Влияние добавок ультрадисперсного порошка оловянистой бронзы на трибологические свойства моторного масла и работу судового дизеля

• Автор: Крылов, Дмитрий Андреевич
• Шифр специальности: 05.08.05, 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Причины отказов и методы повышения ресурса и эффективности судовых дизелей

1.1. Анализ отказов судовых дизелей.

1.2. Повышение ресурса дизелей

1.2.1. Повышение ресурса цилиндропоршневой группы дизелей технологическими и конструкционными методами.

1.2.2. Общая характеристика присадок добавляемых к базовому моторному маслу.

1.2.3. Общая характеристика препаратов, добавляемых к базовому моторному маслу.

1.2.4. Металлоплакирующие препараты металлосодержащие добавки к маслам

1.3. Металлоплакирующие препараты, содержащие ультрадисперсные порошки мягких металлов
1.3.1. Механизма действия металлоплакирующих препаратов с ультрадисперсными порошками мягких металлов.
1.3.2. Технология производства высокодисперсных порошков. Влияние формы и размеров металлических частиц на эффективность МПП, содержащих УДП мягких металлов.
1.4. Выводы по главе 1.
1.5. Цель и задачи исследования
Глава 2. Испытания моторного масла с добавками УДП оловянистой
бронзы в дизеле
2.1. Общая характеристика испытательного стенда.
2.2. Методики оценки различных параметров при испытании на
стенде.
2.2.1. Измерение давления газов в цилиндрах.
2.2.2. Измерение температур.
2.2.3. Измерение износов цилиндров и поршневых колец
2.2.4. Измерение расхода топлива и оценка индикаторных и эффективных показателей двигателя.
2.2.5. Измерение удельного расхода масла
2.2.6. Определение механических потерь методом проворачивания
коленчатого вала.
2.2.7. Оценка давления в конце такта сжатия.
2.2.8. Определение состава отработавших газов.
2.2.9. Определение количества сажи в масле
2.3. Общая методика и особенности проведения сравнительных испытаний моторного масла на дизельном стенде
2.4. Результаты испытаний моторных масел с добавлением УДП
оловянистой бронзы в дизеле
2.5. Выводы по главе 2.
Глава 3. Специфические факторы, влияющие на проявление эффекта
металлоплакирования при добавках УДП оловянистой бронзы в моторное масло дизелей.
3.1. Анализ возможных причин отсутствия эффекта металлоплакирования при добавках УДГ1 оловянистой бронзы в моторное
масло дизельного двигателя
3.2. Соотношение потерь на грение, приходящихся на граничный и
гидродинамический режимы смазки, в ДВС
3.3. Количество бронзового порошка, задерживаемое масляным
фильтром.
3.4. Влияние центрифугирования на отделение частиц бронзы
3.5. Выводы по главе 3 ЮЗ
Глава 4. Исследование трибологических свойств смазочного масла с
добавками УДП оловянистой бронзы в условиях, когда эффект металлоплакирования не проявляется.
4.1. Причины, влияющие на проявление эффекта металлоплакирования при добавлении УДП бронзы в масло
4.2. Испытания смазочных масел на машине трения
4.3. Методика проведения испытаний на машине трения СМЦ2.
4.4. Влияние концентрации УДП бронзы в смазочном масле на отложение бронзы на поверхностях трения.
4.5. Влияние добавок ультрадисперсного порошка оловянистой
бронзы в масло на процесс приработки поверхностей
4.6. Трибологические свойства масла с добавкой ультрадисперсного
порошка оловянистой бронзы при смазывании приработанных поверхностей ИЗ
4.7. Выводы по главе 4
Глава 5. Анализ механизма влияния бронзового УДП, вводимого в моторное масло, на индикаторный КПД дизеля.
5.1. Гипотеза о влиянии УДП бронзы в моторном масле дизеля на
процесс горения топлива.
5.2. Анализ индикаторных диаграмм
5.3. Влияние УДП бронзы на высшую теплоту сгорания топлива.
5.4. Рекомендации по применению добавок УДП оловянистой бронзы в моторных маслах дизелей.
5.5. Выводы по главе 5.
Основные результаты и выводы.
Библиографический список.
Приложение 1.
Приложение 2.
Список условных обозначений и сокращений
ВМТ верхняя мертвая точка
ДВС двигатель внутреннего сгорания
ИВК измерительновычислительный комплекс ИКМ испарительноконденсационная машина
ИП избирательный перенос
КПД коэффициент полезного действия
МОД малооборотный дизель
МПП металлоплакирующий препарат
МРСА микрорентгеноспектральный анализ
ПАВ поверхностноактивные вещества
РФА рентгенофазный анализ
СК смазочная композиция
СМ смазочное масло
СОД среднеоборотный дизель
СЭУ судовая энергетическая установка
ТЭН трубчатый электронагреватель
УДП ультрадисперсные порошки
ФАБО финишная антифрикционная обработка
ЦПГ цилиндропоршневая группа
С концентрация масс.
Ссж скорость увеличения концентрации сажи ч
Р усилие Н
7 расход топлива гч
И теплота сгорания топлива Джг
Квз коэффициент взаимного перекрытия
Мкр крутящий момент на коленчатом валу Н м
мощность механических потерь Вт
Ме эффективная мощность, Вт
количество теплоты, выделяющееся при горении топлива в единицу времени Джс
, Яа параметры шероховатости поверхности мкм
5, площадь поверхности м
Т сила трения Н
Ье удельный эффективный расход топлива гкВтч удельный эффективный расход масла гкВтч
коэффициент трения
длина стойки балансирной подвески электротормоза м
п частота вращения обс
рс давление в конце такта сжатия МПа
продолжительность работы дизеля ч а коэффициент избытка воздуха
АМ износ по потерям массы поршневых колец или образцов на машине фения мг
Ат потери масла г
АТ контрольное время измерения расхода топлива мин
АИср средняя глубина износа цилиндров мкм гт механический КПД
7, индикаторный КПД
це эффективный КПД
г динамическая вязкость масла мПас
V кинематическая вязкость масла мм2с
V линейная скорость мс
р угол поворота коленчатого вала
со угловая скорость вращения вала электродвигателя с1.
Введение


Присутствие металлических УДП в моторных маслах может оказывать влияние на рабочие процессы в дизеле, однако опубликованных сведений о механизме действия препаратов, содержащих УДП мягких сплавов, в ДВС чрезвычайно мало. В двигателе внуфеннего сгорания на проявление металлоплакирующего эффекта могут оказывать влияние специфические факторы, такие как наличие масляных центрифуг и др. Эти вопросы фебуют отдельного изучения. В некоторых фирмахпроизводителях таких препаратов собираются сведения о результатах применения препаратов, содержащих металлические УДП, в ДВС, но сведения эти, как правило, офывочны, не отличаются полнотой, их сбор не носит систематический характер, а зачастую они просто необъективны. Объект исследования свойства моторных масел с добавками ультрадисперсных порошков цветных металлов. Предмет исследования влияние добавок ульфадисперсного порошка оловянистой бронзы в моторное масло на фибологические свойства масла и работу дизеля в условиях, когда эффект металлоплакирования не проявляется. Цель работы выявление положительных свойств добавок ультрадисперсного порошка оловянистой бронзы в моторное масло дизельного двигателя в условиях трения, когда эффект металлоплакирования отсутствует, и предложение по эффективному применению таких добавок. УДП на рабочие процессы в дизельном двигателе. УДП оловянистой бронзы в моторном масле на индикаторный КПД дизеля. Выполнение исследований в рамках представленной диссертации было продиктовано производственными потребностями научнопроизводственной компании ООО ВМПАВТО г. СанктПетербург, работа выполнялась в тесном сотрудничестве со специалистами научнотехнического отдела ООО ВМПАВТО. Автор хочет выразить признательность директору ВМПАВТО В. Н. Кузьмину за оказанную поддержку в проведении исследований. Глава 1. Увеличение грузооборота и снижение себестоимости перевозок водного транспорта в основном достигаются за счет повышения эффективности работы флота, улучшения организационноэкономических и техникоэкономических показателей. Затраты, необходимые на эксплуатацию судовой энергетической установки СЭУ, достигают от общих затрат на содержание судна. Российского Речного Регистра и Российского Морского Регистра наибольший процент отказов по СЭУ приходится на главные судовые двигатели. Причем состояние деталей цилиндропоршневой группы ЦПГ оказывает огромное влияние на показатели эффективности двигателей внутреннего сгорания ДВС 1, . Срок службы двигателя определяется сроком службы быстроизнашивающихся деталей. Частота поломок в зависимости от срока службы дизелей представлена на рис. Рис. В практике эксплуатации ДВС, довольно часты случаи потери ими работоспособности вследствие чрезмерно больших износов, повреждений, поломок основных элементов конструкции, которые носят аварийный характер . Знание причин и последствий аварийных случаев позволит выработать предложение для их предотвращения, а также позволит повысить эффективность двигателей ГОСТ 8. Рассмотрим долю отказов деталей двигателей Зульцер Ф 6ДКРН 5, установленных на судах серии Краснодар и Новгород Балтийское морское пароходство рис 1. Зульцер финской компанией Вяртсиля 1. Рис. Рис. Отказы деталей ЦПГ двигателей 8 0Е 1 в основном связаны с трещинами и износами поршневых колец табл. Таблица 1. Показатели безотказности деталей ЦП Г двигателя . Причина отказа Суммарное число отказов Наработка до отказа, тыс. Основными причинами выхода из строя двигателей МАИ К. С судов типа Профессор Зубов за период с по г. Наибольшее число отказов малооборотных дизелей МОД приходится на детали ЦПГ. В ЦПГ чаще всего выходили из строя поршневые кольца, износ и поломка которых приводит к повышенным износам втулок цилиндров. Эти дефекты, как правило, связаны с повышенной тепловой напряженностью, а иногда с нарушением режимов смазки и охлаждения втулки цилиндра . Для главных среднеоборотных дизелей СОД характерен увеличенный расход масла. Повышенный расход циркуляционного масла при нормальной эксплуатации обусловлен в основном угаром в цилиндрах т. Так в течение первых четырех лет начала эксплуатации дизеля V теплоходы типа Скульптор Коненков расход масла доходил до 3,,1 гкВтч при норме 1,4 гкВт ч.