авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 |

УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИМЕНЕНИЕМ РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ

-- [ Страница 2 ] --

Анализ научно-технической информации показал, что основой металлоплакирующих присадок может служить композиция, содержащая (%-масс.): олеат меди 3…5, глицерат меди 1…3, глицерин 5…10, олеиновая кислота – остальное до 100%. Недостатком композиции является низкая её эффективность в образовании металлоплакирующих плёнок, что создаёт трудности по плакированию металлами соединений, трущихся с малыми давлениями, а также недостаточные противозадирные свойства при работе в паре с алюминиевыми антифрикционными сплавами.

Исходя из этого, в работе был проведён комплекс изысканий, направленных на модификацию композиции и созданию новой присадки: введение дополнительных компонентов, оптимизацию химического состава, химический анализ свойств новой композиции.

В рамках диссертационных исследований разработана и запатентована новая металлоплакирующая присадка, представляющая собой смесь полностью маслорастворимых нанокомпонентов в масляной углеводородной основе. В состав присадки входят обезвоженные олеаты, оксалаты, глицераты пластичных металлов (медь, алюминий), полностью нейтрализованные олеиновая, стеариновая и другие жирные кислоты (таблица 1).

Таблица 1 - Состав металлоплакирующей присадки (положительное решение о выдаче патента от 13.07.11 г. по заявке на изобретение №2010129498)

Компонент Концентрация, % масс. Компонент Концентрация, % масс.
олеат меди 3…5 глицерин 5…10
глицерат меди 1…3 оксалиновая кислота 5…10
олеат алюминия 3…5 олеиновая кислота остальное, до 100%
оксалат алюминия 5…10

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований» отражены планирование и порядок проведения работ, и описаны методики проведения экспериментов.

В работе применён комплексный метод исследований, включающий химические опыты по приготовлению и оптимизации состава присадок, физико-химический анализ их состава и свойств, триботехнические, стендовые и эксплуатационные испытания эффективности присадок и РВП.

Химические исследования и работы проведены на кафедре органической химии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Они включали в себя приготовление присадки, введение в неё новых компонентов, оптимизацию химического состава, анализ свойств новой композиции. Работы выполнены традиционными методами, принятыми в химической практике, с использованием стандартных химических приборов, оборудования и посуды.

Физико-химический анализ проб присадок, РВП и моторных масел, модифицированных ими, осуществлен методом атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС). Применялся спектрометр «Квант-2А» в комплекте со спектральными лампами с полым катодом ЛТ-6М, производства ООО «Кортэк» (Россия). При анализе выбирались типы ламп, селективные к пластичным металлам, входящим в состав присадок. Испытания проводились на базе почвенно-экологической лаборатории РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева.



В части обращения со спектрометром, выбора ламп методика является модификацией стандартного анализа нефтепродуктов. В части подготовки пробы к анализу – полностью новым методом, разработанным автором.

На основании измерений и наблюдений, сделанных в химической лаборатории, анализа присадок методом ААС и триботехнических испытаний проведена оптимизация состава разработанной присадки. Оптимизация основывалась на установлении эмпирической зависимости «состав присадки - эффективность действия». Зависимость приведена в разделе «Результаты экспериментальных испытаний». Для улучшения эффекта действия в состав присадки последовательно вводили олеат алюминия, оксалат алюминия, оксалиновую кислоту. Для лучшего диспергирования введённых компонентов использовалась ванна ультразвуковая «Серьга» (ТУ 3.836.008).

Триботехнические испытания проводились с использованием измерительного комплекса, включающего машину трения Timken с системой регистрации температуры в зоне трения и мощности электрической энергии, расходуемой на трение.

 Машина трения «Timken», снабжённая-4

Рисунок 1. Машина трения «Timken», снабжённая системой регистрации данных

температуры в зоне трения и потребляемой электрической мощности

Испытания проводились в режиме приработки в трибосопряжении «ролик – диск» (ролик и диск – сталь 45 по ГОСТ 1050-90). Режимы лабораторных триботехнических испытаний определялись опытным путем. Определение давления прижима образца к ролику проводили по критерию отсутствия возникновения задира ( ) при относительной скорости скольжения v = 1,83 м/с, обусловленной конструкцией машины трения. Время испытаний (с) определяли по стабилизации коэффициента трения температуре в зоне трения Т (°С) и интенсивности изнашивания пальчиковых образцов I (г) при трении в моторном масле М-8-В2. Испытания проведены при удельной нагрузке pа = 5 МПа, относительной скорости скольжения v= 1,83 м/с в течение = 3600 с в трёхкратной повторности. Путь трения в каждой повторности составлял 6597,3 м.

Износ образцов определялся весовым методом, а также оценивался визуально с помощью оптического цифрового микроскопа «Prima Expert» (ОАО «ЛОМО») с системой компьютерной регистрации изображений. Образцы взвешивались на аналитических весах «СЕ 224-С» (ЗАО «САРТОГОСМ») с точностью до 0,0001 г.

Система регистрации данных температуры в зоне трения включала в себя термометр-регистратор Testo-177 в комплекте с ПО ComSoft 4 (пр-ва Testo AG, Германия). Система регистрации электрической мощности, расходуемой на трение, - ваттметр «Ц301» (пр-ва ОАО «Краснодарский ЗИП», Россия).

В рамках сравнительных триботехнических испытаний исследованы РВП, указанные в таблице 2. Препараты вводились в моторное масло в количествах, рекомендованных производителями. Модифицировали минеральное моторное масло М-8-В2, производства ЗАО «Синтек» (ГОСТ 8581-78).

Таблица 2 - Исследуемые ремонтно-восстановительные препараты

База
сравнения
Испытуемые смазочные материалы, модифицированные присадками и РВП (содержание присадки или РВП в базовом масле, об.-%)*
Минеральное
моторное масло М-8-В2
MedAl Return Metal Fenom Renоm Engine Old Chap
0,5 0,5 5,0 5,0 6,0

* - согласно рекомендаций фирм производителей

Для проверки результатов испытаний в «Наноцентре» ГНУ ГОСНИТИ проведены дополнительные триботехнические испытания РВП «MedAl» с использованием трибометра «TRB-S-DE» (Германия). Условия испытаний (скорость скольжения, путь трения) были сходными с условиями при испытаниях на машине трения Timken в РГАУ-МСХА и составляли 1,80 м/с и 6600 м, соответственно. РВП «MedAl» и не модифицированное моторное масло испытаны в условиях трибосопряжения «диск (сталь 30) – шарик (сталь Inox 440)» под нагрузкой 25 Н. Регистрировались: износ диска, износ шарика-индентора, коэффициент трения, температура смазочного материала в масляной ванне (всего объёма).

Стендовые испытания проведены в ГНУ «ВИМ» Россельхозакадемии с использованием дизельного двигателя Д-242, установленного на тормозном стенде GPFb 17h. Стенд был дооснащен аппаратурой для регистрации температуры выхлопных газов. Испытания проведены в соответствии с ГОСТ 18509-88 «Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний» в два этапа. Первый этап – испытания с использованием моторного масла М-8-В2. Второй этап - с использованием масла М-8-В2, модифицированного РВП «MedAl», добавленного в количестве 0,5 % об. Каждый этап испытаний проводился в трёхкратной повторности. Длительность каждого цикла испытаний – 10 часов.

Работу ДВС оценивали по следующим измеряемым параметрам: значению развиваемого крутящего момента, часовому расходу топлива, изменению температуры выхлопных газов. Исходя из этих параметров, по формулам 1 и 2, соответственно, рассчитывали эффективную мощность двигателя и удельный расход топлива.

jpg"> (1)
(2)
где: Ne – эффективная мощность (кВт); Мк – крутящий момент (Нм); n – обороты двигателя (мин-1); Gт – часовой расход топлива, (кг/ч); ge – удельный расход топлива (г/кВтч).

Перед началом и после окончания испытаний измеряли компрессию в цилиндрах и проводили внешний осмотр двигателя. При визуальном осмотре оценивалось состояние уплотнений двигателя. Особое внимание обращалось на наличие/отсутствие подтёков смазочных материалов из двигателя.

Эксплуатационные испытания проведены для изучения влияния РВП «МedAl» на характеристики ДВС в условиях реальной эксплуатации техники. Испытания проводились на базе «Машинно-тракторной станции» РГАУ-МСХА с «20» апреля 2009 года по «26» апреля 2011 года с использованием автомобилей, задействованных на транспортных перевозках в пределах Москвы и Московской области, и тракторов занятых на полевых и коммунальных (уборка территории) работах в РГАУ-МСХА. Перечень транспортных средств приведён в таблице 3.

Перед испытаниями все автомобили и тракторы прошли техническое обслуживание (ТО) в соответствии с предписаниями, изложенными в сервисных книжках, или технических и сервисных рекомендациях, разработанных производителями.

Эксплуатационные испытания проводились в два этапа. На первом этапе (контрольном), при ТО в картер каждого из двигателей было залито минеральное масло с характеристиками, рекомендованными производителем автомобилей (тракторов). Для автомобилей 1-4 с бензиновыми двигателями использовалось моторное масло М-5з/14-Г1 (SAE 15W-40, API SE). Для автомобиля 5 и тракторов 6-7 с дизельным двигателем - масло М-5з/14-Г2 (SAE 15W-40, API CC). Каждый автомобиль (трактор) в течение первых 12 месяцев испытаний эксплуатировался с использованием указанного масла без РВП. По истечении контрольной эксплуатации производилось ТО с заменой моторного масла.

На втором этапе (опытный вариант) использовались те же моторные масла, что и при контрольной эксплуатации, с добавлением РВП «МedAl» в количестве 0,5 масс.%. Автомобили (тракторы) эксплуатировались на смазочных материалах, модифицированных РВП «MedAl» в течение 12 месяцев. Условия эксплуатации автомобилей, суммарные пробеги на контрольном и опытном этапах эксплуатации были приблизительно одинаковыми.

В процессе испытаний контролировались следующие параметры: содержание продуктов износа в пробах масла из картера двигателя Сд, г/т; падение степени сжатия в цилиндрах двигателя Р, МПа; содержание СО в выхлопных газах. Периодичность отбора проб и замеров – 5000 км пробега для бензиновых двигателей и 100 моточасов для дизелей. Содержание продуктов износа в пробах масла из картера двигателя определялось методом ААС с использованием спектрометра «Квант-2А». Степень сжатия определялась при помощи компрессометра. Содержание СО в выхлопных газах – при помощи анализатора выхлопных газов «Testo-325».

Результаты, полученные по каждому автомобилю и трактору при контрольном этапе эксплуатации и в опытном варианте, сравнивались между собой.

Таблица 3 – Автомобили и тракторы, задействованные в испытаниях

Автомобиль Госномер Год выпуска Модель двигателя Пробег, км
контрольный этап опытный этап
ГАЗ-31105 «Волга» К 447 ТА 97 2004 ЗМЗ-406-20Д 18921 19465
ГАЗ-3302 «Газель» Р 391 ОЕ 99 2000 ЗМЗ-406-30А 7105 6908
ГАЗ-2705 «Газель» (фургон) О 890 МХ 97 2003 ЗМЗ-406-30С 9107 9124
ЗИЛ-450650 О 950 МХ 97 2003 ЗИЛ-508.10 5048 3741
ПАЗ-4320-02 ВА 913 77 2004 Д-245.9 4540 4698
Трактор Госномер Год выпуска Модель двигателя Наработка моточасов
контроль опыт
МТЗ-82 8840 АО 77 2006 Д-243 1200 1150
ВТЗ-2048 6753 АМ 77 2007 Д-130 550 600




Четвертая глава «Результаты экспериментальных исследований» посвящена анализу результатов проведенных испытаний.

Сравнительные триботехнические испытания, проведенные с использованием машины трения Timken, в условиях пары трения «ролик – диск» (сталь 45 – сталь 45) выявили высокую эффективность применения РВП «MedAl» (0,5%) по сравнению с не модифицированным маслом М–8-В2. Износ ролика при добавлении 0,5% РВП «MedAl»снизился в 5,5 раза и составил 0,4 мг, против 2,2 мг при использовании масла без РВП (рисунок 2).

По сравнению с другими испытанными РВП, применение препарата «МеdAl» обеспечило значительное снижение износа образцов. В условиях проведения испытаний, износ ролика машины трения при применении «МеdAl» оказался в 3,38 раза меньше, чем при использовании металлоплакирующего РВП «Return Metal», на 88% меньше, чем с синтетическим кондиционером металла Fenom, на 25 % -
Рисунок 2. Износ образцов (продолжительность испытаний 3600 с.)

по сравнению с металлоплакирующей органической присадкой Renom Engine и на 22,5% - по сравнению с рекондиционером металла Old Chap. Абсолютные значения величин износа ролика приведены на рисунке 2.

Температура в зоне трения при применении «МеdAl» снизилась на 20% по сравнению с базовым маслом (рисунок 3). Электрическая мощность, потребляемая машиной трения снизилась на 10% (рисунок 4).

 Температура в зоне трения -8

Рисунок 3. Температура в зоне трения Рисунок 4. Электрическая энергия,
потребляемая машиной трения

Использование препарата «МеdAl» в рассматриваемом соединении обеспечивает по сравнению с другими РВП снижение температуры в зоне трения на 10…20 % (рисунок 3) и мощности, потребляемой машиной трения на 6,67 - 17, 65 % (рисунок 4).

Объяснением подобных свойств препарата «MedAl» является образование сервовитной пленки на участках фактического контакта трущихся пар.

Это подтверждается результатами физико-химических исследований, в ходе которых установлено, что металлоплакирующий препарат «MedAl» способен частично восстанавливать износы и микродефекты трущихся поверхностей посредством образования на них медных и алюминиевых защитных сервовитных пленок.

Наиболее типичные фотографии зон трения, полученные с помощью оптического цифрового микроскопа представлены на рисунках 5 и 6.

Рисунок 5. Износ образца после испытаний на базовом масле М–8-В2. (масштаб 1:50) Рисунок 6. Износ образца после
испытаний на масле М–8-В2, модифицированном 0,5% РВП «MedAl» (масштаб 1:50)

Результаты триботехнических испытаний, проведённых в ГНУ ГОСНИТИ с использованием трибометра «TRB-S-DE», сходны с результатами, полученными на машине Timken в РГАУ-МСХА. Отмечено снижение среднего износа диска трибометра в варианте с РВП «MedAl» по сравнению с контролем – не модифицированным моторным маслом М–8-В2 в 5,1 раза; твердосплавного шарика-индентора – на 20%. Достоверное снижение коэффициента трения в варианте с «MedAl» - 10%. Зафиксированные абсолютные значения указанных параметров представлены в таблице 4. В варианте с «MedAl», отмечено также достоверное снижение температуры масла в емкости трибометра, на 0,3оС по сравнению с контролем.

Таблица 4 – Результаты испытаний РВП «МedAl» на трибометре «TRB-S-DE»

Показатель Масло моторное М-8-В2 Масло + РВП «MedAl» 0,5% Изменение показателя
Средний износ диска, мкм 387 76 снижение в 5,1 раза
Средний износ шарика, мкм 0,25 0,20 снижение на 20%
Коэффициент трения 0,11 0,10 снижение на 10%


Pages:     | 1 || 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.