Влияние климатических условий эксплуатации двигателей на процесс старения моторного масла. Лысая М. С. Научный руководитель д-р техн наук, проф. Ковальский Б. И

УДК 621.892.09 ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ПРОЦЕСС СТАРЕНИЯ МОТОРНОГО МАСЛА. Лысая М.С. Научный руководитель д-р техн. наук, проф. Ковальский Б.И. Сибирский Федеральный Университет, Институт Нефти и Газа Ключевые слова: коэффициенты поглощения светового потока и относительной вязкости; концентрация растворимых и нерастворимых продуктов старения; противоизностные свойства; критерий противоизносных свойств. Приведены результаты исследования процесса старения синтетического моторного масла Mobil/ New Life 0W-40SN/SM/SL/SJ в зимний и летний периоды эксплуатации двигателей автомобиля. Методика исследования заключалась в периодическом отборе проб работающих моторных масел 50г из прогретого двигателя с помощью специального шприца с последующим их фотометрированием и определением коэффициента поглощения светового потока, измерением кинематической вязкости при температуре 100°С, центрифугированием с повторным фотометрированием и определением концентраций растворимых и нерастворимых продуктов старения, испытанием на трехшариковой машине трения со схемой «шар-цилиндр» для определения противоизносных свойств. На рис.1а приведены зависимости коэффициента поглощения светового потока, характеризующегося концентрацией общих продуктов старения, от пробега автомобиля. Зимние испытания начаты после пробега автомобиля 7,6 тыс. км и продолжались до пробега 15,2 тыс. км (кривая 1), а летние испытания продолжались в соответствии с инструктивным пробегом (10,0 тыс. км) (кривая 2). Показано, что при пробеге автомобиля 7,0 тыс. км оптические свойства синтетического масла практически не зависят от климатических условий, однако при пробеге больше 7,0 тыс. км концентрация общих продуктов старения масла увеличивается более интенсивно в зимний период эксплуатации (кривая 1). а) б) Рис.1 Зависимость коэффициентов поглощения светового потока (а) и относительной вязкости (б) при старении синтетического моторного масла Mobil/ New Life 0W-40SN/SM/SL/SJ в двигателе от пробега автомобиля: 1 – зимний цикл; 2 – летний цикл. Изменение вязкости масла оценивалось коэффициентом относительной вязкости Кμ , определяемым отношением вязкости работающего масла к вязкости товарного. Согласно данным (рис. 1б) вязкости масла в летний период эксплуатации (кривая 2) увеличивается более интенсивно, чем в зимний период (кривая 1). Так, за инструктивный период эксплуатации в летний период она увеличилась на 23%, а в зимний период – на 16% при пробеге 15,2 тыс. км. Допустимое увеличение вязкости по литературным данным установлено в пределах 30-35%. Состав продуктов старения исследовался по концентрациям в работающем масле растворимых и нерастворимых продуктов путем их центрифугирования (частота вращения ротора 8,0 тыс. об) (рис.2). Концентрация растворимых продуктов старения, выраженная коэффициентом поглощения светового потока КПР при фотометрировании отцентрифугированных проб (рис. 2а) не превышает значения 0,1 ед. в течении инструктивного срока эксплуатации (10 тыс. км.) и не зависит от климатических условий. Однако при увеличении срока эксплуатации выше инструктивного наблюдается увеличение концентрации растворимых продуктов старения. а) б) Рис. 2 Зависимости концентрации растворимых КПР (а) и нерастворимых КПН (б) продуктов старения синтетического моторного масла Mobil/ New Life 0W-40SN/SM/SL/SJ в двигателе от пробега автомобиля: 1 – зимний цикл; 2 – летний цикл. Концентрация нерастворимых продуктов старения КПН , определялась разностью КПН =КП – КПР , (1) где КП - концентрация общих продуктов старения; КПР – концентрация растворимых в масле продуктов старения. Установлено, (рис. 2б) что концентрация нерастворимых продуктов старения синтетического моторного масла до 7,5 тыс. км. пробега находится на низком уровне КПН <0,02 ед. и независит от климатических условий эксплуатации. Дальнейшая эксплуатация двигателя приводит к увеличению коэффициента КПН , который более интенсивно увеличивается при зимних условиях эксплуатации (кривая 1). Для оценки соотношения между продуктами старения моторного масла введен коэффициент К, определяемый выражением К = КПР / КПН, (2) Согласно данным (рис. 3) соотношение между концентрациями растворимых КПР и нерастворимых КПН продуктов старения сильно зависит от климатических условий. Так, в начале эксплуатации двигателя на вновь залитом масле, в основном, увеличивается концентрация растворимых продуктов старения. В дальнейшем по мере снижения производительности фильтрующих элементов увеличивается концентрация в масле нерастворимых продуктов старения из-за чего коэффициент соотношения К уменьшается. Противоизносные свойства работающих масле оценивались по среднеарифметическому значению диаметров пятна износа на трех шарах. Параметры трения составили: нагрузка 13 Н, скорость скольжения 0,68 м/с, температура масла в объеме составляла 80°С и в процессе испытания поддерживалась автоматически, время испытания 2 часа. Рис. 3 Зависимости коэффициента соотношения состава продуктов старения работающего синтетического моторного масла от коэффициента поглощения светового потока. Согласно данным (рис. 4) в начале эксплуатации двигателя противоизносные свойства синтетического масла понижаются за счет приспосабливаемости масла к условиям эксплуатации и отсутствии необходимой концентрации нерастворимых продуктов старения. В дальнейшем они повышаются и при определенном пробеге превышают противоизносные свойства товарного масла (точка на ординате). Летние условия эксплуатации обеспечивают более быстрое наступление периода повышения противоизносных свойств (кривая 2). Показано, что с увеличением пробега выше нормального не вызывает понижение противоизносных свойств работающих масел, более того они их повышают по сравнению с товарным маслом. Рис. 4 Зависимости диаметра пятна износа от пробега автомобиля, работающего на синтетическом моторном масле Mobil/ New Life 0W-40SN/SM/SL/SJ: 1 – зимний цикл; 2 – летний цикл. Влияние продуктов старения на противоизносные свойства синтетического масла исследовалось зависимостью диаметра пятна износа от концентрации общих продуктов старения в масле, выраженной коэффициентом поглощения светового потока КП (рис. 5а). Установлено, что в начале эксплуатации двигателя на вновь залитом масле его противизносные свойства понижаются, при этом климатические условия влияют на величину износа и концентрацию общих продуктов старения. Так, в летний период эксплуатации (кривая 2) максимальное понижение противоизносных свойств работающего масла наступает при коэффициенте КП ~0,05 ед. , а для зимних условий эксплуатации оно наступает при КП ~0,12 ед. Для оценки противоизносных свойств работающих масел предложен критерий П, определяемых отношением П=КП / U, (3) где КП – коэффициент, характеризующий концентрацию общих продуктов старения масла, ед.; U – диаметр пятна износа, мм. Критерий П характеризует концентрацию продуктов старения на номинальной площади фрикционного контакта и принят условно безразмерным. Согласно полученным данным (рис. 5б) зависимость критерия противоизносных свойств имеет линейный характер с увеличение концентрации продуктов старения и описывается регрессивным уравнением вида П=4, (4) а) б) Рис. 5 Зависимости диаметра пятна износа (а) и критерия противоизносных свойств (б) от коэффициента поглощения светового потока при старении синтетического моторного масла Mobil/ New Life 0W-40SN/SM/SL/SJ: 1 – зимний цикл; 2 – летний цикл. Данная зависимость показывает, что противоизносные свойства работавшего масла практически не зависят от климатических условий эксплуатации, а определяется концентрацией продуктов старения. Кроме того, она является эталонной для данного масла и с ее помощью можно определять параметр износа, используя формулу U=КП/П (5) Для этого из двигателя отбирается проба масла, которая фотометрируется, определяется коэффициентом КП , а по зависимости П=f(КП) вычисляется значение критерия П. Параметр износа определяется по формуле 5. Для проверки полученного значения изнса проба масла испытывается на трехшариковой машине трения. Выводы: 1. Применение предлагаемой методики позволяет определить степень старения моторных масел, их вязкость, состав продуктов старения, противоизносные свойства от концентрации продуктов старения, по которой прогнозировать триботехнические параметры работавшего масла. 2. Приведенными исследованиями установлено, что при отработке синтетическим маслом инструктивного срока климатические условия эксплуатации незначительно влияют на механизм старения масла, однако увеличение ресурса в 1,5 раза вызывает более интенсивное старение масла в зимний период эксплуатации за счет конденсации влаги при пусках двигателя, вызывающей омыление присадок. 3. Вязкость масла в летний период эксплуатации двигателя увеличивается более интенсивно, чем в зимний, что объясняется температурным режимом работы двигателя и деструкцией вязкостной присадки.

Похожие:

	С., Шалатова И. М. научный руководитель проф канд техн наук Васина Г. И О внесении изменений в приложения к приказу Министерства образования и науки Камчатского края от 31. 01. 2012 №96 «Об организации...		С. С. Каприелов, д-р техн наук; Н. И. Карпенко, д-р техн наук, проф.; А. В. Шейнфельд ...
	Современные технологии упрочнения медно-матричных композиционных... Охватывают общие положения по технической эксплуатации судоходных гидротехнических сооружений, техническую эксплуатацию гидротехнической...		Перспетивы развития геотермальной энергетики ракитянский Е. М. Научный... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Динамическая модель мобильного колесного робота Сатышев А. С., Каптюк... «Новоубеевская основная общеобразовательная школа» Дрожжановского муниципального района Республики Татарстан		Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека макласова... Министерства здравоохранения Российской Федерациии их реализация на период 2012-2017 г г
	Применение мультимедиа – технологий в лекционном курсе «электротехника... Дополнительная образовательная программа: Начальное техническое творчество “Электрифицированная игрушка”		Основные понятия синергетики ошаева Е. А., Забурская А. В, научный... Участие в экскурсии по г. Тамбов (вариант «да» может быть выбран только для докладов с оплатой оргвзноса)
	Рациональное в творчестве журналиста альшевская К. С. научный руководитель... Концепция школьной научно-практической конференции учащихся «Наука и творчество»		Безопасность использования цианистого водорода кондратьева Н. С.... Контактный телефон (с указанием кода города и страны), факс, почтовый адрес (с указанием индекса)
	Эффективность применения плитно-рамных фундаментов для актуальных... Использование интерактивной доски Smart Board и программного обеспечения Notebook		Применение утепленных отмосток для снижения деформаций пучения малозаглубленных... Использование интерактивной доски Smart Board и программного обеспечения Notebook
	Монолитной обделки тоннелей фиброармированием бетона Стаканов И.... Внесены всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом гидротехники имени Б. Е. Веденеева		Повышение извлечения металла из особо упорных золотосульфидных руд... С 25 февраля по 28 февраля в школе проходило мероприятие «Ради жизни на Земле». Химики тоже принимали участие
	Удк 669. 017 Синтез ювелирных сплавов на основе палладия усков Д.... Вопросы к зачету по дисциплине «Методология и организация научных исследований» для магистратуры 2011\12 уч г		Исследования и пути совершенствования вращательно-подающих систем... Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)