Способ классификации моторных масел и устройство для его осуществления

Способ классификации моторных масел и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ классификации моторных масел, включающий измерение количества стабильных свободных радикалов в навеске масла, определение химической активности радикалов методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и определение классификационной группы масла по изменениям спектров ЭПР, о т л и ч а 10 щ и и с я тем, что, с целыо повышения точности классификации, йавеску масла помещают в ампулу с киcjiopoAoM , нагревают ампулу до 200+2 измеряет количество стабильных свободных радикалов до нагревания ампулы и в нагретом масле в интервале 2, мин, определяют начальную и конечную температуры работоспособности месяа, а классификационную группу масла вычисляют по зависимости наЧ Ь (Тконеч /Тнач) J где Г - показатель классификационной группы масла; Т и-С - начальная и конечная тем пературы работоспособности наела;. а,Ь,и,т - постоянные, независящие от сорта масла. 2,Способ по п. 1,тличаю щ и и с я тем, что навеску масла помещают а ампулу с кислородом, причем соотн(шение объемов масла и кисло рода равно 1:6. 3.Устройство для ос|лцествления классификации моторных масел по п. 1, содержащее .каналы подачи исследуемого масла, блок препарирования масла, соединенный с каналами подачи масла, логический элемент ИЛИ, подключенный входами к выходам блока препарирования, выходом - к анализатору качества, включающему спектрометр ЭПР с рабочим резонатором , внутри которого размещена ампула с маслом, и регистратором спект1ра , отличающееся тем, что, в него введен блок подпитки масла кислородом, арифметический : блок с блоками р асчета спектров и вычисления классификационной группы масла, а резонатор спектрометра снабжен нагревателем, причем блок подпитки масла кислородом соединен с ампулой, а вход блока расчета спектров подключен к выходу спектрометра ЭПР.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ И;ООБРЕТЕНИЯ и asvocceoev cseosrsoscvev

Г коч +.5 (Тконяч /Тк(4) ) где Г щ,ц". %обив%, показатель классификационной группы масла; начальная и конечная температуры работоспособности масла; . постоянные, независящие от сорта масла. о,Ь,я,гяГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГВ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3368972/18-25 (22) 22, 12.81 . (46) 30.07.83. Бюл. Н 28 (72) Г,С,Шимонаев, A.ô,nåí÷óë,, Я,Б,Виппер, В.Н.Днепров и И.И,Проскурина (S3) .Б38 .69.083(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

И 790990, кл. С. 01 и 33/26, 1980.

2. Шимонаев Г.С. и др. Исследование активной части присадок к моторным маслам, -. "Химия и технология топлив и масел", И., 1976, вып. 3, с. 40-43 (прототип). (5Й) СПОСОБ КЛАССИФИКАЦИИ МОТОРНЫХ

МАСЕЛ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ классификации моторных масел, включающий измерение количества стабильных свободных радикалов в навеске масла, определение химической активности радикалов методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и определение классификационной группы масла по изменениям спектров ЭПР, .о т л и ч аю шийся тем, .что, с целю .повышения точности классификации, . навеску масла помещают в ампулу с ки. слородом, нагревают ампулу до 200+2 С измеряют количество стабильных саободных радикалов до нагревания ампулы и в нагретом масле в интервале

2,5"30 мин, определяют начальную

:и конечную температуры работоспособности масла, а классификационную группу масла вычисляют по зависимости

„.SU,„, 10323. 0 A э у G 01 и 24/10 // G 01 и 33/26

2, Способ по и. l, о т л и ч аю шийся тем, что навеску масла помещают в ампулу с. кислородом, причем соотноаение объемов масла и кисло рода равно 1:6.

3. Устройство для осуществления а классификации моторных масел по и. l, содержащее. каналы подачи ис- . следуемого масла, блок препарирова.ния масла, соединенный с каналами подачи масла, логический элемент

ИЛИ, подключенный входами к выходам блока препарирования, выходом - к . анализатору качества, включающему спектрометр ЭПР с рабочим резонатором, внутри которого размещена ампула с маслом, и регистратором спект- © ,ра, о т л и ч а ю щ е е с я тем,, что, в него введен блок подпитки масла кислородом, арифметический блок с блоками расчета спектров и вычисления классификационной групяы масла, а резонатор спектрометра снабжен нагревателем, причем блок подпитки масла кислородом соединен ) с ампулой; а вход блока расчета спектров подключен к выходу спектрометра ЭПР, 1032380

Изобретение относится к способам анализа материалов с помощью электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может применяться в нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и в машиностроении, Известен лабораторный способ клас сификации моторным масел, заключающийся в том, что навеску масла подвергают нагреванию в лакообразователе в течение 30-600 мин, после чего определяют степень испарения масла по изменению веса за время испытаний, степень окисления масла по величине оптической плотности масла, подвергавшегося нагреванию, измеряемой ИК-спектрометром; количество лака, образовавшегося в тигле, по весу лба после обработки масла растворителем и количество металла в йас- 26 ле, измеряемого с помощью атомноабсорбционного спектрофотометра.

Полученные результаты сопоставляются с результатами испытаний эталонных масел, на основании чего производится определение классификацион" ной группы масла $1).

Недостаток данного способа " его низкая достоверность. Из использованных для оценки классификационных ЗО групп масла четырех показателей испаряемость масла не является показателем, несущим классификационный признак, Известно, например, что эагущенные и остаточные масла одной и той же классификационной группы резко различаются по испаряемости,.

Второй показатель - окисляемость масел - также изменяется несимбат но с изменением группы эксплуатацион- 4О ных свойств моторных масел.

Третий показатель " количество лака, образовавшегося в масле, широко используется для лабораторной оценки качества масла. Однако из-эа 4 того, что в лакообразователе не удается смоделировать химические процессы, протекающие в двигателе, классификацию масел производят по результатам длительных стендовых ис" пытаний на двигателях, Четвертый показатель качества " содержание металла в маслах - также не является классификационным.

Наиболее близким к предлагаемому является способ классификации мотор55 ных масел по уровню моющих свойств, включающий измерение количества ста1бильных свободных радикалов в навеске масла, определение химической активности радикалов методом ЭПР, а также определение классификационной группы масла по изменениям спект . ров ЭПР, Увтройство для его осуществления содержит каналы подачи исследуемого масла, блок препарирования масла, соединенныи с каналами подачи масла, логический элемент ИЛИ, подключенный к выходам блока препарирования, анализатор качества, включающий спектрометр ЭПР с рабочим резонатором, внутри которого размещена ампула с маслом, и регистратором.

Классификационная группа масла определяется по формуле ("ВОк- ЬО Д 6х ь где Г - классифик ационная группа;

- количество .стабильных своВОЙ ЖИ бодных радикалов в масле до и после вакуумирования ампулы;

С,я,ги - постоянные, независящие от сорта масла P2) .

Однако известный способ не учитывает изменения содержания в мас" ле стабильных свободных радикалов при его нагревании, что имеет место в условиях использования масла в двигателе.

Химическая активность стабильных свободных радикалов оценивается только при комнатной температуре, Возможные изменения химической активности с ростом температуры масла при этом не учитываются, что снижает точность анализа.

В выбранных условиях (комнатная температура, отсутствие окисления масла) в недостаточной степени моделируются реакции, протекающие в масле с участием свободных радикалов.

Цель изобретения - повышение точности классификации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу классификации моторных масел, включающему измерение количества стабильных свободных радикалов в навеске масла, определение химической активности радикалов методом ЗПР и определение классификационной группы масла по изменениям спектров ЗПР, навеску масла помещают в ампулу с кислородом, нагревают ампулу до 200+2 С, измеряют

1032380

20

3 количество стабильных свободных радикалов до нагревания ампулы и в на-. гретом масле в интервале 2,5-30 .мин, определяют начальную и конечную температуры работоспособности масла, а 5 классификационную- группу масла вычисляют по зависимости где Г - показатель классификационной группы масла;

Т„ Т„ - начальная и конечная темI пературы работоспособности масла, определяемые по урав- 15 . нению а"

6ООО-47Ми и104ц+ Ф о" )

° . С и1 где $7>) — концентрация стабильных свободных радикалов;

Ои3.0;Д„ „йри .определении Т о . иЦиД =

=(„)хсзр при определении Т, ц,ф,и,я — постоянные, независящие от сорта масла. 25

- Навеску масла, помещают в ампулу с кислородом, причем соотношение объемов масла и кислорода равно 1:6.

Устройство для осуществления клас+ сификации моторных масел, содержащее З0 каналы подачи исследуемого .масла, блок препарирования масла, соединенный с каналами подачи масла, логический элемент ИЛИ, подключенный входами к выходам блока препарирова"

35 ния, . выходом - к анализатору качества, включающему спектрометр ЭПР с рабочим резонатором, внутри которого размещена ампула с маслом, и регистратором спектра, введен блок подпитки масла кислородоы, арифметический блок с блоками расчета спектров и вычисле" ния:классификационной группы масла, а резонатор спектрометра снабжен ка" гревателем, причем блок подпитки мас45 ла кислородом соединен с ампулой, а вход блока расчета спектров подключен к выходу спектрометра ЭПР.

Режимные параметры способа - температура 200+2 С, подпитка кислородом, длительность интервалов измере ний - выбраны из условий наиболее близкого воспроизведения в анализаторе качества реакций, протекающих с участием свободных радикалов в масле llpH использовании его в двигателе. 55

Выбор температуры 200 С обуслов" лен тем, что при температуре масла меньшей чем 200 С кинетика накопле4 ния свободных радикалов в различных маслах описывается большим числом отличающихся по характеру кривых, что затрудняет надежное определение скорости гибели свободных радикалов, Существуют моторные, масла, в которых кинетика накопления свободных радикалов в присутствии кислорода и инертного газа - различная, Поскольку в реальных условиях реакции в масле протекают в присутствии кисло-рода, необходимо было в этих же условиях производить испытание масел, причем кислород в ампуле не должен полностью расходов аться за в ремя:испытания. Это условие соблюдается при отношении объемов масла и кислорода не менее 1:6 либо при проведении испытаний с подпиткой кислородом, В последнем случае масло при нагревании до 200 С не должно закипать|

Иасло в ампуле после ее помещения в резонатор нагревается до

200 С за 2-2,5 мин. Этим определяется начальный интервал времени за" писи спектра, Иаксимальная продолжительность испытаний (конечный интервал времени записи спектра} определяется из условия обеспечения изменения отношекия Т„ „/THau

Кой .в широких пределах, Последйее достигается при максимальной продолжительности испытаний равной 30 мин.

На чертеже представлена блок-схе- ма устройства, реализующего. способ классификации моторных масел.

Устройство состоит из .какалов 1 подачи испытуемого масла, блока 2 препарирования масла, логического элемента ИЛИ 3, анализатора 4 качества, включающего спестрометр .ЭПР 5 с резонатором 6 и регистратором 7 спектра, нагревателя 8, содержащего воздушный насос, расходомер, электропечь для подогрева воздуха, выход которой подключен к тонкостенной кварцевой трубке, пропущенной через резонатор (не показана), блока 9 подпитки масла кислородом, арифметического блока 10, включающего блок 11 расчета спектров

3flP блок 12 расчета классификационных групп, в качестве которого могут использоваться вычислигелькый комплекс "ИСКРА 125" или при ручном счете микрокалькуляторы типа

"Электроника БЗ-18И" и блок 13 ввода постоянных (задатчика), блока

14 регистрации результатов анализа.

380

Г, балл

Менее 25"35 35 55

55-85

Г, по ГОСТ

17479 "72

49

Ф 1032

Способ реализуют следующим образом.

Испытуемое масло по каналам 1 подачи поступает в блок 2 препари- 5 рования масла, где rv 100 мг его по.мещают s тонкостенную стеклянную ампулу -диаметром 4-5 мм и длиной 180200 мм изготовленную из резонансf но-чистого стекла, определяют вес масла в ампуле. Всего подготавливают четыре ампулы, Из двух ампул с навеской масла вакуумированием удаляют воздух, после чего ампулы заполняются кислородом и запаиваются, Отноае- 15 ние объема масла в ампуле к объему кислорода должно быть не менее 1 6, Две других ампулы оставляют незапаянными, Неэапаянная ампула через логический элемент ИЛИ 3 поступает 20 в анализатор 4 качества. Ампула подключается к блоку 9 подпитки кислородом и помещается.в резонатор 6 спектрометра ЭПР 5, после чего производится запись спектра ЭПР в ре- 25 гистраторе 7 спектра. Затем ампула извлекается из резонатора, блоком нагревания устанавливается темпераП р g м е р, Для анализа взято моторное масло И 14ГБ с известной классификационной группой, Результаты анализа: оодержание стабильных свободных радикалов до нагревания

3,26«101 спин/г, после нагревания при 200 С в течение 2 5; 5 и 30 мин соответственно 8,4.16®; 3,0 а10" и

1,95-16 спин/r по спектру);скорость гибели сво од х радикалов (расчетная) ип, „ о 10

7,03 10"4 спий/г,:с; температура работоспособности. масла в начальном интервале Тьпу 366 С, температура работоспособности масла в конечном интервале 1 о63331 С; Гpynna тура воздуха, проходящего через резонатор, 200+2 С, ампула снова по" мещается в резонатор и производится запись спектров ЭПР в интервале

2,5-30 мин при температуре ампулы, равной 200 С, Запаянные ампулы ана" лизируются аналогичным образом, но без подключения блока 9 подпитки кислородом. Информация, полученная в виде спектров ЭПР, поступает в арифметйческий блок 10. В блоке 11 расчета. спектров полученная информа. ция преобразуется в кинетические кривые накопления свободных радика" лов в масле. Преобразованная информация поступает на вход блока расчета классифик ационных rpyna. Туда же из блока 13 ввода постоянных (эадатчика) поступает дополнительная информация, необходимая для расчета (форма кинетической кривой, значения постоянных),и проиэводится расчет классификационной группы, выра" женный в баллах. Результаты расчета поступают в блок 14 регистрации pe" эультатов анализа, где производится пересчет значений классификационных групп согласно таблице, эксплуатационных свойств масла Г

1,6 10 4366а +3Щаа66 балла, что согласно таблице соответствует классификационной группе Г .

За окончательный результат принимается среднее значение из четырех определений". двух .результатов, полученных по запаянным ампулам, двух результатов, полученных по ампулам с подпиткой кислородом, Использование изобретения позволит повысить точность определения классификационной группы моторных масел, сократить трудозатраты, получить экономию горючесмазочных материалов.

3032380

ВНИИПИ Заказ 5394/49 Тираж 873 Подписное Ю филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4