Результат интеллектуальной деятельности: СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ УНИВЕРСАЛЬНОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО МАСЛА, РАБОТОСПОСОБНОГО В ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЯХ И РЕДУКТОРАХ ВЕРТОЛЕТОВ, А ТАКЖЕ ТУРБОВИНТОВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ И ТУРБОВИНТОВЕНТИЛЯТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ САМОЛЕТОВ

Изобретение относится к смазочным композициям для силовых установок авиационной техники, а именно для ГТД самолетов, главных редукторов тяжелонагруженных агрегатов трансмиссий маслосистемы турбокомпрессора двигателя вертолетов, обладающим улучшенными антикоррозионными и смазывающими свойствами, в частности противоизносными.

Известно смазочное масло газовых турбин (RU 2185423 С1, 2002) следующего состава, мас.%:

Недостатком указанного масла являются неудовлетворительные смазывающие свойства.

Известен состав смазочного масла для вертолетов (SU 120626 А, 1958) следующего состава, мас.%:

Недостатком указанного масла являются неудовлетворительные антикоррозионные свойства при 200°С и испаряемость при 250°С.

Из RU 2387703, 27.04.2010, известна смазочная композиция для силовых установок авиационной техники, а именно ГТД самолетов главных редукторов и тяжелонагруженных агрегатов трансмиссий и маслосистемы турбокомпрессора двигателя вертолетов. Композиция содержит в мас.%: бис(4-(1,1,3-тетраметилбутил)фенил)амин 1-3; С₇-С₉ алкиловый эфир 3,5-бис-(1,1-диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты 0,5-4; N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламин 0,05-0,25; трикрезилфосфат 1-5; 3-(бис-изобутокси-тиофосфорилсульфанил)-2-метил-пропионовая кислота 0,05-1,5; сложный эфир неопентилполиола и жирных кислот С₅-С₁₀ - остальное.

Композиция имеет улучшенные антикоррозионные свойства при температуре выше 200°С при сохранении смазывающей способности.

Наиболее близким по составу и достигаемому результату к предлагаемой смазочной композиции является смазочное масло для редукторов летательных аппаратов (RU 2322481, опубл. 20.04.2008) следующего состава, мас.%:

Смазочное масло по данному изобретению обладает рядом положительных свойств, в частности наилучшими, в сравнении с другими маслами, смазывающими свойствами, что позволяет использовать его в качестве единого для двигателей и редукторов вертолетов при максимальной температуре масла на выходе из двигателей до 175°С.

В то же время опыт эксплуатации вертолетов на данном масле показал, что оно имеет существенный недостаток, связанный со склонностью к окислению противозадирной присадки каптакс (2-мер-каптобензотиазол) с превращением ее в альтакс (дитиобензотиазол) - соединение, плохо растворимое в масле. Образуя с продуктами окисления масла желеобразную массу, в осенне-зимний и весенне-зимний переходные периоды в некоторых случаях альтакс может забивать маслофильтры, форсунки, трубопроводы с малым проходным сечением, радиаторы и т.п. Хотя этот осадок быстро растворяется после запуска двигателя и частицы его способны продавливаться через сетку фильтров, но вероятность его повторного образования на маслофильтрах при значительном охлаждении масла не исключается. Поэтому в таких случаях требуется полный слив масла из двигателя и редуктора и замена его на свежее.

Из-за наличия в каптаксе меркаптановой серы, обладающей высокой реакционной способностью, масло характеризуется еще и высокой коррозионной агрессивностью по отношению к некоторым конструкционным материалам (меди, медным и магниевым сплавам, серебряному покрытию на сепараторах подшипников) и вызывает повышенный износ трущихся поверхностей (dи>0,5 мм).

Известно синтетическое масло ПТС-225 (ТУ 38.401-58-1-90) на сложных эфирах пентаэритрита и СЖК С₅-С₉, отвечающее требованиям спецификации США MIL-PRF 23699F.

Масло ПТС-225, обладая высокими эксплуатационными свойствами, вызывает повышенную коррозию на меди при 225°С 2,5 мг/см³ (ГОСТ 23797) и коррозию оксидированного сплава МЛ-10 - 18,4 г/м². (Отечественные и зарубежные горюче-смазочные материалы. Л.С.Яновский, Ф.М.Галимов, В.А.Аляев. Стр. 84-86.) Масло разработано с использованием сложного комплекса различных присадок, технология его получения сложна, и промышленное производство его отсутствует.

Технической задачей заявленного изобретения является получение смазочной композиции для авиационной техники, имеющей высокосмазывающие свойства, обладающей термической стабильностью свыше 300°С и термоокислительной стабильностью, низкой летучестью, антикоррозионной стойкостью в условиях повышенных температур.

Поставленная техническая задача достигается смазочной композицией универсального синтетического масла, работоспособного в газотурбинных двигателях и турбиновинтовентиляторных двигателях, включающая в качестве базовой основы авиационный пентаэритритовый эфир на основе смеси полных сложных эфиров пентаэритрита и жирных карбоновых кислот и простого эфира димера пентаэритрита, алкилфениламинную антиокислительную присадку антиоксидант типа Ирганокс - бис(4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил)амин или диоктилдифениламин, высокомолекулярную алкилфенольную антиокислительную присадку типа Ирганокс L101, противоизносную присадку на основе смеси трикрезилфосфата и дитиофосфата Иргалюб 353 в соотношении 3:1, ингибитор коррозии - смесь 1,2,3-бензотриазола и производного толутриазола Иргамет 39 в соотношении 1:10, при следующем соотношении исходных компонентов в мас.%:

Базовой основой смазочной композиции универсального синтетического масла по заявленному изобретению является эфир пентаэритритовый (сложный эфир) на основе смеси полных сложных эфиров пентаэритрита и жирных карбоновых (индивидуальных) кислот, отвечающий требованиям ТУ 0253-001-07548712-2010 «Авиационный эфир пентаэритритовый базовый. Технические условия», основные свойства которого приведены в таблице 1.

Авиационный эфир пентаэритритовый базовый, формулы С_30,95Н_55,92О, представляет собой смесь полных сложных эфиров жирных карбоновых кислот и пентаэритрита (мономера), сложных эфиров жирных карбоновых кислот и простого эфира (димера) в мольном соотношении мономера димеров пентаэритрита 1,25:1,00 с незначительным количеством эфиров триммера пентаэритрита.

В заявленной в качестве изобретения смазочной композиции авиационный эфир пентаэритритовый используется в сочетании с подобранными различными присадками (антиокислительными, противоизносными, антикоррозионными), взятыми в определенных количествах и обеспечивающих в сочетании с указанной базовой основой синергетический эффект, заключающийся в достижении целого комплекса определенных свойств получаемого универсального синтетического масла как смазочной композиции.

В смазочной композиции по изобретению в качестве синергетически действующих присадок используют следующие компоненты:

- антиокислительная присадка Ирганокс L01 или диоктилдифениламин (ДАТ по ТУ 38.1011215-89);

- антиокислительная присадка алкилфенольная Ирганокс L101;

- ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол по ТУ 6-09-1251-75;

- антикоррозионная присадка Иргамет 39;

- противозадирная присадка Иргалюб 353;

- противоизносная присадка трикрезилфосфат (ТКФ по ГОСТ 5728).

Антиокислительная присадка Ирганокс L01 (Ciba IRGANOX L01) представляет собой диизооктилдифениламин; присадка Ирганокс L101 (Ciba IRGANOX L101) представляет собой тетракис(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидросифенил)пропионат)пентаэритритола; присадка Иргалюб 353 представляет собой диалкилдитиофосфат эфир.

В нижеследующей таблице 2 представлен пример смазочной композиции универсального синтетического масла по изобретению.

В таблице 3 представлены основные технические свойства смазочной композиции универсального синтетического масла по изобретению.

Получают композицию следующим образом.

В реактор подают расчетное количество компонентов. Сначала загружают авиационный эфир пентаэритритовый, осуществляют перемешивание и нагрев до 75±5°С.

При 75-95°С при перемешивании загружают присадки согласно рецептурному составу смазочной композиции.

Компонентный состав масла представляет собой высокоэффективную сбалансированную композицию авиационного эфира пентаэритритового базового (ТУ 0253-001-07548712-2010) и многофункциональных присадок, обеспечивающую эксплуатационные свойства масла.

Базовый компонент. Базовый компонент представляет собой авиационный эфир пентаэритритовый базовый (ТУ 0253-001-07548712-2010).

Присадки. В качестве присадок к маслу используются присадки, обеспечивающие синергизм их действия в масле.

Ингибиторы окисления. Концентрация ингибиторов окисления фенольного и аминного типа не должна превышать 3,0 процента по весу.

Противоизносные присадки. Противоизносные присадки, такие как фосфорсодержащие (трикрезилфосфат по ГОСТ 5728), необходимо добавлять в количестве, не превышающем 4,0 процента по весу, но в количестве, достаточном, чтобы готовое масло отвечало требованиям по смазывающим свойствам (п.9 таблицы 1).

Ингибиторы коррозии. Ингибиторы коррозии, такие как производные триазола, необходимо добавлять в количестве, не превышающем 0,15 процентов по весу.

Как следует из данных, представленных в таблице 3, смазочная композиция по изобретению обладает термоокислительной стабильностью (до 230-240°С). Кроме того, композиция имеет термическую стабильность при температурах свыше 300°С, имеет низкую летучесть, обладает высокими триботехническими свойствами, а также антикоррозионными свойствами в условиях повышенных температур (до 240°С) и повышенных силовых нагрузок.

Указанный комплекс достаточно высоких технических свойств смазочной композиции по изобретению позволяет использовать ее в качестве авиационного синтетического масла для газотурбинных двигателей и редукторов вертолетов, а также турбовинтовых и турбовинтовентиляционных двигателей самолетов.