СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТОЙКОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ
PROCEDURE FOR DETERMINATION OF TEMPERATURE STABILITY OF OIL LUBRICANT

Изобретение относится к технологии испытания смазочных масел и может быть использовано для оценки их температурной стойкости.
Известен способ определения температурной стабильности смазочного масла (патент РФ 2240558, МПК G01N 33/30, опубл. 2004) путем определения коэффициента поглощения светового потока, вязкости, коэффициента энергетического состояния, температуры начала нагарообразования и разности коэффициентов поглощения светового потока до и после центрифугирования.
G
п
п
п
G
п
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения температурной стойкости смазочных масел (патент РФ 2366945, МПК G01N 33/30, опубл. 2009), при котором отбирают пробу масла, делят ее на равные части, каждую из которых нагревают при атмосферном давлении без доступа воздуха с конденсацией паров и отвода конденсата, при этом для каждой последующей части пробы масла температуру испытания повышают на постоянную величину, после испытания пробу взвешивают, определяют величину испарившейся массы G как разность массы пробы масла до и после испытания, коэффициент испарения K как отношение испарившейся массы пробы масла к оставшейся массе, коэффициент поглощения светового потока K, коэффициент энергии превращения E как сумму коэффициентов поглощения светового потока R и испарения K, затем строят графические зависимости коэффициента энергии превращения E от температуры испытания, а температурную стойкость испытуемого смазочного масла определяют по температурам начала и завершения процесса деструкции.
Известные способы обладают низкой информативностью, т.к. не учитывают влияние концентрации продуктов температурной деструкции на температурную стойкость базовой основы масла.
Техническим результатом изобретения является повышение информативности способа определения температурной стойкости смазочных масел путем определения температуры начала деструкции базовой основы (без присадок) масла и дополнительного учета коэффициента, учитывающего концентрацию продуктов температурной деструкции.
G
п.д.
п.д.
Поставленная задача для достижения технического результата решается тем, что в способе определения температурной стойкости смазочных масел, при котором отбирают пробу масла, делят ее на равные части, каждую из которых нагревают при атмосферном давлении с конденсацией паров и отвода конденсата, при этом для каждой последующей части пробы масла температуру испытания повышают на постоянную величину, после чего определяют коэффициент поглощения светового потока, величину испарившейся массы как разность массы пробы масла до и после испытания, коэффициент испарения K как отношение испарившейся массы пробы масла к оставшейся массе, согласно изобретению определяют коэффициент, учитывающий концентрацию продуктов температурной деструкции масла K, как отношение коэффициента поглощения светового потока к коэффициенту испарения, строят графическую зависимость изменения коэффициента K от температуры испытания, а температурную стойкость смазочного масла определяют по температуре начала деструкции базовой основы масла.
п.д.
На чертеже представлены зависимости коэффициента, учитывающий концентрацию продуктов температурной деструкции K от температуры испытания товарных частично синтетических масел: 1 - ТНК 10W-40 SL/CF; 2 - Mobil Super 2000 10W-40 SL/CF; 3 - ТНК Супер 5W-40 SL/CF.
Пример конкретного выполнения способа.
Испытанию подвергались товарные частично синтетические масла:
ТНК 10W-40 SL/CF; Mobil Super 2000 10W-40 SL/CF и ТНК Супер 5W-40 SL/CF.
Пробу масла делят на равные части, одну из которых массой, например, 50±0,1 г заливают в термостойкий стеклянный стакан и устанавливают температуру испытания, например 140°C, на специально разработанном приборе без доступа воздуха при атмосферном давлении с конденсацией паров и отвода конденсата с помощью программы терморегулятора ТРМ-101, затем включают нагрев и при наборе заданной температуры регистрируют время начала испытания.
G
п
После испытания смазочного масла в течение, например, 7 часов нагреватель отключают и термически испытанную часть пробы масла взвешивают, определяют величину испарившейся массы G как разность массы пробы масла до и после испытания и коэффициент испарения K как отношение испарившейся массы пробы масла к оставшейся массе, часть пробы фотометрируют и определяют коэффициент поглощения светового потока K.
п.д.
п
G
п
G
Температурная стойкость смазочных масел зависит от концентрации продуктов температурной деструкции и массы испарившегося масла, влияющие на деструкцию базовой основы масел. В этой связи важно установить зависимость между коэффициентами поглощения светового потока и испарения. Для этого определяют коэффициент, учитывающий концентрацию продуктов температурной деструкции K=K/K, где K и K - коэффициенты, характеризующие соответственно поглощения светового потока и испарения.
п.д
Остальные части проб испытуемого смазочного масла испытывают тем же способом при повышении температуры, например, на 20°C, выше предыдущей в диапазоне температур от 140 до 300°C и измеряют те же параметры, что при температуре 140°C. По результатам испытания строят графические зависимости коэффициента, учитывающего концентрацию продуктов температурной деструкции K от температуры испытания. Результаты испытания сведены в таблицу.
Таблица
Результаты испытания моторных частично синтетических масел на температурную стойкость
Марка масла
Температура испытания, °C
Коэффициент поглощения светового потока, K<sub>п</sub>
Коэффициент испарения, K<sub>G</sub>
Коэффициент, учитывающий концентрацию продуктов температурной деструкции, K<sub>п.д.</sub>
ТНК 10W-40 SL/CF
140
0,007
0,014
0,05
160
0,057
0,022
2,6
180
0,087
0,016
5,43
200
0,223
0,085
2,62
220
0,327
0,247
1,32
240
0,74
0,558
1,33
260
0,877
0,748
1,17
Mobil Super 2000 10W-40 SL/CF
140
0
0,001
0
160
0,017
0,018
4,13
180
0,06
0,019
4,87
200
0,107
0,034
2,89
220
0,24
0,065
3,11
240
0,76
0,133
4,82
260
0,973
0,27
4,34
280
0,56
0,512
0,91
300
0,527
0,514
0,59
ТНК Супер 5W-40 SL/CF
140
0
0,004
0
160
0,013
0,01
1,3
180
0,06
0,018
3,33
200
0,187
0,034
5,5
220
0,657
0,08
8,21
240
0,943
0,225
4,19
260
0,46
0,282
1,63
280
0,643
0,484
1,33
300
0,647
0,914
0,71
Температурную стойкость испытуемого смазочного масла определяют по температуре начала деструкции базовой основы масла.
п.д
п.д.
Для частично синтетического масла ТНК 10W-40 SL/CF (кривая 1) коэффициент, учитывающий концентрацию продуктов температурной деструкции K, в температурном диапазоне от 140 до 180°C увеличивается, т.е. в этом диапазоне происходит, в основном, деструкция присадок, продукты которых влияют на увеличение коэффициента поглощения светового потока. В диапазоне температур от 180 до 220°C коэффициент K уменьшается, т.е. в этом температурном диапазоне увеличивается масса испарившейся пробы масла более интенсивно, чем процесс деструкции. Это указывает на перераспределение тепловой энергии, большая часть которой поглощается продуктами испарения. В диапазоне температур от 220 до 260°C тепловая энергия поглощается в одинаковом количестве как продуктами температурной деструкции присадок, так и испарения. Можно утверждать, что деструкция базовой основы масла начинается при температуре 180°C.
Для частично синтетических масел Mobil Super 2000 10W-40 SL/CF (кривая 2) и ТНК Супер 5 W-40 SL/CF температура деструкции базовой основы соответственно составляют 240°C и 220°C.
п.д.
По данным графической зависимости K=f(t) видно, что более термостойким является масло (кривая 2) при температуре испытания 240°C. Учитывая, что исследуемые частично синтетические масла относятся к одинаковой группе эксплуатационных свойств, а температурная стойкость их разная, то данные масла можно расположить по повышению качества в следующей последовательности: ТНК 10W-40 SL/CF (кривая 1), ТНК Супер 5W-40 SL/CF (кривая 3) и Mobil Super 2000 10W-40 SL/CF (кривая 2).
Применение предлагаемого способа позволяет получить более полную информацию о температурной стойкости моторных масел, которую можно использовать для идентификации и представления группы эксплуатационных свойств.