автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение долговечности капитально отремонтированных дизелей введением антифрикционных присадок в моторное масло

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОЗ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА имени В.П.ГОРЯЧКИНА (ШКСП)

На правах рукописи

ДУДНИКОВ Игорь Анатольевич

УДК 621.436.21/22:621.8?2.098.1.004.2.

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ КАПИТАЛЬНО ОТРЕМОНТИРОВАННЫХ ДИЗЕЛЕЙ ВВЕДЕНИЕМ'АНТИФРИКЦИОННЫХ ПРИСАДОК В МОТОРНОЕ МАСЛО

Специальность 05.20.03. - эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

■"V

у

/

Работа выполнена на кафедре технологии машиностроения Московского ордена Трудового Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор НЕКРАСОВ С.С.

Официальные оппоненты: дс.стор технических наук,

профессор БУГАЕВ В.Н.

кандидат технических наук, профессор КУЛЬЧЕВ М.А.

Ведущая организация: Российская инженерно-коммерческая

ассоциация (РЖА) при Министерства сельского хозяйства Российской Федерации

Защита состоится "Ло " аук^х. 1992 г. в 13 часов на заседании специализированного Совета К 120.12.03. Московского ордена Трудового Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Вели отзывы и замечания по автореферату в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу:

127550, Москва, ул. Тимирязевская, д.58., МИЙСП. Ученый совет.

Автореферат разослан "_"_1992 г.

" Ученый секретарь специализированного Совета,

к.г.н., додент . ^ В.И.Осинов

ОЕЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Ежегодно на специализированных предприятиях АПК ремонтируется свыше 710 тыс. тракторов, более 2 млн. тракторных, комбайновых и автомобильных двигателей. Послеремонтный ресурс капитально отремонтированных дизелей не превышает 30...40? ресурса новых при нормативном не менее 80$. Например, ресурс отремонтированных дизелей СВД-60(62) составляет лишь 25% к нормативу. На техническое обслуживание и все виды ремонтов двигателей внутреннего сгорания (ЛВС) затрачивается средств в 5...7 раз, а труда в 10..»12 раз больше, чем на их изготовление.

Анализ данных эксплуатации машин показывает, что до 45$ отказов приходится на ДВС. за их износа средняя потеря мощности составляет 10...15$.

Один из важных путей повышения ресурса ДВС, в частности дизелей, и снижения в них механических потерь на трение является улучшение антифрикционных свойств моторного масла за счет введения в масло антифрикционных присадок - модификаторов трения.

Цель рзботк - повышение долговечности капитально отремонтированных дизелей в период эксплуатации введением в моторное масло присадок, снижающих трение и износ.

Объекты исследования - капитально отремонтированные дизели СМД-62 энергонасыщенных^тракторов Т-150К, моторное масло М-10Г2 й специальные антифрикционные присадки.

Методика исследований включала комплексные исследования <лабораторные, стендовые и эксплуатационные) смазочных композиций, состоящих из моторного масла и дополнительно введенных присадок. Лабораторные' исследования проводили на установке, содержащей машину трения, с использованием образцов, изготовленных из материалов основных пар трения шлиндро-поршневоп группы (ЦПГ) и кривопшпно-шатун-ного механизма (KlliM). Определяли момент трения, температуру и износ" образцов. Стендовые испытания дизелей СМД-62 проводили с определением антифрикционных и претивоизноеннх свойств смазочных композиций. В процессе эксплуатационных испытаний дизелей изучали действие лучших присадок в мото; яое масло на ресурс двигателей.

Обработку данных исследований проводили методами математической статистики. Сбор данных о наработке в процессе эксплуати'диоккнх испытаний проводили по плану NVT . Обработку результатов экспериментов проводили с использованием ЭВМ. В проведенных исследованиях ошибки экспериментов лежат в пределах 2,1...9,6% при доверительной вероятности 0,9.

-г -

Научная новизна. Разработана новая присадка, улучшающая антифрикционные свойства моторного масла. На разработанную присадку псдана заявка на получение авторского свидетельства. Доказана эффективность для работы на дизелях ранее разработанной в ОНИЛ-1 МИИСП присадки 0М0-5 для карбюраторных двигателей. Обосновано увеличение ресурса ДВС за счет снижения интенсивности изнашивания деталей двигателя при введении в масло антифрикционных присадок, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ). Разработаны и применены на практике режимы стендовых испытаний, имитирующих эксплуатационную обкатку капитально отремонтированных дизелей. Проведены стендовые и эксплуатационные испытания капитально отремонтированных дизелей СМД-62 со смазочными композициями, подтверждена эффективность предложенной присадки.

Практ;. веская значимость, Использование предложенной антифрикционной присадки, как добавки в моторное масло в период эксплуатации, позволяет снизить трение в сопряжениях дизеля на 11,2$, износ основных деталей ЩГ и КШМ на 31$ (средний суммарный показатель).' Ресурс, двигателей при этом увеличивается на 30%, а расхо," топлива снижается на 1,9$.

Пути реализации работы. Результаты исследований могут быть использовали на сельскохозяйственных ремонтно-транспортных предприятиях (РТП) и в транспортных службах Министерства сельского хозяйства Российской федерации, а также в других ведомствах, эксплуатирующих дизели.

Внедрение. Разработанная присадка внедрена ч Глобинском и Полтавском РТП Полтавской области с общим годовым экономическим эффектом 438,2 тыс. рублей.

Апробация. Результаты работы дqлoжeны и обсувдены на:

- научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов Московского института инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина в 1989, 1990 и 1991 гг.;

- научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Полтавского сельскохозяйственного института в 1990 и 1991 гг.;

- на областной научно-технической конференции "Методы и средства повышения надежности машиностроительных изделий" ъ Мордовском государственном университете Им. Н.П.Огарева в 1989 г.

¡¡¿'ЩсэшКл По темд диссертации опубликовано семь печатных ра-

оот.

На защиту выносится;

- теоретическое обоснование увеличения эксплуатационного ресурса ДВС за счет снижения интенсивности изнашивания деталей двигателя при введении антифрикционных присадок, содержащих ПАВ;

- результаты лабораторных исследований новой присадки, разработанной в отраслевой научно-исследовательской лаборатории XI СОНИЛ-1) МИИСП при непосредственном участии автора, которую рекомендуется использовать в качестве добавки в моторное масло в период эксплуатации дизеле?.;

- результаты стендовых-и эксплуатационных испытаний смазочной композиции на основе мотерного масла М-10Г? с разработанной антифрикционной присадкой;

- результаты внедрения в производство и их экономическая оценка.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из вгедения, семи глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 321 странице машинописного текста, содержит 50 рисунков, 27 таблиц. Список использованных источников из 135 наименований.

' СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Состояние'вопроса и задачи тооотн

Анализ надежности капитально отремонтированных дизелей сельскохозяйственного назначения показывает, что их фактический.после-ремонтный ресурс в реальных условия:« эксплуатации в 2...2,2 раза меньше установленного.. Эффективный путь повышзн'ля послеремонтного ресурса отремонтированных дизелей - снижение трения и износа в соединениях ЦПГ и К111М за счет улучшения антифрикционных свойств моторных масел за счет введения в масла специальных присадок.

Исследования в области трения и износа А.С.Ахматова, Д.Н.Гар-кунова, Б.И.Костецкого, И.В.Крагельского, М.Н.Михина, А.В.Чичинад-зе и др. показали, что в соединениях, лимитирующих ресурс цви.га.еля, преобладает граничный режим смазки, который при определенных условиях может переходить в сухое трение, приводящее к аварийному износу. Установлено, что до 50% отказов у дизелей приходится на неисправность деталей ЦПГ.

В работах -5.П.Боудена,"Г.В.Виноградова, В.А.Лашхи, Р.5й.Матвеевского, С.С.Некрасова, К.К.Пагюк, Н.А.Ребиндера, Д.Тейбора, М.Хебды, Г.П.Шаронова и других ученых показано, что введение в масло повэрл,-ностно-актийных присадок приводит к улучшению несущей спорой: юти граничных пленок и, как следствие, к уменьшении механически- потере

на трение и изнашивания в соединениях ДВС. Большое внимание уделяется антифрикционным присадкам - модификаторам трения, создаваемым на основе маслорастворимых соединений металлов.

Наиболее эффективным антифрикционным действием р реьлме граничного трения обладают присадки, стройные образовывать вторичные структуры поверхностного слоя и граничные пленки по механизму адсорбции н хемосорбции.

Моторные масла современных автотракторных дизелей сельскохозяйственного назначения работают в жестких условиях, приводящих к ухудшению основных эксплуатационных свойств. Для обеспечения необходимых свойств моторных масел в них вводят различные присадки. Товарные масла, выпускаемые промышленностью для дизелей, не содержат' в своем составе присадок, снижаших .трение и износ. Ассортимент существующих противоизносных присадок для моторных масел невелик.

Целью данной работы является повышение долговечности капитально отремонтированных дизелей введением антифрикционных присадок в моторное масло.

В соответствии с поставленной целью в работе решены следующие задачи:

1. На базе теоретических и экспериментальных исследований синтезировать новую присадку, обладающую антифрикционным и противоиз-кескым действием.

2. Провести комплексные сравнительные исследования триботехни-ческих свойств полученной присадки с наиболее распространенными ме-таллосодержатюш присадками.

3. Разработать и внедрить на ремонтно-транспортном предприятии способ повышения долговечности капитально отремонтированных дизелей путем введения антифрикционных присадок в моторное масло.

4. Дать экономическую оценку выполненной разработки.

Теоретические предпосылки увеличения ресурса ДВС при введении в масло антифрикционных присадок. содержащих ПАВ

В работе обосновано увеличен;« ресурса деталей ДВС за счет введения в моторное масло антифрикционных присадок, содержащих ПАВ.

Зависимость интенсивности износа от коэффициента трения ^ носит характер степенной зависимости

т ^ / ' (!)

сО ~Ь ' >

где Ь - усталостная'характеристика - показатель кривой уста-

лости.

Согласно моленулярно-механической теории трения И.В.Крагелт-ского коэффициент трения равен

- при упругом ненасыщенном контакте

/=+ <4 (2) I о^Е•>■у ~ V а У '

Г с. "

где ^ - касательные напряжения на срез (сдвиг) поверхностного слоя; уь - коэффициогт упрочения адгезионных связей; рс- контурное давление; уИ. - чоэффициент Пуассона; £ -модуль упругости;. Л - комплексный параметр шероховатости; оС - коэффициент гисгерезясных потерь.

- п^и пластическом ненасыщенном контакте

?=V(з 1

где Н& - твердость материала по Брпнеллю; О - параметр, завис1-щий от вида обработки; ^ - постоянная интегрирования, зависящая от' О . Тага:м образом, в случае обеих деформаций, в зончх фактического касания микронеровностей коэффициент трения { пропорционален фрикционным параметрам и у5 .

ПАВ, входящие в состав антифрикционных присадок, уменьшают касательные напряжения ^ на границе раздела.

Касательные напряжения определяются по формуле

= < 5 )

где б^ - нормальные напряжения на контакте.

Из выражения ( 5 ), учитывая соотношение ( 4 ), приходим >< заключению, что фрикционные характеристики ( %л , у5 ) с введещ.е\ з смазочный материал ПАВ уменьшаются

С% ;/>*"< Г^/Х < б )

Таким образом, учитывая: анализ приведенных формул, получаем

Г Г

Т < г ;

: м Ь ( 7)

л

Введение в смазочную среду антифрикционных присадок, содержа-

щих ПАВ, приводит к уменьшению интенсивности изнашивания, а следовательно, к увеличению ресурса

Г/7А& —у—

> т. ( 8 )

Для реализации условий ( 7 ) и ( 8 ) автором создана поверхностно-активная присадка к моторному маслу.

.Методика ¡экспериментальных исследований

Общая методика исследований базировалась на ГОСТ 18508-88 "Дизели тракторные.и комбайновые". В работе применен комплексный метод оценки свойств присадок в моторное масло, включающий:

- лабораторные испытания на ¡у^аине трения СМЦ-2, моделирующие' условия работы трибосопряжений;

- стендовые испытания капитально отремонтированных дизелей;

- эксплуатационные испытайия дизелей.

На основе анализа обзорной информации для проведения сравнительных лабораторных испытаний выбраны: металлоплаккрующие присадки - КТШС-4, Гретерин-3, обкаточное масло ОМД-8, молибденсодержа-щие присадки -БАФ-4, ОМО-5 и предложенная нами 0УЮ-10. Присадки добавляли в моторное масло М-ЗОГ2 в количествах, рекомендованных разработч/ками. Оптимальная концентрация присадки 0М0-10 была подобрана нами экспериментально.

Сравнительные лабораторные испытания проводили на установке, содержащей машину трения, с примененном специально сконструированных державок для закрепления образцов. Образцы пар трения изготавливали из конструкционных материалов дизеля СМД-С2. Триботехническне испытания для пар трения, имитирующих ДЕа соединения ДВС: "компрессионное кольцо - гильза цилиндра" к "вкладыш подшипника - шатунная шейка коленчатого вала", проводили на различных режимах. Режимы проведения испытаний меняли в зависимости от пары трения: нагрузка для первой пары Р = 1626 Н, для второй - Р = 1248 Н. Образцы для •" имитации шейки коленчатого вала и гильзы цилиндра изготавливали в виде роликов диаметром 50 мм соответственно из стали 45 селект (ГОСТ 1050-74) и чугуна слециальАого с доведением их твердости и шероховатости до 'требуемого Парамогра. Колодки вырезали из соответствующих ■Деталей дизеля СМД-62: вкладыша шатунного подшипника и второго компрессионного кольца. Время испытаний Т" = 120 минут, частота враще-

-1

ния ролика к = 5СО мин . В процессе испытаний следили за изменением томенха трения, температуры масла и износа образцов.

Склонность к образованию вторичных структур оценивали по изменению микротЕордости образцов трения с ломодьы прибора "Нсофот-21"

методом вдавливания алмазной пирамиды. С целью увеличения площади сечения готовили шкрошлиф поверхности трения второго компрессионного кольца под углом 20°.

Шероховатость поверхностей трения образцов оценивали с помошыо микроскопа МБС-1 методом сравнения при увеличении в 32 и 56 раз.

С целью моделирования эксплуатационных условий работы пары трения "компрессионное кольцо - гильза цилиндра" проводили запыление смазочных композиций кварцевой пылью класса 1К по ГОСТ 2138-74 с удельной поверхностью 10500 см°/г в количество 2% по массе.

Исследования коррозионной активности присадок проводили по ГОСТ 2о£02-75 по методу Г на аппарате АП-1 в течение 50 часов при темпера-т^фе 413±1°К. В качестве образцов были использованы фрагменты вкладыша шатунного подпятника дизеля СМД-62.

Стендовые испытания проводили на стенде КИ-5274. Объект испытаний - дизели СМД-62, капитально отремонтированные на Полтавском РТП. В испытаниях использовали лучшие присадки по результата!/, лабораторных исследований. Присадки вводили в моторное масло М-10Г9 в оптимальных концентрациях. Испытания проводили в таа этапа: первый -стендовая обкатка (по ТУ ГОСНИТИ), второй - собственно стендовые испытания, моделирующие эксплуатационную обкатку..Режимы, моделирующие послеремонтную эксплуатационную обкатку капитально отремонтированных дизелей СМД-62, разработаны наш. В ходе испытаний контролировали момент механических потерь на трение, частоту вращения колончатого вала дизеля, давление масла, температуру масла и охлаждающей воды. Охлаждение двигателей индивидуальное проточной водой. Длительность испытаний - 60 часов.

Эффективность действия присадок оценивали по изменению момента трения, ьероховатости рабочих поверхностей трения, величине приработки шатунных вкладышей, износу основных деталей Щ1Г и КШМ, расхо-" ду картерных газов. В конце испытаний снимали регуляторные характеристики дизелей, испытанных на чистом моторном масле М-ЮГ9 и т^ масле М-10Г2, с 2% присадки 0М0-Ю. После разборки всех испытанных дизелей проводили визуальный осмотр днищ поршней п полостей дизелей на предмет наличия нагара и лака. Замеры показателей-(кроме износа, шероховатости поверхностей треьия и площади приработки зкле, ,чшей) проводили по окончании кажж^о цикла испытаний (всего 8 раз). Одновременно проводили отбор проб масла из картера двигателя для последующего анализа.

Износ основных деталей 1ЩГ и КШГ*. определяли микрометрировэнием и взвешиванием, "ля заморов использовали индикаторный нутромчр о.

точностью измерения 0,001 мм, индикаторную скобу СРП 75...100 с ценой деления 0,001 км, аналитические лабораторные весы МА-200М с-точностью 1-10-4 г, профилометр-профилограф мод.201 завода "Калибр".

Величину расхода картерных газов определял : с помощью счетчика газового ротационного типа РГ-40 с минимальным расходом 4 м^/час. Величину приработки шатунных вкладышей определяли накладыванием на рабочую поверхность вкладыша кальки с последующим обводом всех приработанных участков поверхности. Затем кальку накладывали на миллиметровую бумагу и подсчитывали площадь приработанной поверхности методом квадратов. Расход топлива определяли электронным топливо-расходомером АИР-50.

Опенку изменения эксплуатационных свойств моторного масла on-, ределяли' анализом проб масла на изменение кинематической вязкости (ГОСТ 33-82) и щелочного числа (ГОСТ 11362-76).

Эксплуатационные испытания дизелей проводили с использованием присадок, прошедших стендовые испытания, по плану наблюдений (ГОСТ 17510-79). Обработку данных проводили методами математической статистики с помощью ЭВМ'. Полученные результаты на масле с присадка-га: сраветвали с результатами, полученными при эксплуатации на чистом масле M-lOÎ'g.

Лабораторные исследования присадок

Об антифрикционных свойствах присадок судили по изменению момента трения Мт в течение испытаний. Исследования показали, что моторное масло М-ЮГ2 без дополнительно введенных присадок обладает худшими тряботехническими характеристиками (изменение Мт, Т, 7 ).

Установлено, что из испытанных присадок наиболее эффективны ПАФ-4, ОМО-5 и 0М0~Ю. В"1 условиях свободного роста температуры эти присадки снижают величину установившегося после 120 минут испытаний момента трения соответственно: пара трения "компрессионное кольцо -гильза цилиндра" в 1,15, 1,22 и 1,28 раза; пара "вкладыш - шатунная шейка коленчатого вала": в 1,13, 1,18 и 1,21 раза (рис. 1.).

Стабилизация момента трения на этих присадках происходит в 1,5...3,0 раза быстрее, чем на масле М-М^.

Введение присадок снижает суммарный износ (колодка+ролик) по сравнению с износом, полученным на чистом моторном масле M-lOTg,- для парк "кольцо - гильза": ПАФ-4 в 1.S-1 раза, ОМО-5 в 1,96 раза, 0М0-10 з 1.94 раза; для парк "шайка - вкладыш" - ПАФ-4 в i,:.ifi раза, ОМО-5 в 1,53 раза, ОМО-Ю в 2,47 раза.

Введение в моторное масло присадок ОМО-5 к 0М0-Ю ведет к увеличению значений икк;ютвердости попрхностой трения. Ее максимальное

4,5

100 I ,мин

Рис. 1. Влияние присадок и различных масел на момент тр<?«г,;я (пара трения "вкладыш - шатунная шейка коленчатого вала").

1-10Г2 1,5/о КИГЛС-4; 3 - М-ЮГ,, 1 Гретерин-3; 1% ПАФ-4; 'б - ОМД-8 *, 6 - 1.1-10Г2 2'А>М0-5; 7 - й-10Г2

1 - М-10Г2; 2 4 - и-10То

2% 0Ш-10.

значение (на глубине 30 мкм) для образцов из серого легированного чугунг. (фрагменты второго компрессионного кольца) увеличилось на 1,5% для ОМО-5 и на 3,3^ для 0М0-10. Упрочнение объясняется наличием в составе присадок ПАВ, которые при иластлфик'.щш- поверхностного слоя снижают значения критического давления. При-этом давлении упругое деформирование переходит в пластическое и, как следствие, упрочняется поверхностный слой.

В связи с наличием в составе присадок химически-активных веществ (ХлВ), коррозионно воздействующих на металлы антифрикционного слоя вкладышей коленчатого вала, проводили анализ коррозионной активности смазбчных композиций, содорждшх выбранные присадки. Результаты исследований на коррозиошгасть вкладышей представлены на рис. 2.

Испытания на коррозионную активность проводили по ГОСТ 20502-7! на аппарате Пинкевчча АП-1 (метод Б) в течение 50 часов. Наибольшим коррозионным воздействием обладают присадки КТЦМС-4 и Грстерин-З. Лучше результаты показали присадки ОМО-5 и (№,0-10. Для иэслэдней ото связано с увеличением водородного показ^еля рН при синтезе.

Величина установившейся температуры после 120 маиут ислытшкь меиыяр, чем на масле М-ЮГ^ для пары "кольцо - глльзг.": 1!А1—в 1, С раза, ОМО-5 в 2,05 раза, Ш0-10 п 1,95 раза; для пари "шо^ка - чада дыш": ПАФ-4 в 1,48 раза, ЩО-й в 1,73 разг., 0Ь0-1П в 2,21 раг,п. Ддд

- :о -

1

1 т Й

ж V1/ 1 1 * >

! I 1 / / / / / г / V ! ¡7 -4 1 У £ \ У £ Т /

1 I 1 II м /Ь-¥ 1

1 2 Г: 1 5 е 7

Рис. 2. Влияние присадок на коррозионную активность масла 1 - моторное масло К-10Г?; 2-е :\ь1КС-1; 3-е Гретерин-3; 4-е ПАФ-4; 5 - 0МД-8; 6-е 0М0-5; V о 01,,0-10.

э.йх присадок характерен период химической модификации. Он проявляется в увеличении до максимального значения температуры с ее последующим снижением и переходом к установившемуся температурному режиму. Это характерно для маслорастпоримых соединений молибдена (МСМ), которыми являются эти присадки. МСМ обладают свойствами I1AB, что способствует пластическому деформированию шероховатостей поверхностей трения и стабилизации температуры на более низком уровне.

Абразивный материал, введенный в смазочные композиции, увеличивает кзьос по сравнению с "чистыми" смазочными композициями: М-10Г2 в 1,25 раза, ПАФ-4 в 1,13 раза, ОШ-5 в 1,11 раза, 0M0-10 в -1,10 раза.

Шероховатость колодки пары тренйя "кольцо - гильза" к концу испытаний меньше, чем на масле М-10Гр для присадки ПАФ-4 на 18$, для ОМО-5 и 0М0-10 на 36/2. Формирование оптимальной для данного соединения шероховатости прогзходиг для ПАФ-4 на 60 минуте, для 0М0-5 на 40 минусе, для 0М0-10 на 30 минуте испытаний. Значеше шероховатости колодки (фрагмент вторсг"-> компрессионного кольца), испытанной на масле M-lOIg за время испытаний не стабилизировалось и не достигло своего эксплуатационного значения. Активное формирование оптимальной шероховатости пар трения смазочными композиция™ с при-ездкадэд объясняется наличием в их составе' ПАВ и ХАВ, вызывающих эф-.;№г адсорбциоьного погсшяшя прочности металлов (внешний эффект

П.А.Ребкндера).

По результатам проведенных испытаний для проведения стендовых испытаний рекомендовав присадки ПАФ-4, 0М0-5 и 0М0-10.

Стендовые испытания двигателей

Для проведения стендовых испытаний взяты четыре серийно отремонтированных дизеля СВД-62 с одинаковыми ремонтными размерами: Р-1 для коренных шеек и Р-1 для шатунных шеек коленчатого вала. На каждом из двигателей исписывалась одна смазочная композиция. Испытания проводили иа четырех составах: моторное масло М-ЮГо без дополнительных присадок; масло М-10Г2 с 1% присадки ПАФ-4; масло М-10Г2 с 2% присадюг 0М0-5 и масло М-10Г2 -с 2% присадки ОМО-Ю.

Механические потери на трение к концу испытаний по сравнению с чистым моторным маслом М-10Г2 снизились: для ПАФ 4 ня '6,8%, для ОМО-5 на 8,8?', для ОМО-.Ю на 11,2% (рис. 3.). Стабилизация момента , трения наступает для дглгителя, работающею на масле №-10Г? с присадкой ПАФ-4 на 52 часу (кривая 2), для двигателей, работающих на масле с присадками ОМО—5 и С№0-10 - на 42 часу испытаний (кривые 3 и 4). У двигателя, работавшего на чистом ¡моторном масло К-101\>, стабилизация момента механических потерь на трение наступила в коше испытаний (кривая 1).

Рис. 3. Изменение момента механических потерь Мт дизеля СМД-62 во

время стендовых испытаний. 1 - масло М-10Го; 2 - масло М-107', с ПАФ-4; 3 - масло М-10Го с 0л',0-5; 4 - масло М-ЮГ.-, с ОЖ-Ю.

Введение присадок способствует снихннию износов основных деталей ШГ и КИМ дизеля СМД-62. результаты испытаний приведены в таблице 1.

,, Таблица 1.

Износ основных деталей'Щ!Г и КШМ дизелей СМД-62 после стендовых испытаний

Xi Наименование Средняя величина износа, г, мм пп деталей -

м-юг2 м-юг2 м-юг2

М-10Г2 ^ ПАф„4 2fo 0М0_5 2% 0М0-10

1. Гильза цилиндра (мм) 0,0162 0,0150(18) 0,0132(28) 0,0133(28)

2. 31ор;.:ое поршневое кольце (г) 0,2022 0,1897 (6) 0,1657(18) 0,1559(23)

3. Второе поршневое кольцо (г) 0,1923 0,1С40(15\ 0,1507(22) 0,1434(25)

4. Третье поршневое кольцо 0,1656 0ДЙ05 (9) 0,1375(17) 0,1316(21)

о. Маслосъзмное .кольцо (г) а 0,1394' 0,1278 (8) 0,1101(21) 0,1034(26)

€. Шатунной ВКЛа-ДЬЛ (Г' С,0364 0,0284(22) 0,0214(41) 0,0193(47)

?. Кооеняой вклады!; (г) 0,0667 0,0555(17) 0,0493(26) 0,0425(36)

8. Сейка шатунная (мм) 0,0060 0,0049(18) 0,0040(33) 0,0035(42)

Уменьшение из. носа ггоксад-кой, % — 14 26 . 31

Примечание: в скобках дано уменьшение износа присадкой в процентёх,

по отношению к величине, ¿слученной при испытаниях дизеля СМД-62 на чистом моторном масле М-ЮГ2 без дополнительно введенных присадок

3 среднем введение присадок снижает износ: ПАФ-4 на 14%, 0М0-5 на 2&%, СШ-10 на 31%.

Все присадки обладают хорошим пластифицирующим действием. Среднее значение шероховатости поверхности гильз цилиндров ло сравнеотю с чистым маслом М-10Г2 снизилось для: ПЛФ-4 на 33','3$, для 0М0-5 на 50,¿1"'-, для 01Х-10 на и,4$. Микрорельеф поверхностей, тр гния создайся но путей макрорезания, а благодаря пластическому деформирова-ьккч Эф}гктгд'юс?ъ действия присадок (по площади приработки шатун-

нях вкладышей коленчатого вала после испытаний) выше по сравнению : с чистым маслом М-10Г2 для ПАФ-4 на 4$, для ОМО-5 на 952, дл>. СУ.0-10 на 11%. К концу испык шй прорыв газов в картер двигателя снизился для ПАФ-4 на 12%, ОМО-5 на 195?, ОМС-10 на 2Ъ%. Эти данные непосредственно связаны . формированием микрогеомзтрии поверхностей трения. По данным рагуляторной характеристики эффективная мощность двигателя, испытанного на масле М-10Г2 с пуксацкой 0М0-10, увеличилась по сравнении с эффективной мощностью дизеля, испытанного на чистом масле М-10Г2, на 3,12л', а уд-лыый расход топлива снизился на 3,33$.

Анализ проб масла с присадками, отобранных в течение стендовых испытаний, показал следующие изменения эксплуатационных свойств смазочных композиций (табл. 2.).

Таблица 2

Изменение основных эксплуатацией:¡ых свойств смазочных композиций за время испытаний

' М-10Т2 ■ <»-10 '

тель-----

0 58,5 ч 0 58,5 ч 0 58,5 ч 0 58,5 ч

Кинематич. вязкость,

мм^/с 11,18 11,73 10,91 12,19.11,02 12,14 11,06 12,42

Щелочное число,

.КОН/г 6,48 5,70 6,37 6,03 6,61 6,57 6,59 6,61

Введение присадок в моторное масло М-10Г2 не ухудшает его вязкостные характеристики. Антиокислительные свойства у присадок ОМО-5 и ОУ.О-Ю вшпе, чем у присадки ПАФ-4, а тем более, чем у чистого моторного масла М-10Г2;

Осмотр камер сгорания, головок и блоков цилиндров дизелей после испытаний при разборке показал, что с введением присадок уменьшается интенсивность нагарообразованкя. Днища поршней после испытаний на чистом моторном масле М-1СП?2 покрываются плотным черным нагаром, который можно с трудом удалить металлическим продмагом. Введение присадки ПАФ-4 приводит к разрыхлению нагара. Введение присадок ОМО-5 и 0М0-10 также разрыхляет нагар и изменяет его цвет, он становится более светлым. Это говорит о хороших моющих и диспергирующих свойствах двух последних присалок.

Эксплуатационные испытания дизелей

Эксплуатационные испытания капитально отремонтированных дизелей СЗД-62 проводили в условиях хозяйств двух районов Полтавской области. Общее количество наблюдаемых тракторов S-150K (80 штуя) было разбито на четыре группы по количеству испытуемых композиций (20 штук - чистое моторное масло М-10Г2; 20 штук - масло М-10Г2 с присадкой 'ПАФ-4 ; 20 штук - масло М-ЮГ2 с присадкой 0М0-5 и 20 штук -масло М-10Г2 с присадкой ОМО-Ю), выбранных по результатам стендо- 1 ва^ испытаний. При комплектовании групп по испытуемым смазочным композициям старались добиться того, чтобы средняя наработка дизелей к началу наблюдений меящу подгруппами были примерно одинаковой.

Установлено, ,-то среднее значение наработки до капитального ремонта новых дизелей СМД-62 в хозяйствах Полтавской области - 2926 мото-ч или 23 месяца, что почти в 2 раза меньше норматива (5900 мо-то-ч). Межремонтный ресурс капитально отремонтированных дизелей СМД-62, работавших иа тракторах Т-150К, составил 2143 мото-ч, что в 2,2 раза меньше норматива (47С0 мсго—j).

.Результаты эксплуатационных Испытаний антифрикционных присадок . и последующий анализ«информации методом сравнения-наработок двигателей до введения присадок и после по подгруппам позволяет прогнозировать, что введение в моторное масло М-10Г2 присадок при эксплуатации дизелей увеличивает их ресурс на 27,9$ для ПАФ-4, на 29,4$ для 0М0-5 и на 30,1$ для 0М0-Ю.

Расход топлива за счет уменьшения потерь на трение в ДВС снизился с введением антифрикционных присадок на 1,15? для ПАф-4, на 1,7$ для ОМО-5 и на 1,9$ для 0М0-10. Испытгния смазочных композиций на основе чоторного масла 1Л-10Р2 и антифрикционных присадок ПАФ^-4, ОМО-5 и ОМО-Ю продолжаются. •

Виедрарте процесса и расчет его экономической . л эффективности с

На оснобонии проведенных исследований ^разработана новая анти- • фрикционная присадка 0М0-Ю, содержащая в своем составе олеиновую кислоту, маслорастворимые соединения молибдена и олова. Процесс повышения долговечности тракторных дизелей (СМД-62) путем введения антифрикционной присадки OMO-1J в моторное масло внедрен в двух РТП Полтавс.сой области.

Экономический эффект от ввьдешя этой приемки составляет 1252 рубля на один капитально отремонтированный дизель СЗД- 52. Суммарный гкскогягческйй эффект от внедрения антифрикционной присадки ОМО-Ю на Д'-./х РТП составляет 433,2 тыс. рублей при суммарной годовой про-

грамме ремонта 350 дизелей СМД-60(62).

Присадка ОМО-Ю вводится в картер двигателя в количестве 2% пЪ массе одновременно с моторным маслом М-ЮГ2 при его замене. Двигатель перед заменой масла прогревается до температуры не менее У0°С. После заполнения картера маслом, двигатель работает на холостых оборотах в течение 20 минут. Возмокно введение присадки без замены масла, что снизит срок работы присадки. ■

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Послеремонтный ресурс капитально отремонтированных дизелей в условиях реальной эксплуатации составляет 30...40$ ресурса'новых при нормативном не менее 80%. Это подтверждают данные наработок дизелей СМД-60(б2), работающих в условиях хозяйств Полтавской области (их послеремонтный ресурс составляет 4.5,6% нормативного).

2. Проведенные лабораторные исследования и стендовые испытания дизелей показали, что' качество моторного масла можно улучшить введением в него специальных антифрикционных присадок.

3. Дано теоретическое обоснование увеличения эксплуатационного ресурса ДВС за счет снижения интенсивности изнашивания деталей двигателя при введении в масло присадок, содержащих ПАВ.

. 4. При участии автора создана присадка, позволяющая существенно -улучшить основные триботехнические свойства моторного масла М-10Г2, не ухудшающая ого эксплуатационные свойств.?.. Эта присадка в процессе работы создает на поверхностях трения сервовитные пленки, снижающие трение и из"0с. Присадка обладает невысокой коррозионной активностью. Подана заявка на получение авторского свидетельства на присадку.

5. Лабораторные исследования показали, что наиболее эффективно снижают трение и-износ, по сравнению с другими присадками СКТЦЧС—а, Гретерин-3) и'обкаточным маслом ОМД-8, присадки ПАФ-4, ОМО-5 и 0М0-10. Присадка ОМО-Ю имеет преимущество перед всеми присадками по улучшению триботехнических характеристик масла М-ЮГ2 (Мт, Т, I ).

6. Предложены режимы стендовых испытаний для моделирования эксплуатационной обкатки капитально отремонтированных дизелей.

7. Введение в базовую основу присадок ведет к увеличению максимальных значений микротвердости поверхностей трения на 1,5% для

■ ОМО-5 и на 3,3% для ОМО-Ю.

8. Введение в шторное масло М-ЮГ2 присадок ПАФ-4, ОМО-5 и ОМО-Ю снижает механические потери на трение в ДЧС к концу испытаний на 5,8$, 8,8% и 11,2$ соответственно; суммарный износ основных

.деталей ЦПГ и КВД снижается в' среднем на 14>, 2бЯ и 31%.

9. Введение присадок ОМО-5 и 0Ш-10 ке ухудшает основные эксплуатационные свойства моторного масла. Присадка ОГО-Ю обладает повышенными антикоррозионными и антиокислитэльными свойствами, -уменьшает образование нагара и.лака. " 0

10. Обработка результатов эксплуатационных испытаний позволяет прогнозировать, что введение антифрикционных присадок ПАФ-4, ОМО-5 и ОМО-Ю в моторное масло увеличивает ресурс капитально отремонтированных дизелей СМД-62 на 28Й, 29? и 30$ соответственно. Расход топлива снижается соответственно на 1,1$, 1,1% и 1,955.

11. Проведенный комплекс исследований присадок ПАФ-4, 0М0-5 и OWiO-lO показал преимущество последней по антифрикционным, противо-износным, антикоррозионным и другим свойствам.

12. Присадка ОМО-Ю внедрена на Глобинском и Полтавском РТП Полтавской области с экономическим эффектом 438,2 тыс. рублей на суммарную годовую программу ремонта 350 дизелей С,МД-60(62) •

Основное.содержание диссертации опубликовано в работах:

' 1. Повышение надежности кага.лгльно отремонтированных двигателей введением антифрикционных присадок в масло при эксплуатации / Матер, обл. науч.-техн. конфер. "Методы и средства повышения надежности машиностроительных-изделий": Изд-во МГУ, Саранск, 1989, С.8.

2. Способ повышения долговечности дизелей в период эксплуатации / Материалы обл. науч.-произв. конференции: Изд-во ПСХЙ, Полтава, 1590, С.127-128 (Соавтор Некрасов С.С.)

3. Введение антифрикционных присадок в моторное масло как способ повышения ресурса двигателей // Сб. науч. тр. МШ"]П - М.: 1990, С.05...87. (Соавтор Некрасов С.С.)

4. Изменение свойств моторного масла М-ЮГ2 под влиянием антифрикционных присадок. Гып. 2./ Инфор^агротех.- М.: 1991, С.19...21.

5. Лабораторные испытания по Ei6opy анти-фикционных присадок в масло // Сб. науч. тр.МИИСП - М.:199]е, С.79...81 (Соавтор Некрасов С.С.) 1

6. Разработка приработочного компонента для ускоренной стен; э-вой и эксплуатационной обкатки дизелей при-многомарочном ремонте.

О

Отчет по научно-исследовательской работе, $ гос. регистрации 01860053205, инвентар. № 02.9;10 022248 - М.:ШИСП, 1991, 55 с. (Соавтор Не'фасор С.С.)

7. Противоизносное действие антифрикционных*'присадок в моторное масло при стендоьых испытаниях капитально отремрнпрованных дизельных двигателей. Вып. 4 / Информагротех. М., 1991, С'.12..ДЗ.