WO2024052415A1 - Composition lubrifiante avec des propriétés fuel eco améliorées dans les véhicules hybrides - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M105/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound
- C10M105/08—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound containing oxygen
- C10M105/32—Esters
- C10M105/38—Esters of polyhydroxy compounds
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M111/00—Lubrication compositions characterised by the base-material being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M101/00 - C10M109/00, each of these compounds being essential
- C10M111/02—Lubrication compositions characterised by the base-material being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M101/00 - C10M109/00, each of these compounds being essential at least one of them being a non-macromolecular organic compound
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M129/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen
- C10M129/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen having a carbon chain of less than 30 atoms
- C10M129/68—Esters
- C10M129/74—Esters of polyhydroxy compounds
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
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- C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/40—Low content or no content compositions
- C10N2030/43—Sulfur free or low sulfur content compositions
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/54—Fuel economy
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/25—Internal-combustion engines
Definitions
- TITLE LUBRICANT COMPOSITION WITH IMPROVED FUEL ECO PROPERTIES IN HYBRID VEHICLES
- the subject of the present invention is a lubricating composition used for light vehicles, in particular hybrid vehicles, and more particularly of the plug-in hybrid vehicle type and hybrid vehicle comprising a range extender.
- the present invention also relates to improving Fuel Eco at low temperatures in the engines of such vehicles.
- Hybrid vehicles include two engines, a combustion engine and an electric motor.
- the thermal engine drives the wheels and is assisted by an electric motor.
- a battery provides the electricity necessary for the operation of the electric motor; this battery is, in the case of conventional hybrid vehicles, recharged during braking and deceleration phases, by a kinetic energy recovery system (SREC) integrated into the vehicle.
- SREC kinetic energy recovery system
- hybrid vehicle technologies There are different hybrid vehicle technologies. Among these hybrid technologies, we can notably cite:
- micro-hybrid vehicles also called mild hybridization
- these vehicles equipped with the “stop&start” system, recover the energy generated by braking to charge a battery which can momentarily assist the thermal engine;
- - full-hybrid vehicles are vehicles with total hybridization.
- the electric motor takes care of starting and locomotion.
- the heat engine takes over, when increased power is needed (for example acceleration) the two engines work together. It is thus possible to drive with the combustion engine off for a few kilometers.
- plug-in hybrid vehicles and hybrid vehicles including a range extender Other complementary technologies have recently been developed: plug-in hybrid vehicles and hybrid vehicles including a range extender.
- Rechargeable hybrid vehicles also called plug-in in English
- the battery can be recharged on the electrical network, these vehicles can thus drive in 100% electric mode over a distance of several tens of kilometers, for example 50 kilometers.
- hybrid vehicles including a range extender also called range extender
- only the electric motor drives the wheels. This electric motor is powered by a battery for a few dozen kilometers.
- the thermal engine starts and drives a current generator making it possible to produce the electricity necessary to recharge the battery and maintain the operation of the electric motor.
- the thermal engine is used less often and therefore operates at lower temperatures (around, or even below 40°C), in particular than the engines of other types of hybrid vehicles.
- conventional lubricating compositions are more viscous and the additives are not active as in a conventional application at higher temperatures.
- Current lubricants have been optimized to save fuel consumption when hot.
- the need for high performance lubricating compositions is increasing, particularly with regard to energy efficiency and more particularly the improvement of Fuel Economy or Fuel Eco in an abbreviated form (FE) of lubricating compositions or the reduction of fuel consumption of engines , in particular hybrid vehicle engines.
- FE Fuel Economy or Fuel Eco in an abbreviated form
- the objective for improving the FE is in particular to have lubricating compositions that are as fluid as possible, and therefore have a low viscosity possibly correlated with a low grade.
- the present invention therefore aims to provide a lubricating composition allowing the lubrication of the plug-in hybrid vehicle engine or comprising a range extender, with improved Fuel Eco properties.
- the present invention also aims to provide a lubricating composition having improved Fuel Eco properties at low temperatures for light vehicle engines, in particular hybrid vehicles.
- the present invention relates to a lubricating composition comprising:
- the R groups represent, independently of each other, a hydrogen atom or an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, in particular a methyl, ethyl or propyl group, preferably methyl;
- . s represents 1 or 2;
- n 1, 2 or 3, it being understood that when s is different from 1, the n can be identical or different;
- R a and R b identical or different, represent independently of each other, hydrocarbon groups, saturated or unsaturated, linear or branched, presenting a linear sequence of 6 to 18 carbon atoms; provided that, when s is 2 and the n, identical, are 2, at least one of the groups R represents a linear or branched alkyl group, comprising
- At least one Group II+ base oil having a kinematic viscosity measured at 40°C, according to the ASTM D445 standard, less than 12 cSt, a kinematic viscosity measured at 100°C, according to the ASTM D445 standard, less than 3 cSt and a sulfur content less than or equal to 5 ppm.
- the lubricating composition according to the invention is therefore based on the combination of at least one specific group II+ base oil and at least one diester of formula (I) as defined above.
- the diester of the invention corresponds to formula (I) as defined above, in which, when s is different from 1, all the n are identical.
- n 2 or 3, preferably 2.
- At least one of the groups R represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms, more preferably methyl, ethyl or propyl, advantageously methyl.
- the diester of formula (I) according to the invention is a diester of formula (I’) as follows:
- R and R' represent, independently of each other, a hydrogen atom or an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably a methyl, ethyl or propyl group, preferably a methyl group ;
- . s represents 1 or 2;
- n 2;
- . m 2;
- R a and R b identical or different, represent independently of each other, hydrocarbon groups, saturated or unsaturated, linear or branched, presenting a linear sequence of 6 to 18 carbon atoms; provided that, when s is 2 at least one of the groups R or R' represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms.
- At least one of the groups R or R' in the diester of formula (I') represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms, preferably methyl, ethyl, or propyl, advantageously methyl.
- R a and R b have a linear sequence of 7 to 14 carbon atoms, preferably 8 to 12 carbon atoms.
- s, in formulas (I) or (I’) represents 2.
- the diester of the invention is preferably a compound of formula (a):
- R and R' represent, independently of each other, a hydrogen atom or an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably methyl, ethyl or propyl, preferably methyl;
- n 2;
- . m 2;
- R a and R b identical or different, represent independently of each other, hydrocarbon groups, saturated or unsaturated, linear or branched, presenting a linear sequence of 6 to 18 carbon atoms; provided that at least one of the groups R or R' represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably methyl, ethyl or propyl, preferably methyl.
- At least one of the groups R represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably methyl, ethyl or propyl, preferably methyl; and at least one of R' represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably methyl, ethyl or propyl, preferably methyl.
- one of the groups R represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably methyl, ethyl or propyl, preferably methyl; and one of R' represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably methyl, ethyl or propyl, preferably methyl; the other groups R and R' representing hydrogen atoms.
- the diester of the invention is a compound of formula (l”a):
- one of the groups R 1 and R 2 represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, the other representing a hydrogen atom;
- one of the groups R 3 and R 4 represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, the other representing a hydrogen atom;
- R a and R b are as defined above.
- one of the groups R 1 and R 2 represents a methyl, ethyl or propyl group, preferably methyl, the other representing a hydrogen atom;
- one of the groups R 3 and R 4 represents a methyl, ethyl or propyl group, preferably methyl, the other representing a hydrogen atom.
- s represents 1 and the diesters of the invention have formula (l’b):
- the groups R represent, independently of each other, a hydrogen atom or an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably methyl, ethyl or propyl, preferably methyl;
- n 2;
- R a and R b identical or different, represent independently of each other, hydrocarbon groups, saturated or unsaturated, linear or branched, presenting a linear sequence of 6 to 18 carbon atoms.
- At least one of the R represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably methyl, ethyl or propyl, preferably methyl.
- one of the groups R represents an alkyl group, linear or branched, comprising from 1 to 5 carbon atoms, preferably methyl, ethyl or propyl, preferably methyl, the others represent hydrogen atoms.
- the expression “comprising from x to y carbon atoms” also covers the terminals x and y.
- linear chain of x to y carbon atoms a carbon chain, saturated or unsaturated, preferably saturated, comprising from x to y carbon atoms, one after the other. others, the carbon atoms possibly present at the level of the branches of the carbon chain not being taken into account in the number of carbon atoms (x-y) constituting the linear sequence.
- R a and R b are plant, animal or petroleum origin.
- R a and R b identical or different, represent groups saturated.
- R a and R b identical or different, represent groups linear.
- R a and R b identical or different, represent saturated linear hydrocarbon groups comprising from 6 to 18 carbon atoms, preferably from 7 to 17 carbon atoms, in particular from 7 to 14 carbon atoms, preferably from 8 to 12 carbon atoms, especially 9 or 12 carbon atoms.
- R a and R b identical or different, represent saturated linear alkyl groups comprising from 6 to 18 carbon atoms, preferably from 7 to 17 carbon atoms, in particular from 7 to 14 carbon atoms, preferably from 8 to 12 carbon atoms, in particular 9 or 12 carbon atoms.
- R a and R b are identical.
- diesters of formula (I) may be available commercially or prepared according to synthesis methods described in the literature and known to those skilled in the art, in particular according to methods described in WO 2019/025446.
- the lubricating composition according to the invention comprises from 15% to 90%, preferably from 25% to 85%, and in particular from 40% to 80%, by weight of diester of formula (I) relative to to the total weight of said lubricating composition.
- the aforementioned group 11+ base oil has a content of aromatic compounds less than or equal to 2% by weight relative to the total weight of the base oil, this content being preferably zero.
- the aforementioned group 11+ base oil has a paraffinic compound content of less than or equal to 85%, preferably less than or equal to 80%, by weight relative to the total weight of the base oil.
- the aforementioned group 11+ base oil has a content of naphthenic compounds less than or equal to 30%, preferably less than or equal to 25%, by weight relative to the total weight of the base oil.
- the KV40 and KV100 of the above base oil are measured according to ASTM D445.
- the KV40 (KV40 from English Kinematic Viscosity measured at 40°C), namely the kinematic viscosity measured at 40°C, of the aforementioned base oil is less than or equal to 12 cSt.
- the KV100 (KV100 from English Kinematic Viscosity measured at 100°C), namely the kinematic viscosity measured at 100°C, of the aforementioned base oil is less than or equal to 3 cSt.
- the sulfur content of the aforementioned base oil is between 0.00001 ppm and 5 ppm, and preferably between 0.0001 ppm and 1 ppm.
- the lubricating composition according to the invention comprises from 5% to 60%, preferably from 8% to 40%, and in particular from 10% to 30%, by weight of group II+ base oil such as as defined above relative to the total weight of said lubricating composition.
- the Noack volatility at 250°C is measured according to the CEC L-40-A-93 method.
- the Noack volatility at 250°C of the lubricating composition of the invention is between 10 and 20%, and preferably between 12 and 15%.
- the lubricating composition according to the invention may further comprise compounds or additives other than the group 11+ base oil and the diester of formula (I) mentioned above.
- the lubricating composition of the invention comprises an additional base oil, different from the group 11+ base oil as defined above.
- the additional base oil used in the lubricating compositions of the invention can be chosen from oils of mineral or synthetic origin belonging to groups I to V according to the classes defined by the API classification (or their equivalents according to the ATIEL classification ( Table 1) or their mixtures.
- Mineral base oils include any type of base oil obtained by atmospheric and vacuum distillation of crude oil, followed by refining operations such as solvent extraction, deasphalting, solvent dewaxing, hydrotreating, hydrocracking, hydroisomerization and hydrofinishing.
- Blends of synthetic and mineral oils can also be used.
- the additional base oils of the lubricating compositions according to the invention can also be chosen from synthetic oils, such as certain esters of carboxylic acids and alcohols, and polyalphaolefins.
- the polyalphaolefins used as base oil are for example obtained from monomers comprising from 4 to 32 carbon atoms, for example from octene or decene, and for which the viscosity at 100°C is between 1.5 and 15 mm 2 .s -1 according to the ASTM D445 standard. Their average molar mass is generally between 250 and 3000 according to the ASTM D5296 standard.
- composition of the invention may also comprise at least one additive.
- the lubricating composition according to the invention further comprises a friction modifier additive, preferably based on molybdenum.
- the lubricating composition according to the invention comprises at least one friction modifier additive.
- Friction modifier additives make it possible to limit friction by forming monolayers adsorbed on the surfaces of metals in contact with them. They can be chosen from compounds providing metallic elements and compounds free of ash. Among the compounds providing metallic elements, we can cite transition metal complexes such as Mo, Sb. Sn, Fe, Cu, Zn whose ligands can be hydrocarbon compounds comprising oxygen, nitrogen, sulfur or phosphorus atoms.
- the ash-free friction modifier additives are generally of organic origin and can be chosen from esters of fatty acids and polyols, distinct from the monoester required according to the invention, alkoxylated amines, alkoxylated fatty amines, fatty epoxides. , fatty borate epoxides, fatty amines or glycerol esters of fatty acids.
- the fatty compounds comprise at least one hydrocarbon group comprising from 10 to 24 carbon atoms.
- the molybdenum-based compounds can be chosen from molybdenum dithiocarbamates (Mo-DTC), molybdenum dithiophosphates (Mo-DTP), and mixtures thereof.
- the lubricating composition according to the invention may comprise from 0.01 to 10% by mass or from 0.01 to 5% by mass, preferably from 0.01 to 2% by mass, preferably from 0.1 at 1.5% by mass or from 0.1 to 2% by mass relative to the total mass of the lubricating composition, friction modifier additive.
- the Molybdenum (Mo) in the lubricating composition of the invention is provided by an organomolybdenum compound, in particular a compound chosen from a molybdenum dithiocarbamate derivative (MoDTC), a molybdenum dithiophosphate derivative (MoDTP) or a sulfur-free molybdenum complex, preferably a molybdenum dithiocarbamate derivative (MoDTC).
- MoDTC molybdenum dithiocarbamate derivative
- MoDTP molybdenum dithiophosphate derivative
- sulfur-free molybdenum complex preferably a molybdenum dithiocarbamate derivative (MoDTC).
- Molybdenum dithiocarbamate compounds are complexes formed of a metal core linked to one or more ligands independently chosen from alkyl dithiocarbamate groups.
- the MoDTC compound of the compositions used according to the invention may comprise from 0.01 to 5%, preferably from 0.1 to 1.5% by mass of molybdenum, relative to the total mass of the MoDTC compound.
- the composition according to the invention comprises a friction modifier additive based on molybdenum and preferably comprises (in active content) from 1 to 1,000 ppm of Mo, preferably from 400 to 600 ppm relative to the weight of the composition. lubricating.
- the lubricating composition may also comprise at least one additive improving the viscosity index (VI).
- VI viscosity index
- Viscosity index improvers in particular viscosity index improving polymers, make it possible to guarantee good cold resistance and minimum viscosity at high temperatures.
- polymers improving the viscosity index mention may be made of polymer esters, homopolymers or copolymers, hydrogenated or non-hydrogenated, of styrene, butadiene and isoprene, homopolymers or copolymers of olefin, such as such as ethylene or propylene, polyacrylates and polymethacrylates (PMA), preferably homopolymers, polymethacrylates, or olefin copolymers, such as ethylene or propylene.
- polymer esters homopolymers or copolymers, hydrogenated or non-hydrogenated, of styrene, butadiene and isoprene
- olefin such as such as ethylene or propylene
- PMA polymethacrylates
- a lubricating composition according to the invention may comprise from 1% to 15% by weight of additive(s) improving the viscosity index, preferably from 5% to 10% by weight, relative to the total weight of the composition. lubricating.
- additives for the lubricating composition according to the invention mention may for example be made of detergent additives, anti-wear additives, extreme pressure additives, pour point improvers, anti-foaming agents, thickeners and mixtures thereof.
- the lubricating composition according to the invention comprises at least one anti-wear additive, at least one extreme pressure additive or mixtures thereof.
- Anti-wear additives and extreme pressure additives protect rubbing surfaces by forming a protective film adsorbed on these surfaces.
- anti-wear additives are chosen from phospho-sulfur additives such as metal alkylthiophosphates, in particular zinc alkylthiophosphates, and more specifically zinc dialkyldithiophosphates or ZnDTP.
- the preferred compounds are of formula Zn((SP(S)(OR)(OR'))2, in which R and R', identical or different, independently represent an alkyl group, preferably an alkyl group comprising from 1 to 18 atoms of carbon.
- Amine phosphates are also anti-wear additives which can be used in the lubricating composition according to the invention.
- the phosphorus provided by these additives can act as a poison in the catalytic systems of automobiles because these additives generate ash.
- additives which do not provide phosphorus such as, for example, polysulphides, in particular sulfur-containing olefins.
- the lubricating composition according to the invention may comprise from 0.01% to 6% by mass, preferably from 0.05% to 4% by mass, more preferably from 0.1% to 2% by mass relative to to the total mass of lubricating composition, anti-wear additives and extreme pressure additives.
- the lubricating composition according to the invention may comprise at least one antioxidant additive.
- the antioxidant additive generally makes it possible to delay the degradation of the lubricating composition in service. This degradation can in particular result in the formation of deposits, the presence of sludge or an increase in the viscosity of the lubricating composition.
- Antioxidant additives act in particular as free radical inhibitors or hydroperoxide destroyers.
- antioxidant additives mention may be made of phenolic-type antioxidant additives, amine-type antioxidant additives and phosphosulfur-containing antioxidant additives. Some of these antioxidant additives, for example phosphosulfur antioxidant additives, can generate ash. Phenolic antioxidant additives can be ash-free or in the form of neutral or basic metal salts.
- the antioxidant additives may in particular be chosen from sterically hindered phenols, sterically hindered phenol esters and sterically hindered phenols comprising a thioether bridge, diphenylamines, diphenylamines substituted by at least one C1-C12 alkyl group, N,N'-dialkyl-aryl-diamines and mixtures thereof.
- the sterically hindered phenols are chosen from compounds comprising a phenol group of which at least one vicinal carbon of the carbon carrying the alcohol function is substituted by at least one C1-C10 alkyl group, preferably an alkyl group.
- Ci-Ce preferably a C4 alkyl group, preferably by the tert-butyl group.
- Amino compounds are another class of antioxidant additives that can be used, possibly in combination with phenolic antioxidant additives.
- Examples of amino compounds are aromatic amines, for example aromatic amines of formula NR a R b R c in which R a represents an aliphatic group or an aromatic group, optionally substituted, R b represents an aromatic group, optionally substituted, R c represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a group of formula R d S(O) z R e in which R d represents an alkylene group or an alkenylene group, R e represents an alkyl group, a alkenyl group or an aryl group and z represents 0, 1 or 2.
- Sulfurized alkyl phenols or their alkali and alkaline earth metal salts can also be used as antioxidant additives.
- antioxidant additives are that of copper compounds, for example copper thio- or dithio-phosphates, copper salts and carboxylic acids, dithiocarbamates, sulfonates, phenates, copper acetylacetonates. Copper I and II salts, succinic acid or anhydride salts can also be used.
- copper compounds for example copper thio- or dithio-phosphates, copper salts and carboxylic acids, dithiocarbamates, sulfonates, phenates, copper acetylacetonates.
- Copper I and II salts, succinic acid or anhydride salts can also be used.
- the lubricating composition according to the invention may contain any type of antioxidant additives known to those skilled in the art.
- the lubricating composition according to the invention comprises at least one ash-free antioxidant additive.
- the lubricating composition according to the invention comprises from 0.1% to 2% by weight relative to the total mass of the lubricating composition, of at least one antioxidant additive.
- the lubricating composition according to the invention may also comprise at least one detergent additive.
- Detergent additives generally help reduce the formation of deposits on the surface of metal parts by dissolving secondary oxidation and combustion products.
- the detergent additives which can be used in the lubricating composition according to the invention are generally known to those skilled in the art.
- the detergent additives may be anionic compounds comprising a long lipophilic hydrocarbon chain and a hydrophilic head.
- the associated cation may be a metallic cation of an alkali or alkaline earth metal.
- the detergent additives are preferably chosen from alkali metal or alkaline earth metal salts of carboxylic acids, sulfonates, salicylates, naphthenates, as well as phenate salts.
- the alkali and alkaline earth metals are preferably calcium, magnesium, sodium or barium.
- metal salts generally include the metal in stoichiometric quantity or in excess, therefore in quantity greater than the stoichiometric quantity.
- overbased detergent additives the excess metal providing the overbased character to the detergent additive is then generally in the form of a metal salt insoluble in oil, for example a carbonate, a hydroxide, an oxalate, an acetate, a glutamate, preferably a carbonate .
- the lubricating composition according to the invention may comprise from 0.5% to 8% or from 2% to 4% by weight of detergent additive relative to the total mass of the lubricating composition.
- the lubricating composition according to the invention also comprises at least one pour point depressant additive.
- pour point depressant additives By slowing down the formation of paraffin crystals, pour point depressant additives generally improve the cold behavior of the lubricating composition according to the invention.
- pour point depressant additives mention may be made of polyalkyl methacrylates, polyacrylates, polyarylamides, polyalkylphenols, polyalkylnaphthalenes, alkylated polystyrenes.
- the lubricating composition according to the invention further comprises at least one dispersing agent.
- dispersing agents ensure the maintenance in suspension and the evacuation of insoluble solid contaminants consisting of secondary oxidation products which form when the lubricating composition is in use.
- They can be chosen from Mannich bases, succinimides and their derivatives, such as polyisobutylene succinic anhydride derivatives, polyolefin amide alkene amine polyol.
- the lubricating composition according to the invention comprises between 0.5% and 4.5% by weight of dispersant, preferably between 1% and 2.5% by weight of dispersant relative to the total weight of the lubricating composition.
- the present invention also relates to the use of the lubricating composition according to the invention for lubricating the parts of an engine such as a motor vehicle engine, more particularly a plug-in hybrid vehicle engine or a vehicle engine. hybrid including a range extender.
- an engine such as a motor vehicle engine, more particularly a plug-in hybrid vehicle engine or a vehicle engine. hybrid including a range extender.
- the present invention also relates to the use as defined above of the lubricating composition according to the invention to reduce friction between engine parts.
- the present invention also relates to the use as defined above of the lubricating composition according to the invention to reduce the fuel consumption of the engine.
- the present invention also relates to a method of lubricating a plug-in hybrid vehicle engine or a hybrid vehicle engine comprising a range extender, comprising bringing at least one part of the engine into contact with a lubricating composition according to the invention.
- the present invention also relates to a method for reducing the fuel consumption of a plug-in hybrid vehicle or a hybrid vehicle comprising a range extender, comprising bringing into contact at least one mechanical part of the engine with a composition lubricant as defined above.
- the invention also relates to a method for reducing friction occurring within an engine, said method comprising the use of a lubricating composition according to the invention.
- composition is preferably as described above.
- the invention also relates to a method for improving the fuel economy (FE or fuel eco) properties of a lubricating composition, said method comprising the use of at least one diester of formula (I) and at least one group II+ base oil as defined above.
- Example 1 Preparation of lubricating compositions
- HTHS viscosity (from English: “High Temperature, High Shear”) is a measurement of the viscosity of the residual oil film under high stress (shearing under mechanical pressure) at high temperature.
- the HTHS 100 viscosity value is measured at 100°C.
- the BOV is a calculation of viscosity at 100°C of the mixture of base oils in the formula (in mm 2 /s).
- the K12C is an engine from the manufacturer Maruti-Suzuki. It is a 4-cylinder petrol unit with a 1.2L atmospheric displacement, it is made of aluminum alloy. It is equipped with chain-driven timing, double overhead camshafts, 16 valves with variable intake and exhaust timing control system.
- the reference oil is a “standard” OW-8 oil with the same additive as the 0W-20 GF-6 oil. Its BOV is 4.1 and its viscosity at 100°C is 5.2, and its HTHS 150°C is 1.80.
- the CL lubricating composition greatly reduces friction on the K12C engine due to better lubrication, particularly at colder temperatures, which is more favorable on a plug-in hybrid vehicle or a hybrid vehicle engine including a range extender.
- the fuel gain calculated on the NEDC cycle is also greater on the CL lubricating composition than the other oils (CC1 -CC3).
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Abstract
La présente invention concerne une composition lubrifiante comprenant au moins un diester de formule Ra-C(O)-O-([C(R)2]n-O)s-C(O)-Rb et au moins une huile de base de groupe II+ ayant une viscosité cinématique mesurée à 40°C, selon la norme ASTM D445, inférieure à 12 cSt, une viscosité cinématique mesurée à 100°C, selon la norme ASTM D445, inférieure à 3 cSt et une teneur en soufre inférieure ou égale à 5 ppm. Elle concerne également l'utilisation de ladite composition lubrifiante pour lubrifier les pièces d'un moteur de véhicule automobile.
Description
TITRE : COMPOSITION LUBRIFIANTE AVEC DES PROPRIÉTÉS FUEL ECO AMÉLIORÉES DANS LES VÉHICULES HYBRIDES
La présente invention a pour objet une composition lubrifiante utilisée pour les véhicules légers, notamment les véhicules hybrides, et plus particulièrement de type véhicule hybride rechargeable et véhicule hybride comprenant un prolongateur d’autonomie. La présente invention a également pour objet l’amélioration du Fuel Eco à basse température des moteurs de tels véhicules.
Les véhicules hybrides comprennent deux moteurs, un moteur thermique et un moteur électrique. Dans la plus grande partie des véhicules hybrides, le moteur thermique entraîne les roues et est secondé par un moteur électrique. Une batterie fournit l’électricité nécessaire au fonctionnement du moteur électrique, cette batterie est, dans le cas des véhicules hybrides classiques, rechargée pendant les phases de freinage et de décélération, par un système de récupération de l’énergie cinétique (SREC) intégré au véhicule.
Il existe différentes technologies de véhicules hybrides. Parmi ces technologies hybrides, on peut notamment citer :
- les véhicules micro-hybrides (également appelé hybridation légère), ces véhicules, équipés du système « stop&start », récupèrent l’énergie générée par le freinage pour charger une batterie qui peut venir assister momentanément le moteur thermique ;
- les véhicules mild-hybrides qui comprennent une assistance électrique lors des accélérations ; et
- les véhicules full-hybrides sont des véhicules dont l’hybridation est totale. A faible vitesse, lorsque la batterie est chargée, le moteur électrique se charge du démarrage et de la locomotion. A grande vitesse, ou quand la batterie est déchargée, le moteur thermique prend le relais, lorsqu’il y a besoin d’une puissance accrue (par exemple accélération) les deux moteurs fonctionnent ensemble. Il est ainsi possible de rouler avec le moteur thermique coupé pendant quelques kilomètres.
D’autres technologies complémentaires ont été récemment développées : les véhicules hybrides rechargeables et les véhicules hybrides comprenant un prolongateur d’autonomie. Les véhicules hybrides rechargeables (appelés également plug-in en anglais) comprennent un moteur thermique et un moteur électrique, la batterie peut être rechargée sur le réseau électrique, ces véhicules peuvent ainsi
rouler en mode 100% électrique sur une distance de plusieurs dizaines de kilomètres, par exemple 50 kilomètres. Dans les véhicules hybrides comprenant un prolongateur d’autonomie (appelé également range extender en anglais), seul le moteur électrique entraine les roues. Ce moteur électrique est alimenté par une batterie pendant quelques dizaines de kilomètres. Lorsque la batterie atteint un certain seuil de charge (par exemple de l’ordre de 30%) le moteur thermique démarre et entraîne un générateur de courant permettant de produire l’électricité nécessaire pour recharger la batterie et maintenir le fonctionnement du moteur électrique.
Dans ces deux types de véhicules hybrides, le moteur thermique est utilisé moins souvent et fonctionne donc à des températures plus basses (aux alentours, voire même inférieures à 40°C) notamment que les moteurs des autres types de véhicules hybrides. Or, à faible température, les compositions lubrifiantes classiques sont plus visqueuses et les additifs ne sont pas actifs comme dans une application conventionnelle à plus haute température. Les lubrifiants actuels ont été optimisés pour permettre un gain de consommation de carburant à chaud.
Les besoins en compositions lubrifiantes haute performance augmentent, notamment en ce qui concerne l’efficacité énergétique et plus particulièrement l’amélioration du Fuel Economy ou Fuel Eco sous une forme abrégée (FE) des compositions lubrifiantes ou la réduction de la consommation de carburant des moteurs, en particulier des moteurs de véhicules hybrides.
L’objectif pour améliorer le FE est notamment d’avoir des compositions lubrifiantes les plus fluides possibles, et donc présentant une viscosité faible éventuellement corrélée à un grade faible.
La présente invention a donc pour but de fournir une composition lubrifiante permettant la lubrification du moteur de véhicule hybride rechargeable ou comprenant un prolongateur d’autonomie, avec des propriétés améliorées de Fuel Eco.
La présente invention a également pour but de fournir une composition lubrifiante présentant des propriétés améliorées de Fuel Eco à basse température pour des moteurs de véhicules légers, notamment de véhicules hybrides.
Ainsi, la présente invention concerne une composition lubrifiante comprenant :
- au moins un diester de formule (I) suivante :
Ra-C(O)-O-([C(R)2]n-O)s-C(O)-Rb (I) dans laquelle :
. les groupes R représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, notamment un groupe méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle ;
. s représente 1 ou 2;
. n représente 1 , 2 ou 3, étant entendu que lorsque s est différent de 1 , les n peuvent être identiques ou différents ;
. Ra et Rb, identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 6 à 18 atomes de carbone ; sous réserve que, lorsque s vaut 2 et les n, identiques, valent 2, au moins l’un des groupes R représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de
I à 5 atomes de carbone ; et sous réserve que, lorsque s vaut 1 et n vaut 3, au moins l’un des groupes R lié au carbone en position bêta des atomes d’oxygène des fonctions esters représente un atome d’hydrogène ,et
- au moins une huile de base de groupe II+ ayant une viscosité cinématique mesurée à 40°C, selon la norme ASTM D445, inférieure à 12 cSt, une viscosité cinématique mesurée à 100°C, selon la norme ASTM D445, inférieure à 3 cSt et une teneur en soufre inférieure ou égale à 5 ppm.
La composition lubrifiante selon l’invention est donc basée sur la combinaison d’au moins une huile de base de groupe II+ spécifique et d’au moins un diester de formule (I) telle que définie plus haut.
II a été constaté de façon surprenante que cette composition présente des propriétés Fuel Eco améliorées, et ce malgré les incompatibilités associées à l’utilisation de l’ester, notamment en présence d’un modificateur de frottement à base de molybdène.
Diester de formule (I)
Selon un mode de réalisation, le diester de l’invention répond à la formule (I) telle que définie ci-dessus, dans laquelle, lorsque s est différent de 1 , tous les n sont identiques.
De préférence, dans le diester de formule (I) de l’invention, n représente 2 ou 3, préférentiellement 2.
De préférence, dans la formule (I), au moins l’un des groupes R représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, plus préférentiellement méthyle, éthyle ou propyle, avantageusement méthyle.
Selon un mode de réalisation particulier, le diester de formule (I) selon l’invention est un diester de formule (I’) suivante :
Ra-C(O)-O-([C(R)2]n-O)-([C(R’)2]m-O)s-i-C(O)-Rb (I’) dans laquelle :
. R et R’ représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence un groupe méthyle, éthyle ou propyle, de préférence un groupe méthyle ;
. s représente 1 ou 2 ;
. n représente 2 ;
. m représente 2 ;
. Ra et Rb, identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 6 à 18 atomes de carbone ; sous réserve que, lorsque s vaut 2 au moins l’un des groupes R ou R’ représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone.
Avantageusement, au moins l’un des groupes R ou R’ dans le diester de formule (I’) représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence méthyle, éthyle, ou propyle, avantageusement méthyle.
De préférence, dans les composés de formule (I) et (I’), Ra et Rb, présentent un enchaînement linéaire de 7 à 14 atomes de carbone, de préférence de 8 à 12 atomes de carbone.
Dans un mode de réalisation particulier, s, dans les formules (I) ou (I’), représente 2.
Le diester de l’invention est de préférence un composé de formule (l’a) :
Ra-C(O)-O-([C(R)2]n-O)-([C(R’)2]m-O)-C(O)-Rb (l’a) dans laquelle :
. R et R’ représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle ;
. n représente 2 ;
. m représente 2 ;
. Ra et Rb, identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 6 à 18 atomes de carbone ; sous réserve qu’au moins l’un des groupes R ou R’ représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle.
De préférence, au moins l’un des groupes R représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle ; et au moins l’un des R’ représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle.
Encore plus préférentiellement, dans la formule (l’a), l’un des groupes R représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle ; et l’un des R’ représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle ; les autres groupes R et R’ représentant des atomes d’hydrogène.
Dans un mode de réalisation particulier, le diester de l’invention est un composé de formule (l”a) :
Ra-C(O)-O-CHR1-CHR2-O-CHR3-CHR4-O-C(O)-Rb (l”a) dans laquelle :
. l’un des groupes R1 et R2 représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, l’autre représentant un atome d’hydrogène ;
. l’un des groupes R3 et R4 représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, l’autre représentant un atome d’hydrogène ;
. Ra et Rb, identiques ou différents, sont tels que définis précédemment.
De préférence, dans la formule (l”a) :
. l’un des groupes R1 et R2 représente un groupe méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle, l’autre représentant un atome d’hydrogène ;
. l’un des groupes R3 et R4 représente un groupe méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle, l’autre représentant un atome d’hydrogène.
Selon un autre mode de réalisation, dans la formule (I) ou (I’), s représente 1 et les diesters de l’invention sont de formule (l’b) :
Ra-C(O)-O-([C(R)2]n-O)-C(O)-Rb (l’b) dans laquelle :
. les groupes R représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle ;
. n représente 2 ;
. Ra et Rb, identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 6 à 18 atomes de carbone.
De préférence, dans la formule (l’b), au moins l’un des R représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle.
De préférence, dans la formule (l’b), un des groupes R représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle, les autres représentent des atomes d’hydrogène.
Dans le cadre de la présente invention, il faut comprendre que l’expression « comprenant de x à y atomes de carbone » couvre également les bornes x et y.
Dans le cadre de la présente invention, il faut comprendre par « enchaînement linéaire de x à y atomes de carbone » une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, de préférence saturée, comprenant de x à y atomes de carbone, les uns à la suite des autres, les atomes de carbone présents éventuellement au niveau des ramifications de la chaîne carbonée n’étant pas pris en compte dans le nombre d’atomes de carbone (x-y) constituant l’enchaînement linéaire.
Selon un mode de réalisation particulier, dans les formules (I), (I’), (l’a), (l”a) ou (l’b), Ra et Rb, identiques ou différents, sont d’origine végétale, animale ou pétrolière.
Selon un mode de réalisation particulier, dans les formules (I), (I’), (l’a), (l”a) ou (l’b), Ra et Rb, identiques ou différents, représentent des groupements saturés.
Selon un mode de réalisation particulier, dans les formules (I), (I’), (l’a), (l”a) ou (l’b), Ra et Rb, identiques ou différents, représentent des groupements linéaires. En particulier, Ra et Rb, identiques ou différents, représentent des groupements hydrocarbonés linéaires saturés comprenant de 6 à 18 atomes de carbone, de préférence de 7 à 17 atomes de carbone, notamment de 7 à 14 atomes de carbone, de préférence de 8 à 12 atomes de carbone, notamment 9 ou 12 atomes de carbone.
Selon un autre mode de réalisation préféré, dans les formules (I), (I’), (l’a), (l”a) ou (l’b), Ra et Rb, identiques ou différents, représentent des groupes alkyles linéaires saturés comprenant de 6 à 18 atomes de carbone, de préférence de 7 à 17 atomes de carbone, notamment de 7 à 14 atomes de carbone, de préférence de 8 à 12 atomes de carbone, notamment 9 ou 12 atomes de carbone.
De préférence, Ra et Rb sont identiques.
Les diesters de formule (I) peuvent être disponibles commercialement ou préparés selon des méthodes de synthèse décrites dans la littérature et connues de l’homme du métier, notamment selon des méthodes décrites dans WO 2019/025446.
Selon un mode de réalisation, la composition lubrifiante selon l’invention comprend de 15% à 90%, de préférence de 25% à 85%, et notamment de 40% à 80%, en poids de diester de formule (I) par rapport au poids total de ladite composition lubrifiante.
Huile de base de groupe 11+
Selon un mode de réalisation, l’huile de base de groupe 11+ susmentionnée présente une teneur en composés aromatiques inférieure ou égale à 2% en poids par rapport au poids total de l’huile de base, cette teneur étant de préférence nulle.
De préférence, l’huile de base de groupe 11+ susmentionnée présente une teneur en composés paraffiniques inférieure ou égale à 85%, de préférence inférieure ou égale à 80%, en poids par rapport au poids total de l’huile de base.
De préférence, l’huile de base de groupe 11+ susmentionnée présente une teneur en composés naphténiques inférieure ou égale à 30%, de préférence inférieure ou égale à 25%, en poids par rapport au poids total de l’huile de base.
La KV40 et la KV100 de l’huile de base susmentionnée sont mesurées selon la norme ASTM D445.
Comme indiqué plus haut, la KV40 (KV40 de l’anglais Kinematic Viscosity measured at 40°C), à savoir la viscosité cinématique mesurée à 40°C, de l’huile de base susmentionnée est inférieure ou égale à 12 cSt.
Comme indiqué plus haut, la KV100 (KV100 de l’anglais Kinematic Viscosity measured at 100°C), à savoir la viscosité cinématique mesurée à 100°C, de l’huile de base susmentionnée est inférieure ou égale à 3 cSt.
De préférence, la teneur en soufre de l’huile de base susmentionnée est comprise de 0,00001 ppm à 5 ppm, et préférentiellement de 0,0001 ppm à 1 ppm.
Cette teneur est mesurée selon la norme ASTM D2622.
Selon un mode de réalisation, la composition lubrifiante selon l’invention comprend de 5% à 60%, de préférence de 8% à 40%, et notamment de 10% à 30%, en poids d’huile de base de groupe II+ telle que définie ci-dessus par rapport au poids total de ladite composition lubrifiante.
De préférence, la composition lubrifiante selon l’invention présente un grade selon la classification SAEJ300 de type XW-(Y) avec X représente 0, 5 ou 10 et Y représente un entier compris entre 6 et 50, de préférence 8 ou 40, de préférence X=0 et Y=8.
La volatilité Noack à 250°C est mesurée selon la méthode CEC L-40-A-93. De préférence, la volatilité Noack à 250°C de la composition lubrifiante de l’invention est comprise entre 10 et 20%, et de préférence entre 12 et 15%.
La composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre en outre des composés ou additifs autres que l’huile de base de groupe 11+ et le diester de formule (I) susmentionnés.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition lubrifiante de l’invention comprend une huile de base additionnelle, différente de l’huile de base de groupe 11+ telle que définie ci-dessus.
L’huile de base additionnelle utilisée dans les compositions lubrifiantes de l’invention peut être choisie parmi les huiles d’origine minérale ou synthétique appartenant aux groupes I à V selon les classes définies par la classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATIEL (Tableau 1 ) ou leurs mélanges.
[Tableau 1 ]
Les huiles de base minérales incluent tout type d’huile de base obtenue par distillation atmosphérique et sous vide de pétrole brute, suivi par des opérations de raffinage telle que l’extraction par solvant, désasphaltage, déparaffinage au solvant, hydrotraitement, hydrocraquage, hydroisomérisation et hydrofinissage.
Des mélanges d’huiles synthétiques et minérales peuvent aussi être utilisés.
Les huiles de base additionnelles des compositions lubrifiantes selon l’invention peuvent aussi être choisies parmi les huiles synthétiques, tels que certains esters d’acides carboxyliques et d’alcools, et les polyalphaoléfines. Les polyalphaoléfines utilsées en tant qu’huile de base sont par exemple obtenues à partir de monomères comprenant de 4 à 32 atomes de carbone, par exemple à partir d’octène ou décène,
et pour lesquels la viscosité à 100°C est comprise entre 1 ,5 et 15 mm2.s-1 selon la norme ASTM D445. Leur masse molaire moyenne est généralement comprise entre 250 et 3000 selon la norme ASTM D5296.
La composition de l’invention peut également comprendre au moins un additif.
De nombreux additifs peuvent être utilisés dans les compositions lubrifiantes selon l’invention.
Selon un mode de réalisation, la composition lubrifiante selon l’invention comprend en outre un additif modificateur de frottement, de préférence à base de molybdène.
De préférence, la composition lubrifiante selon l’invention comprend au moins un additif modificateur de frottement. Les additifs modificateurs de frottement permettent de limiter les frottements en formant des monocouches adsorbées sur les surfaces des métaux à leur contact. Ils peuvent être choisis parmi des composés apportant des éléments métalliques et des composés exempts de cendres. Parmi les composés apportant des éléments métalliques, on peut citer les complexes de métaux de transition tels que Mo, Sb. Sn, Fe, Cu, Zn dont les ligands peuvent être des composés hydrocarbonés comprenant des atomes d’oxygène, d’azote, de soufre ou de phosphore. Les additifs modificateurs de frottement exempts de cendres sont généralement d’origine organique et peuvent être choisis parmi les esters d’acides gras et de polyols, distincts du monoester requis selon l’invention, les amines alcoxylées, les amines grasses alcoxylées, les époxydes gras, les époxydes gras de borate, les amines grasses ou les esters de glycérol d’acide gras. Selon l’invention, les composés gras comprennent au moins un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 24 atomes de carbone. En particulier, les composés à base de molybdène peuvent être choisis parmi les dithiocarbamates de molybdène (Mo-DTC), les dithiophosphates de molybdène (Mo-DTP), et leurs mélanges. De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 10 % en masse ou de 0,01 à 5 % en masse, préférentiellement de 0,01 à 2% en masse, de préférence de 0,1 à 1 ,5 % en masse ou de 0,1 à 2 % en masse par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, d’additif modificateur de frottement.
Le Molybdène (Mo) dans la composition lubrifiante de l’invention est apporté par un composé organomolybdène, notamment un composé choisi parmi un dérivé dithiocarbamate de molybdène (MoDTC), un dérivé dithiophosphate de molybdène
(MoDTP) ou un complexe de molybdène exempt de soufre, de préférence un dérivé dithiocarbamate de molybdène (MoDTC).
Les composés dithiocarbamate de molybdène (composé MoDTC) sont des complexes formés d'un noyau métallique lié à un ou plusieurs ligands indépendamment choisis parmi les groupements dithiocarbamates d'alkyles. Le composé MoDTC des compositions utilisées selon l'invention peut comprendre de 0,01 à 5%, de préférence de 0,1 à 1 ,5% en masse de molybdène, par rapport à la masse totale du composé MoDTC.
De préférence, la composition selon l’invention comprend un additif modificateur de frottement à base de molybdène et de préférence comprend (en teneur active) de 1 à 1 000 ppm de Mo, de préférence de 400 à 600 ppm par rapport au poids de composition lubrifiante.
Selon un mode de réalisation, la composition lubrifiante peut également comprendre au moins un additif améliorant l’indice de viscosité (VI). Les améliorants de l’indice de viscosité, en particulier les polymères améliorant l’indice de viscosité, permettent de garantir une bonne tenue à froid et une viscosité minimale à haute température. Comme exemples de polymère améliorant l’indice de viscosité, on peut citer les esters polymères, les homopolymères ou les copolymères, hydrogénés ou non-hydrogénés du styrène, du butadiène et de l’isoprène, les homopolymères ou les copolymères d’oléfine, telle que l’éthylène ou le propylène, les polyacrylates et polyméthacrylates (PMA), de préférence les homopolymères, les polyméthacrylates, ou les copolymères d’oléfine, telle que l’éthylène ou le propylène.
En particulier, une composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 1% à 15% massique d’additif(s) améliorant l’indice de viscosité, de préférence de 5% à 10% massique, par rapport au poids total de la composition lubrifiante.
A titre d’additifs préférés pour la composition lubrifiante selon l’invention, on peut par exemple citer les additifs détergents, les additifs anti-usure, les additifs extrême pression, les améliorants du point d’écoulement, les agents anti-mousse, les épaississants et leurs mélanges.
De manière préférée, la composition lubrifiante selon l’invention comprend au moins un additif anti-usure, au moins un additif extrême pression ou leurs mélanges.
Les additifs anti-usure et les additifs extrême pression protègent les surfaces en frottement par formation d’un film protecteur adsorbé sur ces surfaces.
Il existe une grande variété d’additifs anti-usure. De manière préférée pour la composition lubrifiante selon l’invention, les additifs anti-usure sont choisis parmi des additifs phospho-soufrés comme les alkylthiophosphates métalliques, en particulier les alkylthiophosphates de zinc, et plus spécifiquement les dialkyldithiophosphates de zinc ou ZnDTP. Les composés préférés sont de formule Zn((SP(S)(OR)(OR'))2, dans laquelle R et R', identiques ou différents, représentent indépendamment un groupement alkyle, préférentiellement un groupement alkyle comportant de 1 à 18 atomes de carbone.
Les phosphates d’amines sont également des additifs anti-usure qui peuvent être employés dans la composition lubrifiante selon l’invention. Toutefois, le phosphore apporté par ces additifs peut agir comme poison des systèmes catalytiques des automobiles car ces additifs sont générateurs de cendres. On peut minimiser ces effets en substituant partiellement les phosphates d’amines par des additifs n’apportant pas de phosphore, tels que, par exemple, les polysulfures, notamment les oléfines soufrées.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,01 % à 6% en masse, préférentiellement de 0,05% à 4% en masse, plus préférentiellement de 0,1 % à 2% en masse par rapport à la masse totale de composition lubrifiante, d’additifs anti-usure et d’additifs extrême-pression.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre au moins un additif antioxydant.
L’additif antioxydant permet généralement de retarder la dégradation de la composition lubrifiante en service. Cette dégradation peut notamment se traduire par la formation de dépôts, par la présence de boues ou par une augmentation de la viscosité de la composition lubrifiante.
Les additifs antioxydants agissent notamment comme inhibiteurs radicalaires ou destructeurs d’hydropéroxydes. Parmi les additifs antioxydants couramment employés, on peut citer les additifs antioxydants de type phénolique, les additifs antioxydants de type aminé, les additifs antioxydants phosphosoufrés. Certains de ces additifs antioxydants, par exemple les additifs antioxydants phosphosoufrés, peuvent être générateurs de cendres. Les additifs antioxydants phénoliques peuvent être exempt de cendres ou bien être sous forme de sels métalliques neutres ou basiques. Les additifs antioxydants peuvent notamment être choisis parmi les phénols stériquement encombrés, les esters de phénol stériquement encombrés et les phénols stériquement encombrés comprenant un pont thioéther, les
diphénylamines, les diphénylamines substituées par au moins un groupement alkyle en C1-C12, les N,N'-dialkyle-aryle-diamines et leurs mélanges.
De préférence selon l’invention, les phénols stériquement encombrés sont choisis parmi les composés comprenant un groupement phénol dont au moins un carbone vicinal du carbone portant la fonction alcool est substitué par au moins un groupement alkyle en Ci- C10, de préférence un groupement alkyle en Ci-Ce, de préférence un groupement alkyle en C4, de préférence par le groupement ter-butyle.
Les composés aminés sont une autre classe d’additifs antioxydants pouvant être utilisés, éventuellement en combinaison avec les additifs antioxydants phénoliques. Des exemples de composés aminés sont les amines aromatiques, par exemple les amines aromatiques de formule NRaRbRc dans laquelle Ra représente un groupement aliphatique ou un groupement aromatique, éventuellement substitué, Rb représente un groupement aromatique, éventuellement substitué, Rc représente un atome d’hydrogène, un groupement alkyle, un groupement aryle ou un groupement de formule RdS(O)zRe dans laquelle Rd représente un groupement alkylène ou un groupement alkenylène, Re représente un groupement alkyle, un groupement alcényle ou un groupement aryle et z représente 0, 1 ou 2.
Des alkyl phénols sulfurisés ou leurs sels de métaux alcalins et alcalino-terreux peuvent également être utilisés comme additifs antioxydants.
Une autre classe d’additifs antioxydants est celle des composés cuivrés, par exemples les thio- ou dithio-phosphates de cuivre, les sels de cuivre et d’acides carboxyliques, les dithiocarbamates, les sulfonates, les phénates, les acétylacétonates de cuivre. Les sels de cuivre I et II, les sels d’acide ou d’anhydride succiniques peuvent également être utilisés.
La composition lubrifiante selon l’invention peut contenir tout type d’additifs antioxydants connus de l’homme du métier.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention comprend au moins un additif antioxydant exempt de cendres.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention comprend de 0,1 % à 2% en poids par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante, d’au moins un additif antioxydant.
La composition lubrifiante selon l’invention peut également comprendre au moins un additif détergent.
Les additifs détergents permettent généralement de réduire la formation de dépôts à la surface des pièces métalliques par dissolution des produits secondaires d’oxydation et de combustion.
Les additifs détergents utilisables dans la composition lubrifiante selon l’invention sont généralement connus de l’homme de métier. Les additifs détergents peuvent être des composés anioniques comprenant une longue chaîne hydrocarbonée lipophile et une tête hydrophile. Le cation associé peut être un cation métallique d’un métal alcalin ou alcalino-terreux.
Les additifs détergents sont préférentiellement choisis parmi les sels de métaux alcalins ou de métaux alcalino-terreux d’acides carboxyliques, les sulfonates, les salicylates, les naphténates, ainsi que les sels de phénates. Les métaux alcalins et alcalino-terreux sont préférentiellement le calcium, le magnésium, le sodium ou le baryum.
Ces sels métalliques comprennent généralement le métal en quantité stoechiométrique ou bien en excès, donc en quantité supérieure à la quantité stoechiométrique. Il s’agit alors d’additifs détergents surbasés ; le métal en excès apportant le caractère surbasé à l’additif détergent est alors généralement sous la forme d’un sel métallique insoluble dans l’huile, par exemple un carbonate, un hydroxyde, un oxalate, un acétate, un glutamate, préférentiellement un carbonate.
De manière avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention peut comprendre de 0,5% à 8% ou de 2% à 4% en poids d’additif détergent par rapport à la masse totale de la composition lubrifiante.
De manière également avantageuse, la composition lubrifiante selon l’invention comprendre également au moins un additif abaisseur de point d’écoulement.
En ralentissant la formation de cristaux de paraffine, les additifs abaisseurs de point d’écoulement améliorent généralement le comportement à froid de la composition lubrifiante selon l’invention.
Comme exemple d’additifs abaisseurs de point d’écoulement, on peut citer les polyméthacrylates d’alkyle, les polyacrylates, les polyarylamides, les polyalkylphénols, les polyalkylnaphtalènes, les polystyrènes alkylés.
Selon un mode de réalisation, la composition lubrifiante selon l’invention comprend en outre au moins un agent dispersant. De tels agents dispersants assurent le maintien en suspension et l’évacuation des contaminants solides insolubles constitués par les produits secondaires d’oxydation qui se forment lorsque
la composition lubrifiante est en service. Ils peuvent être choisis parmi les bases de Mannich, les succinimides et leurs dérivés, tels que les dérivés de polyisobutylène anhydride succinique, polyoléfine amide alcène amine polyol.
De préférence, la composition lubrifiante selon l’invention comprend entre 0,5% et 4,5% en poids de dispersant, de préférence entre 1% et 2,5% en poids de dispersant par rapport au poids total de la composition lubrifiante.
La présente invention concerne également l’utilisation de la composition lubrifiante selon l’invention pour lubrifier les pièces d’un moteur tel qu’un moteur de véhicule automobile, plus particulièrement d’un moteur de véhicule hybride rechargeable ou d’un moteur de véhicule hybride comprenant un prolongateur d’autonomie.
La présente invention concerne également l’utilisation telle que définie ci- dessus de la composition lubrifiante selon l’invention pour réduire les frottements entre les pièces du moteur.
La présente invention concerne également l’utilisation telle que définie ci- dessus de la composition lubrifiante selon l’invention pour réduire la consommation de carburant du moteur.
La présente invention concerne également un procédé de lubrification d’un moteur de véhicule hybride rechargeable ou d’un moteur de véhicule hybride comprenant un prolongateur d’autonomie, comprenant la mise en contact d’au moins une pièce du moteur avec une composition lubrifiante selon l’invention.
La présente invention concerne également un procédé de réduction de la consommation de carburant d’un véhicule hybride rechargeable ou d’un véhicule hybride comprenant un prolongateur d’autonomie, comprenant la mise en contact d’au moins une pièce mécanique du moteur avec une composition lubrifiante telle que définie ci-dessus.
L’invention concerne également une méthode permettant de réduire les frottements se produisant à l’intérieur d’un moteur, ladite méthode comprenant l’utilisation d’une composition lubrifiante selon l’invention.
La composition est de préférence telle que décrite ci-dessus.
L’invention concerne également une méthode permettant d’améliorer les propriétés de fuel economy (FE ou fuel eco) d’une composition lubrifiante, ladite
méthode comprenant l’utilisation d’au moins un diester de formule (I) et d’au moins une huile de base de groupe II+ tels que définis ci-dessus.
Les différents aspects de l'invention peuvent être illustrés par les exemples qui suivent.
EXEMPLES
Exemple 1 : Préparation de compositions lubrifiantes
Les compositions lubrifiantes suivantes (CL compositions selon l’invention et CC compositions comparatives) sont préparées selon les méthodes connues de l’homme du métier.
Les compositions sont indiquées dans le tableau 2 ci-après : [Tableau 2]
Les paramètres des compositions lubrifiantes du tableau 2 ci-dessus sont indiquées dans le tableau 3 ci-après :
[Tableau 3]
La viscosité HTHS (de l’anglais : « High Temperature, High Shear ») est une mesure de la viscosité du film d’huile résiduel sous forte contrainte (cisaillement sous pression mécanique) à température élevée. Ici, la valeur de viscosité HTHS 100 est mesurée à 100°C.
Ces valeurs sont mesurées selon les normes CEC L-036-90 ou ASTM D4683.
La BOV est un calcul de viscosité à 100°C du mélange des huiles de base de la formule (en mm2/s).
Exemple 2 : Résultats concernant les propriétés Fuel Eco
Un essai a été effectué sur un moteur Suzuki K12C (1.2L 4 cylindres) qui est entrainé (pas de combustion). On mesure la friction (couple résistif en N.m) du moteur qui varie en fonction du lubrifiant utilisé. Les gains en friction sont ensuite convertis en consommation de carburant (Fuel Eco).
Le K12C est un moteur du constructeur Maruti-Suzuki. C’est un bloc 4 cylindres essence de 1.2L de cylindrée atmosphérique, il est en alliage d’aluminium. Il est équipé d’une distribution entraînée par chaine, doubles arbres à cames en tête, 16 soupapes avec système de commande de calage variable à l’admission et à l’échappement.
On mesure la friction (couple résistif en N.m) du moteur qui varie en fonction du lubrifiant utilisé. Les gains en friction sont ensuite convertis en consommation de carburant (Fuel Eco).
Les résultats sont donnés dans le tableau 4 suivant et présentent le gain en friction exprimés en % (par rapport à l’huile de référence) en fonction de la température pour les compositions de l’exemplel.
L’huile de référence est une huile OW-8 « standard » avec la même additivation que l’huile 0W-20 GF-6. Sa BOV est de 4,1 et sa viscosité à 100°C est de 5,2, et son HTHS 150°C de 1 ,80.
[Tableau 4]
CC1
CC2
CC3
CL
La composition lubrifiante CL réduit fortement le frottement sur le moteur K12C dû à une meilleure lubrification, en particulier aux températures les plus froides, ce qui est plus favorable sur un véhicule hybride rechargeable ou un moteur de véhicule hybride comprenant un prolongateur d’autonomie. Le gain en carburant calculé sur cycle NEDC est aussi plus important sur la composition lubrifiante CL que les autres huiles (CC1 -CC3).
Claims
1 . Composition lubrifiante comprenant :
- au moins un diester de formule (I) suivante :
Ra-C(O)-O-([C(R)2]n-O)s-C(O)-Rb (I) dans laquelle :
. les groupes R représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, notamment un groupe méthyle, éthyle ou propyle, de préférence méthyle ;
. s représente 1 ou 2;
. n représente 1 , 2 ou 3, étant entendu que lorsque s est différent de 1 , les n peuvent être identiques ou différents ;
. Ra et Rb, identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 6 à 18 atomes de carbone ; sous réserve que, lorsque s vaut 2 et les n, identiques, valent 2, au moins l’un des groupes R représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone ; et sous réserve que, lorsque s vaut 1 et n vaut 3, au moins l’un des groupes R lié au carbone en position bêta des atomes d’oxygène des fonctions esters représente un atome d’hydrogène ,et
- au moins une huile de base de groupe II+ ayant une viscosité cinématique mesurée à 40°C, selon la norme ASTM D445, inférieure à 12 cSt, une viscosité cinématique mesurée à 100°C, selon la norme ASTM D445, inférieure à 3 cSt et une teneur en soufre inférieure ou égale à 5 ppm.
2. Composition lubrifiante selon la revendication 1 , comprenant de 15% à 90%, de préférence de 25% à 85%, et notamment de 40% à 80%, en poids de diester de formule (I) par rapport au poids total de ladite composition lubrifiante.
3. Composition lubrifiante selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le diester de formule (I) est un diester de formule (I’) suivante :
Ra-C(O)-O-([C(R)2]n-O)([C(R’)2]m-O)s-i-C(O)-Rb (I’) dans laquelle :
. R et R’ représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d’hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone, de préférence un groupe méthyle, éthyle ou propyle, de préférence un groupe méthyle ;
. s représente 1 ou 2 ;
. n représente 2 ;
. m représente 2 ;
. Ra et Rb, identiques ou différents, représentent indépendamment les uns des autres, des groupements hydrocarbonés, saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, présentant un enchaînement linéaire de 6 à 18 atomes de carbone ; sous réserve que, lorsque s vaut 2 au moins l’un des groupes R ou R’ représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 5 atomes de carbone.
4. Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant de 5% à 60%, de préférence de 8% à 40%, et notamment de 10% à 30%, en poids d’huile de base par rapport au poids total de ladite composition lubrifiante.
5. Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle l’huile de base présente une teneur en composés aromatiques inférieure ou égale à 2% en poids par rapport au poids total de l’huile de base, cette teneur étant de préférence nulle.
6. Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle l’huile de base présente une teneur en composés paraffiniques inférieure ou égale à 85%, de préférence inférieure à 80%, en poids par rapport au poids total de l’huile de base.
7. Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle l’huile de base présente une teneur en composés naphténiques
inférieure ou égale à 30%, de préférence inférieure à 25%, en poids par rapport au poids total de l’huile de base.
8. Composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre un additif modificateur de frottement, de préférence à base de molybdène.
9. Utilisation d’une composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, pour lubrifier les pièces d’un moteur de véhicule automobile.
10. Utilisation selon la revendication 9, pour réduire les frottements entre les pièces du moteur et/ou pour réduire la consommation de carburant du moteur.
11. Procédé de lubrification d’un moteur de véhicule hybride rechargeable ou d’un moteur de véhicule hybride comprenant un prolongateur d’autonomie, comprenant la mise en contact d’au moins une pièce mécanique du moteur avec une composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
12. Procédé de réduction de la consommation de carburant d’un véhicule hybride rechargeable ou d’un véhicule hybride comprenant un prolongateur d’autonomie comprenant la mise en contact d’au moins une pièce mécanique du moteur avec une composition lubrifiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2208884A FR3139343A1 (fr) | 2022-09-06 | 2022-09-06 | Composition lubrifiante avec des propriétés fuel eco améliorées dans les véhicules hybrides |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2024052415A1 true WO2024052415A1 (fr) | 2024-03-14 |
Family
ID=84488827
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2023/074477 WO2024052415A1 (fr) | 2022-09-06 | 2023-09-06 | Composition lubrifiante avec des propriétés fuel eco améliorées dans les véhicules hybrides |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US20140342959A1 (en) * | 2013-05-16 | 2014-11-20 | Chevron U.S.A. Inc. | Diester-based base oil blends with improved cold flow properties and low noack |
| WO2019025446A1 (fr) | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Total Marketing Services | Composition lubrifiante comprenant un diester |
| US20210139805A1 (en) * | 2018-07-02 | 2021-05-13 | Total Marketing Services | Composition for Cooling and Lubricating a Propulsion System of an Electric or Hybrid Vehicle |
-
2022
- 2022-09-06 FR FR2208884A patent/FR3139343A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-09-06 WO PCT/EP2023/074477 patent/WO2024052415A1/fr unknown
Patent Citations (3)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3139343A1 (fr) | 2024-03-08 |
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