[1]Изобретение относится к рабочим (гидравлическим) жидкостям и может быть использовано в областях техники, требующих применения в гидросистемах рабочих жидкостей с большим диапазоном рабочих температур и обладающих повышенной пожаробезопасностью, в частности, в авиационной технике.
[2]Рабочие жидкости для гидравлических систем должны обладать необходимыми вязкостно-температурными свойствами, высокой термоокислительной и химической стабильностью, стабильностью при высоких динамических нагрузках, пожаробезопасностью. Пожаробезопасность авиационных рабочих жидкостей определяют комплексным методом, частично имитирующим возможные источники возгорания. Температура вспышки также является характеристикой пожаробезопасности материала.
[3]Синтетические базовые масла позволяют получить высококачественные рабочие жидкости как с повышенной огнестойкостью, так и негорючие. Негорючие жидкости на основе сложных эфиров фосфорной кислоты имеют, однако, недостаточно высокую температуру вспышки паров - например, не выше 165°С для гидравлической жидкости НГЖ-5у, до 177°С для гидравлической жидкости Skydrol 500 В-4 и, кроме того, высокотоксичны.
[4]Композиции рабочих жидкостей на основе сложных эфиров многоосновных кислот или многоатомных спиртов и на основе полисилоксанов обладают высокой термоокислительной стабильностью, низкой температурой застывания, хорошими вязкостно-температурными свойствами. Кроме того, такие композиции характеризуются довольно высокой температурой вспышки паров. Обычно эфирные и полисилоксановые базовые масла включают минеральное масло или полиальфаолефины. В качестве присадок к базовому маслу гидравлические жидкости включают до 5 масс. %, хотя бы одного компонента из ряда аминный антиоксидант, фенольный антиоксидант, эфир фосфорной кислоты, амид жирной кислоты, эфир многоатомного спирта.
[5]Известна рабочая жидкость для гидросистем авиационной техники (RU 2347803, 2009), содержащая в качестве компонентов основы диоктилсебацинат термостабильный, фракцию полиальфаолефинов с вязкостью 1,7⋅10-6-2,0⋅10-6 м2/с при 100°С, полиалкилсилоксановую жидкость с вязкостью 14⋅10-6 - 16⋅10-6 м2/с при 100°С, а также присадки - фенил-α-нафтиламин, 2,6-ди-трет-бутилпаракрезол, трикрезилфосфат при следующем соотношении компонентов, масс. %:
[6]| 2,6-ди-трет-бутилпаракрезол | 0,3-0,5 |
| фенил-α-нафтиламин | 0,2-0,5 |
| трикрезилфосфат | 1,0-3,0 |
| диоктилсебацинат термостабильный | 9,6-19,5 |
| полиальфаолефины с вязкостью 1,7⋅10-6- 2,0⋅10-6 м2/с | |
| при 100°С | 34,0-44,3 |
| полиалкилсилоксановая жидкость с вязкостью | |
| 14⋅10-6- 16⋅10-6 м2/с при 100°С | 39,4-48,1 |
[7]Известная рабочая жидкость характеризуется повышенной термоокислительной стабильностью и высоким максимумом рабочих температур (175°С) при повышении содержания в композиции полиалкилсилоксана, однако температура вспышки паров этой композиции не превышает 171°С, а ее трибологическая характеристика - диаметр пятна износа (Ди) составляет 0,6-0,7 мм.
[8]Известна композиция (RU 2452768, 2012), обладающая пониженной пожаробезопасностью за счет применения в качестве базового масла смеси полиальфаолефинов и реологического концентрата маловязких моноэфиров карбоновых кислот С5-С10 и спиртов C8-C13, стабилизированных полиметакрилатом, с пакетом присадок - антиокислительной, противоизносной, антипенной и ингибитором коррозии. Однако при этом не обеспечивается необходимый уровень пожаробезопасности, температура вспышки в открытом тигле не выше 200°С.
[9]Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является рабочая жидкость для гидравлических систем авиационной техники, которая имеет диапазон рабочих температур от минус 60°С до 135°С, хорошие противоизносные свойства при высоких температурах (RU 2275418, 2006). Рабочая жидкость включает базовую композицию, содержащую полиэтилсилоксановую жидкость с вязкостью 44,0⋅10-6- 49,0⋅10-6 м2/с при 20°С и сложный эфир дикарбоновой кислоты, а также присадки, в том числе фенил-α-нафтиламин.
[10]Недостатком известного технического решения является высокая вязкость рабочей жидкости при отрицательных температурах и невысокая температура вспышки ее паров на уровне 176-192°С, что может затруднить работу агрегатов гидравлической систем летательных аппаратов (ЛА).
[11]Технической проблемой, решаемой изобретением, является обеспечение безопасной работы гидравлических систем ЛА во всем диапазоне эксплуатационных температур за счет пожаробезопасности и продление ресурса их работы за счет высоких смазочных свойств.
[12]Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым изобретением, заключается в создании рабочей жидкости, обладающей высокой термоокислительной стабильностью, необходимыми трибологическими и вязкостно-температурными характеристиками, повышенной пожаробезопасностью.
[13]Заявленный технический результат достигается тем, что рабочая жидкость для гидравлических систем включает базовую композицию, содержащую полиэтилсилоксановую жидкость с вязкостью 44,0⋅10-6 - 49,0⋅10-6 м2/с при 20°С и сложный эфир дикарбоновой кислоты, а также присадки, в том числе фенил-α-нафтиламин, в качестве сложного эфира дикарбоновой кислоты содержит сложный эфир Syntolux L-132 с вязкостью 3,2⋅10-6 м/с при 100°С, а в качестве присадок также содержит 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол, трибутилфосфат и высокомолекулярный загуститель Syntolux V-15, являющийся винилалкиловым полимером с вязкостью не менее 1000⋅10-6 м2/с при 100°С, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
[14]| 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол | 0,3-0,4 |
| фенил-α-нафтиламин | 0,2-0,4 |
| трибутилфосфат | 4,0-6,0 |
| винилалкиловый полимер Syntolux V-15 | 0,4-0,5 |
| сложный эфир дикарбоновой кислоты Syntolux L-132 | 42,5-51,3 |
| полиэтилсилоксановая жидкость | 41,4-52,6 |
[15]Совокупность существенных признаков достаточна для решения указанной технической проблемы и достижения заявленного технического результата: А именно обеспечения повышенной пожаробезопасности работы гидравлических систем ЛА и продления их ресурса за счет высоких смазочных свойств.
[16]Настоящее изобретение поясняется последующим описанием рабочей жидкости для гидравлических систем и способа ее приготовления.
[17]Для приготовления образцов гидравлической жидкости используют следующие товарные сырьевые компоненты:
[18]- сложный эфир дикарбоновой кислоты Syntolux L-132 по СТО 57175009-004-2015 с кинематической вязкостью 3,2⋅10-6 м2/с при 100°С;
[19]- полиэтилсилоксановую жидкость с вязкостью 44,0⋅10-6- 49,0⋅10-6 м/с при 20°С ПЭС-7 по ГОСТ 25149-82;
[21]- 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол (Агидол-1) по ТУ 38.5901237-90;
[22]- фенил-α-нафтиламин (Неозон А) по ТУ 6-14-202-74;
[23]- трибутилфосфат по ТУ 2435-305-05763458-2001;
[24]- винилалкиловый полимер Syntolux V-15 с вязкостью не менее 1000⋅10-6 м2/с при 100°С по СТО 57175009-005-2011.
[25]Приготовление образцов включает следующие этапы:
[26]- приготовление базового состава путем смешивания сложного эфира дикарбоновой кислоты Syntolux L-132 по СТО 57175009-004-2015 с кинематической вязкостью 3,2⋅10-6 м2/с при 100°С и полиэтилсилоксановую жидкость ПЭС-7 по ГОСТ 25149-82 с вязкостью 44,0⋅10-6 - 49,0⋅10-6 м2/с при 20°С при подогреве до 70°С и перемешивании;
[27]- дозировка и добавление присадок в базовый состав;
[28]- перемешивание до полного растворения присадок при температуре 70-80°С;
[29]- охлаждение и фильтрация полученной композиции рабочей жидкости.
[30]В таблице 1 приведены образцы рабочей жидкости с указанием их состава для иллюстрации сущности изобретения, которые не должны толковаться как ограничивающие область изобретения.
[31]
[32]К рабочим жидкостям нового поколения предъявляются высокие требования как по эксплуатационным свойствам, так и по пожаробезопасности. Температура вспышки композиций перспективных рабочих жидкостей должна быть не ниже 210°С.
[33]Далее приводится таблица 2 с результатами исследования указанных выше опытных образцов композиций рабочих жидкостей и наиболее близкого аналога (по патенту RU 2275418).
[34]
[35]Представленные опытные образцы превосходят наиболее близкий аналог по вязкостно-температурной характеристике, Так, при минус 50°С представленные образцы имеют кинематическую вязкость от 1112 до 1206 мм2/с, в то время как у аналога кинематическая вязкость составляет от 1540 до 3712 мм2/с. Из проведенных исследований видно, что заявляемая рабочая жидкость превосходит наиболее близкий аналог по коррозионной агрессивности, по пожаробезопасности, термоокислительной стабильности и не уступает ему по трибологическим характеристикам. Исследования опытных образцов на трибологические характеристики - диаметр пятна износа (Ди) проводились по ГОСТ 9490 при осевой нагрузке 196 Н, при температуре 20±5°С. Трибологические характеристики наиболее близкого аналога исследовались при температуре 100°С.
[36]Таким образом, заявляемая рабочая жидкость обладает высокой термоокислительной стабильностью, повышенной пожаробезопасностью, необходимыми трибологическими и вязкостно-температурными характеристиками и препятствует образованию коррозии на металлах и сплавах.
[37]Предлагаемая рабочая жидкость обеспечивает безопасную работу гидравлических систем ЛА во всем диапазоне эксплуатационных температур за счет пожаробезопасности и продление ресурса их работы за счет высоких смазочных свойств.
