一种发动机润滑系统免拆清洗剂的制作方法

文档序号:15469154发布日期:2018-09-18 19:53阅读:721来源:国知局

本发明涉及发动机润滑系统清洗剂技术领域,具体涉及一种发动机润滑系统免拆清洗剂。



背景技术:

在世界汽车技术快速发展的当下,汽车发动机的高度智能化控制系统已经普及。发动机较之以往具有更强的动力,较低的油耗和排放,但对油品质量和车辆维护却提出了更高的要求。关键部件沉积物对发动机运行工况造成了严重威胁,使用“车用免拆清洗化学品”处理特定故障已成为重要维修手段之一,也是确保发动机始终处于理想运行状态的常规保养项目,在汽修领域具有重要的地位。

发动机润滑系统可能存在的沉积物,按其炭化程度和构成可分为积碳、漆膜和低温油泥。其中,积碳主要出现在活塞气环槽处高温区,漆膜则存在于活塞油环槽、裙部及连杆,二者均导热性差,粘附力强,难以清除。而低温油泥主要聚集在油底壳、集油器滤网、油道和时规齿轮盖等处,呈黑色膏状,免拆清洗方式相对易于将其清除。因此,润滑系统免拆清洗剂主要的清除对象为低温油泥,并抑制积碳、漆膜产生。

实践发现,现有的发动机润滑系统清洗剂的清洗效果还有待提升。



技术实现要素:

本发明实施例旨在提供一种发动机润滑系统免拆清洗剂,对发动机润滑系统可能存在的沉积物如积碳、漆膜和低温油泥进行清洗,用于改善清洗效果。

采用的技术方案为:

一种发动机润滑系统免拆清洗剂,包括以下组分:聚异丁烯基丁二酰亚胺,曼尼希碱类分散剂,烷基水杨酸钙,磺酸钙,环烷酸钙,长链伯烷基二硫代磷酸锌,辛基丁基二苯胺,二甲基亚砜,油溶性聚醚,重烷基苯,150N基础油, T901甲基硅油。

一种可能的实现方式中,所述发动机润滑系统免拆清洗剂可具体包括按重量计的以下组分:聚异丁烯基丁二酰亚胺,1-5%;曼尼希碱类分散剂,2-8%;烷基水杨酸钙,0.5-2%;磺酸钙,0.5-1.5%;环烷酸钙,0.2-1.0%;长链伯烷基二硫代磷酸锌,0.1-0.5%;辛基丁基二苯胺,0.1-0.3%;二甲基亚砜,0.05-0.1%;油溶性聚醚,10-25%;重烷基苯,20-30%;150N基础油,30-50%;T901甲基硅油,10ppm。

另一种实现方式中,所述发动机润滑系统免拆清洗剂可具体包括按重量计的以下组分:聚异丁烯基丁二酰亚胺,6-10%;曼尼希碱类分散剂,1-5%;烷基水杨酸钙,0.5-1%;磺酸钙,4.0-6.0%;环烷酸钙,1.0-5.0%;长链伯烷基二硫代磷酸锌,0.1-0.5%;辛基丁基二苯胺,0.1-0.3%;二甲基亚砜,0.05-0.1%;油溶性聚醚,10-25%;重烷基苯,20-30%;150N基础油,30-50%;T901甲基硅油, 10ppm。

从以上技术方案可以看出,本发明实施例具有以下优点:

采用聚异丁烯基丁二酰亚胺、曼尼希碱类分散剂、烷基水杨酸钙、磺酸钙、环烷酸钙,作为清净分散剂,并配以聚醚、基础油等组分,使得清洗剂产品对低温油泥具有极强的清洗性能,并对生成的积炭和漆膜有很强吸附性能,可较好的将已经吸附在部件表面上的漆膜和积炭洗涤下来分散和悬浮在油中。

值得指出的是,市场上某些同类产品标称其不但具有清洗功能,还具有抗磨,提升缸压等附加功能,需要谨慎对待。研究表明,具有抗磨功能或是增加气密性的功能添加剂,多数对低温油泥的清除是不利的,甚至会导致沉积物的新生成。本发明的产品不增加抗磨功能和气密性,可保持较高的清洗性能。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面通过具体实施例,分别进行详细的说明。

本发明的一个实施例,提供一种发动机润滑系统免拆清洗剂,下文简称为清洗剂。该清洗剂由基础油和功能助剂等组成,可用于汽油或柴油发动机换油保养前对润滑系统的免拆清洗。利用该清洗剂,可以以免拆清洗方式清除润滑系统机件表面附着的低温油泥与粘附在活塞上的漆膜和积炭,洗涤下来而分散在油中,防止其对新加入机油造成污染,以及对发动机产生的危害。

该清洗剂主要用于在换油保养前的曲轴箱清洗作业。清洗流程包括:首先,按规定量,加入至发动机曲轴箱旧机油中;然后,启动发动机,按要求怠速运行30-60min或汽车行驶50-100公里,使清洗剂以旧机油为载体充分溶解润滑系统内的低温油泥,并通过增加旧机油清净分散性,将润滑系统附着的低温油泥溶解与粘附在活塞上的漆膜和积炭洗涤下来分散在旧机油中随其排出。通过清洗作业,可消除润滑油道堵塞隐患,避免新机油加入后被低温油泥、积炭所污染,避免对发动机产生的危害,可消除润滑油道堵塞隐患,延长润滑油道使用寿命。

本发明一个实施例中,该清洗剂可包括以下组分:

聚异丁烯基丁二酰亚胺,曼尼希碱类分散剂,烷基水杨酸钙,磺酸钙,环烷酸钙,长链伯烷基二硫代磷酸锌,辛基丁基二苯胺,二甲基亚砜,油溶性聚醚,重烷基苯,150N基础油,T901甲基硅油。

一些实施例中,上述各组分的重量份可为:聚异丁烯基丁二酰亚胺,1-5%;曼尼希碱类分散剂,2-8%;烷基水杨酸钙,0.5-2%;磺酸钙,0.5-1.5%;环烷酸钙,0.2-1.0%;长链伯烷基二硫代磷酸锌,0.1-0.5%;辛基丁基二苯胺,0.1-0.3%;二甲基亚砜,0.05-0.1%;油溶性聚醚,10-25%;重烷基苯,20-30%;150N基础油,30-50%;T901甲基硅油,10ppm。

另一些实施例中,上述各组分的重量份可为:聚异丁烯基丁二酰亚胺, 6-10%;曼尼希碱类分散剂,1-5%;烷基水杨酸钙,0.5-1%;磺酸钙,4.0-6.0%;环烷酸钙,1.0-5.0%;长链伯烷基二硫代磷酸锌,0.1-0.5%;辛基丁基二苯胺,0.1-0.3%;二甲基亚砜,0.05-0.1%;油溶性聚醚,10-25%;重烷基苯,20-30%; 150N基础油,30-50%;T901甲基硅油,10ppm。

可选的,所述聚异丁烯基丁二酰亚胺的分子结构式为:

其中,式中的R为分子量500~5000的聚异丁基PIB,N=2或3。

可选的,所述曼尼希碱类分散剂的分子结构式为:

式中,R1为烷基,或为分子量1000~5000的聚异丁基PIB;R2为烷烃基团。

可选的,R2具体为乙烯基团。

可选的,所述烷基水杨酸钙的分子结构式为:

式中,R=C14-C18烷基。

可选的,所述磺酸钙具体为低碱值合成磺酸钙,分子结构式为:

式中R=C18-C25烷基。

可选的,辛基丁基二苯胺为液态辛基丁基二苯胺。

以上组分中,

基础油包括150N基础油、重烷基苯、油溶性聚醚等。

功能助剂包括由于异丁烯基丁二酰亚胺、曼尼希碱类分散剂、烷基水杨酸钙、磺酸钙、环烷酸钙组成的清净分散剂。清净分散剂即清净剂和分散剂。其中,分散剂为含氮无灰分散剂。

下面,对本发明实施例的清洗剂的主要成分的功能进行简要说明:

一、清净剂、分散剂及其作用:

如表1所示,清净分散剂的清净分散性能主要包括分散作用、洗涤作用和增溶作用等。其中,

分散作用:在润滑油中能吸附已经生成的积炭和漆膜等固体小颗粒,使之成为一种胶体溶液状态分散在油中,阻止这些物质进一步凝聚成大颗粒而黏附在机件上,或沉积为油泥;而磺酸钙作为磺酸盐清净剂,形成两类屏障,对0-20nm 直径的粒子,它将形成延迟凝聚的吸附膜,而对500-1500nm nm的粒子,它将导致离子表面获得同类电荷,它们相互排斥而分散在油中。

洗涤作用:能将已经吸附在部件表面上的漆膜和积炭洗涤下来,分散和悬浮在油中通过过滤器除去,从而使发动机活塞及其它零件的金属表面保持清洁,正常工作;

增溶作用:所谓的增溶作用,就是在油中不溶的液体溶质,由于加入少量表面活性剂而溶解的现象。清净分散剂就是一种胺类表面活性剂,更能将本来在油中不能溶解的固体或液体物质增溶于由多个表面活性剂分子集合而成的胶束中心,在使用过程中,它将含有羟基、羰基、羧基的含氧化合物、含有硝基化合物、水分等,增溶到胶束中,形成胶体,防止进一步氧化与缩合,减少在发动机部件上有害沉积物的形成与聚集。

酸中和作用:是属于碱性,它可以中和润滑油氧化生成的酸,阻止其进一步缩合,因而减少高分子量聚合物,同时还可以防止这些酸性物质对发动机部件的腐蚀。

表1主要清净剂与分散剂的清净分散性能

二、油溶性聚醚(PAG)

油溶性聚醚作为高性能合成润滑油,完全没有灰分,可以合成具有特定分子量、特定粘度和结构的产品。

油溶性聚醚具有天然清洁功能,良好的油泥和积炭控制能力。可以分解润滑系统中沉积物,并且去除系统中水份,解决油路不顺问题。

油溶性聚醚具有优异的摩擦学特性,其醚类的分子提供更具润滑性的特点,达到最佳的上缸润滑,提供优异的润滑,让活塞曲轴作动时更加顺畅;大幅提升动力,延长机械寿命。

油溶性聚醚的性能表如表2所示。

表2油溶性聚醚性能表

三、重烷基苯基础油(简称重烷基苯)

它具有以下特点:

‐很低的倾点;

‐较低的蒸发损失;

‐窄的馏程;

‐较好的热安定性,在加有抗氧剂时与同粘度PAO抗氧化性能相当;

‐极好的水解安定性;

‐非常好的添加剂溶解性,通常在合成发动机油或工业润滑油中替代酯类基础油。

重烷基苯基础油的性能数据如表3所示。

表3质量规范及典型数据:

以上,对本发明实施例的清洗剂的主要成分的功能进行了简要说明。

下面,继续对本发明实施例的清洗剂的技术指标进行说明。

为更安全对润滑系统进行免拆清洗作业,有必要对产品安全性技术指标科学、严谨、合理的确定标准,对限值进行探索。

1、运动粘度变化值

机油的粘度不仅是机油SAE分级的依据,还与发动机功率,运动部件磨损量、活塞环密封程度、机油和燃料消耗量、发动机冷启动性、发动机温度等密切相关。机油粘度过大,会造成发动机低温启动困难、功率损失大、冷却和清洗作用降低等一系列问题;机油粘度过小,燃烧室气密性下降,油膜容易被破坏,使机件得不到正常润滑而增加磨损。因此,润滑系统清洗剂的加入应尽可能小的改变机油本身粘度。

参考《机油换油指标》国家标准中关于“粘度变化值大于20%”的规定,考虑到新机油粘度改变存在的巨大风险,认为该指标应适当收紧。标准拟规定:粘度变化值不大于10%(加剂后)。测定方法为GB/T265《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》。

2、闪点(开口)

机油的“闪点”反映出油品馏分的组成,闪点过低易引起油品结胶、蒸发损失和粘度增加,还是确保安全运输、储存和使用的重要指标。为防止润滑系统清洗剂的加入降低润滑油的闪点,应对清洗剂闪点做出合理限定。润滑系统的局部油温可达150℃(曲轴、凸轮轴等),而清洗剂常用的极性分散组分又较机油的闪点稍低,因此应在此温度区间设定合理的闪点指标。标准拟规定:闪点(开口)不低于160℃,测定方法为GB/T3536《石油产品闪点和燃点的测定(克利夫兰开口杯法)》。

试样在连续搅拌下用很慢的恒定速率加热。在规定的温度间隔,同时中断搅拌的情况下,将一小火焰引入杯内。试验火焰引起试样上的蒸气闪火时的最低温度作为闪点。闪点是可燃性液体贮存、运输和使用的重要安全指标,同时也是可燃性液体的挥发性指标。闪点低的样品,挥发性强,容易着火,安全性较差。

3、铜片腐蚀

铜片腐蚀试验可评定清洗剂对有色金属产生腐蚀损伤的倾向。根据摸底试验情况,以及发动机润滑系统的实际应用温度条件,拟规定在试验温度100℃、时间3h的条件下,清洗剂对铜片的腐蚀性不大于1级,测定方法为GB/T 5096《石油产品铜片腐蚀试验法》。

铜片腐蚀试验是评定清洗液对有色金属产生腐蚀损伤的倾向,GB 17930《车用汽油》中规定汽油在50℃、3h的试验条件下铜片腐蚀不大于1级。由于进气系统免拆清洗液直接参与燃烧,其腐蚀要求应参照汽油标准。标准规定:铜片腐蚀不大于1级,测定方法为GB/T 5096《石油产品铜片腐蚀试验法》。

4、均匀性和混合性

不同品牌的发动机油生产配方及原料差异较大,如果不能与机油充分混合,可能导致发动机故障或清洗效率降低。因此,发动机润滑系统清洗剂和旧机油应具有良好的均匀性和混合性。

标准拟规定:与参比油混合均匀、无沉淀。测定方法为SH/T0801-2007《发动机油均匀性和混合性测定法》,考虑到该标准规定的参比油采购难度与成本极高,因此修改为使用150N(粘度指数125±5)替代。其理由为,目前的5类基础油中,Ⅲ类基础油溶解性较差,因此采用这类基础油已具有较强的代表性,使用原标准规定的6种参比油实无必要,且检验成本较高。

5、氯含量

含氯化合物在高温反应条件下易生成强酸性物质,与水分接触会进一步强化,易造成金属机件腐蚀、机油酸化及沉积物生成。因此,有必要对氯含量做一定限制。根据对行业摸底测试的情况,可发现氯含量确具有严格限制的必要性。参照GM dexos标准中对机油氯含量指标的规定,氯含量标准拟规定为:不大于150mg/kg。测定方法为SH/T1757《工业芳烃中有机氯的测定微库仑法》或 ASTM D7536-2009《用单波长色散X线荧光光谱法测定芳族化合物中氯的标准试验方法》。两种方法均具有较大检测限和精密度,可满足于该项目的测定需要。

含氯溶剂因为具有溶解能力强和价格低廉的特点,常作为金属清洗液的主要组分。另外,某些添加剂采用氯化工艺生产,也会含氯。由于润滑系统清洗液存在进入燃烧室参与燃烧的条件,有机氯化物在高温下可释放氯化氢气体,与水接触则成为盐酸,因此对金属机件有造成严重腐蚀损伤的隐患。另外,氯离子还对三元催化器和氧传感器均有严重毒害作用。

试验方法:以SH/T 1757微库伦测定法为例,将试样注入燃烧管,与氧气混合后燃烧,得出氯化氢气体,再与电解液中的银离子发生反应,消耗的银离子由微库伦计电解补充,根据反应所需电量计算出试样的氯含量。

6、硫酸盐灰分

硫酸盐灰分主要来自不同种类添加剂中的金属元素,如钙、镁、钡、锌等,特别是碱性金属含量较高的金属清净剂,虽能够中和润滑油变质形成的酸化物,保持活塞洁净,但其在改进润滑油质量的同时,也会造成大量灰分沉积物。据报道,活塞顶沉积物总量的30-60%系金属清净剂所造成的。参照现行机油标准,标准拟规定:硫酸盐灰分(质量分数)不大于0.8%。测定方法为GB/T2433《添加剂和含添加剂润滑油硫酸盐灰分测定法》。

硫酸盐灰分可以用来表明新润滑油中已知的含金属添加剂的浓度。本标准规定了测定未经使用的含添加剂的润滑油和用于调合润滑油的添加剂浓缩物中硫酸盐灰分质量分数的方法。这些添加剂通常含有一种或多种金属,钡、钙、镁、锌、钾、钠和锡元素。

试验方法为:点燃试样,并烧至只剩下灰分和碳为止;冷却后用硫酸处理残留物并在775℃下加热,直到碳完全氧化;待灰分冷却后再用硫酸处理,在 775℃下加热并恒重,即可算出硫酸盐灰分的质量分数。

7、油泥斑点滤纸试验方法

“油泥斑点滤纸试验法”曾经是《汽油机油换油指标》国家标准的主要检验方法,可据此判断机油对低温油泥的分散助溶性能,具有操作简便、成本低、检验快速、直观易懂等优点,在润滑油业界具备广泛共识。标准则将其条件进一步优化,经修改后形成针对性更强的模拟对比试验方法。将专用发动机台架制作的参比油(SDT值为30±3),与样品按规定剂量混合后,经测试可得出其 SDT值。根据SDT值比对,得出样品的低温油泥清洗效率。结合测试情况,标准拟规定:SDT值不低于55。测定方法为CAQI341-2015附录A《油泥斑点滤纸试验方法》。

油泥斑点滤纸试验是业界广泛使用的分散性测试手段,通过模拟对比的手段,可以真实的反映出润滑清洗液的溶解分散能力。试验方法:按8%样品量参比机油混合后,滴至滤纸表面,根据其油迹圈和油泥圈的扩散直径计算其STD 值,该值较大则说明样品具有较高分散溶解性。

8、外观、密度等理化指标。

外观、密度等理化指标的测定是为保证产品质量的一致性,一般作为采购或出厂检验指标。

外观:清澈透明,测定方法为目测。

密度:报告值。测定方法为GB/T 2540《石油产品密度测定法(比重瓶法)》及GB/T 1884《原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)》。

9、倾点

技术要求为“报告值”。

试样经预加热后,在规定的速率下冷却,每隔3℃检查一次试样的流动性。记录观察试样能够流动的最低温度作为倾点。倾点表征的实际为液体的低温流动性,以便于指导样品在运输、贮存和收发时的使用条件,大气温度低于倾点温度时,液体不再具有流动。同时,该指标亦可作为一致性要求,作为理化指标服务于贸易验收。

本发明实施例的清洗剂的技术指标与试验方法如表4所示。

表4清洗剂的技术指标与试验方法

申请人还对本发明实施例的发动机润滑系统免拆清洗剂的清洗效果进行了试验,试验结果如表5所示。试验结果表明,本发明的清洗剂对发动机润滑系统具有良好的清洗作用。

表5使用效果演示

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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