Снижение энергетических затрат в тракторных трансмиссиях путем использования легированного рапсового масла

• Автор: Едуков, Василий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 224 с. : ил

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ В ТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕЛЯХ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Использование растительных масел в качестве альтернативных

топлив и смазочных материалов

1.2. Состав и свойства рапсового масла

1.3. Анализ прнсалок и добавок, используемых для улучшения свойств

1.4. Влияние внешних воздействии на улучшение свойств рапсового

1.5. Цель и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ТРАКТОРНЫХ ТРАНСМИССИЙ

2.1. Анализ трнботехнической системы тракторной трансмиссии с учетом

использования рапсового масла

2.2. Анализ процесса осаждения частиц в гравитационном поле расгительного смазочного материала
2.3. Условия работы расгительного смазочного материала в трансмиссиях сельскохозяйственных тракторов
2.4. Аналитическая оценка рациональных размеров частиц добавок
растительного смазочного материала
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТРАНСМИССИОННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА
3.1. Программа и обшая методика исследований
3.2. Методика лабораторных исследований
3.2.1. Методика подготовки растительных масел и формирования растительных смазочных материалов на их основе
3.2.2. Методика многофакторной опенки триботехнических свойств исследуемых масел на машинах трения типа МАСТ1 и СМТ
3.2.3. Методика формирования растительного смазочного материала с улучшенными вязкостнотемпературными свойствами
3.2.4. Методика комплексной оценки разработанного растительного смазочного материала
3.2.5. Градуировка измерительной аппаратуры и оценка точности измерений
3.3. Методика сравнительных стендовых испытаний трансмиссионного растительного смазочного материала
3.3.1. Методика испытаний на редукторном стенде
3.3.2. Методика испытаний на стенде с коробкой передач трактора МП
3.3.3. Методика определения потерь мощности в трансмиссии трактора ТА
3.4. Методика эксплуатационных испытаний трансмиссионного
растительного смазочного материала
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТРАНСМИССИОННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА
4.1. Результаты сравнительных лабораторных исследований растительных и минеральных масел
4.2. Улучшение триботсхнических свойств растительных масел легированием присадками
4.3. Исследование смазочных материалов па основе рапсового масла,
легированного 5 Л, при увеличении вязкости
4.4. Результаты комплексной оценки разработанного растительного
смазочного материала
4.5. Результаты стендовых испытаний трансмиссионного растпельно о
смазочного материала
4.5.1. Результаты испытаний на редукторном стенде
4.5.2. Результаты испытаний на стенде с коробками передач трактора МТЗ
4.5.3. Результаты определения потерь мощности в трансмиссии трактора ТА
4.6. Результаты эксплуатационных испытаний трансмиссионного растительного смазочного материала
5. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ЦЕНТРА ПРОИЗВОДСТВА ТРАНСМИССИОННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Предложении по организации центра производства трансмиссионного
растительного смазочного материала
5.2. Экономическая эффективность результатов исследования
трансмиссионного растительного смазочного материала Общие выводы Литература Пр иложенИЯ
РЕФЕРАТ
Диссертационная работа изложена на 7 страницах машинописного текста, состоит из таблиц, рисунков, список использованной литературы из 4 наименований, в том числе на иностранных языках, и приложений.
В диссертации обоснована актуальность использования легированного присадками рапсового масла в качестве растительного смазочного материала в трансмиссиях сельскохозяйственных тракторов.
Теоретически и экспериментально выявлены закономерности движения частиц вязкостных добавок растительного смазочного материала при условиях его хранения и работы в агрегатах трансмиссии. Определен рациональный размер частиц добавок, исходя из конструктивных особенностей агрегатов трансмиссии тракторов.
Проведена оценка методов и технических средств улучшения триботехнических свойств растительных масел. Разработана методика технологической подготовки растительных масел и формирования растительного смазочною материала на их основе. По результатам экспериментальных исследований проведен выбор присадок, разработан состав растительного смазочного материла на основе рапсового масла для использования в агрегатах трансмиссии, осуществлен сравнительный анализ изменения физикохимических и триботехнических свойств разработанного растительного смазочного материала и товарного масла после стендовых и эксплуатационных испытаний, а также установлено влияние исследуемых масел на скорость изнашивания деталей редукторов, снижение энергетических затрат и суммарный боковой зазор между деталями трансмиссии. Проведена оценка изменения свойств разработанного трансмиссионною растительного смазочного материала при хранении.
Экономический эффект от внедрения результатов исследования при замене минерального масла на разработанный трансмиссионный растительный смазочный материал составляет , руб. на один трактор в год.
ВВЕДЕНИЕ


Примечание в скобках дано число двойных связей в молекуле рапсовое масло 1 с повышенным содержанием эруковой кислоты рапсовое масло 2 с пониженным содержанием эруковой кислоты. Многие авторы , , , , , 0 считают, что рапс, как высокобелковая культура, должен сыграть важную роль в решении белковой проблемы в мире наряду с улучшением обеспеченности высококачественным маслом. Белок рапса и сурепицы по своему аминокислотному составу близок к соевому белку и содержит все незаменимые аминокислоты лизин, метионин, триптофан и др. Страны Северной Европы покрывают, за счет рапса, более своих потребностей в растительном масле и кормовом белке. Значимость рапса и сурепицы особенно повысилась после создания новых безэруковых и низкоглюкозинолатных сортов. Как масличные культуры рапс и сурепица могут возделываться там, где культивирование подсолнечника и сои невозможно изза неблагоприятных почвенноклиматических условий. Однако рапс может возделываться лишь в севооборотах, следовательно, его можно выращивать максимум 3 4 года подряд на одном поле. Это значит, что рапсом можно засеивать максимум . По качеству рапсовое масло близко к оливковому мировому эталону растительных масел. Полученное холодным прессованием рапсовое масло значительно дешевле, чем другие масла. Поэтому рапсовые трансмиссионные масла имеют стоимость примерно равную стоимости минеральных. Гидравлические масла на базе рапса примерно на дороже, а рапсовометиловый эфир в три раза дороже, чем масло для дизельных двигателей. Например, технология производства рафинированного рапсового масла, существующая в Германии, следующая , 0. Полученное холодным прессоваггисм маслосырец обрабатывают водой при температуре С или кислотой с целью удаления примесей в виде шлама. Для нейтрализации высокого кислотного числа добавляют щелочь, а промыванием водой удаляют образовавшиеся мыла. Затем масло пропу скают через слой активированного утля и фильтруют. Данная операция позволяет улучшить цвет, запах, снизить кислотное число и коррозионную агрессивность. Отрицательной стороной является удаление природных антиокислителей токоферолы и фосфолипиды. Отработанный адсорбент удаляется в процессе фильтрации. Последняя стадия рафинирования включает обработку водяным паром, что позволяет удалять из масла кислород и конденсат воды. Степень изменения физикохимических и эксплуатационных свойств масла зависит от многих факторов, среди которых наиболее значимы температура, продолжительность работы, содержание абразива, доступ кислорода воздуха, наличие воды. В таблице 1. Анализ данных таблицы 1. Но растительные масла превосходят минеральные по температурам вспышки и застывания. Преимущество рапсового масла перед льняным и сурепным маслом заключается в большем значении вязкости. Таким образом из растительных масел наилучшим заменителем минеральных масел является рапсовое. Таблица 1. Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению изменений физикохимических свойств жира под влиянием термического фактора, механизм термического разложения жира все еще остается до конца неясным. Решению этой проблемы посвящены работы ученых многих стран, например, . Эмануель, И Х. Котляр. В П. Ржехин и др. В результате, современное представление о превращениях жира при надевании можно рассматривать как комплексный процесс, складывающийся из гидроштичсских, окислительных реакций, а также реакции полимеризации и поликондснсации. Растительные жиры по химическому составу представляют собой полные сложные эфиры глицерина и высших одноосновных карбоновых предельных и непредельных кислот. Это фиглицериды всегда с четным числом углеродных атомов в ацилатпой группе. Наряду с углеводами и белками, жиры одна и основных групп веществ, входящих в состав всех растительных организмов, т е. Предельные кислоты пальмитиновая, стеариновая сравнительно устойчивы к нагреванию в среде окислителей и восстанови гелей. Они разлагаются лишь при высокой температуре. Концентрация их в рапсовом масле достигает до 5 таблица 1. Непредельные кислоты эруковая. Концен грация этих кислот в рапсовом масле может достигать .