RU2621471C1 - Method for determining intensity of oxidation processes of lubricating oils - Google Patents
Method for determining intensity of oxidation processes of lubricating oils Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621471C1 RU2621471C1 RU2016131943A RU2016131943A RU2621471C1 RU 2621471 C1 RU2621471 C1 RU 2621471C1 RU 2016131943 A RU2016131943 A RU 2016131943A RU 2016131943 A RU2016131943 A RU 2016131943A RU 2621471 C1 RU2621471 C1 RU 2621471C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxidation
- absorption coefficient
- increment
- light flux
- lubricating oil
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности для определения механизма процессов окисления товарных смазочных масел или механизма старения работающих.The invention relates to measuring technique, in particular for determining the mechanism of oxidation processes of commercial lubricants or the aging mechanism of workers.
Известен способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, заключающийся в том, что смазочный материал постоянной массы нагревают в термостойком стакане, как минимум при трех температурах, превышающих температуру начала окисления, и перемешивают стеклянной мешалкой с постоянной скоростью вращения не более 12 часов, причем через равные промежутки времени отбирают пробы для фотометрирования, определяют коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испаряемость взвешиванием пробы до и после испытания, строят графические зависимости этих параметров от температуры испытания, а термоокислительную стабильность смазочного материала определяют по критической температуре работоспособности, температуре начала окисления и температуре начала испарения (Патент РФ №2274850 С1, дата приоритета 30.08.2004, дата публикации 20.04.2006, авторы: Ковальский Б.И. и др. RU).A known method for determining the thermo-oxidative stability of lubricants, which consists in the fact that a constant-mass lubricant is heated in a heat-resistant glass at least at three temperatures above the temperature of the onset of oxidation and mixed with a glass stirrer with a constant rotation speed of not more than 12 hours, and at regular intervals of time, samples are taken for photometry, the absorption coefficient of the light flux of oxidized oil and evaporation are determined by weighing the samples before and after the test They construct graphical dependences of these parameters on the test temperature, and the thermo-oxidative stability of the lubricant is determined by the critical working temperature, the temperature of the onset of oxidation and the temperature of the beginning of evaporation (RF Patent No. 2274850 C1, priority date 08/30/2004, publication date 04/20/2006, authors: Kovalsky B.I. et al. RU).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, принятый в качестве прототипа, согласно которому пробу смазочного материала испытывают в течение постоянного времени от максимальной температуры, превышающей температуру начала окисления с последующим ступенчатым ее понижением до значения, при котором наступает стабилизация коэффициента поглощения светового потока, затем температуру испытания смазочного материала ступенчато повышают до максимальной и повторно ее снижают до стабилизации коэффициента поглощения светового потока, установленный цикл изменения температуры повторяют до принятого значения коэффициента поглощения светового потока, отбирают пробу окисленного смазочного материала после каждой температуры испытания, фотометрируют, определяют коэффициент поглощения светового потока, испаряемость, скорость окисления и ее приращение, строят графические зависимости приращения скорости окисления и испаряемости от температуры испытания и скорости окисления смазочного материала от коэффициента поглощения светового потока, а термоокислительную стабильность испытуемого смазочного материала определяют по количеству циклов колебаний приращения скорости окисления до установленного значения коэффициента поглощения светового потока и по предельной температуре работоспособности, определяемой температурой, при которой приращение скорости окисления и испаряемости равны нулю (Патент РФ №2318206 С1, дата приоритета 15.06.2006, дата публикации 27.02.2008, авторы: Ковальский Б.И. и др. RU, прототип).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a method for determining the thermo-oxidative stability of lubricants, adopted as a prototype, according to which a sample of the lubricant is tested for a constant time from a maximum temperature exceeding the temperature of the onset of oxidation with its subsequent stepwise decrease to a value which occurs stabilization of the absorption coefficient of the light flux, then the temperature of the test lubricant st stepwise increase to maximum and reduce it again to stabilize the absorption coefficient of the light flux, the established cycle of temperature changes is repeated until the adopted value of the absorption coefficient of the light flux, a sample of oxidized lubricant is taken after each test temperature, photometry is determined, the absorption coefficient of the light flux, volatility, oxidation rate are determined and its increment, build a graphical dependence of the increment of oxidation rate and volatility on the test temperature and the oxidation rate of the lubricant from the absorption coefficient of the light flux, and the thermo-oxidative stability of the tested lubricant is determined by the number of oscillation cycles of the increment of the oxidation rate to the set value of the absorption coefficient of the light flux and by the limiting working temperature determined by the temperature at which the increment of the oxidation rate and volatility are zero ( RF patent №2318206 C1, priority date 06/15/2006, publication date 02/27/2008, authors: Kovalsky B.I. and other RU, prototype).
Недостатком аналога и прототипа является то, что известные способы обладают недостаточной информативностью об интенсивности процессов окисления, так как не учитывают влияние состава продуктов окисления.The disadvantage of the analogue and prototype is that the known methods have insufficient information about the intensity of the oxidation processes, since they do not take into account the influence of the composition of the oxidation products.
Задачей изобретения является повышение информативности способа за счет оценки влияния продуктов окисления на интенсивность процессов окисления.The objective of the invention is to increase the information content of the method by evaluating the effect of oxidation products on the intensity of oxidation processes.
Для решения поставленной задачи в способе определения интенсивности процессов окисления смазочных масел, включающем нагревание пробы испытуемого смазочного масла постоянной массы, перемешивание, фотометрирование, определение коэффициента поглощения светового потока окисленным смазочным маслом и испаряемости взвешиванием до и после испытания, построение графических зависимостей, по которым определяют параметры процессов окисления, согласно изобретению пробы смазочного масла постоянной массы термостатируют минимум при трех температурах с перемешиванием, через установленное постоянное время пробу окисленного смазочного масла взвешивают, определяют массу испарившегося масла и коэффициент испаряемости как отношение массы испарившегося масла к массе пробы до испытания, отбирают часть окисленной пробы для фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока, по полученным данным коэффициента поглощения светового потока и коэффициента испаряемости определяют показатель термоокислительной стабильности как их сумму, определяют приращение скорости изменения показателя термоокислительной стабильности как частное от деления приращения показателя термоокислительной стабильности за установленное постоянное время к этому времени окисления, строят графические зависимости показателя термоокислительной стабильности и приращения скорости его изменения от времени окисления и приращения скорости изменения показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока, по которым определяют интенсивность процессов окисления от времени окисления, коэффициента поглощения светового потока и температуры окисления.To solve this problem, in a method for determining the intensity of oxidation of lubricating oils, including heating a test sample of a constant-mass lubricating oil, mixing, photometry, determining the absorption coefficient of light flux by oxidized lubricating oil and evaporation by weighing before and after the test, building graphical dependencies by which the parameters are determined oxidation processes, according to the invention, constant-mass lubricating oil samples are thermostated at least at three rates with stirring, after a fixed constant time, the sample of oxidized lubricating oil is weighed, the mass of evaporated oil and the coefficient of evaporation are determined as the ratio of the mass of evaporated oil to the mass of the sample before testing, a part of the oxidized sample is taken for photometry and determining the absorption coefficient of the light flux, according to the obtained absorption coefficient luminous flux and evaporation coefficient determine the indicator of thermo-oxidative stability as their sum, determine the increment with The rate of change of the thermo-oxidative stability index as a quotient of the increment of the thermo-oxidative stability index for a fixed constant time by this time of oxidation, graphical dependences of the thermo-oxidative stability index and the increment of its rate of change on the oxidation time and the increment of the rate of change of the thermo-oxidative stability index and the light flux absorption coefficient are constructed, which determine the intensity of oxidation processes from the time of oxidation, to light absorption coefficient and oxidation temperature.
На фиг. 1а, б, в представлены зависимости показателя термоокислительной стабильности (а), приращения скорости его изменения (б), от времени и температуры окисления и приращения скорости изменения показателя термоокислительной стабильности (в) от коэффициента поглощения светового потока и температуры окисления минерального моторного масла М-10Г2к: 1 - 180°C; 2 - 170°C; 3 - 160°C; на фиг. 2а, б, в приведены те же зависимости для частично синтетического моторного масла Роснефть maximum 10W-40 SL/CF при тех же температурах; на фиг. 3а, б, в приведены те же зависимости для синтетического моторного масла Engine Oil 5W-30 SN/CF при тех же температурах; на фиг. 4 приведены зависимости приращения скорости изменения коэффициента поглощения светового потока от пробега автомобиля, работавшего на синтетическом моторном масле Ravenol 5W-40 SM/CF (два пробега).In FIG. 1a, b, c shows the dependences of the indicator of thermal oxidative stability (a), increment of the rate of change (b), time and temperature of oxidation, and increment of the rate of change of the indicator of thermal oxidative stability (c) on the absorption coefficient of the light flux and oxidation temperature of mineral motor oil M- 10G 2k : 1 - 180 ° C; 2 - 170 ° C; 3 - 160 ° C; in FIG. 2a, b, c show the same relationships for partially synthetic Rosneft maximum 10W-40 SL / CF engine oil at the same temperatures; in FIG. 3a, b, c show the same relationships for Engine Oil 5W-30 SN / CF synthetic engine oil at the same temperatures; in FIG. Figure 4 shows the dependences of the increment in the rate of change of the absorption coefficient of the light flux on the mileage of a car running on Ravenol 5W-40 SM / CF synthetic motor oil (two runs).
Способ определения интенсивности процессов окисления смазочных масел осуществляется следующим образом.The method for determining the intensity of the oxidation processes of lubricating oils is as follows.
Пробы исследуемого смазочного масла постоянной массы термостатируют при температурах, например, для моторных масел 180, 170, 160°C с перемешиванием. Температура испытуемой пробы и частота вращения мешалки поддерживаются автоматически на заданном уровне. Испытания проводят в течение постоянного времени, а продолжительность определяется временем достижения коэффициента поглощения светового потока значений 0,7-0,8. После каждого установленного времени окисления проба окисленного смазочного масла взвешивается, определяется масса испарившегося смазочного масла, определяется коэффициент испаряемости KG как отношение массы испарившегося смазочного масла к его массе до испытания. Отбирается часть пробы для фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока Кп Samples of the investigated constant weight lubricating oil are thermostated at temperatures, for example, for motor oils 180, 170, 160 ° C with stirring. The temperature of the test sample and the speed of the mixer are maintained automatically at a given level. The tests are carried out for a constant time, and the duration is determined by the time the absorption coefficient of the light flux reaches 0.7-0.8. After each set oxidation time, the sample of oxidized lubricating oil is weighed, the mass of the evaporated lubricating oil is determined, the evaporation coefficient K G is determined as the ratio of the mass of the evaporated lubricating oil to its mass before the test. Part of the sample is taken for photometry and determining the absorption coefficient of the light flux K p
где ϕ - монохроматический световой поток, падающий на слой смазочного масла в кювете; ϕо - световой поток, прошедший через слой окисленного смазочного масла.where ϕ is the monochromatic luminous flux incident on the layer of lubricating oil in the cell; ϕ about - the light flux passing through a layer of oxidized lubricating oil.
По результатам испаряемости и фотометрирования определяется показатель термоокислительной стабильности ПAccording to the results of evaporation and photometry, the indicator of thermo-oxidative stability P
П=Kn+KG.P = K n + K G.
Этот показатель учитывает сопротивляемость испытуемого смазочного масла окислению и испарению. Затем определяется приращение скорости изменения показателя термоокислительной стабильности ΔVп от установленного постоянного времени испытанияThis indicator takes into account the resistance of the test lubricating oil to oxidation and evaporation. Then, the increment of the rate of change of the thermo-oxidative stability index ΔV p from the set constant test time is determined
П2 и П1 - значения показателя термоокислительной стабильности, полученные при времени окисления соответственно t1 и t2.P 2 and P 1 are the values of the index of thermo-oxidative stability obtained at the oxidation time, respectively, t 1 and t 2 .
По полученным экспериментальным данным строят графические зависимости показателя термоокислительной стабильности от времени и температуры испытания, фиг. 1a, 2а и 3а, и его приращения скорости, фиг. 1б, 2б и 3б, от времени и температуры испытания, а также приращение скорости изменения показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока и температуры окисления, фиг. 1в, 2в и 3в.Based on the obtained experimental data, graphical dependences of the thermo-oxidative stability index on the time and temperature of the test are built, FIG. 1a, 2a and 3a, and its speed increment, FIG. 1b, 2b and 3b, from the time and temperature of the test, as well as the increment of the rate of change of the thermo-oxidative stability index from the absorption coefficient of the light flux and the oxidation temperature, FIG. 1c, 2c and 3c.
Согласно полученным данным, фиг. 1a, 2а и 3а, более термостойким к температурным воздействиям является частично синтетическое моторное масло Роснефть maximum 10W-40 SL/CF.According to the data obtained, FIG. 1a, 2a and 3a, Rosneft partially synthetic engine oil maximum 10W-40 SL / CF is more heat-resistant to temperature influences.
Влияние базовой основы на механизм окисления показан на фиг. 1б, 2б и 3б. Установлена общая закономерность изменения приращения скорости изменения показателя термоокислительной стабильности независимо от базовой основы и температуры окисления. Начальное увеличение приращения скорости, затем ее уменьшение и повторное увеличение связаны с образованием в моторных маслах продуктов окисления различной оптической плотности, которые названы условно первичными и вторичными. Первичные продукты образуются в начале процесса окисления, а затем переходят во вторичные более энергоемкие, с большей оптической плотностью и требующие для их образования больше тепловой энергии, поэтому приращение скорости изменения показателя термоокислительной стабильности ΔVп в этот период уменьшается, повторное увеличение приращения скорости ΔVп вызвано доокислением вторичных продуктов и увеличением их оптической плотности. Такой механизм окисления протекает во всех исследованных моторных маслах независимо от базовой основы.The effect of the base substrate on the oxidation mechanism is shown in FIG. 1b, 2b and 3b. The general regularity of the change in the increment of the rate of change of the index of thermo-oxidative stability is established, regardless of the basic basis and temperature of oxidation. The initial increase in the velocity increment, then its decrease and repeated increase are associated with the formation in the engine oils of oxidation products of various optical densities, which are conventionally called primary and secondary. Primary products are formed at the beginning of the oxidation process, and then turn into secondary, more energy-intensive, with higher optical density and requiring more thermal energy for their formation, therefore, the increment in the rate of change of the thermo-oxidative stability index ΔV p decreases during this period, a repeated increase in the rate increment ΔV p is caused by reoxidation of secondary products and an increase in their optical density. Such an oxidation mechanism occurs in all studied engine oils, regardless of the base basis.
Приращение скорости ΔVп зависит от температуры окисления, и чем она ниже, тем меньше величина приращения.The increment of the velocity ΔV p depends on the oxidation temperature, and the lower it is, the lower the increment value.
Зависимости приращения скорости изменения показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока и температуры окисления (фиг. 1в, 2в и 3в) устанавливают значения коэффициента поглощения светового потока, при которых изменяется механизм окисления, вызывающий изменения приращения скорости ΔVп.The dependences of the increment of the rate of change of the index of thermo-oxidative stability on the absorption coefficient of the light flux and the oxidation temperature (Figs. 1c, 2c, and 3c) establish the values of the absorption coefficient of the light flux at which the oxidation mechanism changes, causing changes in the increment of the velocity ΔV p .
Апробация предлагаемого способа производилась при оценке механизма старения синтетического масла Ravenol 5W-40 SM/CF в двигателе в двух циклах испытания (пробегах) от залива в картер товарного масла до его замены (фиг. 4). Показано, что зависимости приращения скорости изменения коэффициента поглощения светового потока ΔVKn от пробега автомобиля характеризуют механизм старения моторного масла и имеют аналогичный характер изменения, что и в моторных маслах, исследованных в лабораторных условиях. Однако эти зависимости учитывают режимы и условия эксплуатации двигателя, его техническое состояние, систему долива и состояние системы фильтрации.Testing of the proposed method was carried out when assessing the aging mechanism of Ravenol 5W-40 SM / CF synthetic oil in an engine in two test cycles (runs) from the gulf of salable oil to the crankcase before its replacement (Fig. 4). It is shown that the dependences of the increment of the rate of change of the light flux absorption coefficient ΔV Kn on the vehicle mileage characterize the aging mechanism of motor oil and have a similar character of change as in motor oils studied under laboratory conditions. However, these dependencies take into account the operating conditions and conditions of the engine, its technical condition, topping system and the state of the filtration system.
Предлагаемое техническое решение позволяет получить дополнительную информацию об интенсивности процессов окисления смазочных материалов, выраженную приращением скорости изменения показателя термоокислительной стабильности, характеризующим механизм окисления с учетом первичных продуктов окисления и их преобразованием во вторичные с большей оптической плотностью.The proposed technical solution allows to obtain additional information about the intensity of the oxidation processes of lubricants, expressed by the increment of the rate of change of the thermo-oxidative stability index, characterizing the oxidation mechanism taking into account the primary oxidation products and their conversion to secondary ones with a higher optical density.
При этом в качестве параметра окисления смазочных материалов вместо коэффициента поглощения светового потока можно применять оптическую плотность.At the same time, optical density can be used instead of the absorption coefficient of the light flux as a parameter of the oxidation of lubricants.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131943A RU2621471C1 (en) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | Method for determining intensity of oxidation processes of lubricating oils |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131943A RU2621471C1 (en) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | Method for determining intensity of oxidation processes of lubricating oils |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2621471C1 true RU2621471C1 (en) | 2017-06-06 |
Family
ID=59032374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016131943A RU2621471C1 (en) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | Method for determining intensity of oxidation processes of lubricating oils |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2621471C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5157963A (en) * | 1990-05-22 | 1992-10-27 | Eaton Corporation | Procedure for qualifying synthetic base gear lubricant |
RU2057326C1 (en) * | 1992-06-04 | 1996-03-27 | Государственный проектный научно-исследовательский и конструкторский институт "Красноярский ПромстройНИИпроект" | Method of determination of thermal oxidizing stability of lubricants |
RU2318206C1 (en) * | 2006-06-15 | 2008-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" | Method for determining thermal-oxidative stability of lubricating materials |
-
2016
- 2016-08-03 RU RU2016131943A patent/RU2621471C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5157963A (en) * | 1990-05-22 | 1992-10-27 | Eaton Corporation | Procedure for qualifying synthetic base gear lubricant |
RU2057326C1 (en) * | 1992-06-04 | 1996-03-27 | Государственный проектный научно-исследовательский и конструкторский институт "Красноярский ПромстройНИИпроект" | Method of determination of thermal oxidizing stability of lubricants |
RU2318206C1 (en) * | 2006-06-15 | 2008-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" | Method for determining thermal-oxidative stability of lubricating materials |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Даниленко В.С. и др. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева, Выпуск N 1-2, 93-96, 2009. ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ СИНТЕТИЧЕСКОГО ТРАНСМИССИОННОГО МАСЛА SPECTROL SYNAX 75W-90 GL-5, Вестник Белорусско-Российского университета, N 4 (17), 16-23, 2007. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2334976C1 (en) | Method of determination of thermal-oxidative stability of lubricants | |
RU2649660C1 (en) | Method of predicting indices of thermo-oxidative stability of lubricants | |
RU2627562C1 (en) | Method for determining thermal-oxidative resistance of lubricants | |
RU2618581C1 (en) | Method for determining thermal-oxidative stability of lubricants | |
RU2621471C1 (en) | Method for determining intensity of oxidation processes of lubricating oils | |
RU2625037C1 (en) | Method of classification of lubricants on parameters of thermoxidating stability | |
RU2219530C1 (en) | Process establishing thermal-oxidative stability of lubricants | |
RU2637621C1 (en) | Method of determination of thermal-oxidative stability of lubricants | |
RU2318206C1 (en) | Method for determining thermal-oxidative stability of lubricating materials | |
RU2057326C1 (en) | Method of determination of thermal oxidizing stability of lubricants | |
RU2453832C1 (en) | Method for accurate determination of displacement factor and relative permeability | |
RU2696357C1 (en) | Method of determining the effect of test temperature on properties of oxidation products of lubricating materials | |
RU2650602C1 (en) | Method for determining the efficiency range of lubricants | |
CN107132341A (en) | A kind of method of testing of lubricating oil oxidation stability | |
RU2705942C1 (en) | Method of determining maximum permissible performance indicators of lubricants | |
RU2274850C1 (en) | Method of measuring thermal-oxidative stability of lubricants | |
RU2722119C1 (en) | Method for determining temperature of beginning of change in indicators of thermal oxidative stability and maximum operating temperature of lubricants | |
RU2186386C1 (en) | Procedure determining lubricating power of oils | |
RU2685582C1 (en) | Method for determining thermal oxidative stability and temperature resistance of lubricating materials | |
RU2745699C1 (en) | Method for determining the ratio between oxidation and evaporation products of lubricating oils during thermostating | |
RU2595874C1 (en) | Method of determining conditional operating life of lubricating oil | |
RU2567087C1 (en) | Method of defining of oil lubricity | |
RU2695704C1 (en) | Forecasting method of thermo-oxidative stability of lubricant materials | |
RU2713810C1 (en) | Method for determining the state of operating engine oils and the technical state of internal combustion engines | |
RU2222012C1 (en) | Technique establishing durability of lubricating oils |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190804 |