ТРАНСМИССИОННОЕ МАСЛО
TRANSMISSION OIL

Изобретение относится к составам трансмиссионных масел, используемых для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.
Известно редукторное масло, содержащее, % мас.: аллиловый эфир диэтилтиокарбаминовой кислоты 2-4; борированный диалкилдитиофосфат 0,5-1,5; полиметакрилат 0,1-0,3; нефтяное масло до 100. (RU 1593202, МКИ С10М 137/10, 15.10.1994 г.).
Масло предназначено для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования. Данный вид масла нельзя использовать для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.
Известно трансмиссионное масло (Пат. RU №2148620, МКИ С10М 141/08, опубл. 10.05.2000 г.), содержащее, мас.%:
Металлиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты - 5,8-6,2
Полиметакрилат - 0,8-1,2
Диалкилдитиофосфат цинка - 1,4-1,6
Кислый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,045-0,055
Олеиновая кислота - 0,15-0,25
Кремнийорганическая присадка - 0,003-0,005
Нефтяное масло - До 100.
Масло рекомендовано к использованию для агрегатов трансмиссий всех легковых автомобилей, кроме переднеприводных. Данный вид масла нельзя использовать для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.
Наиболее близким к заявляемому составу является трансмиссионное масло (Пат.RU №2334788, МКИ С10М 135/04, опубл. 10.05.2008 г.), содержащее, мас.%:
Серосодержащая присадка - 3,5
Диалкилдитиофосфат цинка - 0,3
Полиметакрилат - 1,9
Кремнийорганическая присадка - 0,004
Нефтяное масло до 100.
Масло трансмиссионное предназначено для всесезонной эксплуатации коробок передач переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ. Однако данное трансмиссионное масло обладает низкими трибологическими характеристиками и, как следствие, невысоким уровнем антиокислительных, противозадирных, противоизносных и вязкостных свойств.
Задачей является разработка состава трансмиссионного масла, которое по вязкостно-температурным свойствам соответствует классу вязкости 80w/85 по классификации SAE 1306, по эксплуатационным свойствам группе GL-4 по API соответствует требованиям, предъявляемым ТУ 38.301-29-90-97. Технический результат: предлагаемое трансмиссионное масло обладает высокими трибологическими характеристиками, высоким уровнем антиокислительных, противозадирных, противоизносных и вязкостных свойств. Применение масла позволит повысить эффективность эксплуатации автомобиля, срок службы деталей агрегатов трансмиссий.
Технический результат достигается тем, что трансмиссионное масло содержит диалкилдитиофосфат цинка, полиметакрилат, кремнийорганическую присадку, серосодержащую присадку, нефтяное масло, при этом в качестве серосодержащей присадки оно содержит продукт взаимодействия ди-(β-хлордецил)-дисульфида с 20% водным раствором сульфида натрия при температуре 80-85°С при следующем соотношении компонентов в трансмиссионном масле, % мас.:
Серосодержащая присадка - 3,3-4,0
Диалкилдитиофосфат цинка - 0,8-1,0
Полиметакрилат - 1,7-2,0
Кремнийорганическая присадка - 0,0026-0,0045
Нефтяное масло до 100.
Заявляемый состав трансмиссионного масла, в котором используется новая серосодержащая присадка, в количестве 3,3-4,0 мас.% обладает высокими трибологическими характеристиками, обеспечивающими высокий уровень антиокислительных, противозадирных, противоизносных и вязкостных свойств. Кроме того, высокая термическая стабильность и окислительная стабильность позволяют использовать данное масло для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в широком диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.
Процесс получения трансмиссионного масла заключается в следующем.
Пример 1. При 70-80°С в 940,468 г нефтяного масла последовательно добавляют 33 г (3,3% мас.) серосодержащей присадки, 8 г (0,8% мас.) диалкилдитиофосфата цинка, 18,5 г (1,85% мас.) полиметакрилата, 0,032 г (0,0032% мас.) кремнийорганической присадки. Полученную смесь перемешивают в течение 3 часов.
Примеры 2, 3 осуществляют аналогично примеру 1, а содержание компонентов в предлагаемом трансмиссионном масле приведено в таблице 1.
Таблица 1
Наименование компонента
Содержание компонентов, % мас.
1
2
3
Серосодержащая присадка
3,3
3,8
4,0
Диалкилдитиофосфат цинка
0,8
1,0
0,9
Полиметакрилат
1,85
1,7
2,0
Кремнийорганическая присадка
0,0032
0,0026
0,0045
Нефтяное масло
До 100
До 100
До 100
В трансмиссионном масле использованы следующие компоненты:
Серосодержащая присадка получена следующим образом:
В четырехгорлый реактор, снабженный эффективной мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, помещают 10,00 г (0,0241 моль) ди-(β-хлордецил)-дисульфида и 20 мл изопропилового спирта и при интенсивном перемешивании при 50-55°С в течение 15-20 мин добавляют по каплям 10,89 г 20% водного раствора сульфида натрия. Реакционную смесь выдерживают в течение 8 ч при интенсивном перемешивании и температуре 80-85°С. По окончании реакции обратный холодильник заменяют нисходящим и отгоняют растворитель при максимальной температуре в реакторе 98°С. Затем реакционную массу растворяют в 20 мл петролейного эфира (40-70°С), промывают дистиллированной водой, сушат над хлористым кальцием и отгоняют в вакууме растворитель.
3
В результате получают 7,65 г (84,8%) присадки, представляющей собой маслянистую жидкость коричневого цвета с плотностью 0,9638 г/см. Содержание серы в присадке 22,8% (мас.).
10
10
10
3
Ди-(β-хлордецил)-дисульфид получают взаимодействием фракции С (Ткип=170-172°С, ρ=0,740 г/см) с содержанием непредельных углеводородов С - 87,46% с монохлористой серой. В четырехгорлый реактор, снабженный эффективной мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, при интенсивном перемешивании к 10,36 г фракции С добавляют по каплям 5,00 г монохлористой серы. Дозирование осуществляют в течение 15-20 мин при комнатной температуре (20-25°С). После завершения дозировки монохлористой серы реакционную массу нагревают до 80°С и при интенсивном перемешивании выдерживают в течение 4 ч. Затем реакционную массу растворяют в 20 мл петролейного эфира (40-70°С), промывают дистиллированной водой, сушат над хлористым кальцием и отгоняют в вакууме растворитель.
3
В результате получают 11,92 г (77,8%) ди-(β-хлордецил)-дисульфида, представляющего собой маслянистую жидкость коричневого цвета с плотностью 1,0133 г/см, с содержанием серы 15,2%;
85%-ный раствор в масле диалкилдитиофосфата цинка по ТУ 0257-005-00044434-99 (присадка ДФ-11К);
30%-ный раствор в масле И-20А полиметакрилата по ТУ 6-01-270-94 (присадка ПМА "Д");
кремнийорганическую присадку полиметилсилоксана по ОСТ 6-02-20-79 (присадка ПМС-200А).
Для экспериментальной проверки предлагаемого состава была изготовлена смесь ингредиентов, которая испытана на соответствие ТУ 38.301-29-90-97 (табл.2). Трибологические характеристики образцов масел оценивались по ГОСТ 9490-75 на четырехшариковой машине трения. Состав масла в табл.1.
Сравнительная характеристика свойств масла согласно изобретению и прототипа приведена в табл.2.
Приготовление масла согласно изобретению не требует разработки специальной технологии. Оно может изготавливаться на обычной установке компаундирования или на любой другой установке, на которой имеются емкости с обогревающим, перемешивающим и фильтрующим устройствами.
Образцы изготавливают следующим образом. В подогретое до 70-80°С нефтяное масло вводят присадки. Последовательность введения присадок значения не имеет. Полученную смесь перемешивают при 70-80°С в течение 3 часов.
Таким образом, предлагаемое трансмиссионное масло имеет следующие преимущества:
1. Требуется меньшее количество присадок для получения трансмиссионного масла.
2. Данный вид масла можно использовать для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.
3. Полученное трансмиссионное масло соответствует требованиям, предъявляемым ТУ 38.301-29-90-97.
4. В отличие от прототипа данный вид масла обладает более высокими трибологическими характеристиками, обеспечивающими высокий уровень антиокислительных, противозадирных, противоизносных и вязкостных свойств.
Таблица 2
№ п/п
Показатель
Норма по ТУ 38.301-29-90-97
Прототип
Предлагаемые рецептуры по примерам
1
2
3
1
Вязкость кинематическая при 100°С, сСт
≥13,5
14,66
14,9
15,1
15,3
2
Вязкость кинематическая при 40°С, сСт
не норм.
145,2
146,1
147
147,2
3
Индекс вязкости
≥100
101,7
102,5
102,4
102,6
4
Плотность при 20°С, кг/м<sup>3</sup>
≤900
888,9
886,4
890
888,5
5
Температура вспышки, о.т., °С
≥200
220
220
220
220
6
Температура застывания, °С
≤-30
-32
-35
-34
-34
7
Массовая доля мех. примесей, %
отс.
отс.
отс.
отс.
отс.
8
Массовая доля воды, %
следы
отс.
отс.
отс.
отс.
9
Массовая доля серы за счет присадок, %
≥0,7
0,98
0,75
0,87
0,91
10
Массовая доля фосфора за счет присадок, %
≥0,03
0,091
0,067
0,078
0,071
11
Трибологические характеристики на ЧШМ:
индекс задира, кгс
≥40
49,98
66,4
72,8
71,3
диаметр пятна износа, мм
≤0,8
0,44
0,43
0,45
0,45
нагрузка сваривания, кгс
≥224
299
458
439
471
12
Совместимость с резиновыми уплотнениями (изменение объема) в течение 72 ч, %:
марки 2801 при Т=135°С
+10÷-2
+1,1
+1,42
+1,41
+1,42
марки 57-5025 при Т=110°С
±8
+1,4
+1,76
+1,72
+1,74