Brevet FR2497225A1 — publié le 19820702

Composition neutralisanteet lubrifiante pour moteurs Diesel. La présente invention concerne une composition neu- tralisante et lubrifiante et son utilisation dans les moteurs Diesel. Plus particulièrement, la présente invention concerne une composition neutralisante et lubrifiante qui n'est pas basée sur l'utilisation des fluides lubrifiants classiques,et dans laquelle un composant aqueux prédomine. On sait que dans les gros moteurs Diesel à deux temps, le système de lubrification est double: dans ces moteurs, en effet, il y un système normal à boucle fermée qui est consti- tué par un récipient d'accumulation et une série de tubulures à travers lesquelles le lubrifiant est réparti en tous points qui doivent 9tre lubrifiés, tandis que pour d'autres points, tels que la partie supérieure interne du piston, le fluide est envoyé également pour exercer une action typiquement ré- frigérante. Pour le dernier type de circuit, il est courant d'adop- ter des fluides huileux qui contiennent des additifs spécifi- ques solubles dans l'huile tels que, par exemple, des addi- tifs antirouille, des additifs réduisant l'usure, un anti- oxydant, et assez rarement également des agents neutrallsants, d'autant plus que dans ce type de lubrifiants, la présence du dernier additif n'est pas d'une grande Importance. En fait, dans le système à boucle fermée, le fluide n'est actif que sur celles des parties constituées mobiles du moteur, qui sont comprises entre la zone du piston et la zone du récipient d'accumulation, et qui ne sont pas exposées à la corrosion due aux produits acides engendrés par la combustion. C'est en fait, que pour réduire leurs coQts de fonctionnement, ces moteurs sont alimentés avec des fuels lourds contenant un pourcentage élevé de soufre (Jusqu'à 4% et davantage et il apparait que, dans ces conditions, les produits acides de la combustion prln- cipalement l'acide sulfurique, doivent être neutralisés afin de ne pas leur laisser suffisamment de temps pour corroder le métal de la chemise intérieure du cylindre avec laquelle ils viennent en contact. En plus de la boucle fermée, il y a dans les gros motes Diesel à deux temps, un autre circuit de lubriflcation à boucle ouverte qui est prévu pour la lubrification de la région de la chemise intérieure et du piston:e lubrLfar.nt à utiliser pour ce circuit est directement réparti sur la chemise en passant par une rangée de trous (Uanaux'5etde canaux répartiteurs spéciaux ("toile d'arraignée") et, en plus de sa fonction de lubrification, il a pour but de neutraliser les résidus acides condensés produits par la combustion Un lubrifiant envisagé pour ce circuit doit avoir, par conséquent, des propriétés et une composition tout à fait particulière et son action neutralisante anti-acide joue un rôle important. Actuellement, la fonction de neutralisation exercée par les lubrifiants classiques qui contiennent les additifs antl-acide usuels, est caractérisée par le défaut qu'elle est touJours relativement tempérée, parce que la réaction de neu- tralIsation a lieu dans un envlronnement surtout huileux ou, tout au moins, dans un environnement dans lequel la seule eau présente est celle formée dans la combustion. Par conséquent dans le cas de la lubrification du couple chemise intérieure- piston dans les gros moteurs Diesel, le résultat est que, pen- dant un temps très court durant lequel les parties de lubri- fiant anti-acide qui sont réparties progressivement sur la che- mise intérieure, restent, très souvent les conditions idéales de nwtralisation de l'acidité total présente ne sont pas satis- faites. Une composition lubrifiante et neutralisant a mainte- ant été découverte qui est apte à la lubrification du couple chemise intérieure-piston de moteurs Diesel à deux temps, et qui est composée d'une solution aqueuse qui est essentiellement stable dans la gamme de températures allant de -10 C à+70 C et qui permette de neutraliser rapidement les produits acides pro- venant de la combustion, cette composition ayant montré d'une façon tout à fait surprenante avoir une action lubrifiante qui n'est certainement pas inférieure à celle des compositions à base d'huile correspondantes. Un objet de la présente inven- tion est de fournir une composition aqueuse obtenue en dissol- vant dans l'eau de 2 à 20% d'une ou plusieurs substancet)neu- tralisante(s) anti-acide(s) et de 2 à 20% d'une ou plusieurs substance(s) constituée(s) par un fluide organique soluble dans l'eau ayant un point d'ébullition élevé et/ou de 0,5 à 5% d'une ou plusieurs substance(s) ayant une action détergente. Des exemples des substances neutralisantes anti-acides sont les sels de métaux alcalins et/ou de métaux alcalino- terreux, les sels d'ammonium et de monoéthanolamine, de diétha- nolamine et de triéthanolamine, ces sels étant choisies de pré- férence parmi les sels correspondants des acides acétique, formique et carbonique, ou bien la morphollne combinée avec les acides formique, acétique, propionique, lactique, chlcracétlque, thlo-acétique, butyrique, glycérophosphorique et oxalique. Des exemples de substances organiques solubles dans l'eau ayant un point d'ébullition élevé sont l'éthylèneglycol, le propylèneglycol, le polyéthylèneglycol, le polypropylène- glycol et quelques esters, qu'ils soient solubles ou non solu- bles dans l'eau. Enfin, des exemples de substances ayant une action détergente, sont les acides gras oxyéthylés, l'oléate de sorbl- tol oxyéthylé, les glycols polyoxylés, le dodécylbenzènesulfo- nate d'ammonium, le chlorure d'alkyldlméthlammonlum, le lau yl- sulfate de trlméthylamine, le laurylsulfate de dléthanolamine et le laurylsulfate de monoéthanolamlne. La présente invention peut contenir en outre des additifs ayant une action comme celle des additifs utilisés dans la lubrification des moteurs à combustion interne, à sa- voir: 1) de 0,5 à 5% de substances ayant une action diminuant l'usure et empêchant le gommage, telles que le dibenzylsulfure, le dlbenzylpolysulfure, la thlo-urée et le molybdate d'ammonlum, 2) de 0,5 à 5% de substances ayant une action anti- rouille telles que le nitrite d'ammonium, le nitrite de sodium, le boramide et les bichromates de métaux alcalins, 3) De 0,5 à 5% de substances anti-corrosion et passivan- tes pour les métaux non ferreux tels que le benzotriazole. Le procédé pour obtenir les solutions selon la pré- sente invention n'exigent pas de moyens spéciaux, sauf que la dissolution des produits énumérés ci-dessus devant avoir lieu dans la gamme de températures allant de +400 C à 60 C, il est préférable, mai snobligatoire, que les solutions soient obtenues en dissolvant d'abord la substance neutralisant anti-acide dans environ la moitié de l'eau, après quoi, une fois la dissolution obtenue, la substance ayant une action détergente est aJoutée et, ultérieurement, tous les autres composants qui ont d'abord été dissous dans la seconde moitié du volume d'eau. Les solutions sont claires et ont une couleur qui tend vers le brun-Jaune et, comme on l'a dit ci-dessus, elles sont stables dans la gamme de température allant de -10 C à +70 C: ceci est une propriété qui permet de stocker ces solu- tions pendant des périodes prolongées. Des exemples de ces solutions à utiliser pour la lubrification du couple chemise intérieure-plston des moteurs Diesel à 2 temps peuvent être les sÉvants: A) Acétate de calcium: 8 % polyéthylèneglycol: 7 %; dodécyl- benzènesulfonate d'ammonium: 2 %; dibenzyldisulfure: 1%; boramide: 2 %; eau 80 %; tous calculés en poids. B) Acétate de magnésium: 6 % polypropylèneglycol: 7 %; laurylsulfate de diéthanolamine: 3 %; thio-urée: 2 %; molyb- date d'ammonium: 1%; eau: 81%. C) Acétate de calcium: % acétate de magnésium: 3 %; polyéthylèneglycol: 9 %, oléate de sorbitol oxyéthylé: 3% molybdate d'ammonium: 3 %; boramide: 2 %; eau; 75 %. D) Acétylmorpholine: 10 %; polyéthylèneglycol: 8 %; laurylsulfonate de monoéthanolamine: 2 %; thio-urée: 2 %; nitrite d'ammonium: 2 %; benzotriazole: 1%; eau: 75 %. E) Formiate de magnésium: 7 %; éthylèneglycol: 9 %; chlorure d'alkyldiméthlammonium: 3 %: diben zy-lpolysulfure: 3%; bicromate de potassium: 2 %; benzotriazole: 1%; eau: 75%. F) Acétate de sodium: 4.5 e: carbonate de sodium: D éthylènemlycol: 10%: laurylsulfate de diéthanolamine: 3%; thio-urée: 2; boramcle: 2,5%; eau: 75 %. Un facteur qu'il faut considérer avec soin est que l'indication de "moteur Diesel à deux temps", comportant des circuits de lubrification séparés, doit être regardé comme un simple exemple de l'invention et n'implique aucune limitation. D'autant plus que le premier essai pratique pour essayer une solution telle que celle proposée ci-dessus a été effectué en utilisant un petit moteur à un seul cylindre, "Petter ANI", qui a un seul système de lubrification avec récipient d'accu- mulation. Avec cet essai, des résultats très satisfaisants ont été obtenue aussi bien du point de vue de la lubrification du couple piston- chemise intérieure que de la lubrification de la zone du récipient d'accumulation. Ces résultats confirment d'une façon tout à fait fiable, qu'également dans certaines parties du moteur, la lubrification peut être réalisée dans utiliser de fluides lubrifiants à base de pétrole et de fluides qui ne sont pas à base de pétrole ayant une viscosité élevée. Une autre confirmation a été reçue de toute une série d'essais effectués avec la composition selon la présente inven- tion qui sont donnés ci-après à titre d'exemple seulement mais qui ne sont pas limitatifs. EXEMPLE 1 La composition A est utilisée pour lubrifier le couple chemise-piston de deux moteurs Diesel utilisés pour actionner le pétrolier "Coremaggiore" ayant une capacité de transport de 18 000 tonnes le (moteur principal est un moteur "FIAT 7510", type à aspiration, 8050 CV, 125 tr/mn) et pour le pétrolier AGIP TRIESTE, de 50 000 tonnes (moteur principal "FIAT 989B", surchargé 18900 CV, 125 tr/ min). Sur les moteurs des deux pétroliers, des essais ont été effectués qui ont duré plusieurs centaines d'heures afin de contrôler le comportement total des fluides en question. Le débit du fluide réparti est le m8me que celui utilisé pour les lubrifiants à base de pétrole classique, envi- ron 0,8 g par cheval vapeur et par heure. Une fois les essais terminés, les lectures qui ont été faites ont nettement montré que les compositions lubrifian- tes de l'invention satisfaisaient pleinement les exigences de ce type de moteur. Ce qui a surtout été noté est l'excellent degré de propreté, la liberté complète des bagues du piston et la ten- dance d'avoir une usure des bagues dans les limites des spécifi- cations normalisées. EXEMPLE 2 Les résultats concernant l'essai fait sur le moteur Petter AVJI avec les fluides ayant la composition A sont les suivants: Caractéristiques du moteur Nombre de cylindres 1 Alésage 80 mm Course 110 mm Cylindrée 553 cm3 Vitesse de rotation 100 t/min Rapport de compression 20: 1 Puissance nominale 5 HP Conditions opératoires Consommation de combustible 1,088 kg par heure Température à la sortie du réfrigérant 85 C Température du lubrifiant dans le carter 55 C Pression de lubrification (composition A) 2,5 bars Charge de lubrifiant 3,4 kg Sur le moteur en question un essai de 22 heures est effectué dans des conditions normalisées. Une fois l'essai terminé, l'état de plusieurs parties constitutives du moteur est trouvé normal et plus par- ticullèrement les bagues du piston paraissent 8tre non-attaquées et n'ont pas d'incrustation. Egalement, les parties constituti- ves qui sont en contact avec le fluide pendant l'essai sont dans un état normal et aucun résidu dense n'est trouvé ou bien, s'il y en a, il ne se trouve pas en quantité telle qu'il com- promette le fonctionnement du moteur. REVENDICATIONS 1. Composition neutralisante et lubrifiante obtenue par dissolution dans l'eau de 2 à 20 % d'une ou plusieurs substance(s) neutralisante(s) antiacide(s) et de 2 à 20% d'une ou plusieurs substance(s) constituée(s) par un fluide organique soluble dans l'eau ayant un point d'ébullition élevé, et/ou de 0,5 à 5% d'une ou plusieurs substance(s) ayant une action détergente. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les substances neutralisantes anti-acides sont choisies parmi les sels de métaux alcalins et/ou de métaux alcalino-terreux, les sels d'ammonium, et de mono-éthanolamine, de dléthanolamine, de triéthanolamine, et parmi les morphollnes des acides suivants: acides formique, acétique, propionique, lactique, chloracétique, thio-acétique, butyrique, glycéro- phosphorique et oxalique. 3. Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les substances organiques solubles dans l'eau ayant un point d'ébullition élevé sont choisies parmi l'éthy.- lèneglycol, le propylèneglycol, le polyéthylèneglycol, le poly- propylèneglycol et les esters solubles dans l'eau et des esters insolubles dans l'eau. 4. Composition selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les substances ayant une action détergente sont choisies parmi les alcools gras oxyéthylés, l'oléate de sorbitol oxyéthylé, les glycols polyoxylés, le dodécylbenzène- sulfonate d'ammonium, les chlorures d'alkyle diméthylammonium, le laurylsulfate de triméthylamine, le laurylsulfate de diétha- nolamine et lelaurylsulfate de monoéthanolamine. 5. Composition selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le faitqcpe les sels de métaux alcalins et/ou de métaux alcalino-terreux, les sels d'ammonium et de monoéthanolamine de diéthanolamine, de triéthanolamine sont choisis parmi les sels correspondants des acides formique, acétique, et carbonique. 6. Composition selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée par le fait qu'elle contient: sdwea xnap u iasaQ SI sanaqow soaJ sal suvp aJpuiXio np aanaeaqul asweaqo el ap qa uoqsld np uolqeolJlaqnl eI suwp quawagiilnolaed snid qa iGale sanaeow sap uoloIJlaqnl el suep L I suolzeolpueAsa sap anb -uooalnb aun,l uoleas suolTisodwoo sep uo 4PSIII$n 'L aozera;ozuaq 0I el anb seaIIa eXnafaiJ UOU xneq$w sel inod sa@ueAIssed sao -ue4sqns ap qe uoisoijoo-ique saoueqsqns ap % C f "o ap ( ) !sulleole xnegm ap saeqwoaqolq saI qa apTWloq al 'wn1pos ap a@laqu al 'wnluowme,p @$Iaglu el anb sallaa aIItnoi- Ique uolg4o aun queXe saoupqsqns ap S e S'o ap (a) mwniuowuo, p aqepqilow el ae apan-olqq el 'ean$lnsXIodl'ozueqlp el la4JlnslpIXozuaeqp ael anb sellae eaewwog el ueqo dwa uolqo? eun qe ansn, UenulTwlp uol4oe aun queXe saoueqsqns ep %9 q 9'0 ap (I) SZ2Z6 Z