автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение долговечности автотракторных дизелей применением присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов

На правах рукописи

АЛЕКСАНДРОВ Владислав Александрович

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ АВТОТРАКТОРНЫХ ДИЗЕЛЕЙ ПРИМЕНЕНИЕМ ПРИСАДКИ К МОТОРНОМУ МАСЛУ НА ОСНОВЕ НАНОЧАСТИЦ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2005

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова"

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Сафонов

Валентин Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Богатырев Сергей Аркадьевич

Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.03 при ФГОУ ВПО "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" по адресу: 410056, г. Саратов, ул. Советская, 60, ауд. 325.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ"

Автореферат разослан "_"_____2005 г.

кандидат 1ехнических наук, доцент

Новофастовский

Дмитрий Вениаминович

Защита диссертации состоится

п

2005 г. в

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.П. Волосевич

2(706-4 /ь4 2.6

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время основными причинами значительного падения производства и повышения себестоимости сельскохозяйственной продукции в агропромышленном комплексе Российской Федерации являются сокращение машинно-тракторного парка и существенное ухудшение его состояния. Фактическая техническая оснащенность механизированных процессов в растениеводстве, в частности, по тракторам, не превышает 40-50 %, причём более 80 % составляют базовые модели, выработавшие свой амортизационный срок, от 15 до 20 % из них не участвуют в работе по причине неисправности. Это обусловливает несвоевременность и низкое качество выполнения полевых работ, а также высокие материальные и трудовые затраты на поддержание предельно изношенной техники в работоспособном состоянии в результате снижения ее надежности. Ежегодные затраты на ремонт, техническое обслуживание и работу машинно-тракторного парка страны составляют 90-100 млрд руб., т.е. 17-20 % по отношению к выпуску валовой продукции сельского хозяйства.

Анализ показателей надежности сельскохозяйственной техники в условиях эксплуатации показывает, что 30-50 % отказов приходится на двигатели внутреннего сгорания (ДВС). После ремонта данный показатель увеличивается на 20-30 %. Согласно многочисленным исследованиям, долговечность как нового, так и капитально отремонтированного двигателя зависит в основном от технического состояния двух сопряжений - "поршневое кольцо - гильза цилиндра" и "шейка коленчатого вала - вкладыш". Отказы, связанные с износом данных сопряжений, являются одними из наиболее частых причин попадания автотракторных дизелей в капитальный ремонт.

В настоящее время одним из эффективных мероприятий, осуществление которого позволяет повысить износостойкость трущихся деталей двигателя в эксплуатации, является модифицирование смазочной среды специальными надбазовыми присадками. Механизм действия присадок, дополнительно вводимых в моторное масло, заключается в создании на трущихся поверхностях защитных пленок, которые препятствуют непосредственному контактированию и износу поверхностей, снижают трение и уменьшают вероятность схватывания и задира. Перспективным направлением в этой области является использование в качестве компонентов смазочных композиций наноразмерных порошков (НРП) различных материалов. Благодаря характерным физическим особенностям данные материалы облада-

ют целым рядом уникальных свойств, отличных от свойств массивных материалов. Однако на сегодняшний день многие вопросы разработки и наиболее эффективного применения НРП в качестве присадок к моторным маслам для повышения долговечности трущихся сопряжений автотракторных ДВС остаются неизученными, поэтому настоящая работа, посвященная данной проблеме, является весьма актуальной.

Цель работы: повышение долговечности автотракторных дизелей в условиях эксплуатации путем применения присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов.

Объект исследования - дизель А-01М, моторное масло М-10-Г2, сопряжения дизеля A-0IM: "поршневое кольцо - гильза цилиндра" и "шейка коленчатого вала - вкладыш".

Предмет исследования - присадки к моторному маслу М-10-Г2 на основе наночастиц цветных металлов, технологии приготовления и применения смазочных композиций на основе наночастиц цветных металлов.

Методика исследований включала в себя лабораторные, стендовые и эксплуатационные испытания смазочных композиций, состоящих из моторного масла и присадок НРП различных материалов.

Лабораторным испытаниям подвергали образцы, имитирующие работу ресурсоопределяющих пар трения с определением момента трения, износа и температуры. Стендовые испытания дизелей А-01М проводили на обкаточно-тормозном стенде КИ-5274 ГОСНИТИ с определением триботехнических свойств нового состава смазочной композиции. В результате эксплуатационных испытаний выявлено влияние разработанной присадки к моторному маслу на ресурс дизелей А-01М.

Результаты испытаний обрабатывали методами математической статистики с использованием стандартных программ на персональной ЭВМ.

Научная новизна. На основе кинетической концепции прочности материалов теоретически обосновано и практически подтверждено увеличение долговечности трущихся деталей двигателя за счет наличия на их поверхностях защитной пленки, сформированной под действием присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов.

Определены трибологические характеристики смазочных композиций на основе различных наноразмерных добавок и изучены физико-химические особенности сформированных поверхностных слоев в зоне контакта деталей.

Разработана эксплуатационная смазочная композиция на основе наноразмерных порошкообразных материалов. Экспериментально-теоретическим методом обоснованы оптимальный состав и концентрация предлагаемой присадки к моторному маслу.

Практическая ценность. Разработан новый состав эксплуатационной присадки к моторному маслу на основе наноразмерных порошкообразных материалов. Применение данной присадки в процессе эксплуатации дизелей позволяет снизить величину механических потерь, износ основных сопряжений и удельный расход топлива, увеличить доремонтный и межремонтный ресурс дизелей.

Достоверность результатов работы подтверждается сравнительными испытаниями, использованием современных методов и технических средств исследования, а также применением экспериментально-теоретических положений по планированию эксперимента.

Реализация результатов исследований. Результаты проведенных исследований могут быть использованы на ремонтно-технических предприятиях, машинно-тракторных станциях, в акционерных обществах и фермерских хозяйствах, а также на автотранспортных предприятиях Министерства сельского хозяйства и других ведомств, эксплуатирующих технику, оснащенную дизельными двигателями.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов СГАУ в 2001-2005 гг.; ежегодном межгосударственном постоянно действующем научно-техническом семинаре "Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания " (г. Саратов, 2001-2004 гг.); международной научно-практической конференции "Народное хозяйство Западного Казахстана: состояние и перспективы развития" (г. Уральск, 2004 г.); международном симпозиуме "Славянтрибо-6" (г. Санкт-Петербург, 2004 г.).

Публикации. По результатам выполненных теоретических и экспериментальных исследований опубликовано 13 печатных работ. Общий объем публикаций составляет 2,44 печ.л., в том числе 0,83 печл. принадлежит лично автору.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 185 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц. 56 рисунков, список использованной литературы из 176 наименований и 6 приложений.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

• теоретическое обоснование повышения долговечности двига-

теля за счет снижения интенсивности изнашивания его ресурсоопре-деляющих сопряжений при использовании смазочной композиции на основе наночастиц цветных металлов;

• математическая модель процесса трения деталей при наличие в смазочной среде присадки на основе наночастиц цветных металлов;

• результаты экспериментальных исследований разработанного состава присадки на основе наночастиц цветных металлов;

• оценка экономической эффективности использования присадки в условиях эксплуатации дизелей.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во "Введении" обоснована актуальность темы и изложены основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследования" был проведен анализ показателей надежности современной мобильной сельскохозяйственной техники. Было установлено, что ресурсоопре-деляющим агрегатом тракторов и автомобилей является двигатель.

Анализ отказов двигателей показал, что их надежность определяется износостойкостью сопряжений "поршневое кольцо - гильза цилиндра" и "шейка коленчатого вала - вкладыш". Также были проанализированы факторы, оказывающие наиболее существенное влияние на состояние рабочих поверхностей трущихся сопряжений.

В работе проведен анализ конструкторских, технологических и эксплуатационных способов повышения долговечности трущихся сопряжений автотракторных дизелей. В решение проблемы улучшения эксплуатационных показателей и повышения долговечности трущихся деталей значительный вклад внесли такие видные ученые, как М.В. Авдеев, Ф.Н. Авдонькин, Ю.Н. Ачкасов, В.Н. Бугаев, Ф.Х. Бурумкулов, Д.Г. Вадивасов, Е.Л. Воловик, И.Е. Дюмин, В.И. Казарцев, В.Н. Кряжков, В.В. Курчаткин, И.С. Левитский, В.М. Михлин, С.С. Некрасов, Ю.Н. Петров, М.Я. Рассказов, А.Э. Северный, А.И. Селиванов, В.В. Стрельцов, В.П. Суслов, Н.Ф. Тельнов, И.Е. Ульман, В.И. Черноиванов, В.А. Шадричев, Г.П. Шаронов, В.И. Цыпцын и др.

Обзор методов повышения долговечности деталей позволил выделить наиболее простой и доступный с практической и экономической точек зрения эксплуатационный способ - применение надбазовых присадок к моторному маслу. Анализ существующих разработок свидетельствует, что в настоящее время лучшие результаты при эксплуатации показали присадки на основе наноразмерных порошков различных материалов.

В развитии нефтехимической отрасли науки и раскрытии механизма действия присадок большая роль принадлежит таким ученым,

как Е.Г. Семенидо, Н.В. Черножуков, Н.Г. Пучков, С.Э. Крейн, К.К. Папок, А.Б. Виппер, А.М. Кулиев, Ф.Г. Сулейманова, П.И. Санин, Ю.С. Заславский, В.Н. Монастырский, Б.Н. Лосиков, К.С. Рамайя и многим другим.

Однако в связи с появлением новейших технологий получения порошкообразных металлических материалов нанометровых размеров и возможности их использования в качестве добавок к смазочным средам появились вопросы, требующие дополнительного изучения.

Необходимы специальные исследования процессов, происходящих в зонах трения деталей машин при наличии в смазочной среде наноразмер-ных порошкообразных материалов. С целью определения оптимального количественного и качественного состава смазочной композиции на основе наноразмерного порошкообразного материала необходимо разработать математическую модель процесса износа трущихся деталей агрегатов машин. Кроме того, требуется глубокий анализ поверхностей трения деталей машин, полученных при использовании смазочных композиций, содержащих наноразмерные порошкообразные материалы. Необходимо также провести комплексные испытания двигателей с использованием экспериментальных смазочных материалов.

Таким образом, в соответствии с поставленной целью были обозначены следующие задачи:

1. На основании данных литературных источников выявить причины снижения долговечности автотракторных дизелей.

2. Теоретически обосновать повышение долговечности ресурсоопре-деляющих деталей двигателя за счет применения присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов.

3. Обосновать и разработать состав присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов для современных автотракторных дизелей.

4. Провести сравнительные лабораторные испытания разработанной присадки к моторному маслу и исследовать физико-химические свойства сформированных поверхностей трущихся деталей.

5. Провести стендовые и эксплуатационные испытания разработанной смазочной композиции, дать технико-экономическую оценку эффективности применения присадки в условиях эксплуатации.

Во второй главе "Теоретическое обоснование увеличения долговечности трущихся сопряжений двигателя за счет применения присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов" с использованием кинетической модели разрушения поверхностей при трении обосновано повышение долговечности двигателя за счет снижения интенсивности изнашивания его ресурсоопределяю-

щих сопряжений в результате применения присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов.

Ресурс Г,, трущегося сопряжения двигателя можно определить по формуле:

и

7-с=г/д„п/Х7-'

7=1

где £/доп - допустимый износ, м3; I, - скорость изнашивания деталей на г'-м режиме работы двигателя, м3/мото-ч.

При расчетах ресурса для большинства случаев можно принять линейную зависимость между временем изнашивания / и величиной износа и. Тогда скорость изнашивания:

1, = и, //,, (2)

где и, - износ детали на г'-м режиме работы двигателя, м3; - время работы двигателя на /*-м режиме работы, ч.

Для определения скорости изнашивания использовали кинетическую модель разрушения поверхностного слоя материала при трении, предложенную Д.Г. Громаковским:

/= 3600ААгпгк (з)

ч ЯТ )

где АЛ, - площадь единичного пятна контакта, мм ; пг - число пятен в контакте; И - глубина "опасного" повреждения материала, м; 5 -параметр, учитывающий релаксацию (восстановление разрушенных связей); % - коэффициент, учитывающий исходную поврежденность материала; ц/ - коэффициент поглощения; X - число единичных связей, подлежащих разрушению; (0 « Ю-12 - постоянная времени, близкая к периоду тепловых колебаний атомом твердого тела, с; С/0 -энергия активации пластической деформации, Дж/моль; у - структурно-чувствительный коэффициент, кДж мм2/моль кг; а - действующее напряжение, Па; К - универсальная газовая постоянная, Джград."1; Г-температура, К.

Согласно кинетической концепции, разрушение материала рассматривается как непрерывно развивающийся во времени процесс, который начинается сразу же после приложения к телу нагрузки. Процесс состоит в разрыве межатомных связей и постепенном накоплении их в разрываемом материале. Фактор времени является фундаментальной характеристикой прочности. Игнорируя время, затрачиваемое на разрушение, нель-

зя правильно понять основу явления прочности. Разрыв есть активацион-ный процесс, скорость которого определяется частотой или средним временем ожидания тепловых флуктуации, и чтобы разорвать связи, ответственные за прочность материала, необходимо преодолеть энергетический барьер U0, величина которого зависит от природы этих связей.

Расчет износостойкости деталей связан с задачей определения напряжений о, возникающих на площадке их взаимодействия. Моделирование поведения тел, участвующих в трении, представляет собой достаточно сложную математическую задачу. Это связано с необходимостью рассмотрения в совокупности целого ряда факторов, обусловленных одновременным действием комплекса взаимосвязанных физико-механических явлений. Для моделирования подобных по сложности задач следует использовать численные методы, применяемые в последнее время. Вышеперечисленным требованиям отвечает пакет для конечно-элементного анализа ANSYS (ANSYS, Inc.), который уже в течение четверти века входит в группу мировых лидеров в этой области и широко используется для расчетов различных конструкций. Для расчета использовали версию ANSYS 7 (2002 г.).

Из практических соображений расчет производили для нижнего коренного вкладыша коленчатого вала дизеля А-01М. Пример расчета контактных напряжений на поверхности коренного вкладыша коленчатого вала дизеля А-01М, выполненного в программе ANSYS 7, представлен на рис. 1.

Дополнительно в принятую модель были введены коэффициенты, учитывающие концентрацию напряжений на шероховатых волнистых поверхностях с учетом динамического фактора.

Во-первых, учитывали концентрацию напряжений на площадках фактического контакта Афпк-'

Рис. 1. Распределение контактных напряжений по поверхности коренного вкладыша

/

Кфт = Ла1Аг, (4)

где Ла номинальная площадь контакта, мм2; А, - фактическая площадь контакта, мм2.

Во-вторых, возрастание напряжений в контакте происходит от действия динамических факторов при вибрации в зоне трения и благодаря образованию волн напряжений как следствие трения. Динамические компоненты нагрузки учитывали с помощью коэффициентов:

„ = СТ + ДСТмасс .

Лмасс > V•>)

С

^волн= - ВОЛН , (6)

ст

где Астыасс - приращение контактных напряжений при относительных колебаниях контактирующих деталей, Па; АаВШ1И - коэффициент, учитывающий вклад волн напряжений, возникающих в момент фактического контакта, Па.

Третий динамический коэффициент Къ учитывает увеличение динамической составляющей нагрузки в процессе износа сопряжения (за счет увеличения зазора). Расчет коэффициента производили по формуле:

К3= Ан +А"ЗМ , (7)

д„

где Ан - номинальный зазор сопряжения, заданный конструктивно, мм; Аизм - среднее увеличение зазора в процессе износа сопряжения за время его приработки, мм.

Тогда выражение для определения скорости изнашивания примет вид:

3600ДАмМ

8ÇX

г

t0 ехр

U о -\\/уаКфтК

масс

RT

\

(8)

Анализ формулы (8) показывает, что введение в смазочную среду присадки на основе наночастиц цветных металлов будет влиять прежде всего на уменьшение уровня контактных напряжений на единичных выступах шероховатых поверхностей вследствие образования поверхностных пленок с высокими трибологическими свойствами. Следовательно, энергетический барьер U0, который нужно преодолеть, чтобы отделилась частица износа с модифицированной под действием присадки трущейся поверхности, будет выше по

сравнению с базовым моторным маслом. В свою очередь, это приведет к снижению скорости изнашивания и увеличению ресурса трущегося сопряжения двигателя. Адекватность принятой модели оценивали по результатам стендовых испытаний дизелей.

В третьей главе "Программа и методика исследования" изложены общая программа и частные методики лабораторных, стендовых и эксплуатационных испытаний, а также результаты обработки экспериментальных данных.

Сравнительные лабораторные испытания смазочных композиций и моторного масла М-10-Г2 проводили на машине трения МИ-1 по схеме "ролик - колодка". При испытаниях смазочных композиций воспроизводили работу двух основных сопряжений, от рабочего состояния которых в процессе эксплуатации двигателя зависит его долговечность,- "шейка коленчатого вала - вкладыш" и "поршневое кольцо - гильза цилиндра". В связи с этим для изготовления экспериментальных образцов применяли материалы, идентичные материалам соответствующих пар трения дизеля А-01М. Режимы испытаний представлены в табл. 1.

Таблица I

Режимы лабораторных испытаний

Наименование пары т рения Нагрузка на колодку, Н Частота вращения ролика, мин'1 Продолжительность цикла иеиьиания, ч

"Шейка коленчатого вала - вкладыш" 650 440 6

"Поршневое кольцо -гильза цилиндра" 950 440 3

Смазку образцов осуществляли путем захвата масла роликом, погруженным в масляную ванну. С целью формирования начальных микрогеометрии и структуры рабочих поверхностей образцов перед испытаниями производили их приработку на серийном масле М-10-Г2 в течение 3 ч на режимах основного испытания.

Критериями оценки качества присадки к маслу при проведении лабораторных испытаний служили следующие трибологические показатели: момент трения, температура поверхностей, величина износа, нагрузка схватывания, шероховатость и топография рабочих поверхностей образцов. Величину момента трения, характеризующего антифрикционные свойства смазочных композиций, определяли по диаграммам, вычерчиваемым самопишущим устройством машины трения. Изменение температуры поверхности колодки контролиро-

вали при помощи встроенной термопары "хромель-копель" и трехпо-зиционного потенциометра типа КСП2-026 (ГОСТ 7164-98). Проти-воизносные свойства смазочных композиций определяли по потере массы образцов до и после опыта на аналитических весах ДЛР-200М с точностью 0,1 мг (ГОСТ 24104-80Е).

С целью сравнительной оценки антизадирных свойств различных смазочных композиций и серийного моторного масла проводили испытание образцов на схватывание. Критерием антизадирной стойкости смазочных композиций являлась максимальная нагрузка, при которой происходили схватывание и задир образцов. Испытания осуществляли при ступенчатом увеличении нагрузки на образцы через определенное время, в течение которого момент трения стабилизировался. При испытании пары трения "шейка коленчатого вала -вкладыш" нагрузку увеличивали на 0,1 кН каждые 10 мин, а при испытании пары трения "поршневое кольцо - гильза цилиндра" - на 0,25 кН каждые 6 мин. В экспериментах участвовали образцы, прошедшие износные испытания на соответствующих маслах.

Для измерения шероховатости рабочих поверхностей использовали профилограф-профилометр мод. 201 завода "Калибр" (ГОСТ 19300-86). Топографию и микроструктуру поверхностей испытанных образцов изучали с применением металлографического микроскопа МИМ-7.

Для установления изменений в качественном элементном составе материала поверхностей, сформированных под действием разработанной смазочной композиции на основе наночастиц цветных металлов, проводили лазерный эмиссионный микроспектральный анализ на установке ЬМА-10 ("Карл Цейсс", Иена) со спектрографом РС8-2. Структурные особенности поверхностных слоев образцов под действием присадки исследовали на дифрактометре ДРОН-3 в Си-Ка -рентгеновском излучении.

Активационные параметры разрушения поверхностного слоя испытанных образцов оценивали методом микросклерометрии по методике, разработанной в НТЦ "Надежность" СамГТУ (пат. РФ № 2166745).

Сравнительные стендовые испытания партии капитально отремонтированных двигателей А-01М проводили на обкаточно-тормозном стенде КИ-5274 ГОСНИТИ. Испытаниям было подвергнуто 8 дизелей, четыре из них смазывали маслом М-10-Г2, остальные - маслом М-10-Г2 с присадкой "Кластер-М". Руководствуясь ГОСТ 18509-88 "Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний", была разработана методика проведения стендовых испытаний, включающая в себя три этапа: 1 - стендовая обкатка капи-

тально отремонтированных дизелей по типовой технологии ГОСНИТИ в соответствии с ГОСТ 18523-79, РТМ 70.0001.078-82 и ГОСТ 25959-83; 2 - стендовые испытания, имитирующие эксплуатационную обкатку в соответствии с РТМ 70.0001.078-82; 3 - стендовые испытания, имитирующие часть эксплуатационного периода работы двигателя. Режимы третьего этапа испытаний имитировали работу трактора при максимальном крутящем моменте на валу двигателя. Общая продолжительность второго и третьего этапов стендовых испытаний составила 55,5 ч.

В качестве критерия, характеризующего антифрикционные свойства смазочной композиции, использовали величину момента механических потерь на трение в двигателе. Оценку противоизносных свойств проводили по комплексу критериев: давление масла в масляной магистрали двигателя, расход картерных газов, износ деталей. Величину момента механических потерь на трение и давление масла в масляной магистрали двигателя определяли с помощью штатных приборов стенда КИ-5274 ГОСНИТИ, а износ деталей сопряжения "шейка коленчатого вала - вкладыш" - методом искусственных баз (ГОСТ 27860-88) с помощью прибора УПОИВ-2 завода "Калибр", а также методом взвешивания на аналитических весах ДЛР-200М. Состояние цилиндро-поршневой группы контролировали по прорыву картерных газов с использованием газорасходомера КИ-17999М Косвенную оценку износа ресурсоопределяющих деталей испытанных дизелей производили по результатам спектрального анализа моторного масла на установке МФС-3.

После завершения стендовых испытаний у всех экспериментальных дизелей А-01М снимали регуляторную характеристику в соответствии с ГОСТ 18509-88 с целью изучения влияния различных масел на их технико-экономические показатели.

Эксплуатационные испытания дизелей А-01М, установленных на тракторы Т-4А, проводили в СХПК "Чкаловский" Краснокутско-го района Саратовской области. Испытаниям было подвергнуто 4 дизеля. При этом два из них смазывали маслом М-10-Г2, остальные -маслом М-10-Г2 с присадкой "Кластер-М". Испытания проводили в соответствии с планом наблюдений NUT (ГОСТ 27.410-87) и методикой прогнозирования остаточного ресурса по ГОСТ 21571-76 .

Полученные экспериментальные данные обрабатывали с использованием методов математической статистики и ЭВМ.

В четвертой главе "Разработка состава присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов" приведены результа-

ты трибологических испытаний различных порошкообразных наполнителей, проведенные с целью предварительного выбора компонентов будущей смазочной композиции, а также дано экспериментально-теоретическое обоснование оптимального состава и концентрации предложенной присадки.

Способом производства наноразмерных порошков была выбрана плазменная технология, основанная на испарении сырья (крупнодисперсного порошка или прутка) в плазменном потоке с температурой 5000-6000 К и конденсации пара до частиц требуемого наномет-рового диапазона (пат. РФ № 2068400).

На основании литературных данных и проводившихся ранее исследований в качестве материалов для получения наноразмерных порошков методом плазменной переконденсации были выбраны: медь - М1, ГОСТ 859-78 (НЧ М); сплав латуни с фосфором -ЛаЖМц59-1-1, ГОСТ 15527-70; красный фосфор, ГОСТ 8655-75Е (НЧ Л +Р); бронза БрОЦС4-4-2,5, ГОСТ 5017-74 (НЧ Бр); сульфид цинка - Х4, МРТУ 6-09-6405-99 (НЧ 2п8); дисульфид молибдена -ДМ-7, ТУ-48-133-90 (НЧ МоБз).

Необходимо отметить, что плазменная технология не позволила получить порошки сульфидов и дисульфидов металлов в наноразмерном виде, так как под действием плазмы происходила диссоциация молекул этих веществ на исходные элементы. Поэтому нами была разработана специальная технология получения наноразмерных порошков сульфидов и дисульфидов металлов, включающая в себя два этапа. На первом этапе получали наночастицы чистых металлов методом плазменной переконденсации. Затем проводили химическую реакцию соединения полученных частиц соответствующего металла с серой при условии сохранения необходимой дисперсности порошка. Массовые доли исходных компонентов, вступающих в реакцию, расчитывали по формулам:

Мо + 2Б = МоБг + 56,3 ккал; (9)

гп+8 = гп5. (10)

Для избежания окисления и агрегатирования наночастиц под воздействием кислорода воздуха реакцию проводили в среде моторного масла М-10-Г2.

Результаты предварительных трибологических испытаний различных смазочных композиций представлены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты предварительных трибологических испытаний

Смазочная среда Момент трения после стабилизации. Н- м Температура поверхности, °С Износ, мг Нагрузка схватывания, кН

М-10-Г2 0,43 108,3 4,4 0,4

М-10-Г2 + НЧМ 0,38 106,0 3,6 0,4

М-10-Г2+НЧ л+р 0,36 100,4 2,7 0,5

М-10-Г2 + НЧ Бр 0,32 97,4 3,1 0,5

М-Ю-Г2 + ни гпв 0,30 95,7 3,3 0,6

М-10-Г2 + МОБ2 0,27 82,3 3,0 0,6

На основании результатов проведенных исследований в качестве высокоэффективного антифрикционного и противозадирного компонента присадки был выбран наноразмерный порошок дисульфида молибдена, а в качестве компонента, значительно снижающего износ поверхностей трения, - наноразмерный порошок сплава латуни с фосфором.

Для получения наибольшего эффекта от применения смазочной композиции на основе наноразмерных порошков проводили оптимизацию ее состава методом математического планирования эксперимента. В качестве параметра оптимизации, наиболее полно характеризующего эффективность присадки, использовали несколько частных параметров: износ по массе, мг; момент трения, Н м; нагрузка схватывания, кН. Так как каждый из выбранных частных параметров имеет свой физический смысл и разную размерность, то их объединяли в одну обобщающую функцию Д Согласно цели исследования, в качестве варьируемых факторов, влияющих на процесс трения, приняли следующие:

1) процентное содержание наноразмерного порошка дисульфида молибдена в присадке (остальное - сплав латуни с фосфором), масс, %,-х,;

2) концентрация фосфора в сплаве (остальное - латунь), масс %, ~х2;

3) общая концентрация присадки в составе моторного масла, масс %, - лг3.

В результате получена математическая модель, характеризующая влияние количества наноразмерного порошка в моторном масле и соотношение процентного содержания ингредиентов присадки на основные характеристики процесса трения:

О = - 9,09 + 0,23 х1 + 3,62х2 - 0,11х,х, + 9,97*-

- 0,002 д:,2 - 3,3 х^ - 4,7 х^. (11)

Соответствующая модели поверхность отклика при фиксированном значении одного из факторов на постоянном уровне показана на рис. 2. Оптимизация полученной модели позволила определить процентное соотношение компонентов и общую концентрацию присадки к моторному маслу. На разработанный состав присадки, названной "Кластер-М", получено положительное решение № 2004106038/04(006359).

Концентрация Мо8г, масс % Концеи грация присадки, масс %

Рис. 2. Поверхность функции отклика

В пятой главе "Результаты испытаний" представлены результаты испытаний и их анализ.

При проведении сравнительных лабораторных испытаний базового масла М-10-Г2 и масла с присадкой "Кластер-М" на машине трения МИ-1 установлено, что лучшими трибологическими характеристиками обладает разработанная смазочная композиция.

Использование присадки "Кластер-М" в составе базового моторного масла способствовало снижению момента трения образцов при испытании пары трения "шейка коленчатого вала - вкладыш" на 58 % (рис. 3) и в 1,21 раза - при испытании пары трения "поршневое кольцо - гильза цилиндра" по сравнению с маслом М-Ю-Гг-

Анализ полученных температурных зависимостей показал, что температура поверхности трения образцов, испытанных на масле с присадкой "Кластер-М", уменьшилась для пары трения "шейка ко-

ленчатого вала - вкладыш" в 1,34 раза, для пары трения "поршневое кольцо - гильза цилиндра" - в 1,14 раза по сравнению с базовым маслом М-10-Г2.

Рис. 3. Изменение температуры контактирующих поверхностей при испытании пары трения "шейка коленчатого вала -вкладыш": 1 - на масле М-10-Г2; 2 - М-10-Г2 + " Кластер-М"

Введение присадки "Кластер-М" в моторное масло М-10-Г2 позволяет также существенно улучшить и его противоизносные свойства. Так, для пары трения "шейка коленчатого вала - вкладыш" износ образцов (колодок) за время испытаний на смазочной композиции с присадкой "Кластер-М" снизился в 1,74 раза (рис. 4), для пары трения "поршневое кольцо - гильза цилиндра" - в 2,4 раза по сравнению с маслом М-10-Г2.

Эффективное влияние присадки "Кластер-М" на антифрикционные и противоизносные свойства моторного масла объясняется образованием на трущихся поверхностях тонких граничных пленок, в которых отдельные компоненты присадки выполняют различные функции. Присутствие в пленках наночастиц дисульфида молибдена, обладающих пластинчатой структурой, приводит к свободному пе-

Рис. 4. Износ образцов после испытания пары трения "шейка коленчатого вала-вкладыш": 1 - на масле М-10-Г2; 2 - М-10-Г2+ "Кластер-М"

ремещению пластинок дисульфида молибдена относительно друг друга, в результате чего уменьшается коэффициент трения, снижается износ и предотвращается повреждение поверхностей деталей. Наличие на поверхностях трения пластичной пленки, состоящей из сплава латуни с фосфором, способствует локализации деформационных процессов в тонком поверхностном слое самой пленки без отделения частиц основного материала.

Сравнение противозадирных свойств исследуемых масел показало, что нагрузка схватывания образцов пары трения "шейка коленчатого вала - вкладыш" . | увеличилась на 75 %,

пары трения "поршневое Яет."4'?? к I гхч кольцо - гильза цилиндра" - на 60 % по сравнению с моторным маслом М-10-Г2 без дополнительных присадок. Благодаря исключительной прочности на сжатие пластинок дисульфида молибдена увеличивается диапазон воспринимаемых нагрузок узла трения без возникновения схватывания и катастрофического износа.

При рассмотрении в оптическом микроскопе поверхностей трения образцов, прошедших испытание на моторном масле с содержанием наноразмер-ных порошков (рис. 5), можно отметить положительное влияние разработанной присадки на их состояние. В результате применения разработанной смазочной композиции поверхности трения выглаживаются, исчезают борозды и отсутствуют следы схватывания материалов. Шероховатость поверхностей уменьшилась в 1,5-2,65 раза по сравнению с чистым маслом М-10-Г2.

•¡иг- т « * , «. ■

Рис. 5. Микрофочофафии поверхностей образ-нов, испытанных: а - на масле М-10-Г2; б - М-10-Г2 + "Кластер-М> 150)

AI (220) a4e(2ü0i

О

AI

M(20fy (HL» « Ii)) [VSn (21 i)

|l Sn (101}

J

P-Sn 1301)

(US» (2201

\J

и

Угол огриж«.ння рентгсикиских nyMtrfi

0"

Лазерный эмиссионный микроспектральный анализ рабочих поверхностей образцов показал, что в процессе трения наночастицы активно взаимодействуют с поверхностными слоями контактирующих деталей и модифицируют их. В результате этих процессов образуется поверхностная пленка, по своему составу (а следовательно, и по свойствам) отличающаяся от пленки, сформированной на образцах, работавших в среде базового моторного масла. Результаты рентгенофазового анализа образцов (рис. 6) позволяют сделать предположение о том, что под действием сложных три-бохимических процессов и высокой активности наночастиц в зоне трения происходит формирование пленки, состоящей из исходных компонентов присадки. Благодаря особенностям своего строения данные компоненты придают поверхностям высокие трибо-логические свойства.

Величина энергии активации пластической деформации трущихся поверхностей, измеренная у образцов, работавших 6 ч на моторном масле М-10-Г2, составила 5,2 кДж/моль, в то время как у образцов, испытанных на смазочной композиции с присадкой "Кластер-М", - 6,8 кДж/моль, что в 1,3 раза больше, чем на масле М-10-Г2. На ос-

Рис. 6. Результаты рентгенофазового анализа образцов, испытанных- 1 - на масле М-10-Г2; 2 - М-10-Г2 + "Кластер-М"

новании полученных данных можно утверждать, что деградация материала и отделение частиц износа с поверхностей трения деталей, работающих в масле с присадкой "Кластер-М", произойдут значительно позднее, чем при работе в среде моторного масла М-10-Г2.

В результате проведения стендовых испытаний партии двигателей на обкаточно-тормозном стенде КИ-5274 было установлено, что применение присадки "Кластер-М" приводит к снижению момента механических потерь к концу испытаний на 15-20 % по сравнению с маслом М-10-Г2.

Об изменении суммарной величины масляного зазора между подшипниками и шейками вала судили по величине давления масла (табл. 3).

Таблица 3

Средние значения давления масла в главной масляной магистрали дизеля А-01М

Смазочная среда Среднее значение давления масла, МПа

при работе на номинальных оборотах при р£ мини усто обо 1боте на мально 1ЧИВЫХ ротах

до испытания после испытания до испытания после испытания

1. М-10-Г2 2. М-10-Г2 +"Кластер-М" 0,47 0,48 0,39 0,46 0,26 0,24 0,19 0,21

Анализ данных табл. 3 показывает, что лучшими прогивоизнос-ными свойствами в отношении пары трения "шейка коленчатого вала -вкладыш" обладает смазочная среда, содержащая присадку "Кластер-М", поскольку давление масла в главной масляной магистрали дизелей, испытанных с применением присадки, на 18 % больше, чем на масле М-10-Г2.

Количество газов, прорывающихся из камеры сгорания в картер двигателя, характеризует степень изношенности поршневых компрессионных колец, поршней и гильз цилиндров. Расход картерных газов у дизелей, испытанных на масле с присадкой "Кластер-М", в конце испытаний составил 52 л/мин, что на 32 % меньше по сравнению с базовым маслом М-Ю-Г2.

Полученные данные по износу шеек при испытании двигателей на различных маслах показали, что по сравнению с маслом М-10-Г2,

не содержащем дополнительно вводимых присадок, применение смазочной композиции на основе наноразмерных порошков цветных металлов обеспечивает снижение линейного износа шатунных шеек в 1,49 раза, коренных - в 1,35 раза. Взвешивание шатунных и коренных вкладышей коленчатых валов испытываемых дизелей позволило установить, что использование присадки "Кластер-М" к маслу снизило износ коренных вкладышей в 1,25 раза, шатунных - в 1,29 раза по сравнению с маслом М-10-Г2. На рис. 7 представлены экспериментальная и теоретическая кривые изменения износа вкладышей во времени. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных показало, что расхождения не превышают 14 %, что указывает на их

Вр«мя, ч

Рис. 7. Зависимость износа нижних вкладышей коленчатого вала дизеля А-01М от времени испытания: 1 - на масле М-10-Г2; 2 - М-10-Г2 + "Кластер-М": —— - теоретическая кривая;--- - экспериментальная

Присадка позволяет также уменьшить шероховатость рабочих поверхностей шеек дизеля А-01М в 1,62 раза, а вкладышей - в 1,37 раза по сравнению с маслом М-10-Г2.

На основании данных, полученных с помощью спектрального анализа, можно сделать вывод о том, что присадка к моторному маслу "Кластер-М" снижает износ ресурсоопределяющих сопряжений дизелей А-01М по сравнению с базовым маслом М-10-Г2 в 1,1 -2,8 раза.

После окончания стендовых испытаний со всех двигателей снимали регуляторные характеристики, сравнение которых дало возможность судить о степени влиянии разработанной присадки на основные технико-экономические параметры двигателя. Полученные данные показали, что эффективная мощность дизелей, испытанных на смазочной композиции с присадкой "Кластер-М", увеличилась на 3,2 %, а удельный расход топлива снизился на 6,1 % по сравнению с маслом М-10-Г2.

Исследование физико-химических свойств моторного масла с разработанной присадкой позволило установить, что присадка не оказывает существенного влияния на значения кинематической вязкости и щелочного числа.

Анализ полученных результатов эксплуатационных испытаний показал, что прогнозируемый остаточный ресурс сопряжения "шейка коленчатого вала - вкладыш" у двигателей А-01М, испытанных на масле с присадкой "Кластер-М", в среднем на 32 % больше по сравнению с остаточным ресурсом данных сопряжений у двигателей, работавших на масле М-10-Г2 без присадки (рис. 8).

Рис. 8. Гистограмма остаточного ресурса сопряжения "шейка коленчатого вала -вкладыш", посгроенная но резулыагам ресурсного диагностирования двигателей, прошедших испытание: I - на масле М-10-Г2; 2 -

М-10-Г2 + "Кластер-М": □ - М-10-Г2;ИИ - М-10-Г2 + + "Кластср-М"

Ном«р »мера

В шестой главе "Расчет экономической эффективности применения присадки "Кластер-М" к моторному маслу" на основе полученных данных эксплуатационных испытаний произведена оценка экономической эффективности применения разработанной присадки "Кластер-М". Эффект от применения предлагаемой присадки достигается за счет увеличения межремонтного ресурса дизелей, а также за счет снижения эксплуатационных затрат. Расчет показал, что экономический эффект от применения присадки "Кластер-М" для одного дизеля составляет 28168 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ данных литературных источников и патентный поиск показали, что наименее надежным агрегатом мобильной сельскохозяйственной техники является двигатель. На его долю приходится 30-50 % отказов. Долговечность двигателя внутреннего сгорания определяется техническим состоянием сопряжений "поршневое кольцо - гильза цилиндра" и "шейка коленчатого вала - вкладыш", износ которых является одной из основных причин попадания двигателей в капитальный ремонт. Перспективным направлением в повышении долговечности данных сопряжений является легирование смазочной среды наноразмерными порошками различных материалов.

2. Теоретически обосновано выражением (8) и практически подтверждено результатами стендовых испытаний (см. рис. 7) повышение долговечности ресурсоопределяющих сопряжений двигателя за счет наличия в смазочной среде присадки на основе напочастиц цветных металлов.

3. Разработана технология получения наноразмерных порошков сульфидов и дисульфидов металлов и определен оптимальный состав смазочной композиции на их основе. Оптимальная концентрация присадки к моторному маслу составила 0,32 масс. %.

4. Сравнительные трибологические испытания базового масла М-10-Г2 и разработанного состава смазочной композиции показали эффективность последней. Момент трения образцов различных сопряжений, испытанных на масле с присадкой "Кластер-М", в 1,211,58 раза, а температура на поверхности контакта в 1,14-1,34 раза меньше, чем на масле М-10-Г2. Износ образцов по массе в результате применения масла с присадкой уменьшился в 1,74-2,4 раза по сравнению с моторным маслом М-10-Г2. Нагрузка схватывания образцов пары трения "шейка коленчатого вала - вкладыш", испытанных на масле с присадкой Кластер-М", увеличилась в 1,75, а пары "поршневое кольцо - гильза цилиндра" - в 1,6 раза по сравнению с чистым моторным маслом. Шероховатость рабочих поверхностей образцов пары трения "шейка коленчатого вала - вкладыш" после испытания на масле с присадкой на основе наночастиц цветных металлов уменьшилась в 1,88-2,56 раза; пары трения "поршневое кольцо - гильза цилиндра" - в 1,5-1,95 раза по сравнению с М-10-Г2.

5. С помощью физико-химических методов исследован механизм взаимодействия активных компонентов присадки с металлом трущихся поверхностей. Установлено, что использование присадки "Кластер-М" приводит к образованию поверхностных пленок с вы-

сокими трибологическими характеристиками. Толщина пленки составила 1,2 мкм.

6. Стендовые испытания дизелей показали, что присадка к маслу "Кластер-М" позволяет значительно снизить износ ресурсоопреде-ляющих деталей, момент механических потерь и расход картерных газов. Средняя эффективная мощность дизелей А-01М, испытанных на масле с присадкой "Кластер-М", увеличилась на 3,2 %, а удельный расход топлива снизился на 6,1 % по сравнению с маслом М-10-Г2. Введение присадки "Кластер-М" в состав моторного масла М-10-Г2 не оказывает отрицательного воздействия на его основные физико-механические показатели.

7. Эксплуатационные испытания тракторов Т-4А, оснащенных дизелями А-01М, с использованием разработанной смазочной композиции, показали, что остаточный ресурс сопряжения "шейка коленчатого вала - вкладыш" в среднем на 32 % больше по сравнению с тракторами, испытанными на чистом масле М-10-Г2. Годовой экономический эффект от применения присадки "Кластер-М" составил 28168 руб. на один дизель.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Александра», В.А. Повышение ресурса подшипников коленчатого вала дизеля A-0IM путем применения присадок к моюрному маслу на основе наночастиц цветных металлов / В В Сафонов // Совершенствование машиноиспользования и технологических процессов в АПК сб науч тр по материалам Поволжск межвуз конф -Самара,2002.- С 215-217(0,1/0,03 печ.л).

2 Александров, В.А. Технология восстановления агрегатов машин безразборным методом / В В Сафонов [и др ] // Восстановление и упрочнение деталей - современный высокоэффективный способ повышения надежности машин сб науч статей по материалам науч-техн конф /ЦРДЗ - М, 2003 -С 57-58 (0,14/0,03 печ л )

3 Александров, В.А. Применение наноматериалов при эксплуатации сельскохозяйственных машин / В В Сафонов [и др ] // Механизация и электрификация сельского хозяйства - 2003 - № 4 - С 23-27 (0,4/0,05 печ л )

4 Александров, В.А. Нанодисперсные металлсодержащие добавки к моторным маслам / В В Сафонов [и др ] // Народное хозяйство "Западною Казахстана состояние и перспективы развития материалы междунар научно-практич конференции -Уральск, 2004 -С 67-69 (0,2/0,03 печ л )

5 Александров, В.А. Влияние наноразмерных частиц цветных металлов на три-бочогаческие свойства моторного масла / Проблемы экономичности и эксплуатации двш а-телей внутреннего сгорания ■ материалы межгосуд науч -техн семинара / Сарэт гос агр ун-т им НИ Вавилова - Саратов, 2004 -Вып 15 - С 98-99 (0,18/0,09 печ л)

6 Александров, В.А. Ре1ультаты лабораторных испытаний присадок к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов / В А Александров, В В Сафонов // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания Maie-риапы межгосуд науч-техн семинара / Сарат ioc агр ун-т им НИ Вавилова - Саратов, 2004 - Вып 15 -С 102-105 (0,19/0,09 печ л)

7 Александров, В.А. Улучшение трибологичсских характеристик моторного масла за сне-i применения наночастиц цветных металлов / В А Александров // Тезисы докладов научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 115-летию со дня рождения академика H И Вавилова / Сарат гос агр ун-т им НИ Вавилова -Саратов, 2002 - С 54-57 (0,06/0,06 печ л )

8 Александров, В.А. Использование наноструктурных порошков цветных металлов в качестве присадок к моторному маслу / В А Александров // Молодые ученые ФГОУ ВГ10 "Саратовский ГАУ" - ai ропромышленному комплексу Поволжского региона сб науч. тр / Сарат гос агр ун-т им H И Вавилова - Саратов, 2003 - С 419-422 (0,19/0,19 печ л)

9 Александров, В.А. Паноструктурные материалы в качестве компонентов смазочных композиций / В В Сафонов [и др ] // Славянтрибо-6 Интегрированное научно-техническое обеспечение качества трибообъектов, их производства и эксплуатации материалы междунар науч -практич симпозиума / РГАТА - Рыбинск, 2004 - С 3638 (0,4/0,05 печ л )

10 Александров, В.А. Применение наночастиц цветных металлов в составе моторного масла для повышения антшадирной стойкости сопряжений двигателя / В А Александров, А В Кирилин, С В Сафонова // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания материалы межгосуд науч -техн семинара / Сарат гос агр ун-т им НИ Вавилова - Саратов, 2005 - Вып 17-С 124-126 (0,13/0,04 печ л ).

11 Александров, В.А. Влияние наноразмерных добавок к пластичной смазке на мнкрогеомстрию рабочих поверхностей и усталостную прочность подшипников качения / В В Сафонов, А В Кирилин, В А Александров // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания материалы межгосуд науч -техн семинара/Сарат гос. агр ун-т им НИ Вавилова - Саратов, 2005 - Вып 17 - С 118120 (0,13/0,04 печ л)

12 Александров, В.А. Теоретическое обоснование повышения долговечности сопряжения "шейка коленчатого вала - вкладыш" за счет применения нанокомпонент-ной присадки к моторному маслу / В А. Александров, С В Сафонова // Упьяновские чтения материалы междунар науч -пракгич конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Алексея Федоровича Ульянова / Сарат гос агр ун-т им НИ Вавилова - Саратов, 2005 - Ч I -С 79-82(0,19/0,1 печ л)

13 Александров, В.А. Ресурсосберегающая технология экспресс-ремонта автотракторных дизелей / В В Сафонов, В А Александров, С В Сафонова // Сохранение окружающей среды - важнейшая проблема современности материалы междунар на-уч.-практич конференции - Орал, 2005 - Ч 2 -С 71-73 (0,13/0,07 печ л)

Подписано в печать 26 09 2005 Формат 60x84 l'/i6 Бумага офсетная Гарнитура Times _Печ л 1,0 Тираж 100 Заказ 14/14_

Федеральное государственное образовагельное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный универси reí им Н И Вавилова» 410600, Саратов, Театральная пл, 1

РЫБ Русский фонд

2006-4 15426

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Надежность сельскохозяйственной техники в эксплуатации.

1.2. Факторы, влияющие на ресурс автотракторных дизелей.

1.3. Анализ способов повышения долговечности трущихся деталей автотракторных дизелей.

1.4. Анализ современных присадок к моторным маслам.

1.5. Выводы и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УВЕЛИЧЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ТРУЩИХСЯ СОПРЯЖЕНИЙ ДВИГАТЕЛЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИСАДКИ К МОТОРНОМУ МАСЛУ НА ОСНОВЕ НАНОЧА-СТИЦ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ.

3. ПРОГРАММА И ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа исследований.

3.2. Методика лабораторных испытаний.

3.3. Методика физико-химических исследований поверхностей трения.

3.3.1. Методика лазерного эмиссионного микроспектрального анализа поверхностных пленок.

3.3.2. Рентгенофазовый анализ поверхностей трения.

3.3.3. Методика определения энергии активации пластической деформации материалов образцов.

3.4. Методика стендовых испытаний дизелей.

3.5. Методика эксплуатационных испытаний.

3.6. Обработка экспериментальных данных и оценка точности измерений.

4. РАЗРАБОТКА СОСТАВА ПРИСАДКИ НА ОСНОВЕ НАНОЧАСТИЦ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ.

4.1. Технологические основы получения наноразмерных порошков цветных металлов.

4.2. Технология получения наноразмерных порошков сульфидов и дисульфидов металлов.

4.3. Технология приготовления смазочной композиции.

4.4. Результаты предварительных лабораторных испытаний.

4.5. Оптимизация состава смазочной композиции.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ.

5.1. Результаты лабораторных испытаний.

5.2. Результаты физико-химических исследований поверхностей трения.

5.2.1. Результаты лазерного эмиссионного микроспектрального анализа.

5.2.2. Результаты рентгенофазового анализа поверхностей.

5.2.3. Результаты оценки энергии активации пластической деформации материалов образцов.

5.3. Результаты стендовых испытаний дизелей.

5.3.1. Изменение механических потерь на трение.

5.3.2. Изменение давления масла в главной масляной магистрали.

5.3.3. Изменение расхода картерных газов.

5.3.4. Износ деталей сопряжения "шейка коленчатого вала - вкладыш" за время испытания.

5.3.5. Результаты спектрального анализа моторного масла.

5.3.6. Влияние присадки на качество рабочих поверхностей деталей двигателя.

5.3.7. Влияние присадки на эффективную мощность и удельный расход топлива.

5.3.8. Влияние разработанной присадки на изменение физико-химических свойств моторного масла.

5.4. Результаты эксплуатационных испытаний дизелей.

5.5. Выводы.

6. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИСАДКИ "КЛАСТЕР-М" К МОТОРНОМУ МАСЛУ.

В настоящее время одной из причин снижения производства сельскохозяйственной продукции и повышения ее себестоимости является сокращение машинно-тракторного парка и существенное ухудшение его состояния. Техническая оснащенность механизированных процессов в растениеводстве, в частности тракторами, не превышает 40-50 %, причем более 80 % составляют базовые модели, выработавшие амортизационный срок, от 15 до 20 % из них не участвуют в работе по причине неисправности [1]. Это обусловливает несвоевременность и низкое качество выполнения полевых работ, а также высокие материальные и трудовые затраты на поддержание предельно изношенной техники в работоспособном состоянии. Ежегодные затраты на ремонт, техническое обслуживание и работу машинно-тракторного парка страны составляют 90-100 млрд руб., то есть 17-20 % по отношению к выпуску валовой продукции сельского хозяйства [2].

Анализ показателей надежности сельскохозяйственной техники в условиях эксплуатации показал, что до 30-50 % отказов приходится на двигатели внутреннего сгорания (ДВС). После ремонта данные показатели увеличиваются на 20-30 %. Согласно многочисленным исследованиям, долговечность как нового, так и капитально отремонтированного двигателя зависит в основном от технического состояния двух сопряжений - "поршневое кольцо - гильза цилиндра" и "шейка коленчатого вала - вкладыш". Отказы, связанные с износом данных сопряжений, являются наиболее частой причиной попадания автотракторных дизелей в капитальный ремонт.

Эффективным мероприятием, позволяющим повысить износостойкость трущихся деталей двигателя в процессе эксплуатации, является модифицирование смазочной среды специальными надбазовыми присадками. Механизм действия присадок, дополнительно вводимых в моторное масло, заключается в создании защитных пленок на трущихся поверхностях, которые препятствуют их непосредственному контакту, снижая трение, износ и предотвращая схватывание. Перспективное направление в этой области — использование в качестве компонентов присадок наноразмерных порошков (НРП) различных материалов.

Однако на сегодняшний день многие вопросы разработки и эффективного применения НРП в качестве присадок к моторным маслам для повышения долговечности трущихся сопряжений автотракторных ДВС требуют дополнительного изучения. Необходимы специальные исследования процессов, происходящих в зонах трения деталей машин при наличии в смазочной среде наноразмерных порошкообразных материалов. С целью определения оптимального количественного и качественного состава смазочной композиции на основе нано-размерного порошкообразного материала необходимо разработать математическую модель процесса износа трущихся деталей агрегатов машин. Кроме того, требуется глубокий анализ поверхностей трения деталей машин, полученных при использовании смазочных композиций, содержащих наноразмерные порошкообразные материалы. Необходимо также провести комплексные испытания двигателей с использованием экспериментальных смазочных материалов.

Таким образом, исследования, посвященные данной проблеме, представляют значительный теоретический и практический интерес.

Цель работы - повышение долговечности автотракторных дизелей в условиях эксплуатации за счет применения присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов.

Объекты исследования - дизель А-01М, моторное масло М-Ю-Г2, сопряжения дизеля А-01М: "поршневое кольцо - гильза цилиндра" и "шейка коленчатого вала - вкладыш".

Предмет исследования - технологии приготовления и применения смазочных композиций, состоящих из моторного масла М-10-Г2 и присадок к нему на основе наночастиц цветных металлов.

Методика исследований включала в себя лабораторные, стендовые и эксплуатационные испытания смазочных композиций, состоящих из моторного масла и присадок в виде НРП различных материалов.

Лабораторным испытаниям подвергали образцы, имитирующие работу ресурсоопределяющих пар трения. При этом определяли момент трения, износ и температуру. Стендовые испытания дизелей А-01М проводили на обкаточно-тормозном стенде КИ-5274 ГОСНИТИ е определением триботехнических свойств нового состава смазочной композиции. В результате эксплуатационных испытаний выявлено влияние разработанной присадки к моторному маслу на ресурс дизелей А-01М.

Результаты испытаний обрабатывали методами математической статистики с использованием стандартных программ на персональной ЭВМ.

Научная новизна. На основе кинетической концепции прочности материалов теоретически обосновано и практически подтверждено увеличение долговечности трущихся деталей двигателя за счет наличия на их поверхностях защитной пленки, сформированной под действием присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов.

Определены трибологические характеристики смазочных композиций на основе различных наноразмерных добавок и изучены физико-химические особенности сформированных поверхностных слоев в зоне контакта деталей.

Разработана эксплуатационная смазочная композиция на основе наноразмерных порошкообразных материалов. Экспериментально-теоретическим методом обоснованы оптимальный состав и концентрация предлагаемой присадки к моторному маслу.

Практическая ценность. Разработан новый состав эксплуатационной присадки к моторному маслу на основе наноразмерных порошкообразных материалов, применение которой в процессе эксплуатации дизелей позволяет снизить величину механических потерь, износ основных сопряжений и удельный расход топлива, увеличить доремонтный и межремонтный ресурс дизелей.

Достоверность результатов работы подтверждается сравнительными испытаниями, использованием современных методов и технических средств исследования, а также применением экспериментально-теоретических положений по планированию эксперимента.

Реализация результатов исследований. Результаты проведенных исследований могут быть использованы на ремонтно-технических предприятиях, машинно-тракторных станциях, в акционерных обществах и фермерских хозяйствах, а также на автотранспортных предприятиях Министерства сельского хозяйства и других предприятиях, эксплуатирующих технику, оснащенную дизельными двигателями.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов СГАУ в 2001— 2005 гг.; ежегодном межгосударственном постоянно действующем научно-техническом семинаре "Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания " (г. Саратов, 2001-2004 гг.); международной научно-практической конференции "Народное хозяйство Западного Казахстана: состояние и перспективы развития" (г. Уральск, 2004 г.); международном симпозиуме "Славянтрибо-6" (г. Санкт-Петербург, 2004 г.).

Публикации. По результатам выполненных теоретических и экспериментальных исследований опубликовано 13 печатных работ общим объемом 2,44 печ.л., в том числе 0,83 печ.л. принадлежит лично автору.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 185 страницах машинописного текста, состоит из введения, шести глав, общих выводов, содержит 18 таблиц, 56 рисунков и 6 приложений. Список использованной литературы включает в себя 176 наименований

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ данных литературных источников и патентный поиск показали, что наименее надежным агрегатом мобильной сельскохозяйственной техники является двигатель. На его долю приходится 30-50 % отказов. Долговечность двигателя внутреннего сгорания определяется техническим состоянием сопряжений "поршневое кольцо - гильза цилиндра" и "шейка коленчатого вала - вкладыш", износ которых является одной из основных причин попадания двигателей в капитальный ремонт. Перспективным направлением в повышении долговечности данных сопряжений является легирование смазочной среды наноразмерными порошками различных материалов.

2. Теоретически обосновано выражением (2.21) и практически подтверждено результатами стендовых испытаний (см. рис. 5.17) повышение долговечности ресурсоопределяющих сопряжений двигателя за счет наличия в смазочной среде присадки на основе наночастиц цветных металлов.

3. Разработана технология получения наноразмерных порошков сульфидов и дисульфидов металлов. Экспериментально-теоретическим методом определен оптимальный состав смазочной композиции на основе наночастиц цветных металлов. Оптимальная концентрация присадки к моторному маслу составила 0,32 масс.%.

4. Сравнительные трибологические испытания базового масла М-10-Г2 и разработанного состава смазочной композиции показали эффективность последней. Момент трения образцов различных сопряжений, испытанных на масле с присадкой "Кластер-М", в 1,21-1,58 раза, а температура на поверхности контакта в 1,14-1,34 раза меньше, чем на масле М-10-Г2. Износ образцов по массе в результате применения масла с присадкой уменьшился в 1,74—2,4 раза по сравнению с моторным маслом М-10-Г2. Нагрузка схватывания образцов пары трения "шейка коленчатого вала - вкладыш", испытанных на масле с присадкой Кластер-М", увеличилась в 1,75, а пары "поршневое кольцо — гильза цилиндра" — в 1,6 раза по сравнению с чистым моторным маслом. Шероховатость рабочих поверхностей образцов пары трения "шейка коленчатого вала — вкладыш" после испытания на масле с присадкой на основе наночастиц цветных металлов уменьшилась в 1,88-2,56 раза; пары трения "поршневое кольцо — гильза цилиндра" - в 1,5-1,95 раза по сравнению с М-10-Г2.

5. С помощью физико-химических методов исследован механизм взаимодействия активных компонентов присадки с металлом трущихся поверхностей. Установлено, что использование присадки "Кластер-М" приводит к образованию поверхностных пленок с высокими трибологическими характеристиками. Толщина сформированной пленки составила 1,2 мкм.

6. Стендовые испытания дизелей показали, что присадка к маслу "Кластер-М" позволяет значительно снизить износ ресурсоопределяющих деталей, момент механических потерь и расход картерных газов. Средняя эффективная мощность дизелей А-01М, испытанных на масле с присадкой "Кластер-М", увеличилась на 3,2 %, а удельный расход топлива снизился на 6,1 % по сравнению с маслом М-10-Г2. Введение присадки "Кластер-М" в состав моторного масла М-10-Г2 не оказывает отрицательного воздействия на его основные физико-химические показатели.

7. Эксплуатационные испытания тракторов Т-4А, оснащенных дизелями А-01М, с использованием разработанной смазочной композиции, показали, что остаточный ресурс сопряжения "шейка коленчатого вала — вкладыш" в среднем на 32 % больше по сравнению с тракторами, испытанными на чистом масле М-10-Г2. Годовой экономический эффект от применения присадки "Кластер-М" составил 28168 руб. на один дизель.

1. Орсик, Л. С. Затраты на ремонт машин в сельском хозяйстве / Л.С. Ор-сик, Л. М. Пильщиков//МТС.-2001.-Вып. 13.-С. 13-19.

2. Черноиванов, В. И. Технологическое обеспечение технического сервиса в сельском хозяйстве / В. И. Черноиванов, А. Э. Северный // МТС. — 2002. -Вып. 15.-С. 1-4.

3. Булгаков, Ю. В. Сравнительная оценка надежности и равнопрочности тракторов Т-4 и Т-4 А по результатам рядовой эксплуатации / Ю. В. Булгаков, П. А. Байков, А. К. Пьянков // Тр. / ГОСНИТИ. 1978. - Т. 48. - С. 151-158.

4. Храмцов, Н. В. Надежность отремонтированных двигателей / Н. В. Храмцов. -М. : Росагопромиздат, 1989. 159 с.

5. Плеханов, А. И. повышение надежности отремонтированных дизелей СМД-62 путем совершенствования технологии ремонта : дис. . канд. техн. наук / Плеханов Алексей Иванович. — Саратов, 1990. 156 с.

6. Фридрих, П. С. Критерии предельного состояния и соответствующая им потребность в капитальном ремонте двигателя А-01М и его составных частей / П. С. Фридрих//Тр. / ГОСНИТИ. 1983. - Т. 66. - С. 131-138.

7. Лаптев, А. А. Анализ причин капитального ремонта двигателей / А. А. Лаптев, А. П. Самоцветов, П. С. Фридрих // Техника в сельском хозяйстве. -1983.-№ 10.-С. 49.

8. Агузаров, В. О. О видах износа пары трения шейка вкладыш коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания / В. О. Агузаров // Вестник машиностроения. - 1987. -№ 1. - С. 39-41.

9. Кламанн, Д. Смазки и родственные продукты. Синтез. Свойства. Применение: Международные стандарты. -М. : Химия, 1988. 488 с.

10. Суранов, Г. И. Уменьшение износа автотракторных двигателей при пуске / Г. И. Суранов. М. : Колос, 1982. - 143 с.

11. Микулин, Ю. В. Пуск холодных двигателей при низкой температуре / Ю. В. Микулин, В. В. Карницкий, Б. А. Энглин. М.: Машиностроение, 1971. - 239 с.

12. Лосавио, Г. С. Исследование пусковых качеств и пусковых износов дизельного двигателя при низких температурах / Г. С. Лосавио // Автомобильный транспорт. 1964. - № 6. - С. 43-45.

13. Гурвич, И. Б. Эксплуатационная надежность автомобильных двигателей / И. Б. Гурвич, П. Э. Сыркин. М. : Транспорт, 1984. - 141 с.

14. Барский, И. Б. Динамика трактора / И. Б. Барский, В. Я. Анилович, Г. М. Кутьков. М. : Машиностроение, 1973. - 280 с.

15. Костин, А.К. Работа дизелей в условиях эксплуатации : справочник /

16. A.К. Костин, Б.П. Пугачев, Ю.Ю. Кочинев ; под общ. ред. А.К. Костина. — Л. : Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989, 284 с.

17. Ждановский, Н. С. Режимы работы двигателей энергонасыщенных тракторов / Н. С. Ждановский и др.. Л. : Машиностроение, 1981. - 240 с.

18. Долговечность двигателей дорожно-строительных машин (обзор). — М. : ВНИИстройдормаш, 1973. Серия I; разд. 4. - С. 32.

19. Канарчук, Е. Д. Влияние режимов работы на износ двигателей внутреннего сгорания / Е. Д. Канарчук, В. Е. Канарчук. Киев. : КТЭИ, 1970. - 167 с.

20. Гурвич, И. Б. Износ и долговечность двигателей / И. Б. Гурвич. -Горький : Волго-Вятское кн. изд-во, 1970. 172 с.

21. Донской, Д. И. Методика определения ремонтных размеров шеек коленчатых валов и тонкостенных вкладышей / Д. И. Донской. М. : Автотранс-издат, 1958. -30 с.

22. Храмцов, Н. В. Оптимизация обкатки автотракторных двигателей / Н.

23. B. Храмцов, А.Е. Королев. Тюменский сельскохозяйственный институт Тюмень, 1991.-150 с.

24. Агузаров, В. О. Причины аварийного износа коленчатых валов / В. О. Агузаров // Техника в сельском хозяйстве. 1973. - № 11. - С. 79-80.

25. Коднир, Д.С. Контактная гидродинамика смазки деталей машин / Д. С. Коднир. -М. : Машиностроение, 1976. 303 с.

26. Почтарев, Н. Ф. Влияние запыленности воздуха на износ поршневых двигателей / Н. Ф. Почтарев. М. : Воениздат, 1957. - 192 с.

27. Григорьев, М. А. Качество моторного масла и надежность двигателей / М. А. Григорьев, Б. М. Бунаков. -М. : Машиностроение, 1981.-231 с.

28. Арабян, С. Г. Масла и присадки для тракторных и комбайновых двигателей : справочник / С. Г. Арабян, А. Б. Виппер, И. А. Холомонов. М. : Машиностроение, 1984. - 208 с.

29. Венцель, С. В. Применение смазочных масел в двигателях внутреннего сгорания / С. В. Венцель. М. : Химия, 1979. - 238 с.

30. Итинская, Н.И. Автотракторные эксплуатационные материалы / Н.И. Итинская, Н.А. Кузнецов. -М. : Машиностроение, 1986. С. 5.8.

31. Костецкий, Б.И. Трение, смазка и износ в машинах / Б.И. Костецкий. Киев : Техника, 1975. - 226 с.

32. Воскресенский, В. А. Расчет и проектирование опор скольжения / В.А. Воскресенский, В. И. Дьяков. М. : Машиностроение, 1980. - 224 с.

33. Никитин, А. К. Гидродинамическая теория смазки и расчет подшипников скольжения, работающих в стационарном режиме / А. К. Никитин, К. С. Ахвердиев, Б. И. Остроухов. М. : Наука, 1981. - 321 с.

34. Никифоров, О. А. Повышение эффективности масляных систем быстроходных судовых дизелей / О. А. Никифоров. JI. : Судостроение, 1970. -189 с.

35. Григорьев, М. А. Смазка подшипников коленчатого вала автомобильного двигателя / М. А. Григорьев, Г. А. Бабкин, Т. П. Липгарт // Двигателе-строение. 1991. -№1. - С. 24-27.

36. Григорьев, М. А. Очистка масла и топлива в автотракторных двигателях / М. А. Григорьев. М. : Машиностроение, 1970. - 256 с.

37. Лебедев, С. А. Маслофильтрующая аппаратура автомобильных двигателей / С. А. Лебедев. М. : ЦИНТИМАШ, 1960. - 57 с.

38. Морозов, Г. А. Очистка масел в дизелях / Г. А. Морозов, О. М. Ар-циомов. Л. : Машиностроение, 1971. - 189 с.

39. Демидович, В. М. Исследование теплового режима подшипников ГТД / В. М. Демидович. М. : Машиностроение, 1978. - 172 с.

40. Матвеевский, Р. М. Температурная стойкость граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий при трении металлов и сплавов / Р. М. Матвеевский. М.: Наука, 1971. - 227 с.

41. Васильева, А. Г. Деформационное упрочнение закаленных конструкционных сталей / А. Г. Васильева. М. : Машиностроение, 1981.-231 с.

42. Виноградов, Ю. М. Трение и износ модифицированных металлов / Ю. М. Виноградов. М. : Наука, 1972. - 151 с.

43. Заславский, Ю. С. Механизм действия противоизносных присадок к маслам / Ю. С. Заславский, Р. Н. Заславский. М. : Химия, 1978. - 223 с.

44. Авдеев, М.В. Технология ремонта машин и оборудования / М.В. Авдеев, Е.Л. Воловик, И.Е. Ульман. -М. : Агропромиздат, 1986. 247 с.

45. Авдонькин, Ф. Н. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей / Ф. Н. Авдонькин. М. : Транспорт, 1985. - 215 с.

46. Ачкасов, К. А. Прогрессивные способы ремонта сельскохозяйственной техники / К. А. Ачкасов. 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Колос, 1984.-271 с.

47. Бугаев, В. Н. Ремонт форсированных тракторных двигателей / В. Н.

48. Бугаев. М. : Колос, 1978. - 127 с.

49. Бурумкулов, Ф. Восстановление посадочных отверстий полимерами / Ф. Бурумкулов, П. Лезин, А. Котин // Автомобильный транспорт. 1986. - № 5.-С. 44-45.

50. Вадивасов, Д. Г. Повышение долговечности трущихся деталей металлопокрытиями / Д. Г. Вадивасов // Техника в сельском хозяйстве. 1973. — № 3. - С. 15-18.

51. Воловик, Е. JI. Справочник по восстановлению деталей / Е. JL Воловик. М. : Колос, 1981. - 351 с.

52. Дюмин, И. Е. Повышение эффективности ремонта автомобильных двигателей / И. Е. Дюмин. М. : Транспорт, 1987. - 176 с.

53. Казарцев, В. И. Требуемая, достигнутая и действительная долговечность машин / В. И. Казарцев // Вестник машиностроения. 1963. - №1. - С. 48-54.

54. Курчаткин, В. В. Восстановление посадочных мест подшипников полимерными материалами / В. В. Курчаткин. М. : Высшая школа, 1983. - 80 с.

55. Левитский, И. С. Технология ремонта машин и оборудования / И. С. Левитский. М. : Колос, 1975. - 560 с.

56. Михлин, В. М. Управление надежностью сельскохозяйственной техники / В. М. Михлин. М. : Колос, 1984. - 335 с.

57. Некрасов, С. С. Повысить надежность автотракторных двигателей / С. С. Некрасов // Техника в сельском хозяйстве. 1980. - № 6. - С. 56-58.

58. Петров, Ю. Н. Ремонт автотракторных деталей гальваническими покрытиями / Ю. Н. Петров. Кишинев: Картя молдовеняскэ, 1976. - 149 с.

59. Рассказов, М. Я. Организация ремонтного производства в сельском хозяйстве / М. Я. Рассказов. М. : Россельхозиздат, 1979. - 147 с.

60. Северный, А. Э. Защита сельскохозяйственной техники от коррозии / А. Э. Северный, Е. А. Пучин. М. : АгроНИИТЭИИТО, 1990. - 51 с.

61. Селиванов, А. И. Теоретические основы ремонта и надежность сельскохозяйственной техники / А. И. Селиванов, Ю. Н. Артемьев. М.: Колос, 1978.-248 с.

62. Родин, Ю. А. Безызносность деталей машин при трении / Ю. А. Родин, П. Г. Суслов. Л. : Машиностроение, 1989. - 229 с.

63. Тельнов, Н. Ф. Технология очистки сельскохозяйственной техники / Н. Ф. Тельнов. М. : Колос, 1983. - 256 с.

64. Черноиванов, В. И. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники / В.И. Черноиванов, В. П. Андреев. -М. : Колос, 1983. 288 с.

65. Шадричев, В. А. Основы технологии автостроения и ремонта автомобилей / В. А. Шадричев. Л. : Машиностроение, 1976. - 560 с.

66. Шаронов, Г. П. Влияние добавления в масло дигептилфосфинатов редкоземельных металлов на ускорение приработки и повышение износостойкости деталей машин / Г. П. Шаронов, В. И. Цыпцын // Химия и технология то-плив и масел. 1978. - № 1. - С. 23-26.

67. Гаркунов, Д. Н. Триботехника / Д. Н. Гаркунов. М. : Машиностроение, 1989. - 328 с.

68. Потапов, Г. К. Финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО) гильз цилиндров и шеек коленчатых валов двигателей / Г. К. Потапов, В. И. Балабанов // Эффект безызности и триботехнологии. 1994. - Вып. 3-4. - С. 48-53.

69. Шнейдер, Ю. Г. Регуляция микрогеометрии поверхностей методом пластического деформирования / Ю. Г. Шнейдер // Металлообработка. 2001. -№3-С. 15-17.

70. Мишин, И. А. Долговечность двигателей / И. А. Мишин. Л. : Машиностроение, 1976.-287 с.

71. Грозин, Б. Д. Повышение эксплуатационной надежности деталей машин / Б. Д. Грозин. М.-К. : Машгиз, 1960. - 293 с.

72. Гольдштейн, Я. Е. Повышение долговечности тракторных деталей / Я. Е. Гольдштейн, И. Я. Горбульский. -М. : Машгиз, 1961. 200 с.

73. Петрусевич, А. И. Основные выводы из контактно-гидродинамической теории смазки / А. И. Петрусевич // Известия АН СССР. — 1951.-С. 41-47.

74. Рожков, И. В. Зарубежные топлива, масла и присадки / И.В. Рожков и др. ; под ред. И. В. Рожкова и Б. В. Лосикова. М. : Химия, 1971. - 485 с.

75. Стрельцов, В. В. Ресурсосберегающая ускоренная обкатка отремонтированных двигателей / В. В. Стрельцов, В. Н. Попов, В. Ф. Карпенков — М. : Колос, 1995.-175 с.

76. Брейтуэйт, Е. Ф. Твердые смазочные материалы и антифрикционные покрытия / Е. Ф. Брейтуэйт. М.: Химия, 1967. - 320 с.

77. Ванштейн, В. Э. Сухие смазки и самосмазывающиеся материалы / В. Э. Ванштейн, Г. И. Трояновская. -М. : Машиностроение, 1968. 180с.

78. Семенов, А. П. К вопросу о механизме смазочного действия твердых антифрикционных материалов / А. П. Семенов, М. В. Ноженков // Трение и износ. 1984. - T.Y.-№ 3. - С. 408-415.

79. Фукс, Г. И. Абсорбция и смазочная способность масел / Г. И. Фукс // Трение и износ. 1983. - Т. 4. - С. 398-414.

80. Алексеев, В. П. Двигатели внутреннего сгорания / В. П. Алексеев, Н. И. Костычев, М. Г. Кручков. М. : Машгиз, 1960. - 452 с.

81. Лезим, П. П. Управление надежностью продукции ремонтных предприятий / П. П. Лезим // Вопросы механизации сельского хозяйства нечерноземной зоны РСФСР. 1980.-С. 25-28.

82. А. с. 1770350 СССР, МКИ С 10 М 125/02. Смазочная композиция / Шебалин А.И. и др. (СССР). № 4457050/04 ; заявл. 19.07.88 ; опубл. 23.10.92 ; Бюл. № 39. - 6 с.

83. Истомин, Н. П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторполимеров / Н. П. Истомин, А. П. Семенов. М. : Наука, 1981. - 145 с.

84. Makinson, К. R. Friction and transfer of politetrafluoroethylene / К. R. Makinson, D. Tabor. -Nature, 1961. Vol. 201. - P. 464-466.

85. Виппер, А. Б. Свойства беззольных моющих присадок полимерного типа / А. Б. Виппер, 3. А. Клейменова, М. А. Лисовская // Химия и технология топлив и масел. 1963. - № 8. - С. 14-20.

86. Виноградова, И. Э. Присадки к маслам для снижения трения и износа / И. Э. Виноградова. М. : Гостоптехиздат, 1936. - 146 с.

87. Евстигнеев, Е. В. Исследование противоизносных свойств смазочных масел при внешней поляризации поверхностей трения : автореф. дис. . канд. техн. наук / Е. В. Евстигнеев. М., 1983. — 16 с.

88. Караелова, И. В. О критериях оценки эффективности противоизносных присадок / И. В. Караелова // Присадки к маслам. 1968. - С. 48—53.

89. Пат. 3, 541, 014 США, МКИ С 10 М 1/10, 1/32. Молибденосодержа-щие смазочные композиции . № 652,671 ; заявл. 12.07.67 ; опубл. 17.11.70 ; НКИ 252-49.7. - 8 с.

90. Пат. 4, 164, 473 США, МКИ С 10 М 1/48. Органомолибденовые противоизносные, антифрикционные присадки . № 928,817 ; заявл. 28.07.78 ; опубл. 14.08.79 ; НКИ 252-32. - 8 с.

91. Пат. 4, 176, 073 США, МКИ С 10 М 1/54. Молибденовые комплексы лактонокеазолиновых диспергаторов в качестве антифрикционных, противоизносных присадок к смазочным маслам . № 943,206 ; заявл. 18.09.78 ; опубл. 27.11.79; НКИ 252-32.7Е. - Юс.

92. Пат. 4, 176, 074 США, МКИ С 10 М 1/48. Молибденовые комплексы беззольных оксазолиновых диспергаторов как антифрикционные, противоизносные присадки к смазочным маслам . № 943,342 ; заявл. 18.09.78 ; опубл. 27.11.79 ; НКИ 252-32.7Е. - 6 с.

93. Виппер, А. Б. Зарубежные масла и присадки / А. Б. Виппер, А. В.

94. Виленкин, Д. А. Гайснер. -М. : Химия, 1981. 192 с.

95. Химмотология : материалы семинара . М. : МД НТН, 1979. - 166 с.

96. Дудников, И. А. Повышение долговечности капитально отремонтированных дизелей введением антифрикционных присадок в моторное масло : ав-тореф. дисс. . канд. техн. наук / И. А. Дудников. М. : МГАУ, 1992. - 16 с.

97. Жеглов, А. С. Применение металлоплакирующей смазки / А. С. Жег-лов, В. М. Кремешный, О. Шабуров // Автотранспорт и дороги Латвии. 1981.- № 2. С. 33-34.

98. Евдокимов, В. Д. Разработка металлоплакируюгцих смазок в узлах трения подвижного транспорта / В. Д. Евдокимов // Трение, износ и смазочные материалы : тез. докл. междун. конф. Ташкент, 1985. - С. 14-15.

99. Пат. 145469 ГДР, МКИ С 10 М 3/48. Смазка пар трения . № 175881 ; заявл. 29.12.73 ; опубл. 17.12.80.-5 с.

100. Мельниченко, И. М. О влиянии твердых наполнителей на эксплуатационные свойства пластичных смазок / И. М. Мельниченко, А. П. Грибайло, В. О. Замятин // Трение и износ. 1980. - T.I. - № 4. - С. 674-677.

101. Грибайло, А. П. Влияние металлоплакирующих смазок на трение и изнашивание / А. П. Грибайло, В. Р. Богданов, В. О. Замятин : тез. докл. науч.-техн. семинара "Применение избирательного переноса в узлах трения машин".- М. :ВИСМ, 1976,- С. 3-8.

102. A.c. 983139 СССР, МКИ С 10 M 5/02, 5/10, 5/12, 5/14. Антифрикционная смазочная композиция / Близнец М.М., Мельниченко И.М. (СССР).- № 3246231/23-04 ; заявл. 10.02.81 ; опубл. 23.02.82 ; Бюл. № 47. -4 с.

103. А.с. 825603 СССР, МКИ С 10 М 5/02. Антифрикционная, противоизносная и противозадирная присадка к пластичным смазкам / Грибайло А.П., Налегач В.М., Замятин В.О. (СССР). № 2764094/23-04 ; Заявл. 09.05.79; Опубл. 05.10.81; Бюл. № 6.

104. Пат. 3,232, 873 США. МКИ С 10 М. Тиофосфаты кадмия и свинца как присадки к смазочным маслам . № 214,915 ; заявл. 23.04.63 ; опубл. 01.02.66; НКИ 252-32.7. - 5 с.

105. А. с. 859427 СССР, МКИ С 10 М 3/02, 3/14. Смазочная композиция для узлов трения / Близнец М.М., Сысоев П.В., И.М. Мельниченко (СССР). -№ 2863842 ; заявл. 17.12.79 ; опубл. 30.08.81 ; Бюл. № 38. -4 с.

106. Пат. 145469 ГДР, МКИ С 10 М 3/48. Смазка пар трения . № 175881 ; заявл. 29.12.73 ; опубл. 17.12.80. - 5 с.

107. Пат. 145469 ГДР, МКИ С 10 М 3/48. Смазка пар трения . № 175881 ; заявл. 29.12.73 ; опубл. 17.12.80.-5 с.

108. Пат. 3, 527, 704 США, МКИ С 10 М 1/36, 1/54. Смазки, содержащие органосвинцовые азотсодержащие соединения . № 796,211 ; заявл. 03.02.69 ; опубл. 08.09.70 ; НКИ 252-49.7. - 5 с.

109. Пат. 2, 160, 911 США, МКИ С 10 М 3/48. № 745,937 ; заявл. 28.09.34 ; опубл. 06.07.39 ; НКИ 106-14. - 6 с.

110. Hironaka, S. Organotin Compounds as Antiwear addives for Lubricating oils / Seiichiro Hironaka // Sekiyu gakkaishi. J. Jap. Petrol, inst., 1981. - № 4. -P. 241-245.

111. Пат. 2, 645, 613 США, МКИ С 10 М 1/10. Смазочная композиция. -№ 81, 404 ; заявл. 14.03.49 ; опубл. 14.07.53 ; НКИ 252-49.7. 6 с.

112. Пат. 4, 212, 754 США, МКИ С 10 М 1/10. Хелатные моющие и противоизносные присадки к смазкам, полученные из оксиалкилированных бензотриазолов. № 32,079 ; заявл. 23.04.79 ; опубл. 15.07.80 ; НКИ 252-49.7. -7 с.

113. Пат. 3, 396, 109 США, МКИ С 10 М. Смазки, содержащие продукт реакции дитиофосфината металла с амином. № 640,761 ; заявл. 26.01.67 ;опубл. 06.08.68 ; НКИ 252-32.7. 5 с.

114. Заявка 2090287 Великобритания, МКИ С 10 М 1/32, 3/26, 5/20, 7/30.

115. Смазочный состав, содержащий оксихинолинаты металла.-№ 8139083 ; за-явл. 30.12.81 ; опубл. 07.07.82 ; НКИ С5. 4 с.

116. А. с. 819159 СССР, МКИ С 10 М 7/02. Твердый смазочный материал / Зобов Е.В. и др. (СССР). №2775273/23-04 ; заявл. 05.06.79 ; опубл. 12.05.81 ; Бюл. № 13.-4 с.

117. А. с. 411120 СССР, МКИ С 10 М. Твердая смазка для металлических и металлополимерных пар трения / Зобов Е.В., Крачун А.Т., Гольдман И.М. (СССР). -№ 1786853/23-04 ; заявл. 22.05.72 ; опубл. 09.03.74 ; Бюл. №2.-3 с.

118. Крачун, А. Т. Разработка и использование новых твердосмазочных материалов на основе капролактама / А. Т. Крачун, Е. В. Зобов, Г. А. Рудик // Трение и износ.- 1980.-Т. 1.-№6.-С. 1050-1055.

119. Радин, Ю. А. Безызносность деталей машин при трении / Ю. А. Ра-дин, П. Г. Суслов. -JI. : Машиностроение, 1989. 229 с.

120. Быстрое, В. Н. Эффект безызносности и его применение в технике : сб. статей / В. Н. Быстров // Долговечность трущихся деталей машин. М. : Машиностроение, 1990. - Вып. 5. - С. 3-22.

121. Носихин, Н. И. Повышение качества и ускорение обкатки отремонтированных дизелей на основе современных достижений трибологии : автореф. дисс. . д-ра техн. наук / Н. И. Носихин. М. : МГАУ, 1997.

122. А. с. 179409 СССР, МКИ С 10 М 1/02. Металлоплакирующая смазка / Гаркунов Д. Н., Лозовский В. Н., Шимановский В. Г. (СССР). № 1734528/2304 ; заявл. 14.05.62 ; опубл. 26.02.66 ; Бюл. № 23. №5.-6 с.

123. А. с. 874748 СССР, МКИ С 10 М 7/02, 7/26. Антифрикционная паста

124. Эдма-10" / Митрофанова А. К., Зеленская М. Н. (СССР). -№ 2367681/23-04 ; заявл. 28.05.76 ; опубл. 28.04.81. Бюл. № 39. 6 с.

125. А. с. 834114 СССР, МКИ С 10 М 5/02, 5/12. Смазка для пар трения / Лебедев В. М., Смирнов Н. А. (СССР). №2829536 ; заявл. 19.10.79 ; опубл. 12.09.81 ; Бюл. №20.-6 с.

126. А. с. 658165 СССР, МКИ С 10 М 5/02, 5/14, 5/20. Пластичная смазка / Свищевская Г. И., Степанянц С. А., Бутырина Л. К. (СССР). № 2437109/2304 ; заявл. 29.12.76 ; опубл. 24.05.79 ; Бюл. № 15. - 6 с.

127. Айнбиндер, С. Б. Трибологические исследования композитной по-лимерсодержащей смазки / С. Б. Айнбиндер, О. С. Жеглов, В. М. Кремешный // Механика композитных материалов. 1979. - № 4. - С. 607-610.

128. А. с. 667583 СССР, МКИ С 10 М 5/24. Антифрикционная смазка / Айнбиндер С.Б. и др. (СССР). -№ 2556825 ; заявл. 19.12.77 ; опубл. 28.08.79 ; Бюл. № 22. 6 с.

129. Кутьков, А. А. Исследование механизма трения меднофторопластового композита / А. А. Кутьков и др. // Трение и износ. 1980. - Т. 1. - № 6. - С. 93-999.

130. Пат. 2001940 Российская Федерация, МКИ С 10 М 125/04, С Ю М 177/00. Смазка и способ ее получения / М.В. Астахов и др.. № 4915643/04 ; заявл. 11.12.90 ; опубл. 30.10.93 ; Бюл. № 39-40.

131. Пат. 1730842 Российская Федерация, МКИ С 10 М 125/04. Смазочный состав / А.П. Ильин др..-- № 4791575/04 ; заявл. 14.02.90 ; опубл. 30.11.94 ; Бюл. № 22 ; НКИ С 10 N 30:06.

132. А. с. 1813781 СССР, МКИ С Ю М 125/02. Противоизносная присадка "Валерии" к смазочным маслам / Гусак В.Ю. (СССР). № 4770128/04 ; заявл. 19.12.89 ; опубл. 12.05.93 ; Бюл. № 17. - 6 с.

133. А. с. 1669976 СССР, МКИ С 10 М 125/20. Смазочная композиция / Алексеев Н. В. и др. (СССР). № 4393134/04 ; заявл. 18.03.88 ; опубл. 15.08.91 ; Бюл. №30. 6 с. НКИ С 10 N30:06.

134. Пат. 2028370 Российская Федерация, МКИ С 10 М 125/04. Смазочный состав / П. М. Брыляков, Е. Е. Приходько, Н. В. Степанова. № 5039882/04 ; заявл. 18.02.92 ; опубл. 30.02.95 ; Бюл. № 4. НКИ С 10 N 30:06. - 6 с.

135. Лезим, П. П. Управление надежностью продукции ремонтных предприятий / П. П. Лезим // Вопросы механизации сельского хозяйства нечерноземной зоны РСФСР. 1980. - С. 25-28.

136. Пат. 2019563 Российская Федерация, МКИ С 10 М 125/02. Смазочная композиция "Ресурс-дизель" / Я.Н. Войтович и др. (СССР). — № 50334800/04 ; заявл. 31.03.92 ; опубл. 15.09.94 ; Бюл. № 17 ; НКИ С 10 N 30:06. 12 с.

137. Федорченко, И. М. Современные представления о механизме трения и износа и основные тенденции в развитии композиционных материалов трибо-технического назначения / И. М. Федорченко // Порошковая металлургия. — 1979.- №4.-С. 53-65.

138. Троицкий, В. Н. Температура начала спекания ультрадисперсных порошков / В.Н. Троицкий и др. // Порошковая металлургия. 1983. - № 1. - С. 13-15.

139. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения : учебник для вузов / И. И. Беркович, Д. Г. Громаковский ; под. ред. Д. Г. Гро-маковского ; Самар. гос. техн. ун-т. — Самара, 2000. 268 с.

140. Крагельский, И. В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагель-ский, М. Н. Добычин, В. С. Комбалов. М. : Машиностоение, 1977. - 526 с.

141. Алехин, В. П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов / В. П. Алехин. М. : Наука, 1983. - 280 с.

142. Журков, С. Н. К вопросу о физической основе прочности / С. Н. Жур-ков // Физика твердого тела. 1980. - Т. 22. - Вып. 11. - С. 3344-3349.

143. Регель, В. Р. Кинетическая природа твердых тел / В. Р. Регель, А. И. Слуцкер, Э. Е. Томашевский. М. : Наука, 1974. - 560 с.

144. Федоров, В. В. Термодинамические аспекты прочности и разрушения твердых тел / В. В. Федоров. Ташкент : Изд. ФАН, 1979. - 168 с.

145. Смирягин, А. П. Промышленные цветные металлы и сплавы : справочник / А. П. Смирягин, Н. А. Смирягина, А. В. Белова. М. : Металлургия, 1974. - 48 с.

146. Келли, А. Кристаллография и дефекты в кристаллах / А. Келли, Г. Гровс. М. : Мир, 1974. - 384 с.

147. Колчин, А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей : учеб. пособие для вузов / А. И. Колчин, В. П. Демидов. 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2002. - 496 с.

148. Гордон, Б. Е. Спектральный эмиссионный анализ и его применение в криминалистике, судебной химии и судебной медицине / Б. Е. Гордон. Киев : Гос. изд-во техн. лит., - 1962. - 304 с.

149. Зайдель А. Н. Таблицы спектральных линий / А. Н. Зайдель, В. К. Прокофьев, С. М. Райский. -М. : Наука, 1969. 784 с.

150. Зевин, А. С. Рентгеновские методы исследования строительных материалов / А. С. Зевин, Д. М. Хейкер. М. : Наука, 1965. - 190 с.

151. Миркин, JI. И. Справочник по ренгеноструктурному анализу поликристаллов / JI. И. Миркин. М.: Физматиз, 1961. - 260 с.

152. Дизель А-01М. Технические требования на капитальный ремонт / ГОСНИТИ. М. : ГОСНИТИ, 1988. - 155 с.

153. Гуськов, В. В. Такторы теория / В. В. Гуськов ; под ред. В. В. Гусь-кова. — М.: Машиностроение, 1988. - 376 с.

154. Сельцер, А. А. Практикум по диагностированию сельскохозяйственной техники / А. А. Сельцер, К. Ю. Скибиневский. М. : Колос, 1979. - 423 с.

155. Хрущов, М. М. Точное определение износа деталей машин / М. М. Хрущов, Е. С. Беркович. М. : Издательство академии наук СССР, 1953. -116с.

156. Инструкция по применению метода спектрального анализа масел при обслуживании машинно-тракторного парка. М.: ОНТИ ГОСНИТИ, 1973. - 24 с.

157. Кривенко, П. М. Ремонт дизелей сельхозназначения / П. М. Кривенкои др.. -М. : Агропромиздат, 1990. 271 с.

158. Вельских, В. И. Диагностирование и обслуживание сельскохозяйственной техники / В. И. Вельских. М. : Колос, 1980. - 575 с.

159. ГОСТ 11.004-74. Прикладная статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров нормального распределения. М. : Изд-во стандартов, 1981. - 20 с.

160. Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных / Г. В. Веденяпин. М. : Колос, 1973. - 199 с.

161. Пустыльник, Е. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений / Е.И. Пустыльник. М. : Наука, 1968. - 288 с.

162. Зонтаг, Г. Коагуляция и устойчивость дисперсных систем / Г. Зонтаг, К. Штренге. Л. : Химия, 1973. - 352 с.

163. Дерягин, Б. В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок / Б. В. Дерягин. М. : Наука, 1986. - 204 с.

164. Вишнякова, Т. П. Стабилизаторы и модификаторы нефтяных дис-тиллятных топлив / Т. П. Вишнякова. -М. : Химия, 1990. 192 с.

165. Сафонов, В. В. Металлсодержащие смазочные композиции в мобильной сельскохозяйственной технике: технология, исследование, применение / В. В. Сафонов и др.; Сарат. агр. ун-т. - Саратов, 1999. - 80 с.

166. Крапивина, С. А. Плазмохимические технологические процессы / С. А. Крапивина. — Л. : Химия, 1981. 247 с.

167. Котов, Ю. А. Исследование частиц, образующихся при электрическом взрыве проводников / Ю. А. Котов, Н. Н. Яворовский // Физ.-хим. обработка материалов. 1978. - № 4. - С. 29-36.

168. Морохов, И. Д. Ультрадисперсные металлические среды / И. Д. Мо-рохов, Л. И. Трусов, С. П. Чижик. М. : Атомиздат, 1977. - 358 с.

169. Федоров, В. Б. Свойства материалов с ультрадисперсной структурой / В.Б. Федоров идр. //Поверхность. Физика, химия, механика. -1984. -№ 4. С. 123-130.

170. Маркова, Е. В. Математическое планирование химического эксперимента / Е. В. Маркова, А. Е. Рохваргер. М. : Знание, 1971. - 32 с.

171. Манукян, Н. В. Спеченные антифрикционные материалы для тяже-лонагруженных узлов трения / Н. В. Манукян и др. // Порошковая металлургия. 1978. - № 12. - С. 56-60.

172. Евдокимов, Ю. А. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа / Ю. А. Евдокимов и др.. М. : Наука, 1980. - 228 с.

173. Саутин, С. Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии / С. Н. Саутин. JI. : Химия, 1975. - 48 с.

174. Методические указания по определению эффективности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений на предприятиях и в организациях "Сельхозтехники". М. : ЦНИИТЭИ, 1978. - 90 с.

175. Методические рекомендации по комплексной оценке эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса. — М., 1988.- 19 с.