CS236333B1

CS236333B1 - Multigradový olej pro mazání tepelně velmi zatížených naftových motorů

Info

Publication number: CS236333B1
Application number: CS840083A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Stepina; Nikolaj Stanko; Vladimir Matejovsky; Milos Safarik
Original assignee: Vaclav Stepina; Nikolaj Stanko; Vladimir Matejovsky; Milos Safarik
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1985-05-15

Abstract

Multigradový olej pro mazání tepelně velmi zatížených naftových motorů, viskozitní třídy SAE 20)740, stálý ve viskozitě, výkonové třídy API CD složený ze základního oleje, jehož výraznou složkou js vysokotlaký h^dro^enát, a zušlechťujících přísad zajišťujících jeho dostatečnou antioxidační, detergentně-disperzní a protioděrovou schopnost a malou pěnivost. Olej splňuje podmínky mezinárodně uznávaných zkoušek v modelových strojích a zajišťuje dohrou startovatelnost naftových motorů podle vyhlášky 90/75 Sb.

Description

Vynález se týká multigradového oleje stálého ve viskozitě, viskozitní třídy SAE 207/40 s limitovanou max. viskozitou 9,0 Pa.s, měřenou v Cold Cranking Simulátoru při -18°C, a výkonové třídy CD podle API pro mazání tepelně velmi zatížených naftových motorů, především motorů s přetlakovým plněním válců, u nichž teplota v první pístní drážce je větší než 220°C_o

Na moderní oleje pro mazání tepelně velmi zatížených naftových motorů je kladena řada požadavků;

Oleje musí mít dostatečně velkou termooxidační stálost a alkalickou rezervu, co nejmenší obsah popela, malou odparnost a pěnivost, dostatečně velkou ochrannou schopnost proti rezivění,, únosnost mazacího filmu a mazivosto Všesezonní (multigradové) oleje, umožňující snadný start motorů i při hejnižších venkovních teplotách, mají mít velkou stálost ve smyku a tím mají být stélé ve viskozitě po celou dobu použití. Může se i požadovat, aby zajištovaly dobrou funkci mokré*' spojky.

Příprava oleje s tak komplexními užitnými vlastnostmi je velmi složitá. Vyvážené požadované vlastnosti jsou výslednicí vhodného složení základního oleje, resp. i vlastností jeho složek, a vhodného složení zušlechtujících přísad, tj. antioxidantů, antikorodantu, přísady přotioděrové, detergentů-disperzantů, modifikátorů viskozity a viskozitního indexu a přísady protipěnivostní.

Každý základní olej, tj. olej složený z různých typů rafinátů s různým chemickým složením a s různými vlastnostmi, vyžaduje specifickou skladbu hlavně antioxidačních a detergentně-disperzních přísad. Zejména základní oleje, jejichž podstatnou složkou jsou tzv. vysokotlaké hydrogenáty (tj. rafináty připravené hydrokrakovacím procesem za vysokého tlaku), jejichž

-2 238 333 termooxidační stálost za teplot nad asi 210°C je obvykle menší než u kvalitních selekčních rafinétů, vyžadují speciální skladbu antioxidačních a hlavně detergentně-disperzních přísad, aby se docílila co nejmenší tvorba úsad a laků. na povrchu pístů a zejména karbonu v prvních pístních drážkách. Při tom je důležité, aby přidané detergentně- disperzní přísady zajišťovaly oleji dostatečně velkou alkalickou rezervu, která je potřebná pro neutralizaci korozivních kyselých zplodin ze spálení paliva i z termooxidačnich reakcí oleje. Současně se však požaduje, aby přísady vytvářely co nejmenší obsah popelatvorných látek v oleji, poněvadž i ony jsou spolutvůrci úsad na částech motoru.

Z chemického hlediska je významné, aby se při kombinaci antioxi dačních a detergentně-disperzních přísad využilo maximálně jejich synergického účinku, a tím bylo možno docílit žádané výkonové úrovně oleje s co nejmenší dozací těchto přísad.

Dobré reologické vlastnosti oleje v celém rozsahu pracovních teplot motoru, tj. co nejmenší viskozita za nízkých teplot k umožnění dobré tekutosti oleje a i snadné startovatelnosti motoru a dostatečně velké viskozity za vysokých teplot záleží od Trakčního složení základního oleje, množství, typu a skladby přidaných polymerních modifikátorů viskozity a viskozitního indexu , které působí obvykle i jako snižovače bodu tuhnutí a i od složení a množství přidaných detergentně-disperzních příΛ sad. Složení detergentně-disperzních přísad musí být přizpůsobeno i druhu a množství použitých polymerních modifikátorů viskozity a VI.

Rovněž vyhovující protioděrové schopnosti oleje se docílí použitím vhodných druhů antioxidantů typu dialkylditiofosfátu, resp. alkylarylditiofosfótu, zinku, které ovlivňují i součinitele tření oleje, a tím mají i vliv na funkci mokré” spojky, ale záleží rovněž na skladbě detergentně-disperzních přísad a i na frakčním a chemickém složení základního oleje.

Pěnivost oleje se zmenšuje přidáním správného množství protipěnivostní přísady.

Žádaná malá odparnoat oleje je funkcí Trakčního složení základního oleje.

- 3 236 333

Pro olej, který je předmětem tohoto vynálezu, byly stanoveny tyto jakostní parametry a výsledky zkoušek:

Viskozitní třída podle SAE	20W40
Výkonová třída podle API	CD
Kinematická viskozita, mm^.s“^ při 100°C	14,5 - 16,3
Dynamická viskozita (měřená v Cold Cranking Simulátoru), Pa.s při -18°C	max. 9,0
Viskozitní index (ČSN 65 6218)	min· 125
Bod vzplanutí v otevřeném kelímku (ČSN 65 6212)	min· 215
Bod tuhnutí (ČSN 65 6072)	max. -30°C
Odparnost (dle Noacka) (DIN 51 581)	max. 15% hm
Celková alkalita (TBN) (ČSN 65 6069)	min. 10 mgKOH/g
Barva ISO (ČSN 65 6076)	maxo 6,5
Pěnivost (ASTM D 892) při 24°C	max. 25 ml
93 °C	max. 150 ml
24°C po 93°C	max. 25 ml

Stálost pěny (ASTM D 892)

Obsah vody (ČSN 65 6062) a mechanických nečistot (ČSN 65 6219) Popel sulfátový (ČSN 65 6221) Karbonizační zbytek (ČSN 65 6210)

0/0/0 ml max. 1,7% hmot. max. .2,0% hmot.

Ochranná schopnost proti rezivění ‘ při 60°C/24 h (ČSN 65 6249) vyhovuje

Stálost ve smyku po 30 cyklech v Boschově injektoru (DIN 51 382)

pokles viskozity o	max. 12%
Motorová zkouška Petter W1
Zapečení pístních kroužků (body)	10
Plášt pístu (body)	min. 9,5
Úbytek ojničního ložiska (mg)	max. 25
Motorová zkouška Petter AVB
Zapečení pístních kroužků (body)	10
Úsady v 1.pístní drážce (body)	min. 4,0
Celkový počet bodů	min. 80

236 333

Zkouška na opotřebení vačky a zvedáku ventilu S 720 (UVMV)

Opotřebení vačky, jma Opotřebení zvedáku, jom

Zkouška Volvo B 20

Celkové opotřebení vačky a zvedáku, jata.

Zkouška startovatelnosti podle vyhlášky 90/75 Sb. při -15°C v motoru T3-930 v motoru ŠBfl-638

Zkouška vlivu na “mokrou” spojku Caterpillar T0-2 test

Prodloužení doby potřebné pro zastavení rotující části převodu po 15 000 cyklech max. 1,5 max. 4,0 max. 150 a žádný pitting vyhovuje vyhovuje max· o 15%

Podstatou vynálezu je složení motorového oleje, který splňuje uvedené jakostní parametry a který je vytvořen ze základního oleje, jehož významnou složkou je vysokotlaký hydrogenát.

Přiklad 1

Byl připraven olej složený z 81,497% hmól.základního oleje a 18,503% hm zušlechťujících přísad. Základní olej se skládal z 50% hm vysokotlakého hydrogenátu a viskozitou 6,2 mm .s“·¹při 100°C a s VI 105, z 35% hm selekčního rafinátu s viskozitou 7,2 mm^.s“^ při 100°C a s VI 87 a z 15% hmetzbytkového

-1 selekčního rafinátu s viskozitou 25»3 mm .s při 100°C a s VI 84. Do tohoto základního oleje byly přidány zušlechťující přísady (obchodní produkty - olejové koncentráty) v tomto složení a množství (% hm):

Dialkylditiofosfáfcát	Zn	s n-alkyly Cg
(Oloa 3269 A)			0,9
Dialkýlditiofosfonát	Zn	s n-alkyly a	0,5
(Oloa 267)
Ropný a lkylary lsulf onát	Ca s TBN 10 mg KOH/g	3,5

(Petrosulfonát 30)

- 5 236. 333

Alkylfenolsulfid Ca s TBN 250 mg KOH/g	1,5
(Oloa 219)
Alkylsalicylát Ca s TBN 160 mg KOH/g	3,5
(AC 600
Bissukcinimid (Oloa 3373C7	5,2
Kopolymer styrenu-izoprenu jako 100% látka (Shellvis 50)	0,4
Disperzní polymet akry lát (Plexol 956)	3,0 .
Silikonový olej (MS 200)	0,003
Připravený olej měl tyto jakostní parametry:
Kinematická viskozita, mm ,s~ při 100°C	15,08
Dynamická viskozita (CCS), Pa.s při -18°C	•8,9
Viskozitní index	131
Bod vzplanutí (OK), °C	222
Bod tuhnutí, °C	-38
Odparnost (Noack), %	12,1
TBN, mg KOH/g	10,95
Barva ISO	6,5
Pěnivost, ml
při 24°C	0
93°C	120
24°C po 93°C	0
Stálost pěny, ml	0/0/0
Obsah vody a mechanických nečistot	0
Popel sulfátový, % hmot.	1,59
Karbonizační zbytek, % hmot.	1,68
Ochřanná schopnost proti rezivění	vyhovuje
Stálost ve smyku v Boschově injektoru po 30 cyklech
pokles viskozity o %	6,7

Tento olej byl podroben řadě zkoušek na modelových strojích.

Motorová zkouška Petter W1 (body):

Pláší pístu	9,9 (limit min.9,5 bodů)
Oblast pístních drážek	9^7
Pístní drážky	9,4
Dílčí součet	29,0

Zanešení výřezů stíračího kroužku Dno pístu

Vnitřek pláště pístu

Zapečení pístních kroužků Úbytek hmotnosti ojniěního ložiska

- horní polovina

- dolní polovina

- celkem

Vzrůst viskozity oleje měřené

9,8 (mg) (limit

236 333

10,0 bodů) (limit max. 25 mg)

při 100°C, o %	9,1
Motorová zkouška Petter AVB	(body):
První drážka	4,3
První můstek	9,3
Druhá drážka	7,1
Druhý můstek	9,9
Třetí drážka	' 10,0
Plášt pístu	10,0
Dno pístu zevnitř	8,4
Součet	59,0
Celkem bodů,	84,3
(Součet x 10/7)
Zkoušky na opotřebení vaček	a zvedáků ventilů:
Zkouška Š 720 (metoda ÚVMV)
Opotřebení vačky,yan	0,9 (limit
Opotřebení zvedáku,jum	2,7 (limit

(limit min.4,O b.) (limit min.80,O bodů) max. 1,5 jum) max. 4,0yim)

Zkouška Volvo B 20

Celkové opotřebení vaček,jum 38

Celkové opotřebení zvedóků^am 63

Celkové opotřebení,jam 101 (limit max. 150jum)

Pitting zvedáků nevyskytuje se (limit max. 10)

Zkouška vlivu na íttokrou spojku (Caterpillar TO-2 test)

Prodloužení doby potřebné p»o zastavení rotující části převodu po 15 000 cyklech, o % 11 (limit max. o 15%)

- 7 Zkouška startovatelnosti motoru

236 333 při -15 °C podle vyhlášky 90/75 Sb

- v motoru T3-93O

- v motoru ŠM-638 vyhovuje vyhovuje

Přiklad 2

Byl připraven olej se složením stejným jako v příkladu 1,.,. ale namísto 0,9% hmoídialkylditiofosfátu Zn s alkyly Cg (Oloa 3269 A) bylo přidáno 2,6% hmeřalkylarylditiofosfátu Zn (Oloa 260) vedle 0,6% hnrfdialkylditiofosfátu Zn s alkyly C^á.Cg (Oloa 267) a namísto alkylsalicylátu Ca (AC 6OC) bylo přidáno stejné množství (3,5% hmot) středně bazického alkylfenolsulfidu Ca s TBN 150 mg KOH/g.

Jakostní parametry takto připraveného oleje a výsledky zkoušek v modelových strojích byly podobné a vyhovující jako u oleje uvedeného v příkladu 1.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

236 333

Multigradový olej pro mazání tepelně velmi zatížených naftových motorů, viskozitní třídy SAE 20W40 s limitovanou viskozitou max. 9,0 Pa. s při -18°C, měřenou v Cold Cranking Simulátoru a výkonové třídy API CD, vyznačený tím, že pozůstává ze 75 až 83% hjW< základního oleje, jehož 40 až 60% hmAř. podíl činí vysokotlaký hydrogenát s viskozitou 5,5 až 6,5 ram².s'^ při 100°C a s VI min. 100 a zbytek je směs selekčních rafinátů s viskozitami od 7,0 do 30,0 mm².s“^ při 100°C a s VI min. 82, z 17 až 25% hrnekzušlechťujících přísad ve složení 0,8 až 1,4% hm. dialkylditiofosfátu Zn s n-alkyly ^C8“^C10 ^{nebo 2,2 a}% ^,²% ^iim* alkylarylďitiofosfátu Zn, 0,2 až 0,6% hm. dialkylditiof osfátu Zn s alkyly C^-Cg, 1,0 až 5,0% hmok.alkylarylsulfonátu Ca s TBN 5 až 400 mgKOH/g, 1,0 až 5,0% hmetalkylfenolsulfidu Ca s TBN 220 až 280 mgKOH/g, 1,0 až 5,0% hmotalkylsalioylátu Ca s TBN 120 až 185 mgKOH/g nebo 1,0 až 5,0% hmet.alkylf enolsulfidu Ca s TBN 120 až 185 mgKOH/g, 3,0 až 6,0% hmetbissukoinimidu, s výhodou s obsahem bóru, nebo směsi bissukoinimidu a monosukcinimidu v poměru 2 až 3:1, 0,3 až 0,8% hrnekkopolymeru styrenu-dienu, t.j. styrenu-izoprenu nebo styrenu-butadienu, jako 100% látky, 0,5 až 2,0% hm. polyizobutylenu, 2,5 až 5,0% hmekpolymetakrylátu, s výhodou disperzního typu, a 0,002 až 0,004% hmet. silikonového oleje jako protipěnivostní přísady.