Технические науки/ 4.Транспорт

Горская Н.А., Туленов А.Т., Садыков Ж.А., Манкараева Б.А.

Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова,

г.Шымкент, Республика Казахстан

Применение метода спектрального анализа при исследовании работоспособности моторных масел в эксплуатации

Необходимость оценки сроков замены моторного масла на основе длительных эксплуатационных испытаний, получившая преимущественное распространение, обусловлена действием большого количества факторов, влияние которых на работоспособность масла и двигателя в целом не определенно и случайно, и поэтому конечный результат можно выявить при больших пробегах автомобиля.

В настоящее время применяется методы диагностирования двигателей внутреннего сгорания по результатам наиболее информационных анализов масел, которые позволяют без вскрытия двигателей оценивать основные неисправности и принимать оперативные меры к их устранению. Методы диагностики при этом позволяют также оценивать состояние самого масла и причины, вызывающие ухудшение этого состояния, и, таким образом, дают достаточно большую информацию о работе масла за небольшой период испытания, результаты которого затем распространяют на все двигатели, работающие в аналогичных условиях. Таким образом, ранее неопределенные факторы становятся однозначно известными, так же как и результаты их кратковременного воздействия.

Исследования методами диагностики в ряде случаев показывают целесообразность значительного увеличения сроков замены моторного масла. Поэтому авторами была сделана попытка параллельно с длительными эксплуатационными испытаниями применить методы диагностики, основанные на информативных анализах моторного масла, для исследования сроков его замены. При этом отдельные пробы моторного масла, отобранные для физико-химического анализа, подвергались более сложным анализам на дорогостоящем лабораторном оборудовании [1].

Наиболее важным при диагностике является спектральный анализ моторного масла на содержание в нем продуктов износа основных деталей двигателя и некоторых других элементов-индикаторов. Как известно, в процессе работы ДВС продукты износа, попадая в моторное масло, циркулируют вместе с ним по системе смазки, а определенная часть их задерживается фильтрами. Уровень концентрации продуктов износа для автомобильного двигателя уже через 1,5-2 часа работы после заливки свежего масла определяется выражением

где q-интенсивность поступления продуктов износа в масло;

q_y-интенсивность угарания масла, кг/ч

-интенсивность удаления продуктов износа маслеными

фильтрами, кг/ч;

η-к.п.д. полноты отсева маслоочистительной аппаратуры;

- интенсивность прохождения масла через маслоочиститель, кг/ч

Таким образом, при небольших угарах масла, что характерно для современных автомобильных двигателей, концентрация продуктов износа в нем будет определятся двумя факторами: интенсивностью изнашивания деталей и качеством работы масляных фильтров.

Все основные детали двигателя состоят из характерных металлов, и поэтому определяя содержание в масле железа, никеля, свинца, хрома, алюминия и меди, можно сделать вывод об интенсивности изнашивания гильзы цилиндров, вкладышей коленчатого вала, колец, поршней и втулок поршневого кольца. Однако необходимо отметить, что хотя один и тот же элемент поступает в масло от многих различных сопряжений, тем не менее в общем балансе может преобладать износ определенной детали.

Исследования показывают, что в автомобильных двигателях с чугунными цилиндрами и поршневыми кольцами около 85% железа попадает в масло в результате износа цилиндров и колец, причем на долю зеркала цилиндров приходится примерно 38%. Об износе подшипников из свинцовистой бронзы можно судить по содержанию в масле меди, поскольку поступление этого элемента в картер за счет износа втулок поршневого кольца и других деталей будет значительно меньше.

В моторное масло также может попасть кремний, саодержащийся в пыли воздуха. При снижении очистительной способности воздушного фильтра количество пыли, засасываемой в цилиндры и проникающей вместе с прорывающими газами в картер, увеличивается, и по накоплению содержания в масле кремния можно судить о неисправности данного узла.

При выроботке сопряжением своего технического ресурса скорость изнашивания возрастает, следовательно, увеличивается концентрация продуктов износа в масле. Поэтому, наблюдая за динамикой изменения содержания отдельных элементов в моторном масле и сравнивая их концентрацию с предельно-допустимыми значениями, при помощи логического анализа можно определить основные неисправности двигателя, т.е. черезмереное изнашивание колец, увеличенные зазора в подшипниках коленчатого вала. Логический анализ является несложным при раздельном определении содержания в масле железа, никеля, хрома, свинца, меди и алюминия, а также кремния, увеличение концентрации, которого указывает на усиление изнашивания двигателя. Одновременное повышение концентрации всех элементов в масле (без кремния) может характеризовать ухудшение работы фильтров тонкой отчистки или противоизносных свойств моторного масла.

Таким образом, спектральный анализ масла, кроме диагностирования самого двигателя, дает возможность оценивать противоизностные свойства масла и влияние системы отчистки воздуха и масла на эти свойства за небольшой промежуток эксплуатационных испытаний и без разборки двигателя. Для исследования наиболее важных в настоящее время противоизносных свойств моторного масла необходимо определить содержание в нем всего семи-восьми элементов, что значительно упрощает проведение испытаний и обработку полученных данных.

Литература

1.Туленов А.Т. Совершенствование методов определения комплекса работ ТО и текущего ремонта агрегата автомобиля: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.10 -М., 1991.- 178 с.

2.Кюрегян С.К. Атомный спектральный анализ нефтепродуктов /С.К. Кюрегян. - М.: Химия, 1985.- 320 с.