JP2009091486A - フルタイム四輪駆動トランスファ用潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】APIの基油カテゴリーでグループ3に属する基油と、トリメチロールプロパンエステルを5〜20質量%と、特定の構造を有するカルボン酸エステルを含有するジアルキルジチオリン酸エステルを0.5〜5質量%と、硫黄−リン系極圧剤を5〜20質量%含有する組成物によって、フルタイム四輪駆動トランスファ用の潤滑油組成物とする。これにより、優れた極圧性、耐久性、耐焼き付き性、シンクロ特性及び安定性を有し、省燃費性が実現できる。
【選択図】なし
Description
長期間に亘ってこうした潤滑油が使用されてきたが、ギヤ機構としてフルタイム四輪駆動トランスファは機構が複雑であり潤滑油にも大きな負荷が掛かる、一方で、省燃費性の向上が求められるようになっている。省燃費向上のため潤滑油の低粘度化を行うと更なる極圧剤の増量が必要となり、酸化安定性、シール性に影響が出てくる傾向にあった。
このトリメチロールプロパンエステルの中では、カルボン酸の炭素数8〜10のものが特に好ましく、組成物全体に対して、通常、約5〜20質量%程度使用され、好ましくは約7〜14質量%程度使用される。
このRは、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、メチルエチルプロピル基などがある。
こうしたカルボン酸エステルを含有するジアルキルジチオリン酸エステルは、組成物全量に対して、約0.5〜5質量%程度が使用され、好ましくは、約1〜3質量%程度使用される。
(化3)
R1−Sy−(R3−Sy)n−R2 (2)
上記一般式(2)中、R1、R2は一価の炭化水素基で、それぞれ同一でも異なっていてもよく、R3は二価の炭化水素基、yは1以上の整数で、好ましくは1〜8で、繰り返し単位中においてそれぞれのyが同一または異なる数であることもあり、nは0または1以上の整数である。
上記R1、R2の一価の炭化水素基としては、炭素数2〜20の直鎖または分枝の飽和または不飽和脂肪族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基)、炭素数6〜26の芳香族炭化水素基が挙げられ、具体的には、エチル基、プロピル基、ブチル基、ノニル基、ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、ベンジル基、フェニル基、トリル基、ヘキシルフェニル基などが挙げられる。
上記R3の二価の炭化水素基としても、炭素数2〜20の直鎖または分枝の飽和または不飽和脂肪族炭化水素基、炭素数6〜26の芳香族炭化水素基が挙げられ、具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、フェニレン基などが挙げられる。
(化4)
R1−Sy−R2 (3)
上記一般式(3)中、R1、R2は、上記一般式(2)と同じであり、yは2以上の整数である。
具体的には、例えば、ジイソブチルジサルファイド、ジオクチルポリサルファイド、ジターシャリーノニルポリサルファイド、ジターシャリーブチルポリサルファイド、ジターシャリーベンジルポリサルファイド、あるいはポリイソブチレンやテルペン類などのオレフィン類を硫黄などの硫化剤で硫化した硫化オレフィン類などが挙げられる。
また、添加剤を選択し、硫黄系化合物とリン系化合物の混合物である極圧添加剤パッケージは製品の品質管理上好適であり、例えば、ルブリゾール社のアングラモール99,98Aや6043、アフトン社H340、H380各シリーズなどが挙げられる。
このジアルキルジチオリン酸亜鉛の具体例としては、ジプロピルジチオリン酸亜鉛、ジブチルジチオリン酸亜鉛、ジペンチルジチオリン酸亜鉛、ジヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジイソペンチルジチオリン酸亜鉛、ジエチルヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジオクチルジチオリン酸亜鉛、ジノニルジチオリン酸亜鉛、ジデシルジチオリン酸亜鉛、ジドデシルジチオリン酸亜鉛、ジプロピルフェニルジチオリン酸亜鉛、ジペンチルフェニルジチオリン酸亜鉛、ジプロピルメチルフェニルジチオリン酸亜鉛、ジノニルフェニルジチオリン酸亜鉛、ジドデシルフェニルジチオリン酸亜鉛、ジドデシルフェニルジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。本発明においては、セカンダリータイプの炭素数3から6までのものが特に有効である。
ZnDTPの使用量は、(ZnDTPのZn量)/(式1で表されるカルボン酸エステルを含有するジアルキルジチオリン酸エステルの量)が約0〜0.1程度となる量で使用することが好ましい。
(1)基油
(1−1)基油A:APIのグループ3(特性:40℃の動粘度;20mm2/s、100℃の動粘度4.3mm2/s、粘度指数;125)
(1−2)基油B:APIのグループ3(特性:40℃の動粘度;43mm2/s、100℃の動粘度;7.5mm2/s、粘度指数;132)
(1−3)トリメチロールプロパンエステル:(特性:40℃の動粘度;19mm2/s、100℃の動粘度;4.3mm2/s、粘度指数;137)
(2)硫黄−リン系極圧剤:SP系パッケージ添加剤
(3)ジアルキルジチオリン酸亜鉛(アルキル基として、イソプロピル(C3)と4メチル2ペンチル(C6)が約4:6となっているセカンダリーのもの)
(4)カルボン酸エステルを含有するジアルキルジチオリン酸エステル:上記一般式(1)に示すもので、Rがエチル基のもの。
(5)カルボン酸を含有するジアルキルジチオリン酸エステル:下記の化学式(4)で示される化合物
(7)流動点降下剤:アクリレート系流動点降下剤
(8)消泡剤:シリコーン系消泡剤
なお、比較例5には、市販のトヨタ純正トランスファーオイルGL−5 75W90を使用した。
実施例及び比較例の潤滑油組成物について、下記の数値を求め、表1に記載した。
1.100℃の動粘度(mm2/s)
2.リンの含有量(P量)(質量%)
3.Znの含有量(Zn量)(質量%)(計算量)
実施例及び比較例の性能を比較するために、下記の試験を行った。
(酸化性能試験)
酸化性能試験は、JIS K2514 に規定する潤滑油酸化安定度試験に準拠した試験法によって、135℃で96時間の加熱試験を行い、試験前後における下記項目について測定した。
1.100℃動粘度変化率(%)
評価基準:合格基準は10%以下とされている。
2.試験後の不溶解分(ペンタンB)(質量%)
評価基準:少ない方が良好である。
3.酸価(AN)増加量(mgKOH/g)
評価基準:少ない方が良好である。
(耐オイルシール性)
耐オイルシール性試験は、以下の浸漬試験法に準拠して、120℃で70時間の試験を行い、試験前後における下記項目について測定した。
1.硬さの変化(JIS K6253)
評価基準:「−」は柔らかくなったこと、「+」は硬くなったことを示す。
2.体積変化率(%)(JIS K6258)
3.引張強さ変化率(%)(JIS K6251)
評価基準:合格基準は−40%以内とされている。
4.伸び変化率(%)(JIS K6251)
評価基準:合格基準は−40%以内とされている。
(シンクロ特性試験)
シンクロ特性試験は、シンクロおよびギヤ(コーン角度7°、半径30.8mm)を用いて、ギヤ回転数1200rpm、シンクロ押付け力400N、押付け時間0.5秒、休止時間1.0秒、油温80℃、サイクル数10万回で行い、下記項目について測定した。
1.摩擦係数
評価基準:合格基準は0.09〜0.14程度とされている。
2.摩耗量 シンクロとギヤコーンの間の隙間の変化量
摩耗量=試験前隙間−試験後隙間によるクリアランス幅(mm)で示される。
評価基準:少ない方が好ましい。
(実機耐久性評価・差動耐久試験)
実施例1と比較例5を使用して、試験を行った。
(1)使用部品:2リットルエンジン用のトルセン機構付きトランスファ
(2)評価条件:下記ステップ1、ステップ2を順次反復(500サイクル)して円滑に差動しているか否かを判定する。
ステップ1:入力回転数 500rpm
入力トルク 800N・m
出力回転数 1000rpm(リヤ側)
油 温 40℃
時 間 10分
ステップ2:運転停止(静置)
時 間 15分
(3)評価基準:円滑に作動した場合を「合格」とし、損傷があった場合を「不合格」とする。
(実機燃費評価・車両燃費試験)
実施例1と比較例5を使用して、試験を行った。
(1)使用車両:2リットルエンジン搭載・FR系四輪駆動車
(2)評価条件:EC Coldモード
(3)評 価:比較例5との間の燃費効果の良否を%で表示する。
(実用性綜合評価)
フルタイム四輪駆動トランスファ用潤滑油としての実用性能について綜合評価を行った。比較例5の潤滑油を基準油とし、上記各種の試験項目において同等以上のものは「OK」とし、一部の項目においても劣っているものを「NG」とした。
上記各試験の結果を表1に表示した。
(評価)
実施例1のものは、カルボン酸エステルを含有するジアルキルジチオリン酸エステル(式1の化合物)を使用してZnDTPを含まないものであり、酸化安定性の100℃の粘度変化率の基準は−2.8%で優良であり、不溶解分(ペンタンB)の量が0.06質量%と少なく、酸価増加量も少なく、良好な酸化安定性を示している。また、耐オイルシール性において、実施例1のものは僅かに柔らかくなっているが、体積変化率も小さい。引張強さ変化率及び伸び変化率は、いずれも合格基準値より小さく、耐オイルシール性において優良な結果が出ている。さらに、シンクロ特性において、摩耗量も少なくて、好ましい状態である。実機耐久性評価・差動耐久試験において合格しており、比較例5に比べて車両燃費試験の結果が0.5%向上しており、これは特に100℃の動粘度が低いことによるものと推定されるが、更に好ましい結果が得られている。
実施例2のものは、カルボン酸エステルを含有するジアルキルジチオリン酸エステルと少量のZnDTPを含むものであるが、実施例1に比べて耐オイルシール性の引張強さ変化率及び伸び変化率においてやや劣るものの、良好な結果が得られている。
このように、実施例1及び2のものは、実用性綜合評価において良好である。
これに対して、比較例1のものは、100℃の粘度変化率及び不溶解分(ペンタンB)の量の数値が悪くて酸化安定性に劣っており、耐オイルシール性においても劣っている。比較例2及び3のものは、100℃の粘度変化率及び不溶解分(ペンタンB)の量の数値が悪くて酸化安定性に劣っている。比較例4のものは、シンクロ特性における摩耗量が大きくて好ましくない。比較例5のトヨタ純正トランスファーオイルGL−5 75W90は、全体的に良好な結果が得られているが、実施例1、2では、この比較例5よりも更に良好な結果が出ていることが判る。
Claims (3)
- ジアルキルジチオリン酸亜鉛を亜鉛量として0.05質量%以下更に含有する請求項1記載のフルタイム四輪駆動トランスファ用潤滑油組成物。
- 上記潤滑油組成物がAPIのギヤ油分類において極圧レベルGL5を満たし、ニトリルゴム製シール材に対してシール保持性を有している請求項1または2に記載のフルタイム四輪駆動トランスファ用潤滑油組成物。
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