EA018857B1

EA018857B1 - Смазочное масло для двигателя внутреннего сгорания и его применение

Info

Publication number: EA018857B1
Application number: EA200800541A
Authority: EA
Inventors: Бо Чюльберг
Original assignee: Свенска Статойл Аб
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2013-11-29
Also published as: BRPI0614886B1; BRPI0614886A2; EP1917332B1; WO2007022962A1; EP1917332A1; EA200800541A1; UA93382C2

Abstract

Изобретение относится к смазочному маслу для двигателя внутреннего сгорания, включающему первый усилитель горения, представляющий собой алкилбензолсульфонат церия, и второй усилитель горения, представляющий собой алкилкарбоксилат железа. Изобретение предусматривает применение указанного смазочного масла в двигателе для снижения выбросов, в частности выбросов дыма, из указанного двигателя, очистки указанного двигателя, увеличения срока службы транспортного средства с указанным двигателем и снижения потребления смазочного масла в указанном двигателе.

Description

Данное изобретение относится к смазочным маслам для двигателей, в частности к смазочным маслам для дизельных двигателей, которые получены с использованием по меньшей мере двух усилителей горения, содержащих ионы разных металлов. Предпочтительно усилители горения содержат соответственно ионы церия и ионы железа.

Выбросы продуктов сгорания из транспортных средств, таких как автомобили, грузовики и автобусы, дизельных локомотивов, но особенно из старых автобусов и грузовиков, часто содержат значительное количество сажи и несгоревших или частично сгоревших углеводородов, оксидов азота (ΝΟ_Χ), серы (8О_Х и серосодержащие соли) и металлов, подобных кальцию (оксиды и соли).

Из таких транспортных средств, особенно от грузовиков и автобусов, поступает большая часть смога в городских районах, как из дыма от моторных масел, так и дыма от самого топлива. Эта проблема является наиболее острой в больших городских районах, где используются старые автобусы и гусеничный транспорт, например в Центральной Америке и Южной Африке и многих областях развивающегося мира. Повсюду в мире, в частности в развивающихся городах, имеется потребность в очистке воздуха, чтобы уменьшить проблемы, связанные со смогом.

Многие изобретатели пытались создать транспортные средства с низким уровнем выбросов. Правительства на Западе в настоящее время принуждают производителей транспортных средств и топлив производить транспортные средства и топлива с очень низкими уровнями выбросов. Современные технологии двигателей в сочетании с современной подготовкой топлива делают это возможным. Наиболее общепринятым для изобретателей является снижение выбросов путем применения высокоэффективных двигателей или использования ультрасовременного топлива.

Однако выбросы также снижают путем введения в топливо присадок. В И8 2004/0261313 описано топливо, содержащее железо и/или соединение церия, которое используют в сочетании с гелем. В И8 4474580 описано использование смеси енолята железа и енолята церия в качестве присадки к топливам. В И8 4568360 дополнительно описаны композиции присадок к топливам, составленные из смешанных металлорганических соединений. В И8 6096104 описана смесь по меньшей мере трех разных соединений металлов в качестве присадок к топливам. В И8 2005/0160663 описан очиститель, сжигающий дизельное топливо с использованием металлического катализатора сжигания топлива.

Проблема добавления этих материалов к топливам заключается в том, что транспортные средства потребляют много топлива. Поэтому даже при очень низких концентрациях присадок в транспортных средствах все же используются очень значительные количества присадок к топливу.

Однако указанные выше пути снижения выбросов в значительной степени зависят от современной технологии. Для развивающихся стран применение такой технологии часто является слишком дорогостоящим, поэтому авторы настоящего изобретения нашли пути для снижения выбросов используемыми в развивающихся странах старыми двигателями, которые могут работать на топливе более низкого качества. Таким образом, можно иметь большую выгоду, если снижать выбросы, не прибегая к новым двигателям, присадкам к топливу или высококачественному топливу.

Авторы настоящего изобретения неожиданно поняли, что снижение выбросов и множество других преимуществ могут быть достигнуты за счет добавления определенных усилителей горения в моторное смазочное масло, а не в топливо. Поскольку двигатели потребляют намного меньше смазочного масла, чем топлива, количество потребляемой транспортным средством присадки значительно снижается. Более того, было обнаружено, что добавление усиливающего горение комплекса по изобретению улучшает выбросы у старых транспортных средств, делая их идеальными для использования в развивающихся странах.

Разумеется, имеется множество патентных заявок, поданных на смазочные масла для автомобильных двигателей. В И8 2149856 описано смазочное масло, которое содержит смесь металлических солей бета-дикетона, для предотвращения образования твердых углеродных отложений, которые могут блокировать клапаны и приводить к потере компрессии. Некоторые изобретения направлены на снижение выбросов за счет добавления вещества в смазочное масло в двигателе. В ИЕ 3926817 раскрыты смазочные масла, содержащие церий или сплавы церия, для снижения содержания загрязнений в выхлопных газах. В ЕР-А-334248 описано моторное смазочное масло, содержащее соединение железа, такое как ферроцен, способствующее увеличению срока службы сажевых фильтров дизельных двигателей.

Очевидно, что желательно суметь создать моторное смазочное масло, которое снижает выбросы, в частности выбросы мелких частиц, таких как сажа, частично сгоревшие углеводороды и несгоревшие углеводороды, которые содержатся в выхлопном дыме двигателя. Кроме того, было бы также желательно, чтобы смазочное масло увеличивало срок службы двигателя и сохраняло чистыми его клапаны.

Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что смазочное масло, содержащее особую смесь усилителей горения, способно не только снижать выбросы, но и очищать двигатели в транспортном средстве.

- 1 018857

Сущность изобретения

Так, в одном аспекте изобретение предусматривает смазочное масло для двигателя внутреннего сгорания, включающее первый усилитель горения, представляющий собой алкилбензолсульфонат церия, и второй усилитель горения, представляющий собой алкилкарбоксилат железа.

В другом аспекте предусмотрено применение смазочного масла для двигателя внутреннего сгорания, включающего первый усилитель горения, представляющий собой алкилбензолсульфонат церия, и второй усилитель горения, представляющий собой алкилкарбоксилат железа, для снижения выбросов, в частности выбросов дыма, из двигателя.

В еще одном аспекте изобретение предусматривает применение смазочного масла для двигателя внутреннего сгорания, включающего первый усилитель горения, представляющий собой алкилбензолсульфонат церия, и второй усилитель горения, представляющий собой алкилкарбоксилат железа, для очистки двигателя, например для снижения углеродистых отложений внутри двигателя.

В еще одном аспекте изобретение предусматривает применение смазочного масла для двигателя внутреннего сгорания, включающего первый усилитель горения, представляющий собой алкилбензолсульфонат церия, и второй усилитель горения, представляющий собой алкилкарбоксилат железа, как для очистки двигателя, так и для снижения выбросов из двигателя.

В еще одном аспекте изобретение предусматривает применение смазочного масла для двигателя внутреннего сгорания, включающего первый усилитель горения, представляющий собой алкилбензолсульфонат церия, и второй усилитель горения, представляющий собой алкилкарбоксилат железа, для увеличения срока службы двигателя, например для увеличения расстояния, пройденного транспортным средством с работающим двигателем между проведениями технического обслуживания и ремонта.

В дополнительном аспекте изобретение предусматривает применение смазочного масла для двигателя внутреннего сгорания, включающего первый усилитель горения, представляющий собой алкилбензолсульфонат церия, и второй усилитель горения, представляющий собой алкилкарбоксилат железа, для снижения потребления смазочного масла в двигателе.

Подробное описание изобретения

Выражение смазочное масло охватывает любое смазочное масло, пригодное для использования в двигателях внутреннего сгорания, таких как четырехтактный или двухтактный двигатель, особенно в дизельных двигателях. Смазочное масло может быть синтетическим или минеральным, таким как минеральное масло ДСМТУ (дизельное смазочное масло для работы в тяжелых условиях). Сама по себе фактическая природа используемого моторного масла не критична. Обычно моторные масла получают из вакуумной газойлевой фракции сырой нефти.

Подходящим маслом для применения в данном изобретении является Ро\\'сг\Уау 15^-40 от δίαίοίΐ.

Снижение выбросов из двигателя означает, что, по меньшей мере, содержание одного из нежелательных компонентов выхлопов двигателей снижено по сравнению с двигателем, работающим в отсутствие смазочного масла, содержащего присадки по изобретению (т.е. двигателем, работающим со смазочным маслом, но без присадок). Так, например, количество ΝΟ_Χ, частиц и/или дыма, выбрасываемых двигателем во время работы, снижено по сравнению с двигателем, работающим в отсутствие содержащего присадки смазочного масла по изобретению. В частности, смазочное масло с присадками, усиливающими горение, по изобретению снижает выбросы дыма из двигателя.

Под очисткой двигателя подразумевается, что углеродистые отложения, которые образуются во время работы двигателя, например на крышках клапанного механизма или в картерах, предотвращены, снижены или устранены по сравнению с двигателем, работающим в отсутствие смазочного масла с присадками по изобретению (т.е. с двигателем, работающим со смазочным маслом, но без присадок).

Увеличение срока службы двигателя/транспортного средства означает, что расстояние, пройденное транспортным средством, или количество часов работы транспортного средства между техническими осмотрами увеличено по сравнению с двигателем, работающим в отсутствие смазочного масла по изобретению (т.е. двигателем, работающим со смазочным маслом, но без присадок).

Снижение потребления смазочного масла означает, что двигатель, в котором используется смазочное масло по изобретению, потребляет меньше смазочного масла, чем двигатель, работающий без смазочного масла по изобретению (т.е. двигатель, работающий со смазочным маслом, но без присадок).

Смазочное масло по изобретению включает первый усилитель горения, представляющий собой алкилбензолсульфонат церия, и второй усилитель горения, представляющий собой алкилкарбоксилат железа.

Неожиданно было обнаружено, что первый усилитель горения наиболее эффективно работает в зоне цилиндра двигателя.

Неожиданно было обнаружено, что второй усилитель горения наиболее эффективно работает в системе вентиляции картера двигателя.

Подходящие присадки, содержащие ионы церия или железа, коммерчески доступны от поставщиков.

Ускоряющие горение присадки, используемые в смазочных маслах, действуют как прокатализаторы. Когда двигатель работает, усилители горения воспламеняются в назначенном месте, например в вен- 2 018857 тиляционной камере картера или в цилиндрах двигателя, образуя активный катализатор.

Таким образом, активный катализатор представляет собой металл, железо или церий.

Катализируемая активным катализатором реакция представляет собой образование диоксида углерода (СО₂) и/или монооксида углерода (СО) в результате каталитического сжигания остатков тяжелых углеводородов и/или углеродистых отложений от не полностью сгоревших топлива и/или основного смазочного масла и устраняет, таким образом, все формы основанных на углероде или содержащих углерод дымообразующих частиц, агрегатов, аэрозолей и т.п.

Массовое соотношение усилителей горения может составлять от 1:1000 до 1000:1 по массе, предпочтительно от 1:100 до 100:1, более предпочтительно от 1:50 до 50:1, особенно от 1:25 до 25:1, наиболее предпочтительно от 1:10 до 10:1. Предпочтительно, если второй усилитель горения присутствует в избытке по сравнению с первым усилителем горения. Поэтому наиболее предпочтительными массовыми соотношениями первый усилитель:второй усилитель являются соотношения от 1:100 до 1:1, предпочтительно от 1:50 до 1:5, более предпочтительно от 1:25 до 1:8, например 1:10.

Количество каждого используемого усилителя горения (в единицах массы) в смазочном масле может находиться в пределах от 0,1 до 2000 част./млн, например от 1 до 1000 част./млн, предпочтительно от 1 до 100 част./млн по рассматриваемому иону металла.

Согласно предпочтительному воплощению первого аспекта настоящего изобретения предусмотрено смазочное масло, где первый усилитель горения, работающий предпочтительно в зоне цилиндров двигателя, присутствует в концентрации от 0,1 до 1000 част./млн, предпочтительно от 1 до 100 част./млн, более предпочтительно от 2 до 50 част./млн, еще более предпочтительно от 1 до 20 част./млн, наиболее предпочтительно от 5 до 12 част./млн по рассматриваемому иону металла.

Предпочтительно второй усилитель горения, в идеале работающий в вентиляционной системе картера двигателя, присутствует в концентрации от 0,1 до 2000 част./млн, предпочтительно от 1 до 1000 част./млн, более предпочтительно от 2 до 200 част./млн, еще более предпочтительно от 1 до 200 част./млн, предпочтительнее от 5 до 150 част./млн, наиболее предпочтительно от 10 до 120 част./млн по рассматриваемому иону металла.

Топливо в двигателе, где может быть использовано смазочное масло по изобретению, может представлять собой любое топливо, используемое в двигателях транспортных средств, и предпочтительно может представлять собой жидкое углеводородное топливо, которое может быть углеводородным нефтяным дистиллятным топливом, таким как автомобильный бензин, как определено в ТУ Американского общества по испытанию материалов Ό481, или дизельным топливом или мазутом, как определено в ТУ Американского общества по испытанию материалов Ό975. Обычно жидкие углеводородные топлива, содержащие неуглеводородные вещества, такие как спирты, эфиры, органо-нитросоединения и т.п. (например, метанол, этанол, диэтиловый эфир, диметиловый эфир, метилэтиловый эфир, метил-третбутиловый эфир, нитрометан), также включают жидкие топлива, получаемые из растительных или минеральных источников, таких как зерно, люцерна, сланец или уголь.

Обычно жидкие углеводородные топлива, которые представляют собой смеси одного или более углеводородных топлив и одного или более неуглеводородных веществ, также охвачены. Примерами таких смесей являются комбинация бензина и этанола, комбинация дизельного топлива и диэтилового эфира, комбинация дизельного топлива и метиловых эфиров растительных или животных масел. Охвачены топлива, известные как газожидкостные топлива, ГЖТ. Топливо также может быть этилированным или неэтилированным. Топливо также может быть эмульгированным либо в форме макроэмульсии, либо микроэмульсии или их комбинаций.

Понятно, что при работе двигателя в некоторой степени будет происходить смешивание смазочного масла и топлива. Если топливо содержит ускоряющие горение присадки, как описано здесь, то случайно они могут смешиваться со смазочным маслом. Такая смесь топлива и смазочного масла не относится к смазочному маслу по изобретению. Данное изобретение требует, чтобы присадки присутствовали в смазочном масле, которое вводят в транспортное средство, а не в топливо, которое вводят в транспортное средство. Поэтому данное изобретение охватывает смазочное масло, которое описано здесь выше, когда оно находится не в двигателе, т.е. когда оно упаковано в контейнере.

Смазочное масло по изобретению можно применять в любом двигателе внутреннего сгорания, например в четырёхтактных двигателях, а также и в двухтактных двигателях, особенно в дизельных двигателях. Транспортное средство может представлять собой дорожное или железнодорожное транспортное средство, корабль/лодку или летательный аппарат, особенно автобус. Смазочное масло по изобретению особенно применимо в старых двигателях, например двигателях, выпущенных до 2000 года, предпочтительно в двигателях, выпущенных до 1997 года, более предпочтительно в двигателях, выпущенных до 1995 года, особенно в двигателях, выпущенных до 1993 года.

Неожиданно было обнаружено, что при использовании смазочного масла по изобретению в двигателе, особенно в старом двигателе, наблюдаются значительные улучшения. Во-первых, выбросы из двигателей, в частности выбросы дыма, заметно снижаются. Кроме того, заметно улучшается чистота двигателей. Так, там, где раньше образовывались отложения, такие отложения не образуются. Фактически, примеры показывают, что смазочное масло по изобретению действительно позволяет удалять или

- 3 018857 уменьшать отложения продуктов окисления и эмульсирования смазки в двигателе. При использовании в более новых двигателях чистота улучшается настолько, что дает возможность использовать топлива с более широкими техническими характеристиками и/или худшим качеством.

Как отмечено ниже, это дает много важных преимуществ, таких как улучшенная экономия топлива, меньше текущего ремонта, меньше замен масла, меньше времени простоя, меньше работы по поддержанию парка транспортных средств и т.д.

Снижение выбросов дыма, измеренное, как описано в примере 7, с использованием дымомера, может составлять по меньшей мере 3%, например по меньшей мере 5%, например по меньшей мере 10%, предпочтительно по меньшей мере 20% по сравнению с двигателем, работающим на ином идентичном смазочном масле без усилителей горения по изобретению. Дым, устраняемый за счет изобретения, может образовываться при неполном сгорании самого масла или топлива. Снижение образования дыма из топлива особенно эффективно в двигателях с закрытой системой вентиляции картера.

Присадки по настоящему изобретению могут снижать потребление смазочного масла по меньшей мере на 3%, например по меньшей мере на 5%, например по меньшей мере на 10%, предпочтительно по меньшей мере на 20% по сравнению с двигателем, работающим на идентичном смазочном масле, но без усилителей горения по изобретению.

Присадки по настоящему изобретению могут увеличивать срок службы двигателя по меньшей мере на 3%, например по меньшей мере на 5%, например по меньшей мере на 10%, предпочтительно по меньшей мере на 20% по сравнению с двигателем, работающим на идентичном смазочном масле, но без усилителей горения по изобретению.

Присадки по настоящему изобретению могут снижать углеродистые отложения внутри двигателя, например углеродистые отложения на цилиндре, по меньшей мере на 3%, например по меньшей мере на 5%, например по меньшей мере на 10%, предпочтительно по меньшей мере на 20% по сравнению с двигателем, работающим на идентичном смазочном масле, но без усилителей горения по изобретению.

Присадки по настоящему изобретению могут увеличивать пробег транспортного средства между заменами масла по меньшей мере на 3%, например по меньшей мере на 5%, например по меньшей мере на 10%, предпочтительно по меньшей мере на 20% по сравнению с двигателем, работающим на идентичном смазочном масле, но без усилителей горения по изобретению.

Смазочное масло по изобретению может быть изготовлено простым добавлением усилителей горения по изобретению в соответствующих количествах в моторное масло. Рынок насыщен подходящими моторными маслами, такими как Ро\\'сг\Уау 15^-40, продаваемыми фирмой Ша1оП.

Изобретение дополнительно описано в приведенных ниже не ограничивающих примерах в сочетании с прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 демонстрирует схему первичного испытания, описанного в примере 1.

Фиг. 2-7 демонстрируют результаты испытания, описанного в примере 5.

Более конкретно, на фиг. 2-4 показано содержание СО, СО₂, дыма и углеводородов в случае закрытой вентиляции картера для смазочных масел по изобретению по сравнению с маслом без присадок.

На фиг. 5-7 показано содержание СО, СО₂, дыма и углеводородов в случае закрытой вентиляции картера для смазочных масел по изобретению по сравнению с маслом без присадок.

Фиг. 8-18 представляют собой фотографии различных частей двигателя автобусов, использованных в испытаниях в примере 6, до, во время и после испытаний.

Более конкретно, на фиг. 8а и 8б показана крышка клапанного механизма автобуса 05178 до применения смазочного масла по изобретению (на фигурах названо С.'Цу\\ау). Присутствовали отложения продуктов окисления и эмульсирования смазки толщиной 15 мм.

На фиг. 9а и 9б показана головка цилиндра автобуса 05178 до применения смазочного масла по изобретению. Очевидно, что детали головки цилиндра не видны.

На фиг. 10 показана крышка клапанного механизма автобуса 05178 после пробега 28000 км с применением смазочного масла по изобретению.

На фиг. 11а и 11б показана головка цилиндра автобуса 05178 после пробега 28000 км с применением смазочного масла по изобретению. Теперь детали головки цилиндра видны.

На фиг. 12 показана крышка клапанного механизма автобуса 05178 после пробега 33000 км с применением смазочного масла по изобретению.

На фиг. 13а и 13б показана головка цилиндра автобуса 05178 после пробега 33000 км с применением смазочного масла по изобретению. Теперь детали головки цилиндра видны.

На фиг. 14а-14в показаны рядом для сравнения крышка клапанного механизма до, после пробега 28000 км и после пробега 33000 км с применением смазочного масла по изобретению.

На фиг. 15а, 15б, 16а и 16б показана крышка клапанного механизма автобуса 01801 после пробега 13000 км и 26000 км с применением смазочного масла по изобретению.

На фиг. 17 показана головка цилиндра автобуса 01801 после пробега 13000 км с применением смазочного масла по изобретению.

На фиг. 18а и 18б показана головка цилиндра автобуса 01801 после пробега 13000 км и 26000 км с

- 4 018857 применением смазочного масла по изобретению.

На фиг. 19-31 показаны результаты по выбросам из примера 7 в графической форме.

Более конкретно, на фиг. 19 показаны выбросы СО в испытаниях при 60 км/ч.

На фиг. 20 показаны выбросы СО в брауншвейгском испытании.

На фиг. 21 показаны выбросы углеводородов в испытании при 60 км/ч.

На фиг. 22 показаны выбросы углеводородов в брауншвейгском испытании.

На фиг. 23 показаны выбросы ΝΟ_Χ в испытании при 60 км/ч.

На фиг. 24 показаны выбросы ΝΟ_Χ в брауншвейгском испытании.

На фиг. 25 показаны выбросы частиц в испытании при 60 км/ч.

На фиг. 26 показаны выбросы частиц в брауншвейгском испытании.

На фиг. 27 показано потребление топлива в испытании при 60 км/ч.

На фиг. 28 показано потребление топлива в брауншвейгском испытании.

На фиг. 29 показано количество частиц и распределение частиц по размерам в испытании при 60 км/ч.

На фиг. 30 показано количество частиц и распределение частиц по размерам в брауншвейгском испытании.

На фиг. 31 показано измерение дыма в испытании при 60 км/ч.

На фиг. 32 показан брауншвейгский цикл испытаний автобуса.

Примеры

Пример 1.

Первичные испытания были проведены в компании, демонтирующей автобусы, в Швеции. Компания, демонтирующая автобусы, предоставила 3 автобуса, подготовленные для демонтажа на лом, с откидными двигателями νοίνο. Использовали метод испытаний, специально адаптированный для нагревания масла, с незначительной модификацией. Масло сжигают в нагревательной масляной печи (1) и берут образцы из ее вытяжного устройства (2) с использованием тестера дыма Тгие δροΐ (3). Для отбора образцов использовали 15 ходов поршня (см. фиг. 1). Выхлопной газ пропускают через мембрану фильтра нагнетанием. Этот фильтр затем проверяют на предмет изменения цвета и/или появления частиц. Любые обнаруженные частицы могут быть подсчитаны и измерены методом оптической микроскопии. Результатом испытания является оценка проходит/не проходит. Присадки добавляли в моторное масло в различных концентрациях и отслеживали воздействие на образование дыма.

В первом скрининговом испытании использовали одну присадку, как указано ниже: Регистрационный Исходный раствор для испытания, содержащий: номер ММТ 082

ОНА 422

Автобус №

Ферроцен, 150 частей на млн. ионов Ре Алкилбензолсульфонат церия(Ш), 30 частей на млн. ионов Се

ПИБ (полиизобутилен) + детергент

О8А 091

В этом первом испытании было установлено, что и ферроцен, и соединение церия оказывают положительное воздействие на подавление дымообразования, а ПИБ и детергент не оказали никакого воздействия (автобус 3).

Пример 2.

Во втором скрининговом испытании тестировали разные присадки в разных концентрациях и было установлено, что комбинация цериевых и железосодержащих присадок работала лучше. Образование дыма подавлялось в зависимости от увеличения концентрации ионов церия до достижения плато, и эффект выравнивался. Использованная цериевая присадка представляла собой алкилбензолсульфонат церия. Воздействие добавленной железосодержащей присадки было аналогичным воздействию церия, с добавлением эффекта второй фазы, когда железосодержащая присадка начинала воздействовать на генерируемый топливом дым (т.е. другой механизм). Этот эффект можно было запускать и прекращать путем открытия или закрытия вентиляции картера. Использованная железосодержащая присадка представляла собой ферроцен. Наблюдали, что дым от топлива был значительно снижен. Представляется, что это связано с движением воздуха во впускное отверстие системы. Наблюдалась возможная зависимость, подразумевающая, что цериевая присадка работала в жидкой фазе в цилиндрах и впускных клапанах, а железосодержащая присадка работала в фазе тумана в вентиляции картера и положительно влияла на сгора ние топлива.

Пример 3.

Третью группу испытаний выполняли на автобусах 1 и 2. Автобусы заводили и прогревали в режиме холостого хода в течение приблизительно 40 мин, после чего первый образец дыма отбирали из выхлопной трубы и одновременно добавляли первую дозу с соответствующей присадкой прямо в емкость для смазывающего масла автобуса. Присадка представляла собой предварительно подготовленную смесь из приблизительно 1 дл моторного масла с цериевой и железосодержащей присадками (такие же компоненты, как в примере 1 и примере 2), дающими конечную концентрацию в моторном масле (приблизи

- 5 018857 тельно 18 л масла в двигателе) 4 част./млн. ионов церия и 10 част./млн ионов Ее. Через дополнительные приблизительно 70 мин тем же способом, как и указанный выше, отбирали второй образец дыма и добавили дополнительную дозу той же присадки с получением концентрации в моторном масле приблизительно 8 част./млн ионов церия и 20 част./млн ионов железа.

Приблизительно 35 мин спустя отбирали третий и последний образец дыма и двигатели автобусов останавливали.

Испытания на двух автобусах показали заметно улучшенные результаты. После добавления второй дозы дым исчез и, следовательно, проблема видимого дыма была снята.

Тест на раздельное окисление выполняли на моторном масле с этими присадками. Моторное масло Ротеег^ау 15\М-40 с этими присадками испытывали в ТОВБ (тест на стабильность к окислению во вращающейся бомбе), и температура воспламенения была без каких-либо измеримых изменений.

Пример 4.

Развитие износа цилиндра в процессе сгорания масла

Это испытание проводили на дизельном двигателе БМег Рейег, модель 4X90, выполняя цикл пробега, имитирующий движение городского автобуса, в течение 536 ч. Двигатель был новым двигателем, который до тестирования проработал только примерно 100 ч. Тестируемое масло было новым маслом по настоящему изобретению, содержащим в своем составе алкилбензолсульфонат церия (10 част./млн ионов церия(111)) и алкилкарбоксилат железа(11) (100 част./млн ионов железа), добавленным в стандартное моторное масло Ротеег^ау 15^-40. Тестируемое масло помещали в картер. Тестируемое топливо содержало 440 част./млн серы.

Как можно видеть из табл. 1, демонстрирующей износ, в ходе теста износ не зарегистрирован.

Таблица 1

Тест на износ в дизельном двигателе Ь181ег Рейег после цикла работы в течение 536 ч, имитирующего движение городского автобуса. Измерения цилиндра на двигателе БМег Рейег в связи с тестированием смазочного масла

		Измеренный диаметр	Измеренный диаметр
		Перед тестированием	После тестирования
Цилиндр №1	Верх	90,00	90,01
	Середина	90,00	90,01
	Дно	90,01	90,01
Цилиндр №2	Верх	90,01	90,01
	Середина	90,01	90,01
	Дно	90,01	90,01
Цилиндр №3	Верх	90,01	90,01
	Середина	90,01	90,01
	Дно	90,01	90,01
Цилиндр №4	Верх	90,01	90,01
	Середина	90,01	90,00
	Дно	90,01	90,00

В этом тесте исследовали гипотезу, что пленка смазочного масла могла исчезать и что это могло приводить к повышенному износу на цилиндрах. Таким образом, эта гипотеза была опровергнута.

Пример 5.

Анализ выхлопного газа.

Используя двигатель из примера 4, был проведен анализ выхлопных газов с помощью специального прибора для анализа выбросов, поставляемого фирмой Воо 1и81гитеи1 АВ, Иаека, Швеция, так называемого мультиинструмента. Тестируемое масло было идентично маслу, использованному в примере 4, и оно было протестировано под названием Ротеег^ау Боте 8токе (сокращенно Б8 (мало дымное)).

Характеристики масла Ротеег^ау Боте 8токе 15^-40 приведены в табл. 2. Ротеег^ау является торговой маркой, принадлежащей фирме 81а1ой. В этом тесте концентрация в указанном масле Ротеег^ау Боте 8токе 15^-40 составляла 10 част./млн ионов церия и 100 част./млн ионов железа.

- 6 018857

Таблица 2

Характеристики

	Методики тестирования	Единицы	Тип
Вид	визуальный	-	чистое и
Плотности при 15°С	АЗТМ ϋ 4052	ΚΓ/Μ^	884
Температура воспламенения СОС	АЗТМ ϋ 92	’С	220
Температура застывания	АЗТМ ϋ 97	’С	-39
Вязкость при ЮО’С	АЗТМ ϋ 445	мм Ус	13,8
Вязкость при 40°С	АЗТМ ϋ 445	ммУс	99
Пенообразование имеет тенденцию/стабильное последовательность I	Α8ΤΜ О 892	МЛ	0/0
Пенообразование имеет тенденцию/стабильное последовательность II	Α8ΤΜ ϋ 892	мл	10/0
Пенообразование имеет тенденцию/стабильное последовательность III	Α8ΤΜ ϋ 892	мл	0/0
Индекс вязкости	АЗТМ ϋ 2270	-	136
Летучесть (Ыоаск)	СЕС-1.-40-Т-87	%	12,9
ΤΒΝ	АЗТМ ΰ 2896	мг КО/г	10
ИК оверлей (100% насыщ.)	-	-	проходит
Содержание цинка	АЗТМ ϋ 4927	ч. на млн.	1300
Содержание кальция	Α8ΤΜ ϋ 4927	ч. на млн.	3000
Содержание фосфора	АЗТМ 0 4927	ч. на млн.	1150
Запах	-	-	краска
Цвет	визуальный	-	темный
СС8 -20°С	АЗТМ ϋ 5293	мПа	6100
Содержание серы	Α8ΤΜ ϋ 4927	ч. на млн.	9100

В ходе тестирования использовали следующие продуктовые сорта моторного масла/дизельного топлива.

1. Ро\\'сг\Уау Ь8, 440 част./млн 8, с закрытой вентиляцией картера.

2. Ро\\'сг\Уау Ь8, 440 част./млн 8, без закрытой вентиляцией картера.

3. Ро\\'сг\Уау Ь8, 919 част./млн 8, с закрытой вентиляцией картера.

4. Ро\\'сг\Уау Ь8, 919 част./млн 8, без закрытой вентиляцией картера.

5. Ро\\'сг\Уау 8(аибагб, 440 част./млн 8, с закрытой вентиляцией картера.

6. Ро\\'сг\Уау 8(аибагб, 440 част./млн 8, без закрытой вентиляцией картера.

Продукты 1, 2, 3 и 4 соответствуют маслу (Ро\\'сг\Уау) с малодымными присадками по настоящему изобретению в комбинации с двумя разными дизельными сортами, содержащими соответственно 440 част./млн серы (8) и 919 част./млн серы. Присадки, использованные в Ро\\'сг\Уау. представляли собой 10 част./млн ионов церия в виде алкилбензолсульфоната и 100 част./млн ионов железа в виде алкилкарбоксилата. Продукты 5 и 6 представляют стандартное ДСМТУ без присадок по изобретению.

Таблица 3

Сравнение разных продуктов по составу выхлопного газа

Продукт	Прямо продуцированный эффект (кВт)	Спец. УВ (г/кВт м)	МО. (г/кВт.ч)	СО (г/кВт •Ч)	СОг (г/кВт.ч)	О_г(г/кВт.ч)	Оценен* ная ламбда	Показатель дыма (Βοβή)	Давле ние масла (бар)
1	14,99	0,48	10,50	1,41	770,3	651,5	1,79	2,07	3,4
2	15,24	0,54	10,48	1,46	771,0	641,3	1.77	2,15	3.4
3	15,11	0,47	10,86	1,10	764,5	665,5	1,81	1,73	3,4
4	15,02	0,44	11,09	1,01	766,5	671,5	1,82	1.71	3,4
5	14,65	0,68	11,05	2,45	808	644,5	1,74	2,60	3,4
6	15,00	0,63	11,12	2,19	801	644	1,74	2,52	3,4

Результаты тестов, приведенные в табл. 2, с закрытой вентиляцией картера проиллюстрированы также на фиг. 2-4. Результаты тестов, приведенные в табл. 2, с открытой вентиляцией картера проиллюстрированы на фиг. 5-7. На этих фигурах использованы следующие аббревиатуры:

Ρνν Стандартное Ро«ег\Л/ау 151Л/-40

Ρνν 1.8 1 Ро«егУУау 1_о« Зтоке и 440 частей на млн, серы в топливе

Ρνν 1.8 2 Ро«егМау 1.0« Зшоке и 919 частей на млн. серы в топливе

Результаты тестирования выхлопных газов демонстрируют позитивные сдвиги. Результаты, приведенные в табл. 2, демонстрируют улучшенную экономию топлива, поскольку концентрация СО и СО₂ниже при использовании присадок, чем без присадок. Концентрации ΝΟ_Χ и УВ (углеводороды) также снижены, в результате выбросы в окружающую среду менее вредны. Известно также, и это можно видеть из табл. 2, что показатель дыма будет увеличиваться с уменьшением количества серы в топливе.

- 7 018857

Эти результаты получены при применении нового современного двигателя. Для старых, изношенных двигателей преимущества изобретения представляются намного более весомыми. Так, можно придти к выводу, что настоящее изобретение может сделать значительный вклад в решение проблемы дурно пахнущих и вредных выхлопных газов и сажи в больших городах и густонаселенных районах, в частности там, где транспортные средства устарели и поэтому существуют проблемы, связанные с загрязнениями воздуха.

Пример 6.

Тестирование московского автобуса - чистота двигателя.

Смазочное масло по изобретению использовали в тестах на автобусах Мосгортранса. Автобус 05178 автобусной станции № 5 Мосгортранса до начала испытаний имел пробег 135600 км. Смазочное масло заменили маслом по изобретению Ро\\ег\Уау 15\У-40 с 10 част./млн ионов церия в виде алкилбензолсульфоната и 100 част./млн ионов железа в виде алкилкарбоксилата. После пробега 8000 км масло заменили из-за неисправности инжекторов. После пробега 33000 км осмотрели состояние двигателя.

Фотографии на фиг. 8-13 демонстрируют различные части двигателя до применения масла по изобретению и после пробега 28000 и 33000 км. Четко показано удаление отложений продуктов окисления и эмульсирования смазки в двигателе.

Подобное тестирование было проведено на автобусе № 18101 автобусной станции 18 Мосгортранса. Результаты, представленные на фиг. 14-18, показывают состояние после пробега 26000 км, после замены смазочного масла смазочным маслом по изобретению и дополнительной замены масла через 13000 км пробега.

Поразительная способность смазочного масла по изобретению очищать двигатель делает его очень привлекательным для применения автобусными компаниями и т.п. Более чистый двигатель подразумевает двигатель, который может потреблять меньше топлива, и двигатель со значительно сниженными выбросами. Чистый двигатель подразумевает более длительный срок службы двигателя, расходование меньше запасных частей, меньше ремонта и, как следствие, сокращение обслуживающего персонала. Благодаря чистому двигателю смазочное масло действительно менее часто требует замены, чем обычные масла, что означает, что используется меньше смазочного масла и затрачивается меньше труда по замене масла. Меньше замен масла означает меньшее время простоя транспортного средства и, следовательно, возможность содержания меньшего парка.

Пример 7.

Выбросы из старого автобуса.

В этом испытании использовали автобус νοίνο В10М-70 с коммерческим дизельным топливом, содержащим 500 част./млн серы. Тестировали три разных смазочных масла.

1. РоиегАзх 15^-40.

2. Ро\\'сг\Уау 15^-40 с 10 част./млн ионов Се (в виде алкилбензолсульфоната) и 100 част./млн ионов Ре (в виде алкилкарбоксилата).

3. Ро\\ег\Уау 15^-40 в сочетании с 20 част./млн ионов Се (в виде алкилбензолсульфоната) и 200 част./млн ионов Ре (в виде алкилкарбоксилата железа).

Характеристики транспортного средства приведены в табл. 4.

Таблица 4

	νοίνο В ЮМ-70
Номер шасси	1М2В10МА027341
Год модели	1991
Одометр (км)	217886
Мощность двигателя (кВт)	210
Топливо	дизельное

Динамометрирование шасси.

Автобус тестировали на балансирном динамометре с шарами диаметром 515 мм при температуре окружающей среды 22°С. Регулировку динамометра выполняли моделированием условий перегруженной автомобильной дороги (используя типичную инерцию транспортного средства и кривую дорожной нагрузки).

Цикл вождения.

В этом проекте проводили тест на устойчивое состояние и тест на переходное состояние. Тест на устойчивое состояние проводили на транспортном средстве при 60 км/ч в течение 10 мин. Тест на переходное состояние выполняли с использованием брауншвейгского цикла тестирования автобуса. Переходный брауншвейгский цикл моделирует реальные дорожные условия дорожной нагрузки, как показано на фиг. 32.

Отбор проб и измерение выбросов выхлопных газов.

Измеряли выбросы СО, СО₂, УВ, ΝΟ_Χ, массу частиц (МЧ), количество частиц и распределение частиц по размерам. Измерение дыма проводили только в тестах при постоянной скорости 60 км/ч.

Измерение дыма проводили прямым отбором проб из потока неочищенного выхлопного газа. Измерение СО, СО₂, УВ, ΝΟ_Χ, массы частиц (МЧ), количества частиц и распределения частиц по размерам

- 8 018857 проводили методом отбора разбавленных проб.

Метод отбора разбавленных проб основан на полнопоточной системе разбавления, т.е. суммарный выхлоп разбавляют по принципу образца постоянного объема (ОПО). Суммарный объем смеси выхлопного газа и воздуха для разбавления измеряли с помощью системы критического состояния потока с трубкой Вентури (КРВ).

Для анализа на содержание СО, УВ, ΝΟ_Χ и СО_Х использовали НойЬа Меха серия 9000 (9400Ό). Потребление топлива вычисляли с использованием метода баланса углерода. Для измерения дыма использовали дымомер ЛУЪ 8токе Мс1сг 415. Измерения количества частиц и распределения частиц по размерам проводили с использованием электрического импактора низкого давления (ЭИНД) (Эекай). Этот прибор обеспечивает разрешение по размеру частиц от 7 нм до 6 мкм.

Принципы измерений для разных компонентов приведены в табл. 5.

Таблица 5

Принципы измерений

Компоненты выбросов	Принципы измерений
Суммарные углеводороды (СУВ)	НДПИ (нагреваемый детектор пламенной ионизации, 190°С)
Монооксид углерода (СО)	НИФА (недисперсионный инфракрасный анализатор)
Оксиды азота (ΝΟ, ΝΟ_Χ)	ХЛ (хемолюминисценция)
Диоксид углерода (СО₂)	НИФА (недисперсионный инфракрасный анализатор)
Расход топлива (ПТ)	Баланс углерода УВ, СО СОг
Выбросы частиц (ВЧ)	гравиметрический
Количество частиц и распределение частиц по размерам	импактор
Дым	рефлектометр

Программа тестирования.

Тестирование смазочного масла проводили согласно следующим стадиям.

1. Ро^ет\ау 15\-40.

2. Ро\\ег\ау 15\-40 плюс 100 част./млн ионов железа (в виде алкилкарбоксилата) и 10 част./млн церия ионов (в виде алкилсульфоната) (в этом тесте на фигурах масло названо Сйу^ау).

3. Ро\\ег\\а\ 15\-40.

4. Ро\\ег\ау 15\-40 плюс 200 част./млн ионов железа (в виде алкилкарбоксилата) и 20 част./млн ионов церия (в виде алкилбензолсульфоната) (на фигурах названо 8Ь 06-30).

5. Ро^ет\ау 15\-40.

Для каждой стадии программу тестирования выполняли согласно следующей процедуре.

1. Замена масла (слив-промывка-слив-перезаправка).

2. Приведение транспортного средства к требуемым условиям при 60 км/ч в течение 30 мин.

3. Тестирование выбросов при 60 км/ч в течение 10 мин.

4. Тестирование выбросов с использованием брауншвейгского цикла тестирования автобусов. Результаты.

Результаты тестирования выбросов в тестах при постоянной скорости и в тестах по брауншвейгскому циклу тестирования автобусов проиллюстрированы на фиг. 19-31 и в табл. 6-9. Для Ро\\ег\ау 15\-40 были проведены тройные тесты, и стандартные отклонения проиллюстрированы на фигурах.

Таблица 6

Выбросы СО, УВ, ΝΟ_Χ, СО₂, МЧ, расход топлива и дым в тестах при 60 км/ч

	СО	УВ	ΝΟχ	СО₂	топливо	МЧ	дым
	г/км	г/км	г/км	г/км	г/км	г/км	Ρ8Ν (номер дымового фильтра)
Ро\гег1/Уау 15УУ-40	0,9	0,4	7,3	635,7	201,2	0,173	1,41
СКуУУау	0,9	0,3	8,0	638,7	201,5	0,157	1,28
РовдегУУау Ι5ΧΛ/-40	0,8	0,4	7,5	642,7	203,4	0,151	1,37
8Ю6-306	0,9	0,4	7,8	627,7	198,7	0,159	1,28
РоигегУУау !5УУ-40	0,9	0,3	8,4	640,6	202,7	0,141	1,37

- 9 018857

Таблица 7

Количество частиц и распределение частиц по размерам в тесте при 60 км/ч

24ημ

ЗОнм

49ημ

99ημ

214ΗΜ

321 нм

583ημ

901 нм

1515 нм

2272 ΗΜ

3796 нм

6351 нм

ΡοννβΓ У/ау 15У/-40

7.6Ε+13

2.2Ε+14

3.4Ε+14

4.5Ε+14

2,1 Ε+14

1.4Ε+14

1.5Ε+13

3.5Ε+12

1.2Ε+12

2.6Ε+04

1.4Ε+04

5.8Ε+03

СИуУУау

4.7Ε+13

1.9Ε+14

3,0 Ε+14

4,1 Ε+14

2,0 Ε+14

1.4Ε+14

1.5Ε+13

3.6Ε+12

1.2Ε+12

2.4Ε+04

1.4Ε+04

4.3Ε+03

ΡοννβΓ №ν Ι5νν-40

3.4Ε+13

1,8 Ε+14

3,0 Ε+14

4.1 Ε+14

2,0 Ε+14

1.5Ε+14

1.5Ε+13

3.7Ε+12

1.3Ε+12

2.4Ε+04

1.4Ε+04

5.7Ε+03

8ί 06-306

6.9Ε+13

1,8 Ε+14

2.9 Ε+14

3,9 Ε+14

1,9 Ε+14

1.6Ε+14

1.4Ε+13

3.8Ε+12

1.3Ε+12

2.7Ε+04

1.3Ε+04

4.9Ε+03

ΡοννβΓ 1Ж-40

3.7Ε+13

2,1 Ε+14

3,3 Ε+14

4.3 Ε+14

2,0 Ε+14

1.6Ε+14

1.4Ε+13

3.9Ε+12

1.3Ε+12

2.8Ε+04

1.4Ε+04

5.4Ε+03

Таблица 8

Выбросы СО, УВ, ΝΟ_Χ, СО₂ МЧ, расход топлива в брауншвейгских тестах

	СО	УВ	N0«	СО_г	топливо	МЧ
	г/км	г/км	г/км	г/км	г/км	г/км
РоууейЛ/ау ΙδΙΛΜΟ	6,1	0,5	13,5	1291,3	410,6	0,541
СйуУУау	6,2	0,6	13,4	1310,7	416,9	0,532
РоууейЛ/ау 15У7-40	5,9	0,6	13,6	1330,8	423,0	0,514
8Ю6-306	6,5	0,6	13,6	1327,5	422,3	0,574
РоууейА/ау 15\АМ0	6.7	0,5	13,4	1315,6	418,5	0,591

Таблица 9

Количество частиц и распределение частиц по размерам в брауншвейгских тестах

24нм

ЗОнм

49нм

99нм

214ΗΜ

321НМ

583НМ

901 нм

1515 нм

2272 нм

3796 нм

6351 нм

Роу/ег \№у 15УУ-40

2.9Е+15

2.6Е+15

1.4Е+15

6.5 Е+14

5.3Е+14

7.0Е+13

2.0Е+13

7.7Е+12

4.5Е+12

2.4Е+12

1.0Е+12

СИуУУау

2.3Е+15

2.0Е+15

1,2 Е+15

1,3 Е+15

6,3 Е+14

5.5Е+14

7.0Е+13

2.0Е+13

7.5Е+12

4.2Е+12

1.9Е+12

7.5Е+11

Ро«ег УУау15УУ-40

1.5Е+15

1,5 Е+15

1,1 Е+15

1,2 Е+15

5,8 Е+14

5.3Е+14

6.4Е+13

1.9Е+13

7.1Е+12

4.2Е+12

2.4Е+12

1.0Е+12

81.06-306

2,1 Е+15

1.1 Е+15

1,1 Е+15

1,3 Е+15

6,5 Е+14

6.5Е+14

7.3Е+13

2.2Е+13

8.2Е+12

4.6Е+12

2.2Е+12

8.6Е+11

Роиег УУау 15УУ-40

1,0Е+15

9.9 Е+14

1,0 Е+15

1,3 Е+15

6.8 Е+14

6.8Е+14

7.4Е+13

2.3Е+13

8.7Е+12

5.0Е+12

2.4Е+12

9.5Е+11

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims

1. Смазочное масло для двигателя внутреннего сгорания, включающее первый усилитель горения, представляющий собой алкилбензолсульфонат церия, и второй усилитель горения, представляющий собой алкилкарбоксилат железа.

2. Смазочное масло по п.1, где ионы Се присутствуют в концентрации от 0,1 до 1000 част./млн.

3. Смазочное масло по п.2, где ионы Се присутствуют в концентрации от 1 до 20 част./млн.

4. Смазочное масло по любому из пп.1-3, где ионы Ее присутствуют в концентрации от 0,1 до 2000 част./млн.

5. Смазочное масло по п.4, где ионы Ее присутствуют в концентрации от 1 до 200 част./млн.

6. Смазочное масло по любому из пп.1-5, которое представляет собой минеральное масло.

7. Применение смазочного масла по п.1 в двигателе для снижения выбросов указанного двигателя.

8. Применение смазочного масла по п.1 в двигателе для снижения выбросов дыма из указанного двигателя по меньшей мере на 5%.

9. Применение смазочного масла по п.1 в двигателе для очистки указанного двигателя.

10. Применение смазочного масла по п.1 в двигателе транспортного средства для увеличения срока службы указанного транспортного средства.

11. Применение смазочного масла по п.1 в двигателе транспортного средства для снижения потребления смазочного масла в указанном двигателе указанного транспортного средства.