Экспресс-метод оценки работоспособности моторных масел

Для данного аккумулятора отдаваемая емкость практически не зависит от тока разряда в интервале от i = 0 до i = QH, в то время как уравнения Пейкерта и Либенова содержат явную зависимость от тока. Предложенное обобщенное уравнение Пейкерта дает результаты, хорошо совпадающие с экспериментальными данными. Во всех случаях относительная погрешность не более 10 %, что, как правило, достаточно для практических расчетов.

То, что уравнение Пейкерта неприменимо для расчета отдаваемой емкости при малых токах разряда, очевидно из его вида, однако для рассматриваемых аккумуляторов оно не подходит и для достаточно больших токов разряда, больших 0,5QH. Поэтому можно считать, что уравнение Пейкерта неприменимо для расчета отдаваемой емкости щелочными аккумуляторами рассмотренных типов.

Выводы

Для щелочных аккумуляторов КН-10, КН-14, НКГ-8К в интервале токов разряда i = 0 - QH; КНП-20 в интервале i=0 - 2QH; КНБ-15 в интервале i = 0 - 3QH нельзя использовать уравнения Пейкерта и Либенова для расчета отдаваемой емкости, в то время как пред-

ложенное обобщенное уравнение Пейкерта позволяет

делать предсказания с относительной погрешностью

не более 10 %.

Литература

1. Peukert W. Über die Abhängigkeit der Kapazität von der Entladestromstarke bei Bleiakkumulatoren // Elektrotechn. Z. № 20. 1905. P.1897.

2. Морозов Г.Г., Гантман С.А. Химические источники тока для питания средств связи. М., 1949.

3. Варыпаев В.Н., Дасоян М.А., Никольский В.А. Химические источники тока. М., 1990.

4. Дасоян М.А., Агуф И.А. Основы расчета конструирования и технологии производства свинцовых аккумуляторов. Л., 1978.

5. Хаскина С.М., Даниленко И.Ф. // Сб. работ по ХИТ. Л., 1981. С. 34-38.

6. Беляев Б.В. Разряды химических источников тока при постоянной силе тока // Электротехника. М., 1968. № 3. С. 35-38.

7. Агуф И.А. Некоторые вопросы теории пористого электрода и процессы, протекающие в свинцовом аккумуляторе // Сб. работ по ХИТ. Л., 1968. С. 87-100.

8. Селицкий И.А., Герчиков Б.А., Константинов М.М. Производство свинцовых аккумуляторов. М., 1947.

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, г. Шахты; Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт) 21 ноября 2006 г.

УДК 621.892

ЭКСПРЕСС-МЕТОД ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ

© 2007 г. В.Ф. Кукоз, В.Д. Хулла, А.В. Тарасов, Н.Г. Подгайный

Рациональная и долговременная эксплуатация автотракторных двигателей внутреннего сгорания невозможна без использования качественных моторных масел. Показатели качества масел, регламентированные соответствующей нормативно-технической документацией, меняются при хранении в процессе эксплуатации, а также зависят от конструкции двигателя и режимов его работы.

В результате циклического нагревания и охлаждения моторного масла в его состав всегда попадает вода, конденсируясь из паров воздуха. В свою очередь молекулы воды диссоциируют на ионы водорода (Н+) и гидроксида (ОН—) - объекты сугубо электрохимические. И поэтому моторное масло, находящееся в эксплуатации, можно условно считать водным раствором и рассматривать узлы трения двигателя как электрохимическую ячейку [1].

Важно отметить, что обводнение масла в трибоси-стеме происходит не только из-за попадания воды в систему из окружающей среды, но и из-за разложения углеводородов масла в процессе их эксплуатации. Наличие воды в масле ухудшает его смазочные свой-

ства, способствует в присутствии металлов-катализаторов более быстрому окислению масла и ускоряет коррозию деталей. Вода в масле или в топливе - одна из основных причин водородного изнашивания деталей, которое уменьшает предельный коэффициент трения покоя. Вся совокупность этих факторов подтверждает гипотезу о том, что в трибо-системе, включающей металлы и воду, имеет место динамическое образование продуктов диссоциации воды и образование водорода и кислорода по схеме

2Н+ + 2ОН- о 2Н2 + О2.

2Н2О

Таким образом, изменение значения физико-химического показателя по сравнению с исходным может быть вызвано как обычным ходом процесса старения масла при исправном состоянии двигателя, так и развитием в нем неисправностей [2].

Как было указано выше, в процессе эксплуатации моторных масел с ними происходят различного рода изменения, что ухудшает свойства масел и изменяет их диэлектрические свойства [3].

В связи с этим нами было проведено исследование изменения диэлектрической проницаемости масел (е) в зависимости от пробега автомобиля (L).

Установка состояла из винипластовой ванны, заполненной исследуемым моторным маслом, в которую помещали плоский конденсатор с площадью пластин S = 6,0-10-3м2 Зазор между пластинами устанавливался d =2 мм. Электрическую емкость конденсатора С измеряли прибором M890F (класс точности 0,5).

Диэлектрическую проницаемость е вычисляли по

формуле е =———, где е0 = 8,85-10-12 Ф-м-1 - элек-4пее0S

трическая постоянная, е - диэлектрическая проницаемость масла.

В качестве образцов исследуемых масел применяли: Ravenol (минеральное) SAE15W40; Ravenol (полусинтетика) SAE15W40; Mobil (синтетическое) SAE15W40.

Эксплуатацию масел осуществляли в типовых автомобилях семейства ВАЗ.

Результаты изменений е с доверительной вероятностью Р = 0,95 представлены на рис. 1. е

U, кВ

1

60 50 40 30 20 10

2000 4000 6000 8000 10000 L, км

2,60 --

2,45 --

2,30

0 2000 4000 6000 8000 10000 Ь, км

Рис. 1. Зависимость диэлектрической проницаемости масла от пробега автомобиля: 1 - минеральное масло, 2 - синтетическое масло, 3 - полусинтетическое масло

Как видно из полученных результатов, диэлектрическая проницаемость е практически линейно возрастает с увеличением пробега Ь автомобиля. Скорость старения масла может быть оценена по тангенсу угла наклона графика зависимости е от Ь. Полученные результаты показывают, что у синтетического масла этот показатель меньше, чем у минерального.

После выяснения характера изменения диэлектрической проницаемости масла от пробега автомобиля нами были проведены исследования масла Б880 8ЛБ 10W40 на пробой с помощью аппарата промышленного образца типа АИМ-80, предназначенного для испытания изоляционного масла (трансформаторного) на электрическую прочность повышенным напряжением переменного тока частотой 50 Гц. Графическая зависимость напряжения пробоя и от пробега автомобиля приведена на рис. 2. Характер зависимости (спадаю-ще-линейный) не противоречит общим закономерностям предыдущей серии опытов и, следовательно, подтверждает предположение об изменении диэлектрической проницаемости масла. Этот параметр может быть измерен в реальном времени, а устройство (конденсатор и измерительный прибор) по его оценке может легко быть вмонтировано в эксплуатируемый двигатель автомобиля.

Рис. 2. Зависимость напряжения пробоя масла от пробега автомобиля

По проведенным исследованиям можно сделать вывод о том, что определять непригодность моторного масла рациональнее не по количеству пройденного автомобилем пути, а по его диэлектрическим свойствам.

Выяснив характер изменения диэлектрической проницаемости и напряжения пробоя от пробега автомобиля для большой серии опытов, достаточно проводить исследование свойств масла для крайних точек пробега, рекомендуемых заводом-изготовителем, т.е. для нового масла и масла, прошедшего пробег до его замены (как правило, 10000 км). Результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать более рациональный и точный, чем пройденный машиной путь Ь, способ измерения диэлектрической проницаемости, или напряжения пробоя.

Для достоверности выбранных методов оценки моторного масла нами были проведены еще дополнительные исследования масла Е880 8ЛЕ 10 Ш40 другими экспериментальными методами в Научно-исследовательском институте факультета органической химии Ростовского государственного универси-

Состояние масла Коэффициент вязкости, г/см2 Температура вспышки, °С Диаметр пятна износа, мм

Новое 8,20 238 0,81

Отработанное 12,62 252 1,05

Полученные данные коррелируют с результатами предыдущих серий опытов и подтверждают возможность оперативной оценки качества масла по его диэлектрическим свойствам.

В заключение укажем, что изменение диэлектрической проницаемости в первые две тысячи километров пробега автомобиля отличается большой невоспроизводимостью. Поэтому результаты детального исследования этого начального интервала пробега (0...3000 км) требуют более тщательного исследования и анализа.

Литература

1. Кукоз В. Ф. Вопросы теории и практики трибоэлектрохи-мии / Редакция «Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки». Новочеркасск, 2004.

2. Корнеев С.В. Критерии работоспособности моторных масел // Строительно-дорожные машины. 2004. № 4. С. 28-29.

3. Гармаш С.Н., Решенкин А.С. Новый принцип контроля состояния автомобильных масел в процессе эксплуатации // Автомобильная промышленность. 2005. № 9. С. 30-32.

Южно-Российский государственный технический университет

10 ноября 2006 г.

0