Исследования моторного масла МТ-16п при хранении бронетехники

ТРАНСПОРТ

УДК 621.892

ИССЛЕДОВАНИЯ МОТОРНОГО МАСЛА МТ-16П ПРИ ХРАНЕНИИ БРОНЕТЕХНИКИ

Б.И. Ковальский, В.Г. Шрам, М.М. Рунда

Приведены результаты исследования минеральных моторных масел при длительном хранении техники, предложен критерий оценки изменения противоизносных свойств при хранении техники.

Ключевые слова: оптические свойства, кинематическая вязкость, концентрация растворимых и нерастворимых продуктов старения, противоизносные свойства, критерий противоизносных свойств.

Разработка новых методов контроля и мероприятий по увеличению срока хранения моторных масел в двигателях внутреннего сгорания при длительном хранении бронетехники является актуальной проблемой, направленной на снижение затрат и повышение эффективности использования масел.

При хранении техники в связи с изменением климатических условий масла загрязняются. По химическому составу загрязнения подразделяют на неорганические, куда входят минеральные вещества, вода и воздух, и органические, имеющие углеводородные и микробиологические происхождения.

Исследованию подвергался парк машин из 25 ед. Распределение машин по пробегу представлено на рис. 1, из которого видно, что машины с пробегом 1500 км составляют 15 ед. (60 %).

Пробы моторного масла после хранения техники в течение различного периода времени подвергались фотометрированию, затем центрифугированию и повторному фотометрированию при толщине фотометрируе-мого слоя 2 мм. Частота вращения ротора центрифуги 8000 об/мин. Сте-

пень загрязнения моторных масел определялась по коэффициенту поглощения светового потока

= 300-Я ,

300

где П - показатель фотометра при прямом фотометрировании масел, мкА; 300 - показания фотометра при отсутствии масла в кювете, мкА.

Рис. 1. Распределение парка машин по пробегу

Распределение степени загрязнения моторного масла МТ-16П общими продуктами старения в двигателях при хранении техники представлена на рис. 2, а. Данные показывают, что из парка машин в 25 ед. у 18 ед. техники масла находятся в пределах значений коэффициента Кгю от 0,8 до 1,0. После центрифугирования масел и повторного фотометрирования установлено, что растворимые продукты старения моторного масла по значению коэффициента поглощения светового потока Кпр для большинства

ед. техники (19 ед.) находится в пределах до 0,4 ед. (рис. 2, б).

Разность между коэффициентами поглощения светового потока до и после центрифугирования определяет концентрацию нерастворимых продуктов старения

К = К - К .

пн по пр

Установлено (рис. 2, в), что у большинства двигателей (15 ед.) концентрация нерастворимых продуктов старения находится в пределах значений коэффициента Кпн (до 0,4 ед.).

Распределение кинематической вязкости по парку машин представлено на рис. 3. Установлено, что у большинства машин (10 ед.) вязкость составляет 14 сСт, а нормативная вязкость - 16 сСт (всего 7 двигателей). Превышение и занижение вязкости нормативного значения установлено в 4 ед. техники.

Испытание минеральных масел МТ-16п на противоизносные свойства проводились на трехшариковой машине трения со схемой трения “шар-цилиндр”. В качестве образца принят шар диаметром 8 мм. Парамет-

ры трения составляли: нагрузка 13 Н, скорость скольжения 0,68 м/с, температура масла в объеме 80 °С, время испытания 2 часа. Особенностью машины трения является взаимодействие трех шаров с обоймой подшипника по индивидуальным дорожкам трения.

Рис. 2. Распределение парка машин по концентрации общих (а), растворимых (б) и нерастворимых (в) продуктов старения моторного масла МТ-16п

Результаты испытания моторных масел представлены на рис. 4. Противоизносные свойства масел оценивались по среднеарифметическому значению диаметров пятен износа на трех шарах, измеряемых на микроскопе “Альтами”. Наилучшими противоизносным свойствами характеризуются масла в 17 ед. техники (рис. 4) с диаметром пятна износа меньше 0,3 мм. У 7 ед. техники противоизносные свойства находятся в пределах от

0,3 до 0,4 мм и одной машины противоизносные свойства составили меньше 0,5 мм.

і___і___і__і_ М, сСт

12 16 20 24

Рис. 3. Плотность распределения кинематической вязкости моторного масла МТ-16п по парку машин

Таким образом, при хранении техники изменяются концентрации общих, растворимых и нерастворимых продуктов старения, вязкость и

противоизносные свойства. Влияние концентрации общих и нерастворимых продуктов старения на противоизносные свойства моторных масел исследовано зависимостями диаметра пятна износа от концентрации этих продуктов (рис. 5) показано, что концентрация общих (рис 5, а) и нерастворимых (рис. 5, б) продуктов старения оказывает влияние на противоизносные свойства моторных масел. Сохраняется общая параболическая зависимость изменения противоизносных свойств П моторных масел, характеризующих концентрацию продуктов старения на фрикционном контакте и определяемую выражением

П = К„/И,

где Кп (Кпн, Кпр) - коэффициенты поглощения светового потока, зависящие от концентрации общих (Кп), растворимых (Кпр) и нерастворимых (Кпн) продуктов старения; И - диаметр пятна износа, мм.

Рис. 4. Распределение противоизносных свойств проб масел от диаметра пятна износа при испытании минеральных моторных масел МТ-16п

Рис. 5. Зависимость диаметра пятна износа от концентрации общих (а) и нерастворимых (б) продуктов старения при испытании минерального моторного масла МТ-16п

Из представленных данных (рис. 6) наиболее четкая линейная зависимость критерия П противоизносных свойств моторных масел наблюдается от концентрации растворимых и нерастворимых продуктов.

Практическое применение критерия П позволяет прогнозировать изменение противоизносных свойств при длительном хранении техники

И = КПр /П

На основании проведенных исследований показано, что при длительном хранении техники в соответствии с требованиями по хранению в результате климатических воздействий изменяются оптические свойства моторных масел, состав и концентрация продуктов старения, вязкость и противоизносные свойства масла.

п

0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 0.1 0.3 0.5 0.7

Рис. 6. Зависимость противоизносных свойств минерального моторного масла МТ-16п от концентрации общих (а), растворимых (б) и нерастворимых (в) продуктов старения старения

Предлагаемый критерий противоизносных свойств моторных масел позволяет прогнозировать изменение противоизносных свойств в зависимости от изменения концентрации растворимых или нерастворимых продуктов старения, для этого необходимо с применением предлагаемой методики исследования построить графическую зависимость данного критерия от концентрации продуктов старения, которую применять как эталонную. Затем после некоторого времени хранения техники достаточно отобрать пробу масла МТ-16п в объеме 50 мл отцентрифугировать, определить концентрацию растворимых или нерастворимых примесей и по зависимости П = / (Кпр) определить значение критерия П, по которому оценить противоизносные свойства анализируемого масла.

224

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. На основании проведенных исследований показано, что применение таких измерительных средств, как фотометр, малообъемный визко-зиметр и центрифуга, позволяет осуществлять текущий контроль состояния моторных масел при длительном хранении техники, определить концентрации общих, растворимых и нерастворимых продуктов старения и изменение вязкости.

2. Применение критерия П противоизносных свойств позволяет оценить изменение противоизносных свойств моторных масел при длительном хранении техники и корректировать сроки хранения, что повышает эффективность использования масел.

3. Применение измерительных средств контроля для парка машин, находящихся в длительном хранении, позволяет получить объективную информацию о качестве моторных масел и принять правильное и своевременное решение по их замене.

Ковальский Болеслав Иванович, д-р техн. наук, проф., Labsm@,mail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет, Институт нефти и газа,

Шрам Вячеслав Геннадьевич, старший преподаватель, Shram 18rus@mail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет, Институт нефти и газа,

Рунда Михаил Михайлович, соискатель, Labsm@,mail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет, Институт нефти и газа

RESEARCH ENGINE OIL MT-16P ARMORED VEHICLES STORAGE B.I. Kowalski, V.G. Shram, M.M. Runda

The results of the study of mineral engine oils during storage technology, a criterion for evaluation of anti-wear properties of the changes in storage technology are given.

Key words: optical properties, kinematic viscosity, the concentration of soluble and insoluble aging products, anti-wear properties, criterion anti-wear properties.

Kowalski Boleslav Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, Labsm@mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas,

Shram Vyacheslav Gennadevich, Senior Teacher, Shram 18rus@mail.ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas,

Runda Michail Michailovich, postgraduate, Labsm@mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas