DE102009004028B4

DE102009004028B4 - Achsantrieb-und Lastschaltwendegetriebeschmiermittel

Info

Publication number: DE102009004028B4
Application number: DE102009004028.5A
Authority: DE
Inventors: David B. Gray; Charles A. Passut; Lee D. Saathoff
Original assignee: Afton Chemical Corp
Current assignee: Afton Chemical Corp
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2029-01-09
Also published as: DE102009004028A1

Abstract

Verwendung einer Schmierzusammensetzung, umfassend:
a) eine Ölgrundlage;
b) Calciumphenolat;
c) Zinkdialkylnaphthalinsulfonat; und
d) mindestens eine Zinkdihydrocarbyldithiophosphatverbindung, zum Schmieren von Achsantrieb- und Lastschaltwendegetrieben (FDPT) von Schwerlastfahrzeugmaschinen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Schmierzusammensetzungen, Additivpackungen und Verfahren zum Schmieren sowohl eines Getriebes als auch eines Dieselmotors. Dieselmotorschmiermittel müssen eine Reihe von Tests bestehen. In ähnlicher Weise wird von Getriebeschmiermittel verlangt, eine andere Reihe von Tests zu bestehen. Überraschenderweise kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung zur Erzeugung von Schmiermitteln für sowohl Motor- als auch Getriebeanwendungen verwendet werden.
HINTERGRUND
Moderne Schwerlastfahrzeugmaschinen, zum Beispiel Erdbaumaschinen, werden kontinuierlich auf den neuesten Stand gebracht, um den ständig steigenden Verbraucheranforderungen zu begegnen. Wesentliche Verbesserungen bei Getrieben und Achsantrieben bei Schwerlastfahrzeugmaschinen haben die Ausrüstungshaltbarkeit und -produktivität verbessert, und neue und diverse Reibungsmaterialien werden ständig entwickelt, um die Leistung weiter zu steigern. Das Bereitstellen der korrekten Schmiermittel, um diese neuen Designs zu unterstützen, spielt eine wesentliche Rolle beim Erreichen von maximaler Lebensdauer und Leistung für das Fahrzeug.
In den frühen Neunzehnhundertneunziger Jahren führte Caterpillar Corporation einen neuen Satz von Getriebe- und Antriebsstrangfluidanforderungen ein, welche als „Caterpillar TO-4“ bezeichnet wurden, deren Spezifikation vom 23. Juni 2005 hier durch Bezugnahme aufgenommen wird, zur Verwendung in Schwerlastfahrzeugmaschinen von Caterpillar. Alle TO-4-Öle müssen eine Anzahl von Fluideigenschaften erfüllen, einschließlich bestimmte Verschleiß-, Viskosimetrie- und Reibungsbedingungen, wie in der TO-4-Spezifikation dargelegt. Viele der Additive, welche in den Achsantrieb- und Lastschaltwendegetriebe (FDPT)-Schmiermitteln verwendet werden, sind multifunktionell, und es besteht oft ein Konflikt, der zwischen Eigenschaften erzeugt wird. Diese Konflikte bedeuten zwangsläufig, dass die Additive sorgfältig ausgewählt und aufeinander abgestimmt werden müssen. Demgemäß hat es sich für mit Additiven befasste Firmen als schwierig herausgestellt, die TO-4-Anforderungen zu erfüllen, umso weniger, sich auf irgendeinem der Leistungslevels signifikant zu verbessern. Überraschenderweise sind die Fluide der vorliegenden Erfindung in der Lage, die TO-4-Spezifikation zu erfüllen und in der FZG-Fressverschleißeinstufung eine wesentliche Verbesserung zu erzielen. Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung in der Lage, diese Verbesserung mit einer Additivpackung zur niedrigen Dosierung zu erreichen, was Additiv-Transportkosten verringert, Anlagendurchsatz verbessert und einen ökonomischen Nutzen für Hersteller von Schmiermittelmischungen bietet, bezüglich niedrigerer Nettokosten des Additivversatzes.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß der Offenbarung betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Schmierzusammensetzung, umfassend eine Ölgrundlage, Calciumphenolat, Zinkdinaphthalinsulfonat und mindestens eine Zinkdihydrocarbyldithiophosphatverbindung, zum Schmieren von Achsantrieb- und Lastschaltwendegetrieben (FDPT) von Schwerlastfahrzeugmaschinen, insbesondere als CAT TO-4-konforme Fluidzusammensetzungen.
Andere Ausführungsformen der Erfindung schließen die Verwendung einer Additivpackung umfassend mindestens ein Calciumphenolat, mindestens ein Zinkdinaphthalinsulfonat und mindestens eine Zinkdihydrocarbyldithiophosphatverbindung, um eine Schmierzusammensetzung zu einer Verwendung wie vorstehend zu formulieren.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung kann das Zinkdialkylnaphthalinsulfonat aus Gemischen davon bestehen. In anderen Ausführungsformen umfasst es ein Zinkdinonylnaphthalinsulfonat.
Erfindungsgemäß verwandte umfassen als Verschleißverhinderungsmittel auf Phosphorbasis mindestens eine Zinkdihydrocarbyldithiophosphatverbindung.
Andere Ausführungsformen der Erfindung schließen die Verwendung von TO-4-Fluiden der vorliegenden Offenbarung ein, wobei die Zusammensetzung etwa 200 bis etwa 800 ppm Phosphor von der Zinkdihydrocarbyldithiophosphatverbindung enthält. Andere Ausführungsformen der Erfindung schließen die Verwendung vonTO-4-Fluiden ein, wobei die Zusammensetzung etwa 200 bis 400 ppm Phosphor von der Zinkdihydrocarbyldithiophosphatverbindung enthält.
Andere Ausführungsformen der Erfindung schließen die Verwendung irgendeiner der vorstehend erwähnten Schmiermittelzusammensetzungen ein, wobei die Schmierzusammensetzung TO-4-konform mit einer FZG-Fresstragstufeneinstufung (FZG suffing load stage score) von 12 ist.
Andere Ausführungsformen der Erfindung schließen die Verwendung der vorstehend erwähnte Additivpackung ein, wobei die Additivpackung etwa 200 bis etwa 800 ppm Phosphor von der Zinkdihydrocarbyldithiophosphatverbindung enthält.
Andere Ausführungsformen der Erfindung schließen die Verwendung der vorstehend erwähnte Additivpackung ein, wobei die Additivpackung etwa 200 bis 400 ppm Phosphor von der Zinkdihydrocarbyldithiophosphatverbindung enthält.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung schließt eine Verwendung zum Verbessern des FZG-Fressverschleißschutzes eines Fahrzeugmotors oder -getriebes ein, umfassend die Schritte (1) Hinzufügen einer der vorstehend vorgeschlagenen Fluidzusammensetzungen zu einem Fahrzeugmotor oder Getriebe; und (2) Betreiben des Fahrzeugs.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung schließt die Verwendung zum Schmieren eines Getriebes ein, wobei das Getriebe ein Transmissions-Getriebe aus der Gruppe umfasst, welche aus einem Automatikgetriebe, einem Schaltgetriebe, einem automatisierten Schaltgetriebe, einem halbautomatischen Getriebe, einem Doppelkupplungsgetriebe, einem stufenlosen Getriebe und einem Toroidgetriebe besteht. In einigen Ausführungsformen umfasst das Transmissions-Getriebe eine kontinuierliche Drehmomentwandler-Gleitkupplung, einen Gleitdrehmomentwandler, einen Drehmomentwandler mit Wandlerüberbrückung, eine Anfahrkupplung, eine oder mehrere Schaltkupplungen oder eine elektronisch gesteuerte Wandlerkupplung.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung schließt eine Verwendung einer oben beschriebenen Schmiermittelzusammensetzungzum Testen der Schmiermitteleigenschaften einer Zusammensetzung unter Verwendung eines Testgeräts ein, umfassend das Schmieren des Testgeräts mit einer der vorstehend offenbarten Schmiermittelzusammensetzungen, wobei das Testgerät aus der Gruppe ausgewählt ist, welche besteht aus: einem Brookfield-Viskosimeter, jedwedem Vickers-Testgerät, einer SAE Nr. 2-Reibungstest-Maschine, einem mit einem Elektromotor angetriebenen Hydra-Matic 4L60-E-Automatiktransmissions-Getriebe, ASTM D 471- oder D 676-Elastomerkompatibilitätstest-Ausrüstung, NOACK-Flüchtigkeitsverfahren-Maschine, jedwedem Testgerät, welches für ASTM D 2882-, D 5182-, D 4172-, D3233- und D2782-Verschleißverfahren notwendig ist, ASTM-Schaumbildungsverfahren-Gerät, Testgerät, welches für den ASTM D 130-Kupferkorrosionstest notwendig ist, Testausrüstung, welche spezifiziert ist durch den International Harvester Procedure Method BT-9-Rostkontrolltest, Testgerät, welche für den ASTM D 892-Schaumbildungstest erforderlich ist, Testgerät, welches für den ASTM D 4998-Zahnrad- oder Getriebe(engl. gear)antiverschleißleistungstest erforderlich ist, Link M1158-Öl/Reibung-Maschine, L-33-1-Testgerät, L-37-Testgerät, L-42-Testgerät, L-60-1-Testgerät, mit einem Elektromotor angetriebener Strama 4-Square-Verfahren-Maschine, FZG-Testgerät und -Teilen, SSP-180-Verfahren-Maschine, Testgerät für ASTM D 5579-Hochtemperaturzyklus-Haltbarkeitsverfahren, Sauer-Danfoss Reihe 22- oder Reihe 90-Axialkolbenpumpe, John Deere Synchro-Plus-Transmissions-Getriebe, einem SRV-Reibungsverschleiß-Testgerät, einem 4-Kugel-Testgerät, einem LFW-1-Testgerät, einem Freilaufkupplung-Durchdrehverschleißtest- (SCOWT)-Gerät, API CJ-4-Motortests, CF- und CF-2-Motortests, L-33-Feuchtigkeitskorrosionstest, zyklischen Hochtemperatur-Haltbarkeitstest (ASTM D 5579), 288-Stunden-VE-Motorölleistungstest, L-38-Standardschmiermitteltest, Denison P46-Kolbenpumpenprüfstand, Sundstrand-Prüfstand für dynamische Korrosion, einem Block-auf-Ring-Testgerät und jedwedem Testgerät, welches erforderlich ist zum Durchführen einer Testanalyse unter Mercon^®, Mercon^® V, Dexron^® III, Dexron^® III-H, Caterpillar^® TO-4, Allison^® C-4, JASO, GF-4, GF-5, MIL-E, MIL-L und Sequenzen II bis VIII.
Andere Ausführungsformen der Erfindung schließen die Verwendung von Schmierzusammensetzungen ein, welche eine Ölgrundlage, mindestens ein Calciumphenolat, mindestens ein Zinkdinonylnaphthalinsulfonat, mindestens ein Zinkdihydrocarbyldithiophosphat umfassen, wobei das Fluid TO-4-konform mit einer FZG-Fresstragstufeneinstufung von 12 ist.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Offenbarung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und/oder können durch die Praxis der Offenbarung erkannt werden. Die Aufgaben und Vorteile der Offenbarung werden durch die Elemente und Kombinationen verwirklicht und erzielt, welche insbesondere in den angefügten Patentansprüchen beschrieben sind.
Es gilt als selbstverständlich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und nur zur Erklärung dienen und die Offenbarung, wie beansprucht, nicht einschränken.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie hier verwendet, wird der Ausdruck „Hydrocarbylsubstituent“ oder „Hydrocarbylrest“ in seinem gewöhnlichen Sinn verwendet, welcher dem Fachmann bekannt ist. Speziell betrifft er eine Gruppe mit einem direkt an den Rest eines Moleküls gebundenen Kohlenstoffatom und mit einem überwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter. Beispiele von Hydrocarbylresten schließen ein:

(1) Kohlenwasserstoffsubstituenten, das heißt aliphatische (z.B. Alkyl oder Alkenyl), alicyclische (z.B. Cycloalkyl, Cycloalkenyl) Substituenten und aromatisch, aliphatisch und alicyclisch substituierte aromatische Substituenten sowie cyclische Substituenten, wobei der Ring durch einen anderen Teil des Moleküls vervollständigt wird (z.B. zwei Substituenten bilden zusammen einen alicyclischen Rest);
(2) substituierte Kohlenwasserstoffsubstituenten, das heißt Substituenten, welche Nicht-Kohlenwasserstoffreste enthalten, welche im Kontext dieser Erfindung nicht den überwiegenden Kohlenwasserstoffsubstituenten verändern (z.B. Halogen (insbesondere Chlor und Fluor), Hydroxy, Alkoxy, Mercapto, Alkylmercapto, Nitro, Nitroso und Sulfoxy);
(3) Heterosubstituenten, das heißt Substituenten, welche, während sie einen überwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter aufweisen, im Kontext dieser Erfindung anderes als Kohlenstoff in einem Ring oder einer Kette, welche ansonsten aus Kohlenstoffatomen zusammengesetzt sind, enthalten. Heteroatome schließen Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff ein und es werden Substituenten wie Pyridyl, Furyl, Thienyl und Imidazolyl umfasst. Im allgemeinen werden nicht mehr als zwei, zum Beispiel nicht mehr als ein Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituent pro jeweils zehn Kohlenstoffatomen in dem Hydrocarbylrest vorhanden sein; wobei typischerweise keine Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituenten in dem Hydrocarbylrest vorhanden sein werden.

Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck „Gewichtsprozent“, wenn nicht eindeutig Anderweitiges angegeben ist, dass der Prozentsatz der aufgeführten Komponente auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung bezogen ist.
Die Ausdrücke „öllöslich“ oder „dispergierbar“, welche hier verwendet werden, zeigen nicht notwendigerweise an, dass die Verbindungen oder Additive löslich, auflösbar, mischbar oder in der Lage sind, in dem Öl in allen Anteilen suspendiert zu werden. Sie bedeuten jedoch, dass sie zum Beispiel in Öl in einem solchen Ausmaß löslich oder stabil dispergierbar sind, ausreichend ihre beabsichtigte Wirkung in der Umgebung auszuüben, in welcher das Öl verwendet wird. Darüber hinaus kann falls gewünscht, die zusätzliche Einbringung von anderen Additiven auch die Einbringung von höheren Levels eines besonderen Additivs ermöglichen.
Wie hier verwendet, zeigt der Ausdruck „CAT TO-4-konform“ an, dass ein Fluid in der Lage ist, alle der Spezifikationsanforderungen der Caterpillar Inc. TO-4-Transmission-And-Drivetrain-Fluid-Requirements-Spezifikation vom 23. Juni 2005 zu erfüllen.
Schmiermitteladditive, welche zur Formulierung von Traktorenölen verwendet werden
Öl mit Schmierviskosität
Öle mit Schmierviskosität (d.h. Ölgrundlagen), welche zur Verwendung bei der Formulierung von Ausführungsformen hier geeignet sind, können aus jedweden der synthetischen Öle, Mineralöle oder Gemische davon ausgewählt sein. In einem Aspekt kann die Zusammensetzung eine Kombination eines Pflanzenöls und eines synthetischen Öls umfassen, wie in U.S. Patentanmeldung Nr. 2005/0059562 , veröffentlicht am 17. März 2005, offenbart. Mineralöle schließen Tieröle und Pflanzenöle (z.B. Castoröl, Lardöl) sowie andere Mineralschmieröle wie Leichtöle auf Erdölbasis und lösungsmittelbehandelte oder säurebehandelte Mineralschmieröle der Paraffin-, Naphthen- oder Paraffin-Naphthen-Gemisch-Typen ein. Von Kohle oder Schiefer abgeleitete Öle sind auch geeignet. Ferner sind Öle geeignet, welche von einem Gas-Flüssigkeit-Verfahren abgeleitet sind.
Folglich kann die verwendete Ölgrundlage, welche zur Herstellung der Zusammensetzungen wie hier beschrieben verwendet werden kann, aus jedweden der Ölgrundlagen in den Gruppen I bis V wie in den American Petroleum Institute (API) Base Oil Interchangeability-Richtlinien spezifiziert ausgewählt werden.
Metalldetergenz
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfassen mindestens zwei Metalldetergenzien: Calciumphenolat und Zinkdialkylnaphthalinsulfonat. Detergenzien umfassen im allgemeinen einen polaren Kopf mit einem langen hydrophoben Schwanz, wobei der polare Kopf ein Metallsalz einer sauren organischen Verbindung umfasst. Die Salze können eine im wesentlichen stöchiometrische Menge des Metalls enthalten, wobei sie in diesem Fall normalerweise als normale oder neutrale Salze beschrieben werden, und werden typischerweise eine Maßzahl für den Alkaligehalt oder TBN (gemessen nach ASTM D2896) von etwa 0 bis niedriger als etwa 150 aufweisen. Große Mengen einer Metallbase können durch Umsetzen eines Überschusses einer Metallverbindung wie eines Oxids oder Hydroxids mit einem sauren Gas wie Kohlendioxid aufgenommen werden. Das resultierende überbasische Detergenz umfasst Mizellen von neutralisiertem Detergenz, welche einen Kern von anorganischer Metallbase umgeben (z.B. hydratisierte Carbonate). Solche überbasischen Detergenzien können eine TBN von etwa 150 oder höher, wie etwa 150 bis etwa 450 oder höher aufweisen.
Detergenzien, welche in den vorliegenden Ausführungsformen verwendet werden können, schließen öllösliche neutrale und überbasische Sulfonate, Phenolate, sulfurierte Phenolate und Salicylate eines Metalls, insbesondere von Metallen wie z.B. Natrium, Kalium, Lithium, Calcium, Magnesium und Zink ein. Vorgeschrieben ist Calciumphenolat.
Zinksulfonate, welche zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen aromatische Zinkdihydrocarbylsulfonate wie das vorgeschriebene Zinkdialkylnaphthalinsulfonat ein. Das Zinkdialkylnaphthalinsulfonat weist eine Sulfonatgruppe, gebunden an einen Ring des Naphthalinkerns, und einen Alkylrest, gebunden an jeden Ring, auf. Jeder Alkylrest kann unabhängig etwa sechs bis etwa zwölf Kohlenstoffatome enthalten, wobei es aber bevorzugt ist, dass sie etwa acht bis zwölf Kohlenstoffatome enthalten. Der Dialkylnaphthalinsulfonatrest ist an das Zink durch die Sulfonatgruppe gebunden. Ein besonders bevorzugtes Zinkdialkylnaphthalinsulfonat ist Zinkdinonylnaphthalinsulfonat, welches kommerziell als NA-SUL^® ZS von King Industries, Inc. erhältlich ist, oder alternativ Mischungen von Zinksulfonaten und Zinkcarboxylaten in einem Verhältnis von Zinksulfonat zu Zinkcarboxylat von etwa 1:3 bis etwa 3:1 Gewichtsteile. Solche Mischungen sind kommerziell von King Industries, Inc. unter dem Handelsnamen NA-SUL^® ZS-HT erhältlich.
Verschleißverhinderungsmittel auf Phosphor-Basis
Die Schmiermittelzusammensetzung bzw. die Additivpackung zur erfindungsgemäßen Verwendung enthält als Verschleißverhinderungsmittel auf Phosphorbasis eine Metalldihydrocarbyldithiophosphatverbindung, nämlich mindestens eine Zinkdihydrocarbyldithiophosphat-Verbindung. Die Zinksalze von Dihydrocarbyldithiophosphatmetallsalzen werden für gewöhnlich in Schmieröl verwendet.
Dihydrocarbyldithiophosphatmetallsalze können nach bekannten Techniken durch zuerst Bilden einer Dihydrocarbyldithiophosphorsäure (DDPA), normalerweise durch Umsetzen eines oder mehrerer Alkohole oder eines Phenols mit P₂S₅, und dann Neutralisieren der gebildeten DDPA mit einer Metallverbiridung hergestellt werden. Zum Beispiel kann eine Dithiophosphorsäure durch Umsetzen von Gemischen von primären und sekundären Alkoholen hergestellt werden. Alternativ können multiple Dithiophosphorsäuren hergestellt werden, wobei die Hydrocarbylreste an einem von vollständig sekundärem Charakter sind und die Hydrocarbylreste an den anderen von vollständig primärem Charakter sind. Zur Herstellung des Metallsalzes kann jede basische oder neutrale Metallverbindung verwendet werden, aber die Oxide, Hydroxide und Carbonate werden am allgemeinsten verwendet. Kommerzielle Additive enthalten häufig aufgrund der Verwendung eines Überschusses der basischen Metallverbindung in der Neutralisationsreaktion einen Überschuss an Metall.
Die Zinkdihydrocarbyldithiophosphate (ZDDP) sind öllösliche Salze von Dihydrocarbyldithiophosphorsäuren und können durch die folgende Formel dargestellt werden:
wobei R und R' gleiche oder unterschiedliche Hydrocarbylreste sein können, die 1 bis 18, zum Beispiel 2 bis 12, Kohlenstoffatome enthalten und Reste wie Alkyl, Alkenyl, Aryl, Arylalkyl, Alkaryl und cycloaliphatische Reste einschließen. Reste R und R' können Alkylreste mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen sein. So können die Reste zum Beispiel Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, sec-Butyl, Amyl, n-Hexyl, i-Hexyl, n-Octyl, Decyl, Dodecyl, Octadecyl, 2-Ethylhexyl, Phenyl, Butylphenyl, Cyclohexyl, Methylcyclopentyl, Propenyl, Butenyl sein. Um Öllöslichkeit zu erhalten, wird die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome (d.h. R und R') in der Dithiophosphorsäure im allgemeinen etwa 5 oder höher sein. Das Zinkdihydrocarbyldithiophosphat kann deshalb Zinkdialkyldithiophosphate umfassen.
Zusätzliche Komponenten
Zusätzlich zu den anderen hier beschriebenen Komponenten kann , eine Additivpackung zur erfindungsgemäßen Verwendung zum Beispiel eines oder mehrere umfassen von: aschefreies Dispergiermittel, Rostinhibitor, Antischaummittel, Antioxidationsmittel und Verdünnungsmittelöl. Weitere optionale Komponenten können Viskositätsmodifizierungsmittel, Kupfer- und Blei beinhaltende Korrosionsinhibitoren, Demulgiermittel und Fließpunkterniedrigungsmittel.
BEISPIELE
Diese Erfindung wird detaillierter durch erfindungsgemäße und Vergleichsbeispiele beschrieben. Die Erfindung soll durch diese Beispiele nicht eingeschränkt werden; vielmehr werden sie dazu dienen, die Nützlichkeit der Erfindung zu zeigen. Der Test, welcher zur Unterscheidung der erfindungsgemäßen FDPT-Schmiermittelzusammensetzungen von kommerziell erhältlichen TO-4-Schmiermitteln verwendet wurde, ist das FZG-Fressverschleiß-Testverfahren, ein Verschleißtest, welcher nachstehend eingehender beschreiben wird.
FZG-Fressverschleiß
Das FZG-Fressverschleiß-Testverfahren wird zur Bewertung der Fresstragfähigkeit von CAT TO-4-Fluiden verwendet. Das Testverfahren ist ASTM D5182, welches hier durch Bezugnahme aufgenommen wird, welches ein Standardverfahren ist, das verwendet wird, um die Fresstragfähigkeit von Fluiden zu bewerten. Das Testverfahren bewertet Zahnradzahnflächen-Fressverschleißbeständigkeit von Fluiden unter Verwendung von „A“-Profil-Zahnrädern. Die Anlage wird bei 1450 UpM durch bis zu 12 progressive Tragstufen in 15-Minuten-Interallen betrieben. Standardtests lässt man bei einer Fluidtemperatur von 90°C laufen. Das Testverfahren beginnt mit einer vergleichsweise kleinen Vorlast der Maschenzahnräder und nach einer Testdauer von 15 Minuten werden die Zahnradzähne auf Fressverschleiß untersucht. Wenn bestimmt wird, dass die Zahnradzähne einen zuvor festgelegten Umfang von Fressverschleiß aufweisen, wird der Test als ein Fehlschlag bei dieser Tragstufe betrachtet, und der Test wird an diesem Punkt abgebrochen. Wenn die Zahnradzähne nicht das zuvor festgelegte Ausmaß an Fressverschleiß aufweisen, wird eine zusätzliche Last auf die Maschenzahnradzähne gegeben, und man lässt den Test weitere 15 Minuten laufen. Diese Arbeitsweise wird fortgesetzt, bis bestimmt wird, dass einer der Zahnradzähne bei einer besonderen Tragstufe versagt hat, oder Tragstufe 12 ohne Fehlschlag erreicht ist. Es gibt keine Tragstufen über Tragstufe 12, deshalb wird der Test nach Tragstufe 12 abgebrochen, wenn man annimmt, dass ein Fluid eine akzeptable Leistung aufweist. Zusätzlich zu einer visuellen Bewertung des Zahnradzahnzustandes wird der Zahnradgewichtsverlust gemessen.
Damit ein Fluid die Anforderungen von CAT TO-4 erfüllt, muss die Leistung im ASTM D5182 FZG-Fressverschleiß-Test das Minimum, welches für Leistungsstandards erforderlich ist, wie folgt erfüllen:

SAE-Viskositätsbereich Minimum von absolvierten Tragstufen

10W 8

30W 8

40W 10

50W 10
Erfindungsgemäße und Vergleichsbeispiele:
Erfindungsgemäß verwandtes FDPT-Fluid
2,7 Gew.-% eines überbasischen Metallphenolats und 0,3 Gew.-% eines Metalldialkylnaphthalinsulfonats werden mit 1,55 Gew.-% einer Kernpackung, welche einen Rostinhibitor, ein Fließpunkterniedrigungsmittel, ein Antioxidationsmittel und Prozessöl enthält, kombiniert. Diese Mischung wird bei oder unter 85°C gehalten und eine phosphorhaltige Antiverschleißverbindung, 1,1 Gew.-%, wird zugegeben, gefolgt von 0,75 Gew.-% eines aschefreien Dispergiermittels. Die Additivmischung wird ungefähr zwei Stunden lang gemischt, gefolgt von der Zugabe einer Ölgrundlage, um eine Gesamtadditivdosierung (engl. treat rate) von 6,4 Gew.-% zu ergeben.
Vergleichs-FDPT-Fluid 1
2,7 Gew.-% eines überbasischen Metallphenolats und 0,3 Gew.-% eines überbasischen Metallsulfonats werden mit 1,55 Gew.-% einer Kempackung, welche einen Rostinhibitor, ein Fließpunkterniedrigungsmittel, ein Antioxidationsmittel und Prozessöl enthält, kombiniert. Diese Mischung wird bei oder unter 85°C gehalten und eine phosphorhaltige Antiverschleißverbindung, 1,1 Gew.-%, wird zugegeben, gefolgt von 0,75 Gew.-% eines aschefreien Dispergiermittels. Die Additivmischung wird ungefähr zwei Stunden lang gemischt, gefolgt von der Zugabe einer Ölgrundlage, um eine Gesamtadditivdosierung (engl. treat rate) von 6,4 Gew.-% zu ergeben.
Vergleichs-FDPT-Fluid 2

Das Vergleichs-FDPT-Fluid 2 wurde durch Kaufen eines kommerziell erhältlichen CAT TO-4-konformen Fluids erhalten.

TABELLE 1	Erfindungsgemäß verwandtes FDPT	Vergleichs-FDPT 1 (Afton-Fluid ohne Sulfonat)	Vergleichs-FDPT 2 (kommerzielles Fluid)
Überbasisches Metallsulfonat	0,0	0,3	N/A
Überbasisches Metallphenolat	2,7	2,7	N/A
Metalldialkylnaphthalinsulfonat	0,3	0,0	N/A
ZDDP	1,1	1,1	N/A
Kernpackung	1,55	1,55	N/A
Behandlungsrate	6,4	6,4	N/A
Ölgrundlagen-Mischung	Rest	Rest	N/A
FDPT-Tests
CAT TO-4-konform	Y	N	Y
FZG-Fresstragstufe	12	12	8

Erklärung der Testergebnisse von erfindungsgemäßen und Vergleichsbeispielen
Die vorliegende Erfindung ist die Verwendung einer einzigartigen Kombination von Additiven als ein Hochleistungsgetriebeöl, nämlich zum Schmieren von Achsantrieb- und Lastschaltwendegetrieben (FDPT) von Schwerlastfahrzeugmaschinen. Diese Kombination stellt hohe Reibungskoeffizienten, ausgezeichnete Oxidationsstabilität, Korrosionsschutz und ein hohes Maß an Antiverschleißleistung bereit. Wie in vorsehender Tabelle 1 gezeigt, ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung CAT TO-4-konform, während sie auch eine außergewöhnliche FZG-Fressverschleißeinstufung von 12 bereitstellt. Vergleichs-FDPT 1-Fluid ist nicht CAT TO-4-konform, da es nicht in der Lage ist, ein passendes Maß an Haft- und Gleitreibung bereitzustellen, wie für CAT TO-4 erforderlich. Ohne an eine spezielle Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die Abwesenheit von Zinksulfonat dazu führt, dass das FDPT 1-Fluid ungenügend in der notwendigen Reibungsleistung ist, um die CAT TO-4-Spezifikation zu erfüllen. Das Vergleichs-FDPT 2-Fluid ist ein kommerziell erhältliches CAT TO-4-Fluid. Obwohl das FDPT 2-Fluid CAT TO-4-konform ist, weist es im wesentlichen eine schlechtere Leistung als das erfindungsgemäße Fluid bezogen auf die Verschleiß- und Korrosions-/Oxidations-Leistung auf, wie durch die niedrigere FZG-Fresstragstufeneinstufung von 8 gezeigt.
Andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden für den Fachmann unter Berücksichtigung der hier offenbarten Beschreibung und Praxis der Erfindung offensichtlich sein. Wie überall in der Beschreibung und den Patentansprüchen verwendet, können „ein“ und/oder „einer“ und/oder „eines“ eins oder mehr als eins betreffen. Wenn nicht Anderweitiges angegeben ist, sollen alle in der Beschreibung und den Patentansprüchen verwendeten Zahlen, welche Mengen von Bestandteilen, Eigenschaften wie Molekulargewicht, Prozent, Gewichtsprozent, Verhältnis, Reaktionsbedingungen und so weiter ausdrücken, als in allen Fällen durch den Ausdruck „etwa“ modifiziert angesehen werden. Demgemäß sind die numerischen Parameter, welche in der Beschreibung und den Patentansprüchen dargelegt sind, Näherungen, welche abhängig von den gewünschten Eigenschaften, welche versucht werden durch die vorliegende Erfindung zu erhalten, variieren können, wenn nicht Gegenteiliges angegeben ist. Obwohl die numerischen Bereiche und Parameter, welche den breiten Umfang der Erfindung darlegen, Näherungen sind, sind die numerischen Werte, welche in den speziellen Beispielen dargelegt sind, so genau wie möglich angegeben. Jeder numerische Wert enthält jedoch inhärent bestimmte Fehler, welche notwendigerweise aus der Standardabweichung, die in ihren jeweiligen Testmessungen gefunden wird, resultieren. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden.

Claims

Verwendung einer Schmierzusammensetzung, umfassend: a) eine Ölgrundlage; b) Calciumphenolat; c) Zinkdialkylnaphthalinsulfonat; und d) mindestens eine Zinkdihydrocarbyldithiophosphatverbindung, zum Schmieren von Achsantrieb- und Lastschaltwendegetrieben (FDPT) von Schwerlastfahrzeugmaschinen.
Verwendung einer Additivpackung, umfassend: a) mindestens ein Calciumphenolat; b) mindestens ein Zinkdialkylnaphthalinsulfonat; und c) mindestens eine Zinkdihydrocarbyldithiophosphatverbindung, um eine Schmierzusammensetzung zur Verwendung nach Anspruch 1 zu formulieren.
Verwendung nach Anspruch 1, um eine TO-4-konforme FZG-Fresstragstufen-einstufung von 12 zu erreichen.
Verwendung nach Anspruch 1 zur Verbesserung des FZG-Fressverschleißschutzes eines Fahrzeugmotors oder -getriebes.
Verwendung nach Anspruch 1 wobei das Getriebe ein Transmissions-Getriebe aus der Gruppeumfasst, welche aus einem Automatikgetriebe, einem Schaltgetriebe, einem automatisierten Schaltgetriebe, einem halbautomatischen Getriebe, einem Doppelkupplungsgetriebe, einem stufenlosen Getriebe und einem Toroidgetriebe besteht.
Verwendung nach Anspruch 5, wobei das Getriebe eine kontinuierliche Drehmomentwandler-Gleitkupplung, einen Gleitdrehmomentwandler, einen Drehmomentwandler mit Wandlerüberbrückung, eine Anfahrkupplung, eine oder mehr Schaltkupplungen oder eine elektronisch gesteuerte Wandlerkupplung umfasst.
Verwendung einer Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1 zum Testen der Schmiermitteleigenschaften der Zusammensetzung unter Verwendung eines Testgeräts, umfassend das Schmieren des Testgeräts, wobei das Testgerät aus der Gruppe ausgewählt ist, welche besteht aus: einem Brookfield-Viskosimeter, jedwedem Vickers-Testgerät, einer SAE Nr. 2-Reibungstest-Maschine, einem mit einem Elektromotor angetriebenen Hydra-Matic 4L60-E-Automatikgetriebe, ASTM D 471- oder D 676-Elastomerkompatibilitätstest-Ausrüstung, NOACK-Flüchtigkeitsverfahren-Maschine, jedwedem Testgerät, welches für ASTM D 2882-, D 5182-, D 4172-, D3233- und D2782-Verschleißverfahren notwendig ist, ASTM-Schaumbildungsverfahren-Gerät, Testgerät, welches für den ASTM D 130-Kupferkorrosionstest notwendig ist, Testausrüstung, welche spezifiziert ist durch den International Harvester Procedure Method BT-9-Rostkontrolltest, Testgerät, welche für den ASTM D 892-Schaumbildungstest erforderlich ist, Testgerät, welches für den ASTM D 4998-Zahnradantiverschleißleistungstest erforderlich ist, Link M1158-Öl/Reibung-Maschine, L-33-1-Testgerät, L-37-Testgerät, L-42-Testgerät, L-60-1-Testgerät, mit einem Elektromotor angetriebener Strama 4-Square-Verfahren-Maschine, FZG-Testgerät und -teilen, SSP-180-Verfahren-Maschine, Testgerät für ASTM D 5579-Hochtemperaturzyklus-Haltbarkeitsverfahren, Sauer-Danfoss Reihe 22- oder Reihe 90-Axialkolbenpumpe, John Deere Synchro-Plus-Getriebe, einem SRV-Reibungsverschleiß-Testgerät, einem 4-Kugel-Test-Gerät, einem LFW-1-Testgerät, einem Freilaufkupplung-Durchdrehverschleißtest- (SCOWT)-Gerät, API CJ-4-Motortests, CF- und CF-2-Motortests, L-33-Feuchtigkeitskorrosionstest, Hochtemperaturzyklus-Haltbarkeitstest (ASTM D 5579), 288-Stunden-VE-Motorölleistungstest, L-38-Standardschmiermitteltest, Denison P46-Kolbenpumpenprüfstand, Sundstrand-dynamische Korrosion-Prüfstand, einem Block-auf-Ring-Testgerät und jedwedem Testgerät, welches erforderlich ist zum Durchführen einer Testanalyse unter Mercon^@, Mercon^® V, Dexron^® III, Dexron^® III-H, Caterpillar^® TO-4, Allison^® C-4, JASO, GF-4, GF-5, MIL-E, MIL-L und Sequenzen II bis VIII.