автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение эффективности экспресс-методов и средств контроля качества моторных масел

На правах рукописи

Белогорский Владимир Васильевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПРЕСС-МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Мичуринск-наукоград РФ 2009

Работа выполнена в ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве» (ГНУ ВИИТиН)

Научный руководитель: доктор технических наук

Остриков Валерий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Ли Роман Иннокентьевич

кандидат тех. наук, профессор Курочкин Иван Михайлович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита состоится «22» мая 2009 г. в 14— часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.041.03 при Мичуринском государственном аграрном университете по адресу: 393760, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, зал заседаний диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета ФГОУ ВПО МичГАУ

Автореферат разослан « /7 » а^уцилД 2009 г., размещен на сайте ФГОУ ВПО МичГАУ www.mgau.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета, л/

кандидат технических наук, доцент Михеев Н.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное сельскохозяйственное производство характеризуется значительным сокращением парка машин, неудовлетворительным состоянием материально-технической базы хранения, обслуживания и ремонта техники. Немаловажное значение в решении задач повышения эффективности использования тракторов, комбайнов и другой сельскохозяйственной техники имеет проблема качества применяемых топлив и смазочных материалов.

На протяжении последних лет сельскими товаропроизводителями поднимается вопрос неудовлетворительного технического состояния машин по причине низкого качества приобретаемых и используемых смазочных материалов. Опыт эксплуатации сельскохозяйственной техники показывает, что более 40 процентов всех имеющих место неисправностей двигателей являются следствием использования недоброкачественных масел. Наряду с этим, сельские товаропроизводители в силу известных объективных и субъективных причин не имеют возможности проконтролировать показатели качества смазочных материалов.

Существуют определенные противоречия между выходом из строя машин по причине недоброкачественности масел; изменения свойств масел с отклонением от известных закономерностей и отсутствием возможности адекватно оценивать качество смазочного материала существующими методами для получения объективной информации и принятия однозначного решения о замене смазочного материала по фактическому состоянию.

Разработанные на сегодняшний день средства контроля качества моторных масел не нашли широкого применения в сельскохозяйственном производстве из-за высокой трудоемкости проведения анализа, значительной цены оборудования, отсутствия ряда важных методов и средств определения состояния смазочного масла для его замены по фактическому состоянию. В связи с этим работа по совершенствованию и разработке экспресс-методов и средств контроля качества моторных масел является весьма актуальной научно-практической задачей.

Решением важнейших вопросов оценки и анализа изменения свойств масел и технических жидкостей в процессе их использования в узлах и агрегатах машин плодотворно занимались Морозов Н.Г., Непогодьев A.B., Лышко Г.П., Сердечный В.Н., Крипе М.П., Венцель C.B., Годунова JI.H., Фукс И.Г., Черножуков Н.И., Коваленко В.П., Остриков В.В., Клейменов O.A., Нагорнов С.А., Ли Р.И., Цыпцин В.И., Стрельцов В.В., Уханов А.П. и др. Однако, проблемы современного состояния вопроса требуют поиска новых подходов, методов и технических средств.

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве» (ГНУ ВИИТиН) в соответствии с заданиями Россельхозакадемии на 2006...2008 г.г.: 09.03.07.03 «Разработать технологию использования пленкообразующих добавок для продления сроков службы масел в узлах и агрегатах с/х техники»; 09.03.07.05 «Разработать предложения по повышению качества контроля товарных и работающих масел в условиях предприятий АПК»; 09.03.07.05 «Изучить качество приобретаемых и используемых в АПК смазочных материалов для разработки проекта технологии их оперативного контроля».

Цель исследования - повышение эффективности контроля качества масел совершенствованием экспресс-методов и средств экспресс-контроля.

Объект исследований - технологический процесс оценки качества товарных и работающих моторных масел, используемых в агропромышленном комплексе.

Предмет исследования - методы и средства экспресс-оценки качества товарных и работающих моторных масел.

Методика исследований включала в себя лабораторные исследования физико-химических свойств работающих моторных масел по ГОСТированным методикам и сравнение их с результатами экспресс-анализа.

В ходе лабораторных исследований совершенствовали и разрабатывали экспресс-методы и средства контроля вязкости, загрязненности, щелочного числа, диспергирующе-стабилизирующих свойств и температуры вспышки смазочных моторных масел.

Эксплуатационные испытания проводились на тракторах и комбайнах в соответствии с разработанной методикой периодического контроля качества работающих моторных масел усовершенствованной экспресс-лабораторией с обработкой результатов экспресс-анализа разработанной программой для электронных вычислительных средств.

Научная новизна работы:

1) Теоретические закономерности изменения свойств работающих моторных масел: вязкость кинематическая, щелочное число, диспергирующе-стабилизирующие свойства;

2) Теоретическая зависимость для количественной оценки дизельного топлива в работающем моторном масле по температуре вспышки;

3) Результаты экспериментальных исследований по усовершенствованию индикаторной бумаги для оценки щелочного числа, эталонной жидкости вискозиметра;

4) Усовершенствованные методы и средства экспресс-контроля вязкости, загрязненности, щелочного числа, диспергирующе-стабилизирующих свойств, температуры вспышки.

Практическая ценность работы - разработанные и усовершенствованные экспресс-методы и средства позволяют упростить контроль качества товарных и работающих моторных масел и повысить достоверность оценки состояния качества работающего моторного масла для его замены по фактическому состоянию.

Достоверность результатов работы подтверждается сравнительными испытаниями усовершенствованных и разработанных экспресс-методов с лабораторными методами, соответствующими ГОСТ.

Методы и средства контроля внедрены в ООО СХП «Степь» Воронежская обл., Поворинский р-он, с. Вихляевка, ФГУП ПЗ «Пригородный» Тамбовская обл. Тамбовский р-он., п/о Донское.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и получили положительные заключения на: XIII международной научно-практической конференции «Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в сельскохозяйственном производстве» (Тамбов 2005); международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы аграрной науки и образования» (Ульяновск 2008); международной научно-технической конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (Москва 2008); годовых отчетах Всероссийского научно-исследовательского и проектно-

технологического института по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН, Тамбов, 2006-2008).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 научных работ в ведущих научных и научно-технических журналах и другой литературе, из них 7 статей опубликовано в журналах, рекомендованных ВАК, общий объем публикаций составляет 6,6 п.л., из них 4,3 приходится на долю автора.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов и списка использованных источников из 113 наименований. Работа изложена на 187 страницах машинописного текста и содержит 25 таблиц, 59 рисунков и 5 приложений.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

- обоснование выбора наиболее информативных показателей качества работающих моторных масел, отражающих изменение их свойств в реальных условиях эксплуатации, необходимых для своевременной замены по результатам экспресс-контроля;

- результаты исследований по совершенствованию известных и разработке новых экспресс-методов и средств экспресс-контроля качества моторных масел;

- метод оценки качества моторного масла с использованием компьютерной программы, основой которой являются аппроксимирующие функции;

- организационно-технологическая модель экспресс-контроля качества смазочных масел на предприятиях АПК, а также оценка экономической эффективности от использования средств контроля качества работающих моторных масел.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и сформулированы основные направления исследований.

Данная работа включает в себя комплекс исследований по изучению изменения свойств смазочных моторных масел в процессе их эксплуатации, разработке новых и совершенствованию известных экспресс-методов и средств контроля качества моторных масел, разработке технологического процесса организации экспресс-контроля качества моторного масла на предприятиях АПК.

В первой главе «Состояние вопроса, цель и задачи исследований» проведен анализ проблемы использования моторных смазочных масел в сельскохозяйственных предприятиях, выявлено противоречие, между неудовлетворительным качеством используемых масел и отсутствием доступных, недорогих и высокоэффективных методов и средств контроля качества товарных и работающих масел.

Рассмотрены процессы изменения физико-химических свойств работающих моторных масел и сформирован комплекс показателей достаточных для адекватного отражения работоспособности масла Рассмотрены современные технические средства контроля качества моторных масел.

Разработкой методов экспресс-контроля качества работающих моторных масел занимались многие ученые: С.Г. Арабян, C.B. Венцель, А.Б. Виппер, Г.П. Лышко, Н.И. Черножуков, В.В. Остриков, И.Г. Фукс, В.А. Гущин, A.B. Непогодьев, Ю.А. Гурьянов и др. В работе проанализированы существующие средства экспресс-контроля качества работающих масел и показано, что большинство из них не подходят сельхозпроизводителю по причине высокой стоимости или неоднозначности получаемых результатов.

На основании аналитического обзора литературных данных по рассматриваемой проблеме сформулированы задачи исследований:

1. Провести теоретические исследования изменения свойств современных моторных масел, работающих в двигателях сельскохозяйственной техники;

2. Усовершенствовать методы определения загрязненности, диспергирующе-стабилизирующих свойств (ДСС) работающего масла, щелочного числа, вязкости и разработать: экспресс-метод определения ДСС товарных масел, устройство для контроля температуры вспышки; провести лабораторные и производственные испытания;

3. Разработать метод оценки работоспособности и остаточного ресурса масла с использованием программного обеспечения, в основе которого лежат аппроксимирующие функции;

4. Разработать организационно-технологическую модель контроля качества смазочных материалов, применяемых в сельхозпредприятиях АПК, с использованием экспресс-оборудования.

Во второй главе «Теоретическая оценка изменения основных показателей качества работающих масел» представлены закономерности описывающие изменения загрязненности, количества присадок, ДСС, вязкости работающих моторных масел.

Загрязненность моторного масла происходит за счет неорганических примесей, поступающих извне, и органических веществ - продуктов окисления масла.

Соотношение органических и неорганических примесей в первые часы работы масла составляет а=1,2, через 100 ч работы двигателя меняется до а=3-5, в дальнейшем, особенно при работе с дымным выхлопом, а достигает значения 10-15

(!)

где а

доля органических примесеи относительно неорганических; х - количе-

ство органических примесеи; х ^ - количество неорганических примесеи.

Закономерность накопления загрязняющих примесей зависит от долива масла на компенсацию угара. В случае непрерывного частого долива, т.е. Qд = Q , загрязняющие примеси будут изменяться по закономерности

ДСС. Баял

г

1-е ¥-

V

+ хп-е

(2)

где у - количество масла в системе на на-

м

чальный момент времени, кг; О^ - скорость

угара масла, кг/ч; а - скорость накопления органических или неорганических примесей,

кг/ч;

1о'

содержание загрязнении в масле

соответственно в доливаемом масле и после наработки / отнесенное ко всему количеству масла в смазочной системе Ум ■

В процессе эксплуатации моторного масла с накоплением загрязняющих примесей,

Рисунок 1 - Изменение ДСС в зависимости от количества диспергирующей присадки

происходит образование кислых веществ, которые негативно сказываются на деталях двигателя, нейтрализация кислых веществ осуществляется присадками - ингибиторами окисления, расход таких присадок описывается формулой

к+ву, п

к + ву

/ N

1-е

V У

К.

(3)

где у- количество присадки в начальный момент и в момент времени I соответственно, кг.; - скорость долива масла,

кг/ч; - скорость угара масла, кг/ч; к -

константа скорости срабатывания присадки, кг/ч; у - количество масла в системе, кг.

Уровень сработанности присадки в моторном масле определяется щелочным числом. Количественную оценку присадки производят по формуле

. (41

Рисунок 2 - Изменение ДСС в зависимости от количества загрязняющих примесей

Ок

Чш,.'/.

где ЩЧ - общее щелочное число мгКОН/г;

ЩЧдп, ЩЧаоп- щелочное число, которое

добавляет товарному моторному маслу диспергирующе-стабилизирующая и антиокислительная присадка соответственно, мгКОН/г; Q , ()аоп - начальное количество в моторном масле диспергирующе-стабилизирующей и антиокислительной присадок соответственно, кг; , — текущее количество в работающем моторном масле диспергирующе-стабилизирующей и антиокислительной присадок соответственно, кг.

Присадки - ингибиторы окисления также выполняют диспергирующе-

стабилизирующие функции, поэтому необходимо знать закономерность срабатывания щелочной присадки на диспергирование загрязняющих частиц, находящихся в моторном масле. Чем меньше содержание присадки в моторном масле, тем больше ДСС. Сделаем допущение, что присадка имеет такие свойства когда, при ()ап =100% ДСС =0 баллов, а

при полном расходе присадки, т.е. Qдr¡ =0%

ДСС =9 баллов, рисунок 1.

Принимая во внимание линейную связь ДСС с количеством диспергирующей присад-

г.%

Рисунок 3 - Изменение содержания диспергирующе-стабилизирующей присадки в зависимости от количества загрязняющих примесей

ки, а также принятые допущения изменение показателя ДСС отображается зависимостью

дсс = к-(\-ддп)+дсс0, (5)

где ДСС , ДСС0 - текущее и начальное значение диспергирующе-стабилизирующих свойств, балл; Qдn - текущее количество диспергирующей присадки, отнесенное к исходному количеству присадки в масле, доли ед.; к - коэффициент уравнения, зависящий от качественных характеристик присадки (к =9).

Изменение диспергирующе-стабилизирующих свойств в зависимости от загрязненности показано на рисунке 2.

Для определения характера функции, отражающей расход диспергирующе-стабилизирующей присадки на удерживание загрязняющих примесей которые образуются в работающем моторном масле за время наработки I совместим графики зависимостей ДСС(<2д„) с ДСС(х), получим ^„(х).

Изменение содержания диспергирующе-стабилизирующей присадки в зависимости от количества загрязняющих примесей представлено на рисунке 3.

Диспергирующая присадка непрерывно расходуется на удержание загрязнений в мелкодисперсном состоянии, так как частицы менее 5 мкм. невозможно убрать из моторного масла путем фильтрации и центрифугирования. Связь ДСС с загрязненностью рисунок 3 описывается уравнением

(6)

а получим

"•'о;

О, поэтому получаема _^ Учитывая, что при г-»оо,

б,2'

Подстановкой (7) в (6), получим Выражение (8) подставим в (5)

г { ~ N 2\

1- ( ву'\

а

\ V /

ДСС = ДСС0 + к ■

1-й

•<Ч

1-

ву'Х

\2

\\

(7)

(8)

(9)

у/

Уравнение (9) показывает зависимость ДСС от остаточного количества дис-

пергирующе-стабилизирующей присадки (2ап (доли от общего количества масла в

системе), уменьшающейся в связи с угаром масла (кг/ч), скорости накопления

загрязняющих примесей а (кг/ч) и количества загрязнений х (доли от общего количества масла в системе).

Для теоретической оценки вязкости работающего моторного масла необходимо иметь данные о расходе компонентов масла, влияющих на вязкость в значитель-

нои степени, такими компонентами являются: вязкостная присадка, загрязняющие примеси и дизельное топливо

/ ,

Ы

а ■V

тзагр загр

-А к»

(10)

где удс~ вязкость дисперсной среды (масла), мм /с; умо- вязкость масляной основы, мм2/с; Уу, Ужр - объем вязкостной присадки и загрязнителя, соответственно, м3; фу, Фза-Р~ коэффициент формы частицы вязкостной присадки и загрязнителя, соответственно; V — объем дисперсионной среды (масла), м3; А V, — приращение вязкости

учитывающее наличие дизельного топлива в моторном масле, мм2/с.

В третьей главе «Программа и методики исследований» представлены методики совершенствования эталонных шкал оценки загрязненности, ДСС работающего масла, щелочного числа, методики разработки устройства предназначенного для количественной оценки дизельного топлива в моторном масле (температура вспышки), определения ДСС свежего моторного масла, а также методика производственных испытаний совершенствуемых и разрабатываемых устройств.

В четвертой главе «Результаты исследований» представлены результаты усовершенствования методов оценки загрязненности, ДСС работающих масел, щелочного числа, вязкости, результаты разработки методов определения температуры вспышки, ДСС свежих масел, автоматизированной оценки данных анализа, показаны также результаты испытаний экспресс-лаборатории, сформированной на основе усовершенствованных и разработанных методов и средств.

Для оценки загрязняющих примесей и ДСС используется фильтровальная бумага, процесс впитывания капли масла описывается капиллярными и диффузионными законами впитывания, ско-

7 к этттта %мытп

рость впитывания пропорциональна радиусу капилляра и обратно пропорциональна длине заполненной части. Таким образом, впитывание масла в фильтровальную бумагу будет осуществляться преимущественно в крупные поры. При этом скорость движения замедляется после заполнения пор фильтровальной

1- капиллярные законы впитывания; 2- диффузионные законы впитывания Рисунок 4- Схема впитывания капли масла в фильтровальную бумагу:

бумаги непосредственно над пятном масла (в глубь), начинается перераспределение масла горизонтально. Здесь, помимо описанных капиллярных законов впитывания присутствуют и диффузионные процессы перераспределения, рисунок 4.

В таблице 1 представлены результаты рассмотрения процессов диффузии во времени без прогрева и с прогревом масляного пятна на бумаге при температуре 150-200°С на нагревателе.

Анализируя данные таблицы можно наблюдать, что пятно без подогрева выдержанное 90 минут имеет практически такую же форму и очертания как при подогреве через 5 минут.

Таблица 1 - Изменение размера пятна в зависимости от времени и температуры

Масляное пятно без прогрева ф:- • •

Время выдержки, мин Исходное пятно 5 за 60 90

Масляное пятно с прогревом • й- # •

Бр емя выдержки, МИН Исходное пятно 5 (нагрев) 30 60 90

Для повышения информативности хроматограммного анализа разработана шкапа пятен масел, позволяющих более точно оценить состояние масла для его замены по фактическому состоянию.

Изменение цвета пятна может нести информацию не только о загрязнении масла, но и срабатывании присадок, разжижении масла топливом, растворении части смол.

Периодический контроль количества загрязняющих примесей с использованием экспресс-лаборатории, дает возможность достаточно адекватно определять скорости образования загрязнений, учитывая при этом индивидуальные особенности двигателя, а также режимы его работы, что отражается в свою очередь на точности прогнозирования времени I достижения загрязненности своего предельного или равновесного состояния

е,

1—

■ву

(П)

Скорость накопления загрязняющих примесей при периодическом контроле целесообразно определять по формуле

а = ■

(12)

где х - количество загрязняющих примесей (определяется при периодическом контроле); I- время наработки на момент определения количества загрязняющих примесей; / - номер анализа; а - скорость накопления загрязняющих примесей.

Для определения времени достижения ДСС своего критического значения целесообразно использовать формулу

V

Г = —— • 1п ву

1-

дсс-дсс0

(13)

где Ум - количество масла в смазочной системе, кг; - количество масла, расходуемого на угар, кг/ч; ДССкр =6 - предельное значение диспергирующе-стабилизирующих свойств; ДСС0 ~ начальное значение диспергирующе-стабилизирующих свойств; к-9- коэффициент уравнения.

Для проверки гипотезы о том, что белый осадок, выпадающий после враба-тывания воды - дисперги-рующе-стабилизирующая присадка, необходимо провести эксперимент, сущность которого заключается в добавлении 20% воды в смесь масел М-10Г2к и И-20А с процентным содержанием И-20А 0, 10...50% и последующим механическим диспергированием. Данные таблиц 2 и 3 подтверждают данную гипотезу.

При совершенствовании метода определения щелочного числа моторного масла были исследованы свойства дистиллированной воды и определены оптимальные параметры индикаторной бумаги. Выявлено, что после дистилляции лабораторным дистиллятором водородный показатель дистиллированной воды составляет рН=6 единиц. Периодические замеры рН, проводимые в течение месяца, показали, что водородный показатель достигает своего требуемого значения рН=7 через 10-15 суток после дистилляции, рисунок 5. Экспериментально определено, что способ хранения (открытая и закрытая крышка), а также вид тары (светлое стекло, темное стекло, пищевой пластик) на изменение водородного показателя существенно не влияет.

Таблица 2 - Контролируемые показатели безводных масляных композиций

Смесь М-10Г2к с И-20А

Концентрация И-20А в масле М-10Г2к, % 0 10 20 30 40 50

Кислотное число, мгКОН/г 1,74 1,42 1,35 1,24 1,02 0,79

Щелочное число, мгКОН/г 6,1 4,98 4,33 3,89 3,46 3,18

Зольность, % 1,025 0,994 0,813 0,784 0,673 0,626

Термоокислительная стабильность, мин 57 50 45 41 34 33

Таблица 3 - Контролируемые показатели водных масляных композиций

Смесь М-10Г2к+И-20А+вода

Концентрация И-20А в масле М-10Г2, % 0 10 20 30 40 50

Кислотное число, мгКОН/г 1,13 0,90 0,77 0,65 0,45 0,39

Щелочное число, мгКОН/г 5,48 5,19 4,33 4,04 3,46 3,31

Общая зольность, % 0,900 0,874 0,833 0,683 0,679 0,610

Термоокислительная стабильность, мин 40 29,5 27 22,5 20,5 22

Для уменьшения погрешности измерения связанной с качественными характеристиками индикаторной бумаги было проведено изменение технологии сушки. В

—Образец! : Образец2 ОБриецЗ -Аппроксимирующаякривая

Рисунок 5 - Изменение водородного показателя дистиллированной воды

процессе сушки, индикаторную бумагу располагали горизонтально, что обеспечило равномерное распределение индикаторного раствора по бумаге. Фильтровальная бумага «синяя лента» является носителем кислотно-основного индикатора бромти-молового синего (дибромтимолсульфофталеин) который представляет собой слабую органическую кислоту.

Дибромтимолсульфофталеин претерпевает структурные изменения в зависимости от среды. В кислой среде его цвет желтый, в щелочной среде - синий. Окрашенность соединений зависит от положения в их молекулах особых групп атомов хромофоров.

Если условиться, что дибромтимолсульфофталеин обозначается Hind, а его ионы через Н+ и Ind~, то диссоциация его в растворах может быть представлена следующей схемой fflnd <=± Н* + Ind~ ■

желтая синяя

Если к этому раствору добавить небольшое количество какой-либо кислоты, то равновесие сместится влево. Другими словами, введенные с кислотой ионы Н+ свяжут почти все имевшиеся в растворе анионы Ind" в недиссоциированные молекулы Hind, и раствор окрасится в желтый цвет. Если к нейтральному раствору индикатора прибавить щелочь, то ее ионы ОН" будут связывать ионы Н+ индикатора с образованием недиссоциированных молекул Н20. В результате равновесие диссоциации индикатора сместится вправо, т.е. в сторону накопления анионов Ind", и раствор окрасится в синий цвет. Изменение окраски происходит внутри определенного, характерного для данного индикатора интервала значений рН, называемого областью перехода индикатора. Так 0,5% водный раствор дибромтимолсульфофта-леина при рН<1 имеет желтую окраску, при промежуточных значениях 2<рН<5 окраска раствора желто-зеленая, травянисто-зеленая, зелено-голубая, при рН=6 окраска становится синей, дальнейшее увеличение рН раствора индикатора приводит к изменению цвета до фиолетового.

Экспериментально установлено, что фильтровальная бумага размером 7x45 мм., пропитанная в течение 120 секунд в 0,5% водном растворе бромтимолового синего и высушенная, содержит количество индикатора, обеспечивающего четкое колориметрическое определение рН 7-ми мл. специального растворителя (5 мл. дистиллированной воды, 1 мл. толуола, 1 мл. изопропанола), содержащего 1-2 капли исследуемого масла.

Щелочное число масла определяется наличием моюще-диспергирующих и антиокислительных присадок, которые в общем, виде можно представить, как R-ОН. Их присутствие в растворителе с индикатором влияет на концентрацию диссоциированных и недиссоциированных молекул индикатора Н* + Ind~ + R* + ОН'-> НгО i +Ind~ + R* ■

Равновесие диссоциации индикатора смещается вправо, в сторону накопления ионов Ind", раствор окрашивается в синий цвет. В зависимости от щелочного числа масла изменяется количество ионов ОН". Учитывая данную особенность индикато-

Рисунок 6 - Силы, действующие на шарик при его качении в трубке

pa, разработана шкала изменения цвета индикатора в специальном растворе с щелочными добавками. Для описания цвета выбрана шкала RGB. RGB (аббревиатура английских слов Red, Green, Blue - красный, зеленый синий).

Для универсализации метода, определения вязкости масел разработана методика подбора состава эталонной трубки, использование которой позволяет определять вязкость смеси эталонной трубки, что в конечном итоге влияет на скорость качения шарика рисунок 6.

Рассмотрим проекцию сил на оси Ох и Oy, рисунок 6

¡G • sin (а) - Fmp - F1C - Fa • sin (а) = О

I N-G-cos(a) + Fa - cos(a) = 0

(14)

где О - вес шара, Н; Ртр- сила трения качения, Н; - сила лобового сопротивления, Н; Ра- сила Архимеда, Н; N - сила реакции опоры, Н; а- угол наклона трубки, град.

В ходе решения системы уравнения и учитывая, что движение шарика по трубке будет равномерным, т.е. ускорение шарика а— 0 определим коэффициент трения шарика о трубку при качении, т.к. в справочной литературе дан коэффициент трения шарика о стеклянную поверхность без учета, смазывающего материала.

Решение уравнений производилось в среде МаШсас! 2000.

4 4 ,

Учитывая, что <7 = --ж-г3 ■ рш и Ра=--п-Г-рж^ где рш и рж

плотность материала шарика и жидкости соответственно, г - радиус шара, а также Рлс = 6 • Л • V • рж ■ Г • V где V - кинематическая вязкость среды, V - скорость движения шара в трубке радиусом г0 преобразовав (14) получим

к =

4,п.гг .g.sin(a)

1 + 2,4- —

-1 %-n-v-рж -г-и

(15)

3-N

Учитывая полученные расчетные и экспериментальные данные, коэффициент трения качения с учетом смазывающей жидкости будет равен к=0,00038. Отметим, что коэффициент трения качения металлического шарика по стеклу составляет к=0,0005.

Для подбора состава эталонной жидкости для моторного минерального масла, необходимо определить скорость его истечения по желобу вискозиметра, скорость качения шарика в эталонной жидкости должна быть практически одинаковой со скоростью истечения масла по желобу.

Требуемая вязкость эталонной жидкости определяется по формуле

4-ж-гг g sin(a)-

1 + 2,4-

-3-F

r« У

18 рж-г-и

(16) 13

Смешением масла марок МС-20 и ТКп в различных пропорциях подбирается эталонный состав, скорость качения шарика в котором будет совпадать со скоро-

Проведя анализ существующих лабораторий и приборов экспресс-контроля температуры вспышки моторных масел, установлено, что на данный момент не существует достаточно простого и удобного в условиях сельского товаропроизводителя устройства для экспресс-контроля температуры вспышки моторных масел, позволяющего определять данный показатель, как в полевых условиях, так и в помещении, при проведении операции технического обслуживания.

Учитывая сложившуюся ситуацию, было разработано устройство для контроля температуры вспышки работающих и товарных моторных масел, представленное на рисунке 7.

Для подтверждения адекватности результатов оценки температуры вспышки, получаемых при помощи разработанного устройства, проведены его сравнительные лабораторные испытания. Для этого в моторное масло марки М-10Г2к с температурой вспышки 208°С добавляли 1, 2,..., 9% дизельного топлива, имеющего температуру вспышки 40°С, определяли температуру вспышки смеси. Относительная ошибка разработанного устройства составила 7,5%.

Изменение температуры вспышки в зависимости от количества дизельного топлива описывается функцией

Тес„=-34,179-1п (&,,) +209,62, (17)

где Твсп - температура вспышки, °С; ()м - процентное содержание дизельного

топлива в моторном масле от общего объема смеси, %.

Оценка полученных при помощи экспресс-лаборатории данных может быть затруднительной для человека, не имеющего достаточного опыта контроля качества. Учитывая данный факт, разработана программа контроля качества свежих и работающих моторных масел ОПХРЬаЬ, которая значительно снижает вероятность ошибки при обработке данных, облегчает труд оператора, оказывает поддержку при принятии решения о состоянии масла.

Принцип работы программы заключается в сравнении текущих значений информативных показателей с их браковочными значениями. Программа позволяет прогнозировать время замены работающего масла путем аппроксимации данных, полученных при помощи экспресс-лаборатории и интерполяции функции до критического значения показателя.

стью истечения масла по каналу.

Рисунок 7 - Устройство для определения температуры вспышки

В ходе исследований на основании новых разработок, методов, приспособлений и усовершенствовании известных сформирована портативная экспресс-лаборатория рисунок 8. Экспресс-лаборатория предназначена для контроля качества приобретаемых, хранящихся свежих моторных масел, а также для реализации стратегии замены работающего моторного масла по фактическому состоянию.

Экспресс-лаборатория прошла производственные испытания.

Отбор проб и контроль качества масел проводился из картеров двигателей тракторов К—701 и МТЗ, комбайнов Дон-1500 и ЛС1Ю5-530. В таблице 4 представлены результаты экспресс-оценки показателей качества работающих моторных масел и результаты лабораторного их анализа.

Таблица 4 - Результаты оценки физико-химических показателей масел с использованием экспресс-лаборатории и лабораторных методов (по ГОСТ)_

Экспресс-контроль (полевые испытания) Лабораторный контроль (химическая лаборатория)

Место проведения Марка и а о И и 3 и а" к: Э о Ьй и О к и Э

контроля машины о" Л С о? о" л с

Й 0 1 X и я м К о. о В гг и о ¡г о <ч г 2 о 02 еЗ О, & о. «и с е о X X <и X п « а. о 5 <и § 3" § 8 О X ей Я о. £ а. о с

сЭ го 3 Ш йЛ Н й п в а: и <и н

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

СХП«Степь» К-701 0,80 3,0 10,2 190 0,87 2,8 10,4 190

Поворинского р-на Воронежской обл. Т-150К Дон-1500 1,10 0,20 2,5 4,5 9,0 10,0 170 195 1,21 0,22 2,6 4,6 9,1 10,2 170 195

ЗАО«Прихоперье» Борисоглебского р-на Воронежской обл. К-701 МТЗ-80 ДТ-75М 0,60 0,40 0,80 3,5 4,8 3,0 11,5 10,0 8,5 200 200 170 0,64 0,43 0,76 3,55 5,0 3,2 11,6 10,1 8,6 200 200 170

К-701 1,20 2,0 11,5 175 1,28 2,1 11,3 170

СХП им. Ленина Дон-1500 0,10 5,0 10,0 200 0,12 4,8 10,0 200

Тамбовского р-на АС1Ш8-530 0,20 4,0 8,5 170 0,22 4,2 8,6 172

Тамбовской обл. МТЗ-80 0,40 4,5 10,3 195 0,42 4,5 10,4 197

ДТ-75М 0,80 3,5 9,0 180 0,84 3,6 9,2 182

Рисунок 8 - Общий вид усовершенствованной экспресс-лаборатории .

I 2 3 4 5 6 7 8 9 10

СХП «Серебряков- К-701 1,10 3,0 9,5 190 1,21 3,1 9,6 192

ский» Дон -1500 0,30 4,0 10,0 200 0,33 4,2 10,2 203

Тамбовского р-на

Тамбовской обл.

Организационно-технологическая модель контроля товарных и работающих моторных масел, применимая к условиям АПК, представлена на рисунке 9.

В пятой главе «Оценка экономической эффективности от внедрения экспресс-лаборатории качества работающих моторных масел» представлен расчет экономического эффекта при мониторинге качества масел с применением средств экспресс-контроля.

Анализ полученных результатов показывает, что использование экспресс-лаборатории в условиях предприятия агропромышленного комплекса позволило получить годовую экономию общей суммы затрат на ремонт техники равную 22022,90 рублям, для трактора типа К-701 в ценах на 2008 год.

Экономический эффект выражается также в более эффективном использовании тракторной техники т.е. исключение простоя из-за поломки в момент проведения полевых работ.

Рисунок 9 - Организационно-технологическая модель экспресс-контроля качества товарных и работающих моторных масел на предприятиях АПК

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Литературный анализ изменения свойств работающих моторных масел показал, что в процессе их эксплуатации в ДВС наиболее подвержены изменениям такие показатели как: вязкость, щелочное число, загрязненность, температура вспышки. Достижение вышеперечисленных показателей своего предельно допустимого значения может стать причиной ускоренного износа деталей двигателя или аварийной остановки. Одновременно с этим, у сельского товаропроизводителя отсутствуют простые, но достаточно эффективные средства контроля качества моторных масел.

2. Результаты исследований и анализа фактического состояния проблемы качества товарных и работающих масел показали состоятельность принятой концепции замены масел по фактическому состоянию, основанной на экспресс-оценке, указали на необходимость совершенствования некоторых известных методов, разработки новых средств контроля, а также создания программного обеспечения обработки результатов экспресс-анализа.

3. В результате теоретических исследований получены выражения, описывающие закономерности изменения процесса загрязнения масла, срабатывания присадок, вязкости работающего масла, изменение диспергирующе-стабилизирующих свойств в зависимости от скорости накопления загрязняющих примесей и расхода диспергирующе-стабилизирующей присадки.

4. Результаты экспериментальных данных по оценке основных показателей качества работающего моторного масла, полученные усовершенствованными и разработанными методами экспресс-контроля, подтверждают результаты, полученные при теоретической оценке изменения (вязкости, загрязненности, щелочного числа, диспергирующе-стабилизирующих свойств) от наработки.

5. Усовершенствованные экспресс-методы позволили снизить погрешность определения загрязненности на 11,4%, щелочного числа на 8,2%, вязкости 5,34%, товарных и работающих масел.

6. Разработано новое средство экспресс-оценки температуры вспышки работающих масел, имеющее относительную погрешность 7,5%.

7. На основании теоретических и экспериментальных исследований сформирована экспресс-лаборатория контроля качества товарных и работающих масел, с программным обеспечением «ОПХРЬаЬ» позволяющая прогнозировать время замены работающего масла, прошедшая широкую производственную проверку.

8. Предложена организационно-технологическая модель контроля качества смазочных моторных масел в условиях современного сельхозпроизводства с использованием разработанной экспресс-лаборатории.

9. Экономический эффект от внедрения системы мониторинга качества работающих моторных масел экспресс-методами составил 22022,90 рублей на один трактор марки К-701 (в ценах 2008 года).

Основные положения диссертации изложены в следующих работах;

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Белогорский В.В. Использование смазочных материалов в АПК и контроль их качества [Текст] / Остриков В.В., Белогорский В.В // Техника в сельском хозяйстве. - 2007,- №6.- С. 40-42.

2. Белогорский В.В. Мониторинг качества масел: от закупки до отработки [Текст] / Остриков В.В., Белогорский В.В. // Сельский механизатор - 2007 - №7,- С. 42-43.

3. Белогорский В.В. Смазочные моторные масла и контроль их качества [Текст] / Остриков В.В., Белогорский В.В. // Техника в сельском хозяйстве.- 2007 - №2 - С. 40-41.

4. Белогорский В.В. Экспресс-контроль качества работающих индустриальных масел [Текст] / Остриков В.В., Тупотилов H.H., Белогорский В.В., Егорова H.A. // Техника в сельском хозяйстве - 2008-№2 - С. 41-43.

5. Белогорский В.В. Информативность и взаимосвязь показателей качества работающих моторных масел [Текст] / Остриков В.В., Тупотилов H.H., Белогорский В.В. // Техника в сельском хозяйстве - 2008 - №3 - С.45-47.

6. Белогорский В.В. Контроль температуры вспышки моторных масел [Текст] / Остриков В.В., Белогорский В.В., Корнев А.Ю. // Сельский механизатор-2008-№10.-С.44.

7. Белогорский В.В. Контроль качества моторных масел [Текст] / Остриков В.В., Корнев А.Ю., Вязинкин B.C. // Сельский механизатор. - 2009 - №3 - С. 28-29.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

8. Белогорский В.В. Использование смазочных моторных масел и контроль их качества на предприятиях АПК [Текст] / Остриков В.В., Белогорский В.В. // Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции. Сборник научных докладов XIII международной научно-практической конференции «Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в сельскохозяйственном производстве» / ГНУ ВИИТиН. - Тамбов.: ГНУ ВИИТиН, 2005,- С.360-368.

9. Белогорский В.В. Повышение эффективности использования моторных масел и контроль их качества на предприятиях АПК [Текст] / Остриков В.В., Белогорский В.В., Забродская A.B., Коваленко В.П. // Повышение эффективности использования смазочных и консервационных материалов. Сборник научных трудов ГНУ ВИИТиН,- 2006.- №10,- С.3-7.

10. Белогорский В.В. Контроль качества смазочных моторных масел в сельском хозяйстве [Текст] / Остриков В.В., Белогорский В.В. // Техника и оборудование для села - 2007 - №12 - С. 39-40.

11. Белогорский В.В. Методические рекомендации по обоснованию наиболее информативных показателей качества работающих моторных масел и анализ существующих средств контроля [Текст]: Методическое пособие / Остриков В.В., Белогорский В.В. - Тамбов: Изд-во Першина Р.В., 2007 г. - 66 с.

12. Белогорский В.В. Качество моторных масел и повышение эффективности их использования в сельском хозяйстве [Текст] / Остриков В.В., Белогорский В.В., Забродская A.B., Викулин О.В., Щегловатых М.А. // Техника и оборудование для села-2008 - №3,- С.9-10.

13. Белогорский В.В. Совершенствование экспресс-метода определения щелочного числа моторного масла [Текст] / Остриков В.В., Белогорский В.В., Вику-

лин О.В. // Актуальные вопросы аграрной науки и образования. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 65-летию Ульяновской ГСХА. /ГСХА.-Ульяновск.: ГСХА, 2008-т.6,-С. 132-133.

Подписано в печать 14.04.2009г. Формат60*84/16 Объем !.0п.л Тираж 100 экз. Бесплатно. 392022, г.Тамбов, пер. Ново-Рубежный, 28, ГНУ ВИИТиН

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Анализ причин изменения свойств моторных масел в процессе их использования в двигателях внутреннего сгорания.'.;.L.

1.2 Анализ методов диагностирования машин по изменению свойств работающего смазочного масла.

1.3 Оценка характеристик экспресс-методов и оборудования контроля качества товарных и работающих моторных масел.

1.4 Анализ качества используемых в АПК моторных масел.

1.5 Выводы по главе. Цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА РАБОТАЮЩИХ МОТОРНЫХ МАСЕЛ.

2.1 Теоретическая оценка процесса накопления механических примесей, смол и других загрязнений в работающем моторном масле.

2.2 Математический анализ срабатывания присадок в моторных маслах.

2.3 Математический анализ изменения диспергируюгце-стабилизируюгцих свойств в работающих моторных маслах.

2.4 Теоретическая оценка изменения вязкостных показателей качества работающих моторных масел.

2.5 В ыводы по главе.

ГЛАВА 3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Методика исследований загрязненности работающих масел.

3.2 Методика проведения исследований по определению щелочного числа смазочного моторного масла.

3.3 Методика проведения исследований по определению диспергирующе-стабилизирующих свойств масел.

3.4 Методика проведения исследования по определению температуры вспышки моторных масел экспресс-методом.

3.5 Методика проведения производственных испытаний.

ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты исследования по совершенствованию метода оценки загрязненности и ДСС работающих моторных масел по хроматограмме масляного пятна.

4.2 Результаты исследования по совершенствованию экспресс-метода оценки диспергирующе-стабилизирующих свойств товарного (свежего) моторного масла.

4.3 Результаты исследования по совершенствованию метода экспресс-оценки щелочного числа.

4.4 Результаты исследования оперативной оценки вязкости моторного масла.

4.5 Результаты исследования по разработке экспресс-метода определения температуры вспышки работающего моторного масла.

4.6 Результаты исследования по разработке программного обеспечения для обработки полученных при помощи экспресс-лаборатории данных анализа качества моторного масла.

4.7 Разработка усовершенствованной экспресс-лаборатории контроля качества моторных масел.

4.8 Результаты производственных испытаний усовершенствованных экспресс-методов и средств контроля качества моторных масел.

4.9 Организационно-технологическая модель экспресс-контроля качества смазочных материалов в сельхозпредприятиях АПК.

4.10 Выводы по главе.

ГЛАВА 5 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ЭКСПРЕСС-ЛАБОРАТОРИИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА РАБОТАЮЩИХ МОТОРНЫХ МАСЕЛ.

Актуальность темы. Современное сельскохозяйственное производство характеризуется значительным сокращением парка машин, неудовлетворительным состоянием материально-технической базы хранения, обслуживания и ремонта техники. Немаловажное значение в решении задач повышения эффективности использования тракторов, комбайнов и другой сельскохозяйственной техники имеет проблема качества применяемых топлив и смазочных материалов.

На протяжении последних лет сельскими товаропроизводителями поднимается вопрос неудовлетворительного технического состояния машин по причине низкого качества приобретаемых и используемых смазочных материалов. Опыт эксплуатации сельскохозяйственной техники показывает, что более 40 процентов всех имеющих место неисправностей двигателей являются следствием использования недоброкачественных масел. Наряду с этим, сельские товаропроизводители в силу известных объективных и субъективных причин не имеют возможности проконтролировать показатели качества смазочных материалов.

Существуют определенные противоречия между выходом из строя машин по причине недоброкачественности масел; изменения свойств масел с отклонением от известных закономерностей и отсутствием возможности адекватно оценивать качество смазочного материала существующими методами для получения объективной информации и принятия однозначного решения о замене смазочного материала по фактическому состоянию.

Разработанные на сегодняшний день средства контроля качества моторных масел не нашли широкого применения в сельскохозяйственном производстве из-за высокой трудоемкости проведения анализа, значительной цены оборудования, отсутствия ряда важных методов и средств определения состояния смазочного масла для его замены по фактическому состоянию. В связи, с чем работа по совершенствованию и разработке экспресс-методов и средств контроля качества моторных масел является весьма актуальной научно-практической задачей.

Решением важнейших вопросов оценки и анализа изменения свойств масел и технических жидкостей в процессе их использования в узлах и агрегатах машин плодотворно занимались Морозов Н.Г., Непогодьев А.В., Лышко Г.П., Сердечный В.Н., Крипе М.П., Венцель С.В., Годунова Л.Н., Фукс И.Г., Черно-жуков Н.И., Коваленко В.П., Остриков В.В., Клейменов О.А., Нагорнов С.А., Ли Р.И., Цыпцин В.И., Стрельцов В.В., Уханов А.П. и др. Однако, проблемы современного состояния вопроса требуют поиска новых подходов, методов и технических средств.

Данная работа включает в себя комплекс исследований по изучению изменения свойств смазочных моторных масел в процессе их эксплуатации, разработке новых и совершенствованию известных экспресс-методов й средств контроля качества моторных масел, разработке организационно-технологической модели экспресс-контроля качества моторного масла на предприятиях АПК.

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве» (ГНУ ВИИТиН) в соответствии с заданиями Россельхозакадемии на 2006.2008 г.г.: 09.03.07.03 «Разработать технологию использования пленкообразующих добавок для продления сроков службы масел в узлах и агрегатах с/х техники»; 09.03.07.05 «Разработать предложения по повышению качества контроля товарных и работающих масел в условиях предприятий АПК»; 09.03.07.05 «Изучить качество приобретаемых и используемых в АПК смазочных материалов для разработки проекта технологии их оперативного контроля».

Цель исследования — повышение эффективности контроля качества масел совершенствованием экспресс-методов и средств экспресс-контроля.

Объект исследований - технологический процесс оценки качества товарных и работающих моторных масел, используемых в агропромышленном комплексе.

Предмет исследования — методы и средства экспресс-оценки качества товарных и работающих моторных масел.

Методика > исследований включала в себя лабораторные исследования физико-химических свойств работающих моторных масел по ГОСТированным методикам и сравнение их с результатами экспресс-анализа.

В ходе лабораторных исследований совершенствовали и разрабатывали экспресс-методы и средства контроля вязкости, загрязненности, щелочного числа, диспергирующе-стабилизирующих свойств и температуры вспышки смазочных моторных масел.

Эксплуатационные испытания проводились на тракторах и комбайнах в соответствии с разработанной методикой периодического контроля качества работающих моторных масел» усовершенствованной экспресс-лабораторией с обработкой результатов экспресс-анализа« разработанной программой для электронных вычислительных средств. ;

Научная новизна,работы:

1) Теоретические закономерности изменения свойств работающих моторных масел: вязкость кинематическая, щелочное число, диспергирующе-стабилизирующие свойства;

2) Теоретическая зависимость для количественной оценки дизельного топлива в работающем моторном масле по температуре вспышки;

3) Результаты экспериментальных исследований по усовершенствованию индикаторной бумаги для оценки щелочного числа, эталонной жидкости вискозиметра;

4) Усовершенствованные методы.и средства экспресс-контроля вязкости, загрязненности, щелочного числа, диспергирующе-стабилизирующих свойств, температуры вспышки.

Практическая ценность работы - разработанные и усовершенствованные экспресс-методы и средства позволяют упростить контроль качества товарных и работающих моторных масел и повысить достоверность оценки состояния качества работающего моторного масла для его замены по фактическому состоянию.

Достоверность результатов работы подтверждается сравнительными испытаниями усовершенствованных и разработанных экспресс-методов с лабораторными методами, соответствующими ГОСТ.

Методы и средства контроля качества моторных масел внедрены в ООО СХП «Степь» Воронежская обл., Поворинский р-он, с. Вихляевка, ФГУП ПЗ «Пригородный» Тамбовская обл. Тамбовский р-он., п/о Донское.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и получили положительные заключения на: XIII международной научно-практической конференции «Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в сельскохозяйственном производстве» (Тамбов 2005); международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы аграрной науки и образования» (Ульяновск 2008); международной научно-технической конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (Москва 2008); годовых отчетах Всероссийского научно-исследовательского и проектно-технологического института по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН, Тамбов, 20062008).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 научных работ в ведущих научных и научно-технических журналах и другой литературе, из них 7 статей опубликовано в журналах, рекомендованных ВАК, общий объем публикаций составляет 6,6 п.л., из них 4,3 приходится на долю автора.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов и списка использованных источников из 113 наименований. Работа изложена на 187 страницах машинописного текста и содержит 25 таблиц, 59 рисунков и 5 приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Литературный анализ изменения свойств работающих моторных масел показал, что в процессе их эксплуатации в ДВС наиболее подвержены изменениям такие показатели как: вязкость, щелочное число, загрязненность, температура вспышки. Достижение вышеперечисленных показателей своего предельно допустимого значения может стать причиной ускоренного износа деталей двигателя или аварийной остановки. Одновременно с этим, у сельского товаропроизводителя отсутствуют простые, но достаточно эффективные средства контроля качества моторных масел.

2. Результаты исследований и анализа фактического состояния проблемы качества товарных и работающих масел показали состоятельность принятой концепции замены масел по фактическому состоянию, основанной на экспресс-оценке, указали на необходимость совершенствования некоторых известных методов, разработки новых средств контроля, а также создания программного обеспечения обработки результатов экспресс-анализа.

3. В результате теоретических исследований получены выражения, описывающие закономерности изменения процесса загрязнения масла , срабатывания присадок, вязкости работающего масла, изменение диспергирующе-стабилизирующих свойств в зависимости от скорости накопления загрязняющих примесей и расхода диспергирующе-стабилизирующей присадки.

4. Результаты экспериментальных данных по оценке основных показателей качества работающего моторного масла, полученные усовершенствованными и разработанными методами экспресс-контроля, подтверждают результаты, полученные при теоретической оценке изменения (вязкости, загрязненности, щелочного числа, диспергирующе-стабилизирующих свойств) от наработки.

5. Усовершенствованные экспресс-методы позволили снизить погрешность определения загрязненности на 11,4%, щелочного числа на 8,2%, вязкости 5,34%, товарных и работающих масел.

6. Разработано новое средство экспресс-оценки температуры вспышки работающих масел, имеющее относительную погрешность 7,5%.

7. На основании теоретических и экспериментальных исследований сформирована экспресс-лаборатория контроля качества товарных и работающих масел, с программным обеспечением «OilXPLab» позволяющая прогнозировать время замены работающего масла, прошедшая широкую производственную проверку.

8. Предложена организационно-технологическая модель контроля качества смазочных моторных масел в условиях современного сельхозпроизводства с использованием разработанной экспресс-лаборатории.

9. Экономический эффект от внедрения системы мониторинга качества работающих моторных масел экспресс-методами составил 22022,90 рублей на один трактор марки К-701 (в ценах 2008 года).

1. Алаторцев Е.И. 60 лет Государственному научно-исследовательскому институту химмотологии Текст. / Алаторцев Е.И.; — М.: [б.и.], 2006. — 584 с.

2. Александров В.А. Повышение долговечности автотракторных дизелей применением присадки к моторному маслу на основе наночастиц цветных металлов Текст.: дис. к-та тех. наук: 05.20.03 / Александров Владислав Александрович. Саратов, 2005. - 203 с.

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

4. Белогорский В.В. Контроль температуры вспышки моторных масел Текст. / Белогорский В.В., Остриков В.В., Корнев А.Ю. // Сельский механизатор. 2008. - №10. - С.44.

5. Беспалов Б.И. Справочник по диагностике и обслуживанию автомобиля Текст. / Беспалов Б.И.; М.: ИНТОПРОФ, 2001. - 119 с.

6. Биргер И.А. Техническая диагностика Текст. / Биргер И.А.; -М.: Машиностроение, 1978. 240с.

7. Бойков Д.В. Взаимосвязь конструкции транспортных дизелей с качеством моторного масла и сроком его замены Текст.: дис. к-та тех. наук: 05.04.02 / Бойков Дмитрий Викторович. М., 2002. - 250 с.

8. Буклагин Д.С. Справочник инженера по техническому сервису машин и оборудования в АПК Текст. / Буклагин Д.С., Голубев И.Г., Рассказов МЛ. и др. -М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. 604 с.

9. Венцель С.В. Смазка двигателей внутреннего сгорания Текст. / Вен-цель С.В.; -М.: Машиностроение, 1983. 180 с.

10. Ветров В.П. Повышение долговечности дизелей введением противоиз-носных присадок в моторное масло в послеремонтный период: на примере двигателя Д-240 Текст.: дис. к-та тех. наук: 05.20.03 / Ветров Виктор Павлович. М., 2004. - 221 с.

11. Венцель С.В. Смазка и долговечность двигателей внутреннего сгорания Текст. / Венцель С.В.; Киев: Техшка, 1977. 208 с.

12. Галлиев И.Г. Повышение эффективности эксплуатации тракторов путем обеспечения их работоспособности для различных условий аграрного производства Текст.: дис. д-ра тех. наук: 05.20.01, 05.20.03 / Галлиев Ильгиз Гакифович. Казань, 2003. — 446 с.

13. Годунова JI.H. Обоснование нормативов срока службы восстановленных моторных масел в тракторных двигателях Текст.: дис. кан-та. тех. наук: 05.20.03 / Годунова Людмила Николаевна. — Зерноград, 2005. — 100с.

14. Гомбоджав М. Повышение эффективности применения моторных масел для дизельных двигателей карьерных автосамосвалов Текст.: дис. канта. тех. наук: 05.17.07 / Гомбоджав Монхтуул. -М., 2003. 146с.

15. ГОСТ 2517-85. Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб Текст. -Введ. 1987-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1990. 15 с.

16. Григорьев М.А. Качество моторного масла и надежность двигателей Текст. / Григорьев М.А., Бунаков Б.М., Долецкий В.А.; —М.: Изд-во стандартов, 1981. — 231 с.

17. Гаевик Д.Т. Справочник смазчика Текст. / Гаевик Д.Т.; М.: Машиностроение, 1990. — 352 с.

18. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа, часть I Текст. /

19. Гуревич И.Л.; — М.: Химия, 1972.

20. Гуреев А.А. Химмология Текст. / Гуреев А.А., Фукс И.Г., Лашхин В.Л.; -М.: Химия, 1986. 368с.

21. Гурьянов Ю.А. Экспресс-методы и средства диагностирования агрегатов машин по параметрам масла Текст.: дис. д-ра тех. наук: 05.20.03 / Гурьянов Юрий Анатольевич. Челябинск, 2007. — 371с.

22. Денисов Е. Т. Кинетика гомогенных химических реакций Текст. / Денисов Е. Т.; М.: Высш. Школа, 1978. - 367 с.

23. Доблер В.И. Повышение эксплуатационной надежности двигателей дорожных и строительных машин трибологическим контролем состояния и активацией моторных масел Текст.: дис. к-та тех. наук: 05.05.04 / Доблер Виктор Иванович. — Томск, 2005. 148 с.

24. Дуркин В.А. Текст. / Дуркин В.А., Петраков Г.В., Мусаев А.А. // Двигателестроение. - 1981. -№4. - С. 40-42.

25. Евстегнеев Е.В. Исследование противоизносных свойств смазочных масел при внешней поляризации поверхностей трения Текст.: Автореф. дис.кан-та. тех. наук —Москва, 1983. 16с.

26. Жосан А.А. Обеспечение ресурса двигателей тракторов агропромышленного комплекса путем контроля условий эксплуатации по химмото-логическому параметру моторного масла Текст.: дис. к-та тех. наук: 05.20.03 / Жосан Артур Александрович. Орел, 2002. - 261 с.

27. Зайцев И.Л. Элементы высшей математики Текст. / Зайцев И.Л.; — М.: Наука, 1972.-416с.

28. Итинская Н. И. Топлива, масла и технические жидкости Текст. / Итин-ская Н. И., Кузнецов Н.А.; — М.: Агропромиздат, 1989. — 304 с.

29. Киреева А.И. Оценка влияния условий эксплуатации на расход моторных масел специальными автомобилями Текст.: дис. к-та тех. наук: 05.22.10 / Киреева Анна Ивановна. — Тюмень, 2003. — 147 с.

30. Киселев Б.Д., Обзор методов расчетов физико-химических свойств нефтей и нефтепродуктов Текст. / КиселевБ. Д., Горелова Н.Л., Филькевич. Г.С.: М.: ИПК Нефтехим, 1982.

31. Пер. с англ. Р. Л. Кадиса и др.. Количественное описание неопреде-' лённосги в аналитических измерениях [ Текст] / Пер. с англ; Р. Л. Кади■■ са и др:.; -О-Пб, 2002. 141с.

32. Колчин А.В. Технологическое руководство по диагностированию тракторов и самоходных сельскохозяйственных комбайнов Текст. / Кол чин А.В., Каргиев Б.Ш., Емельянов Г.Г.; М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006.-224 с.

33. Коузов П.А., Основы анализа дисперсного состава промышлённых пы-лей и; измельченных; материалов Текст. / Коузов П.А.; -М.: Химия,• : 19871— 264'с: . . , .

34. Кузнецов.Н.А. Влияние стабильносги присадок на изменение эксплуатационных, свойств моторных масел Текст.:: дис. кан-та. техн. наук. — Москва, 1973. 153 с. .

35. Кузьмина НА. Роль металлов в окислительном;старении моторных масел: Автореферат дис: к-та тех. наук. Москва 1989i — 25- с.

36. Кулиев A.M. Химия и технологии присадок к: маслам и; топливам Текст. / Кулиев A.M.; -Л.: Химия, 1985. -312с.

37. Лахши В.Л: Использование.принципов термодинамики для оценки старения моторных масел:/ Лахши В.Л., Шор Г.И. // Химия и технология гоплив и масел. 1987. - №4. - С.22-24.

38. Лашхин В. Л: Текст. / Лашхин В. Л., Фукс И.Г. // Химия и технология топливдамасел; — 1992:— №1Т. — G.31437;.

39. Лашхин В.Л. Текст. / Лашхин В.Л., Шор Г.И., Зелотов В.А. // Химия и гехнология топлив и масел. — 1992. - №4. - С. 22-24.

40. Лебедев Б.О: Теоретические основы процесса угара масла в дизелях и разработка мероприятий по его сокращению Текст. / Лебедев Б.О.; -Новосибирск, Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 1998. — 166 с.

41. Ломухин В.Д. Вечный двигатель миф или реальность Текст. / Лому-хин В.Д.; - Новосибирск мастадонт, 2003. - 144 с.

42. Лышенко Л.З. Текст. / Лышенко Л.З., Нестеров А.В. // Нефтепереработка нефтехимия. - 1976. — №2. — С. 45-46.

43. Лышко Г.П. Использование нефтепродуктов, техническое обслуживание и диагностика сельскохозяйственной техники Текст. / Лышко Г.П.; Кишинев: КСХИ, 1989. - 118 с.

44. Лышко Г.П. Топливо и смазочные- материалы Текст.* / Лышко Г.П. — М.: Агропромиздат, 1985. — 336 с.

45. Лышко Г.П. — Текст. / Лышко Г.П., Левшанов Г.Г. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1985. -№10. — С.14-16.

46. Лышко Г.П. Текст. / Лышко Г.П., Левшанов Г.Г., Геленев A.M. и др. // Химия и технология топли и масел. - 1982, — №11. — С. 32-34.

47. Лышко С.Г. Повышение эксплуатационных свойств моторного масла для, двигателей КамАз-740 Текст.: автореферат дис. к-та "тех. наук: 05.20ЮЗ / Лышко Сергей Георгиевич. Кишинев, 1992. - 19 с.

48. Маркович Э.С. Курс высшей математики с элементами теории вероятностей и математической- статистики Текст. / Маркович Э.С.; М.: Высшая школа, 1972. — 480с.

49. Марчева Е.М. Текст./ Марчева Е.М., Фукс Г.И., Потанина В.А. // Химия и технология топлив и масел. — 1982. - №6. — С. 35-36.

50. Мещерин Е.М., Назаров В.И., Нафтулин И.С. Современные методы исследования, прогнозирования и оптимизации эксплуатационных свойств моторных масел Текст. / Мещерин Е.М., Назаров В.И., Нафтулин И.С.; М.: - ЦНИИТ Энефтехим, 1990. - Вып. 3. - 64 с.

51. Михайлович Я.Н. Обоснование срока службы моторных масел при эксплуатации высокофорсированных тракторных двигателей (На примере двигателя СМД-62) Текст.: автореф. дис. кан-та. тех. наук: 05.20.03 / Михайлович Ярослав Николаевич. Киев, 1988. — 28с.

52. Морозов Г.А'. Очистка масел в дизелях Текст. / Морозов Г.А., Арцио-мов О.М.; Д.: Машиностроение, 1971. - 191с.

53. Нефтескладское оборудование. Аналитические и обзорные справки Текст. /-М.: Информагротех, 1991. 18с.

54. Носова Е.В. Метод замены моторных масел по фактическому состоянию: На примере грузовых автомобильных* перевозок в условиях АПК Текст.: дис. к-та тех. наук: 05.20.03 / Носова Евгения Викторовна. — Иркутск, 1995.-169 с.

55. С.П. Зубрилов. Обеспечение износостойкости изделий:, Метод, рекомендации». MP 67-82 ВНИИ по нормализации в машиностроении Текст. / С.П. Зубрилов.; М.: ВНИИНмаш, 1982. - 53 с.

56. В. А. Иванов (Основные физико-химические свойства смазочных материалов Текст. / В. А. Иванов, М. П. Лябин, G. М. Москвичев; М^во образования Рос. Федерации. Волгоград, гос. техн. ун-т. — Волгоград: Политехник, 2001.-20с.

57. ОСТ 102.25-87 Испытания сельскохозяйственной техники. Оценка эксплуатационных свойств топлива и смазочных материалов Текст.

58. Белогорский В.В. Контроль качества смазоных моторных масел в сельском хозяйстве Текст. / Остриков В.В., Белогорский В.В. // Техника и оборудование для села. 2007. - №12. - С.39-40.

59. Остриков В.В. Методические рекомендации по обоснованию наиболее информативных показателей качества работающих моторных масел и анализ существующих средств контроля Текст. / Остриков В.В., Белогорский В.В.; —Тамбов: Изд-во Першина Р.В., 2007 г. — 66 с.

60. Белогорский В.В. Мониторинг масел от закупки до отработки Текст. / Остриков В.В., Белогорский В.В. // Сельский механизатор. 2007. -№7. - С.42—43.

61. Белогорский В.В. Смазочные моторные масла и контроль их качества Текст. / Остриков В.В., Белогорский В.В. // Техника в сельском хозяйстве. 2007. - №2. - С.40-41.

62. Белогорский В.В. Использование смазочных материалов в АПК и контроль их качества Текст. / Остриков В.В., Белогорский В.В., Корнев

63. A.Ю. // Техника в сельском хозяйстве. — 2007. — №6. — С.40-42.

64. Белогорский В.В. Совершенствование экспресс-метода определения щелочного числа моторного масла Текст. / Остриков В.В., Белогорский

65. B.В., Викулин О.В. // Инженерно-техническое обеспечение АПК. — 2008.- Том VI. — С.132-133.

66. Белогорский В.В. Качество моторных масел и повышение эффективности их использования в сельском хозяйстве Текст. / Остриков В.В., Белогорский В.В., Забродская А.В., Викулин О.В., Щеголеватых М.А. // Техника и оборудование для села. — 2008. №3. - С.9-10.

67. Остриков В.В. Смазочные материалы и контроль их качества в АПК Текст. / Остриков В.В., Клейменов О.А., Баутин В.М.; М.: Росин-формагротех, 2003. - 172 с.

68. Остриков В.В. Информативность и взаимосвязь показателей качества работающих моторных масел Текст. / Остриков В.В., Тупотилов Н.Н., Белогорский В.В. // Техника в сельском хозяйстве. — 2008. — №3. —1. C.45-47.

69. Остриков В.В. Экспресс-контроль качества работающих индустриальных масел Текст. / Остриков В.В., Тупотилов Н.Н., Белогорский В.В., Егорова Н.А. // Техника в сельском хозяйстве. 2008. - №2. - С.41-43.

70. Остриков В.В. Повышение эффективности использования смазочных материалов в узлах и/агрегатах сельскохозяйственной техники Текст. / Остриков В.В., Клейменов О:А;, Тупотилов II.Н.; — Воронеж: изд-во Истоки, 2008.- 160 с.

71. Патент RU № 2269776 G1, МПК 7 G 01 N33/30. Способ определения диспергирующе-стабилизирующих: свойств смазочных масел / ЧГАУ;

72. Ю;А. Гурьянов. Бюл. № 4 от 10:02.06.

73. РД 37.001.019-84 Методика диагностирования.технического состояния автомобильных дизельных двигателей по показателям работающего• масла Текст. / [б.а:]; М.: 1984'. ;

74. Севрюгина H1C. Совершенствование методов управления надежностью строительных и дорожных машин путем мониторинга моторных масел

75. Текст.: дис. кан-та тех. наук: 05.05.04 / Севрюгина Надежда Савельевна.-Орел, 2004.-212с.

76. Стрельцов В.Н. Ресурсосберегающая ускоренная обкатка отремонтированных двигателей Текст. / Стрельцов В.Н., Попов В.Н., Карпенков В.Ф.; М.: Колос, 1995. - 174с.

77. Судаков Е.Н. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки Текст. / Судаков Е.Н.; М.: Химия, 1979.

78. Сумм Б.Д. Основы коллоидной химии Текст.: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Сумм Б.Д.; М.: Издательский центр «Академия», 2006 .- 204с.

79. Сюняев З.И. Нефтяные дисперсные системы Текст. / Сюняев З.И., Сю-няев Р.З., Сафиев Р.З.; М.: Химия, 1990. 224 с.

80. Под ред. Браткова Теоретические основы химмотологии Текст.' / под ред. Браткова; М.: Химия, 1985, 320 с.

81. Терских И.Н., Ряков В.Г. Методы и средства диагностирования Т 1.1 II дизельного двигателя Текст. / Терских И.Н.; Иркутск: Иркутская областная типография №1, 1981. — 60 с.

82. Тимашев В.П.: Текст.: дис. кан-та.нех. наук: / Л.: 1ЩИДИ, 1985.

83. Тиняков А.Н. Влияние конструктивного исполнения деталей цилиндропоршневой группы и режимов работы тепловозных дизелей на старение моторного масла Текст.: дис. к-та тех. наук: 05.04.02 / Тиняков Алексей Николаевич. — М., 2003. 131 с.

84. И. Г. Анисимов и др. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости: ассортимент и применение Текст.: справочник / [И. Г. Анисимов и др.] под ред. В. М. Школьникова; -М.: ТЕХИНФОРМ, 1999. 596с.

85. Трейгер М.И. О контроле работоспособности смазочного масла на объектах эксплуатации Текст. / Трейгер М.И.; Л.: ЛДНТП. — 1983. - 86 с.

86. Управление качеством-продукции Текст.: сборник / [б.а.]; —М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. — 255с.

87. Федосенко В:Ф. Тенденции развития сельскохозяйственной техники. Текст. / Федосенко В.Ф. // Научно аналитический обзор по материалам 7-ой международной выставки «Золотая осень». — ФГНУ «Росинфор-магротех», 2006. — 165 с.

88. Фукс Г.И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов Текст. / Фукс Г.И.; М. -JL: Гостоптехиздат, 1951. - 271 с.

89. Фукс Г.И. Текст. / Фукс Г.И., Марчева Е.Н., Галкина В.В. // Химия и технология топлив и масел. — 1982. — №12. — С. 8-11.

90. Фукс И.Г. Основы химмологии. Химмология в- нефтегазовом деле Текст.: учебное пособие / Фукс И.Г., Спиркин В.Г., Шаболина Т.Н.; -М.: Нефть и газ 2004. 280с.

91. Холманов В.М. Разработка показателей и технических средств для^ диагностики состояния моторного масла в эксплуатационных условиях Текст.: дис. к-татех. наук: 05.20.03 / Холманов Валерий Михайлович. -Ульяновск, 1983. 253 с.

92. Чередниченко Г.И. Физико-химические и теплофизические свойства» смазочных материалов Текст. / Чередниченко Г.И., Фронштейн Г.Б., Ступак П.М.; -JL: Химия, 1986. 224с.

93. Чулков П.В: Топлива и смазочные материалы: ассортимент, качество, применение, экономия, экология Текст.: Справ, изд. / Чулков П.В., Чулков И. П.; М.: Политтехника, 1996. - 304 с.

94. Шепельский Ю.Л. Текст. / Шепельский Ю.Л., Певзнер Л.А. // Двига-телестроение. — 1984. — №7. — С. 35—37.

95. Фукс И.Г. Экологические проблемы рационального использования смазочных материалов Текст. / И.Г. Фукс, А.Ю. Евдокимов, В.Л. Лашхин, Ш.М. Сайдахметов; — М.: Нефть и газ, 1993. 164 с.

96. Burn A.J. Текст. / Burn A J., Greig J.// Inst. Petrol. - 1972, - Vol. 58, -№564. P.346-350.

97. Denison G.H. Текст. / Denison G.H., Condit P.C. // Ind. Eng. Chem.1945, vol.37, - №11. P.l 102-1108.

98. Korsek S. Текст. / Korsek S., Jensen R.K. // ASLE Trans. - 1976, -Vol.19, — №2, -P.83-93.

99. Зимон, А.Д., Пикалов, B.K. Дезактивация Текст. / Зимон, А.Д., Пика-лов, В.К.; М.: ИздАт, 1994. - 336 с.

100. Николаев, Н.И. Диффузия в мембранах Текст. / Николаев, Н.И.; — М.: Химия, 1980.-232 с.

101. Астарита, Дж. Массопередача с химической реакцией Текст. / Астари-та, Дж.; Изд-во Химия, 1971. — 224 с.

102. Алексеев, В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа Текст. / Алексеев, В.Н.; -М.: Госхимиздат, 1961. — 584 с.

103. Бабусенко С.М. Проектирование ремонтно-обслуживающих предприятий Текст.: учеб. Пособие для вузов / Бабусенко С.М.; М.: Агропром-издат, 1990.-352 с.

104. Инструкция по использованию лаборатории для контроля качества свежих, работающих и очищенных масел Экспресс-ВИИТиН Текст. — Тамбов.: Изд-во ГНУ ВИИТиН, 2007. 15 с.