На средствах транспорта железных дорог Украины широкое распространение получили гидравлические приводы и гидропередачи, которые используются для приводов колесных пар подвижного состава, вентиляторов охлаждающих систем, рабочих органов путевых машин. Вследствие высокой стоимости агрегатов гидравлических приводов и передач, а также большой трудоемкости работ по их ремонту, возникает необходимость разработки и внедрения ресурсосберегающих технологий, направленных на усовершенствование конструкций агрегатов и улучшение характеристик рабочих жидкостей.

Как показывают ранее проведенные исследования, одним из эффективных способов повышения ресурса гидроагрегатов, является предварительная обработка рабочих жидкостей внешним электростатическим полем. При воздействии такого поля на рабочую жидкость в гидроприводах и гидропередачах происходят следующие положительные процессы:

- возрастает защитная функция рабочих жидкостей, связанная с предотвращением потерь на трение и износ в гидравлических агрегатах;

- ресурс агрегатов увеличивается за счет существенного снижения износа деталей.

Проведенный анализ научных работ в области обработки рабочих жидкостей внешними силовыми полями показал, что данный процесс является актуальным с точки зрения его применения на средствах транспорта. Однако, в этих исследованиях не изученными остаются закономерности влияния структуры рабочих жидкостей, подверженных электростатической обработке, на ресурс гидроагрегатов средств транспорта.

Нормальная эксплуатация гидроагрегатов транспортных систем возможна при использовании таких рабочих жидкостей, которые одновременно могут выполнять различные функции.

В первую очередь рабочая жидкость является рабочим телом, т.е. является носителем энергии, обеспечивающим передачу последней от источника энергии (двигателя) к её потребителю (исполнительным механизмам). Кроме того, рабочая жидкость выполняет роль смазки в парах трения, являясь смазывающим и охлаждающим агентом, и средой, удаляющей продукты изнашивания. К функциям рабочей жидкости относится и защита деталей гидроагрегатов от коррозии.

Смазывающие способности рабочей жидкости связаны с образованием на трущихся поверхностях масляной пленки и способностью её противостоят разрыву. Обычно, чем больше вязкость, тем выше прочность масляной плёнки при сдвиге. Рабочая жидкость в гидроагрегате должна предотвращать контактирование и схватывание трущихся поверхностей при малых скоростях скольжения в условиях граничного режима трения. Другими словами, рабочая жидкость, должна, во-первых, обладать противозадирными свойствами, во-вторых уменьшать износ поверхностей трения, создавая гидродинамический режим смазки, т.е. обладать противоизносными свойствами.

Существуют разные альтернативные способы и методы улучшения трибологических свойств рабочей жидкости. Одним из перспективных способов - применение силовых полей, в том числе электростатических. Согласно анализу научно-исследовательских работ в этой отрасли, под воздействием электростатического поля на рабочую жидкость происходят структурные преобразования, которые способствуют эффективному формированию моно- и полимолекулярного смазочного слоя, которые позволяет снизить интенсивность износа поверхностей трения.

Согласно проведенным экспериментальным исследованиям на машине трения ЧШМ, скорость изнашивания поверхностей трения, при обработке рабочей жидкости электростатическим полем при одинаковых значениях концентрации снижается, что обусловлено разрушением мицеллярных структур, а так же поляризацией молекул поверхностно-активных веществ.

Полученные результаты экспериментальных исследований доказали, что использование электростатической обработки рабочих жидкостей с учетом введения рациональной концентрации присадки значительно уменьшает скорость изнашивания пар трения, что в свою очередь повышает ресурс гидроагрегатов до 1.8 раза.

Выводы.

1. Молекулярная структура рабочих жидкостей не отвечает условию эффективного формирования смазочного слоя, поскольку с ростом концентрации молекул присадки в базовом масле растет доля агрегированного вещества, большая часть которого не участвует в адсорбционных процессах на поверхностях деталей путевых машин. Наиболее перспективным способом повышения ресурса узлов гидроагрегатов путевых машин является перевод агрегированных молекул присадки в мономерное состояние за счет использования электростатических полей.

2. Ресурс гидроагрегатов путевых машин зависит от толщины смазочной пленки на поверхностях трения, которая формируется тем быстрее, чем больше количество молекул поверхностно-активных веществ находится в мономерной форме. Установлено, что использование внешнего электростатического поля для обработки рабочей жидкости приводит к продлению ресурса, по сравнению с необработанной рабочей жидкостью.

3. Результаты экспериментальных исследований позволили разработать способ повышение ресурса гидроагрегатов путевых машин при использовании электростатической обработки рабочей жидкости и рациональной концентрации поверхностно-активных веществ. Применение способа приводит к продлению ресурса гидроагрегатов машин до 1,8 раз при условии поддерживания концентрации ПАВ на уровне установленных рациональных значений.