运行（5000公里）检测结果见表4

表4

运行（7000公里）检测结果见表5

表5

运行（9000公里）检测结果见表6

表6

运行（1100公里）检测结果表7

表7

通过以上行车数据可以看出本发明完全可以满足柴油机/天然气发动机组的正常运行。

对比油CF15W/40理化数据及台架结果见表8：

表8

                    腐蚀实验结果见表9 

                                          表9

    试验结果表明，开发的专用油具有良好的清净分散性、抗氧化硝化、抗腐蚀抗磨损性，可以满足双燃料发动机长周期运行的使用要求。

Claims (1)

1.一种柴油、天然气双燃料发动机用润滑油组合物，包括下例组分，各组分按重量百分比计如下：金属清净剂2.5%，无灰分散剂 3%，抗氧抗磨剂3%，辅助抗氧剂0.6%，硅油消泡剂T903 0.001%，粘度指数改进剂7.5%，矿物油 68%，余量为基础油；金属清净剂为碱值在200-400之间的磺酸钙、磺酸镁、环烷酸钙、硫化烷基酚钙中的一种或其中几种的混合物；无灰分散剂为聚异烯丁基丁二酰亚胺或双烯基丁二酰亚胺；抗氧抗磨剂为ZDDP二烷基二硫代磷酸锌；辅助抗氧剂为T534抗氧剂、L-57抗氧剂或屏蔽酚类L-135抗氧剂、T512抗氧剂的一种或其中几种的混合物；矿物油为100℃粘度为5-8的石蜡基基础油或二类加氢油；其它基础油为100℃运动粘度大于30mm²/s的加氢油。