СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ РАБОТАЮЩИХ МОТОРНЫХ МАСЕЛ И ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
METHOD FOR DETERMINING THE STATE OF OPERATING ENGINE OILS AND THE TECHNICAL STATE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Изобретение относится к технологии оценки качества работающих моторных масел и технического состояния двигателей внутреннего сгорания.
Известен способ определения работоспособности смазочных масел, заключающийся в том, что пробу отработавшего масла подвергают центрифугированию с последующим определением оптической плотности полученного верхнего слоя, и по отношению к начальной оптической плотности работавшего масла судят о его работоспособности (Авторское свид. СССР №930120, дата приоритета 09.06.1980, дата публикации 23.05.1982, авторы: Трейгер М.И. и др., RU).
р
по
пц
о
р
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения работоспособности смазочных масел, при котором отбирают пробу работавшего масла, делят ее на три части, первую часть пробы масла используют для определения вязкости, вторую часть пробы масла подвергают центрифугированию с последующим фотометрированием и определением коэффициента поглощения светового потока отцентрифугированной пробы, третью часть пробы масла подвергают испытанию на термоокислительную стабильность в течение не более 2 ч при температуре, соответствующей базовой основе смазочного масла, определяют коэффициент поглощения светового потока и вязкость окисленной пробы, а работоспособность смазочного масла определяют из выражения: П=(K - K)η/η, где П - коэффициент работоспособности смазочного масла;
по
пц
о
K - коэффициент поглощения светового потока пробы окисленного масла; K - коэффициент поглощения светового потока пробы работавшего масла после его центрифугирования; η и η - соответственно вязкость окисленной и исходной проб работавшего масла (Патент РФ №2222012 С1, дата приоритета 16.09.2002, дата публикации 20.01.2004, авторы: Ковальский Б.И. и др., RU, прототип).
Общим недостатком известного аналога и прототипа является высокая трудоемкость при определении работоспособности смазочных масел, при этом не учитывается техническое состояние двигателя внутреннего сгорания и его влияние на состояние моторного масла.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является снижение трудоемкости определения технического состояния двигателя по состоянию работающего моторного масла с учетом пробега автомобиля и количества доливов масла в двигатель.
Для решения технической проблемы предложен способ определения состояния работающих моторных масел и технического состояния двигателей внутреннего сгорания путем фотометрирования проб работающих масел, при этом в процессе эксплуатации двигателя отбирают пробы работающего масла через определенный пробег, подвергают их фотометрированию, определяют оптическую плотность, а текущее состояние работающего моторного масла определяют произведением оптической плотности на текущий пробег автомобиля, характеризующим количество тепловой энергии, поглощенной продуктами старения работающего масла, определяют десятичный логарифм тепловой энергии, поглощенной указанными продуктами старения, строят графическую зависимость десятичного логарифма тепловой энергии от пробега автомобиля, по которой определяют изменение состояния работающего моторного масла за данный пробег и влияние технического состояния двигателя и системы очистки на его состояние по значениям десятичного логарифма тепловой энергии, и, чем оно ниже, тем лучше техническое состояние двигателя, зависящее от массы доливов масла в картер, а точка пересечения зависимости с осью ординат определяет степень загрязнения масляной системы двигателя.
Сущность способа поясняется графически.
На фиг. 1 представлены зависимости десятичного логарифма тепловой энергии, поглощенной продуктами старения синтетического моторного масла Mobil Super 3000 X1 5W - 40 SN/SM/CF от пробега автомобилей: 1 - К 232 АК; 2 - Р 369 МА.
На фиг. 2 представлены зависимости десятичного логарифма тепловой энергии, поглощенной продуктами старения синтетического моторного масла KIXX G1 5W - 30 SN/CF от пробега автомобилей: 1 - У 652 ВТ; 2 - У 627 ВТ; 3 - У 621 ВТ; 4 - У 659 ВТ.
Способ определения состояния работающих моторных масел и технического состояния двигателей внутреннего сгорания осуществляется следующим образом. Пробы работающего моторного масла массой 5 г отбираются из двигателя в течение установленного нормативного пробега 10-15 тыс. км. Отобранные пробы подвергались фотометрированию и определению оптической плотности D
о
где ϕ и ϕ - соответственно световые потоки, прошедшие через кювету на фотоэлемент без масла, и прошедшие через кювету, заполненную работавшим моторным маслом.
D
При работавшем двигатели моторное масло стареет в результате действия температуры, прорыва газов из камеры сгорания, уменьшении концентрации присадок, поэтому состояние масел предложено определять количеством тепловой энергии Q, поглощенной продуктами старения, используя выражение:
где D - оптическая плотность моторного масла после определенного пробега автомобиля; S - пробег автомобиля, км.
D
Определяется десятичный логарифм тепловой энергии, поглощенной продуктами старения за время пробега автомобиля lgQ. Строится графическая зависимость десятичного логарифма тепловой энергии, поглощенной продуктами старения, от пробега автомобиля, по которой определяется текущее состояние работавшего масла в течение всего нормативного пробега до замены масла.
На фиг. 1 представлены зависимости десятичного логарифма тепловой энергии, поглощенной продуктами старения синтетического моторного масла Mobil Super 3000 X1 5W - 40 SN/SM/CF от пробега автомобилей под госномерами: 1 - К 232 АК; 2 - Р 369 МА. Экспериментальные данные представлены в табл. 1. Показано, что для масла (кривая 1) при пробеге 6719 км был осуществлен долив, в результате значения десятичного логарифма тепловой энергии уменьшилось от 3,02 до 2,9. Кроме того, зависимость пересекает ось ординат при значении десятичного логарифма тепловой энергии равной 0,8, что характеризует степень загрязнения масляной системы при сливе отработанного масла и замене его новым товарным маслом. Для масла (кривая 2) этот показатель равен 0,2 т.е. масляная система двигателя более чистая.
D
D
Представленные зависимости (фиг. 1) имеют два характерных участка, первый из которых характеризуется постоянным увеличением десятичного логарифма тепловой энергии, что определяет процесс образования в масле растворимых продуктов старения, которые не задерживаются системой фильтрации двигателя, а второй участок характеризуется медленным увеличением десятичного логарифма тепловой энергии, что характеризует процесс преобразования растворимых продуктов старения в нерастворимые продукты, которые фильтруются системой очистки, замедляют скорость изменения десятичного логарифма lgQ и характеризуют производительность системы очистки. Кроме того, установлено, что скорость изменения десятичного логарифма lgQ в первом автомобиле выше, чем во втором.
Это объясняется большей загрязненностью масляной системы двигателя.
D
На фиг. 2 представлены зависимости десятичного логарифма тепловой энергии, поглощенной продуктами старения синтетического моторного масла KIXX G1 5W - 30 SN/CF от пробега автомобилей с госномерами: 1 - У 652 ВТ; 2 - У 627 ВТ; 3 - У 621 ВТ; 4 - У 659 ВТ. Экспериментальные данные представлены в табл. 2. Представленные зависимости аналогичные зависимостям моторного масла Mobil Super 3000 X1 5W - 40 SN/SM/CF. Самая чистая масляная система установлена в автомобиле 3, а более загрязненная в автомобиле 2. Установлено, что в автомобиле 3 с пробегом 7300 км доливы отсутствовали, что свидетельствует об отличном состоянии двигателя. При доливах уменьшаются значения десятичного логарифма тепловой энергии lgQ и чем больше по объему доливы, тем ниже значения десятичного логарифма.
D
Особенностью представленных зависимостей является увеличение пробега при доливах и достижении десятичного логарифма lgQ значения равного 3 ед. Так, для пробы 3 без доливов пробег составил 7272 км; для пробы 1 - с доливами - 9248 км; проб 2 и 4 с доливами соответственно 12678 и 12745 тыс. км, т.е. доливы увеличивают ресурс моторных масел, но при этом техническое состояние двигателей ухудшается.
D
Замедление изменения значений десятичного логарифма тепловой энергии, поглощенной продуктами старения на втором участке зависимостей lgQ=ƒ(S) характеризует качество очистки моторных масел системой очистки двигателя, которая находится в хорошем состоянии для всех исследуемых двигателях.
Предлагаемое техническое решение позволяет периодически осуществлять контроль состояния работающих масел в двигателях внутреннего сгорания и определять техническое состояние двигателя в зависимости от состояния работающих масел, пробега автомобиля и количества доливов масла по скорости изменения десятичного логарифма тепловой энергии, поглощенной продуктами старения работающих масел, а также оценивать степень загрязнения масляной системы, качество проведения замены масел, работоспособность системы очистки и промышленно применимо.
Технический результат заключается в повышении информативности контроля состояния работающего моторного масла и технического состояния двигателя за период эксплуатации.