Почкайло К. А.1, Дыскина Б. Ш.2,
Магистрант1, заведующий кафедрой «Химическая технология», доктор технических наук2, ФБГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (НИУ)
ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ИМПОРТНЫХ И ОТЕЧЕСТВЕННЫХ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Аннотация
Проведено исследование состава моторного масла вблизи границы с поверхностью металла в условиях эксплуатации, с целью формализованного описания противоизносных свойств жидких смазочных материалов и включения соответствующих математических моделей в методики гидродинамических расчетов узлов трения.
Ключевые слова: моторные масла, противоизносные присадки, диалкилдитиофосфаты цинка, полимолекулярная адсорбция.
Pochkaylo K.A.1, Dyskina B. Sh.2,
MA student1, Doctor of Technical Sciences, Head of the Dept. “Chemical Technology”2, FSSFEI HPE “SUSU” (NRU) “South Ural State University” (national research university)
STUDY OF THE ADSORPTION CAPACITY OF IMPORTED AND DOMESTIC LUBRICANT OIL ON THE METAL SURFACE
Abstract
The article considered the study of the composition motor oil near the border with the metal surface in the conditions of use for a formalized description of anti-wear properties of liquid lubricants and the inclusion of appropriate mathematical models in the methodology of hydrodynamic calculations of friction units.
Keywords: Motor oils, antiwear additives, zinc dialkyldithiophosphates, polymolecular adsorption.
Необходимым условием повышения ресурса современных двигателей, является обеспечение минимальной скорости изнашивания узлов. Обеспечение жидкостного трения достигается как конструктивными, так и технологическими методами. К последним относится, прежде всего, применение смазочных масел с высокими противоизносными свойствами. В связи с этим формализованное описание противоизносных свойств жидких смазочных материалов и включение соответствующих математических моделей в методики гидродинамических расчетов узлов трения актуально.
Объект исследования – образцы моторного масла: импортные марок Shell Rimula Super Fesa и Valvoline Premium Blue E и отечественного производства марок М–10 ДМ и М8–Г2К.
Методика исследования. В каждый образец масла вносится железо карбонильное радиотехническое (ГОСТ 13610–79), тщательно перемешивается. Смесь нагревается до температуры 100 оС, выдерживается при этой температуре в течение 24 часов, затем охлаждается до комнатной температуры, после охлаждения масло сливается. Железный порошок аккуратно переносится на бумажный фильтр (синяя лента) и промывается четырёххлористым углеродом. Смыв помещается в сушильный шкаф до полного выпаривания растворителя. С исходного образца и экстрагированного масла снимаются ИК-спектры на приборе ИК-Фурье спектрометр ALPHA.
Принципиального различия между поведением отечественных и импортных моторных масел по данным ИК-спектров не выявлено. По результатам анализа ИК-спектров (таблицы 1 и 2) выяснено, что концентрирования противоизносных присадок (диалкилдитиофосфаты цинка – DDTPZ) в слое, прилегающем к поверхности металла, как в импортных, так и отечественных маслах не происходит. Следовательно, высоковязкий граничный полимолекулярный адсорбционный слой образован другими компонентами масла. Предложена гипотеза, что роль DDTPZ, как и других противозносных присадок, сводится к инициированию процессов полимолекулярной адсорбции углеводородов,
Таблица 1 – Показатели качества импортных образцов и экстрагированных масел
| Наименование
показателей |
Значение показателей образцов: | |||
| Shell Rimula Super Fesa | Valvoline Premium Blue E | |||
| исходный | Fe | исходный | Fe | |
| TBN, mg(КОН)/g | 12, 09 | 1,494 | 11,3554 | 10,3484 |
| Gasoline, abs/mm2 | 0,0290 | 0, 0120 | 0,0110 | 0,014 |
| Ethylene Glycol, abs/mm2 | 0,6740 | 0,81 | –0,2370 | –0,163 |
| Sulfate By-Products, abs/mm2 | 14,686 | 12,6 | 16, 913 | 17,22 |
| Diesel Fuel, (Absorbance) | 221,4 | 244,2 | 217, 4 | 210,8 |
| Antiwear (ZDDP), abs/mm2 | 16,844 | 12,048 | 18,819 | 18,285 |
| Nitration By-Products, abs/mm2 | –0,02 | –0,015 | –0,021 | –0,016 |
| Oxidation By-Products, abs/mm2 | 11,175 | 3,596 | 12,118 | 14,3 |
| Soot, % | –0,1910 | –0,1910 | –0,1885 | –0,186 |
| Water, abs/mm2 | 19, 861 | 8,943 | 15,938 | 19,465 |
Таблица 2 – Показатели качества образцов отечественных и экстрагированных масел
| Наименование показателей | Значение показателей образцов: | |||
| М-10 ДМ | М8-Г2К | |||
| исходный | Fe | исходный | Fe | |
| TBN, mg(КОН)/g | 10,7194 | 4,4064 | 3,8574 | 6,71 |
| Gasoline, abs/mm2 | 0,009 | 0, 009 | 0,01 | 0,027 |
| Ethylene Glycol, abs/mm2 | 1,1031 | 1,159 | 0,622 | 0,557 |
| Sulfate By-Products, abs/mm2 | 13,395 | 14,406 | 11,523 | 15,017 |
| Diesel Fuel, (Absorbance) | 280,4 | 280,7 | 245,4 | 221,1 |
| Antiwear (ZDDP), abs/mm2 | 11,806 | 12,274 | 11,836 | 16,848 |
| Nitration By-Products, abs/mm2 | –0,0210 | –0,0160 | –0,019 | –0,021 |
| Oxidation By-Products, abs/mm2 | 3,899 | 7,057 | 2,9 | 14,168 |
| Soot, % | –0,1885 | –0,1185 | –0,1835 | –0,1835 |
| Water, abs/mm2 | 17,77 | 23,8130 | 15,962 | 18,3110 |
вследствие высокой поверхностной энергии мономолекулярного слоя DDTPZ. Можно предположить, что различная противоизносная способность обусловлена качеством противоизносных присадок, а именно специфическим взаимодействием диалкилдитиофосфатов цинка с углеводородной основой.
Литература
- Мухортов, И.В. Усовершенствованная модель реологических свойств граничного слоя смазки / И.В. Мухортов, Н.А. Усольцев, Е.А. Задорожная, И.Г. Леванов //Трение и смазка в машинах и механизмах. – 2010. – № 5. – С. 8–19.
- Рождественский, Ю.В. Применение неньютоновских моделей смазочных жидкостей при расчете сложно-нагруженных узлов трения поршневых и роторных машин / Ю.В. Рождественский, Е.А. Задорожная, И.Г. Леванов, И.В. Мухортов //Трибология – машиностроению. Тезисы докл. научно – техн. конф., посвященной 120-летию М.М. Хрущева. 7–9 декабря, Москва, 2010. – С. 65.
- Браун, Э.Д. Современная трибология. Итоги и перспективы. /Э.Д. Браун, И.А. Буяновский, Н.А. Воронин и др. /Отв. ред. К.В.Фролов. – М.: Изд-тво ЛКИ, 2008. – 480 с.
- Фукс, Г.И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов /Г.И. Фукс. – М.: Институт компьютерных исследований. – 2003. – 327 c.
- Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения /А.С Ахматов. –М.: Наука. – 1964. – 541 с.
- Фридрихсберг Д.С. Курс коллоидной химии / Д.С. Фридрихсберг. – СПб: Химия. – 1995. – 400 с.
References
- Muhortov, I.V. Usovershenstvovannaja model’ reologicheskih svojstv granichnogo sloja smazki / I.V. Muhortov, N.A. Usol’cev, E.A. Zadorozhnaja, I.G. Levanov //Trenie i smazka v mashinah i mehanizmah. – 2010. – № 5. – S. 8–19.
- Rozhdestvenskij, Ju.V. Primenenie nen’jutonovskih modelej smazochnyh zhidkostej pri raschete slozhno-nagruzhennyh uzlov trenija porshnevyh i rotornyh mashin / Ju.V. Rozhdestvenskij, E.A. Zadorozhnaja, I.G. Levanov, I.V. Muhortov //Tribologija – mashinostroeniju. Tezisy dokl. nauchno – tehn. konf., posvjashhennoj 120-letiju M.M. Hrushheva. 7–9 dekabrja, Moskva, 2010. – S. 65.
- Braun, Je.D. Sovremennaja tribologija. Itogi i perspektivy. /Je.D. Braun, I.A. Bujanovskij, N.A. Voronin i dr. /Otv. red. K.V.Frolov. – M.: Izd-tvo LKI, 2008. – 480 s.
- Fuks, G.I. Vjazkost’ i plastichnost’ nefteproduktov /G.I. Fuks. – M.: Institut komp’juternyh issledovanij. – 2003. – 327 c.
- Ahmatov A.S. Molekuljarnaja fizika granichnogo trenija /A.S Ahmatov. –M.: Nauka. – 1964. – 541 s.
- Fridrihsberg D.S. Kurs kolloidnoj himii / D.S. Fridrihsberg. – SPb: Himija. – 1995. – 400 s.
Загрузка...
