Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Требования, предъявляемые к смазочным материалам
1.2 Изменение показателей качества моторных масел при эксплуатации сельскохозяйственной техники
1.3 Методы оценки показателей качества моторных масел
1.4 Средства оперативной оценки качества ТСМ.
1.5 Способы определения качества моторных масел
1.6. Выводы
1.7. Задачи исследования
Глава 2. Теоретические исследования образования кольцевых зон при растекании капли по поверхности бумаги
2.1 К постановке задачи.
2.2. Перемещение частицы в капле
2.3. Определение границы зоны
2.4. Зона диффузии присадки
2.5. Зона распространения чистого масла
2.6. Выводы
Глава 3 Программа и методика экспериментальных исследований
3.1. Программа исследований
3.2 Обоснование выбора марки масла и периодичности отбора проб
3.3 Методика определения показателей качества моторных масел
3.4 Описание экспериментальной установки для нанесения капли анализируемого масла на фильтровальную бумагу
3.5 Методика определения коэффициента у, учитывающе го влияние размеров частиц загрязнений и капли масла, плотности частиц загрязнения и вязкости масла 68
3.6. Методика проведения экспериментальных исследова ний по определению вида нейтрализатора щелочности и его концентрации на образование зон 69
3.7 Методика оценки влияния показателей качества масел на образование концентрических зон. 71
3.8 Методика обработки экспериментальных данных 71
3.9. Планирование экспериментов при определении коэффициента диффузии 73
3.10 Выводы 78
Глава 4. Экспериментальные исследования 79
4.1.Результаты определения эффективности влияния процентного содержания серной кислоты на образование зон 79
4.2. Результаты экспериментального определения коэффициента у входящего в зависимость для определения диаметра зоны ядра 82
4.3 Результаты экспериментального определения диаметразоны диффузии 90
4.4. Выводы 98
Глава 5 расчет экономической эффективности 100
Общие выводы 111
Список использованной литературы
- Изменение показателей качества моторных масел при эксплуатации сельскохозяйственной техники
- Перемещение частицы в капле
- Описание экспериментальной установки для нанесения капли анализируемого масла на фильтровальную бумагу
- Результаты экспериментального определения коэффициента у входящего в зависимость для определения диаметра зоны ядра
Введение к работе
Проблемы, связанные с повышением надежности и долговечности двигателей внутреннего сгорания в значительной степени зависят от качества используемых топливо-смазочных материалов.
Актуальность темы Экономичность, надежность, долговечность работы техники существенно зависит от того, насколько правильно по сортам и маркам подобраны используемые нефтепродукты и каково их качество. В первую очередь это влияет на моторесурс техники. Особенно эта зависимость проявилась в последние 10-15 лет в связи с изменением форм собственности, появлением новых производителей масел, значительного количества не сертифицированных, поддельных топливо-смазочных материалов, отклонений от регламента планово-предупредительной системы технического обслуживания и значительного износа машинно-тракторного парка.
В таких условиях для поддержания на должном уровне надежности и долговечности ДВС необходимо проводить систематический, оперативный контроль состояния масел на всех этапах их эксплуатации.
Существовавшая в средине восьмидесятых годов система контроля качества нефтепродуктов, предполагала наличие стационарных лабораторий химического и спектрального анализа ТСМ, а также экспресс лабораторий. Данная система позволяла с достаточной точностью контролировать качество масел в процессе наработки двигателя, корректировать своевременность его замены. В настоящее время такой системы не существует, кроме того применяемый ранее наиболее простой способ «капельной пробы», широко рекомендуемый в технической литературе для оценки качества масел, не дает результатов при анализе современных высокощелочных моторных масел.
Срок службы техники в первую очередь зависит от качества материалов, технологии изготовления трущихся пар и совершенства конструкции. На долговечность машин влияют: условия эксплуатации: температура, скорость, давление, параметры окружающей среды. В реальной эксплуатации перечне ленные факторы неуправляемы: есть машина с конкретными параметрами и условия эксплуатации заранее определены [70].
Только один фактор, определяющий надежность техники - соответствие и качество используемых смазочных материалов - полностью находиться в руках механизаторов [41].
Таким образом, моторесурс техники в значительной мере зависит от знания показателей качества используемых смазочных материалов, умения правильно их применять [8]. И поэтому, своевременная замена масел может значительно увеличить наработку двигателя. Единицами учета наработки при работе сельскохозяйственной техники приняты условные километры пробега, моточасы, выработка машины в физических единицах. В соответствии с заводскими инструкциями замена масел производится через 500 моточасов.
Указанные в инструкциях по эксплуатации двигателей и правилах технического обслуживания сроки смены масел определены по результатам испытаний. Стендовыми и эксплуатационными испытаниями заводов изготовителей установлена наработка в течении которой не будет значительного на-гарообразования и износа, двигатель работает надежно с гарантированным моторесурсом. Но эти условия почти всегда отличаются от реальных. В эксплуатации качество топлива может быть лучше или хуже используемого при испытаниях, неодинаково и техническое состояние двигателей. Сроки же смены установлены заводами для новых двигателей. В процессе эксплуатации существенно меняются нагрузки, от величины которых заметно зависит долговечность двигателя. Можно назвать еще множество факторов, влияющих на срок смены масел и моторесурс техники, но все они не учитываются при регламентной замене масла [4]. Зачастую это связано с отсутствием средств непрерывного контроля и экспресс - методов оценки качества масел.
В реальной эксплуатации по срокам, установленным заводами - изготовителями возможна замена масла, как не выработавшего свой ресурс, так и работа двигателя на масле, эксплуатационные свойства которого недопустимо ухудшены. В первом случае повышается стоимость эксплуатации, во вто ром - снижается надежность работы двигателя. И то, и другое экономически невыгодно.
В последние годы для оценки эксплуатационных свойств масел все большее применение находят экспресс - методы анализа масел по периодически отбираемым пробам. Распространению данных методов препятствует недостаток средств оперативного контроля масел [46].
Особенно это актуально для высокощелочных моторных масел, которые достаточно широко используются в настоящее время, ввиду применения в хозяйствах энергонасыщенной и импортной техники. Наиболее подходящим способом, обеспечивающим экспресс-контроль физико-химических показателей качества масла, является так называемый способ «капельной пробы», разработанный в 50-х годах ГОСНИТИ, а так же институтами ВЫИИНП и ЦИАТИМ (г. Москва) [1]. Данный метод до сих пор широко используется в мире, в том числе фирмой Лубризол [105]. Этот способ доказал свою эффективность при диагностике качества низко- и среднещелочных моторных масел. Однако при анализе высокощелочных марок на поверхности фильтровальной бумаги не образуются зоны, характеризующие показатели масел. На хроматограмме наблюдается однородно окрашенное пятно капельной пробы с проявлением структуры бумаги [ПО], что делает его непригодным при диагностике высокощелочных моторных масел. В связи с тем, что в хозяйствах все большее применение находит импортная техника, где применяются импортные высокощелочные масла, а так же появлением отечественных марок масел с высоким щелочным числом тему исследований, направленную на разработку способа «капельной пробы» для экспресс - диагностики качества высокощелочных моторных масел, с целью их замены по фактическому состоянию можно считать актуальной.
Цель исследования - замена высокощелочных моторных масел по фактическому состоянию путем совершенствования их диагностирования способом «капельной пробы».
Объект исследования - процесс экспресс-диагностики качества высокощелочных моторных масел при использовании способа «капельной пробы».
Предмет исследования - закономерности процесса экспресс - диагностики качества высокощелочных моторных масел.
Научная новизна - определяется выполненными автором теоретическими и экспериментальными исследованиями:
- исследованы параметры силового поля в растекающейся капле, обеспечивающие образование концентрических зон в способе «капельной пробы»;
- разработаны математические модели процесса образования зон на базе теоретических и экспериментальных исследований;
- усовершенствованна методика диагностирования высокощелочных моторных масел.
На защиту выносятся: зависимости для определения показателей качества высокощелочных моторных масел, зависимости для определения влияния основных показателей качества на образование концентрических зон, рациональные концентрации нейтрализатора щелочности для получения четкой хроматограммы, методика определения диспергирующей способности высокощелочных моторных масел
Практическая значимость: применение методики определения диспергирующей способности высокощелочных моторных масел позволит снизить эксплуатационные затраты за счет своевременности их замены, рациональные концентрации нейтрализатора щелочности позволят более эффективно использовать экспресс-лаборатории в условиях внедрения системы замены масла по фактическому состоянию, полученные зависимости могут быть использованы при определении диспергирующей способности высокощелочных моторных масел.
Реализация работы: методика оценки степени изношенности высокощелочных моторных масел используется МП ПАТП г. Омска, АО «Пушкин ское» Омского района Омской области, КФХ «Сибгрейн» Азовского района Омской области, внедрен в учебный процесс ФГОУ ВПО ОмГАУ.
Апробация работы: Основные положения отдельных вопросов и результаты работы доложены и одобрены на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО ОмГАУ в 2003-2005 г.г., на региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов Сибирского федерального округа «Аграрная наука России в новом тысячелетии» (Омск 2003 г.), на научно-технической конференции посвященной 55-летию факультета технического сервиса в АПК ФГОУ ВПО ОмГАУ «Совершенствование технологий, машин и оборудования в АПК» (Омск 2005 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, библиографии и приложений. Объем работы составляет 137 страниц, из них 124 страницы основного текста, 51 рисунок, 16 таблиц. Библиографический список включает 115 источников.
Работа выполнялась автором на кафедре Тракторов, автомобилей и эксплуатации машинно-тракторного парка факультета Технического сервиса в АПК Омского государственного аграрного университета по теме НИР «Разработать систему диагностирования ТСМ при эксплуатации сельскохозяйственной техники» регистрационный номер № 0120.0 601330.
Изменение показателей качества моторных масел при эксплуатации сельскохозяйственной техники
Как отмечается Мосихиным Е. П. [66] под воздействием изменяющихся тепловых и механических нагрузок моторные масла изменяют свою химическую структуру, загрязняются продуктами износа, топливом, водой и другими компонентами и при достижении критических значений показателей теряют эксплуатационные свойства. По данным, приведенным Скиндером Н. И. и Гурьяновым Ю. А. [96] степень загрузки двигателей тракторов, эксплуатируемых в сельскохозяйственном производстве, зависит от вида выполняемого технологического процесса. При пахоте, севе, культивации, между--рядной обработке и других операциях, степень загрузки двигателей составляет 70...90% от номинальной мощности при транспортных работах 30...60 %. Время работы тракторов на различных сельскохозяйственных операциях также неодинаково. Поэтому состояние моторного масла после определенного времени работы на различных технологических операциях представляет практический интерес для определения срока своевременной замены моторного масла.
На рис. 1.1 показано накопление механических примесей в моторном масле при различной загрузке двигателя за 100 ч работы. Чем выше загрузка двигателя, тем более интенсивно протекают процессы окисления. Это положение подтверждается изменением содержания в масле нерастворимых продуктов.
По данным приведенным Трембач Е. В. [105] у моторных масел режим «рваный» - одна и та же порция масла длительное время подвергается ежесекундным перепадам тепловых и механических нагрузок, давление на тонкую масляную пленку между стенкой цилиндра и поршневыми кольцами резко меняется в пределах 0,15-0,3 МПа в зоне компрессионного кольца и 0,5-1,3 МПа в зоне маслосъемного. При этом скорость поршня изменяется от нулевой в мертвых точках до 15 м/сек, и при определенных условиях давление может достигать 2,0 МПа. В карбюраторном двигателе гильзы цилиндра нагреты до 180..200 С, температура чугунных поршней в верхней зоне достигает 400..430 С, алюминиевых - 260..280 С. У дизелей эта температура на 50..100 С выше [68]. А когда на такте сжатия из камеры сгорания в картер через пленку прорываются газы (это происходит, в какой-то мере во всех двигателях, и чем двигатель изношеннее, тем газов больше), температура в зоне поршня может достигать 450С у карбюраторных моторов и 550-700С у дизелей [3, 99]. В связи с этим критерии отказов моторных масел, то есть номенклатура показателей предельного состояния, для каждого конкретного сочетания: моторное масло - двигатель - условия эксплуатации, значения показателей, при которых, наступает отказ масла строго индивидуальны. Для одного и того же масла в различных двигателях значения показателей, характеризующие наступление отказа, могут значительно различаться [106].
Как отмечается Корнеевым СВ. используя моторные масла, которые от-; вечают основным требованиям качества, можно значительно увеличить вероятность безотказной работы машин (рис. 1.2), снизив затраты на ТО, и увеличить долговечность техники [52].
Зависимость изменения технического состояния двигателя при использовании моторных масел с различной периодичностью замены и пополнения и различными показателями качества: 1 - масло с заниженными показателями качества; 2 - масло с нормальными показателями качества.
В работах Некипелова В. А. и Рачкова В. Ф. [81] отмечено моторное масло при работе в двигателе претерпевает существенные изменения. Старение масла происходит из-за накопления продуктов загрязнения. Помимо этого, подвергаясь воздействию высоких температур, масло интенсивно окисляется, полимеризуется и коксуется. Продукты, образующиеся в результате этих процессов, накапливаются в масле и приводят к изменению его свойств, которые в значительной степени влияют на моторесурс техники.
На рис. 1.3 показано влияние содержания нерастворимых примесей в моторном масле на износ сопряженных деталей двигателя.
Рис. 1.3 Влияние содержания нерастворимых примесей в моторном масле М-8В и М-8ДМ на износ сопряженных деталей двигателя.
Из графиков видно, что с накоплением в моторном масле нерастворимых примесей значительно увеличивается количество металлических продуктов износа, что свидетельствует об интенсивном изнашивании пар трения двигателя. По данным Мосихина Е. П., Ясь Д. С. [67, 111] наиболее опасны твердые механические частицы (кремнезем из почвы и пыли, твердые металлические частицы), имеющие твердость выше или равную твердости трущихся деталей ДВС и вызывающие абразивное изнашивание. Мягкие механические или органические частицы, как правило, не опасны, а при повышенных зазорах в некоторых сопряжениях даже и полезны [7]. В работе Сухановой М. В. [100] отмечено: основной причиной изнашивания деталей двигателей в рядовой эксплуатации машин является загрязненность их смазочных масел, поэтому контроль и борьба с загрязненностью масел имеет здесь первостепенное значение.
Лышко Г. П. отмечает щелочность масла - один из важнейших показателей качества современных моторных масел. Уменьшение щелочного числа масла происходит по ряду причин - нейтрализация щелочными присадками кислых продуктов, разложение под действием высоких температур, удерживание щелочных присадок очистительными элементами [58]. Для свежих масел определяется щелочное число [65], а для работающих водородный показатель рН, характеризующий щелочно-кислотные свойства среды. Он просто и достаточно точно характеризует пригодность масла к дальнейшему использованию [81].
Перемещение частицы в капле
Центральное ядро - зона, соответствующая самой темной однородной части масляного пятна на фильтре. Цвет центральной зоны (от серого до черного) зависит от содержания нерастворимых примесей (общей загрязненности). В случае свежего масла нет четкой границы между ядром и смежной зоной. Если масло с большим содержанием нерастворимых примесей - центральное пятно черного цвета. (Общая загрязненность 2.5%)
Зона диффузии - кольцеобразная зона более светлого цвета, чем центральное ядро. Образуется в результате прохождения нерастворимых примесей через поры бумажного фильтра. Размер кольца указывает на наличие моюще-диспергирующей присадки в масле. Если масло новое - кольцо широкое. Сокращается с увеличением срока службы масла и полностью исчезает, когда масло теряет моющее - диспергирующие свойства. Если в масле есть небольшое содержание нерастворимых примесей, но имеется вода, то зона диффузии отсутствует, а центральное ядро серого цвета обрамлено тонким черным пояском.
Зона окисленного масла - кольцеобразная зона от желтого до светло-коричневого цвета. Она содержит растворимые продукты окисления масла и топлива (лаки, смолы). Более темный цвет зоны указывает на снижение действия антиокислительной присадки.
Зона чистого масла - светлое внешнее кольцо, характеризующее общий размер нанесенного на фильтр масляного пятна.
В зависимости от марки масла, срока его эксплуатации, содержания во ды и топлива в масле, меняется характер и количество зон хроматограммы: масло с низким содержанием присадок почти не имеет зоны диффузии; масло с небольшим сроком эксплуатации имеет центральное ядро с просветом в середине; при содержании воды в масле появляется ярко выраженная черная окантовка ядра и значительное уменьшение зоны ядра и диффузии [81]. При содержании топлива в масле значительно увеличивается зона чистого масла; ярко-желтый или светло-коричневый цвет зоны окисленного масла указывает на то, что масло подвергалось высокотемпературному воздействию, отсутст вие зоны диффузии свидетельствует о полной срабатываемости диспергирующей присадки. Браковочные параметры масла по методике ВНИИНП и ЦИАТИМ представлены в табл. 1.2.
Способ отличается тем, что на бумажной хроматограмме различают не три, а четыре концентрические зоны. Учитывают зону окисленного масла, это оправдано, так как при эксплуатации двигателей масло обязательно окисляется в большей или меньшей степени. К недостаткам данного метода можно отнести то, что черная окантовка ядра и значительное уменьшение зоны ядра и зоны диффузии не всегда свидетельствуют о наличии в моторном масле воды. Аналогичная картина появляется при большом содержании нерастворимых механических примесей содержащихся в необводненном масле.
Известен способ капельной пробы предложенный в ГОСНИТИ Хмелевым Н.М. и Дунаевым А.В. [ПО]. Способ заключается в следующем. Через 5-10 мин после нанесения капли масла на фильтровальную бумагу (размещенную на держателе под включенной электроплиткой в горизонтальной плоскот ста так, чтобы капля растекалась равномерно во все стороны и не касалась чего-либо) изучается полученный отпечаток и по нему сделается заключение о состоянии масла и дизеля. При необходимости повторяют "капельную пробу" в холодном режиме ее растекания (в воздухе помещения лаборатории) для уточнения содержания воды и ее влияния на качество масла.
Хроматограммы могут отличаться как характером рисунка, так и соотношениями размеров составных частей пятна масла, что особенно присуще высокощелочным маслам.
На бумажной хроматограмме определяют полный размер капли и ее ядра, (рис. 1.11) цвет и цветной рисунок всех зон, равномерность растекания масла и изучают четыре зоны (четыре составные части): 1 - ядро или центр капли, соответствующий первичной зоне капли до ее растекания по бумаге; здесь оседают все тяжелые нерастворимые механические примеси; 2- краевая зона (темное/черное кольцо), окаймляющее ядро малорастворимыми в масле органическими примесями; кольцо отсутствует как при чистом масле, так и при очень грязном масле, а ядро имеет ровный цвет; 3 - широкое серое кольцо за ядром - зона диффузии через краевую зону масла, загрязненного легкими растворенными органическими примесями; 4 - внешнее светлое кольцо - кольцо чистого масла, если в нем достаточное количество моюще-диспергирующих присадок, а загрязненность масла не превышает некоторого предела. В противном случае это кольцо чистого масла отсутствует; чистое масло дает только это светлое пятно, исчезающее через несколько суток; 4-й элемент «капельной пробы» работавшего масла через несколько часов полностью исчезает [ПО]. Если 3-й и 4-й элементы имеют рваную (амебообраз-ную) форму, то это свидетельствует о наличии воды в масле, а стойкий желтоватый или светло-коричневый цвет зоны диффузии свидетельствует о значительной окисленности масла из-за его перегрева. Чем светлее, равномернее цвет и плотность ядра и зоны диффузии, тем работоспособнее масло. При росте механических примесей темнеет ядро. При потере присадок уменьшается зона диффузии. Появление кольца чистого масла означает момент, когда начинают исчерпываться моющее - диспергирующие свойства масла (рис. 1.12). Характеристика «капельных проб» по их составляющем приведена в табл. 1.3. Для высокощелочных масел данная интерпретация не правомерна [ПО].
Описание экспериментальной установки для нанесения капли анализируемого масла на фильтровальную бумагу
В уравнении (2.62) коэффициент диффузии учитывает только молекулярный перенос частиц примеси и не учитывает преренос частиц растекающейся каплей. Для учета данного явления в уравнение (2.62) вместо коэффициента молекулярной диффузии нами вводится условный коэффициент диффузии, равный: где $ - коэффициент, учитывающий перемещение частиц примеси растекающейся каплей; Представим этот коэффициент в виде зависимостей Эншнейна - Смолу-ховского: А2 f = D , (3.5) где А - смещение частиц присадки за время наблюдения, м; т - время наблюдения, с. Таким образом, чтобы определить D необходимо установить закономерность смещения частиц присадки за время т. Для определения А был проведен трехфакторный активный эксперимент 2 . Варьируемыми факторами были плотность фильтровальной бумаги ф, кине матическая вязкость v, и щелочное число рН. Каждый фактор варьировали на двух уровнях.
Для определения смещения частиц определялось содержание присадки в масле. После нанесения пробы на фильтровальную бумагу фиксировали смещение А в течение времени 600 с.
В зависимости от содержания присадки в масле определяли щелочное число масел. Результаты экспериментов по определению диаметра зоны диффузии представлены в табл. 5 приложения.
Количество опытов в однократной повторносте N=23=8 (Табл. 4 приложения). Опыты проведены в трехкратной повторносте.
Увеличение числа опытов сопряжено со значительным увеличением трудоемкости экспериментов и поэтому к дополнительным опытам следует прибегать лишь в том случае, когда полученная по результатам минимального числа опытов модель (3.6) не удовлетворяет требованиям адекватности [75]. Здесь необходимо заметить, что все определяемые из опытов коэффициенты функционально зависят от вязкости анализируемого масла, щелочного числа масла и плотности фильтровальной бумаги.
Для исключения систематических ошибок в проведении эксперимента, производилась рандомизация опытов во времени по таблице случайных чисел [71]. Матрица планирования и результаты опытов представлены в табл. 4 и табл. 3 приложения соответственно.
Число повторностей каждого опыта при проведении планируемого эксперимента рассчитывали по формуле [55] для вероятности 0,95:
Однородность дисперсий параллельных опытов определяли по критерию Кохрена: p-J- , (3.11) где 0/max - максимальное значение дисперсии в опыте. Расчетное значение критерия сравнивали с табличным для степеней свободы: fi=r-J, знаменателя =Nпри выбранном уровне значимости а=0,05 [98]. В случае если расчетное значение критерия Кохрена Gp не превосходило табличного значения GT, гипотеза об однородности параллельных опытов принималась. Дисперсию воспроизводимости рассчитывали по формуле: S,2,, - jft S,2, (3.12) где N - число опытов. Ошибка эксперимента рассчитывалась по формуле: ЗД=+#О0- (злз)
Коэффициенты уравнения регрессии рассчитывали по формулам для полного факторного эксперимента [71]: 1. При проведении экспериментальных исследований использовались стандартные методики ГОСТ, для определения изменения показателей качества высокощелочных моторных масел в процессе эксплуатации сельскохозяйствен ной техники. 2. Разработаны частные методики для определения коэффициента у, входящего в аналитическую зависимость определения радиуса зоны ядра и методика проведения экспериментов по определению вида нейтрализатора щелочности и его рациональных концентраций. 3. Разработана математическая модель для определения смещения частиц присадки.
В соответствии со сформулированными выше задачами в объем экспериментального исследования входило следующее: - лабораторные исследования показателей качества моторных масел; - лабораторные исследования по определению вида нейтрализатора щелочности, для обработки фильтровальной бумаги; - лабораторные исследования для определения процентного содержания нейтрализатора щелочности; - лабораторные исследования для определения радиусов зон, образующихся на поверхности фильтровальной бумаги.
Лабораторные исследования проводились в лаборатории диагностики ТСМ кафедры тракторов, автомобилей и эксплуатации машинно-тракторного парка Омского государственного аграрного университета. Производственные испытания проводились в лаборатории МП г. Омска ПАТП №1. Отбор проб высокощелочных моторных масел производился на технике, используемой в КФХ «Сибгрейн» Азовского района Омской области и АО «Пушкинское» Омского района Омской области.
Результаты экспериментального определения коэффициента у входящего в зависимость для определения диаметра зоны ядра
При рассмотрении поверхностей отклика (Рис. 4.11,4.12) видно:
1. Каждому значению плотности фильтровальной бумаги соответствует определенное значение диаметра зоны диффузии присадки. Значение диаметра зоны диффузии возрастает при увеличении щелочного числа и снижении вязкости, это свидетельствует о том, что щелочное число является показателем, характеризующем активность моющее - диспергирующих присадок. Снижение щелочного числа указывает на сработанность присадки что приводит к увеличению вязкости масла.
2. При значении вязкости 15 сСт и щелочного числа от 7 до 7,5 мг КОН/г масла значение диаметра зоны диффузии присадки минимальное, что свидетельствует, о том что в масле недостаточно моющее - диспергирующей присадки и оно непригодно к дальнейшей эксплуатации. Увеличение вязкости моторного масла может быть вызвано увеличением загрязненности масла механическими примесями и как следствие увеличивается расход диспергирующей присадки на их нейтрализацию [77]. Так как диспергирующая присадка имеет щелочную среду и щелочное число является показателем сработанности присадки [81], то, как видно, из графиков (Рис. 4.11, 4.12) с уменьшением щелочного числа масла уменьшается диаметр зоны диффузии присадки.
Если рассмотреть поверхности отклика (Рис. 4.13, рис. 4.14) D =f(v, РН ) при плотности фильтровальной бумаги (р=75-85 г/м то можно сделать следующие выводы: поверхности отклика имеют одинаковую закономерность распределения, то есть значение диаметра зоны диффузии присадки при разной плотности фильтровальной бумаги имеют небольшие расхождения 1,5%, значит плотность фильтровальной бумаги незначительно влияет на диаметры концентрических зон хроматограммы, соотношением которых определяется диспергирующая способность моторного масла способом «капельной пробы».
На рис. 4.15, и рис. 4.16 представлены зависимости диаметра зоны диффузии присадки от вязкости анализируемого масла. Щелочное число масла принималось равным 8 и 6,5 мг КОН/г соответственно.
Анализ зависимости диаметра зоны диффузии присадки от вязкости исследуемого масла показал, что диаметр зоны диффузии может быть аппроксимирован линейной зависимостью. С увеличением вязкости диаметр зоны диффузии присадки уменьшается это связано с тем, что увеличение вязкости масла может быть вызвано ростом его загрязненности, при этом активная диспергирующая присадка расходуется на нейтрализацию частиц загрязнений. При изменении щелочного числа рН от 8 мг КОН/г (рис.4.15) до 6,5 мг КОН/г (рис. 4.16) диаметр зоны диффузии присадки имеет значения 21,7....23 мм и 16...20 мм соответственно.
На рис. 4.17, рис. 4.18 представлены зависимости диаметра зоны диффузии присадки от величины щелочного числа анализируемого масла. Вязкость масла принималось равной 13,25 и И сСт соответственно. Графики зависимости диаметра зоны диффузии присадки D«f=f(pH, ф), мм от щелочного числа рН, мг КОН/г анализируемого масла при различной плотности фильтровальной бумаги ф =75-85 г/м . Вязкость анализируемого масла v=13,25 сСт
Рис. 4.18 Графики зависимости диаметра зоны диффузии присадки Da=f(pH, ф), мм от щелочного числа рН, мг КОН/г анализируемого масла при различной плотности фильтровальной бумаги ф =75-85 г/м . Вязкость анализируемого масла V=l 1 сСт.
Анализ зависимости диаметра зоны диффузии присадки от величины щелочного числа исследуемого масла показал, что диаметр зоны диффузии присадки может быть аппроксимирован линейной зависимостью. С увеличением щелочного числа диаметр зоны диффузии присадки увеличивается, так как диспергирующая присадка имеет щелочную среду, что свидетельствует о высоком содержании активной присадки в анализируемом масле. Как видно из графиков (рисунки 4.15, 4,16, 4.17, 4.18) плотность фильтровальной бумаги незначительно влияет на распределение зон хроматограммы.
На основании экспериментов и полученных зависимостей концентрических зон ядра и диффузии присадки были получены шаблоны, по которым можно определять состояние и время смены высокощелочных моторных масел марок Neste Tyrbo LXE SAE 15W-40, «BP» Vanellus C6 Global (U) 15W-40, представленные в таблице 6 приложения.
