МОТОРНОЕ МАСЛО ДЛЯ ДВУХТАКТНЫХ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
MOTOR OIL FOR TWO-VALVE PETROL ENGINES

Изобретение относится к маслам для двигателей внутреннего сгорания.
Масла для двухтактного двигателя используются в целях смазывания и охлаждения движущихся частей. Масло в двухтактном двигателе сгорает совместно с топливом - автомобильным бензином, при этом остаются отложения сгоревших продуктов на поршне, камере сгорания, газоотводной системе, а также загрязняются мелкодисперсными частицами отходящие газы («дымность выхлопа»).
Масла для двухтактного двигателя обычно включают пакет присадок, растворенный в базовом масле, с загустителем и растворителем.
Пакет присадок, как правило, содержит детергенты, диспергирующие присадки и антиоксиданты.
Современные базовые масла для двухтактных двигателей в целях понижения количества образующегося при сгорании дыма содержат дополнительно полиизобутилен в количестве 20-30% масс. на конечный продукт и углеводородный растворитель до 20% на конечный продукт.
В качестве углеводородного растворителя ранее использовалась керосиновая фракция (например, авиакеросин). В последнее время в связи с ужесточением требований к дымности используется узкая фракция изопарафиновых углеводородов, выкипающих в интервале 250-350°С.
На эксплуатационные свойства масел для двухтактных двигателей оказывают влияние как пакет присадок, так и базовое масло, и, в первую очередь, на отложения на цилиндре и дымность отходящих газов.
Известен патент RU 2222571, 2004 г. «Моторное масло для двухтактных бензиновых двигателей». В данном патенте исследования по оптимизации масла для двухтактных двигателей проводились только в рамках оптимизации пакета входящих в него присадок. Оптимизация базового масла не рассматривалась, в результате продукт оказался невостребованным рынком, и его патентная защита прекращена в 2011 году.
Наиболее близким к данному изобретению является патент RU 2213128, 2003 г., заявленный Кастрол Лимитед (GB), «Смазка для двухтактного двигателя мотоцикла».
В данном патенте проведено исследование влияния на качество масла для двухтактных двигателей как пакета присадок, так и базового масла.
Смазка по патенту RU 2213128 содержит базовое масло, представляющее собой минеральное нафтеновое масло, имеющее вязкость при 100°С менее 4 сСт и температуру потери текучести ниже минус 30°С, детергентную систему присадок и загуститель. Также в данном патенте указано, что в ряде случаев при приготовлении масла для двухтактных двигателей используется растворитель в концентрации около 20% масс.
Касательно базового масла (по тексту описания) сделан вывод: «Вязкость базового масла при 100°С предпочтительно ниже 6 сСт, более предпочтительно ниже 4 сСт, и даже более предпочтительно около 2 сСт. Базовое масло предпочтительно является минеральным маслом, полученным из нафтенового исходного сырья, или полиальфаолефином».
Задачей данного изобретения является оптимизация качества масла для двухтактных двигателей по показателям, связанным с отложениями на цилиндре и дымностью отходящих газов, за счет поиска наилучшего для композиции базового масла.
2
Заявлено моторное масло для двухтактных бензиновых двигателей, содержащее пакет присадок, загуститель полиизобутилен и базовое масло, которое отличается тем, что базовым маслом является изопарафиновое масло с вязкостью до 2,6 мм/с при 100°С, выделенное из продуктов гидроизомеризации остатка однопроходного гидрокрекинга вакуумного дистиллата, при следующем соотношении компонентов, % масс.:
пакет присадок
до 4,6
загуститель полиизобутилен
25-30
базовое изопарафиновое масло
с вязкостью до 2,6 мм<sup>2</sup>/с при 100°С
до 100
Моторное масло дополнительно может содержать растворитель в количестве до 10% масс.
2
Стремление к дальнейшему улучшению качества масла для двухтактных двигателей привело к исследованию применения в качестве базового масла изопарафинового маловязкого масла с вязкостью не более 2,6 мм/с при 100°С, полученного гидроизомеризацией остатка однопроходного гидрокрекинга вакуумного дистиллата. Данное масло практически не содержит серы, ароматических углеводородов, содержание парафиновых углеводородов превышает 97% масс., и, как следствие, высокое соотношение по массе водород:углерод.
Для исследования использовалось базовое масло по ТУ 38.401-58-416-2014 «Масло базовое изопарафиновое ТАТНЕФТЬ HVI-2» с показателями:
2
Также было исследовано влияние содержания загустителя - полиизобутилена и растворителя применительно к композициям масла для двухтактных двигателей, содержащим в качестве базового масла маловязкое изопарафиновое масло с вязкостью до 2,6 мм/с при 100°С.
2
2
Для сравнения использовалось нафтеновое базовое масло с вязкостью 2,2 мм/с при 100°С и полиолефиновое маловязкое масло с вязкостью при 100°С 2,3 мм/с. (аналогичные патенту RU 2213128).
В качестве пакета присадок для приготовления масла для двухтактных двигателей использовался пакет присадок фирмы «Лубризол» Lubrizol 601. В приготовлении масла также использовался загуститель полиизобутилен молекулярной массой около 1000 под маркой Lubrizol 3108 и изопарафиновый растворитель Exxsol D 140.
Масло для двухтактных двигателей готовили путем смешения базового масла с пакетом присадок, загустителем и при необходимости растворителем в колбе с мешалкой при температуре 60°С в течение 30 минут.
В таблицах 2, 3, 4 приводятся: состав композиций, их свойства, и результаты испытаний по стандарту JASO FD как по данному изобретению (примеры 1-5), так и по прототипу (примеры 6-8).
Композиция 1 по предлагаемому изобретению полностью соответствует показателям стандарта JASO FD и превосходит по показателям дымности (219 против 183-201 у прототипа, по показателю детергентности по ISO EGD (154 против 132-151) и показателю юбки поршня (110 против 104-107 у прототипа) при равной смазывающей способности.
Композиция 2, содержащая меньшее количество полиизобутилена (25 вместо 30% масс.), также полностью соответствует показателям стандарта JASO FD, и превосходит показатели прототипа, однако показатель смазывающей способности ниже по сравнению с композицией 1, что позволяет установить нижнюю границу введения полиизобутилена в композицию - 25% масс.
2
2
Композиция 3 дополнительно содержит 10% масс. растворителя (Exxsol D 140), и также полностью соответствует стандарту JASO FD, однако находится на нижней границе по показателю кинематической вязкости (6,7 мм/с при норме не менее 6,5 мм/с) и меньшей смазывающей способности (111 баллов).
Композиция 4 по предлагаемому изобретению, содержащая 30% масс. полиизобутилена и 10% мас. растворителя, полностью соответствует показателям стандарта JASO FD и превосходит по показателям дымности (227 против 183-201 у прототипа), по показателю детергентности по ISO EGD (157 против 132-151) и показателю юбки поршня (112 против 104-107 у прототипа), при равной смазывающей способности.
Композиция 5, имеющая повышенное содержание растворителя (15% вместо 10%), имеет также прекрасные показатели по пониженной дымности (233) и детергентности (161), однако более низкий показатель по смазывающей способности (109 вместо 115) и поэтому не будет заявляться в данном изобретении.
Анализ полученных результатов композиций 3 и 5 позволяет сделать вывод о предельном содержании растворителя в композиции масла для двухтактных двигателей по предлагаемому изобретению не более 10% масс.
2
Проведенные опыты убедительно показали преимущества масел для двухтактных двигателей, изготовленных на базе маловязкого изопарафинового масла с вязкостью до 2,6 мм/с при 100°С, полученного путем выделения его из продуктов гидроизомеризации остатка однопроходного гидрокрекинга вакуумного дистиллата при давлении более 160 атм по сравнению с прототипом.