KR20180081521A - 모터 차량용 구동 시스템의 별개의 윤활 방법 - Google Patents

모터 차량용 구동 시스템의 별개의 윤활 방법 Download PDF

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KR20180081521A
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lubricating
engine
lubricating composition
composition
lubrication
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피에르 다베르라
니콜라 오브레히트
줄리앙 게랑
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Abstract

본 출원은 모터 차량용 구동 시스템의 별개의 윤활을 위한 방법에 관한 것이며, 상기 시스템은 압축기 및 함께 커플링된 상단 및 하단을 포함하는 내연 기관을 포함하고, 상기 방법은: - X가 0 또는 5를 나타내고, Y가 4, 8, 12, 16 또는 20을 나타내는 식 (X)W-(Y)로 규정된 SAE J300 등급을 갖는 윤활 조성물 CL1로 하단을 윤활하는 단계; - 윤활 조성물 CL1과 상이한 윤활 조성물 CL2로 상단을 윤활하는 단계; 및 - 윤활 조성물 CL2, 또는 윤활 조성물들 CL1 및 CL2와 상이한 윤활 조성물 CL3으로 압축기를 윤활하는 단계를 포함한다.

Description

모터 차량용 구동 시스템의 별개의 윤활 방법
본 발명은 모터 차량용 구동 시스템의 별개의 윤활을 위한 윤활 방법에 관한 것이다.
구동 시스템용 윤활 조성물은 때로 모순되는 많은 목적을 충족시켜야 한다. 이러한 목적은 윤활, 냉각, 시일링(sealing), 부식 방지 보호 및 압력 전달과 같은 엔진용 윤활 조성물의 5가지 주요 기능에서 비롯된다.
서로 미끄러지는 컴포넌트/부품의 윤활은 특히 마찰 및 마모를 줄이기 위한 결정적인 역할을 하므로 특히 모터 연료에 대한 절약을 가능하게 한다.
구동 시스템용 윤활 조성물에 대한 또 다른 필수 요건은 환경과 관련된 양태를 포함한다. 특히 CO2 배출을 줄일 목적으로 자동차 연료 소비를 줄이는 것이 실제로 필수적이 되었다. 촉매가 그 전체 수명 동안 완전히 기능을 발휘할 수 있도록 윤활 조성물을 제형화하여 유해 가스의 배출을 줄이는 것이 또한 중요하다. 예를 들어, 재처리, 후처리 또는 연소에 의해 그 제거를 줄이거나 제한하기 위해 유해성 첨가제의 사용을 제한하거나 회피하는 것이 또한 동등하게 중요하다.
따라서, 구동 시스템용 윤활 조성물의 성질은 오염 물질의 방출 및 자동차 연료 소비에 영향을 미친다. 에너지 절약을 달성할 수 있게 하는 구동 시스템용 윤활 조성물은 수락된 용어에 따라 종종 "연료 에코(eco)[연비]"(FE)라고 칭해진다. 이러한 "연료 에코" 오일은 이러한 새로운 요구를 충족시키기 위해 개발되었다.
현재의 모터 챠량의 대부분은, 단일 윤활 조성물이 상기 구동 시스템의 다양한 상이한 구성 부재를 윤활시키는 데 사용되는 구동 시스템을 갖추고 있다.
그러나, 주어진 동일 구동 시스템에서 윤활되는 다양한 구성 부재의 특징적인 피쳐 및 제한은 상이하다. 단일 윤활 조성물을 사용하는 현재의 관례로 인해, 윤활 조성물은 윤활되어야 하는 상이한 부재에 구체적으로 적응되지 않고, 윤활되어야 하는 부재의 모든 특징적인 피쳐 및 제한 사이에서 절충안을 제시한다. 따라서, 연료 에코에서 얻은 이득은 최적이 아니다.
따라서, 다양한 상이한 컴포넌트 부재의 별개의 윤활을 제공하는 구동 시스템을 개발하고, 구동 시스템의 상이한 컴포넌트 부재의 별개의 윤활을 위한 윤활 방법을 개발할 수 있다는 것에 관심이 있다.
본 발명의 하나의 목적은 모터 차량용 구동 시스템의 윤활에서, 연료 에코에서 상당한 이득, 특히 연료 에코에서 적어도 3%의 이득을 달성할 수 있게 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 모터 차량용 구동 시스템에서, 윤활되는 다양한 상이한 컴포넌트 부재에 특정적이고 적응된 윤활 조성물의 작동 구현을 가능하게 하는 것이다.
다른 목적들은 후술하는 본 발명의 설명을 읽을 때 명백해질 것이다.
이러한 목적들은, 모터 차량용 구동 시스템이 별개의 윤활을 위한 윤활 방법을 제공하는 본 발명에 의해 달성되며, 상기 시스템은, 함께 커플링된 엔진 상부(또는 상단) 및 엔진 하부(또는 하단)를 포함하는 내연 기관을 포함하고, 상기 방법은:
- X가 0 또는 5를 나타내고, Y가 4, 8, 12, 16 또는 20을 나타내는 식 (X)W-(Y)로 규정된 SAE J300 등급을 갖는 윤활 조성물 CL1로 엔진 하부를 윤활하는 단계; 및
- 상기 윤활 조성물 CL1과 상이한 윤활 조성물 CL2로 엔진 상부를 윤활하는 단계를 포함한다.
본 발명과 관련하여, 용어 "별개의 윤활"은 윤활될 컴포넌트 부재에 따른 별개의 윤활 조성물, 하나는 엔진 상부(상단)의 요소의 윤활을 위한 것이고 다른 하나는 엔진 하부(하단)의 요소의 윤활을 위한 것인, 통상적으로 적어도 2개의 분리된 윤활 조성물이 존재한다는 사실을 나타내는 것으로 이해된다. 후술하는 바와 같이, 유리한 방식에서, 구동 시스템은 하나는 엔진 상부에 공급하고 두번째 것은 엔진 하부에 공급하는 적어도 2개의 별개의 윤활 시스템을 포함한다.
본 발명과 관련해서, 용어 "별개의 윤활 조성물" 또는 "상이한 윤활 조성물"은, 그 구성 요소에 의해, 특히 그 구성 요소의 성질 및/또는 조성물의 다양하고 상이한 구성 요소의 비율에 의해 서로 구별되는 윤활 조성물을 칭하는 것으로 이해된다.
유리한 방식에서, 본 방법은 엔진 하부의 레벨 및 엔진 상부의 레벨에서 윤활제를 최적화할 수 있게 한다.
본 발명과 관련하여, 용어 "엔진 상부"(상단)는 엔진의 하부에 조립되는 실린더 헤드 또는 실린더 헤드들로 구성되는 엔진의 부분을 칭하는 것으로 이해된다. 실린더 헤드는 흡기 파이프 및 흡기 밸브를 통해 연소실에 흡기 가스의 분배, 그리고 배기 파이프 및 배기 밸브를 통해 연소 가스의 배출을 위한 자리이다.
본 발명과 관련하여, 용어 "엔진 하부"(하단)는 실린더를 포함하는 ““엔진 블록”” 내의 이동 가능한 커플링(커넥팅 로드, 피스톤 및 크랭크 샤프트) 및 엔진 윤활제를 포함하는 하우징을 포함하는 엔진의 부분을 칭하는 것으로 이해된다.
"엔진 하부"와 "엔진 상부 또는 상부들" 사이의 경계는 실린더 헤드의 하나 이상의 시일(seal)(들)에서 드러난다.
다음 섹션에서, 용어 "상부", "상위" 및 그 등가물은, 예를 들면 지면에 놓이는 사용 위치에 있을 때, 차량의 상부를 향해 수직으로 향하는 방향을 표기하는 데 사용된다. 용어 "하부", "하위" 및 그 등가물은 반대 방향을 표기하는 데 사용된다.
변형으로, 본 발명은 또한 상술한 구동 시스템의 예들, 특히 소위 "플랫(flat)" 엔진과는 상이한 공간적 구성을 갖는 엔진에 적용 가능하다. 이들 특정 엔진의 경우, 엔진 상부가 반드시 엔진 하부 위에 배치될 필요는 없음이 이해된다. 따라서, 이들 특정 엔진의 경우, 상기에서 규정된 "엔진 상부"라는 용어는 특히 하나 이상의 제어 샤프트가 구비된 실린더 헤드를 칭하는 데 사용되며, 분배 시스템과 관련하여, 용어 "엔진 하부"는 특히 피스톤, 커넥팅 로드, 크랭크 샤프트, 실린더 및 연소실이 구비된 크랭크 케이스와 엔진 블록을 칭하는 데 사용된다.
하나의 특정 실시예에서, 본 발명은 압축기, 바람직하게는 터보 압축기 및 함께 커플링된 엔진 상부 및 엔진 하부를 포함하는 내연 기관을 포함하는, 모터 차량용 구동 시스템의 별개의 윤활을 위한 윤활 방법에 관한 것으로, 상기 방법은:
- X가 0 또는 5를 나타내고, Y가 4, 8, 12, 16 또는 20을 나타내는 식 (X)W-(Y)로 규정된 SAE J300 등급을 갖는 윤활 조성물 CL1로 엔진 하부를 윤활하는 단계;
- 윤활 조성물 CL1과 상이한 윤활 조성물 CL2로 엔진 상부를 윤활하는 단계; 및
- 윤활 조성물 CL2, 또는 윤활 조성물들 CL1 및 CL2와 상이한 윤활 조성물 CL3으로 압축기를 윤활하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명과 관련하여, 조성물 CL1은 0W-4, 0W-8, 0W-12, 0W-16, 0W-20, 5W-4, 5W-8, 5W-12, 5W-16 또는 5W-20, 바람직하게는 0W-8, 0W-12, 0W-16, 0W-20, 5W-8, 5W-12, 5W-16 또는 5W-20에서 선택되는 SAE J300 등급을 갖는다.
바람직하게는, 본 발명과 관련하여, 조성물 CL1은 최대 2.9 mPa.s와 동일한, 바람직하게는 1.4와 2.75 mPa.s 사이에서 이루어지는, 바람직하게는 1.7과 2.75 mPa.s 사이에서 이루어지는 150℃℃에서 고온 고전단 점도 측정(HTHS: high temperature high-shear viscosity measurement)을 갖는다.
HTHS 측정은 표준화된 방법 CEC-L-36-A-　90, ASTM D4683 및 ASTMD4741에 따라 고 전단(106 초-1) 및 고온에서 수행된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물 CL1, CL2 및 CL3은 하나 이상의 기유(base oil) 및 첨가제를 포함하며, 조성물 CL1, CL2 및 CL3은 서로 상이하며, 즉, 상이한 기유 및/또는 상이한 첨가제를 포함하고/하거나 상이한 비율의 기유 및/또는 첨가제를 포함한다.
본 발명에 따른 윤활 조성물에 사용되는 기유는 미국 석유 협회(API: American Petroleum Institute) 분류(또는 유럽 윤활유 산업 기술 협회(ATIEL: Technical Association of the European Lubricants Industry, Association Technique de L'Industrie Europeenne des Lubrifiants) 분류에 따른 그 등가물)(표 1)에 규정된 클래스에 따라 그룹 I 내지 V에 속하는 미네랄 또는 합성 기원의 오일 또는 그 혼합물일 수 있다.
포화 함량 황 함량 점도 지수(VI)
그룹 I광유 < 90% > 0.03% 80 ≤≤ VI < 120
그룹 II수소화 분해 오일 ≥≥ 90% ≤≤ 0.03% 80 ≤≤ VI < 120
그룹 III수소화 분해 또는 하이드로-이성화 오일 ≥≥ 90% ≤≤ 0.03% ≥≥ 120
그룹 IV 폴리알파올레핀(PAO: Polyalphaolefin)
그룹 V 그룹 I 내지 IV에 포함되지 않는 에스테르 및 다른 베이스
본 발명에 따른 미네랄 기유는 원유의 대기 및 진공 증류와, 그 후에 용매 추출, 탈 아스팔트, 용매 탈랍, 수소화 처리, 수소화 분해, 수소 이성질화 및 수소화 정제와 같은 정제 조작에 의해 얻어진 모든 유형의 기유를 포함한다.합성유와 광유의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.본 발명에 따른 윤활 조성물의 기유는 특정 카르복실산 에스테르 및 알콜 에스테르와 같은 합성유, 및 폴리알파올레핀으로부터 또한 선택될 수 있다. 기유로서 사용되는 폴리알파올레핀은 예를 들어, 4 내지 32개의 탄소 원자를 포함하는 단량체, 예를 들어, 옥텐 또는 데센으로부터 얻어지며, 100℃℃에서의 그 동적 점도(KV100)는 미국 재료 시험 학회 표준(ASTM D445)에 따라 1.5와 15㎟.s-1 사이로 구성된다. 이들 평균 분자량은 일반적으로 ASTM D5296 표준에 따라 250과 3000 사이로 구성된다.
본 발명에 따른 윤활 조성물은 조성물의 총 중량에 대하여 적어도 50 중량%의 기유를 포함할 수 있다. 보다 유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 조성물의 총 중량에 대하여 적어도 60중량%, 또는 심지어 적어도 70중량%의 기유를 포함한다. 특히 더욱 유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 조성물의 총 중량에 대하여 75 내지 99.9 중량%의 기유를 포함한다.
본 발명에 따른 윤활 조성물에 대한 바람직한 첨가제는 세정 첨가제, 내마모 첨가제, 마찰 조정 첨가제, 극압 첨가제, 분산제, 유동점 개선제, 소포제, 증점제 및 그 혼합물 중에서 선택된다.
바람직한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 적어도 하나의 내마모 첨가제, 적어도 하나의 극압 첨가제 또는 그 혼합물을 포함한다. 특히 바람직한 방식으로, 윤활 조성물 CL1은 내마모 첨가제를 포함하지 않는다.
내마모 첨가제 및 극압 첨가제는 이러한 표면에 흡착되는 보호 필름의 형성에 의해 마찰 접촉시 표면을 보호한다.
광범위하게 다양한 내마모 첨가제가 존재한다. 바람직한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물에 있어서, 내마모 첨가제는 금속 알킬티오포스페이트, 특히 아연 알킬티오포스페이트, 보다 구체적으로 아연 디알킬디티오포스페이트 또는 ZnDTP와 같은 포스포-황화 첨가제 중에서 선택된다. 바람직한 화합물은 식 Zn((SP(S)(OR7) (OR8))2를 가지며, 동일하거나 상이할 수 있는 R7 및 R8은 독립적으로 알킬기, 바람직하게는 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 나타낸다. 아민 포스페이트는 또한 본 발명에 따른 윤활 조성물에 채용될 수 있는 내마모 첨가제이다. 하지만, 이들 첨가제에 의해 제공된 인은, 이러한 첨가제가 회분(ash)을 생성하기 쉽기 때문에 자동차의 촉매계에 독으로 작용할 수 있다. 예를 들어 폴리 설파이드, 특히 황화 올레핀과 같은 어떠한 인도 포획하지 않는 첨가제로 아민 포스페이트를 부분적으로 대체함으로써 이러한 효과를 최소화할 수있다.
유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 윤활 조성물의 총 중량에 대하여, 0.01 내지 6 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 4 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%의 내마모 첨가제 및 극압 첨가제를 포함할 수 있다. 특히 바람직한 방식으로, 윤활 조성물 CL1은 어떠한 내마모 첨가제도 포함하지 않는다. 유리하게는, 윤활 조성물 CL1은 ZnDTP (아연 디티오포스페이트), MoDTP(몰리브덴 디티오포스페이트) 또는 황화 올레핀과 같은 타입의 어떠한 내마모 첨가제도 포함하지 않는다.
유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 적어도 하나의 마찰 조정 첨가제를 포함할 수 있다. 마찰 조정 첨가제는 금속 원소 및 회분이 없는 화합물을 제공하는 화합물로부터 선택될 수 있다. 금속 원소를 제공하는 화합물 중에서, 그 리간드가 산소, 질소, 황 또는 인의 원자를 함유하는 탄화수소 화합물일 수 있는 Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn과 같은 전이 금속 착체가 언급될 수 있다. 회분이 없는 마찰 조정 첨가제는 일반적으로 유기 기원이며, 지방산 및 폴리올의 모노에스테르, 알콕시화 아민, 알콕시화 지방 아민, 지방 에폭시드, 붕산화 지방 에폭시드; 지방 아민 또는 지방산 글리세롤 에스테르 중에서 선택될 수 있다. 본 발명에 따르면, 지방 화합물은 10 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 탄화수소기를 포함한다.
유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 윤활 조성물의 총 중량에 대하여, 0.01 내지 2 중량% 또는 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 1.5 중량% 또는 0.1 내지 2 중량%의 마찰 조정 첨가제를 포함할 수 있다.
유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 적어도 하나의 항산화 첨가제를 포함할 수 있다.
항산화 첨가제는 일반적으로 서비스 중인 윤활 조성물의 열화를 지연시키는 수단을 제공한다. 이러한 열화는 슬러지의 존재에 의해 또는 윤활 조성물의 점도 증가에 의해, 특히 퇴적물의 형성에 반영될 수 있다.
항산화 첨가제는 특히 자유 라디칼 억제제 또는 하이드로페록사이드의 파괴자로서 작용한다. 통상적으로 사용되는 항산화 첨가제의 유형 중에, 페놀 항산화 첨가제, 아민 항산화 첨가제, 인황 항산화 첨가제가 언급될 수 있다. 인황 항산화 첨가제와 같은 특정의 항산화 첨가제는 회분을 생성하는 경향이 있을 수 있다. 페놀 항산화 첨가제는 회분이 없을 수 있거나 실제로 중성 또는 염기성 금속염의 형태일 수 있다. 항산화 첨가제는 입체 장애 페놀, 입체 장애 페놀 에스테르 및 티오에테르 브릿지, 디페닐 아민, 적어도 하나의 C1-C12 알킬기로 치환된 디페닐 아민, N,N'-디알킬-아릴 디아민 및 그 혼합물을 포함하는 입체 장애 페놀에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따라, 입체 장애 페놀은 알콜 기능을 갖는 탄소에 인접한 적어도 하나의 탄소 원자가 적어도 하나의 C1-C10 알킬기, 바람직하게는 C1-C6 알킬기, 바람직하게는 C4 알킬기, 바람직하게는 3차 부틸 기로 치환된 페놀기를 포함하는 화합물 중에서 선택된다.
아민 화합물은 아마도 페놀 항산화 첨가제와 함께 사용될 수 있는 항산화 첨가제의 또 다른 클래스이다. 아민 화합물의 예는 방향족 아민이며, 예를 들면, 방향족 아민은 식 NRaRbRc를 갖고, Ra는 아마도 치환된 지방족 기 또는 방향족 기를 나타내고, Rb는 아마도 치환된 방향족 기를 나타내고, Rc는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 식 RdS(O)zRe를 갖는 기를 나타내고, Rd는 알킬렌 기 또는 알케닐렌 기를 나타내고, Re는 알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타내고, z는 0, 1 또는 2를 나타낸다.
황화된 알킬 페놀 또는 그 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염이 또한 항산화 첨가제로서 사용될 수 있다.
항산화 첨가제의 또 다른 클래스는 구리 화합물의 첨가제이며, 예를 들어, 구리의 티오- 또는 디티오-인산염, 구리염 및 카르복실산염, 디티오카르바메이트, 술폰산 염, 페네이트, 구리 아세틸아세토네이트가 있다. 구리(I) 및 구리(II) 염, 산 염 또는 숙신 무수 염이 또한 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 윤활 조성물은 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 모든 유형의 항산화 첨가제를 함유할 수 있다.
*유리한 방식으로, 윤활 조성물은 적어도 하나의 회분이 없는 항산화 첨가제를 포함한다.
또한, 유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 조성물의 총 중량에 대하여 적어도 하나의 항산화 첨가제의 0.1 내지 2 중량%를 포함한다.
본 발명에 따른 윤활 조성물은 또한 적어도 하나의 세정 첨가제를 포함할 수 있다.
세정 첨가제는 일반적으로 산화 및 연소의 2차 생성물을 용해시킴으로써 금속 부품의 표면 상의 퇴적물의 형성을 감소시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 윤활 조성물에 사용되는 세정 첨가제는 일반적으로 본 기술분야의 통상의 기술자에게 알려져 있다. 세정 첨가제는 친유성의 긴 탄화수소 사슬 및 친수성 헤드를 포함하는 음이온 화합물일 수 있다. 연관된 양이온은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 금속 양이온일 수 있다.
세정 첨가제는 바람직하게는 카르복실산, 술포네이트, 살리실레이트, 나프테네이트의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속 염뿐만 아니라 페네이트 염으로부터 선택된다. 알칼리 금속 및 알칼리 토금속은 바람직하게는 칼슘, 마그네슘, 나트륨 또는 바륨이다.
이들 금속염은 일반적으로 화학량론적 양 또는 실제로 과량으로, 따라서 화학량론적 양을 초과하는 양으로 금속을 함유한다. 그러면, 이들은 오버베이스(overbased) 세정 첨가제이며; 오버베이스 특성을 세정 첨가제에 제공하는 과량의 금속은 그 후 일반적으로 오일에 불용성 금속염, 예를 들어 카보네이트, 수산화물, 옥살레이트, 아세테이트, 글루타메이트, 바람직하게는 카보네이트의 형태로 존재한다.
*유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 윤활 조성물의 총 중량에 대하여 0.5 내지 8 중량% 또는 2 내지 4 중량%의 세정 첨가제를 포함할 수 있다.
동일하게 유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 또한 적어도 하나의 유동점 억제 첨가제(유동점 억제 PPD)를 포함할 수 있다.
파라핀 결정의 형성을 늦춤으로써, 유동점 억제 첨가제는 일반적으로 본 발명에 따른 윤활 조성물의 냉온 거동을 개선시킨다.
유동점 억제 첨가제의 예로, 알킬 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아릴아미드, 폴리알킬페놀, 폴리알킬나프탈렌, 알킬화 폴리스티렌이 언급될 수 있다.
유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 또한 적어도 하나의 분산제를 포함할 수 있다.
분산제는 만니히(Mannich) 염기, 숙신이미드 및 이의 유도체로부터 선택될 수 있다.
또한 유리한 방식으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 윤활 조성물의 총 중량에 대하여 0.2 내지 10 중량%의 분산제를 포함할 수 있다.
유리한 방식으로, 윤활 조성물은 또한 점도 지수를 개선시키는 적어도 하나의 중합체를 포함할 수 있다. 중합체 점도 지수 개선제의 예로서, 스티렌, 부타디엔 및 이소프렌, 폴리메타크릴레이트(PMA)의 중합 에스테르, 호모 중합체 또는 공중합체, 수소 첨가 또는 비 수소 첨가가 언급될 수 있다. 동일하게 유리한 방식으로, 본 발명의 윤활 조성물은 윤활 조성물의 총 중량에 대하여 1 내지 15 중량%의 중합체 점도 지수 개선제를 포함할 수 있다.
예를 들어, 조성물 CL1은 0W-20 등급 조성물이며, 예를 들어, Quartz 9000 Future 0W-20®® 또는 Quartz V-drive 0W-20®®이다.
예를 들어, 조성물 CL2는 5W-30 등급 조성물이며, 예를 들어, Quartz Ineo MC3 5W-30®®이다.
예를 들어, 조성물 CL3은 5W-40 등급 조성물이며, 예를 들어, Quartz 9000 5W-40®®이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 구현을 가능하게 할 수 있는 구동 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 구현을 가능하게 할 수 있는 구동 시스템의 개략도이다.
도 1에 나타낸 구동 시스템(1)은 예를 들어, 자동차와 같은 육상 기반 모터 차량인 모터 차량에 장착되도록 설계된다.
본 발명은 또한 모터 차량용 구동 시스템(1, 100)의 별개의 윤활을 위한 윤활 방법에 관한 것으로서, 모터 차량용 구동 시스템은:
- 함께 커플링되는 엔진 상부(5) 및 엔진 하부(7)뿐만 아니라, 적어도 하나의 피스톤(15) 및 크랭크 샤프트(9)를 포함하는 구동력 트레인을 포함하는 내연 기관(3); 및
- 내연 기관에 맞추어지고, 엔진 하부의 실린더들을 채우기 위한 입구 유체(A)를 적어도 부분적으로 압축하도록 설계된 압축기(35)를 포함하고,
상기 방법은,
- 메인 회로(105) 및 메인 펌프(103)를 포함하는 메인 윤활 시스템을 사용함으로써, 엔진 하부를 윤활 조성물 CL1로 윤활하는 단계; 및
- 메인 회로와 분리되는 적어도 하나의 2차 회로(115, 125, 135)와 2차 펌프(113, 123, 133)를 구동하는 적어도 하나의 2차 작동기(119, 129, 139)를 포함하는 2차 윤활 시스템을 사용함으로써, 윤활 조성물 CL2로 엔진 상부를 윤활하고/하거나 윤활 조성물 CL2로 압축기를 윤활하는 단계를 포함한다.
유리한 방식으로, 2차 작동기는 구동력 트레인과 기계적으로 독립적이다.
또한, 본 발명은 모터 차량용 구동 시스템(1, 100)의 별개의 윤활을 위한 윤활 방법에 관한 것으로, 모터 차량용 구동 시스템은:
- 함께 커플링되는 엔진 상부(5) 및 엔진 하부(7)뿐만 아니라, 적어도 하나의 피스톤(15) 및 크랭크 샤프트(9)를 포함하는 구동력 트레인을 포함하는 내연 기관(3); 및
- 내연 기관에 맞추어지고, 엔진 하부의 실린더들을 채우기 위한 입구 유체(A)를 적어도 부분적으로 압축하도록 설계된 압축기(35)를 포함하고,
상기 방법은,
- 메인 회로(105) 및 메인 펌프(103)를 포함하는 메인 윤활 시스템을 사용함으로써, 엔진 하부를 윤활 조성물 CL1로 윤활하는 단계;
- 메인 회로와 분리되고, 제1 2차 펌프(123)를 포함하는 제1 2차 윤활 시스템(125)을 사용함으로써 엔진 상부를 윤활 조성물 CL2로 윤활하는 단계; 및
- 제1 2차 회로와 분리되고, 제1 2차 펌프와 구분되고 분리되는 제2 2차 펌프(133)를 포함하는 제2 2차 윤활 시스템(135)을 사용함으로써, 압축기를 윤활 조성물 CL3으로 윤활하는 단계를 포함한다.
압축기는 특히 터보 과급기(turbocharger) 압축기일 수 있다.
본 특허 출원은 이제 이하에 제시되는 비한정적인 예를 사용하여 예시될 것이다.
본 발명에 따른 윤활 방법은 도 2에 나타낸 구동 시스템에 작동 구현되었으며, 사용되는 엔진은 자동차 제조사인 PSA 푸조 시트로엥(Peugeot Citroen)의 DW10 엔진이다. 서로 구별되는 조성물 CL1 및 CL2에 대해 2가지 시험이 수행되었다.
이 시험에서:
- 메인 회로(105)와 메인 펌프(103)를 포함하는 메인 윤활 시스템을 사용함으로써, 윤활 조성물 CL1로 엔진 하부(7)가 윤활되고;
- 실린더 헤드에 대응하는 엔진 상부(5)는 메인 회로와 분리되고 제1 2차 펌프(123)를 포함하는 제1 2차 윤활 시스템(125)을 사용함으로써, 윤활 조성물 CL2로 윤활되고; 및
*- 터보 과급기 압축기에 대응하는 압축기(35)는 제1 2차 회로와 분리되고 제1 2차 펌프와 구분 및 분리되는 제2 2차 펌프(133)를 포함하는 제2 2차 윤활 시스템(135)을 사용함으로써, 윤활 조성물 CL2로 윤활된다.
동작에 사용되는 윤활 조성물이 아래 표 2에 기재되어 있다:
시험 1 시험 2
CL1 그룹 III 기유
(표준 ASTMD445에 따라 측정된 KV100 = 4.1 mPa.s) 		85 82.8
첨가제
(마찰 조정제 유형: 몰리브덴 디티오카르바메이트;
PPD, 유형: 폴리메타크릴레이트;
분산제 유형: 숙신이미드;
세정제 유형: 페네이트, 술포네이트 및 카르복실레이트)		 11.2 11.2
중합체 1 (수소화 스티렌/이소프렌 공중합체) 3.8
중합체 2 (폴리메타크릴레이트) 6
CL2 기유 1 ( 표준 ASTMD445에 따라 측정된 KV100 = 4.1 mPa.s를 갖는 그룹 III 기유) 37.4 37.4
기유 2 ( 표준 ASTMD445에 따라 측정된 KV100 = 5.1 mPa.s를 갖는 그룹 III 기유) 15 15
기유 3 (표준 ASTMD445에 따라 측정된 KV100 = 4 mPa.s를 갖는 그룹 IV 기유) 30 30
첨가제(마찰 조정제 유형: 몰리브덴 디티오카르바메이트;
분산제 유형: 붕산화 에스테르;
내마모 유형: 아연 디티오포스페이트;
세정제 유형: 살리실레이트;
항산화제 유형: 페놀 및 아민)		 11.5 11.5
중합체 (수소화 스티렌/ 이소프렌 공중합체 및 폴리메타크릴레이트) 6,1 6,1
시험 1의 경우, 조성물 CL1은 SAEJ300 분류에 따라 매겨진 SAE 0W 16 등급으로 규정된다.시험 2의 경우, CL1 조성물은 SAEJ300 분류에 따라 매겨진 SAE 0W-20 등급으로 규정된다.시험 1과 시험 2의 연료 소비에서의 평균 이득은 아래의 3개 단계를 포함하는 아래의 방법을 효과적으로 구현함으로써 결정되었다:
- 비분리 구성에서의 소비의 측정: 이 단계는 조성물 CL2에 대응하는 0W30 등급의 기준 오일로, 표준 사이클 NEDC(New European Driving Cycle) (또는 NCEC Nouveau Cycle Europeen de Conduite)를 나타내는 안정화된 지점에서의 소비의 측정으로 구성되고;
- 분리된 구성에서의 소비의 측정: 이 단계는 첫 번째 단계에서와 동일한 동작 지점에서 동일한 소비 측정을 반복하는 것으로 구성되지만, 이번에는 윤활 시스템 회로가 도 2에 나타낸 바와 같이, 터보 과급기 압축기, 실린더 헤드 및 엔진 하부에 각각 전용인 3개의 서브-회로로 분리된 엔진을 갖는다. 터보 과급기 압축기 회로뿐만 아니라 실린더 헤드 회로는 조성물 CL2에 대응하는 제1 단계에서와 동일한 0W30 등급 기준 오일을 함유한다. 엔진 하부 회로에 관해서는 후보 오일 CL1을 함유한다.
- 별개의 윤활 구성에서 엔진의 후보 오일 CL1과 분리되지 않은 윤활 구성에서 엔진의 기준 오일 간에 비교 가능한 동작 지점에 대한 소비의 상대적 이득의 계산.
이 방법을 사용하여, 엔진 하부용으로 특별히 조성된 후보 오일 CL1을 갖는 별개의 윤활 엔진 시스템을 사용함으로써 각 동작 지점에서 연료 소비의 이득을 비교하는 것이 가능하다.
시험 1 및 2에 대한 연료 소비의 이득의 결과가 아래 표 3에 제시된다:
시험 1 시험 2
연료 소비에 대한 평균 이득(%) 3.94% 4.85%
상술한 결과는, 본 발명에 따른 윤활 방법의 동작 구현이 모터 연료 소비에서 상당한 이득, 구체적으로 3% 초과의 이득을 얻을 수 있음을 보여준다.

Claims (6)

  1. 압축기 및 함께 커플링된 엔진 상부(또는 상단) 및 엔진 하부(또는 하단)를 포함하는 내연 기관을 포함하는, 모터 차량용 구동 시스템의 별개의 윤활을 위한 윤활 방법에 있어서,
    X가 0 또는 5를 나타내고, Y가 4, 8, 12, 16 또는 20을 나타내는 식 (X)W-(Y)로 규정된 SAE J300 등급을 갖는 윤활 조성물 CL1로 상기 엔진 하부를 윤활하는 단계;
    상기 윤활 조성물과 상이한 윤활 조성물 CL2로 상기 엔진 상부를 윤활하는 단계; 및
    상기 윤활 조성물 CL2, 또는 상기 윤활 조성물들 CL1 및 CL2와 상이한 윤활 조성물 CL3으로 상기 압축기를 윤활하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물 CL1은 0W-4, 0W-8, 0W-12, 0W-16, 0W-20, 5W-4, 5W-8, 5W-12, 5W-16 또는 5W-20에서 선택되는 SAE J300 등급을 갖는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 CL1 조성물은 최대 2.9 mPa.s와 동일한 150℃℃에서 고온 고전단 점도 측정(HTHS: high temperature high-shear viscosity measurement)을 갖는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윤활 조성물 CL1이 어떠한 내마모성 첨가제도 포함하지 않는, 방법.
  5. 모터 차량용 구동 시스템(1, 100)을 윤활하기 위한, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 윤활 방법으로서,
    상기 모터 차량용 구동 시스템은,
    함께 커플링되는 엔진 상부(5) 및 엔진 하부(7)뿐만 아니라, 적어도 하나의 피스톤(15) 및 크랭크 샤프트(9)를 포함하는 구동력 트레인을 포함하는 내연 기관(3); 및
    상기 내연 기관에 맞추어지고, 상기 엔진 하부의 실린더들을 채우기 위한 입구 유체(A)를 적어도 부분적으로 압축하도록 설계된 압축기(35)를 포함하고,
    상기 방법은,
    메인 회로(105) 및 메인 펌프(103)를 포함하는 메인 윤활 시스템을 사용함으로써, 상기 엔진 하부를 윤활 조성물 CL1로 윤활하는 단계; 및
    상기 메인 회로와 분리되는 적어도 하나의 2차 회로(115, 125, 135)와 2차 펌프(113, 123, 133)를 구동하는 적어도 하나의 2차 작동기(119, 129, 139)를 포함하는 2차 윤활 시스템을 사용함으로써, 윤활 조성물 CL2로 상기 엔진 상부를 윤활하고/하거나 상기 윤활 조성물 CL2로 상기 압축기를 윤활하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 모터 차량용 구동 시스템(1, 100)을 윤활하기 위한, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 윤활 방법으로서,
    상기 모터 차량용 구동 시스템은,
    함께 커플링되는 엔진 상부(5) 및 엔진 하부(7)뿐만 아니라, 적어도 하나의 피스톤(15) 및 크랭크 샤프트(9)를 포함하는 구동력 트레인을 포함하는 내연 기관(3); 및
    상기 내연 기관에 맞추어지고, 상기 엔진 하부의 실린더들을 채우기 위한 입구 유체(A)를 적어도 부분적으로 압축하도록 설계된 압축기(35)를 포함하고,
    상기 방법은,
    메인 회로(105) 및 메인 펌프(103)를 포함하는 메인 윤활 시스템을 사용함으로써, 상기 엔진 하부를 윤활 조성물 CL1로 윤활하는 단계;
    상기 메인 회로와 분리되고, 제1 2차 펌프(123)를 포함하는 제1 2차 윤활 시스템(125)을 사용함으로써 상기 엔진 상부를 윤활 조성물 CL2로 윤활하는 단계; 및
    상기 제1 2차 회로와 분리되고, 상기 제1 2차 펌프와 구분되고 분리되는 제2 2차 펌프(133)를 포함하는 제2 2차 윤활 시스템(135)을 사용함으로써, 상기 압축기를 윤활 조성물 CL3으로 윤활하는 단계를 포함하는, 방법.
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