JPH09217076A - 燃料直接噴射・クランク室掃気式二サイクルエンジンに適した潤滑剤組成物 - Google Patents
燃料直接噴射・クランク室掃気式二サイクルエンジンに適した潤滑剤組成物Info
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Abstract
抑制するのに有効な潤滑剤組成物を提供する。 【解決手段】 燃料直接噴射・クランク室掃気式二サイ
クルエンジンに適した潤滑剤組成物が開示される。この
潤滑剤組成物は過半量の、少なくとも1種の、潤滑粘度
を有する油、潤滑性のための少量の添加剤、ポリアルキ
ルアミド、イミダゾリン、ポリイソブチレン及び官能化
ポリイソブチレンを含む。潤滑性のための添加剤はグリ
セロールモノオレエート、酸・脂肪族・芳香族アミン−
ホスフェート及びスルホン酸ナトリウムを含む。酸・脂
肪族・芳香族アミン−ホスフェートはリン/酸素原子比
が4.0:1乃至4.5:1で、少なくとも1.2の酸
当量乃至1.0の塩基当量を有する。
Description
剤組成物及び燃料−潤滑剤混合物に関する。本発明は、
また、ピストンのスカッフィング(scuffing)
を抑制し、そしてリングの摩耗を防止する方法を含む。
数十年にわたり着実に増加して来た。それら内燃機関
は、現在、動力芝刈機その他動力で作動する装置類、動
力チェーンソー、ポンプ、発電機、船舶船外機、スノー
モービル、オートバイ等々に見いだされる。
って行くにつれて、その使用は、それらエンジンが運転
される条件の厳しさが増すことと相俟って、そのような
エンジンを十分に潤滑化する油の需要を増加せしめるに
至った。二サイクルエンジンに関連した問題にピストン
の潤滑性、スカッフィング(scuffing)又は摩損があ
る。この状態は、一般に、(40℃で100センチスト
ークス(cSt )以上の)比較的高い粘度の油又はブライ
トストックを添加することにより抑制される。この高粘
度の油とブライトストックは粘度を増してピストンの焼
き付き(seizure)を防止する作用を奏する。これら材
料の使用と結び付いている1つの問題は、燃焼室での沈
着物又はワニスの生成で、それは過早点火をもたらすこ
とがある。二サイクルエンジン中のブライトストックを
一部又は全部置換するために、高分子量の重合体を用い
ることができる。この重合体は粘度を増してピストンの
焼き付きを防止するように作用する。ブライトストック
若しくは高粘度の油又は高分子量重合体の使用に関連し
た問題は、それらの製品が二サイクルエンジンの点火プ
ラグを汚染する傾向があることである。
これらの特異な問題と技術から、二サイクルエンジンの
当業者は潤滑剤を他とは全く別の潤滑剤のタイプと認識
するに至った。例えば、米国特許第3,085,975
号、同第3,004,837号及び同第3,753,9
05号明細書を参照されたい。
れた潤滑性を与え、しかも高分子量の重合体、ブライト
ストック又は高粘度の油の使用の必要なしに、ピストン
のスカッフィングとリングの摩耗を抑制する潤滑剤の必
要が存在する。
ンのスカッフィングとリングの摩耗を抑制するに当たっ
て有効なものである。これらの利点は高分子量の重合
体、ブライトストック又は高粘度の油の使用の必要を要
することなく得られる。
潤滑粘度を有する油及び潤滑剤として有用な少量の添加
剤を含んで成る、燃料直接噴射・クランク室掃気式二サ
イクルエンジン(direct fuel injected, crankcase-sc
avenged two-stroke cycle engine )に適した潤滑剤組
成物を提供するものである。この添加剤はエステル化さ
れた多価アルコールとアミン−ホスフェートを含んで成
る。
れたグリセロールであるのが好ましい。それはグリセロ
ールモノオレエートであるのが更に好ましい。
アミン−ホスフェートであるのが好ましい。それはリン
/酸素原子比が4.0:1乃至4.5:1で、少なくと
も1.2の酸当量乃至1.0の塩基当量を有する酸・脂
肪族・芳香族アミン−ホスフェートであるのが更に好ま
しい。
リウムのような硫黄含有有機禁止剤も含んでいるのが好
ましい。
物はポリアルキルアミド、ポリイソブチレン及び官能化
ポリイソブチレンも含んでいる。
物を燃料直接噴射・クランク室掃気式二サイクルエンジ
ンのクランク室に供給し、そしてそのエンジンを作動さ
せることから成る、燃料直接噴射・クランク室掃気式二
サイクルエンジンを潤滑化する方法において使用するこ
とができる。
ては、潤滑剤組成物が過半量の、少なくとも1種の、潤
滑粘度を有する油及び少量のエステル化多価アルコール
とアミン−ホスフェートを含んで成る、燃料直接噴射・
クランク室掃気式二サイクルエンジンに適した潤滑剤組
成物を包含する。
料に関する。二サイクルエンジンに有用なこの潤滑組成
物は、重量で過半量の、少なくとも1種の、潤滑粘度を
有する油と、ピストンリングに対する粘着を抑制し、錆
びの生成を減少させ、そしてエンジンの全体的な清浄性
を増進するのに十分な、少量の本発明の添加剤から構成
される。
成の潤滑油及びそれらの混合物を含めて、潤滑粘度を有
する油を使用する。天然油には、動物油、植物油、鉱物
質の潤滑油、溶媒又は酸処理された鉱油、及び石炭又は
頁岩に由来する油がある。合成潤滑油には、炭化水素
油、ハロゲン置換炭化水素油、アルキレンオキシド重合
体、ジカルボン酸とポリオールとのエステル、リンを含
有する酸のエステル、高分子テトラヒドロフラン類及び
シリコン系油がある。
は、約40個以下、好ましくは2乃至20個、更に好ま
しくは2乃至10個の脂肪族系炭素原子を含有する。多
価アルコールには、ジ−、トリ−及びテトラエチレング
リコールを含むエチレングリコール類;ジ−、トリ−及
びテトラプロピレングリコールを含むプロピレングリコ
ール類;グリセロール;ブタンジオール;ヘキサンジオ
ール;ソルビトール;アラビトール;マンニトール;ス
クロース;フラクトース;グルコース;シクロヘキサン
ジオール;エリトリトール;並びにジ−及びトリペンタ
エリトリトールを含むペンタエリトリトール類があり、
好ましくはジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリトリト
ール及びジペンタエリトリトールである。
は約8乃至約18個の炭素原子を有するモノカルボン酸
によりエステル化されるが、但し少なくとも1個のヒド
ロキシル基はエステル化されないまま残されることが条
件である。モノカルボン酸の例に、酢酸、プロピオン
酸、酪酸及び脂肪性カルボン酸がある。脂肪性モノカル
ボン酸は8乃至30個の炭素原子を有するもので、これ
にはオクタン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール
酸、ドデカン酸及びタル油酸がある。これらのエステル
化多価アルコールの特定の例を挙げると、モノ−及びジ
オレエートを含むソルビトールオレエート類、モノ−及
びジステアレートを含むソルビトールステアレート類、
グリセロールジ−及び同トリオレエートを含むグリセロ
ールオレエート類、並びにエリトリトールオクタノエー
トがある。
れたグリセロールであるのが好ましい。それはグリセロ
ールモノオレエートであるのが更に好ましい。
ェートであるのが好ましい。それはリン/酸素原子比が
4.0:1乃至4.5:1で、少なくとも1.2の酸当
量乃至1.0の塩基当量を有する酸・脂肪族・芳香族ア
ミン−ホスフェートであるのが更に好ましい。
の1つの具体例は、R.T.バンダービルト社(R.T. V
anderbilt Company, Inc. )が市販するバンリューブ
(登録商標)(Vanlube R )692である。
は、前記の芳香族アミン−ホスフェートと共に使用され
るとき、相乗作用を可能にする量で存在する。それは、
また、油が酸素又は窒素の酸化物に暴露されたときにそ
の油の分解を減少させるに十分な量で存在する。硫黄含
有有機禁止剤に、有機スルフィド、有機ポリスルフィ
ド、硫化アルキルフェノール及びジチオカルバメート類
のような各種の物質がある。前記アミン−ホスフェート
中で使用されるスルホネートはスルホン酸ナトリウムで
あるのが好ましい。
−ホスフェートとの混合物の1つの具体例は、R.T.
バンダービルト社が市販するバンリューブ719であ
る。
リンのようなイミダゾリン類と米国特許第4,713,
188号明細書に開示されるもののようなポリアルキル
アミン類である。上記の米国特許を全ての目的について
ここに引用し、参照するものとする。
均分子量が400乃至2500、好ましくは約950の
ポリイソブチレンを10重量%まで含有することができ
る。このポリイソブチレンは10重量%まで、好ましく
は7重量%まで、更に好ましくは約5重量%まで、最も
好ましくは約3重量%までの量で存在する。ポリイソブ
チレンは潤滑剤の潤滑性と抗スカッフィング活性を改善
する作用を奏する。
は、数平均分子量が400乃至2500、好ましくは約
1300の官能化されたポリイソブチレンを15重量%
まで含有することができる。このオレフィンのための官
能基は、一般に、アミン系のものである。この官能化ポ
リイソブチレンは15重量%まで、好ましくは10重量
%まで、更に好ましくは約5重量%までの量で存在す
る。この官能化ポリイソブチレンは、従って、オレフィ
ン及びオレフィン重合体とアミン(モノ−またポリアミ
ン)との反応生成物である。この官能化ポリイソブチレ
ンは二サイクルエンジンにおいて優れた洗浄性能を提供
する。
成物と組み合わせて使用することも意図するものであ
る。このような添加剤に、例えば腐食・酸化抑制剤、流
動点降下剤、極圧剤、摩耗防止剤、コークス安定化剤及
び消泡剤がある。
助剤と腐食・酸化抑制剤を例示すると、塩素化ワックス
のような塩素化された脂肪族炭化水素及び塩素化された
芳香族化合物;有機スルフィド及び同ポリスルフィド;
硫化アルキルフェノール;ホスホ硫化炭化水素;主とし
てジ炭化水素及びトリ炭化水素ホスファイトを含むリン
エステル;並びにチオカルバミン酸金属塩が挙げられ
る。
は摩耗防止剤としても役立つ。亜鉛・ジアルキルホスホ
ロジチオエートが周知の1例である。
滑油にしばしば含められる特に有用なタイプの添加剤で
ある。油を基剤とする組成物におけるそのような流動点
降下剤の、そのような組成物の低温特性を改善するため
の使用は、この技術分野で周知である。例えば、C.
V.スモールヒアー(C.V. Smalheer )及びR.ケネデ
ィー スミス(R. Kennedy Smith)著・“潤滑剤用添加
剤(Lubricant Additives )”第8頁[オハイオ州(Oh
io)、クリーブランド(Cleveland )の出版社・レジア
ス ハイルス社(Lezius Hiles Co.)、1967年]を
参照されたい。
レート類;ポリアクリレート類;ポリアクリルアミド
類;ハロパラフィンワックスと芳香族化合物との縮合生
成物;ビニルカルボキシレート重合体;及びジアルキル
フマレートと脂肪酸のビニルエステルとアルキルビニル
エーテルとの三元共重合体である。本発明の目的に有用
な流動点降下剤、それらの製造技術及びそれらの用途
は、米国特許第2,387,501号、同第2,01
5,748号、同第2,655,479号、同第1,8
15,022号、同第2,191,498号、同第2,
666,746号、同第2,721,877号、同第
2,721,878号及び同第3,250,715号明
細書に記載されている。
するために使用される。典型的な消泡剤に、シリコーン
類又は有機重合体がある。更なる消泡剤組成物として
は、ヘンティーT.カーナー(Henty T.Kerner)著・泡
抑制剤(Foam Control Agents)[ノイズ データー社
(Noyes Data Corporation)、1976年]、第125
乃至162頁に記載されている。
次の実施例で更に説明する。これらの実施例は本発明を
例証するために与えられるものであって、本発明を限定
しようとするものではない。
クチァラー(OgiginalEngine Manufacturer:OEM )に
よってなされた。この試験設備はOEM所有の燃料直接
噴射式エンジンを含み、その設備の作動はOEM所有エ
ンジンにより500時間の試験サイクルで行われた。こ
の試験の際に、潤滑油はOEMに本発明者により供給さ
れた。この試験の潤滑剤は前記で詳述された完全潤滑剤
配合物より成るものと潤滑剤なしの潤滑剤配合物より成
るものであった。更に、その潤滑剤は、その効果を調べ
るために、第三者の潤滑油配合物にも添加された。
00時間毎に一時的に停止させてエンジンを調べたはず
である。試験の目標終点は500時間と設定された。潤
滑剤なしでは、OEMはエンジンを500時間作動させ
続け得るいかなる潤滑油配合物も見いだせ得なかった。
潤滑剤は、これを現存の潤滑油配合物に補充すると、摩
耗とスカッフィング防止・防護性の領域におけるその潤
滑剤の優れた性能に因り、OEMが500時間という試
験の目標終点に達するのに役立った。OEMの観察結果
を以下において詳細に説明する。
カート部上の陽極酸化コーティングの摩耗が減少した。
潤滑剤を使用する前は、そのコーティングの大きな領域
で摩耗し、金属がむき出しになった。また、ピストンリ
ングは400時間後に重度に摩滅し、そのときトップリ
ング、即ち上部リングの面接触は100%、また第二リ
ングでの面接触は約80%であった。試験前後のリング
を秤量することにより、リングの実際の摩耗低下を測定
しようと試みたが、その差は測定装置の精度より小さか
った。
滑剤なしでは、両潤滑油配合物は共に、上部リングの反
転(reversal)位置で、特に入口側(スラスト部)と排
気口の上部領域とに過度の摩耗が生ずることを示した。
研磨砥石による傷は非常に軽度であったが、それらは不
規則で、高度に摩耗していることを示していた。潤滑剤
を含む場合は、上部リングの上部反転位置における入口
側で内腔研磨量が極く少量であることが明らかになっ
た。内腔表面の残りの部分における砥石傷は依然として
比較的新しかった。
ンジン用の潤滑剤を選ぶために40時間のエンジン試験
を行った。この試験では、完全潤滑剤配合物がその性能
の有効性を評価するために用いられた。性能考課を1−
10の尺度で与えるが、ここで10はエンジン各部が清
浄であること、従って潤滑性能が卓越していることを示
す。
・クランク室掃気式二サイクルエンジンであった。3気
筒の内2つの気筒で上記の潤滑剤配合物が用いられ、一
方第三の気筒ではOEMの参照油が用いられた(データ
ーは示さなかった)。OEMはエンジン性能に対して特
に重要な領域での潤滑油配合物の有効性を評価した。そ
の結果を以下に示す:
についてのOEMの評価により、その潤滑油はOEMエ
ンジンに優れた潤滑性を与えると判定された。
ン−ホスフェートより成る添加剤は燃料直接噴射・クラ
ンク室掃気式二サイクルエンジンに適した潤滑剤組成物
での使用に特に有用であるけれども、この添加剤は、ま
た、他の潤滑剤組成物及び各種の燃料組成物においても
有用であろう。
明したが、本出願は、当業者であれば前記の特許請求の
範囲の精神と範囲から逸脱しない範囲でなし得るだろう
色々な変更及び置換もカバーするものである。
Claims (9)
- 【請求項1】 次の: (a)過半量の、少なくとも1種の、潤滑粘度を有する
油;並びに (b)次の: (1)エステル化された多価アルコール、及び(2)ア
ミン−ホスフェートを含んで成る少量の添加剤;を含ん
で成る、燃料直接噴射・クランク室掃気式二サイクルエ
ンジンに適した潤滑剤組成物。 - 【請求項2】 前記のエステル化多価アルコールがエス
テル化されたグリセロールである、請求項1に記載の潤
滑剤組成物。 - 【請求項3】 前記のエステル化グリセロールがグリセ
ロールモノオレエートである、請求項2に記載の潤滑剤
組成物。 - 【請求項4】 前記のアミン−ホスフェートが脂肪族・
芳香族アミン−ホスフェートである、請求項1に記載の
潤滑剤組成物。 - 【請求項5】 前記の脂肪族・芳香族アミン−ホスフェ
ートがリン/酸素原子比が4.0:1乃至4.5:1
で、少なくとも1.2の酸当量乃至1.0の塩基当量を
有する酸・脂肪族・芳香族アミン−ホスフェートであ
る、請求項4に記載の潤滑剤組成物。 - 【請求項6】 前記の添加剤が硫黄含有有機禁止剤を更
に含んでいる、請求項1に記載の潤滑剤組成物。 - 【請求項7】 前記の硫黄含有有機禁止剤がスルホン酸
ナトリウムである、請求項6に記載の潤滑剤組成物。 - 【請求項8】 次の: (a)過半量の、少なくとも1種の、潤滑粘度を有する
油; (b)次の: (1)グリセロールモノオレエート; (2)リン/酸素原子比が4.0:1乃至4.5:1
で、少なくとも1.2の酸当量乃至1.0の塩基当量を
有する酸・脂肪族・芳香族アミン−ホスフェート;及び (3)スルホン酸ナトリウムを含んで成る少量の添加
剤; (c)ポリアルキルアミド; (d)イミダゾリン; (e)ポリイソブチレン;並びに (f)官能化ポリイソブチレン;を含んで成る、燃料直
接噴射・クランク室掃気式二サイクルエンジンに適した
潤滑剤組成物。 - 【請求項9】 請求項1に記載の潤滑剤組成物を燃料直
接噴射・クランク室掃気式二サイクルエンジンのクラン
ク室に供給し、そして該エンジンを作動させることから
成る、燃料直接噴射・クランク室掃気式二サイクルエン
ジンを潤滑化する方法。
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