NO129068B

NO129068B -

Info

Publication number: NO129068B
Application number: NO00292/68A
Authority: NO
Inventors: H Adelaar; Goethem J Van; Brussel M Van
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1967-01-23
Filing date: 1968-01-23
Publication date: 1974-02-18
Also published as: FI53642C; NL6701055A; DE1562121B2; US3532976A; IE31817B1; DK141590C; SE368314B; DE1562121A1; CH477789A; BE709718A; FI53642B; IE31817L; ES349621A1; DK141590B; FR1565457A; AT296396B; GB1147572A

Description

Lett bevegelig smøremiddel. Light moving lubricant.

Oppfinnelsen vedrører smøremiddel-sammensetninger, som er egnet til veivkasse- og sylindersmøring for forbrenningsmotorer, spesielt dieselmotorer. Smø-remiddelsammensetningene ifølge oppfinnelsen er spesielt egnet til smøring av sylindrene på forbrenningsmotorer når motoren drives med restbrensel, blandinger av restdestillatbrensel eller destillatbrensel som danner en stor del sure produkter ved forbrenning. Destillatbrensel som danner en stor del sure produkter ved forbrenning omfatter de som har et totalt svovelinnhold på minst 0,1 vekts-pst. The invention relates to lubricant compositions, which are suitable for crankcase and cylinder lubrication for internal combustion engines, especially diesel engines. The lubricant compositions according to the invention are particularly suitable for lubricating the cylinders of internal combustion engines when the engine is operated with residual fuel, mixtures of residual distillate fuel or distillate fuel which form a large proportion of acidic products during combustion. Distillate fuels which form a large proportion of acidic products during combustion include those which have a total sulfur content of at least 0.1% by weight.

Bruken av det ovennevnte brensel er ønskelig av hensyn til den lave pris, men det er blitt funnet at slik bruk fremkaller særlig høy sylinderslitasje på grunn av nærværet i brenselet av forskjellige uor-ganiske stoffer som svovel og i noen tilfelle vanadium og natrium. Rensing av maskiner, som bruker slikt brensel, er også utilfredsstillende. The use of the above-mentioned fuel is desirable due to the low price, but it has been found that such use causes particularly high cylinder wear due to the presence in the fuel of various inorganic substances such as sulfur and in some cases vanadium and sodium. Cleaning machines that use such fuel is also unsatisfactory.

Det er nå funnet at sylinderslitasje-graden og rensingen av maskiner som drives med slikt brensel kan forbedres vesent- It has now been found that the degree of cylinder wear and the cleaning of machines operated with such fuel can be significantly improved.

lig ved bruk av en spesiell type smøre-middelsammensetning for sylindrene. Smøremiddelsammensetningen er også en tilfredsstillende veivkassesmøring og kan derfor benyttes ved trunk-stempel-maskiner som benytter det samme smøremiddel for veivkasse og sylinder. due to the use of a special type of lubricant composition for the cylinders. The lubricant composition is also a satisfactory crankcase lubrication and can therefore be used for trunk-piston machines that use the same lubricant for crankcase and cylinder.

I henhold til oppfinnelsen er det til-veiebrakt en lett-bevegelig smøremiddel-sammensetning som omfatter en smøreolje hvori der er oppløst opptil 40 vekt-pst., for-trinsvis 5—25 vekts-pst. av en tilsetnings- According to the invention, an easily mobile lubricant composition is provided which comprises a lubricating oil in which up to 40% by weight, preferably 5-25% by weight, is dissolved. of an additive

sammensetning som består av en polymer organisk aluminiumforbindelse med den generelle formel OnAlniX1); idet X er en acetylgruppe (dvs. en gruppe som har formelen RCOO-, idet R er et alifatisk eller aromatisk kullvannstoff eller substituert kullvannstoffradikal), m, n og p er hele tall, m er ikke mindre enn 2, m/n er 0,75— 2,0 og m/p er 0,5—3,0. Det skal forstås at acylatgruppene i et hvilket som helst gitt molekyl av tilsetningen kan være like eller forskjellige. composition consisting of a polymeric organic aluminum compound of the general formula OnAlniX1); where X is an acetyl group (ie a group having the formula RCOO-, where R is an aliphatic or aromatic carbon hydrogen or substituted carbon hydrogen radical), m, n and p are whole numbers, m is not less than 2, m/n is 0 .75— 2.0 and m/p is 0.5—3.0. It should be understood that the acylate groups in any given molecule of the additive may be the same or different.

Acylatgruppene er fortrinnsvis de som er avledet fra benzoe- eller salicylsyrer, eller alifatiske monokarbonsyrer som har 12—20 kullstoffatomer, f. eks. fra stearin eller olein av handelskvalitet. The acylate groups are preferably those derived from benzoic or salicylic acids, or aliphatic monocarboxylic acids having 12-20 carbon atoms, e.g. from commercial grade stearin or olein.

Foretrukne tilsetninger er slike hvori m, n og p alle er 3, spesielt de med formelen: Preferred additions are those in which m, n and p are all 3, especially those of the formula:

idet X, X' og X" er acylat-grupper som er like eller forskjellige. wherein X, X' and X" are acylate groups which are the same or different.

De polymere organiske aluminium-forbindelser, som anvendes i sammenset-ningene ifølge oppfinnelsen, beskrives van-ligvis som polyokso-aluminium-acylater. De kan fremstilles ved oppvarming av aluminium-alkoholat med vann og karbon-syre i ett eller flere trinn og fortrinnsvis i et inert ikke flyktig fortynningsmiddel, som en lett smøreolje. Alternativt kan de fremstilles ved oppvarming av aluminium-alkoholater med karbonsyrer alene for å frigjøre alkoholen og å danne acyloksy-aluminium-alkoholatforbindelser og ytter-ligere oppvarming av sistnevnte forbin-delse. The polymeric organic aluminum compounds used in the compositions according to the invention are usually described as polyoxo aluminum acylates. They can be prepared by heating aluminum alcoholate with water and carbonic acid in one or more steps and preferably in an inert non-volatile diluent, such as a light lubricating oil. Alternatively, they can be prepared by heating aluminum alcoholates with carboxylic acids alone to liberate the alcohol and form acyloxy aluminum alcoholate compounds and further heating the latter compound.

Noen av de polymere organiske alu-miniumforbindelsene, som det er referert til ovenfor, vil når de er løst i smøreoljer forandre oljen til grease i nærvær av vann og når slike stoffer benyttes til å fremstille smøresammensetninger ifølge oppfinnelsen, er det nødvendig å tilsette et antige-leringsstoff for å bibeholde sammensetningen i en lettbevegelig form. 8-hydroksykinolin er blitt funnet å være et egnet an-ti-geleringsstoff for dette formål. Some of the polymeric organic aluminum compounds referred to above, when dissolved in lubricating oils, will change the oil to grease in the presence of water and when such substances are used to prepare lubricating compositions according to the invention, it is necessary to add an anti -clay substance to maintain the composition in an easy-to-move form. 8-Hydroxyquinoline has been found to be a suitable anti-gelling agent for this purpose.

Noen av aluminiumtilsetningene forekommer i handelen under varemerket «Manalox». Et slikt stoff som finnes i handelen (nedenfor kalt Ml) har en gele-lig-nende struktur og består av 40 vekts-pst. av en lett smøreolje og 60 vekts-pst. av et stoff med formel I, hvori % av acylatgruppene er avledet fra stearinsyre og den siste tredjedel er avledet fra benzoesyre. Et annet slikt materiale (M2) består av en oppløsning av en vektsdel iso-propyl-oleat med en vektsdel av et stoff med formel I, hvori alle acylatgruppene er avledet fra oleinsyre av handelskvalitet. Some of the aluminum additives appear in the trade under the trademark "Manalox". Such a substance found in the trade (hereinafter called Ml) has a gel-like structure and consists of 40% by weight. of a light lubricating oil and 60 wt. of a substance of formula I, in which % of the acylate groups are derived from stearic acid and the last third is derived from benzoic acid. Another such material (M2) consists of a solution of one part by weight of isopropyl oleate with one part by weight of a substance of formula I, in which all the acylate groups are derived from oleic acid of commercial quality.

Smøreoljene som benyttes i sammen-setningene ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis en mineralsmøreolje, spesielt en SAE 30, 40 eller 50 grads olje. The lubricating oils used in the compositions according to the invention are preferably a mineral lubricating oil, especially an SAE 30, 40 or 50 grade oil.

Det skal nå beskrives to eksempler på oppfinnelsen. Two examples of the invention will now be described.

Eksempel 1. Example 1.

Et antall sammenlignende prøverek-ker ble utført på en Ruston-maskin (en horisontal, enkelsylindret dieselmotor med lav hastighet, som har separat sylinder-smøring), idet det i hvert tilfelle ble benyttet et restbrensel, som har en viskositet ved 38° C på 1500 sek. Redwood I, og idet det som sylindersmøring ble benyttet etter tur de følgende lett-bevegelige smøre-sammensetninger. A number of comparative test runs were carried out on a Ruston machine (a horizontal single cylinder low speed diesel engine having separate cylinder lubrication), in each case using a residual fuel having a viscosity at 38°C of 1500 sec. Redwood I, and as the cylinder lubrication was used in turn the following easy-to-move lubrication compositions.

Basis olje P: Base oil P:

En SAE 30 graders mineralsmøreolje som har en Redwood I viskositet på 140 An SAE 30 degree mineral lubricating oil that has a Redwood I viscosity of 140

sek. ved 60° C og en viskositetsindeks Sec. at 60° C and a viscosity index

på- 65. on- 65.

Sammensetning A: Composition A:

Basis-olje P 94,5 vekts-pst. Kalsiumsepe 1,5 vekts-pst. Kalsiumkarbonat 4,0 vekts-pst. Base oil P 94.5% by weight. Calcium soap 1.5% by weight. Calcium carbonate 4.0% by weight.

Sammensetning B: Composition B:

En marine dieselolje som forekommer i handelen og som består av en vann-i-olje-emulsjon som inneholder kal-siumacetat oppløst i den vandige fase. A commercially available marine diesel oil consisting of a water-in-oil emulsion containing calcium acetate dissolved in the aqueous phase.

Sammensetning C: Composition C:

Basis-olje P 79,5 vekts-pst. Base oil P 79.5% by weight.

Ml 20,0 vekts-pst. Ml 20.0 weight percent.

8-hydroksykinolin 0,5 vekts-pst. 8-hydroxyquinoline 0.5% by weight.

De sammenlignende gjennomsnittlige sylinderslitasjegrader i løpet av 48 timers drift var som følger: The comparative average cylinder wear rates during 48 hours of operation were as follows:

Det ses at ved anvendelse av smøre-sammensetningen ifølge oppfinnelsen It is seen that when using the lubricating composition according to the invention

(sammensetning C) under driften av Ruston-maskinen er det en markert nedset-ning i sylinderens slitasjegrad. (composition C) during the operation of the Ruston machine there is a marked decrease in the degree of cylinder wear.

Når det istedenfor stoffet Ml benyttes stoffet M2 er det ikke nødvendig med noe anti-geleringsstoff for å holde sammensetningen lettbevegelig. When the substance M2 is used instead of the substance Ml, no anti-gelling substance is necessary to keep the composition easily mobile.

Eksempel 2. Example 2.

Sammenlignende prøverekke ble utført i en trunk stempelmaskin. Motoren var en Gardner 1LW som er en enkeltsylindret, A comparative series of tests was carried out in a trunk punch machine. The engine was a Gardner 1LW which is a single cylinder,

4-takts, direkte injeksjons dieselmotor med 4-stroke, direct injection diesel engine with

høy hastighet, som når det gjelder smø-ring og brenselegenskaper, representerer hoveddelen av dieselmotorer som anvendes for veitransport i England. high speed, which in terms of lubrication and fuel properties, represents the bulk of diesel engines used for road transport in England.

Prøvebetingelsene var følgende: The test conditions were the following:

Varighet: Duration:

100 timer. 100 hours.

Belastning: Load:

70 bmep (gjennomsnittlig effektivt bremsetrykk) (13,62 kg) 70 bmep (average effective brake pressure) (13.62 kg)

Hastighet: Speed:

1000 omdr/min. 1000 rpm.

Kjølevannets utgangstemperatur: Cooling water outlet temperature:

75° C 75° C

Smøreoljetemp: Lube oil temp:

65° C 65° C

Brensel: Fuel:

Destillat-gassolje fra en råolje fra Midt-Østen som har et kokepunkts-område fra 200—370° C, en diesel-in-deks på 62 og et totalt svovelinnhold på 0,86 vekt-pst. Distillate gas oil from a crude oil from the Middle East which has a boiling point range of 200-370° C, a diesel index of 62 and a total sulfur content of 0.86 weight-percent.

To prøverekker ble utført, idet det ble benyttet følgende smøringer for veivkas-sen og sylinderen. Two series of tests were carried out, using the following lubrications for the crankcase and cylinder.

Basis-olje Q: Base oil Q:

En SAE 30 graders mineralsmøreolje, An SAE 30 degree mineral lubricating oil,

som har en viskositet på 160 sek. Redwood I ved 60° C og en viskositetsindeks på 95. which has a viscosity of 160 sec. Redwood I at 60°C and a viscosity index of 95.

Sammensetning D: Composition D:

Basis-olje Q 85,0 vekts-pst. M2 15,0 vekts-pst. Base oil Q 85.0% by weight. M2 15.0 weight percent.

Prøveresultatene er angitt i tabell I. The test results are given in Table I.

Den anvendte metode for å skaffe ma-skinens feilydelser var avpasset fra meto-den anvendt av U.S. Navy til klassifisering av smøreoljer. (S.A.E. Journal — Transac-tions Vol. 53. No. 5). The method used to obtain the machine's error performance was adapted from the method used by the U.S. Navy for classification of lubricating oils. (S.A.E. Journal — Transactions Vol. 53. No. 5).

Ring-slitasjen ved prøven hvor det ble The ring wear at the test where it was

benyttet ublandet olje (basis-olje Q) som used unmixed oil (base oil Q) which

smøring var normal når brenselets svovelinnhold tas i betraktning og slitasjen ved lubrication was normal when the sulfur content of the fuel is taken into account and the wear of the wood

prøven hvor sammensetningen ifølge oppfinnelsen ble benyttet (sammensetning D) the sample where the composition according to the invention was used (composition D)

var meget lav. was very low.

Claims

1. Easily mobile lubricant, particularly suitable for crankcase and cylinder lubrication for internal combustion engines, including

also diesel engines that run on fuel with a high sulfur content, characterized in that it comprises a lubricating oil in which up to 40% by weight is dissolved. of an additive consisting of a polymeric organic aluminum compound with general formula 03A13X3, X being an acylate group.

2. Lubricant according to claim 1, characterized in that the amount of the additive is 5-25% by weight. of the lubricant.

3. Lubricant according to claim 1 or 2, characterized in that the acylate group in the additive is derived from benzoic or salicylic acids, or aliphatic monocarboxylic acids having 12-20 carbon atoms.

4. Lubricant according to claim 3, characterized in that the aliphatic monocarboxylic acid is commercially available stearic or oleic acid.

5. Lubricant according to claims 1-4, characterized in that % of the acylate groups in the additive are derived from stearic acid and the remaining third is derived from benzoic acid.

6. Lubricant according to claim 1-4, characterized in that all the acylate groups in the additive are derived from oleic acid of commercial quality.

7. Lubricant according to any one of the preceding claims, characterized in that the lubricating oil is an SAE 30, 40 or 50 grade mineral lubricating oil. Listed publications: Norwegian patent no. 91 695, 94 556.