專利名稱：高功率密度柴油機潤滑油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油機、特別是高功率密度柴油機潤滑油組合物，該潤滑油組合物適用于高單位體積功率、較高工作溫度以及重工作負荷的柴油機潤滑。
背景技術(shù)：
高功率密度柴油機主要是指單位體積功率密度較高，工作條件較苛刻、工作負荷較重的這一類柴油機，通過提高排氣利用率和時間利用率，進行整體式系統(tǒng)集成設(shè)計，減少無效空間等措施來實現(xiàn)。隨著高壓共軌噴油技術(shù)、高壓比增壓技術(shù)、高溫冷卻技術(shù)以及智能化電控技術(shù)的不斷完善，高功率密度柴油機的性能指標不斷提升。德國、英國、美國和法國等國家研制高功率密度柴油機技術(shù)較成熟，其中最大單位體積功率已達到1250kw/m3，最大活塞平均速度達到15. 4m/s，最高燃燒壓力達到21MPa，平均有效壓力為2. 6Mpa。由此,可以 看出高功率密度柴油機與普通柴油機有明顯的不同。高功率密度柴油機與普通柴油機相比，氣缸直徑減小，活塞行程變短，轉(zhuǎn)速大幅度增加一倍。這些新的設(shè)計讓氣缸壁與活塞環(huán)的相對速度明顯加快，導致活塞環(huán)與氣缸壁的運動摩擦次數(shù)和強度劇烈增加，讓本來已經(jīng)很難形成足夠厚度的潤滑油膜的氣缸壁面對更高挑戰(zhàn)。同時，潤滑油將更難于到達活塞的上止點，并且形成足夠的油膜厚度?；钊骄俣忍岣撸饔迷谇B桿機構(gòu)零件的慣性力增加而加速磨損，特別是連桿大小頭內(nèi)的軸瓦磨損加劇。同時，高轉(zhuǎn)速、高燃燒壓力、高頻率波動的燃燒壓力等對重載荷滑動軸承提出的技術(shù)挑戰(zhàn)不言而喻，潤滑工況更加苛刻。由于高功率密度柴油機為減少散熱量，提高熱效率，氣缸壁冷卻液溫度提高到了一個非常高的溫度，故高功率密度柴油機相對普通柴油機的氣缸壁溫度有較大幅度提高。在更高的溫度、更高的相對速度、更高的燃燒壓力下，潤滑條件也變得更加苛刻，因此對潤滑油提出了更高的要求。另一方面，高功率密度柴油機為實現(xiàn)體積小型化，結(jié)構(gòu)緊湊化，其中的重要措施之一就是利用曲軸箱的無用空間布置機油箱、機油泵、機油熱交換器、機油濾清器和機油路。這種高度緊湊的潤滑系統(tǒng)部件內(nèi)置將會加劇煙炱和積炭氧化形成不溶物，比較容易堵塞潤滑系統(tǒng)，也使得潤滑油的工作環(huán)境溫度大幅度升高。高溫的潤滑油與高分壓氧氣接觸，將進一步加速潤滑油的硝化和老化，這對潤滑油的熱氧化安定性受到嚴重的挑戰(zhàn)，若有水分滲透進入，高溫潤滑油可能因乳化而導致失效。針對發(fā)動機設(shè)計上的變化帶來的不利因素，應(yīng)該增強對潤滑油中生成物的分散能力、溶解能力和抗乳化能力，加速生成物、氣體、水和油的快速分離。具體來說，高功率密度柴油機工作時的活塞第一環(huán)槽運行溫度達到了 300°C以上，活塞裙的上部溫度大約是150 200°C，下部大約是100 150°C，在活塞組的各個部件上很容易生成大量漆膜。而活塞頂、汽缸蓋及汽缸壁的工作溫度大約在300 500°C之間。在這種溫度下，足以使落在上面的普通礦物類潤滑油和未燃盡的燃料生成積炭，而積炭和漆膜對活塞組與缸壁非常不利，由此而引起一系列嚴重后果。對此種情況，潤滑油必須有更強的高溫清凈分散、溶解和抗氧防腐的能力。高功率密度柴油機高轉(zhuǎn)速運行時，潤滑油的剪切應(yīng)力大且頻率高，潤滑油中的粘度指數(shù)改進劑更容易失效。這時候高溫狀態(tài)下，運動粘度將急速下降，使?jié)櫥r變得惡劣。因此要求潤滑油在高溫高剪切下仍有足夠的粘度保持能力?，F(xiàn)在已經(jīng)公開的柴油機潤滑油發(fā)明專利，幾乎都是針對普通的柴油機潤滑需要。高功率密度柴油機工作環(huán)境如此苛刻，對潤滑油的綜合性能要求非常全面，本發(fā)明充分考慮了各方面不同的因素，提供了適合高功率密度柴油機潤滑需要的潤滑油組合物
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適合高功率密度柴油機使用的潤滑油組合物，以確保潤滑油組合物綜合性能優(yōu)越，適應(yīng)高單位體積功率、高工作溫度以及重工作負荷的高功率密度柴油機潤滑需要。本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題；一種高功率密度柴油機潤滑油組合物，其組分和含量按質(zhì)量百分比計清凈劑5 8%、無灰分散劑3 4. 5%、抗氧劑O. 5 I. 5%、抗氧抗腐劑O. 5 I. 5%、摩擦改進劑O. 02 O. 5%、抗泡劑O. 001 O. 05%，熱安定劑O. 3 O. 4%，余量為合成基礎(chǔ)油；所述清凈劑為硫化烷基酚鈣、高堿值合成磺酸鈣和烷基水楊酸鈣的復合混合物，各組分質(zhì)量比為3 5 I 2 3 6。所述無灰分散劑為雙丁二酰亞胺和多丁二酰亞胺的復合混合物，各組分按質(zhì)量比為I : I 5。所述抗氧劑為硫屏蔽酚抗氧劑與烷基二苯胺抗氧劑的復合混合物，各組分按質(zhì)量比為I : I 5。所述抗氧抗腐劑為硫磷雙辛基堿性鋅鹽和硫磷仲醇基鋅鹽的復合混合物，各組分按質(zhì)量比為I : I 5。所述摩擦改進劑為有機鑰化合物。所述抗泡劑為甲基硅油。所述熱安定劑為硫氮雜蒽。所述合成基礎(chǔ)油為雙酯與多元醇酯的復合混合物，各組分按質(zhì)量比為I : O. I 2。本發(fā)明的高功率密度柴油機潤滑油組合物制備方法是將合成基礎(chǔ)油雙酯和多元醇酯加入調(diào)配釜，在惰性氣體保護下充分攪拌，攪拌加熱至50 70°C，半小時后測量其理化指標，根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整基礎(chǔ)油。然后將復合好的清凈劑、無灰分散劑、抗氧劑、抗氧抗腐劑、摩擦改進劑、抗泡劑、熱安定劑投入調(diào)配釜，充分混合攪拌2 5小時，即制成本發(fā)明的產(chǎn)品。本發(fā)明的高功率密度柴油機潤滑油相比普通柴油機油性能有大幅度的提升，其優(yōu)點有1、使發(fā)動機各零部件磨損量較小，表面清潔度好；2、油泥分散性能優(yōu)越，防止各個潤滑系統(tǒng)堵塞；3、能保持較好的粘溫性能，提供良好的高溫抗氧化能力；4、中和能力強，具有良好的防腐蝕性能；5、工作溫度范圍寬，保障冷車狀態(tài)下良好的啟動性能。
具體實施例方式根據(jù)高功率密度柴油機油使用負荷重、溫度高、摩擦激烈、部分潤滑油充當冷卻介質(zhì)、潤滑系統(tǒng)緊湊易堵塞、油品易氧化生成積炭沉積物等共同特點，申請人經(jīng)全方位的測試和篩選多種耐高溫的添加劑，確定了由多種耐高溫的添加劑和基礎(chǔ)油組成的高功率密度柴油機潤滑油組合物的技術(shù)方案首先對基礎(chǔ)油選擇了性能優(yōu)異的雙酯和多元醇酯復合合成，確?；A(chǔ)油好的熱穩(wěn)定性、良好的粘溫特性、優(yōu)越的低溫流動性、低的揮發(fā)性和良好的 潤滑性。其次，選擇具有良好高溫清凈性能、有強的中和能力以及一定抗氧化性能的硫化烷基酚鈣、磺酸鈣和烷基水楊酸鈣作為清凈劑，較好的解決了使用中的活塞系統(tǒng)積炭及漆膜問題。選擇雙丁二酰亞胺和多丁二酰亞胺以確保油品具有足夠的油泥分散能力，減少氧化產(chǎn)物在發(fā)動機上的沉積。選擇硫磷雙辛基堿性鋅鹽和硫磷仲醇基鋅鹽作為抗氧抗腐劑，確保油品的高溫抗氧化能力及抗腐蝕和耐磨性能。同時，通過進行能夠模擬高功率密度柴油機實際使用工況的有效試驗，平衡各添加劑之間的比例，使本發(fā)明的潤滑油組合物成為生產(chǎn)高質(zhì)量級別和粘度級別的高功率密度柴油機潤滑油。實施例I
權(quán)利要求
1.一種高功率密度柴油機潤滑油組合物，其特征在于其組分和含量按質(zhì)量百分比計清凈劑5 8%、無灰分散劑3 4.5%、復合抗氧劑O. 5 1.5%、抗氧抗腐劑O. 5 1.5%、摩擦改進劑O. 02 O. 5%、抗泡劑O. 001 O. 05%，熱安定劑O. 3 O. 4%，余量為合成基礎(chǔ)油。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度柴油機潤滑油組合物，其特征在于所述的清凈劑為硫化烷基酚鈣、高堿值合成磺酸鈣和烷基水楊酸鈣的復合混合物，各組分按質(zhì)量比為3 5 I 2 3 6。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度柴油機潤滑油組合物，其特征在于所述的無灰分散劑為雙丁二酰亞胺和多丁二酰亞胺的復合混合物，各組分按質(zhì)量比為I : I 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度柴油機潤滑油組合物，其特征在于所述的抗氧劑為硫屏蔽酚抗氧劑與烷基二苯胺抗氧劑的復合混合物，各組分按質(zhì)量比為I : I 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度柴油機潤滑油組合物，其特征在于所述的抗氧抗腐劑為硫磷雙辛基堿性鋅鹽和硫磷仲醇基鋅鹽的復合混合物，各組分按質(zhì)量比為I : I 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度柴油機潤滑油組合物，其特征在于所述的摩擦改進劑為有機鑰化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度柴油機潤滑油組合物，其特征在于所述的抗泡劑為甲基娃油。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度柴油機潤滑油組合物，其特征在于所述的熱安定劑為硫氮雜蒽。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度柴油機潤滑油組合物，其特征在于所述的合成基礎(chǔ)油為雙酯與多元醇酯的復合混合物，各組分按質(zhì)量比為I : O. I 2。
10.一種高功率密度柴油機潤滑油組合物的制備方法，其特征在于 其組分和含量按質(zhì)量百分比計是清凈劑5 8%、無灰分散劑3 4. 5%、復合抗氧劑O.5 I. 5%、抗氧抗腐劑O. 5 I. 5%、摩擦改進劑O. 02 O. 5%、抗泡劑O. 001 O. 05%,熱安定劑O. 3 O. 4%，余量為合成基礎(chǔ)油； 其制備方法是 將合成基礎(chǔ)油加入調(diào)配釜，在惰性氣體保護下充分攪拌，攪拌加熱至50 70°C，半小時后測量其理化指標，根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整基礎(chǔ)油；然后將復合好的清凈劑、分散劑、抗氧劑、抗氧抗磨劑、摩擦改進劑、抗泡劑、熱安定劑投入調(diào)配釜，充分混合攪拌2 5小時，即制成本發(fā)明的產(chǎn)品。
全文摘要
一種高功率密度柴油機潤滑油組合物，其組分和含量按質(zhì)量百分比計清凈劑5～8％、無灰分散劑3～4.5％、復合抗氧劑0.5～1.5％、抗氧抗腐劑0.5～1.5％、摩擦改進劑0.02～0.5％、抗泡劑0.001～0.05％，熱安定劑0.3～0.4％，余量為合成基礎(chǔ)油。本發(fā)明的高功率密度柴油機潤滑油，比普通柴油機油性能有大幅度的提升，其優(yōu)點有使發(fā)動機各零部件磨損量較小，表面清潔度好；油泥分散性能優(yōu)越，防止各個潤滑系統(tǒng)堵塞；能保持較好的粘溫性能，提供良好的高溫抗氧化能力；中和能力強，具有良好的防腐蝕性能；工作溫度范圍寬，保障冷車狀態(tài)下良好的啟動性能。
文檔編號C10N30/06GK102618364SQ20121006103
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者盧朝霞, 唐興中, 李宏君, 楊茂立, 梁景, 田宗義, 童張法, 粟滿榮, 莫宇飛, 藍明新, 謝云果, 趙鐘興, 黃孝平, 黃福川 申請人:廣西大學