автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Метод контроля влияния температуры и механической нагрузки на триботехнические свойства моторных масел

На правах рукописи

Шрам Вячеслав Геннадьевич

МЕТОД КОНТРОЛЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ТРИБОТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ

Специальность:

05.11.13 -Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

03

Томск-2014

005546785

005546785

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» и Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехническим университет»

Научный руководитель: Безбородое Юрий Николаевич

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Денисов Валерий Николаевич

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО Национальный минерально-сырьевой университет Торный", профессор кафедры приборостроения

Глухов Владимир Иванович

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО "Омский государственный технический университет", заведующий кафедрой метрологии и приборостроения

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Российский государственный

университет нефти и газа

им. И. М. Губкина» (РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина) г. Москва

Защита состоится « 3» июня 2014г. в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 212.269.09 при ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» по адресу: 634028, г. Томск, ул. Савиных, 7, ауд. 215, e-mail: tvm@tpu.ru.

С диссертационной работой можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехническии университет» по адресу: 634034, г. Томск, ул. Белинского, 55 и на сайге: dis.tpu.ru.

Автореферат разослан «3£» —£1—2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета / /, Васевдина Е. А.

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Работоспособность смазываемых деталей не может быть обеспечена в отрыве от рассмотрения условий смазки, ибо она зависит от поведения всей триады «метапл-смазочный материал-металл». Смазочный материал должен рассматриваться как конструкционный материал, применение которого не может и не должно носить случайного характера. Выбор смазочного материала должен производиться конструктором столь же продуманно, как и выбор материала, термообработки, микрогеометрии и т.д. Определение критических температур важно для предварительного выбора смазочного материала при проектировании и эксплуатации соответствующего узла трения. Приближенным расчетом можно оценить возможную температуру в контакте сопряжения при наиболее тяжелых условиях его работы и подобрать смазочный материал с несколько большей критической температурой. В этой связи, разработка метода контроля интенсивности процессов температурной деструкции масел и влияние их продуктов и нагрузки на противоизносные свойства является актуальной задачей, решение которой позволит создать банк данных для современных масел, и обеспечит обоснованный их выбор на стадии проектирования техники.

Степень разработанности темы. Температурная стойкость как эксплуатационный показатель, характеризует температурную область работоспособности смазочных материалов и определяется непосредственно при граничном трении скольжении или в объеме по лаконагарообразованию. В этой области известны работы P.M. Матвеевского, И.А. Буяновского, Н.К. Мышкина, и др. Температурная стойкость смазочных масел при трении определяется по критическим температурам (ГОСТ 23.221-84), нагрузкам схватывания и обобщенным показателем износа. Все показатели определяются по величине износа или коэффициенту трения. При этом учитываются изменения свойств масел в результате температурной, механической и химической деструкций, протекающих на поверхностях трения в контакте.

Задачи исследования в диссертационной работе предусматривают предварительное термостатирование масел, в результате чего в объеме масла протекает процесс температурной деструкции базовой основы и легирующих присадок. Влияние температуры на процесс деструкции оценивалось оптическим методом по коэффициенту поглощения светового потока, вязкости, испаряемости, а продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства - по величине износа.

Объекты исследования: моторные масла различных базовых основ.

Предмет исследования: процессы температурной деструкции моторных масел и влияние продуктов этих процессов и нагрузки на противоизносные свойства.

Цель диссертационной работы: разработать метод контроля процессов температурной деструкции моторных масел различных базовых основ и влияния их продуктов и нагрузки на противоизносные свойства.

Задачи исследования:

1. Разработать комплексный метод контроля процессов температурной деструкции моторных масел различных базовых основ и влияния их продуктов и нагрузки на противоизносные свойства.

2. Исследовать влияние температуры в диапазоне от 140 до 300 °С на интенсивность процессов деструкции моторных масел различной базовой основы и обосновать критерий оценки.

3. Исследовать влияние концентрации продуктов температурной деструкции и нагрузки на изнашивание и обосновать критерий оценки.

4. Разработать практические рекомендации по выбору смазочных масел в зависимости от степени нагруженности и температурного режима работы.

Научная новизна работы:

1. Разработан комплексный метод контроля процессов температурной деструкции моторных масел различной базовой основы, включающий оценку влияния температуры на процессы деструкции масел и их продуктов на противоизносные свойства, определяемого изменением оптических свойств, вязкости, испаряемости и смазывающей способности при увеличении нагрузки.

2. Получены функциональные зависимости и регрессионные уравнения процессов температурной деструкции моторных масел, позволяющие установить: температурные области образования двух видов продуктов деструкции, различающиеся оптическими свойствами и энергоемкостью их образования; явление перераспределения избыточной тепловой энергии на образование продуктов деструкции и испарение; критерий температурной стойкости, определяемый суммой коэффициентов поглощения светового потока и испаряемости, позволяющий сравнивать смазочные масла по стойкости к температурным воздействиям.

3. Получены функциональные зависимости и регрессионные уравнения изменения противоизносных свойств термостатированных моторных масел от концентрации продуктов температурной деструкции и нагрузки, что позволило установить: три характерных температурных области, независимо от базовой основы, различающиеся величиной износа и температурным диапазоном их формирования; температурный диапазон действия продуктов деструкции присадок, обеспечивающих предотвращение схватывания; критерий противоизносных свойств смазочных масел, определяемый отношением коэффициента поглощения светового потока к параметру износа, характеризующий условную концентрацию продуктов температурной деструкции на номинальной площади фрикционного контакта, поз-

воляющнй сравнивать различные смазочные масла по противоизносным свойствам.

4. Разработаны практические рекомендации, включающие технологии определения: температурной стойкости и совместного влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства термостатированных масел; предложения по совершенствованию классификации моторных масел, позволяющие создать банк данных (справочник) по смазочным маслам с новыми показателями и обоснованно осуществлять их выбор при проектировании техники в зависимости от степени нагруженно-сти и температурного режима работы.

Практическая значимость. На базе теоретических и экспериментальных исследований разработаны практические рекомендации по технологиям определения: температурной стойкости смазочных масел, влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства, предложения по совершенствованию классификации моторных масел, позволяющие создать банк данных (справочник) по смазочным маслам с новыми показателями и обоснованно осуществлять их выбор.

Методы исследования: решение поставленных задач осуществлялось с применением теоретического анализа механизма температурной деструкции смазочных масел, теории трения, износа и смазки, оптики и теплотехники. При выполнении работы применялись поверенные стандартные и специально разработанные автором приборы, теория планирования.и обработки результатов экспериментальных исследований, методы математической статистики и регрессионного анализа.

На защиту выносятся:

1. Комплексный метод контроля процессов температурной деструкции моторных масел различных базовых основ и влияния их продуктов и нагрузки на противоизносные свойства.

2. Результаты экспериментальных исследований и регрессионного анализа процессов температурной деструкции моторных масел различной базовой основы в диапазоне температур от 140 до 300 °С и критерий температурной стойкости.

3. Результаты исследований влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на изнашивание и критерий противоизносных свойств.

4. Практические рекомендации по выбору смазочных масел в зависимости от степени нагруженности и температурного режима работы.

Достоверность полученных результатов. Достоверность полученных в работе научных положений, выводов и рекомендаций, подтверждается теоретически и экспериментально. Научные положения аргументированы, теоретические результаты работы получены с использованием положений трибологии, оптики, теплотехники, выводы подтверждены проведенными экспериментальными исследованиями, их воспроизводимостью и

результатами математической обработки с использованием сертифицированных программ.

Апробация работы. Основные научные положения и результаты теоретических и экспериментальных исследований представлены, на Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири», посвященной 55-летию Тюменского государственного нефтегазового университета (Тюмень, 2011), Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области технических наук (Санкт-Петербург, 2012), на XIII научно-технической конференции молодежи ОАО «Транссибнефть» (Омск, 2012), на II научно-практической конференции «Перспективы развития и безопасность автотранспортного комплекса» (Новокузнецк, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных трудов, в том числе 7 статей в изданиях рекомендованных ВАК, 1 патент РФ.

Личный вклад автора. Автором лично разработаны методы контроля температурной стойкости и противоизносных свойств моторных масел, проведены исследования и их математическая обработка, оценено влияние продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоиз-носные свойства масел различной базовой основы, обоснованы критерии температурной деструкции и противоизносных свойств, участие в подготовке научных статей и оформлении патента.

Объем работы. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, изложенных на 143 страниц машинописного текста, поясняется 60 рисунками, 9 таблицами. Список литературы включает 112 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, степень разработанности темы, поставлены цель и задачи исследования, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе приведен обзор методов и средств определения температурной стойкости смазочных масел, роль этого показателя в классификации масел и температурной области работоспособности трибосопря-жений, влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на смазывающие свойства масел и формирования граничных слоев.

С этой целью выполнен анализ в области классификации смазочных масел, который показал, что информация предоставляемая производителями нефтепродуктов, разработчикам новой техники и эксплуатационникам недостаточна для принятия обоснованного решения по их выбору для машин и механизмов различной степени нагруженности. Кроме того отсутствуют экспрессивные методы определения предельных температур рабо-

тоспособности масел, недостаточно изучен механизм изменения свойств граничных слоев вследствие температурной деструкции масел на нагрузку схватывания. В этой области известны работы H.A. Буше, И.А. Буяновско-го, P.M. Матвеевского, Л.И. Бершадского, Н.К. Мышкина, Г. Тейлора и др.

Смазочный материал, как элемент трибосистемы, существенно влияет на надежность всей системы, поэтому для него должно быть научно обоснованно предельное состояние. Однако установленный ресурс масел по пробегу и наработке не всегда объективно характеризует их состояние т.к. в этом случае не учитываются индивидуальные условия и режимы эксплуатации техники, ее техническое состояние, система доливов и состояние фильтрующих элементов. Кроме того, практически отсутствуют методы и критерии оценки текущих значений изменения противоизносных свойств и их прогнозирование в период эксплуатации техники из-за многообразия эксплуатационных факторов, влияющих на механизм старения и процессов протекающих в самом смазочном масле. В этой области можно отметить работы И.В. Крагельского, Б.В. Дерягина, Г.И. Шора, В.Е. Венцеля, P.C. Фейна, Б.И. Костецкого, Г.В. Виноградова, И. Одинга и др.

На основании проведенного анализа исследований в области температурной стойкости смазочных масел установлено, что этот показатель эксплуатационных свойств в основном исследовался применительно к граничному трению (ГОСТ 23.221-84), а работ в области изучения процессов, протекающих в объеме смазочного материала при высоких температурах и влияние продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоиз-носные свойства масел и процессы, протекающие на фрикционном контакте изучены недостаточно, поэтому поиск новых методов и обоснование критериев оценки качества смазочных масел является актуальной задачей, решение которой позволит совершенствовать систему классификации моторных масел, создать банк данных (справочник) по смазочным маслам с новыми показателями и обоснованно осуществлять их выбор.

Второй раздел посвящен разработке комплексного метода исследования смазочных масел, включающего испытания на температурную стойкость и противоизносные свойства при изменении нагрузки, позволяющего оценить влияние процессов температурной деструкции на состояние смазочных масел; обоснованию выбора смазочных материалов для исследования и средств контроля с кратким их описанием, проведению и обработке результатов исследований, включающей определение значений среднего арифметического, среднеквадратического отклонений, коэффициента регрессии, коэффициента корреляции, относительные погрешности аппроксимации каждого опыта и среднюю погрешность аппроксимации эксперимента. Схема комплексного метода представлена на рисунке 1.

Особенностью метода является проведение испытаний в три этапа, на первом этапе исследуется температурная стойкость масла в диапазоне температур от 140 до 300 °С, на втором этапе исследуются изменения про-

тивоизносных свойств термостатированных масел в зависимости от нагрузки, на третьем этапе проводится анализ результатов исследования, обоснование критериев температурной стойкости, противоизносных свойств, оценка совместного влияния продуктов деструкции и нагрузки на противоизносные свойства смазочных масел.

Рисунок 1 - Схема комплексного метода контроля триботехнических свойств смазочных масел

Метод определения температурной стойкости заключался в следующем. Пробу масла массой 80±0,1 г в течение 8 часов термостатировали без перемешивания в диапазоне температур от 140 до 300 °С с интервалом в 10 °С. При каждой температуре испытывали новую пробу масла. После каждого испытания, производили взвешивание термостатированной пробы и определяли испаряемость масел, измеряли оптическую плотность и вязкость.

Пробу термостарованного масла испытывали в течение двух часов на трехшариковой машине трения со схемой трения «шар-цилиндр» с параметрами: нагрузка 13, 23 и 33 Н, скорость скольжения 0,68 м/с, температура масла в объеме 80 °С. Противоизносные свойства масел определяли по

среднеарифметическому значению диаметра пятна износа на трех шарах. Результаты экспериментальных исследований обрабатывали методами математической статистики и регрессионного анализа с использованием лицензионных программ ЭВМ «Advanced grapher», «Excel».

Комплексную оценку температурной стойкости смазочных масел проводили по коэффициенту поглощения светового потока, относительной вязкости и испаряемости, а влияние продуктов температурной деструкции и нагрузки по противоизносным свойствам, по которым производили поиск критериев оценки.

Третий раздел содержит результаты экспериментальных исследований термостойкости моторных масел, совместного влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства смазочных масел с использованием разработанного метода и средств измерения.

Исследования, для выявления принципиальных различий в процессах деструкции масел и влияния их продуктов и нагрузки на противоизносные свойства термостатированных масел и процессы формирования граничных слоев на поверхностях трения, проводились на товарных моторных маслах на минеральной основе М-8Г2К, частично синтетической ТНК Супер 5W-40 SL/CF и синтетической ESSO Ultron 5W-40 SL/CF.

Влияние температуры на изменение оптических свойств масел оценивалось коэффициентом поглощения светового потока К„ (рисунок 2). Установлено три характерных температурных области для всех исследуемых масел, различающимися характером изменения коэффициента Кп. Первая температурная область до Ткр1 характеризуется линейным изменением коэффициента К„ и составляет для масел: М-8Г2к - 240 °С; ТНК Супер 5W-40 -210 °С; ESSO Ultron 5 W-40 -220°С и описывается уравнением:

Кп=а(Т-Тн) + Ь, (1)

где а - коэффициент, характеризующий интенсивность процесса деструкции, °С~1; Ъ - коэффициент, характеризующий оптические свойства товарного масла; Т - температура испытания, °С; Т„ - температура начала деструкции, °С.

Температура начала деструкции для масел составила: М-8Ггк и ТНК Супер 5W-40 SL/CF - 160 °С; ESSO Ultron 5W-40 SL/CF - 170 °С. Регрессионные уравнения процессов деструкции в первой температурной области имеют вид для масел:

М-8Г2К Кп = 0,002 • (Г -160) + 0,073 (2)

ТНК Супер 5W-40 SL/CF Кп =0,003-(Т-160) + 0,031 (3),

ESSO Ultron 5W-40 SL/CF Кп = 0,004-(Г-170) + 0,023 (4)

Во второй температурной области от T„pi до Т^г наблюдается резкое увеличение коэффициента Кп, указывающее на образование новых (вторичных) продуктов деструкции с большей оптической плотностью, причем

исходным материалом для их образования являются первичные продукты, образовавшиеся до температуры Ткр1. Изменения коэффициента Кп в этой области характеризуются увеличением его значений, вызванными перераспределением избыточной энергии между первичными и вторичными продуктами деструкции. Критическая температура Т^ составила: для М-8Г2К- 280 °С; ТНК Супер и ЕББО Шгоп 5W-40 ЯЬ/СР - 270 °С.

А'п

Т«р2

0.2 ■

JT, С

140 160 180 200 220 240 260 280 300 •2

j Т,°С

iT,°C

140 160 180 200 220 240 260 280 300 Рисунок 2 — Зависимости коэффициента поглощения светового потока Кп от температуры термостатирования моторных масел: а - М-8Г2к; б - ТНК Супер 5W-40 SL/CF; в - ESSO Ultron 5W-40 SL/CF (1 - толщина фотомет-рируемого слоя 8 мм; 2' и 3' — 2 мм)

Третья температурная область определяется температурой больше Т|ф2 и характеризуется стабилизацией коэффициента К„, причем для масел 2 и 3 (кривые 2' и 3') толщина фотометрируемого слоя составляла 2 мм.

Изменение вязкости при термостатировании масел оценивалось коэффициентом относительной вязкости (рисунок 3), определяемым отношением вязкости термостатированного масла к вязкости товарного. Вязкость минерального масла (кривая 1) увеличивается во всем температурном интервале испытания и при Т^ достигает предельно-допустимого увеличения 40%. Для частично синтетического масла (кривая 2) вязкость сначала увеличивается на 5% до температуры Ткрь а при температуре больше Т,ф1 вязкость начинает падать и при температуре 300 °С она уменьшается на 20% по отношению к товарному маслу. Вязкость синтетического масла (кривая 3) уменьшается во всем температурном диапазоне, и при температуре 300 °С она уменьшается на 20%.

Рисунок 3 - Зависимость коэффициента относительной вязкости от температуры термостатирования моторных масел: 1 - М-8Г2к; 2 - ТНК Супер 5\\М0 БЬ/СР; 3 - ЕБЗО иИгоп 5W-40 ЯЬ/СР

Испаряемость масел при термостатирозании (рисунок 4) резко увеличивается при температуре выше Т,^, поэтому температура Т.,,1 является

140 160 180 200 220 240 260 280 300

Рисунок 4 - Зависимости испаряемости G от температуры термостатирования моторных масел: 1 - М-8ГЖ; 2 - ТНК Супер 5W-40 SL/CF; 3 - ESSO

Ultron 5W-40 SL/CF

Связь между параметрами Кп и G исследована зависимостью Кп = /(G) (рисунок 5). Для минерального и частично синтетического масел (кривые 1 и 2) установлена кусочно-линейная зависимость, имеющая изгиб при температуре больше Ткр2, что вызвано явлением перераспределения избыточной тепловой энергии между продуктами деструкции и испарения, т.е. процессы испарения преобладают над процессами деструкции. В этом случае продукты испарения поглощают большую часть энергии, замедляя процесс деструкции.

Регрессионные уравнения зависимостей Кп = /(G) имеют вид для масел:

М-8Г2К 1-го участка Кп = 0,056-0 + 0,011 (5)

И-го участка !<и =0,017-0 + 0,478 (6)

ТНК Супер 5W-40 Кп = 0,031 ■ G - 0,033 (7)

Коэффициенты корреляции соответственно равны 0,982; 0,999; 0,985. j Кп

wf* Т«1 An

•3

0.6 1 ""

0.2

8 16 24 32 8 16 24

Рисунок 5 — Зависимости коэффициента поглощения светового потока от испаряемости при термостатировании моторных масел: 1 - М-8Гж; 2 -ТНК Супер 5\¥-40 БЬ/СР; 3 - ЕБ80 Шгоп 5 W-40 5Ь/СР

Для синтетического масла (кривая 3) установлена линейная зависимость Кп = /((3) во всем температурном диапазоне, что говорит о незаконченном процессе деструкции масла.

Регрессионное уравнение имеет вид:

=0,031-0-0,046 (8)

Коэффициент корреляции составил 0,995.

На основании полученных результатов исследования температурной стойкости установлено, что сброс избыточной энергии при термостатировании моторных масел различной базовой основы происходит по двум направлениям: изменению оптических свойств и испаряемости, поэтому в качестве оценки процессов деструкции предложен критерий температурной стойкости £тс, определяемый выражением:

Етс=Кп+Ка, (9)

где Ка — коэффициент испаряемости.

Ка=т/М, (10)

где т — масса испарившегося масла, г; М — масса оставшегося масла после термостатирования, г.

Зависимости критерия температурной стойкости от температуры испытания представлены на рисунке 6.

£тс

140 160 180 200 220 240 260 280 300 Рисунок 6 — Зависимости критерия температурной стойкости от температуры термостатирования моторных масел: 1 - М-8Г2к; 2 - ТНК Супер 5W-40 SL/CF; 3 - ESSO Ultron 5W-40 SL/CF

Зависимости износа II от температуры термостатирования представлены на рисунках 7, 8, 9. Данные зависимости характеризуются тремя областями независимо от базовой основы, различающиеся величиной износа и температурным диапазоном, и зависят от нагрузки на пару трения. Первая область определяется температурным диапазоном: для минерального и частично синтетического масла - от 140 до 160 °С; для синтетического - от 140 до 170 °С, где износ у минерального масла постоянный; частично синтетического масла незначительно возрастает; синтетического масла снижается, но его величина определяется нагрузкой.

Зависимости износа от нагрузки в первой температурной области (рисунок 10) имеют линейный характер и описываются регрессионными уравнениями для масел: М-8Г2К

ТНК Супер 5\\М0 БЬ/СР ЕББО икгоп 5\\М0 БЬ/СР где коэффициенты 0,003, 0,002, 0,003 - характеризуют скорость увеличения износа от нагрузки Р, Н.

Коэффициент корреляции 0,981.

(У, =0,003 -Р+0,221 [/, = 0,002 -Р + 0,272 ¡У, = 0,003- Р + 0,245

(П) (12) (13)

УГ'С

0.2

Г,'С

140 160 180 200 220 240 260 280 300

Рисунок 7 - Зависимости износа от температуры термостатирования минерального моторного масла М-8Г2кИ нагрузки: а - 13Н; б - 23Н; в - ЗЗН

Рисунок 8 — Зависимости износа от температуры термостатирования частично синтетического моторного масла ТНК 5\\^-40 8Ь/СР и нагрузки: а — 13Н; б — 23Н; в — ЗЗН

Рисунок 9 - Зависимости износа от температуры термостатирования синтетического моторного масла ЕЭЗО Шгоп 54^-40 ЙЬ/СР и нагрузки: а - 13Н; 6-23Н; в —ЗЗН

0.25 —1—|—1—|—'—'—>P,H 14 21 28 35 Рисунок 10 - Зависимость диаметра пятна износа от нагрузки в области отсутствия образования продуктов деструкции: 1 - М-8ГЖ; 2 - ТНК Супер 5W-40 SL/CF; 3 - ESSO Ultron 5W-40 SL/CF

Вторая область определяется температурным диапазоном, зависящим от нагрузки и составляет для масел: М-8ГЖ - 13Н от 160 до 220 "С, 23Н от 160 до 180 °С, ЗЗН от 160 до 200 °С; ТНК Супер 5W-40 SL/CF - 13Н от 160 до 190 °С, 23, ЗЗН от 160 до 200 °С; ESSO Ultron 5W-40 SL/CF - 13Н от 170 до 240 °С, 23Н от 170 до 180 °С, ЗЗН от 170 до 200 °С, т.е. нагрузка неоднозначно влияет на износ, однако он увеличивается по линейной зависимости

U2=a(T-TH) + U„ (14)

где а - интенсивность увеличения износа от температуры, °СГ - температура испытания, °С; Т„ - температура начала влияния продуктов деструкции на износ, °С; U, - величина износа в первой температурной области, мм.

Регрессионные уравнения зависимости износа от температуры термо-статирования для второй области при различных нагрузках имеют вид для масел: ^

М-8Г2К 13Н иг = 0,008• (Г-160)+0,262; 23Н иг =0,023 (Г-160) + 0,294;

ЗЗН иг = 0,012(Г-160)+0,314 (15)

ТНК Супер 13Н иг =0,007-(Т-160) + 0,293; 23Н (Л, =0,007-(Г-160)+0,322;

ЗЗН U2 =0,011 (Г-160) + 0,342 (16)

ESSO Ultron 13Н U2 =0,004-(Т-170) + 0,241; 23Н иг =0,013-(Г-170)+ 0,283

ЗЗН иг =0,012-(Г-170)+0,306 (17)

Коэффициенты корреляции соответственно равны 0,993; 0,999 и 0,984.

Третья температурная область определяет величину износа, зависящую как от первичных, так и вторичных продуктов деструкции, а также нагрузки, поэтому изменение износа в данной области характеризуется двумя участками и работоспособностью противозадирных присадок, предотвращающих схватывание.

Зависимости диаметра пятна износа от коэффициента Кп, характеризующего концентрацию продуктов деструкции, и нагрузки приведены на

рисунке 11. Показано, что при малых концентрациях продуктов температурной деструкции противоизносные свойства термостатированных моторных масел понижаются. Однако максимальное увеличение износа наступает для всех исследованных масел при значениях коэффициента Ка, полученных при температурах до Т^ (см. рис. 2), т.е. когда образуются первичные продукты температурной деструкции. Нагрузка в этой температурной области (до Тгр]) увеличивает износ. Дальнейшее увеличение концентрации вторичных продуктов деструкции приводит либо к стабилизации износа (нагрузка 13Н), либо его уменьшает при нагрузках 23 и ЗЗН, причем чем больше нагрузка, тем интенсивней уменьшается износ (кривые 2 и 3). Это может объясняться формированием на поверхностях трения модифицированных слоев за счет активации присадок.

Таким образом установлено влияние концентрации продуктов температурной деструкции (первичных и вторичных) и нагрузки на параметр износа, поэтому в качестве критерия противоизносных свойств П термостатированных масел предложено эмпирическое отношение

П =

Ки

и '

(18)

где Кп - коэффициент поглощения светового потока; и- износ, мм.

Ткр1

0.2 0.4 0.6 0.8

0.2 0.4 0.6 0.8

0.2 0.4 0.6 0.8

Рисунок 11 - Зависимости износа от коэффициента поглощения светового потока при термостатировании моторных масел: а - М-8Гж; б - ТНК Супер 5ММ0 БЬ/СР; в - ЕБ80 Шгоп 5\У-40 8Ь/СР; при нагрузках 1 - 13Н; 2 —23Н; 3 —ЗЗН

Данный критерий (рисунок 12) характеризует условную концентрацию продуктов деструкции на номинальной площади фрикционного контакта. Показано, что зависимости критерия противоизносных свойств от коэффициента поглощения светового потока имеют линейный характер, причем чем, выше величина нагрузки, тем ниже противоизносные свойства при одном и том же значении Ки.

Регрессионные уравнения зависимостей противоизносных свойств от коэффициента поглощения светового потока при различных нагрузках имеют вид для масел

М-8ГЖ Р=13Н Я = 1,32КП, Р=23Н Я = 1,22Кп, Р=ЗЗН Я = Ц5КП, (19) ТНК Супер Р= 1ЗН Я = 2,1\Ки, Р=23Н Я = 1,61 Ки, Р=ЗЗН Я = 1,48Кл, (20) ЕБЗО иНгоп Р=13Н Я = 2,14Кп, Р=23Н Я = 1,74Кп, Р=ЗЗН Я = 1,44^, (21)

Коэффициенты при Кп характеризуют скорость изменения критерия противоизносных свойств, по которым построены зависимости скорости изменения противоизносных свойств от нагрузки (рисунок 13). По данным видно, что с увеличением нагрузки противоизносные свойства понижаются, причем чем выше величина скорости, тем быстрее происходит снижение противоизносных свойств с ростом нагрузки.

Рисунок 12 - Зависимости критерия противоизносных свойств от коэффициента поглощения светового потока термостатированых моторных масел: а - М-8ГЖ; б - ТНК Супер 5\V-40 БЬ/СР; в - ЕББО №гоп 5ДУ-40 вЬ/СР; при нагрузках 1 - 13Н; 2 -23Н; 3 -ЗЗН

1.4

.2 '3

1.2

_1_1_I_1_I_|_Л*,Н

15 21 27 33 Рисунок 13 — Зависимости скорости изменения критерия противоиз-носных свойств от нагрузки: 1 - М-8Г2к; 2 - ТНК Супер 5\У-40 8Ь/СР;

3 - ЕБЗО иНгоп 5\У-40 ЗЬ/СР

Четвертый раздел посвящен разработке практических рекомендаций по контролю состояния смазочных масел, включающие технологии определения: температурной стойкости и совместного влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства термостатированных масел; предложения по совершенствованию классификации моторных масел, позволяющие создать банк данных (справочник) по смазочным маслам с новыми показателями для обоснованного их выбора при проектировании техники.

Разработанные рекомендации внедрены на предприятии ФГУП КрОЗ Россельхозакадемии, и в учебный процесс кафедры «Тракторы и автомобили» Института управления инженерными системами Красноярского государственного аграрного университета и кафедры «Топливообеспечение и ГСМ» Института нефти и газа Сибирского федерального университета.

1. Разработанный комплексный метод контроля процессов температурной деструкции масел позволяет по изменению оптической плотности, вязкости, испаряемости и противоизносным свойствам определить: состояние смазочных масел в зависимости от температуры испытания, установить процессы температурной деструкции, заключающейся в последовательном образовании первичных продуктов, переходящих во вторичные, различающиеся оптическими свойствами и температурными областями их образования, и использовать эти параметры как основу для совершенствования системы классификации масел.

Основные выводы и результаты исследования

2. Предложен критерий температурной стойкости смазочных масел, характеризующий энергию поглощенную продуктами температурной деструкции и испарения, позволяющий сравнивать смазочные масла и совершенствовать систему классификации,

3. Установлены три характерных температурных области изменения износа термостатированных масел независимо от базовой основы и нагрузки, различающиеся величиной износа и температурным диапазоном, причем в первой температурной области, где процессы деструкции отсутствуют, параметр износа у минерального масла постоянный; частично синтетического масла незначительно возрастает; синтетического масла снижается и линейно зависит от нагрузки, во второй температурной области износ увеличивается по линейной зависимости и определяется концентрацией первичных продуктов деструкции и нагрузкой, в третьей температурной области износ зависит от суммарной концентрации первичных и вторичных продуктов деструкции и нагрузки и характеризует температурный диапазон действия продуктов деструкции присадок, обеспечивающих предотвращение схватывания.

4. Предложен критерий противоизносных свойств термостатированных масел, характеризующий условную концентрацию продуктов деструкции на номинальной площади фрикционного контакта, зависимость которого от коэффициента поглощения светового потока имеет линейный характер, позволяющий повысить информативность о качестве масел и осуществлять обоснованный выбор смазочных масел.

5. Разработаны практические рекомендации, включающие технологии определения: температурной стойкости и совместного влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства термостатированных масел; предложения по совершенствованию классификации моторных масел, позволяющих создать банк данных (справочник) по смазочным маслам с новыми показателями для обоснованного их выбора при проектировании техники.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Шрам, В.Г. Исследование влияния продуктов температурной деструкции и нагрузи на противоизносные свойства минерального моторного масла М8-Г2К / В.Г. Шрам, Б.И. Ковальский, Ю.Н.Безбородов, H.H. Малышева, И.В. Надейкин // Вестник Кузбасского государственного технического университета. «Вестник КузГТУ». Кузбасс. №5 (86). 2012. С 57-64.

2. Шрам, В.Г. Исследование влияния продуктов температурной деструкции и нагрузи на противоизносные свойства частично синтетического моторного масла ТНК Супер 5W-40 SL/CF / В.Г. Шрам, Б.И. Ковальский, Ю.Н.Безбородов, H.H. Малышева, И.В. Надейкин И Вестник Кузбас-

ского государственного технического университета. «Вестник КузГТУ». Кузбасс. №6 (86). 2012. С 67-74.

3. Шрам, В.Г. Исследование влияния продуктов температурной деструкции и нагрузи на противоизносные свойства синтетического моторного масла Esso Ultron 5W-40 / В.Г. Шрам, Б.И. Ковальский, Ю.Н.Безбородов, А.Н. Сокольников, И.В. Надейкин // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2013. № 1. С. 71-78.

4. Шрам, В.Г. Влияние продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства товарного и отработанного моторного масла М-8Г2к / В.Г. Шрам, Б.И. Ковальский, Ю. Н. Безбородов, А.Н. Сокольников, И. В. Надейкин // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2013. № 2. С. 53-58.

5. Ковальский, Б.И. Исследование термостойкости частично синтетических моторных масел /Б.И.Ковальский, В.Г. Шрам, О.Н. Петров, Ю.Н. Безбородов // Научно-технологический журнал «Технологии нефти и газа». Москва. №3 (86). 2013. С 25-29.

6. Ковальский, Б.И. Исследование влияния продуктов температурной деструкции на противоизносные свойства частично синтетических моторных масел / Б.И .Ковальский, В.Г. Шрам, О.Н. Петров, Ю.Н. Безбородов // Научно-технологический журнал «Технологии нефти и газа». Москва. №4 (87). 2013. С 27-32.

7. Ковальский Б.И. Процессы, протекающие на фрикционном контакте при триботехнических испытаниях работающих моторных масел / Б.И.Ковальский, В.И. Верещагин, В.Г. Шрам, М.М. Рунда II Журнал Контроль. Диагностика. 2013. № 13. С. 172-177.

Публикации в научных изданиях

8. Патент № 2471187 РФ МПК G 01 N 33/30. Способ определения температурной стойкости смазочных масел / Ковальский Б.И., Безбородов Ю.Н., Малышева H.H., Шрам В.Г. - № 2011123068/15(034175). заявл. 07.06.2011; опубл. 27.12.2012, Бюл. № 36.

9. Шрам, В.Г. Повышение надежности работы машин и механизмов, за счет наиболее эффективного применения смазочных материалов [текст] / Всероссийский конкурс «Наукоемкие инновационные проекты молодых ученых»: материалы работ победителей и лауреатов конкурса. - СПб., 2012. С 226-228.

10. Шрам, В.Г. Определение смазывающей способности моторных масел [текст] / Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области технических наук: материалы работ победителей и лауреатов конкурса. - СПб., 2012. С 218-222.

11. Шрам, В.Г. Исследование влияния температуры и нагрузки на противоизносные свойства смазочных материалов [текст] / Тезисы конкурсных работ «XIII научно-технической конференции молодежи ОАО «Транссибнефть»». - Омск. 2012. С 29.

12. Шрам, В.Г. Лабораторная машина для изучения смазывающей способности масел [текст] / Шрам В.Г., Петров О.Н. // Материалы II научно-практической конференции «Перспективы развития и безопасность автотранспортного комплекса». - г. Новокузнецк. 2012. С 323-326.

13. Ковальский, Б.И. Система контроля смазочных материалов [текст] / Б.И. Ковальский, В.Г. Шрам, Е.Г. Кравцова, H.H. Малышева // Научно-технологический журнал «Промышленный сервис». Москва. №2 (47). 2013. С 17-21.

Подписано в печать 26.03.2014. Тираж 100 экз. Кол-во стр. 22. Заказ 5-14 Бумага офсетная. Формат А5. Печать RISO. Отпечатано в типографии ООО «РауШ мбх» Лицензия Серия ПД №12-0092 от 03.05.2001 г. 634034, г.Томск, ул. Усова 7, оф. 046. Тел. (3822) 56-44-54

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

04201 459164

На правах рукописи

Шрам Вячеслав Геннадьевич

МЕТОД КОНТРОЛЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ТРИНОТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ

05.1 1.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов

и изделий (технические науки)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Кезбородов Ю.Н.

Томск - Красноярск - 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение....................................................................... 4

Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОЦЕССАХ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАНИЧНЫХ СМАЗОЧНЫХ СЛОЕВ............................................................................. 10

1.1 Состав моторных масел и современные представления процессов формирования граничных смазочных слоев.................. 10

1.2 Влияние температуры на смазочные материалы ............... 19

1.3 Исследование влияния нагрузки на температурную стойкость граничных смазочных слоев....................................... 28

1.4 Современные методы оценки температурной стойкости смазочных материалов............................................................... 36

Выводы по главе............................................................ 52

Глава 2. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕСТРУКЦИИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ НА ПРОТИВОИЗНОСНЫЕ СВОЙСТВА....................................................................................................................................................................................54

2.1 Исходные требования к техническим средствам измерения 54

2.2 Обоснование выбора масел.......................................... 56

2.3 Конструктивные особенности прибора для оценки температурной стойкости смазочных масел................................. 57

2.4 Характеристика вспомогательных приборов.................. 66

2.5 Конструктивные особенности приборов для оценки противоизносных свойств смазочных масел................................. 70

2.6 Методика исследования температурной стойкости и совместного влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства смазочных масел............... 77

Выводы по главе................................................................................ 79

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ МОТОРНЫХ МАСЕЛ НА ТЕМПЕРАТУРНУЮ СТОЙКОСТЬ И СОВМЕСТНОГО ВЛИЯНИЯ ИХ ПРОДУКТОВ И НАГРУЗКИ НА ПРОТИВОИЗНОСНЫЕ СВОЙСТВА..................................... 81

3.1 Результаты испытания минерального моторного масла М-8ГЖ 81

3.2 Результаты испытания частично синтетического моторного масла ГНК Супер 5У/-40 8Р/СР................................................ 94

3.3 Результаты испытания сипгегичсского моторного масла Еббо иНгоп 5Ш-40 БЬ/СР......................................................... 106

Выводы по главе.......................................................... 117

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ........................................................ 119

4.1 Технология контроля влияния процессов температурной деструкции на состояние смазочных масел................................... 119

4.2 Технология контроля противоизносных свойств термосгатированных смазочных масел ....................................... 121

4.4 Технология оценки влияния нагрузки на смазывающие свойства тсрмоста тированных масел ....................................... 123

4.4 Предложения но совершенствованию системы классификации..................................................................... 124

Выводы по главе.......................................................... 126

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 127

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 129

ПРИЛОЖЕНИЕ А Акты внедрения ................................ 141

ВВЕДЕНИЕ

Повышение надежности объектов машиностроения решается по следующим направлениям: выбором износостойких материалов, изменением конструкции узлов, с целью уменьшения давления в контакте, технологическими методами, путем увеличения поверхностной твердости деталей и обоснованным выбором смазочных материалов. Смазочный материал, как деталь механической системы, имеет определенный ресурс работоспособности, т.е. предельное состояние, по достижению которого он заменяется. Однако на практике контроль состояния смазочных масел в процессе эксплуатации техники практически не осуществляется в виду отсутствия экспрессивных средств контроля. Кроме того, если конструированию деталей машин и технологии машиностроения посвящено большое количество литературы, то вопросы смазки остаются практически в тени. В результате этого инженерно-технические работники машиностроения недостаточно осведомлены в научно-тсорстичсских, практических вопросах смазки и о природе смазочного действия масел и особенностях их влияния на трение и износ деталей машин. Недостаточное знакомство с этими вопросами приводит к недооценке влияния масел на долговечность и работоспособность машин, неумению правильно назначать масло для конкретных случаев эксплуатации, а также формулировать требования на разработку нужного сорта масла.

Эффективность применения масел зависит от сочетания многочисленных тесно переплетающихся факторов, определяющих в совокупности характер их влияния на трение и износ деталей. Интенсивность проявления этих факторов зависит от: свойств масла (термоокислитсльной стабильности и температурной стойкости); состояния и механических свойств трущихся поверхностей, в том числе от их изменений в процессе эксплуатации; характера взаимодействий между компонентами масла, трущимися поверхностями и покрывающими их окисными пленками; скорости, нагрузки, температуры и других условий экс-

нлуатации. Взаимодействие перечисленных факторов носит сложный, подчас противоречивый характер. Дополнительные сложности вносит непостоянство большинства этих факторов вследствие переменных условий работы элементов трибосистемы, которые могут изменяться как в пределах одного рабочего цикла, так и на протяжении всего срока их службы.

Масла, применяемые в современных механизмах, эксплуатируемых при напряженных механических и термических режимах, работают в очень тяжелых условиях. В двигателе внутреннего сгорания масло постоянно смешивается с коррозионными продуктами сгорания топлива и может нагреваться (в зоне верхней мертвой точки цилиндров) до 300 °С и выше.

Вся система сложных явлений и процессов протекает на поверхностях трения, совокупность которых определяет характер взаимодействия масла с трущимися поверхностями. Особую роль на ресурс смазочного масла играет температура в зоне контакта поверхностей трения, ускоряющая процессы окисления, деструкцию базовой основы и присадок, а также химические реакции. В настоящее время не достаточно исследованы процессы температурной деструкции масел и влияние их продуктов на противоизносные свойства. Не оценивается влияние температурных условий и нагрузки на эффективность прогивоиз-носных и протпвозадирных присадок, склонность их к формированию на поверхностях трения защитных граничных слоев и температуру начала их работоспособности. В этой связи разработка метода оценки и обоснование показателей процессов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства масел различной базовой основы является актуальной задачей, решение которой позволит создать банк данных для современных масел и обеспечит обоснованный их выбор на стадии проектирования техники.

Актуальность темы исследования определяется тем, что разработка и использование метода определения температурной стойкости смазочных масел, совместного влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства, позволит совершенствовать систему классификации.

создать банк данных для современных масел, и обеспечит обоснованный их выбор на стадии проектирования техники.

Степень разработанности темы. Степень разработанности и рекомендации, выявленные в процессе исследований, выполненных авторами И.А. Буя-новским, B.F.. Вснцслем, И.В. Крагельским, P.M. Матвеевским и др., но определению температурной стойкости смазочных масел не могут быть использованы для определения качества масел, поскольку этот показатель эксплуатационных свойств в основном исследовался применительно к граничному трению, а рабог в области изучения процессов, протекающих в объеме смазочного масла при высоких температурах и влияние продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносныс свойства масел недостаточно, поэтому поиск новых методов и обоснование критериев оценки качества масел, позволит совершенствовать систему классификации моторных масел, создать банк данных по смазочным материалам с новыми показателями и обоснованно осуществлять их выбор.

Объекты исследования: моторные масла различных базовых основ.

Предмет исследования: процессы температурной деструкции моторных масел и влияние продуктов этих процессов и нагрузки на противоизносныс свойства.

Цель диссертационной работы: разработать метод контроля процессов температурной деструкции моторных масел различных базовых основ и влияния их продуктов и на1рузки на противоизносныс свойства.

Задачи исследования:

1. Разработать комплексный метод контроля процессов температурной деструкции моторных масел различных базовых основ и влияния их продуктов и нагрузки на противоизносныс свойства.

2. Исследовать влияние температуры в диапазоне от 140 до 300 °С на интенсивность процессов деструкции моторных масел различной базовой основы и обосновать критерий оценки.

3 Исследовать влияние концентрации продуктов температурной деструкции и нагрузки на изнашивание и обосновать критерий оценки.

4. Разработать практические рекомендации по выбору смазочных масел в зависимости от степени нагруженносш и температурного режима работы

Научная новизна работы:

1 Разработан комплексный метод контроля процессов температурной деструкции моторных масел различной баювой основы, включающий оценку влияния температуры на процессы деструкции масел и их продуктов на прели-воизносные свойства, определяемого изменением оптических свойств, вязкости, испаряемости и смазывающей способности при увеличении нагрузки

2 Получены функциональные зависимости и регрессионные уравнения процессов температурной деструкции моторных масел, позволяющие установить температурные области образования двух видов продуктов деструкции, различающиеся оптическими свойствами и энергоемкостью их образования, явление перераспределения избыточной тепловой энергии на образование продуктов деструкции и испарение; критерий температурной стойкости, определяемый суммой ко)ффицисптов гю1 лощения светового потока и испаряемости, позволяющий сравнивать смазочные масла по стойкости к температурным воздействиям.

3. Получены функциональные зависимости и регрессионные уравнения изменения ирогивоизиосных свойств термостатированных моторных масел от концентрации продуктов температурной деструкции и на1 рузки, что позволило установить три характерных температурных области, независимо от базовой основы, различающиеся величиной износа и температурным диапазоном их формирования, температурный диапазон действия продуктов деструкции присадок, обеспечивающих предотвращение схватывания, критерий противоизное-ных свойств смазочных масел, определяемый отношением коэффициента поглощения свстового потока к параметру износа, характеризующий условную концентрацию продуктов температурной деструкции на номинальной площади

фрикционного контакта, позволяющий сравнивать различные смазочные масла по противоизносным свойствам.

4. Разработаны практические рекомендации, включающие технологии определения: температурной стойкости и совместного влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства термостатированных масел; предложения по совершенствованию классификации моторных масел, позволяющие создать банк данных (справочник) по смазочным маслам с новыми показателями и обоснованно осуществлять их выбор при проектировании техники в зависимости от степени нагруженности и температурного режима работы.

Практическая значимость. На базе теоретических и экспериментальных исследований разработаны практические рекомендации по технологиям определения: температурной стойкости смазочных масел, влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на противоизносные свойства, предложения ио совершенствованию классификации моторных масел, позволяющие создать банк данных (справочник) но смазочным маслам с новыми показателями и обоснованно осуществлять их выбор.

Методы исследования: решение поставленных задач осуществлялось с применением теоретического анализа механизма температурной деструкции смазочных масел, теории трения, износа и смазки, оптики и теплотехники.При выполнении работы применялись поверенные стандартные и специально разработанные автором приборы, теория планирования и обработки результатов экспериментальных исследований, методы математической статистики и регрессионного анализа.

На защиту выносятся:

1. Комплексный метод контроля процессов температурной деструкции моторных масел различных базовых основ и влияния их продуктов и нагрузки на противоизносные свойства.

2. Результаты экспериментальных исследований и регрессионного анализа

процессов температурной деструкции моторных масел различной базовой основы в диапазоне темперагур от 140 до 300 °С и критерий температурной стойкости

3 Результаты исследований влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на изнашивание и критерий противоизносных свойств.

4. Практические рекомендации но выбору смаючных массл в зависимости от степени нагруженноеги и температурного режима работы.

Достоверность полученных результатов. Достоверность полученных в работе научных положений, выводов и рекомендаций, подтверждается теоретически и экспериментально Р1аучные положения ар1ументированы, теоретические результаты работы получены с использованием положений трибологии, оптики, теплотехники, выводы подтверждены проведенными экспериментальными исследованиями, их воспроизводимостью и результатами математической обработки с использованием сертифицированных программ для обработки эксперименгальных данных в соответствии с постановкой эксперимсн 1альных исследований

Реализация результатов работы. Разработанные рекомендации внедрены на предприятии ФГУП КрОЗ Россельхозакадемии, и в учебные процессы кафедры «Тракторы и автомобили» Института управления инженерными системами Красноярского I осударствснного аграрного университета и кафедры «То-пливообеспсчснис и ГСМ» Института нефти и газа Сибирского федерального университета

Автор выражает признательность за неоценимую помощь и поддержку научному руководителю, заведующему кафедрой «Топливообсспечсние и 1 о-рючесмазочные материалы», д т и., профессору Безбородову К) Н; д т н , профессору Б И Ковальскому и сотрудникам кафедры га консультации и помощь в работе

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОЦЕССАХ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАНИЧНЫХ СМАЗОЧНЫХ СЛОЕВ

1Л Состав моторных масел и современные представления процессов формирования 1раничных смазочных слоев

В производстве масел различают масла базовые и товарные. Базовые масла по ГОСТ 18283-72 являются основой для получения товарных масел путем введения в них присадок различного назначения. Базовые масла представляют собой продукты различного происхождения, дистиллятные или остаточные минеральные масла, высокополимсрные соединения, фракции нефтей асфальтового основания, синтстические и растительные.

Для обеспечения служебных свойств смазочных масел разного назначения в базовые масла вводят присадки. Присадки бывают маслорастворимые органического происхождения и тонкоизмельченные твердые порошки органического и неорганического происхождения (наполнители), образующие гелсоб-разные структуры. Присадки снижают износ, силу трения, предотвращают схватывание, заедание, определяют ряд других служебных показателей 11 ].

Присадки должны: хорошо растворяться в масле, обладать малой летучестью и не испаряться из масла при хранении и эксплуатации в широком диапазоне температур: не вымывайся водой и не подвергаться гидролизу; не взаимодействовать с кон тактирующими поверхностями материалов; сохранять свои функции в присутствии иных добавок и не оказывать на них депрессивною действия

Моторные масла предназначены для смазывания деталей двигателей внутреннего сгорания и работают в условиях тяжелого теплового режима В двигателях внутреннею сгорания масло заливается в кар1ер и с помощью насоса принудительно подается в сочленения шатунно-кривошипного и газораспределительного механизмов Поршневая группа смазывается методом разбрызгив�