200362. lajstromszámú szabadalom • Kenőolaj kompozíció
1 HU 200362 B 2 A találmány szerinti kenőolajat a különböző gépek, berendezések kenését javítja, így a közlekedésben, a gépészet különböző ágazataiban alkalmazható előnyösen. Gépek, motorok kenésére általában kenőolajakat használnak, amelyeket a megnövekedett igények miatt ma már szinte kivétel nélkük természetes és szintetikus segédanyagokkal adalékolnak az élettartam növelése, az oxidáció, korrózió, habzás kiküszöbölése, a kenési hőmérséklettartomány szélesítése, stb. érdekében. Ennek megfelelőén a kenőolajokhoz adalékanyagként detergenst, antioxidánst, korróziógátló anyagot, habzásgátló szert, dermedéspont-csökkentő anyagot és nem utolsósorban kopás- és súrlódáscsökkentő adalékokat kevernek. Szilárd olajadalékként alkalmaztak korábban grafit, molibdénszulfid porokat. A grafit por lágy lapkristályos anyag, mely a súrlodó felületek összekopása szempontjából volt előnyös, mert a grafit a súrlódó felületek között elkenődött a motorok bejáratása során. A molibdénszulfid szilárd adalék szintén lapkristályos szerkezetű, de a szulfidgyök adhéziós kötésbe lép az adott súrlódó felületek fémnyagával és felületi bevonatot képez. A molibdén-diszulfid szemcsék, különösen hideginditásnál, vagy más szélsőséges üzemelési körülmények között az olajfilm kinyomódása esetén vagy annak létrejötte előtt, a szakiroralom és a gyakorlati tapasztalatok szerint szétkenődve szilárd kenőanyagként működnek és így megakadályozzák a súrlódó felületek beráródását, vagy erős kopását. Az egymáson elmozuló fémfelületek mindig valamennyire érdesek a megmunkálás tökéletlensége miatt, így régi megfigyelés, hogy a kialakuló 10- 20 pm vastagságú kenőolajfilm határrétegeinek áralásása turbulens. A turbulens áramlás energiaszükséglete nagy és az örvénylő áramlás fenntartásához szükséges mechanikai teljesítmény ráadásul hővé alakulva helyi túlmelegedést okoz és így az olaj kenőképessége tovább csökken. A találmányunk elé kitűzött cél tehát az volt, hogy olyan kenőolaj-kompozíciót hozzunk létre, amellyel csökkenthetjük a kenőolajfilm turbulenciáját anélkül, hogy a kenőolajat jelentősen megdrágítanánk; azaz a forgó gépek belső súrlódását, ezzel együtt üzemanyagfogyasztásást csökkentsük. Kísérleteink során azt találtuk, hogy a kitűzött célt elérhetjük, tehát a súrlódást az elmozduló felületek közötti olajfilm áramlásának megváltoztatásával, döntően lamináris jellegűvé tételével csökkenthetjük oly módon, hogy a motorolajok szokásos komponensei mellett kis mennyiségű, apró szemcséjű, önmagában abrazív tulajdonságú, nagyszilárdságú, hő- és kopásálló anyagot alkalmazunk kiegészítő adalékként. Korábban általánosan elfogadott szakismeret volt, hogy minden áron meg kell akadályozni szilárd, kemény szemcsék bekerülését a motorolajba, mert az fokozott kopást okoz és ennek érdekében a gépgyártók egyre hatékonyabb szűrőeszközöket készítenek. A találmányunk alapja tehát az a felismerés, hogy míg a nagyobb szemcseméretű szilárd részecskék oltávolítása feltétlenül szükséges, de a 0,5-4 pm, előnyösen 1.5-2,5 pm mérettartományú részecskék, amelyek nagy szilárdságú, hő- és kopásálló szemcsék néhány ezrelék keverési arányban ellenkező hatásúak. vagyis jelentősen csökkentik a belső súrlódást. A kitűzött feladatot tehát találmányunkkal úgy oldottuk meg, hogy olyan kenőanyagot hoztunk létre, amely hordozóként ásványi vagy szintetikus kenőolajat, adalékként detergenst, antioxidánst, korróziógátló anyagot, habzásgátló szert, dermedéspont-csökkentő anyagot, kopás- és súrlódáscsökkentő anyagokat tartalmaz. A kenőanyagra az jellemző, hogy további adalékként 0,008-0,025 t %, előnyösen 0,01-0,02 t % mennyiségű 0,5-4,0 pm, előnyösen 1,5-2,5 pm részecskeméretű, nagyszilárdságú hő- és kopásálló anyagot, alumíniumoxidot tartalmaz egyenletes eloszlásban. A találmány szerinti kenőanyagot az alábbi kiviteli példákon mutatjuk be részletesebben. 1. példa 3,75 1 multiszuper motorolajhoz 0,56 g mennyiségű 1,5-2,5 mm részecske méretű elektrokorundot adtunk. A kapott olajkeveréket egy új állapotú LADA 1200 típusú személygépkocsi motorjába töltöttük. A gépkocsi 4 utassal, 85 km/h sébességgel sík úton, szélcsendes időben 5,5-5,8 1/100 km üzemanyagot fogyasztott. Hasonló állapotú gépkocsival, hasonló körülmények között korábban a fogyasztást 7,3-7,8 1/100 km alá nem tudtuk leszorítani. A kísérleti gépkocsi további tartós üzemi kísérlet során egy év alatt 12.000 km-t tett meg, miközben az útviszonyok és a terhelési viszonyok is természetesen változóak voltak. A kísérleti idő alatt olajat nem volt szükséges cserélni, és az éves üzemanyag megtakarítás hasonlóan újszerű állapotú gépkocsik két évi átlagához viszonyítva mintegy 20,4 % volt. A kísérleti időszak alatti olajfogyasztás 0,3 1 volt. Az olajteknőből leeresztett motorolaj barna színű, enyhén opálos fényű volt és egynapos ülepítés után vékony, fehér réteg vált ki belőle, amely keverésre azonnal eloszlott. A kísérleti olajban sem koksz-, sem fémrészecskék nem voltak tapasztalhatók. A találmány szerinti kenőolaj előnyösen hatásait a tribológiában szokásos laboratóriumi módszerekkel is számszerűsítettük. 2. példa AhOß-dal adalékolt olajjal olyan kísérletet állítottunk össze, hogy a vizsgálatok alatt a súrlódó felületeken vegyes súrlódási állapot alakuljon ki. Ebből a feltevésből kiindulva mértünk eredményeket SETA-SHELL 4-golyós készüléken. (DIN 51350). A vizsgálati eredményeket értékelve az alapolajhoz képest a berágódás kezdetére jellemző terhelés jelentősen nőt, ai koncentrációnál maximuma van, mely 65 %-os növekedést jelent. Minden terhelésnél kimutatható a szilárd adalék súrlódáscsökkentő hatása; 7-25 %. 3. példa A 2. példában előkészített adalékolt olajok öszszehasonlító vizsgalátát elvégeztük TIMKEN súrlódás- és kopásvizsgáló gépen is (ASTM D-2882). Azt találtuk, hogy a súrlódási tényező csökkent kb. 7 %-kal az alapolajhoz viszonyítva, ugyanúgy a gyűrűkopás is jelentősen csökkent, a test kopás- és kopásnyom szélessége gyakorlatilag változatlanul maradt. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
