МОТОРНО-РЕДУКТОРНОЕ МАСЛО
ENGINE-REDUCTION GEAR OIL

Изобретение относится к области нефтехимии и авиационной технике, конкретно к моторно-редукторному маслу, предназначенному для работы в теплонапряженных газотурбинных (турбовинтовых) двигателях и высоконагруженных редукторах самолетов и вертолетов.
Известно использование для турбовинтовых двигателей авиационной техники масла МН-7,5 на основе минерального масла, содержащего загущающую, антиокислительную, противоизносную, противозадирную и другие присадки («Горюче-смазочные материалы для авиационных двигателей», изд. «Мастер Лайн», Казань, 2002 г., с.301-302).
2
2
Однако масла на минеральной основе не обеспечивают необходимые для применения в авиационной технике вязкостно-температурные характеристики -кинематическую вязкость 5-8 мм/с при 100°С и не более 9000 мм/с при минус 40°С, температуру застывания - не выше минус 55°С, термоокислительную стабильность - 200°С, механическую стабильность (деструкция при озвучивании) - не более 5% и испаряемость при 175°С - не выше 5%.
5
9
Известно синтетическое масло Б-ЗВ на основе сложных эфиров пентаэритрита и синтетических жирных кислот фракции С-С, которое содержит антиокислительную присадку - параоксидифениламин и противозадирную - 2-меркаптобензтриазол («Горючесмазочные материалы для авиационных двигателей», изд. «Мастер Лайн», Казань, 2002 г., с.301-302).
Масло Б-3В имеет высокую смазывающую способность, однако оно не удовлетворяет требованиям к показателю термоокислительной стабильности при 200°С и уровню вязкости при температуре минус 40°С, а кроме того, оказывает заметное коррозионное воздействие на цветные металлы.
В гидравлических системах отечественных самолетов и вертолетов в качестве рабочей жидкости в настоящее время широко применяется гидравлическое масло АМГ-10 (ГОСТ 6794) производства ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», ОАО «Роснефть-МОПЗ «Нефтепродукт», ЗАО «АвиаТехМас», ОАО «Московский нефтемаслозавод» на основе глубокодеароматизированной низкозастывающей фракции, получаемой из продуктов гидрокрекинга смеси парафинистых нефтей и состоящей из нафтеновых и изопарафиновых углеводородов. Состав данного масла содержит загущающую и антиокислительную присадки и работает в диапазоне рабочих температур от минус 60 до +125°С.
К недостаткам масла АМГ-10 следует отнести низкую температуру вспышки и уменьшение вязкости при эксплуатации в гидравлических системах (до 42%) вследствие механической и химической деструкции молекул вязкостной полимерной присадки, что существенно сокращает ресурс работы масла и снижает надежность работы гидроагрегатов.
Наиболее близким по технической сущности - прототипом настоящего изобретения является гидравлическое масло АМГ-10 (ГОСТ 6794) производства ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», ОАО «Роснефть-МОПЗ «Нефтепродукт», ЗАО «АвиаТехМас», ОАО «Московский нефтемаслозавод», содержащее в составе базового масла в мас.% присадку Винипол марки ВБ-2 или ВБ-3 в количестве 6-9 мас.%, присадку НЕОЗОН А 0,30-0,35 мас.%, трикрезилфосфат 0,4-0,5 мас.%, краситель жирорастворимый темно-красный марки «Ж» 0,01 мас.%.
Техническим результатом данного изобретения является расширение сырьевой базы для производства моторно-редукторного масла с использованием доступного сырья для его производства с сохранением свойств, соответствующих ГОСТ 6794.
Для достижения заявленного технического результата предлагается моторно-редукторное масло, содержащее в базовой основе загущающую - Viscoplex, антиокислительную - Неозон А, противоизносную - трикрезилфосфат присадки и краситель жирорастворимый темно-красный марки «Ж», отличающееся тем, что в качестве базовой основы оно содержит смесь нафтенового масла и полиальфаолефиного масла в количественном соотношении 4:1 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:
загущающая присадка Viscoplex 7-610
12,00-14,50
антиокислительная присадка Неозон А
0,30-0.35
трикрезилфосфат
0,35-0,50
краситель
0,01
базовая основа
до 100
2
Отличиями заявляемого изобретения являются использование в качестве базового масла смеси нафтенового масла и полиальфаолефиного масел, взятых в соотношении 4:1, а также вовлечение в состав масла загущающей присадки на основе полиалкилметакрилата Viscoplex 7-610 в количестве, обеспечивающем вязкость масла 10-11,5 мм/с при 50°С.
Указанные отличия позволяют использовать доступные на рынке сырьевые компоненты, устраняя зависимость производства от нестабильности поставок сырьевых компонентов отечественными производителями ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», ОАО «Роснефть-МОПЗ «Нефтепродукт», ЗАО «АвиаТехМас», ОАО «Московский нефтемаслозавод». Получить масло, соответствующее тестированным требованиям, предъявляемым к моторно-редукторным маслам для авиационной техники. Количественное содержание в составе базового масла присадки Viscoplex 7-610, представляющей собой высокоочищенный, механически и термически стойкий загуститель, обеспечивает не только требуемую вязкость масла, но одновременно повышает эффективность содержащейся в композиции противоизносной присадки - трикрезилфосфата.
3
-1
Приготовление заявляемого состава осуществляется в мешалке вместимостью 25 м, снабженной рубашкой для подогрева и перемешивающим устройством, с частотой вращения 100 мин. Для приготовления основы нафтеновое масло марки Nynas Base Stock-NS3 насосом из емкости хранения закачивается в стальные бочки и через весы подается в расчетном количестве насосом в мешалку. Затем полиальфаолефиное масло марки NEXBASE 2002 в количестве 1 вес.ч на 4 вес.ч масла марки Nynas Base Stock-NS3 также насосом из бочек через весы закачивается в ту же мешалку. Смесь масел в мешалке нагревается теплоносителем до температуры 70-80°С и перемешивается в течение 2-х часов. Последовательность операций технологического процесса и их параметры приведены в табл.1.
Полученная основа моторно-редукторного масла анализируется на соответствие требованиям, определенным СТО-002-2008 (табл.2).
Сравнительные свойства прототипа и заявляемого состава моторно-редукторного масла, приведенные в табл.3, показывают, что при различии состава базовой основы и введенной загущающей присадки Viscoplex 7-610 в соответствующем количественном отношении к базовой основе масло имеет хорошие эксплуатационные свойства, установленные для моторно-редукторных масел, применяемых в авиации.
Таблица 1
Последовательность операций технологического процесса и их параметры
№ п/п
Наименование операций
Параметры
1
Приготовление основы - смешение масел марки Nynas Base Stock-NS3 и марки NEXBASE 2002 BULK
1. Температура 70-80°С
2. Давление атмосферное
3. Перемешивание в течение 2 ч
2
Загрузка присадки Viscoplex 7-610 в основу масла
1. Температура 70-80°С
2. Давление атмосферное
3
Перемешивание основы масла с присадкой Viscoplex 7-610
1. Температура 70-80°С
2. Давление атмосферное
3. Перемешивание в течение 2 ч
4
Дополнительная дозировка одного из компонентов (при необходимости)
1. Температура 70-80°С
2. Давление атмосферное
3. Перемешивание в течение 2 ч
5
Загрузка присадок
1. Температура 70-80°С
2. Давление атмосферное
6
Компаундирование основы масла АМГ-10 с присадками
1. Температура 70-80°С
2. Давление атмосферное
3. Перемешивание в течение 9 ч
7
Осушка масла АМГ-10 (при необходимости)
1. Температура не менее 80°С перемешивание
2. Давление атмосферное
3. Подача азота 5 м<sup>3</sup>/ч
4. Время барботажа азота - до 3 ч
8
Фильтрация масла АМГ-10
1. Температура 70-80°С перемешивание
2. Давление - не более 2 атм.
3. Тонкость фильтрации - не более 5 мкм
Таблица 2
Свойства базовой основы моторно-редукторного масла по СТО-002-2008
№ пп
Наименование показателя
Прототип
Заявляемый состав
Метод испытаний
1
Вязкость кинематическая, мм<sup>2</sup>/c:
- при 50°С, не менее 2,2
2,27
2,61
ГОСТ 33
- при минус 50°С, не более 300
189,5
268,5
ГОСТ 33 с дополнениями по п.3.3 ГОСТ 6794
2
Плотность при 20°С, г/см<sup>3</sup>, не более 0,850
0,850
0,842
ГОСТ 3900
3
Температура застывания, не выше минус 70°С
минус 70°С
минус 72°С
ГОСТ 20287
4
Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, не ниже 93°С
101°C
95°С
ГОСТ 4333
5
Содержание воды, в % массы, отсутствие
отсутствие
отсутствие
ГОСТ 2477
6
Кислотное число, кг KOH/г, не более 0.03
0,001
0,001
ГОСТ 5985
Таблица 3
Основные показатели моторно-редукторного масла
№ пп
Наименование показателя
Норма по ГОСТ 6794
Прототип
Заявляемый состав
Метод испытаний
1
Вязкость кинематическая, мм<sup>2</sup>/с:
ГОСТ 33
- при 50°С
не менее 10
10,2
10,4
- при минус 50°С
не более1250
1250
1038
2
Температура вспышки в открытом тигле, °С
не ниже 93°С
94
100
ГОСТ 4333
3
Температура застывания, °С
не выше минус 70°С
70
71
ГОСТ 20287
4
Кислотное число, мг КОН/г масла
не более 0,03
0,025
0,006
ГОСТ 5985
5
Плотность при 20°С, г/см<sup>3</sup>
не более 0,850
0,849
0,849
ГОСТ 3900
6
Трибологические характеристики на четырехшариковой машине трения: -диаметр пятна износа (Ди) при осевой нагрузке 190 Н при (15-25)°С в течение часа, мм
не более 0,6
0,58
0,42
ГОСТ 9490