DE3150827A1

DE3150827A1 - Neutralisier- und schmiermittel

Info

Publication number: DE3150827A1
Application number: DE3150827A
Authority: DE
Inventors: Brunello Milano Ciuti
Original assignee: Agip Petroli SpA
Current assignee: Agip Petroli SpA
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1981-12-22
Publication date: 1982-08-05
Also published as: GR77625B; GB2090286B; BE891619A; NL8105812A; IT1142162B; NO814318L; US4487658A; SE8107719L; GB2090286A; IT8026903A0; ES508711A0; ES8300846A1; JPS57128795A; DK567081A; FR2497225A1

Description

1Α-55 491 -£ -

-H-

FUr die letztere Art von Kreislauf werden gebräuchlicherweise ölige fließfähige Medien eingesetzt, die spezifische öllösliche Zusätze enthalten, wie beispielsweise. Rostschutzmittel, Verschleiß-vermindernde Zusätze, Antioxidantien und, selten genug, auch Neutralisiermittel, um so mehr, als in dieser Art von Schmiermitteln die- Anwesenheit des letzteren Zusatzes (Neutralisiermittels) nicht von besonderer Bedeutung ist. In der Tat wirkt in dem geschlossenen Rohrleitungssystem das fließfähige Medium nur auf solche beweglichen Bauteile des Motors, die zwischen dem Kolbenbereich und dem ölsumpfbereich liegen die nicht der korrodierenden Wirkung der sauren Produkte ausgesetzt sind, welche durch die Verbrennung entstehen,, Es ist nämlich bekannt, diese Motoren zur Verringerung ihrer Betriebskosten mit Schwerkraftstoffen zu betreiben, die prozentual viel Schwefel enthalten (bis zu 4 % und mehr) und es ist offensichtlich, daß unter diesen Bedingungen die sauren Verbrennungsprodukte, in der Hauptsache Schwefelsäure, neutralisiert werden müssen, damit in der verstreichenden Zeitspanne das Metall der Zylinderbüchsen, mit denen sie in Berührung kommen, nicht korrodiert.

Zusätzlich zu dem geschlossenen Rohrleitungssystem ist in den großen Zweitakt-Dieselmotoren ein anderer, offener Schmierkreislauf vorhanden, der dazu dient, den Zylinderbüchsen-Kolbenbereich, d. h. den Kolbenbereich der Zylinderbüchse zu schmieren: Das für diesen Bereich vorgesehene Schmiermittel wird auf die (Zylinder)Büchse unmittelbar durch eine Anordnung von Bohrungen ("Kanäle") und spezielle Abgabekanäle ("spider marks") abgegeben und hat zusätzlich zur Schmiermittelfunktion die Aufgabe, den

/3

1A-55 491 - Y-

kondensierten sauren Rückstand zu neutralisieren, der durch die Verbrennung erzeugt wird.

Ein für diesen Kreislauf vorgesehenes Schmiermittel muß daher besondere Eigenschaften und eine besondere Zusammensetzung aufweisen und seine Säure-neutralisierende Wirkung ist besonders wichtige

Kennzeichnend für die derzeit gebräuchlichen Schmiermittel, die die üblichen Anti-Säurezusätze (Entsäuerungszusätze) enthalten, ist der Nachteil, daß sie stets vergleichsweise verschlechtert werden, weil die Neutralisationsreaktion in eine¹ überwiegend öligen Umgebung oder zumindest in einer Umgebung stattfindet, in der nur das durch die Verbrennung erzeugte Wasser vorhanden ist_o Die Schmierung der Zylinderbüchsen-Kolbenpaarung in den großen Dieselmotoren hat daher zur Folge, daß innerhalb der sehr kurzen Verweilzeit der Anteile des der Säure entgegenwirkenden Schmiermittels, das allmählich auf die Zylinderbüchse abgegeben wird, sehr häufig die idealen Bedingungen für die Neutralisation der gesamten vorhandenen Acidität nicht gegeben sind.

Erfindungsgemäß wurde nun ein Schmier- und Neutralisiermittel entwickelt, das für die Ölversorgung oder Schmierung der Zylinderbüchsen-Kolbenpaarung von Zweitakt-Dieselmotoren gedacht ist und das aus einer wässrigen Lösung besteht, die im wesentliehen im Temperaturbereich von -10 ⁰C bis +70 ⁰C beständig ist und erlaubt bzw. ermöglicht, daß die bei der Verbrennung entstehenden sauren Produkte schnell neutralisiert werden, überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Schmierwirkung oder Schmiereffizienz dieses Mittels nicht merklich geringer ist als die der entsprechenden Mittel auf ölbasis. Ziel

/4

• Λ Wt *'

1Α-55 491 /

der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines wässrigen Mittels, das dadurch erhalten wird, daß man in Wasser 2 bis 20 % einer oder mehrerer Säure-neutralisierender Substanzen sowie 2 bis 20 % einer oder mehrerer Substanzen bestehend aus wasserlöslichen organischen fließfähigen Medien mit hoher Siedetemperatur und/oder 0,5 bis 5 % einer _χ oder mehrerer Substanzen mit Detergenswirkung auflöst.

Beispiele für Säure-neutralisierende Substanzen sind die Alkali- und/oder Erdalkalisalze, die Ammonium-, Monoäthanolamin-, Diäthanolamin- und Triäthanolaminsalze, wobei diese Salze vorzugsweise ausgewählt werden aus den Salzen der Essigsäure, Ameisensäure und Kohlensäure, oder Morpholin kombiniert mit Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Chloressigsäure, Thioessigsäure, Buttersäure, Glycerinphosphorsäure und Oxalsäure.

Beispiele für wasserlösliche organische Substanzen mit hoher Siedetemperatur sind Äthylengtykol, Propylenglykol, Polyäthylenglykol, Polypropylenglykol und einige Ester, die wasserlöslich sind oder auch nicht.

Beispiele für Substanzen mit einer Reinigungswirkung (Detergenswirkung) sind die oxyäthylierten Fettsäuren, oxyäthyliertes Sorbit-oleat, polyoxylierte Glykole, Ammonium-dodecylbenzol-sulfonat, Alkyldimethylammoniumchlorid, Trimethylaminlaurylsulfat, Diäthanolamin-laurylsulfat und Monoäthanolaminlaurylsulfat.

Das erfindungsgemäße Mittel kann darüberhinaus weitere Zusätze enthalten mit gleicher Wirkung wie sie die Zusätze ausüben, die zum Schmieren von Verbrennungskraftmaschinen verwendet werden, nämlich

/5

« Oa
» β β Α

1A-55 491 - Sr-

1) 0,5 bis 5 % Substanzen mit Versehleiß-verringender und Gelbildungs-verhindernder Wirkung wie Dibenzylbisulfid, Dlbenzylpolysulfid, Thioharnstoff und Ammoniummolybdat;

2) 0,5 bis 5 % Substanzen mit Rostschutzwirkung wie Ammoniumnitrit, Natriumnitrit, Boramid und Alkalibichromate;

3) 0,5 bis 5 % Substanzen mit antikorrodierender und passivierender Wirkung für Nichteisenmetalle wie Benzotriazole

Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lösungen erfordert keine besonderen Maßnahmen, ausgenommen, daß die oben aufgezählten Produkte sich innerhalb eines Temperaturbereiches von +40 ⁰C bis +60 ⁰C lösen; vorzugsweise, aber nicht obligatorisch, werden die Lösungen in der Weise hergestellt, daß zunächst die Säure-neutralisierende Substanz in etwa dem halben Volumen des Wassers gelöst, nach erfolgter Auflösung die Substanz mit Detergenswirkung zugesetzt wird und schließlich alle anderen Komponenten zugegeben werden, die zuvor in der zweiten Hälfte des Wasservolumens gelöst worden sind.

Die Lösungen sind klar und weisen eine ins braungelbe gehende Farbe auf? sie sind,wie oben angegeben, im Temperaturbereich von -10 ⁰C bis +70 ⁰C beständig. Aufgrund dieser Eigenschaft können sie lange Zeit hindurch .gelagert werden. Nachfolgend werden einige Beispiele für derartige Lösungen, die zum Schmieren der Zylinderbüchsen-Kolbenpaarung von Zweitakt-Dieselmotoren verwendet werden können, angegeben. Die Prozente beziehen sich jeweils auf das Gewicht:

/6

• # ie

1A-55 491 X

A) 8 % Calciumacetat, 7 % Polyäthylenglykol, 2 % Ammoniumdodecylbenzolsulfonat, 1 % Dibenzyldisulfid,

2 % Boramid und 80 % Wasser.

B) 6 % Magnesiumacetat, 7 96 Polypropylenglykol,

3 # Diäthanolamin-laurylsulfat, 2 % Thioharnstoff,

1 % Ammoniummolybdat und 81 % Wasseri

C) 5 % Calciumacetat, 3 % Magnesiumacetat, 9 % PoIy äthylenglykol, 3 ?6 oxyäthyliertes Sorbit-oleat, 3 # Ammoniummolybdat, 2 J6 Boramid, 75 # Wasser.

D) 10 % Acetylmorpholin, 8 % Polyäthylenglykol,

2 % Monoäthanolamin-laurylsulfonat, 2 % Thioharnstoff, 2 % Ammoniumnitrit, 1 # Benzotriazol und 75 % Wasser.

E) 7 % Magnesiumformiat, 9 % Äthylenglykol,

3 % Alkyldimethylammoniumchlorid, 3 % Dibenzylpolysulfid, 2 % Kaliumbichromat, 1 % Benzotriazol und 75 % Wasser.

F) 4,5 % Natriumacetat, 3 % Natriumcarbonat,

10 56 Äthylenglykol, 3% Diäthanolamin-laurylsulfat, 2 % Thioharnstoff, 2,5 % Boramid und 75 % Wasser.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Hinweis auf Zweitakt-Dieselmotoren mit getrennten Schmierkreisläufen rein beispielhaft aufzufassen ist und keinerlei Beschränkung bedeutet; dies umso mehr, als die ersten praktischen Untersuchungen zur Bewertung der erfindungsgemäßen Lösungen mit Hilfe eines kleinen Einzylinder-Motors (Petter AV1) durchgeführt wurden, der ein einziges Ölsumpf-Schmiersystem aufweist. Mit diesem Test wurden

/7

ο ο η

1Α-55 491 Γ

sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, sowohl im Hinblick auf die Schmierung der Kolben-ZylinderbÜchsen-Paarung als auch die Schmierung des ölsumpfbereiches. Dieses Ergebnis bestätigt in zuverlässiger Weise, daß auch in bestimmten Teilen des Motors eine Schmierwirkung erreicht werden kann ohne Verwendung von fließfähigen Mitteln auf Erdölbasis und hoch-viskosen fließfähigen Mitteln auf Nicht-Erdölbasis.

Eine weitere Bestätigung für die Zweckmäßigkeit des erfindungsgemäßen Neutralisier- und Schmiermittels wurde durch die nachfolgend beschriebenen Versuche erzielt, die mit erfindungsgemäßem Mittel durchgeführt worden sind.

Beispiel 1

Mittel A wurde zum Schmieren der Zylinderbüchsen-20. Kolbenpaarung der Zweitakt-Dieselmotoren verwendet, die zum Antrieb des Motor-Tankers "Cortemaggiore" mit 18 000 Tonnen Ladegewicht (Hauptmotor ist FIAT 7510, ein Saugmotor, 5 925 kW (8 050 HP = PS), 125 UpM) und des Motor-Tankers AGIP TRIESTE, 50 000 Tonnen Eigengewicht (dead weight, d.w.) (Hauptmotor ist FIAT 9.89B, aufgeladene Bauart, 13-910 kW (18 900 HP = PS) 125 UpM)," dienten.

Mit den Motoren der beiden Tankschiffe wurden Belastungstests durchgeführt, die jeweils mehrere 100 Stunden andauerten, um das Gesamtverhalten des eingesetzten Mittels zu prüfen*

Die Fließgeschwindigkeit des abgegebenen fließfähigen Mediums war die gleiche, wie sie für übliche Schmiermittel auf Erdölbasis beträgt und

/8

* t»

1A-55

zwar etwa 0,8 g Je 0,736 kW (1 PS) und Je Stunde«

Nachdem die Versuche beendet waren zeigten die Ablesungen auf den Aufzeichnungsgeräten deutlich, daß das Schmiermittel nach der Erfindung die Erfordernisse, die von dieser Art von Motoren gestellt werden, voll erfüllt.

Vor allem fiel die Sauberkeit der Motoren auf und daß die Kolbenringe keinerlei Anzeichen yon Verklemmen zeigten und daß die Verschleißwerte für die Ringe innerhalb der Standard-Bestimmungen lagen.

15 Beispiel 2

Es wurde ein Versuch mit dem Petter AV1 Motor und dem erfindungsgemäßen Mittel A durchgeführt«

20 Motorendaten:

Anzahl der Zylinder Bohrung
Hub

25 Hubvolumen ,
Drehzahl

Kompressionsverhältnis Nennleistung

30 Be tr i ebsbedingungen:_

Kraftstoffverbrauch 1 088 kg/h

Auslaßtemperatur des Kühlmitt
Temperatur des Schmiermittels

1	mm
80	mm
110	car
553	UpM
500	: 1
20	68 kW (5 PS)
3,

Auslaßtemperatur des Kühlmittels 85 ⁰C

im Ölsumpf 55 ⁰C

/9

	.-" y.	-» Ot* ·■ ·" - β O ^ * ί Ο Ο » - βι O β - -	3150827

1A-55 491		*-JIT-*	2,45 daN/cm² (2,5 kg/cm²)
Schmierdruck (Mittel A)

Schmiermittel-Charge

Nach Beendigung dieses Test wurde festgestellt„ ^v daß die Bedingungen der verschiedenen Bauteile des Motores normal, d_o h. in Ordnung waren» ¥or allem zeigte sich» daß die Kolbenringe frei waren und keinerlei Verkrustungea aufwies@n_o Auch zeigten die Bauteile, die mit dem fließfähigen Mittel, das getestet wurde,' In Berührung standen», normale Bedingungen bzw. normales V©rhalte'n„ Es wurden keine dichten Rückstände gefunden oder in solchen Mengen festgestellt, daß der Betrieb des Motors dadurch beeinträchtigt worden wär©_o

7249

Claims

* 1» · M β 4 β e * PATENTANWÄLTE·^'· .ί«.Ξ«. *.." .ΐ. dr.-ing. ρκλνζ xtuesthofp WUESTHOFF-ν. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ »».«ii.frbda wuthoff D1PL.-ING. GERHARD POLS (195I-I971) ίώ EUROPEAN PATENTATTORNEYS »»«««.μ.t».,η«, von pechmann : | DR.-ING. DIETER BEHRENS '■■* DIPL.-ING.; DIPL1-WIRTSCh1-INCRUPERT GOETZ 1A-55 491 Anm.: Agip Petroli S.p.A» D-sooo München SCHWEIGERSTRASSE TE LE FON: (089) 66 2O JI TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: J 14 070 Patentansprüche

1. Neutralisier- und Schmiermittel in Form einer wässrigen Lösung aus 2 bis 20 % einer oder mehrerer Säure-neutralisierender Substanzen, 2 bis 20 % einer oder mehrerer wasserlöslicher organischer fließfähiger Medien mit hoher Siedetemperatur und/oder 0,5 bis 5 % einer oder mehrerer Substanzen mit Detergenswirkung. '

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Säure-neutralisierenden Substanzen ausgewählt werden aus der Gruppe der Alkali- und/oder Erdalkalisalze sowie der Ammonium-, Monoäthanol-, Diäthanoi- und Triäthanolaminsalze sowie der Morpholinsalze folgender Säuren: Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Chloressigsäure, Thioessigsäure₉ Buttersäure, Glycerinphosphorsäure und Oxalsäure.

3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die wasserlöslichen organischen Substanzen mit hoher Siedetemperatur ausgewählt werden aus der Gruppe? Äthylenglykol, Propylenglykol, Polyäthylenglykol, Polypropylenglykol und wasserlösliche und wasserunlösliche Ester.

/2