Дослідження сумісності моторних олив з матеріалами трибосистем двигунів внутрішнього згоряння на основі принципів фізичного моделювання - Автореферат

Вибір моторної оливи, насамперед, повинний визначатися його сумісністю з матеріалами ТС ДВЗ. Моделюванням процесів тертя і зношування в ТС ДВЗ у лабораторних умовах можна оцінити сумісність моторних олив із матеріалами ТС та рекомендувати його для наступного етапу раціонального циклу - експлуатаційних випробувань. Розробити методику оцінки сумісності моторних олив з матеріалами ТС ДВЗ і методику фізичного моделювання перехідних процесів тертя при зміні сорту і марки моторної оливи. Даний критерій має фізичний сенс і має здатність подальшого його використання при фізичному моделюванні як критерій оцінки трибологічної активності протизносних і протизадирних присадок у моторній оливі; трибосистема тертя олива двигун на основі теорії подоби і моделювання з урахуванням критерію оцінки трибологічних властивостей розроблено метод оцінки сумісності моторних олив із матеріалами трибосистем. Розроблені фізичні моделі сумісності моторних олив із матеріалами ТС ДВЗ і перехідних процесів при зміні сорту і марки моторної оливи дозволять підібрати моторні оливи до ТС ДВЗ, спрогнозувати ресурс ДВЗ і рекомендувати їх для наступного етапу експлуатаційних випробувань зі значною економією матеріальних ресурсів і витрат часу.У результаті аналізу факторів і критеріїв, що визначають сумісність матеріалів ТС при граничному змащенні і перехідних процесах тертя, визначені наступні фактори: вантажно-швидкістний параметр, масштабний фактор ТС, матеріали ТС, трибологічні властивості мастильного середовища; критерії: швидкість зношування, сила тертя, температура, склад і структура вторинних структур. Запропоновано нову трибологічну характеристику мастильних матеріалів - величину щільності енергії, що відслідковує зміну як протизносних, так і протизадирних властивостей олив, швидкість погіршення цих властивостей і діапазони працездатності протизносних і протизадирних присадок; чисельне значення характеристики оцінюється по отриманому рівнянню. Даний критерій має фізичний сенс і має здатність подальшого його використання при фізичному моделюванні як критерій оцінки трибологічної активності протизносних і протизадирних присадок у моторній оливі. Розроблена методика оцінки сумісності моторної оливи з матеріалами ТС ДВЗ, що враховує конструктивно-технологічні особливості ТС двигуна та умови їхньої експлуатації, дозволяє оцінити швидкість зношування і механічні втрати в трибосистемах ДВЗ. Проведені випробування на ЧКМ моторних олив, пропонованих до експлуатації в двигунах DEUTZ, показали, що усі вітчизняні тестуємі оливи: “Маст-Экстра”, “Азмол Турбо 1”, “Леол-Премиум” перевищують за своїми трибологічними характеристиками і величині щільності енергії моторну оливу за специфікацією фірми DEUTZ.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

1. Проведений аналіз стану питання по застосуванню фізичного моделювання сумісності показав, що розроблювальна фізична модель повинна ґрунтуватися на положеннях структурно-енергетичної теорії тертя, сінергетики, системного аналізу.

У результаті аналізу факторів і критеріїв, що визначають сумісність матеріалів ТС при граничному змащенні і перехідних процесах тертя, визначені наступні фактори: вантажно-швидкістний параметр, масштабний фактор ТС, матеріали ТС, трибологічні властивості мастильного середовища; критерії: швидкість зношування, сила тертя, температура, склад і структура вторинних структур.

2. Запропоновано нову трибологічну характеристику мастильних матеріалів - величину щільності енергії, що відслідковує зміну як протизносних, так і протизадирних властивостей олив, швидкість погіршення цих властивостей і діапазони працездатності протизносних і протизадирних присадок; чисельне значення характеристики оцінюється по отриманому рівнянню. Даний критерій має фізичний сенс і має здатність подальшого його використання при фізичному моделюванні як критерій оцінки трибологічної активності протизносних і протизадирних присадок у моторній оливі.

3. Розроблена методика оцінки сумісності моторної оливи з матеріалами ТС ДВЗ, що враховує конструктивно-технологічні особливості ТС двигуна та умови їхньої експлуатації, дозволяє оцінити швидкість зношування і механічні втрати в трибосистемах ДВЗ. Запропонована методика й отримані з її допомогою результати модельних випробувань дозволили рекомендувати моторні оливи для експлуатаційних випробувань зі значним скороченням часу у 10...12 разів і матеріальних витрат приблизно у 20 разів та спрогнозувати ресурси двигуна BF6M1013E, виробництва фірми DEUTZ.

4. На основі теорії подоби і моделювання з урахуванням критерію оцінки трибологічних властивостей розроблена методика фізичного моделювання перехідних процесів при зміні сорту і марки моторної оливи в трибосистемах ДВЗ. Встановлено, що зміна моторної оливи з мінеральної на синтетичну, і навпаки, різних груп експлуатації, викликає в ТС ДВЗ вторинне припрацювання. Установлено, що застосування промивної оливи в ТС, скорочує час припрацювання, але підвищує швидкість зношування.

5. Результати Оже-спектроскопії поверхонь тертя зразків доводять наявність перехідних процесів у ТС при зміні типу моторної оливи, що підтверджується зміною складу вторинних структур.

При використанні промивної оливи, були виявлені сліди мікросхватування зразків, що моделюють пару “вал - вкладиш”, що підтверджує факт наявності великої концентрації атомів заліза в складі ВС, що утворилися на промивній оливі.

Це доводить раніше висунуту гіпотезу про швидке зношування ТС під час змащування промивному оливою.

6. Проведені випробування на ЧКМ моторних олив, пропонованих до експлуатації в двигунах DEUTZ, показали, що усі вітчизняні тестуємі оливи: “Маст-Экстра”, “Азмол Турбо 1”, “Леол-Премиум” перевищують за своїми трибологічними характеристиками і величині щільності енергії моторну оливу за специфікацією фірми DEUTZ.

Результати тесту на сумісність показали, що найбільший ресурс двигуну BF6M1013E, виробництва фірми DEUTZ, відповідно до розрахунків за допомогою фізичного моделювання, забезпечить олива “Маст-Экстра” ( 28%), потім “Леол-Премиум” ( 19%), і потім “Азмол-Турбо 1” ( 12%). Отже, усі перераховані вітчизняні марки можуть бути рекомендовані до експлуатаційних випробувань.

Допускається застосування у двигуні моторних олив різних груп експлуатації і різної базової основи (мінеральне, синтетичне), тому що знос за припрацювання ТС знизить їхній ресурс на 1...2%. При зміні марки і сорту моторної оливи доцільно використовувати промивну оливу. Однак, при експлуатації ДВЗ на тому самому типі моторної оливи, застосування промивної оливи викликає підвищений знос ТС двигуна, унаслідок їхнього вторинного припрацювання. Ефективність застосування промивної оливи досягається при збільшенні термінів зміни моторної оливи.

1.Войтов В.А., Левченко А.В. Алгоритм подбора моторного масла к двигателям внутреннего сгорания. - Вестник ХГАДТУ, 1998, № 7, с.27 - 30.

2. Войтов В.А., Левченко А.В., Мурашко А.А. Выбор информативных параметров акустической эмиссии для диагностирования переходных процессов в трибосистемах машин. - Вестник ХГАДТУ, 1998, № 8, с. 93 - 95.

3. Войтов В.А., Левченко А.В. Особенности методики подбора моторного масла к двигателям внутреннего сгорания. Структура и обоснование методики. - Проблемы трибологии, 2000, № 2, с. 154 - 157.

4. Войтов В.А., Левченко А.В. Исследование процессов трения и изнашивания в узлах трения ДВС при смене сорта и марки моторного масла. - Вестник ХГАДТУ, 2000, № 12 - 13, с. 72 - 74.