Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ методик улучшения эксплуатационных характеристик силовых установок сельскохозяйственной техники модифицированием поверхностей сопряжений пав 15
1.1. Анализ стратегий развития отрасли сельскохозяйственного машиностроения и структуры парка сельскохозяйственной техники 16
1.2. Оборудование для проведения испытаний двигателей внутреннего сгорания
1.2.1. Обкаточно-тормозные стенды дизелей 28
1.2.2. Стенды «ОТС-1 ОТС-5» для испытаний и обкатки дизелей 30
1.2.3. Стенд испытания ДВС КС276-031 32
1.2.4. Использование роликовых стендов 34
1.2.5. Динамометрические стенды для испытания шасси и двигателей 35
1.2.6. Шасси-динамометры 36
1.2.7. Стенд – КРОН-КС-276-03 37
1.3. Анализ механизмов взаимодействия тел на границах раздела фаз 39
1.3.1. Граница раздела фаз между двумя твердыми телами 40
1.3.2. Граница раздела фаз между твердым телом и жидкостью 45
1.3.3. Граница раздела газ – твердое тело 47
1.4. Анализ влияния поверхностно-активных вещества на процессы
взаимодействия соединений в агрегатах сельскохозяйственной техники 50
1.4.1. Анализ факторов, влияющих на формирование мономолекулярной пленки ПАВ на поверхностях 51
1.4.2. Неиногенные поверхностно-активные вещества 53
1.4.3. Анализ использования простых эфиров и полиэфиров 55
1.5. Перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения в РФ 58
1.6. Состав и взаимосвязь задач исследования 62
Выводы по главе 1 66
2. Разработка методики исследований и предложений по совершенствованию состава поверхностно активных веществ в композиции 69
2.1. Постановка задачи выбора химического состава поверхностно-активных веществ и способов формирования качественной мономолекулярной защитной пленки 69
2.2. Методика определения качества защитной молекулярной плёнки 73
2.3. Разработка рецептуры модификатора поверхностей сопряжений и оптимизация состава поверхностно-активных веществ в композиции 75
2.3.1. Влияние концентрация Фтор-ПАВ на качество защитной молекулярной пленки 78
2.3.2. Влияние времени выдержки на качество защитной молекулярной пленки 89
2.4. Результаты исследование поверхностной энергии материалов с МЗП и
маслоемкости 92
2.4.1. Маслоемкость поверхности 93
2.4.2. Модели поведения капли на поверхности 95
2.5. Оптимизация технологии модифицирования поверхностей пар трения перфторированными ПАВ 102
Выводы по главе 2 112
3. Экспериментальное исследование эффективности модификатора 114
3.1. Триботехнические испытания 114
3.1.1. Методика проведения лабораторных триботехнических испытаний 114
3.1.2. Результаты триботехнических испытаний с использованием машины трения «Амслер-МИ» 120
3.1.3. Триботехнические эксперименты на базе TRB-S-DE 125
3.2. Результаты стендовых испытаний на редукторном стенде Ш-3 128
3.2.1. Оценка физико-химических и эксплуатационных свойств лабораторными методами 130
3.2.2. Испытания на редукторном стенде 132
3.2.3. Оценка совместимости с конструкционными и уплотнительными материалами 135
3.3. Исследование шариковинтовых механизмов 138
3.3.1. Методика исследования шариковинтовых механизмов 138
3.3.2. Результаты испытаний шариковинтовых механизмов 141
3.4. Методика испытаний на роликовом стенде 145
3.5.Результаты испытаний двигателей внутреннего сгорания на роликовом стенде
3.6. Результаты испытаний по оценке нагрузочных и скоростных
характеристик ДВС на роликовом стенде
3.6.1. Измерение компрессии в цилиндрах
3.6.2. Поиск регрессии механических потерь для различных масел
3.6.3. Нагрузочные характеристики двигателя
3.6.4. Скоростные характеристики двигателя
3.7. Методика испытания дизельного двигателя на пусковые качества при отрицательных температурах
3.8. Методика испытания карбюраторного двигателя на пусковые качества при отрицательных температурах 181
3.9. Результаты испытаний двигателя внутреннего сгорания при отрицательных температурах 1 3.9.1. Постановка задачи испытания силовых установок при эксплуатации в условиях низкой температуры 184
3.9.2. Результаты испытаний дизельного двигателя ЗИЛ-645 186
3.9.3. Результаты испытаний карбюраторного двигателя ЗИЛ-130 189
3.10. Испытания силовых установок в городском и загородном режиме
дорожного движения 192
3.10.1. Испытания силовых установок в режиме городского цикла 193
3.10.2. Испытания силовых установок в режиме загородного цикла 195
3.10.3. Оценка выброса вредных веществ 197
3.10.4. Анализ влияния модификатора на таксичность силовых установок 200
Выводы по главе 3 210
4. Разработка технологий и установок модифицирования поверхностей пар трения фтор-ПАВ
4.1. Технология модифицирования поверхностей пар трения 213
4.2. Установки для нанесения МЗП на твердые поверхности 222
4.3. Установка для нанесения МЗП на поверхности деталей сложной формы и больших размеров
4.3.1. Устройство установки 229
4.3.2. Работа установки 231
4.3.3. Результаты испытаний 234
4.4. Установка для нанесения МЗП
с использованием двухфазного потока 235
4.5. Результаты испытаний эффективности модификации поверхности Фтор-ПАВ для придания антиадгезионных свойств 244
Выводы по главе 4 251
5. Подготовка и проведение эксплуатационных испытаний. оценка эффективности предложенных технологий 253
5.1. Методика и программа эксплуатационных и полигонных испытаний 253
5.2. Результаты эксплуатационных испытаний 259
5.2.1. Испытания двигателей Д-240 в условиях сельскохозяйственного производства 259
5.2.2. Результаты испытаний силовых передач подвижного состава 261
5.2.3. Результаты испытаний двигателя внутреннего сгорания в экстремальных условиях 263
5.2.4. Результаты полигонных испытаний 265
5.3. Технико-экономическая эффективность внедрения технологий в производство по результатам эксплуатационных испытаний 271
5.3.1. Результаты сравнительных эксплуатационных и стендовых испытаний модификаторов 273
5.3.2. Влияние модификатора на экономические показатели и результаты внедрения его в качестве добавки в трансмиссионные масла 278
5.4. Оценка эффективности внедрения результатов работы 282
Выводы по главе 5 287
Заключение по работе 290
Список использованных источников
- Анализ механизмов взаимодействия тел на границах раздела фаз
- Разработка рецептуры модификатора поверхностей сопряжений и оптимизация состава поверхностно-активных веществ в композиции
- Результаты триботехнических испытаний с использованием машины трения «Амслер-МИ»
- Установка для нанесения МЗП на поверхности деталей сложной формы и больших размеров
Анализ механизмов взаимодействия тел на границах раздела фаз
Первая модель. «Локальный игрок». Сохранение текущего вектора развития отрасли. Соответствует критерию реализуемости, но ведет к утрате отечественного сельхозмашиностроения и переходу на потребление импорта. Модель не удовлетворяет интересам производителей сельхозтехники и государства (не выполняется Доктрина продовольственной безопасности, снижаются налоговые поступления, растет безработица и пр.).
Вторая модель развития. «Локальный монополист». Предполагает запрет импорта и ориентацию производства на внутренний рынок. Как следствие – произойдет снижение стимула к повышению конкурентоспособности и развитию модельного ряда отечественной продукции. Для обеспечения потребностей сельхозпроизводителей необходимы значительные государственные и частные инвестиции в создание и развитие отечественных производств в сегментах, где на сегодняшний день они отсутствуют.
Третья модель. «Глобальный экспортер». Характеризуется защитой внутреннего рынка и масштабной государственной поддержкой экспорта отечественной продукции. Данная модель предпочтительней двух предыдущих, так как обеспечивает соблюдение интересов всех групп и является наиболее экономически привлекательной.
Четвертая модель. «Глобальный игрок». При сегодняшнем уровне развития отечественного сельхозмашиностроения данная модель не реализуема, ввиду неготовности предприятий отрасли конкурировать с глобальными компаниями.
Рассмотрев четыре модели развития сельхозмашиностроения, можно сделать вывод, что наиболее приемлемой для России является третья модель – «Глобальный экспортер». Она в большей степени соответствует заявленным целям «Стратегия развития сельскохозяйственного машиностроения России до 2020 года» – снижению зависимости от импорта продукции и развитию экспортного потенциала продукции отрасли [69,79]. В настоящее время сложилась такая ситуация на рынке выпуска сельскохозяйственной техники (Рисунок 1.4.), что на долю России приходится менее 6% мирового производства, в то время как Китай обеспечивает 14%.
По данным Минсельхоза РФ в АПК по состоянию на 01.01.2014 г. числилось в наличии 469,5 тыс. тракторов, в том числе, класса 5 и импортных этого же класса – 45,8 тыс. шт., класса 4, включая импортные – 43,4 тыс. шт. Ежегодное сокращение парка тракторов всех классов после 2000 г. составило более 28,0 тыс. шт. За последние годы сокращение всего парка зерноуборочных комбайнов составило порядка 7,0 тыс. единиц [79, 231]. Графически изменение выпуска машин (по основным группам) в сельском хозяйстве России показано на рисунке 1.5. Парк кормоуборочных комбайнов уменьшился за период с 2001 г. в 2,9 раза и составил на 1.01.2014 г. 20,6 тыс. шт. Количество свеклоуборочных комбайнов по сравнению с 2005 г. уменьшилось в 2,8 раза и составляет 3,5 тыс. шт. Продолжилось сокращение парка грузовых автомобилей, и за период с 2001 г. ежегодно он уменьшается в среднем на 25,2 тыс. шт. Количество плугов и культиваторов продолжало уменьшаться в среднем ежегодно на 17,1 тыс. шт. Динамика последних двух лет приведена на рисунке 1.5.
Аналогичное сокращение парка произошло и по другим видам сельскохозяйственных машин и оборудования для животноводства, поскольку количество списанной техники за рассматриваемый период в 3–10 раз превосходило количество вновь поступившей техники. Обеспеченность сельских товаропризводителей техникой в соответствии с Методикой использования условных коэффициентов перевода тракторов в эталонные единицы, утв. МСХ России 02.07.2009 г., составляла по разным видам машин 35–60%. Положение усугубляется еще и тем, что в парке машин преобладает техника в возрасте более десяти лет, т.е. находящаяся за пределами нормативных сроков использования. Например, тракторы такого возраста составляют в парке семь машин из десяти. Лишь каждая десятая машина имеет возраст от одного до пяти лет и две машины из десяти – от шести до десяти лет. Поэтому количество исправной основной техники к моменту выхода на поля составляет 82–85% от её наличия [5, 178, 155].
Обеспечение высокой работоспособности сельскохозяйственной техники требует создания и четкого функционирования материально-технической базы обслуживания и ремонта машин. Между тем, в процессе реформирования экономики наибольшим отрицательным преобразованиям подверглась именно система ремонтно-обслуживающей базы АПК [17, 273, 276, 277]. Ряд ремонтных заводов и мастерских закрылись, либо переспециализировались на производство не ремонтной (промышленной) продукции или в универсальные ремонтно-обслуживающие предприятия, станции обслуживания легковых автомобилей и другие организации. Система районных и межрайонных ремонтно-технических предприятий общего назначения также претерпела соответствующие преобразования. Многие РТП, как предприятия, сохранились, но до минимума сократились объемы выполняемых ими сервисных работ и численность работников, другие, разделившись на несколько частных малых предприятий разного профиля, утратили свою самостоятельность и ранее выполняемые функции. В большинстве регионов прекратили свою деятельность станции технического обслуживания и ремонта энергонасыщенных тракторов, станции ТО и ремонта автомобилей, станции ТО и ремонта оборудования животноводческих ферм, технические обменные пункты и другие объекты. Претерпела изменения в сторону ослабления и ремонтно-обслуживающая база сельскохозяйственных предприятий, которая в настоящее время не позволяет качественно и в срок производить ремонт техники. Имеющееся в производственных мастерских ремонтно-технологическое оборудование устарело, новые технологии выполнения ремонтных работ не применяются. Практически не осуществляется восстановление изношенных деталей. Всё это ведёт к увеличению затрат на ремонт техники, сроков исполнения ремонта, ухудшению его качества и, в конечном итоге, к снижению уровня технической готовности машинно-тракторного парка.
Действующие типовые технологии технического обслуживания и ремонта машин выполняются не полностью и не охватывают в достаточной мере всего комплекса процессов обеспечения их работоспособности. Ряд технологий ремонта и технического обслуживания, в связи с модернизацией и приобретением хозяйствами новой техники, требуют новых разработок [4, 146, 149]. Естественно, что затраты на ремонт связаны с долей техники отечественного и импортного производства (Рисунок 1.6.)
Разработка рецептуры модификатора поверхностей сопряжений и оптимизация состава поверхностно-активных веществ в композиции
В связи с чем единица измерения адгезии является приведенной (дж/м2).
Адгезионное взаимодействие имеет место на достаточно небольшом расстоянии вглубь жидкости, которое определяется величиной молекул. Далее адгезия сменяется на когезию, которая распространяется только на взаимодействие в жидкой среде.
В общем случае для жидкости характерна минимальная прочность на сдвиг, что приводит к следующему: значение адгезии и когезии после удалении жидкости определяется только для граничного слоя жидкости [89].
В практических приложения и расчетах реализуются два варианта взаимодействия: адгезия ограниченного объема (капли) и большого объема [108]. Для первого варианта рассматривается адгезия отдельных капель (Рисунок 1.21.), а для второго уже большого объема жидкости на поверхности твердого тела.
В случае контакта большого количества жидкости с твердой поверхностью работа адгезии измеряется в расчете на единицу площади контакта жидкость - твердое тело. Работа, которая определяет взаимодействие жидкости с твердою поверхностью и необходима для разъединения контактирующих тел, равна работе адгезии Wa, умноженной на площадь соприкосновения жидкости с твердым телом W = WaS.
Адгезия и смачивание представляют процессы одного явления, которое возникает в рамках контакта твердого тела с жидкостью.
Адгезия зависит от величин, которые обусловливают свойства поверхностей на границе раздела фаз, что связано с поверхностным натяжением и удельной свободной поверхностной энергией.
Для варианта отсутствия адсорбции на границе раздела фаз поверхностное натяжение определяется соотношением а = \)vr о = (—-)VTf где V, S и Т определяют объем, поверхность и температуру тела соответственно, а Wc представляет свободную энергию системы (работа обратимого изотермического процесса).
Взаимодействие газов с поверхностью металла играет существенную роль при катализе, коррозии и в других важных процессах. Адсорбцию газов на металлах используют для создания сверхвысокого вакуума.
При взаимодействии с твердым телом газа или пара происходит явление адсорбции, которое зачастую сопровождается растворением в твердых телах с образованием твердых растворов или соединений, т.е. явлением абсорбции. На количество адсорбируемого на поверхности газа могут влиять следующие факторы: природа газа и твердого тела; парциальное давление газа; структура твердого тела. Термин сорбция, включает оба типа явлений - адсорбцию и абсорбцию. Поверхность твердых тел можно разделить на внутреннюю и наружную. Подобное различие важно при рассмотрении поверхностных свойств твёрдых тел, которые обладают большой удельной поверхностью [10].
Поверхность какой-либо части твердого тела, большой или малой, в атомных масштабах вряд ли будет по-настоящему плоской. Почти всегда на ней имеются трещины и изломы, многие из которых могут проникать очень глубоко внутрь. Именно они и будут образовывать внутреннюю поверхность. С другой стороны, неглубокие трещины и извилины будут давать вклад в наружную поверхность. Границу, которая отделяет внутреннюю и наружную поверхности, определяют достаточно произвольно. Обычно, во внешнюю поверхность включают поверхности всех выпуклостей и таких трещин, чья глубина меньше их ширины. Тогда внутренняя поверхность будет включать стенки всех трещин, пор и полостей, чья глубина больше их ширины. Для удобства различия этих двух поверхностей существует следующее практическое правило: внутренняя поверхность пористых твердых тел обычно на несколько порядков больше, чем наружная. Поэтому за полную поверхность твердого тела берут в основном показатель внутренней поверхности. Однако высокодисперсные порошки многих веществ имеют большую наружную и небольшую, или даже пренебрежимо малую, внутреннюю поверхность [37, 175].
Условия равновесия, устанавливающегося при равных скоростях двух взаимно противоположных процессов – конденсации и испарения газа на поверхности твердого тела представляет изотерма адсорбции. Удельный объем адсорбированного вещества на 1 кг твердого тела, зависит от температуры [Т], равновесного давления [р] и природы твердого тела и газа х=f(p, T, газ, тв. тело). Единица измерения может быть выбрана достаточно произвольная. При температура ниже его критической более используемой является следующая запись зависимости х=f(p/р0) T, газ, тв. тело, где р0 – давление насыщенного пара адсорбата. На практике имеет место десятки тысяч изотерм адсорбции. В общем случае они разбиваются на пять групп по классификации Брунауера, Эммета и Теллера (Рисунок 1.22.). Несмотря на существующую классификацию, на практике используются и другие изотермы, которые не относятся к представленным группам (Рисунок 1.23.), но некоторым образом схожи с I-ым и IV-ым типами, а также которые в принципе выпадают из этой классификации (Рисунок 1.24.) [221].
Результаты триботехнических испытаний с использованием машины трения «Амслер-МИ»
Как было отмечено ранее, в отличие от углеводородных ПАВ, Фтор-ПАВ имеют гораздо большую поверхностную активность. При растворении ПАВ в растворители или эмулигировании в рабочей среде (например, моторные и минеральные масла, различные виды топлива и т.п.) уменьшается межмолекулярное взаимодействие, что в свою очередь приводит к созданию условий для адсорбции молекул на поверхности [56, 143].
Молекулы ПАВ адсорбируются за счет того, что полярные группы взаимодействуют с активными центрами, которые всегда существуют на твердых поверхностях. Как правило, активными центрами являются пики и возвышения, которые имеются даже на самых гладких поверхностях. Малый радиус действия сил адсорбции, а также последующее образование химических соединений (хемосорбция), приводит к насыщению таких центров поверхности и формированию защитной мономолекулярной пленки (МЗП) в 3–6 нм [166].
Целью исследования в работе является определение влияния МЗП Фтор-ПАВ на процесс трения и износа трибосопряженных поверхностей при граничном и гидродинамическом трении. В качестве композиционных материалов в исследовании были использованы эмульсия Фтор-ПАВ в трансмиссионном масле и раствор Фтор-ПАВ в летучем растворителе. Последний, в свою очередь, испаряется после нанесения, при этом образуя на поверхности образцов мономолекулярную защитную пленку из молекул Фтор-ПАВ. Для проведения эксперимента были использованы железные и медные пластины, поверхности которых были обработаны алмазной пастой и электроотполированы до показателя Ra 0,015 мкм.
Структуру поверхности, твердость и микротвердость металлических образцов с пленкой и без нанесенной мономолекулярной защитной пленки исследовали путём просвечивания электронной микроскопией с помощью микроскопа ЭМВ-100ЛМ. Микрорельеф поверхности исследовали с помощью профилографа-профилометра «Калибр-201».
Измерение краевого угла смачивания сидячей капли производилось с целью оценки энергетических характеристик металлических поверхностей. Для этого посредством часовой маслодозировки на латунные и стальные пластины наносилось масло МН-60.
Чтобы определить, как поверхностная энергия влияет на маслоемкость производилось взвешивание того количества масла И-20, которое удерживалось на вертикальной поверхности. Эксперимент проводился на металлических пластинах с различной поверхностной энергией (от 450 до 2240 мДж/м2). Для этого в исследовании использовали по три пластины из свинца, алюминия, меди, никеля и молибдена. Одну пластину оставляли в исходном состоянии, а две другие покрывали мономолекулярной защитной пленкой сплошным и прерывистым способом.
Представляет интерес кинетика формирования МЗП (Рисунок 2.14.), для оценки которой эксперимент показал, что формирование МЗП происходит в течение 3–4 минут после помещения образцов в раствор Фтор-ПАВ. Значение краевого угла смачивания не изменяется при выдержке металлических пластин в композиции в течение большего времени.
Посредством электронного микроскопа до и после нанесения МЗП была измерена структура образцов никеля. Замеры показали, что: 1. Статистическое равномерное распределение дислокаций по объему метала р находится в диапазоне от 2109 до 3109 см-2 как до нанесения МЗП, так и после.
Сравнение данных по твердости и микротвердости железных образцов до и после нанесения МЗП подтвердило предположение того, что структура и механические свойства металла с защитной мономолекулярной пленкой не должны меняться (Таблица 2.7.). Таблица Сравнение твердости и микротвердости образцов железа Способ нанесения МЗП HV, кг/мм2 H 50, кг/мм2 1 86,4±3,9 114,0±6,0 2 86,2±1,6 109,0±2,0 Контр. обр. (без МЗП) 86,9±1,3 111,2±4,8 Из таблицы видно, что твердость образцов не зависит от способа покрытия поверхности МЗП. Разброс значений, которые были получены в ходе эксперимента, наблюдается в рамках допустимой погрешности.
Величина поверхностной энергии твердого тела наряду с величиной поверхностного натяжения жидкости определяет поведение капли жидкости на поверхности. Эта величина для большинства металлов находится в диапазоне 400…3000 мДж/м2. Поверхностное натяжение смазочных материалов составляет 18…40 мН/м. При трении эти величины связаны с растеканием смазки по поверхности твердого тела и обычно определяются по краевому углу смачивания q. В работе [181] установлено, что для гомологического ряда органических веществ существует линейная зависимость между поверхностным натяжением жидкостей и косинусом краевого угла смачивания (cosq) на твердой поверхности. Величина крит при cosq = 1 соответствует поверхностной энергии твердой поверхности, которая является ее энергетической характеристикой, не зависящей от смачивающих жидкостей. Исследование МЗП показывает, что они придают поверхности низкую поверхностную энергию, численная величина которой крит = 4 мДж/м2.
Далее в работе проведены исследования по оценке угла смачивания q, работы адгезии (Wa) и энергии смачивания (Wс) масла MH-60 поверхности с МЗП. В результате показано, что Wa для МЗП на 20–23% ниже по сравнению с поверхностями без МЗП, Wс понижается приблизительно в 1,5 раза. Вместе с тем, данные таблицы свидетельствуют о том, что МЗП приводят к увеличению угла смачивания. Можно заметить, что величины q, Wa и Wс для поверхностей с МЗП определяются маслом MH-60, но практически не зависят от материала [58]. Это свидетельствует о том, что поверхностная энергия не зависит от материала и определяется МЗП, покрывающей исследуемый образец.
Установка для нанесения МЗП на поверхности деталей сложной формы и больших размеров
В рамках данной работы была проведена предварительная оценка влияния модификатора Фтор-ПАВ на некоторые физико-химические показатели масла ТАД-17И и на его смазывающие свойства. Последние оценивались по результатам испытаний на четырех шариковой машине трения по ГОСТ 9490-75.
Наряду с результатами испытаний масла ТАД-17И с добавлением модификатора «Фтор-ПАВ», приведены основные результаты ранее проведенных в ЦИАМ и ВИАМ испытаний масла ИПМ-10 с этим модификатором и без него. Полученные результаты испытаний позволяют в определенной мере прогнозировать некоторые физико-химические и эксплуатационные свойства масла ТАД-17И с модификатором Фтор-ПАВ и более обоснованно принять решение о целесообразности широких испытаний масла ТАД-17И с добавлением модификатора. В качестве объектов исследования были использованы следующие образцы. 1. Образец товарного минерального трансмиссионного всесезонного масла ТАД-17И ГОСТ 23652-79 изготовления Ново-Уфимского НМЗ с добавкой 0,7% (объемных) модификатора Фтор-ПАВ, содержащегося в масле ТАД-17И в виде жидкой эмульсии. 2. Образец товарного синтетического углеводородного масла ИПМ-10 (ТУ 38.101299-90) с добавкой 0,7% (объемных) модификатора, содержащегося в масле ИПМ-10 в виде жидкой эмульсии. 3. В качестве образцов сравнения для оценки физико-химических и эксплуатационных свойств использовались товарные масла ТАД-17И и ИПМ-10. Кроме того, для сравнения смазывающих свойств масла ИПМ-10 с добавкой модификатора Фтор-ПАВ использовались данные по испытаниям различных товарных авиационных масел на редукторной установке Ш-3.
По принятому порядку применение горюче-смазочных материалов (ГСМ) на отечественной авиатехнике осуществляется на основании результатов испытаний образцов этих ГСМ. В качестве первого этапа проводятся испытания в объеме действующего комплекса методов квалификационной оценки. В частности, для авиационных масел действует Комплекс методов квалификационной оценки масел для авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и редукторов вертолетов, включающий стандартные и специальные методы испытаний, часть из которых входит в нормативную документацию (ГОСТ, ОСТ, ТУ) на масла. Используемые в диссертации методы испытаний базировались на соответствующих ГОСТах (Таблица 3.4.).
Все указанные в данной таблице методы были использованы для исследования авиационного масла ИПМ-10. Для масла ТАД-17И в связи с предварительным характеров исследований применялись только некоторые из представленных методов.
Наименование показателей качества Метод оценки 1. Плотность2. Кинематическая вязкость3. Температура вспышки (в открытом тигле)4. Содержание воды5. Содержание механических примесей6. Содержание водорастворимых кислот и щелочей7. Температура застывания8. Кислотное число9. Вспениваемость10. Термоокислительная стабильность в тонком слое (встатических условиях)11. Термоокислительная стабильность в объеме масла12. Испаряемость в чашечках-испарителях13. Термоокислительная стабильность в тонком слое (вдинамических условиях) – на приборе ПСДП- 114. Смазывающая способность на четырехшариковоймашине трения15. Работоспособность масел для ГТД на редукторнойустановке Ш-316. Определение коррозионной агрессивности масел кметаллам и гальваническим покрытиям17. Воздействие масел для ГТД на уплотнительныерезины ГОСТ 3900-85 ГОСТ 33-82 ГОСТ 4333-48 ГОСТ 2477-65 ГОСТ 6370-83 ГОСТ 6307-75 ГОСТ 20287-74 ГОСТ 5985-79 ГОСТ 21058-78 ГОСТ 23175-78ГОСТ 23797-79 ГОСТ 20354-74 Метод ЦИАМГОСТ 9490-75КвалификационныйметодКвалификационныйметодКвалификационныйметод
Были получены результаты сравнительных исследований основных физико-химических и эксплуатационных свойств товарных масел ТАД-17И и ИПМ-10 и этих же масел с добавкой модификатора в количестве 0,7% от объема масла.
Введение модификатора в товарные масла не оказывает отрицательного влияния на проверенные показатели качества масла ТАД-17И и основные физико-химические и эксплуатационные свойства масла ИПМ-10: вязкость, плотность, температуры вспышки и застывания, содержание воды, механических примесей и водорастворимых кислот, и щелочей, испаряемость, вспениваемость, термоокислительная стабильность в объеме масла и в тонком слое. Превышение норм по значению кислотного числа для масла ИПМ-10, содержащего модификатор (0,07 по сравнению с0,05мг КОН/г для товарного масла ИПМ-10), обусловлено кислой природой вводимого модификатора. Следует отметить, что данный показатель качества характеризует химический состав композиции масла, а не его склонность к коррозионному воздействию на конструкционные материалы. Известно, что многие товарные авиационные масла на сложноэфирных основах характеризуются более высокими значениями кислотных чисел (для масла Б-ЗВ – 4,45,5, для масла ВНИИ НП 50-1-4ф – 0,2, для масла ЛЗ-240 – 0,5 мг КОН/г).
По противоизносным свойствам, оцениваемым на четырех шариковой машине трения по ГОСТ 9490-75, масло ТАД-17И, содержащее 0,7% модификатора, превосходит товарное масло. Так, показатель износа Dи, определяемый для трансмиссионных масел при осевой нагрузке 400 Н и характеризующий противоизносные свойства смазочной композиции, при введении модификатора снижается с 0,49 до 0,38 мм. При этом противозадирные свойства масла, оцениваемые показателем Рк, при введении модификатора практически не изменяются: показатель Рк составляет 1300 Н в обоих случаях. Однако при исследовании противозадирных свойств установлено, что при нагрузках выше Рк ( 1300 Н) износ в случае исследований образца масла ТАД-17И, содержащего модификатор, существенно ниже, чем в случае исследований товарного масла. Так, диаметр пятна износа при осевых нагрузках 1400 и 1500 Н составил 0,77 и 0,87 мм, соответственно, для масла, содержащего модификатор, по сравнению с 0,88 и 1,00 мм для товарного масла.
По смазывающим свойствам, оцениваемым на четырех шариковой машине трения (ГОСТ 9490-75), масло ИПМ-10, содержащее 0,7% модификатора, превосходит товарное масло. Так, показатель Рк, характеризующий противозадирные свойства смазочной композиции, при введении присадки возрастает с 700 до 920 Н. Противоизносные свойства, оцениваемые показателем Dи (диаметр пятна износа), для образца масла ИПМ-10, содержащего модификатор, также несколько лучше по сравнению с товарным маслом ИПМ-10.