DE1594627A1

DE1594627A1 - Schmiermittel

Info

Publication number: DE1594627A1
Application number: DE19661594627
Authority: DE
Inventors: Little Jun Randel Quincy; Deluga Sigmund Stanley; Harnach James Watson
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1965-06-01
Filing date: 1966-06-01
Publication date: 1971-01-07
Also published as: CH473095A; NL6607654A; GB1152699A; DE1593034A1; LU51229A1; GB1130455A; NL6607488A; BE681980A; DE1594627B2; LU51219A1; IL25898A; US3340190A; SE309773B; BE681773A; DE1594627C3

Description

Die Erfindung betrifft alkalisehe Schmieröle und insbesondere Schmieröle mit hohem Diapergier- und Reinigungsvermögen und hoher Alkalität zur Verwendung als Kurbelgahäuseschmiermittel für Hochleitungsdieaelmotoren, zum Beiapiel Motoren von GUterzuglokomotiven.

Hochleietungsdieselmotoren erfordern Kurbelgehäuse«- schmieröle₅ die gegen Oxydation stabilisiert sind, auf Silberlager nicht korrodierend wirken und Verbrennunga produkte in Suspension halten, die eich sonst absetzen und/oder zu Schlamrabildung und/oder Verlackung von Kolbtn, Zylinderlaufbüchsen und Ausnehmungen unter dec dem Kolben» ko,pf führen würden, Das Kurbelgeh&useschTniermittel

009882/1715 bad original

für cselmotoren soll Kohlenstoffablagerungen in der oberen Kolbenringnut verhindern» Die Alkalität des Kurbelgehäuseechmieröls soll lange Zeit anhalten, damit die Notwendigkeit, Alkalität verleihende Zusätze vor einem vollständigen Austausch des Kurbelgehäusesönmieröls zuzugeben oder die Häufigkeit, mit der das Kurbelgehäuse · Schmieröl gewechselt wird, vermindert werden₀ Ferner müssen Kurbelgehäu8e8chir:ierö1e fUr Hochleistungedieselmotoren zu zusammengesetzt sein« daß aus Silber bestehenden und mit Blei belegte Pleuelstangenlager bei langem Gebrauch weder durch die Zusätze in der ölzubereitung noch durch die disgergierten oder neutralisierten. Zersetzungsprodukte angegriffen werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine neuartige Kombination von Schmieröladditiven , die in den zur Kurbelgehäuseschmierung von Hoohleietungsdieselmotoren erforderlichen Basisölen gelöst sind. Sie erfindungsgemäßen Kurbelgehäuseschmiermittelaüsammensetzungen für Dieselmotoren haben bei ' der Prüfung in neuen schnelllaufenden Dieselmotoren von. GUterzuglokomotiven im praktischen Betrieb ihre Pählgkeit bewiesen» den Motor sauber zu halten, in dem gebrauchten Kurbelgehäuse»! Alkalitaterea rrven au bewahren und die bleibelegten Pleuelstangenlager au· Silber selbst nach 125 000 km (77 000 all la Gütereohnelltraneport su schütten.

00*112/1715

Die meisten Teile eines Motors, der von mehreren gleichen mit der gleichen ölzubereitung gleichzeitig geprüften Motoren zerlegt wurde, zeigten vernachlässigbaren Verschleiß , wie durch genaue Mikrometermessungen festgestellt wurde, doh» nach 125 000 kg im Schnellaufbetrieb lagen die meisten inneren Teile des Gebrauchtiaotors innerhalb der Toleranzbreiche für Neuteile und keines zeigte eine Abnutzung, die einen Austausch gerechtfertigt hätte«.

Die neuartige Konbination von Schmiermitteladditiven gemäß der Erfindung besteht aus einer Mischung des genau neutralisierten Calciumsalzes eines N,N'~Bis(alkyl»hydroxybenzyl/alky lendiamina und eines Bisalkyleuccinimids von Polyalkylene polyamin oder eines Harnstoffkondensationsderivats von Polyelkylenpolyamin, nämlich N,H¹-Bis(polyazalkylamino)~ ureylen» Mit der Bezeichnung "genau neutralisiertes CaI-ciumsalz von N.N*-Bis(alkyl-hydi*oxybenzyl)alkylendiamin" ist dfiE Calciumsalz gemeint, das 1 Grammatom Calcium auf 2 Hydroxylgruppenmol uivalenteenthält, d_eh_o 1 Calcium ersetzt 1 Wasserstoffatom an jeder der beiden OH-Gruppen. Die N,K^: Bis-(al kyl· hy droxybenzyl) -alkylendiamine sSna wohlbekannte Verbindungen und werden im allgemeinen durch Umsetzung von 2 Mol Alkylphenole 2 McI Formaldehyd und i Mol Alkylendiamin,

BAD ORIGINAL

009882/1715

zum Beispiel Äthylendiamin, 1,2~Diamino~propan_v 1„3-Diamino · propan, 1₉2~Diamino~butan, 1,3~Diamino-butan_y 1,4-Diamino butan, die Diamino-pentane, oder die Diamino-hexane hergestellte Vorzugsweise enthalten diese Alkylendiamin 2 bia Kohlenetoffatome. Auch der Alkyleubatituent an dem Benzolring des als Ausgangsstoff verwendeten Phenols und damit auch in dem N₉N·-Bis(alky1-hydroxybenzyl)alkylendiamin hat vorzugsweise eine solche GrUBe (Kohlenstoffzahl), daß er dem Calciumsalz Öllöslichkeit verleiht* Vorzugsweise ist der Alkyleubstltuent ein Alkylkohlenwasserstoffreet mit 5 bis 70 Kohlenstoffatomen,, Das oben erwähnte genau neutralisierte Calciumealz läßt sich also durch folgende Formel wiedergeben

Ca

OH₂-N-alkylen-N-CH₂ H H

in der "alkylen" einen zweiwertigen offenkettigen Kohlenwasaerstoffreet mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und R einen

009882/1715

Alkylkohlenwasserstoffreat mit 5 bia 70 Kohlenstoffatomen bedeutet«

Die Bisialksnylsuccinimide) von Polyalkylenpolyaminen oder von Harnstoffkqadensationaderivaten von Polyalkylenpolyaminen lassen sioh nicht so leicht durch Strukturformeln wiedergeben* Im allgemeinen werden sie durch umsetzung von etwa 2 Mol Alkenylbernateinsäureanhydrid (oder Alkylbernateinsäureanhydrid) mit 1 Mol Polyalkylenpolyamin erhalten. Der Alkenyl- oder Alkylsubetituent an dem Bissucciimid muß ebenfalls eine solche Größe (Kohlenstoffzahl) aufweisen, daß er öllöslichkeit verleiht. Für diesen Zweck eignen sich Alkyl- oder Alkenylgruppen mit wenigstens 30 Kohlenstoffatomen (Molekulargewicht etwa 420) bis zu 213 Kohlenstoffatomen (Molekulargewicht etwa 3000) ο Solche Cr₀-Cg₁ c-Alkyl·» oder Alkeny!bernsteinsäureanhydride erhält man,, indem man Maleinsäureanhydrid mit Kohlenwasserstoffwachsen» Propylen- oder Ieobutylenpolymeren mit niederem Molekulargewicht (420 ~ 3000) oder Copolymeren von Propylen oder Isobutylen mit einem anderen Monoolefin mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen in bekannter Weise umsetzt· Das Polyalkylenpolysmln kann als Produkt der Umsetzung zwischen Ammoniak und einem Dihalogenalkan, zum Beispiel Diohloräthan, angesehen werden. Die Polyalkylenpolyamlne lassen sich daher durch folgende Pormel wiedergeben:

BAD ORIGINAL

009882/1715

H«N<-(alkylen~»VH c ! x

in der "alkylen" einen zweiwertigen offenkettigen Kohlenwasserstoff rest mit 2 bia 10 Kohlenstoffatomen, R einen niederen Alky!kohlenwasserstoffrest (d*h. mit 1 bis 4 Kohlenstoff atonen) und χ eine Zahl von 2 bis 10 bedeutet. Zu diesen Polpalkylenpolyaminen gehören beispielsweise u.a. Diäthylentriaain, Triäthylentetranin, Tetraäthylenpentatoin, Pentaäthylenhexamin, Heptaäthylenoot&min (3, 6, 9» 12, 15, 18- Hexa-a«a*iooean-1,20-diajBin), Bipropylentriamin, Tripropylentrtraain, Tetrapropylenpentanin, Pentapropylenhexamin und Heptapropylenoctamin(4, 8, 12, 16, 20, 24 -Hexa-azaheptaco-■an-1,27-diaain)·

Das Harnetoff-Polyalkylenpolyamin-KondenBationeprodukt (PoIyaaaalkylam±no)-ureylen wird durch Umsetzung von 2 Mol PoIyalkylenpolyamin mit 1 Hol Harnstoff bei einer Temperatur von 260⁰C (500⁰P) erhalten, wobei gleichzeitig 2 Mol Ammoniak entwiokelt werden. Aue Harnstoff und Diäthylentriamin erhält man folgenden Produkt -·-

H₂N-C₂H₄-K-C₂H₄-N-C-N-O₂H₄-H-C₂H₄-HH₂ (I) H HOH H .

009882/1715

das ale Ν,Ν·-Β1β(5-βΐΒΐηο"3-azaheptyl)ureylen bezeichnet werden kann» Für die Herstellung dieser Harnstoff-Polyalkylen-• polyamin-Kondensationsprodukte sind die durch die oben angegebene Strukturformel definierten Polyalkylenpolyamine zweckmäßig* Eb sei darauf hingewiesen, daß das freigesetzte Ammoniak nicht' aus der endständigen BHg-Gruppe des Polyalkylenpolyamine Btanmen muß, sondern auch vom Harnstoff kommen kann und daß daher die Carboxylgruppe des· Harnstoffe mit einem der sekundären Stickstoffatone in der Kette verknüpft sein kann, wie zum Beispiel la folgenden Produkt

^H2^H-°2^H4v ^ O₂H₄-HH₂

das als 1,3-Tetra(2-aminoäthyl)harnstoff bezeichnet werden kanne Sie Produkte der Kondensation von 2 Mol Polyalkylene polyamin (zum Beispiel Diäthylentriamin) mit 1 Mol Harnstoff können Mischungen von (I) und (II) sowie Mischungen von (I), (II) und N-(5-Amino-3-azaheptyl)-N'-di(2-amino-äthyl) ureylen sein« Solche Mischungen weisen reaktive primäre Amino(IiH₂)-Gruppen für die Umsetzung mit dem alkyl- oder alkenyleubstituierten Bernsteinsäureanhydrid der Formel

BAD ORiGiNAL

009862/1715

R - CH

CH₂ -

in der R wie oben besehrieben, einen Alkyl- oder Alkenyl-Kohlenwasserstoffeubetituenten mit 30 bip 215 Kohlenstoffatonen bedeutet, zu einen Dieuooinimid auf.

Die bevorzugten Kombinationen von Additiven gemäß der Erfindung bestehen aus dem genau neutralisierten Calciumsalz von Η,Κ¹-Bis(Ce-C^Q-alkyl-hydroxybenzyl)äthylendiamin und BIe(C^Q-Op₁c-alkenylauccinimid) von Tetraäthylenpentanin oder Bis(G₅₀-C₂₁₅~alkenylsueοinirid) dee durch Kondensation von 2 Mol Tetraäthylenpentamin mit 1 Mol Harnstoff hergestellten H_#N^l-Bis(polyazalkylBmino)ureylenB. Besondere bevorzugt Bind die genau neutralisierten Caloiumaalse von H_#H'-Bie(tertβ-octyl-hydroxybenzyl)äthylendiamin, H,If'-Biβ(nonylhydroxybenevl)äthylendiamin und N,IT-alkyl-hydroxybenzyl)ä' nylendiamin»

Der Schmierölzubereitung wird sowohl durch das Bissuccinimid als auch durch daa Caloiumsala des BiQ(alkylhydroxybenzyl)~ diamino Alkalität verliehen· «Teder dieser beider, wesentlichen Zusätze in der erfindungsgemäßen Kombination eergt jedoch

009882/1715

Sad

ORIGINAL

tür eine andere Art von Alkalität, die offenbar in bisher noch nioht aufgeklärter Weise einander unterstützen, Es wurde beispieleweise eine Schmirölzubereitung für Diesemotorenkurbelgehäuse unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kombination von Additiven hergestellt und einer Korroeions- und Oxydationsprüfung unterworfen, die von der Electro-Motive Division der General Motors Corporation (EMD Corrosion and Oxidation Test) als leistungaprüfung für au untersuchende Kurbelgehäusesohraiermittel zur weiteren Prüfung van Motoren auegearbeitet wurde. Zum Vergleich werden die Alkalitätseigenschaften einer handelsüblichen und für Kurbelgehäuse von Diesellokomotivenmotoren verwendeten Schmiermittelzusammensetzung eines anderen Herstellers angegeben, die ein stark al« kaiisohββ öllösliches Calciumsulfonat (ein Calclumsulfonatkomplex, in dem mehr Calcium als in einem genau neutralisierten Caloiumsulfonat enthalten ist) und ein Caloiumsalz eines Bis(alkylhydroxybeneyl)alkylenpolyamin8 oder eines Poly(alkylhydroxybenzyl)amins eines Polyäthylenimins mit einem Molekulargtwioht von 30 000 bis 40 000 enthält. Diese zwei Sohmierölsubereitungen werden im folgenden als "erfindungsgemäße Zubereitung LP" bzw· als "handelsübliche Zubereitung A" bezeichnet. Die·· beiden Sohmierölsubereitungen haben folgende Alkalltätseigenschafteni

BAD ORJGiNAL

009882/1715

tabelle I

Viscoelt&ts-Index
Total Base ffuaber (1) PH (1)
Calolufc, Gew.-^

(1) nach ASTM-D-664

Brfindungegemäße Zubereitung U

73

7,5 11,6

0,16

Handelsübliche Zube eitung A

67

6,2 10,4 0,21

Zwar weiat die erfindungegea&8e Zubereitung- LP eine höhere Total Baee lumber ale die handeleübllohe Zubereitung A auf, letitere hat jedoch den höheren Oalciumgehalt, nämlich um «ehr ale 31 l··

Der EKD Korroslons- und Oxydatlone-Test wird mit frischer erfindungegemäfier Zubereitung LP jeweils 72 Stunden bei 141⁰C (285⁰F) und bei 163⁰O (325⁰P) durchgeführt. 300 g frisch zubereitete SohmiermittelBUsammensetLiiiXtg werden bei jeder dieaer Temperaturen mit einem Z-£8rmigen Rührer bei 300 UpM mit abgewogenen Silber* , und Kupferkorrosionaproben gerührt. Bei diesem Test werden TIa-* kositätattnderungen (gemvaeen ale Zunahme bei 38⁰C (10O⁰P) in 3.S.U.)* Verluste an Silber und Kupfer, pentanunlueliche Stoffe als Oxydationaprodukte,pH~inderungen ale Zeichen für das AusmaB der Oxydation und der Rückgang der Alkalitat und

009882/171 5

der Total Base Number ermittelt„ Die bei Durchführung dieses Teste mit der oben beschriebenen ölzubereitung erzielten Ergebnisse sind in Tabelle II nachstehend aufgeführte

BAD ORIGINAL

009882/1715

Gemessene Werte Tabelle II BKD-KorroalonB- und Oxrdationo-Teat

erfindungagemäße Zubereitung L?

fritch 72 Stda.-141°O

(285°y> Hängelbe« Wertung

72 Stdno- 163⁰C Mängel-

(3250p) bewertune

Ag Verlust, mg· ο ο to Sviscosität" in S.S.U.*, 38⁰O

Cu-Verlust, mg.

(100°P)

^Yiscositätazunahme, ^ pentanunlusliche Stoffe» ?H Total Base Humber Total Aoid Humber

Geeamtmängel

1020

11,6 7,7 0,0

0.7 3·7

1094

7,3 O₉O 10,1 4,5 0,2 2,5

2,5 0,0 5,0 12_r7 0,6

23,3

0,5 11,8

1214

19 0,0 9,2

2,1 0,3

6,5

6,3

0,0

7,9

22,4

44,2

'■««■■

- 13 -

2NLt ,vorstehenden Werte Beigen an,, daß gegenüber einen suläeaigtn Wert der Mängelbewertung von 25 bei 141⁰O (285⁰F) und τοη 50 bei 163⁰C (325°?) dae Prüföl einen Mängelwert ron 23,3 bei HI⁰C (285⁰P) und von 44,2 bei 163⁰C (325⁰I) aufwle·, eloh also naoh diesem Prüfverfahren ale eehr befriedigendee Schmiermittel erweist·

Tür die erfindungemäßen Zwecke zur Erzielung lang anhaltender Alkalitat soll das Verhältnis des Eiesuocinimide zu dem Caloiumealz von Bis(alkylhydroxybenzylEthylendiamin in einem beatimmten Bereich liegen, damit man-die einzigartige Kombination dieser Additive und gegenseitige Verträglichkeit erhält, ohne daß eines das andere an der vollen Entfaltung der Wirkung hindert« Dieses Verhältnis, mit dem die einzigartige Kombination der Additive gemäB der Erfindung erzielt wird, läßt sich als -Verhältnis des Holbereichs des Biseucoiniraids zu dem öraematombereich von Calcium ausdrücken, wodurch die Tatsache in Betracht gezogen wird, daß das Bissuocinimid nicht nur hineiohtlioh seines Molekulargewichts in Abhängigkeit von der Änderung des Molekulargewichts des substituierten Bernateinsäureanhydrldantells und seines Polyaräinanteils schwanken kann, sondern daß auch verschiedene Konsentrate von Lösungen des Biesuoolnimids zum Vermischen verwendet werden können« Wie bereits angegeben wurde, kann das Oaloiumsalz ebenfalls in Bezug auf sein Molekulargewicht schwanken, wenn sich der Alkyl-

BAD ORIGINAL

009882/1715

eubstituent an dem Phenolanteil ändert. Ferner kann der Oaloiumsalzgehalt der zum Vermischen verwendeten Konzentrate ebenfalle schwanken, um diese Möglichkeiten auf einer gemeinlauen Grundlage zu erfassen, iet es daher zweckmäßig, die erfindungsgemäfie Kombination von Additiven aufgrund des Hol« bereiohe von Biaaucoinimid zu dem Grammatombereich von Calcium zu definieren.

Zur Erzielung der einzigartigen Kombination von Bisauainiinid und von Calciums al ζ von Bis(alkylhydroxybenzylEthylendiamin wird das Bieeuooinimid in einer Menge von 0_f001 bis 0,01 Mol auf je 0,025 bis 0,05 GraamatoB Oaloium in d,em Calolumealz verwendet. Die vorstehenden Verhältnisse liegen genau gesagt in einem Bereich von 0,02 bis 0,4- Mol Bissuccinimid je Grammatom Oaloium. Diese Verhältnisse von Molbereich zu Grammatombereich sind für AdditMconzentrate mit 10 bis 85 f> jedes Additivs anwendbar, die mit Sohmiermittelgrundul des Viskositätsindexbereiohs von 60 bis 75 verdünnt werden sollen. Gewöhnlich verwendet man Mischungen von SAE-SO, -40und/oder -50 ölen zur Herstellung von KurbelgehäuseSohmierulzusammeneetzungen für Diesellokomotivenmotoren. Die oben als"erfindungs~ gemäfie Zubereitung IP" beschriebene Zubereitung enthält das Bissuooxnimid und das Calciumsalz in dem angegebenen VerhältniBbereich von Bioeuccinimid zu CaIοium. Zubereitungen mit diesen Verhältnissei von Molbereich zu Grammatombereioh

009882/1715

werden aus den folgenden Bieeuooinimiden und Galeiumaalsen von Bi8(Alkylb^droxybenzyl)-»äthylendiamlnen hergestellt.

Bieauccinimid Ai Lösung mit 40 Gtwichts-ji bariertes (0,67

Crewloht β -Jt-Bor) Biesucoinindd von Tetra·» äthylenpentamin, wobei eich die Suooinimid- * gruppen von alkenylsubetituiertem Bernsteinsäureanhydrid mit einem Molekulargewicht von 960 ableiten.

Biseuopinimid Bi Lösung mit 50 Gewiohte-56 Biseuocinimid von

Tetraäthylenpentamin, wobei eioh die Suo.cinlmidgruppen von alkenyleubetituierten Berneteineäureanhydrld mit einem Molekulargewicht von 960 ableiten«.

Bieeucoinimid Ci· Lösung mit 45 Gewichte-^ Bissuocinimid

dee Aminprodukts aus 2 Mol Tetraäthylen« pentamin mit einem UoI Harnstoff, wobei eich die Suooinimidgruppen von alkenylsubstituiertem Bernsteinsäureanhydrid mit einem Molekulargewicht von 960 ableiten«

2/1716 ^BAD

Biasucoinimid D* Lösung mit 50 Gewichts-^ boriertem Bis-

euccinimid C mit einem Gewichteverüältnie von Bor zu Stickstoff von etm0,35.

Aminverknüpftee

Calciumphenolati löeung mit 40 Gewichts-^ genau neutralisiertem Calciumsalz von N,N'-Bis(nonylhydroxybenzyl)äthylendiamin.

Im folgenden sind Beispiele für erfindungegemäße Konzentrate _aue den vorstehend beschriebenen Additiven angegeben, wie sie aus den sur Herstellung von 100 kg Konzentrat für jeden Beet and teil angegebenen Mengen erhalten werden:

Konzentrat At

Bis-Suocinimid A 11 kg

Caloiumsalz 83 kg

Konzentrat Bi

Bis-Suocinimid A 41,2 kg

Caloiumsalz 58,8 kg

Konzentrat Ci

Bia-Suesinimid B 17 kg

Calciumsalz 83 kg

Ü09802/1715

Konzentrat Dt Bie-Sussinimid B 41»2 kg Caloiumealz 50,8 kg Konzentrat Et Bie-Suseinimid C 17 kg Calciumsalζ 83 kg Konzentrat Ft Bie-Suooinimid C 41,2 kg Oaloiumaals ' 58,8 kg Konzentrat Gt Bis-Sucoinimid D 17 kg Calciumsalz 83 kg Konzentrat Ht Bie-Sucoinimid D 41,2 kg Caloiumealz 58,8 kg

Sie vorstehend angegebenen Konzentrate enthalten die in Tabelle Z nachstehend aufgeführten Molmengen Bieeuooinimid und Grammatommengen Calcium.

008882/1 71 B . ' bad οη,β,ΝΑΙ

Tabelle I Mol Bie-Suocinimid und g-Atom Calcium je 100 g Konzentrat Konzentrat Bie-Succinimid , CaIoium, Hol je g Atom Ca

Mol g-Atom

A	0,0028	0,059	0,047
B*	0,0068	0,042	0,16
0	0,0034	0,059 '	0,058
D	0,0081	0,042	0,198
B	0,0026	0,059 "	0,044
F	0,0063	0,042	.0,15
ö	0,003	0,059	0,051
H	0,0074	0,042	0,176

Die oben angegebenen Konsentrate werden Mt einer Grundölmiaohung mit einem Viekoeitäteindex von 73 verdünnt. In den im folgenden angegebenen Zubereitungen wird diese Mischung ale "73 YIwBaeieÖl" bezeichnet. -

Formulierung * 1 Konsentrat A 100 kg

73 VI Baeieöl 1450 kg

009882/171* " '

gonmillerung »- Konzentrat B 73 VI Basieöl kg kg

Formulierung -Konsentrat C 67 VI Baalsöl 100 kg H50 kg

Eonsentrat D 69 VI Baeiiöl 100 kg 900 kg

-

Konstntrat B 71 VI BaeiBÖl 100 kg U50 kg

Konzentrat P 73 VI Baaieöl

Foraiilierung -

Konsentrat Gr 73 VI Baeisöl Formulierung ~ Konzentrat H 73 VI Baeieöl 100 kg 900 kg

100 kg 1450 kg

100 kg 900 kg

009882/1715 BAD ORIGINAL

Die Zubereitungen 1, 3» 5 und 7 weisen etwa 1,0 Gewiohts-^ der entsprechenden Bissuocinimide und die Zubereitungen 2, 4» 6 und 6 etwa 4»0 Gewichts-^ Bissuccinimid auf.

Sie erflndungsgemäße Kombination von Additiven zeigt eine hervorragende Wirksamkeit in Kurbelgehäuseechmierölzusammen-■etzungen für Dieselmotoren beim praktischen Betrieb unter hohen Anforderungen. Zur Veranschaulichung werden im folgenden die Ergebnisse der Prüfung einer beispielhaften Zubereitung, nämlich der Zubereitung 1, angegeben. Das angewandte Prüfverfahren ist al· "300 Stunden SIID 2-567 Engine Performance Test" (WD bedeutet Blefetro-MotlYe Division of General Motors) bekannt· Bei dieser Prüfung wird das Kurbelgehäuse eines sauberen Dieselmotors mit neuen beweglichen Teilen und Lagern mit der Sohmierölzusammensetzung gefüllt. Der Motor wird in Betrieb gesetzt und 9 Stunden und 20 Minuten lang unter Einlaufbedingungen laufen gelassen, wobei am Ende eine Motordrehzahl von 835 UpM und eine Leistung von etwa 210 PS erzielt wird. Dann wird der Motor 300 Stunden lang bei 835 UpH mit einer gleichmäßigen Leistung von etwa 210 PS, einer Kühlwassertemperatur von 91⁰O (195⁰P) und einer ölsumpftemperatur von 116⁰C (240⁰P) betriebene Während der Prüfung werden naoh 100, 200 und 300 Stunden Betrieb Proben des verbrauchten Öls entnommen. Mit diesen Proben werden Messungen zur SoS.Uo(Saybolt -Univereal-Sekunden}

009882/171 S ^BAD original

T594627

Bestimmung bei 38⁰O (100⁰P) und 99⁰C (210⁰S), zur Beetimmung der Viskositätsänderung in $>₉ des Gehalts aa pentan- und ben zolunlöslichen Stoffen in Gewichta-#, der Total Acid Number, der Total Base Number und des pH-Werts der GebrauchtÖlzusammensetzung vorgenommen. Nach Beendigung des 300 Stunden-Teote unter Belastung wird der Motor zerlegt,und seine Teile werden auf Kolbenringnutfüllung, Ablagerungen auf dem Steg Uber*dem oberen Kolbenring und unter dem Kolbenkopf, Kolbenmantelverfärbung (nach einer Skala von 0 bis 800 bewertet, wobei 0sauber und 800 schwarz bedeutet), Ablagerungen im ölsieb und Filterzustand, auf den Zustand der Lager und auf allgemeine Korrosion sowie auf Korrosion der Bronzedruck« scheibe und der Kupfer-Blei-Nookenwellenlager untersucht. Die FrUfergebnlese sind im folgenden angegeben:

B10>!-2»567 Engine Performance

Ablagerungen im Motor
Tüllgrad der Kolbenringnuten,#

oberer Ring 73

2_a Ring 90

3. Ring 36

Steg über den oberen Ring,FUllgrad in & 13

BAD ORfGINAL

009 882/1715

Kolbenverfärbung« Nr,

(0 « sauber, 800 « schwarz) 740

BelagstärRe unter Kolbenkrone in mm (inch) ^0,05 (0,002) Olsiebablagerungen, # keine

ölfilterzustand gut

Lagerzustand Silberlager« Typ D Lagergewiohtererlust

0*300 Stunden, g 0,24

Gewichtsverlust des beigelegten JSlnsatze« 0,57

Bleibelag intakt

Metallurgische Untersuchung von nioht mit Blei
belegtem Einsatz nach 300 Stunden

Bronzedruckscheibe durohsnhnittl. Gewichtsverlust, g Mettlurgisohe Untersuchung

Kupfer-Blei-Nockenwellenlager

durchschnitti. Gewichtsverlust 0-300 Stdn«,g

Metallurgische Untereuohung

keine Silberkorrosiöh

0,32

keine Korrosion durch Schwefel

0,02 keine Korrosion

Untersuchung von verbrauchtem öl

ItL.

Viskosität. SSU Stunden

100 200 300

Viskositätszunahme naoh 300 Stdn.,:

38⁰O (1QO⁰P) 99⁰O (21Q⁰F)

1038
1116
1141
1166

12

79_#7. Qt,1 84,0 84*9 7

009882/1715 ^BAD

unlösliche Stoffe, Stunden

100 200 300

Pentan

0,10 0,09 0,15

Benzol

0,10 0,05 0,07

Acidltät Stunden

100
200
300

Total Acid Total Base Numbpr Number pH

0 * 0,79 0,95 0,89

7,80	11,1
3,o1	8,6
2,16	8,4
1,68	8,8

Sine erfindungsgemäße Schmierölzusammensetzung wurde im* praktischen Betrieb ale Kurbelgehäusesohmieröl in 8 neuen GMiterzugdiesellokomotiven geprüft, die jeweils mit einem 16-Zylinder-DJe3elmotor mit Turbolader, Typ 567-D3A der Eleetro-Motive Division of General Motors auegestattet waren. Hach Auslieferung der Lokomotiven an die Eisenbahngesellschaft wurde die ursprüngliche Füllung mit Kurbelgehäuseöl abgelassen und die Sohmierölsubereitung 1 wurde eingefüllt. Diese Gütercuglokomotiven wurden im tranekontinentalen Schnellverkehr «in. gesetst. Nach etwa 5-monatigem Betrieb hatten die 8 lokomotiven zwischen 110 000 bis 130 000 km (68 000 bi« 80 QOO milea) BurUokgelegt. Zu dieser Zelt stand eine Lokomotive, die la folgenden als Lokomotive 85 bezeichnet wird, in der Wartung«-»

BAD ORIGINAL

009882/1715

stelle der Gesellschaft für eine Zwlsohenlaftpektion zur Verfügung. Die Lokomotive 85 hatte etwa 125 000 km Betrieb mit etwa 80 i» der Betriebszeit in Stellung 8 des Droseelorgans, d.h. der Yollaeteteilung, ohne ölweohsel und Naohfüllung
hinter eich.

Se wurden Untersuchungen des oberen Räume,dee Zylinderkopfβ und der luftkammer der lokomotive 85 durchgeführt. Am oberen Raum und am Zylinderkopf wurden vernaehlässigbare Ablagerungen festgestellt, die «ich durch Abwischen leioht entfernen ließen., wobei saubere« blankes Metall «urttokblieb . in den Luftkamern wurden nur dünne, in saubere Met al If lachen sich erstreckende Ablagerungen festgestellt.

Der Zustand der Kolben und der Kolbenringe wurde duroh Unter* suohung duroh die Motorkanäle bewertet. Auf sämtlichen Kolbenringen waren die usprUngliohen Fabrikzeichen zu sehen, was einen geringen Verschleiß anzeigt» Sämtliche Ringe zeigten ein glänzendes metallisches Aussehen* was ein befriedigendes Arbeiten der Ringe anzeigt.

Zu Ablagerunge- und VersohleiBmessungen wurde die Kraftaggregate Krο 6 und 14 ausgebaut. Auf den folgenden zueammengefsJten Bewertungen sind die hervorragenden Ergebnisse zu ersehent

000882/1 7 1 6 ^BAD ⁰*'G/nal

.- 25 -

»•τ-fciipn der Ablagerungen Ja Motor (a)

Solben
Sing + lut-Ablagerungen, Püllgrad t ^

Vt. 1 85

"2 60

^w 3 40

* · 4 10

• 5 .0

• 6 0

190

Ablagerungen unter dem Xolbenkopf.

durch* obm t ti» Stärke in mi (inoh) 0,10 (0,004)

SohlitxTertMgüBg keine Tetttllablagerungen Syllnderkopf. Zylinderkopf deckel " . ·» "

(a) Mittel Ton ewei Aggregaten!

(b) JPOllgrad 100 + - 0,054

(o) 0 - keine Ablagerungen« 400 ■ 100 t bedeckt« braune Ablagerung

800 « 100 £ bedeckt, eehwarse Ablagerung . r H

BAD ORIGINAt

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mi

Ringatoß

(b)

Ir. ▼on

Mittel/1, 2, 3, A

Bing-Iut-Spiel Hr.

Mittel Ton 2, 3,

Kolbennuttiefe Nr. Mittel Ton 1, 2, 3, A KolbenBanteldurohaesaer Sylinderbttohaendurohaeaeer Bruokaoheib· Silberlftger

(inch)

1,14 (0,045)
1,07 (0,042)

0,23 (0,Ό09)
0,25 (0,010)

5,03 (0,198)
5,01 (0,196)

fur Heutell ty pi a oh

1,02 (0,04) 1,02 (0,04)

0,18 (0,007) 0,25 (0,010)

5,01 (0,196) 5,01 (0,196)

215,54 (8,486) 215,62 (8,489)

215,95 (8,502) 215,93 (8,501) 4,72 (0,186) 4_f72 (t>,186)

Bleibelag 90 + intakt keine Korroaion oder Abatrelfen τοη freigelegtem Silber

(a) Mittel auaiwei Aggregaten

(b) fabrikseioaan 100 t aiohbar

DIv vorstehenden Werte geigen, daß der Motor ungewBhnlioh tauber war· In den Kolbendichtringnuten waren mäSlge Ablagerungen vorhanden, die ölabatreIfringe und -nuten dagegan waren vollkomnen sauber. Die Kolbenmäntel waren sauber, wobei die Mantelablagerungen weniger als 20 % der

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Gesamtfläche bedecktem Ablagerungen auf Einlaßkanälen und Ventilen waren vernaohlässigbar.

Die Silberlager befanden sich in hervorragendem Zustand. Der Blelblelag bedeokte noch etwa 90 £ der Gesamtfläche, und wo 8ilber freigelegt worden war . war kein Anzeichen von Korrosion oder Abrieb festzustellen. Die'Pleuellager- und Gleitlager-Oberfläche zeigte kein Anzeichen von Verschleiß» Die Druckscheibe hatte ebenfalls ein befriedigendes Aussehen und lag in dem foleranabereioh für Neuteile, Kolben, Ringe und Laufbttohsen zeigten geringen oder gar keinen Verschleiß· Die Zugabe von 0,2 bis 1,0, vorzugsweise von 0,3 bis 0,8 und insbesondere von 0,4 bis 0,8 Gewiohte-^ öllösliches Calciumsalz einer C^" ^*⁸ CxQ-Alkylbenzoleulfonsäure ^{zu den} Zubereitungen 1 bis 4 kann sich vorteilhaft in einer Verminderung der Ringkohlenetoffablagerungen auswirken.

Wie in der Beschreibung der Bissuooinimide A und D angegeben wurde, kann das Biseuocinimidprodukt der Umsetzung des alkyl» oder alkenylsubstltuierten Bernateineäureanhydrlde mit Polyalkylenpolyamin oder vorzugsweise des Polyalkylenpolyamin-Harnstoff-Kondensationsprodukts durch Borierung modifierziert werden» Diese Borierung wird unter Verwendung von Borsäure in der Welse durchgeführt, daß man 0,1 bis 1,0 Gewichte-^ Bor im Produkt erhält»

OAD ORIGINAL

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Claims

- 28 Patentansprüche

1. Schmiermittel, gekennzeichnet durch ein Mineraleohmieröl. worin als wesentliche Additirbestandteile eine Kombination aus dem genau neutralisierten Calciumsala eines N,IP,bie-(Alfcylhydroxyb*ii*yl) alkyl end lamina und einem bis(Alkwnylsuoolnimid) eines Polyalkylenpolyamins oder eines Kondensationsprodukts von

2 Mol Folyalkylenpolyamin mit 1 Hol Harnstoff gelöst enthalten sind, wobei der Alkylsubstituent an der Hydroxybensylgruppe aus einem Alkylkohlenwasserstoffrest mit 5 bis 70 Kohlenstoffatomen, der Alkenylrest des Alkylendiamine aus einem zweiwertigen offenkettigen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bie 10 Kohlenetoffatomen, der Alkenylsubstituent des Succinimide aus 30 bis 215 Kohlenstoffatomen besteht und das Folyalkylenpolyamin die Formel

aufweistρ in der"alkylen einen zweiwertigen offenkettigen Kohlenwaaserstoffreat mit 2 bie 10 Kohlenstoffatomen, R

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~ 29 -

Wasserstoff oder einen niederen Alkylkohlenwasserstoffreet m±t1 bis 4 Kohlenstoffatomen und χ eine Zahl von 2 bis 10 bedeutet und wobei diese Kombination in dem Bereich von 0,02 bis 0,4 Hol des Blsalkenylauecinimids je Grammatom Calcium des genau neutralisierten Oalciumsalzes liegt und in dem Schmiermittel 0,5 bis 10 Gewichte-^ des Bisalkenylsuooinimids vorliegen*

2* Kittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bisalkenylsucoinimid in einer Menge von 1,0 bis 5,0 Gewichts-^ enthalten ist *

3. Mittel nach Anepruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineraleohmieröl einen Viskosltätsindex von 60 bis 75 aufweist und daß 0,5 bis 10 Gewichts-^ Bisalkenylsucoinimid enthalten sind.

4· Mittel naoh Anepruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Biealkenylsuooinimid aus einem Bl8(PolybutenyleuooiniBid) von Tetraäthylenpentamin besteht, deeeen Polybutenylbernsteinsäureanhydridanteil ein Molekulargewicht von etwa 960 auf^ weist.

BAD ORIGINAL

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5« MIttel naoh Anspruoh 4, daduroh gekennzeichnet, daß da« BiseuooiniMid τοη Tetraäthylenpentamin ait 0*5 ble 0,7 g öewiohte-* Bor modifiziert let.

6. Mittel naoh Anspruch 1, dadurch gekennseichnet, daß das Biaalkenylsuooiniald aus tin·» Bispolybutenylsuooinlmid Ae* duroh Umsetzung Ton. Tetraätnylenpentaain mit Harnstoff la Vtrhältnie τοη 2 Mol Ftntanln pro Mol Harnstoff unter gleiohaeitiger Entwicklung τοη 2 Mol Ammoniak je Mol Harnstoff gebildeten Amine besteht, wobei der Polybutenylbern-

anteil

steineäureanhydrid/eln Molekulargewicht von etwa 960 aufweist.

7· Mittel naoh einen der Torhergehenden AnsprUohe, daduroh gekennzeichnet» daß das genau neutralisierte Oaloiunsals aus de* genau neutralisierten Caloiuasale τοη N,N'-Bis(nonyl~ hydroxybeniyl)Mthyltndiaeln besteht·

8· AdditiTkomentrat, gekennielohnet duroh 10 bis 85 Oe-

wiohte-?C genau neutralisiertes Galoiumsals eines N_tH^f^Bie-(alkylhydroxTbeneyDalkylendlamlns und ein Bi β alkenyl ~ suooinimid eines Polyalkylenpolyamine oder eines Kondensationsprodukts τοη 2 Mol Polyalkylenpolyamin mit 1 Mol Harnstoff, wobei der Alkyleubstituent der Hydroxybensyl-

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~ 31 —

gruppe aus einem Alkylkohlenwaeaeratoffreat mit 5 bis 70 Kohlenstoffatomen, der Alkylenreat dee Alkylendlamina aue einen zweiwertigen offenkettigen Kohlenwaaaeratoffreet mit 2 bie 10 Kohlenetoff atomen, der Alkenylaubatituent dee Sucoinimida aua 30 - 215 Kohlen* atoffatomen besteht und das Polyalkylenpolyamin die Formel aufweist

H₂H-(alkylen-H)_x H

in der alkylen einen zweiwertigen offenkettigen Kohlenwaaaeretoffreat mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, R Waeeeretoff oder einen niederen Alkylkohlenwaaaeratoffreat mit 1 bia 4 Kohlenetoffatomen und ζ eine Zahl τοη 2 hie 10 bedeutet, und wobei das Bieeuooinimid in einer Menge von 0,02 bis 0,4 Mol je Grammatom Calcium des genau neutralisierten Calclumealees vorliegt«

9« Konstntrat naoh Anspruch 8, daduroh gekennzeichnet, daß es außerdem ein Caloiumaale einer O₁₂- C»₀-Alkylbenzoleulfonsäure in einer Menge enthält, die naoh Verdünnen mit ein<jm SAE-30- bie SAE-50-Ba8i8Öl eine CaI-ciumsulfonatkonzentration von 0,2 bia 1,0 Gewichte-# ergibt.

BAD ORJGiNAL

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10· Schmiermittel, gekennzeichnet durch einen größeren Anteil an einem aineraliechen 8JÜS-30- bis SAE-SO-Sohmieröl», 0,5 bis 10 Gewichta-?£ eines Biepolybutenyleuoolniaid· Ton Tetraäthylenpentaoin, deeaen Polybutenylberneteineäureanteil ein Molekulargewicht von etwa 960 hat, und durch
genau neutralisierte« Caloiumealz von H,N'-Bie(nonylhydroxybenzyl)äthylendiamin in einem MengenTerhältnie von 0,02 bia 0,4 Mol des Bieeucoinimide Je Grammatom Calcium.

11. Mittel nach Anepruoh 10, dadurch gekennzeichnet, daß ea außerdem 0,02 bis 1,0 Gewichte-^ dee Caloiumealeri einer C₁₂-bie CvQ-AlkylbensolBulfoneHure enthält.

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