Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ условий работы и методов приработки деталей дизелей в период их обкатки 9
1.1. Актуальность темы 9
1.2. Материалы основных пар трения дизелей. Условия их работы и ресурс 12
1.2.1. Классификация дизелей 12
1.2.2. Материалы основных пар трения 13
1.3. Моторные масла и присадки к ним 16
1.4. Режимы обкатки современных дизелей 21
1.5. Методы ускорения приработки деталей основных пар трения дизелей 22
1.5.1. Конструктивные мероприятия 23
1.5.2. Технологические мероприятия 25
1.5.3. Эксплуатационные мероприятия 26
1.6. Приработочные присадки 27
1.7. Выводы, цель и задачи исследования 37
2. Теоретическое обоснование повышения качества и ускорения приработки трущихся деталей дизелей 38
2.1. Взаимосвязь процессов трения и поверхностных явлений 38
2.2. Теоретические основы применения приработочных составов, содержащих наночастицы серпентина 44
2.3. Механизм действия приработочного масла, содержащего наночастицы серпентина 49
2.4. Методика расчета, определение режимов ускоренной обкатки дизелей 55
2.5. Выводы 60
3. Методика экспериментальных исследований 61
3.1. Обоснование критериев оценки качества приработки деталей дизелей 61
3.2. Лабораторные исследования 64
3.2.1. Установка для трибологических испытаний МТУ-01 64
3.2.2. Определение коэффициента трения и периода его стабилизации 68
3.2.3. Определение износа образцов 70
3.2.4. Определение шероховатости и температуры поверхностей трения. Определение коррозионного воздействия масел 72
3.2.5. Электронная микроскопия и микрорентгеноспектральный анализ 73
3.3. Стендовые испытания 75
3.3.1. Подготовка дизелей к испытанию. Оборудование и режимы обкатки 75
3.3.2. Определение момента механических потерь, стендового и полного приработочного износа, шероховатости и площади приработки рабочих поверхностей деталей 77
3.3.3. Снятие регуляторной характеристики дизеля Д-180. Определение эффективной мощности и удельного расхода топлива 78
ЗАЭксплуатационные испытания дизелей 80
3.4.1. Определение количества объектов в выборке 83
3.4.2. Методика обработки усеченной информации. Обработка опытных данных 84
3.5. Оценка погрешностей проведения испытаний 87
4. Лабораторные исследования присадок 90
4.1. Растворимость присадок в моторном масле М-1ОДМ 90
4.2. Антифрикционные свойства масел с присадками 91
4.3. Тепловые явления в процессе приработки 96
4.4. Износостойкость образцов 97
4.5. Изменение шероховатости поверхности образцов 101
4.6. Коррозионное воздействие приработочных масел 105
4.7.Электронная микроскопия и микрорентгеноспектральный анализ 106 4.8. Выводы 109
5. Стендовые испытания дизелей Д-180 111 стр.
5.1. Время и величина стабилизации момента механических потерь в период холодной обкатки 111
5.2. Износ деталей ЦПГ и КШМ 113
5.3. Шероховатость гильз цилиндров и площадь приработки шатунных вкладышей 117
5.4. Момент механических потерь после обкатки дизелей 119
5.5. Коррозионное воздействие приработочного масла на шатунные вкладыши. Оценка качества приработки дизелей по регуляторной характеристике 121
5.6. Выводы 124
6. Эксплуатационные испытания 125
6.1. Определение количества дизелей в испытаниях 125
6.2. Данные о ресурсах отремонтированных дизелей Д-180,
обкатанных по типовой и ускоренной технологии 125
6.3. Обработка результатов эксплуатационных испытаний 127
6.4. Определение экономически оправданного ресурса 131
6.5. Выводы 132
7. Внедрение процесса ускоренной обкатки дизелей Д-180. Расчет экономического эффекта 133
7.1. Технологический процесс ускоренной обкатки дизелей Д-180 133
7.2. Внедрение процесса ускоренной обкатки дизелей Д-180 134
7.3. Расчет сравнительного экономического эффекта от процесса ускоренной обкатки дизелей Д-180 с применением ПИАФ состава 135
7.4. Выводы 142
Общие выводы 143
Список литературы
- Материалы основных пар трения дизелей. Условия их работы и ресурс
- Теоретические основы применения приработочных составов, содержащих наночастицы серпентина
- Обоснование критериев оценки качества приработки деталей дизелей
- Растворимость присадок в моторном масле М-1ОДМ
Введение к работе
В настоящее время в сельском хозяйстве большинство машин и агрегатов изношены, требуют текущего и капитального ремонта. В условиях хозяйств данные ремонтные воздействия сделать практически невозможно, так как отсутствует развитая ремонтная база, нет квалифицированных специалистов, качественных запасных частей, заработная плата рабочих очень низкая. Новой техники выпускается мало, нет необходимых средств на её закупку.
На тракторах, зерноуборочных комбайнах эксплуатируется около двух млн. двигателей, причем большая часть после капитального ремонта. Послере-монтный ресурс их составляет 50% ресурса новых двигателей /50/. В период эксплуатации машин до капитального ремонта их двигатели подвергаются капитальному ремонту 2-6 раз. На долю запасных частей за срок службы приходится 75-115 % стоимости нового двигателя. Анализ эксплуатации машин показывает, что 34-45 % отказов приходится на двигатели /78/.
В практике ремонта и эксплуатации дизелей применяются различные методы ремонтно-технологических воздействий для повышения ресурса и снижения затрат на поддержание дизелей в работоспособном состоянии. Одним из путей повышения качества ремонта дизелей является проведение качественной обкатки, как завершающей технологической операции ремонта дизелей. От качества приработки деталей в период обкатки зависит во многом срок службы деталей дизеля и его межремонтный ресурс. Для достижения полной приработки деталей тракторных дизелей требуется 30-60 ч /50/. Ремонтные заводы не в состоянии за время обкатки доводить приработку соединений до конца. Поэтому, в основном, приработка производится в эксплуатационных условиях хозяйств с ограниченными на 25 % скоростями и нагрузками, что не всегда возможно. Работа дизеля с максимальными эксплуатационными нагрузками приводит не полностью приработанные детали к повышенному износу, а иногда к схватываниям и задирам, что снижает межремонтный ресурс дизеля в целом. В связи с этим крайне важно приработку деталей дизелей завершать на заводе, исключив ее в эксплуатации.
Данная проблема охватывает широкий круг вопросов, которые интересуют не только исследователей, конструкторов, но и потребителей техники. Поэтому повышение качества приработки деталей дизелей при их ремонте с помощью современных приработочных составов является актуальной научно-технической задачей.
Цель исследований - повышение качества и ускорение приработки деталей дизелей во время стендовой обкатки с помощью приработочного масла, содержащего наночастицы серпентина.
Объект исследований - дизель Д-180.
Предмет исследований - приработка деталей КШМ и ЦПГ дизеля.
Методика исследований основана на применении современных методов, технических средств, измерительных приборов. Программа включает в себя лабораторные исследования трибологических свойств деталей КШМ и ЦПГ дизелей с использованием различных присадок и приработочного масла с составом, содержащим наночастицы серпентина (ПИАФ состав); стендовые испытания дизелей на ремонтных предприятиях; ресурсные испытания в эксплуатационных условиях.
Научная новизна заключается в исследовании влияния приработочного состава, содержащего наночастицы серпентина, на улучшение триботехниче-ских свойств трущихся деталей дизелей. Изучен механизм действия наночастиц приработочного масла и элементный состав пленки на поверхностях трения деталей с помощью микрорентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии.
Практическая ценность работы. Разработано приработочное масло с составом, содержащим наночастицы серпентина (ПИАФ состав), (положительное решение экспертизы на выдачу патента № 2005140927/04).
Разработан и внедрен на предприятиях технического сервиса технологический процесс ускоренной обкатки дизелей Д-180 с применением приработочного масла с ПИАФ составом, сокращающий время стендовой обкатки в 1,8 раза.
Применение новой технологии обкатки на приработочном масле с наноча-стицами серпентина сокращает расход дизельного топлива в два раза, электроэнергии в 1,6 раза; повышает ресурс дизелей на 10 %.
Экономический эффект от внедрения технологического процесса ускоренной обкатки дизелей Д-180 в ООО "Промтрак" составляет 15 053 р на один дизель.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в ООО "Промтрак" и 000 "Технореммаш" - сервисных предприятиях 000 "ЧТЗ-Уралтрак". Материалы исследований использованы в ремонтном производстве, учебном процессе агроинженерных вузов при изучении дисциплин "Надежность и ремонт машин", "Триботехника", "Эксплуатация машинно-тракторного парка" и др.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были представлены, обсуждены и одобрены на:
международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию В.Н. Болтинского, ФГОУ ВПО МГАУ, 2004 г.;
международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию МГАУ «Актуальные проблемы агроинженерной науки», ФГОУ ВПО МГАУ, 2005 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть работ, в том числе две по списку ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов, общих выводов, списка использованной литературы (содержит 112 наименований, включая два зарубежных авторов). Работа представлена на 210 страницах, содержит 31 таблиц, ^рисунков, два приложения.
Научные положения и результаты работы, выносимые на защиту:
анализ условий работы и методов приработки деталей дизелей в период их обкатки;
теоретическое обоснование интенсификации процесса приработки деталей дизелей с помощью приработочного масла, содержащего наночастицы серпентина;
результаты исследований влияния приработочного масла, содержащего наночастицы серпентина, на триботехнические свойства поверхностей трения деталей дизелей Д-180;
технико-экономическая оценка результатов внедрения технологического процесса ускоренной обкатки в производство.
Автор выражает благодарность профессору кафедры электротехники и микропроцессорной электроники Московского технологического университета (Московского института стали и сплавов) - Дураджи Валентину Николаевичу за помощь в проведении исследований и консультации по теоретическому обоснованию механизма действия наночастиц серпентина в процессе трения.
Материалы основных пар трения дизелей. Условия их работы и ресурс
На тракторах и комбайнах применяют четырехтактные дизели с жидкостным или воздушным охлаждением с турбонаддувом или без. При наличии тур-бонаддува тракторный дизель относится к категории комбинированных двигателей, представляющих собой сочетание поршневых и лопаточных машин. Двухтактные дизели и бензиновые карбюраторные двигатели, еще встречающиеся в зарубежной практике в качестве силовых агрегатов тракторов, в России применяются редко.
Применяемые в России тракторные дизели классифицируются по следующим основным признакам: - способу наполнения цилиндра: без наддува (наполнение воздухом обеспечивается перемещением поршня) и с наддувом (воздух подается в цилиндр при повышенном давлении из турбокомпрессора); способу смесеобразования: с пред- или вихрекамерным смесеобразованием и с непосредственным впрыском топлива; числу цилиндров: одно- или многоцилиндровые; расположению цилиндров: рядные (Р), или линейные, (цилиндры расположены в один ряд) и V-образные (два ряда цилиндров размещены под углом один к другому); отношению хода поршня S к диаметру D цилиндра: короткоходные (S/D 1), квадратные (S=D) и длинноходные (S/D 1); типоразмерам: на конкретные типоразмеры D х S и группы по рабочему обьему i-Vh (здесь і-число цилиндров; Vh-рабочий обьем одного цилиндра); назначению: тракторные (для универсально-пропашных, сельскохозяйственных, общего назначения и промышленных тракторов) и для самоходных комбайнов.
Технический уровень тракторных дизелей оценивают по совокупности показателей: номинальной мощности, удельному расходу топлива, частоте вращения, удельной массе, средней скорости поршня, максимальному крутящему моменту, расходу масла и т.д.
Основные детали, определяющие мощностные и экономические характеристики дизеля, работают при трении скольжения. Долговечную работу дизеля, в основном, определяют два соединения: "гильза цилиндра - поршневое кольцо" и "коленчатый вал - вкладыш" /49/.
Гильзы цилиндров изготавливают из специального или серого чугуна. Марки материалов гильз цилиндров наиболее распространенных в сельском хозяйстве дизелей, приведены в таблице 1.3.
Для снижения износа поверхность трения гильзы цилиндров и поршневых колец подвергают термообработке и наносят износостойкие покрытия. Сравнение результатов износных испытаний деталей представлены в таблице 1.4.
Анализ приведенных данных показывает, что хромирование гильз цилиндров значительно (до пяти раз) увеличивает их износостойкость. Однако из-за того, что поршневые кольца изготавливают хромированными, а триботехниче-ские характеристики пары трения "хром по хрому" имеют низкие значения, то хромирование гильз не применяют /55, 56/.
Приработка поверхностей трения гильз цилиндров сопровождается снижением шероховатости поверхности до оптимальных значений (0,11...0,13мкм) /51/.
Поршневые кольца изготавливают из серого чугуна и малоуглеродистых сталей. На радиальную поверхность кольца наносят износостойкие и прирабо-точные покрытия. Нижние компрессионные и маслосъемные кольца изготавливают из стальной ленты марок У8А, 65Г, 50ХФА.
Поршневые кольца предназначены для уплотнения камеры сгорания и снятия излишков смазочного масла с поверхности гильзы. При большом износе гильз и поршневых колец наблюдается повышенный расход масла. Ресурс поршневых колец должен составлять не менее 70% от ресурса двигателя /54/.
Под действием сил упругости и давления газов поршневые кольца плотно прижимаются к стенкам гильзы цилиндра. Однако между кольцом и гильзой сохраняется тонкая масляная пленка толщиной 3-12 мкм /74, 57/, что предотвращает сухое трение деталей ЦПГ.
Теоретические основы применения приработочных составов, содержащих наночастицы серпентина
В процессе изнашивания деталей наблюдается пять видов фрикционного взаимодействия /11, 76/. 1) Упругое деформирование. Напряжения в пятне контакта в этом случае не превышают предела текучести материала, а изнашивание происходит в результате фрикционной усталости. 2) Пластическое оттеснение материала. Напряжения достигают предела текучести, но материал обтекает внедрившиеся микровыступы. Изнашивание - результат малоцикловой фрикционной усталости. 3) Микрорезание. Напряжения достигают предела прочности, изнашивание происходит за счет отрыва микростружек. 4) Адгезионное нарушение фрикционной связи. За счет прилипания разрушается защитная адгезионная пленка на поверхности металла. 5) Когезионный отрыв. Прочность фрикционной связи превышает прочность основного металла, происходит схватывание и глубинное вырывание металла.
Так как микровыступы шероховатой поверхности неодинаковы по высоте и форме, то в процессе приработки деталей имеют место все пять видов фрикционного взаимодействия.
На процессы микрорезания и пластического оттеснения материала можно воздействовать путем внедрения пластифицирующих присадок в прира-боточные масла. Процесс адгезионного нарушения фрикционной связи может быть изменен путем введения адгезионных присадок. Процесс когезионного отрыва может быть оптимизирован за счет противозадирных свойств масел.
Таким образом, применение наиболее рационального набора приработочных присадок будет существенно снижать изнашивание деталей дизеля.
В процессе жизненного цикла износ трущихся деталей можно рассматривать как сумму двух случайных функций /79/. H(t) = f,(t) + f2(t), (2.6) где fi(t) - функция, отражающая приработочный износ; f (t) - функция, отражающая износ при эксплуатации. Согласно теории И.В. Крагельского /32/ интенсивность изнашивания деталей рассчитывают по формуле: к п-г- Аск где п - число циклов воздействия, приводящие к разрушению материала поверхностного слоя; Аск - фактическая площадь контакта деталей при сколь-жении, м ; А - геометрическая площадь контакта, м ; h - величина сближения между поверхностями твердых тел в пределах номинальной площади, м; к -коэффициент, учитывающий реальный деформированный объем металла; р -радиус кривизны вершин микронеровностей, м; X - коэффициент, учитывающий изменение числа циклов в зависимости от остаточного напряжения.
Проведя ряд преобразований, А.Г. Суслов приводит зависимость интенсивности износа If, для периода приработки: и = 2,5vU2Ra2n ( V 6 ykx- jТ j т nZ(l + v)Sm, xJl5,r(2;r tfmax),/: E , (2.8) где k - степень наклепа; v - параметр опорной кривой шероховатостей; Ra - среднее арифметическое отклонение профиля шероховатости, мкм; Sm -средний шаг микронеровностей профиля шероховатостей, мкм; tm -относительная длина опорной линии, м; Р - нагрузка, Н; от- напряжение текучести, МПа; Wz - средняя высота волнистости, мкм; Н - максимальная величина макроотклонений, мкм; \іц- коэффициент Пуассона; Е - модуль упругости.
Интенсивность изнашивания деталей машин в процессе приработки характеризуется комплексным состоянием поверхностей трения. В соответствии со сложившимся представлением о приработке контактирующих поверхностей деталей, один из ее результатов - образование равновесной шероховатости, которая не зависит от исходной и определяется только условиями трения. При достижении равновесной шероховатости коэффициент трения и интенсивность изнашивания становятся минимальными /14/.
Однако несущая способность поверхностей деталей зависит не только от шероховатости, но и от физико-механических свойств поверхностей трения, поэтому введен параметр оценки равновесного состояния поверхностного слоя контактирующих деталей 1191: -6 Сх = 0,5r„ 7rU+4 (2.9) ж1 агА(\,4Р) где то - удельная сдвиговая прочность молекулярных связей; аг - коэффициент, учитывающий отличие реальной площади контакта от геометрической; Р - удельная нагрузка на контактирующие поверхности, Н.
Только после образования равновесного состояния поверхностного слоя можно говорить о завершении процесса приработки. Отсюда, повышение качества процесса приработки деталей состоит в сокращении времени достижения равновесного состояния контактирующих поверхностей, характеризующегося наилучшими трибологическими параметрами с точки зрения дальнейшей эксплуатации дизеля.
С точки зрения энергетических превращений по данным Н.А. Буше и др. /79/ наступление равновесного состояния будет происходить пропорционально приращению энергии активации dAa.
Обоснование критериев оценки качества приработки деталей дизелей
Качество приработки деталей дизеля нужно оценивать совокупностью наиболее важных показателей, которые рассмотрены ниже /50, II.
Расход мощности на трение и период ее стабилизации. Уменьшение расхода мощности на трение и ее стабилизация свидетельствуют о начале периода установившегося изнашивания деталей, т.е. об окончании приработки. При стабилизации расхода мощности на трение устанавливается постоянная температура деталей дизеля и смазочного масла. Чем меньше значения этих показателей, тем качественнее осуществляется приработка. Поэтому эти показатели рекомендуется использовать для характеристики процесса приработки.
Изнашивание деталей. В период приработки происходит относительно быстрая потеря массы и изменяются размеры деталей. Поэтому износ деталей при приработке допускается определять микрометражом или взвешиванием. Об окончании приработки деталей свидетельствует наступление периода установившегося их изнашивания, отличающегося относительным постоянством условий трения и скорости изнашивания, характерной для данных условий работы.
Шероховатость поверхностей трения (Ra). Шероховатость поверхностей трения образцов и деталей - один из важнейших параметров, по которому оценивают качество приработки. Шероховатость, получающаяся в результате приработки, не зависит от исходной шероховатости поверхности. После приработки устанавливается микрорельеф, который называют равновесным, зависящий только от условий трения. Если исходная шероховатость грубее равновесной, то на вершинах микровыступов развиваются большие напряжения, превосходящие предел упругости, вследствие чего происходит быстрое разруше ниє микронеровностей, высота их уменьшается. По мере уменьшения микровыступов в местах контакта пластические деформации уступают место упругим. Интенсивность изнашивания и тепловыделение от трения уменьшаются, улучшается смачиваемость поверхностей маслом. В то же время снижение высоты микронеровностей ведет к уменьшению объема впадин между ними, которые служат резервуарами для масла, а также к снижению излучающей способности поверхности и ухудшению теплоотвода от нее. Наконец, наступает момент, когда выглаживание поверхностей приводит к появлению на отдельных площадках контакта микрозадиров, что вызывает некоторое огрубление поверхности, после чего восстанавливаются нормальные условия трения, и процесс начинает колебаться возле какого-то равновесного состояния.
Площадь приработки и состояние рабочих поверхностей деталей. Площадь приработки является важным критерием для оценки качества приработки, т.к. чем больше площадь приработки, тем больше допустимые эксплуатационные нагрузки на соединение.
Метод профилографирования, используемый для измерения шероховатости поверхностей деталей, должен обязательно сочетаться с визуальной проверкой, которая, несмотря на ее некоторую субъективность, является одним из наиболее важных критериев оценки состояния поверхностей после обкатки. Визуальная проверка определяет наличие натиров, заусенцев, рисок и забоин.
Температура поверхностей трения. В процессе приработки повышается температура поверхностей трущихся деталей.
Стабилизация температуры свидетельствует об окончании приработки и о завершении физико-химических изменений в поверхностных слоях трущихся деталей в процессе приработки. Поэтому температура в зоне трения является одним из основных показателей процесса приработки.
Момент силы трения Mm и коэффициент трения, их величина и время стабилизации. Данные показатели являются основными критериями при проведении лабораторных испытаний. В процессе приработки образцов деталей момент и коэффициент силы трения уменьшаются и через определенное время стабилизируются при условии сохранения постоянной скорости скольжения и нагрузки. Изменение скорости или нагрузки ведет к изменению их абсолютной величины. Введение в масло приработочных присадок, модификаторов трения приводит к изменению скорости, снижению коэффициента трения и времени его стабилизации. По этим критериям при сравнительных испытаниях можно судить о влиянии приработочных присадок и масел на процесс трения образцов деталей и их эффективности.
Микротвердость поверхностей трения - Нм. Микротвердость характеризует физико-механическое состояние поверхности. Изменения, происходящие при приработке на поверхностях деталей и смазка оказывают влияние на формирование физико-механических свойств поверхностного слоя, отличающихся от свойств глубинных слоев. Микротвердость отражает структурные изменения в поверхностном слое металла. В процессе приработки происходит увеличение плотности дислокаций, образование их скоплений, формирование ячеистой и фрагментированной структур. Деформационное упрочнение и соответственно тонкая структура на поверхностях трущихся деталей имеют неравномерный характер, что обусловлено дискретностью контакта при трении. С увеличением пути трения структура поверхностного слоя становится более однородной, стабилизируется. Это связано с окончанием периода приработки.
Величина компрессии Рг. Величина компрессии свидетельствует о состоянии цилиндропоршневой группы дизеля. Давление газов в конце такта сжатия определяют как вначале, так и в конце обкатки. Разница показаний характеризует процессы, происходившие в Ці 11 дизеля, и степень приработки деталей ЦПГ.
Давление масла Рм. Давление масла в процессе приработки деталей дизеля снижается и стабилизируется на некоторой величине. Если детали приработаны плохо, они имеют большие износы, и давление масла падает значительно уже в период обкатки. Изменения достигают 0,1-0,2 МПа. Давление масла характеризует состояние деталей КШМ, особенно соединения "коленчатый вал -вкладыш".
Растворимость присадок в моторном масле М-1ОДМ
Одним из первых требований к присадкам, рекомендуемым в качестве обкаточных, является их полная растворимость в базовых маслах и стабильность при хранении. Для определения растворимости выбранных присадок брали в пробирку пробу масла с рекомендуемым производителем процентным содержанием присадки. Содержание пробирки перемешивали ультразвуковым генератором ИЛ 10-0.63 в течение 5 минут. Затем полученная смесь отстаивалась в течение 50 часов при комнатной температуре. Однородность смесей характеризует присадки как растворимые.
Результаты испытаний (таблица 4.1) показали, что добавление в моторное масло присадок АРВК, ХАДО, Римет дает нестабильный раствор в масле, наблюдалось выпадение осадка. При добавлении ПИАФ состава в масло получался стабильный коллоидный раствор в масле. Данное явление объясняется размером частиц ПИАФ состава (менее 100 нм), способными находиться во взвешенном состоянии благодаря Броуновскому движению молекул смазочного материала.
Однородный раствор зеленоватого оттенка В связи с тем, что содержание воды в масле на обкаточных станциях доходит до 5 % и более /70/, был проведен опыт по определению стойкости растворов масла с присадками при добавлении к ним воды. В составы добавляли 50% водопроводной воды и тщательно перемешивали. После перемешивания выдерживали в течение 1 месяца при комнатной температуре.
В результате опыта выявлено, что во всех составах образуются стабильные растворы масел с присадками, т.е. в пробирках четко разделены масло и чистая вода, без образования помутнений.
Антифрикционные свойства масел с присадками Изменение коэффициента трения в процессе испытаний позволяет судить о степени приработки трущихся поверхностей деталей. Исследования коэффициента трения проведены, на машине трения МТУ- 01М согласно методике испытаний. В качестве исследуемых приработочных масел взяты следующие: М-10ДМ; М-10ДМ +2 % АРВК; М-10ДМ +0,2 % ХАДО; М-10ДМ +2 % Римет; М-10ДМ + 0,05 % ПИАФ состав.
Концентрации присадок АРВК, ХАДО и Римет взяты из руководства по использованию данных препаратов, как рекомендуемые производителем. Для изучения влияния концентрации противоизносного антифрикционного состава в масле на триботехнические характеристики пары трения, были проведены предварительные испытания, где его концентрацию изменяли от 0,01 до 1 % (рисунок 4.1). И, М-10 ДМ Исследования показывают, что при концентрации 0,05 % триботехниче-ские характеристики пары трения имеют наилучшие показатели, увеличение концентрации более 0,1 % приводит к росту величины износа и при 1% концентрации наблюдается абразивный эффект. В связи с этим в дальнейших исследованиях концентрация ПИАФ состава в масле М-10ДМ равнялась 0,05 %.
Исследования пары трения "поршневое кольцо - гильза цилиндра" проводили при нагрузке Р = 400 Н и частоте вращения образцов 650 мин" . Зависимости изменения коэффициента трения при использовании исследуемых образцов масел приведены на рисунке 4.2. Из фафиков коэффициента трения видно, что характер их изменения во времени примерно одинаков, отличие состоит в величине и времени стабилизации.
На масле М-10ДМ коэффициент трения, за время испытания, не изменился и равнялся 0,15 время стабилизации более 60 минут. Стабилизация коэффициента трения, происходит по мере формирования оптимальной шероховатости пар трения при данном режиме испытания и увеличении площади контакта трущихся поверхностей.
Добавление в моторное масло присадок способствует интенсивному формированию оптимальной микрогеометрии поверхностей, а, следовательно, интенсивному снижению и более быстрой стабилизации коэффициента трения. Так на масле М-ЮДМ с присадкой ХАДО коэффициент трения уменьшился с 0,09 до 0,07, время стабилизации 30 минут. На масле М-ЮДМ с присадкой АРВК коэффициент трения увеличился с 0,12 до 0,13 время стабилизации 30 минут. На масле М-ЮДМ с присадкой Римет коэффициент трения увеличился с 0,1 до 0,13. Увеличение коэффициента трения можно объяснить увеличением площади контакта трущихся деталей, и интенсивным воздействием ПАВ и химически активными металлами. Лучшие результаты получены на масле М-ЮДМ с ПИАФ составом. Так коэффициент трения уменьшился с 0,06 до 0,05, время стабилизации 20 минут, что более чем в 3 раза быстрее, чем на масле М-ЮДМ. Следовательно, лучшим приработочным маслом для пары трения "поршневое кольцо-гильза цилиндра", является масло М-10ДМ содержащее 0,05% ПИАФ состава, способствующий пластическому деформированию микронеровностей поверхностей трения и этим ускорению приработки.
Исследования пары трения "поршневой палец - втулка верхней головки шатуна" проводили при нагрузке 400 Н и частоте вращения 650 мин"1. Зависимости изменения коэффициента трения на исследуемых образцах масел представлены на рисунке 4.3.
Из графиков коэффициентов трения, видно, что характер их изменения во времени различен. Наиболее пологий вид имеет кривая с применением масла М-10ДМ с ПИАФ составом, что говорит о формировании антифрикционной пленки между трущимися поверхностями.
На масле М-10ДМ коэффициент трения в конце испытания равнялся 0,15, время стабилизации более 50 минут.
