Кудинов В.И., к.т.н, доцент, Васильева А.Г.

Автомобильно-дорожный институт, ГВУЗ, ДонНТУ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА ЗАМЕНЫ МАСЛА И ФИЛЬТРА СИСТЕМЫ СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Известно, что показатели качества масла, особенно вязкость и засоренность, оказывают большое влияние на интенсивность износа и надежность работы узлов трения в механизме. Во время работы механизма, смазка, которая работает в нем, изменяет свою вязкость и засоряется. Известно также, что основным показателем необходимости замены масла в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) является изменение вязкости при работе его в механизме (уменьшение на 20 % или увеличение на 25-35 % от номинального значения) [1, 2,3].

Работоспособность фильтра масла определяется степенью его загрязнения частицами износа деталей и окисления масла. При этом изменяется гидравлическое сопротивление фильтра и соответственно перепад давления масла до и после фильтра (разница - до 0,1 МПа) [1,2,3]. Известны способы периодического определения вязкости масла, которое работает в механизме, в лабораторных условиях вискозиметрами [4]. По результатам таких исследований устанавливают нормативный срок наработки масла до замены. Производители ДВС и других механизмов рекомендуют заменять масло, а вместе с ним и фильтр, после наработки их в механизме определенного времени работы или километров пути, пройденного автомобилем, или количеством израсходованного ДВС топлива [3,4]. Все эти рекомендации имеют приблизительный характер и не учитывают действительное положение масла и фильтра при их замене, что и является их недостатками. При этом возможно значительное недоиспользование ресурса масла и фильтра (экономические потери) или эксплуатация механизма, когда масло или фильтр потеряли свои показатели качества (что приведет к увеличению интенсивности износа и снижение надежности работы механизма). Каждый конкретный механизм работает в своих, отличных от других механизмов, условиях эксплуатации и для каждого отдельного механизма необходимо определять свой момент необходимости замены масла и фильтра. В классическую систему смазки ДВС входят: картер с маслом, маслоприемник, масляный насос, редукционный клапан, полнопоточный фильтр, подшипник (узел смазки), датчик давления, маслопроводы, указатель давления в главной магистрали [1]. Известно [1], что давление масла в системе смазки с принудительной подачей масла к узлам трения насосом (ДВС) зависит от вязкости масла (при одинаковых прочих условиях - механических, физических, динамических показателях работы агрегатов системы смазки и узлов трения). Известно также, что вязкость масла в значительной степени зависит от ее температуры (уравнения Вальтера и Ра-майя [3]). Ресурс механизма (ДВС) значительно превышает ресурс масла (в десятки раз), поэтому влияние изменения технического состояния узлов трения (зазоров, отверстий каналов) в течение работы (ресурса) масла - незначителен и им можно пренебречь (если не возникла аварийная ситуация). Таким образом, если известно давление масла в системе при эксплуатации "свежего" масла с номинальным значением вязкости (при определенных значениях скорости вращения масляного насоса и температуры масла) и измеряя давление после определенного наработки масла в механизме (при тех же значениях скорости вращения насоса и температуры масла), можно непосредственно определить величину изменения вязкости (по разности значений давления). А используя зависимость давление - вязкость, можно определить абсолютное значение вязкости.

Техническое состояние механизма после продолжительной эксплуатации изменяется, а это влияет на "начальное " давление при использовании "свежего" масла. Поэтому, при каждой новой заправке масла в "номинальное " давление нужно вносить поправку. Используя значения вязкости масла при нескольких, относительно умеренных температурах, используя уравнение Вальтера (Ра-майя) можно определить различные нормированные параметры (вязкость при 100°С, индекс вязкости, температуру возможного пуска ДВС). Сравнив измерены и установленные предельные (браковочные) критерии работоспособности масла (изменение значений вязкости при 100°С, индекса вязкости, температуры возможного пуска ДВС) можно более точно определить необходимость замены масла. При полнопоточном фильтровании (последовательное включение фильтра) наибольшее влияние на изменение давления масла во время его длительной работы оказывает гидравлическое сопротивление фильтра, которое увеличивается. Поэтому в такой схеме включения фильтра, для учета в уравнении давление - вязкость масла, технического состояния фильтра (его засоренность), а также для определения необходимости замены фильтра (включение перепускного клапана) необходимо измерить давление масла до и после фильтра. Способ определения работоспособности масла и фильтра масла системы смазки механизмов машин заключается в том, что измеряют давление в масляной магистрали (с учетом уменьшения давления в фильтре ) при различных фиксированных температурах масла и оборотах вращения насоса, по аналитическим зависимостям давление - вязкость масла, температура - вязкость масла определяют вязкость масла при 100°С, индекс вязкости и температуру возможного пуска ДВС и сравнивают эти результаты с браковочными показателями. Если результат отрицательный - дается сигнал о необходимости замены фильтра, масла или ремонт других элементов системы смазки. Предложенный прибор для использования рассматриваемого способа [ 5 ].

1. Венцель С.В. Применение смазочных масел в двигателях внутреннего сгорания. - М.: Химия , 1979 240с.

2. Григорьев М.А. , Бунаков Б.М. , Долецкий В.А. Качество моторного масла и надежность двигателя. - М.: Изд-во стандартов , 1981 . - 232с.

3. Полянский С.К., Коваленко В.Н. Эксплуатационных материалы: Учебник. - К.: Лыбидь, 2003 - 448с.

4 . Р.Балтанас и др. Моторные масла. - М.: Альфа - Лаб., 2000 - 272с.

5 . Патент Украины от 10.10.2007 UA 80615 С2