Способ определения антипиттинговых свойств смазочных масел

Способ определения антипиттинговых свойств смазочных масел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается аналитической химии, в частности определения антипиттинговых свойств смазочных масел и может быть использовано в химмотологии. Для повышения достоверности оценки указанных свойств моторных масел на стенде Кулачоктолкатель при исследовании работы сопряжения в ванне с испытуемым маелом определяют количество питтинговых ямок размером 10-30 мкм и по степени поражения поверхности толкателя указанными ямками в единицу времени судят об антипиттинговых свойствах масла. Способ позволяет сократить длительность испытаний масел с 33 ч до 60-80 мин, причем недостоверность визуального наблюдения заменяется в данном случае инструментальным (компьютерным ) методам оценки получаемых результатов. 1 ил., 2 табл. сл 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„1 5411 (5ц 4 С 01 N 33/30

ВСЕ(,ОИЗНЬЯ 13,",," " . „13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к

1 В ЖАНР 1 .я г" .6 -.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2i) 4058061/23-04 (22) 06.02.86 (46) 23.11.87, Бюл. Н - 43 (72) С.П,Авдеенко, Ю.С.Заславский, В,А.Кузьмин и Г.П.Белянчиков (53) 621.892.2(088.8) (56) Заскалько П.П. и др. Противопиттинговые свойства трансмиссионных масел. — Нефтепереработка и нефтехимия, 1983, М 4, с. 20-22. Surface deterioration of cams and, followers Pitting test method СЕС L-T 1

81. Motor Industry Research Assocza-.

t ion, 1981.

Авторское свидетельство СССР

9 949408, л. G 01 N 33/30, 1982, Авторское свидетельство СССР

У 106768, кл. G 01 М 30/30, 1966.

Григорьев II.À. и др. Качество моторного масла и надежность двигателей. M.: Издательство стандартов, 1981, с. 231. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНТИПИТТИНГОВЫХ СВОЙСТВ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ (57) Изобретение касается аналитической химии, в частности определения антипиттинговых свойств смазочных масел и может быть использовано в химмотологии. Для повьппения достоверности оценки указанных свойств моторных масел на стенде "Кулачоктолкатель" при исследовании работы сопряжения в ванне с испытуемым мас лом определяют количество питтинговых ямок размером 10-30 мкм и по степени поражения поверхности толкателя указанными ямками в единицу времени судят об антипиттинговых свойствах масла. Способ позволяет сократить длительность испытаний масел с 33 ч до 60-80 мин, причем недостоверность визуального наблюдения заменяется в данном случае инструментальным (компьютерным) методом оценки получаемых результатов. 1 ил., 2 табл.

1354110

Изобретение относится к способам определения антипиттинговых свойств смазочных (моторных) масел и может быть использовано в области нефтепереработки (химмотологии).

Целью изобретения является повышение достоверности оценки антипиттинговых свойств моторных масел.

В результате проведенных исследований установлено, что испытуемое масло оказывает существенное влияние на развитие питтинга, в основном, на стадии макропиттинга, для которой характерно появление ямок размером более 10 мкм. Поэтому в компьютерную программу определение питтинговых ямок с размерами менее 10 мкм не закладывалось. Развитие питтинговых поражений размером более 30 мкм практи- 20 чески не зависит от уровня антипиттинговых свойств исследуемых масел и определяется только механическими факторами: нагрузкой и длительностью ее действия, а также прочностными характеристиками поверхности толкателя. Исходя из этого, по результатам исследования масел с различной антипиттинговой эффективностью выбрана максимальная длительность испытаний ЗО

80 мин, при которой размер питтинговых ямок на поверхности толкателей не превышает 30 мкм.

Анализ компьютерных данных по изучению эффекта антипиттингового действия смазочных масел показывает, что количество питтинговых ямок размером

10-30 мкм и площадь пораженной ими поверхности меняется в процессе испытания в зависимости от уровня анти- 40 питтинговых свойств исследуемых масел. Поэтому в качестве критерия оценки результатов испытаний принята динамика развития питтинговых поражений поверхности толкателей. 45

Анализ поверхности толкателя предлагаемым способом производится с помощью инструментального метода (например, оптической микроскопии, растровой электронной микроскопии, лазерной голографии и т.д.) и компьютера. По полученным данным строят графики в координатах: ось абсцисс длительность испытания масла на стенде Кулачок-толкатель"< ось ординат — 5r процент площади поверхности толкателя, пораженной питтинговыми ямкамм размером 10-30 мкм, и по динамике нарастания поражения поверхности питтингом судят об антипиттинговых свойствах масел, при этом лучшим по антипиттинговым свойствам считается масло,при испытании которого развитие питтинговых поражений поверхности толкателя (динамика) происходит наименее интенсивно.

Пример. На стенде пКулачоктолкатель" (СКТ-НАМИ) испытывают масло АСВ-5(вязкость при 100 С 5, 1 мм /с, индекс вязкости 95) и то же масло с антипиттинговыми присадками: 1 мас.

ВНИИ НП-Б-1 (фосфор-серу-азотсодержащая присадка), или 1 мас.% ВНИИ

НП-716 (осерненные полиэфиры) или

1,35 мас. присадка Любризол-1395.

Испытания масел проводят в условиях нагрузки на толкатель 1500 Н, количество оборотов кулачкового вала

1500 мин и температуры масла 150 С в течение 120 тыс„ циклов нагружения (80 мин). Применение автоматического регулирования температуры масла, нагрузки и количества оборотов на стенде

СКТ-НАМИ исключает возможность колебания указанных параметров в широких пределах и обеспечивает надежный контроль режима испытаний в течение всего опыта.

При испытании масло помещают в ванну стенда, в течение 30000 циклов нагружения (20 мин) проводят испытание. Стенд останавливают, толкатель вынимают, промывают в бензине, высушивают и помещают в камеру растрового электронного микроскопа с компьютером, анализирующим изображение поверхности толкателя по программе.

В программу компьютера введены показатели: размеры ямок и их пределы, мкм, общее количество ямок на поверхности толкателя, количество ямок заданных пределов размера; площади поверхности толкателя, покрытый ямками заданных пределов размера; площади поверхности толкателя, пораженной питтинговыми ямками.

По окончании компьютерного анализа толкатель вновь устанавливают на стенд и испытание продолжают в тече- ние последующих 30000 циклов, после чего вновь проводят компьютерный анализ поверхности. Указанные операции повторяют этапами по 30000 циклов до наработки 120000 циклов нагружения.

Определение размеров питтинговых ямок проводят с помощью системы:

1354110.К„= 100 1 . > 5

30 где K„— %-ное содержание суммарной площади питтинговых ямок на исследуемой поверхности, . S„ — площадь единичной питтинго- 35 вой ямки с заданным по программе компьютера размером условного радиуса r г с„ — радиус круга с площадью,равной площади питтинговой ям- 40 ки, т.е. г „д„ = 0,56 Д„, F — площадь исследуемой поверх1 ности, В табл. 1 представлены данные, полученные при компьютерном исследо- 45 вании поверхности толкателя после

30000, 60000, 90000 циклов испытания масла АСВ-5. Видно, что длительность испытания масла можно ограничить

90000 циклов нагружения (60 мин), 50 так как за это время происходит интенсивное питтингообразование, фиксируемое по появлению питтинговых ямок размером до 30 мкм. Введение в это масло эффективных антипиттинговых присадок замедляет развитие питтинга (за 60 мин испытания иа поверхности толкателей, в основном, обнаружены ямки. размером до 20 мкм), При происпытании различнх присадок. Наиболее эффективное подавление процесса развития питтинговых поражений обеспечивает присадка Любризол-1395.

Полученные с помощью предлагаемого способа результаты испытаний антипиттинговых свойств масла с присадками по приведенному примеру сопостав. лены с данными испытаний по методу

100 ч испытаний на стенде "Кулачоктолкатель с визуальной оценкой результатов в баллах по шкале (Π— отсутствие питтинговых ямок, 1-5 — различное количество питтинговых ямок) и по 33 ч способу (известному) оценки антипиттинговых свойств масел на стенде "Кулачок-толкатель". Соответствующие результаты приведены в табл. 2, откуда видно, что только по предлагаемому способу достигается дифференцированная оценка антипиттинговых свойств испытывавшихся масел.

Повышение достоверности оценки антипиттинговых свойств смазочных масел по сравнению с известным спорастровый электронный микроскоп анализатор изображений — компьютер.

Изображение поверхности толкателя, покрытой питтинговыми ямками, на экране (электронно-лучевой трубке) микроскопа не может быть использовано для непосредственного считывания компьютером. Однако различие в уровнях яркости питтинговых ямок и участ- 10 ков поверхности, не имеющих следов усталости разрушений, дает возможность провести цифровое кодирование изображения первых, необходимое для обсчета компьютером. Электрический видеосигнал поверхности толкателя в виде изменения напряжения в зависимости от яркости исследуемых участков изображения поверхности на экране преобразуется анализатором изображений в цифровую информацию, анализ которой позволяет оценить геометрические параметры питтинговых поражений, видимых на экране микроскопа.

Определение площади поверхности 25 толкателя, пораженной питтинговыми ямками, проводят по формуле должении опыта до наработки 120000 циклов (80 мин) фиксируют уже питтинговые ямки выбранного диапазона измерений 10-30 мкм.

Укаэанные закономерности развития питтинга толкателей подтверждены и при испытании товарных моторных масел и тех же масел с эффективными антипиFTHHIQBbtMH присадками. Поэтому продолжительность испытания моторных масел, в составе которых нет специальных антипиттинговых присадок по данному способу, целесообразно ограничить 90000 циклов нагружения или

60 мин.

Для определения скорости развития питтинговых поражений на график в координатах: ось абсцисс — длительность испытания масла, ось ординат— процент площади поверхности толкателя, пораженной питтинговыми ямками размером 10-30 мкм, наносят соответствующие данные, как показано на чертеже, где видна динамика нарастания питтинговых поражений поверхности толкателя при испытании масла АСВ-5.

Здесь же приведены результаты определения скорости развития питтинговых поражений поверхности толкателя при испытании того же масла с различными присадками. На чертеже видно различие в скорости нарастания пит,тинговых поражений (динамика) при

1354110

Таблица 1

Количест% площади поверхности толкателя, пораженной питтинговыми ямками

% площади поверхности толкателя, покрытой ямками заОбщее количество

Длитель ность азмеры мок и их во ямок заданных пределов размера ямок на ределы, мкм испыта поверхности тол ния, циклы данных пределов размера кателя

30000

11,0

7,0

0,8

11,0

128

60000 . 10-12

12-14

14-16

8,.7

8,1

21 собом и 100 ч способом подтверждено результатами испытаний моторного масла М-4>/6I . При оценке антипиттинговых свойств этого масла на стен де СКТ-НАИИ по известному и 100 ч способам не выявлено питтинговых поражений, тогда как по предлагаемому способу процент площади поверхности толкателя, покрытой ямками питтинга, составляет 45%. Неудовлетворительные, антипиттинговые свойства этого масла подтверждены результатами длительного моторного испытания.

Использование способа также позволяет сократить длительность испытаний

10-12

12-14

14" 16

16-18

18-20

20-22

22-24

24-26

26-28

28-30 масел на стенде "Кулачок-толкатель" с 33 ч до 60-80 мин.

Формула изобретения

Способ определения антипиттинго5 вых свойств смазочных масел на стенде путем работы исследуемого сопряжения кулачок-толкатель в ванне с испытуемым маслом, о т л и ч а ю щ и й—

1ð с я тем, что, с целью повышения достоверности способа, определяют количество питтинговых ямок размером

10-30 мкм и по степени поражения поверхности толкателя указанными ямками в единицу времени судят об антипиттинговых свойствах масла.

I .

1354110

Продолжение табл. 1

Г е

) I (2 ) 3

4 5

16-18

18-20

20-22

22-24

24-26

26-28

28-30

10-12

12-14

14-16

16-18

5,0

5.0

3,0

1,8

0 „0

56

90000

149

12,1

9,0

21

8,1

8,0

18-20

6,2

3,8

20-22

22-24

24-26

26-28

28-30

3,6

2,2

2 5

Таблица 2

Способ испытаний на Предлагаемый-способ 100 ч способ Известный стенде "Кулачок-тол- (1 ч — 120 тыс. цик- способ (33 ч) катель" лов) Вид оценки результатов

Инструментальный (компьюте рный) Виэуальный

Параметр оценки

Ж площади поверхности толкателя, покрытый ямками питтинга

Количе ство тол- Количество кателей с пит- толкателей с тингом, оценен- питтинговыми ным в 2 балла ямками и более

1354110

Пр одолже н ие т а бл. 2

48

То же + 1 мас.% . присадки ВНИИ НП-716

То же + 1, 35 мас.% присадки Любриэол1395

1fu дВШУд-7И

ВНИИПИ Закаэ 5688/40 иРаж "76. Подписное

Проиэв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Масло АСВ-5 (эа

90000 циклов испытаний) То же + 1 мас.% присадки Б-1

0 МО ЦР ЩО ЗЮ