Підвищення зносостійкості трібосистем двотактного двигуна застосуванням моторних олив на рослинній основі : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.02.04 - Тертя та зношування в машинах

Abstract

Дисертаційна робота спрямована на підвищення зносостійкості трібосистем двигунів внутрішнього згоряння при використанні моторних олив з оцінкою їх якості. Обрані базові рослинні олії для отримання моторних олив з високим вмістом олеїнової кислоти. Обґрунтовано склад і відсотковий діапазон присадок у вибрані базові рослинні олії. Експериментальними дослідженнями встановлено, що рослинні оливи з присадками на середніх навантаженнях мають менші значення швидкості зношування. Це пояснюється наявністю у рослинних оливах великого вмісту олеїнової і ріцинової кислот. Отримано залежності зміни мікротвердості поверхонь тертя від глибини наклепаного шару, на підставі аналізу яких встановлено, що рослинні оливи з присадками сприяють прояву ефекту Ребіндера і мають більший діапазон збільшення мікротвердості при одночасному зменшенні глибини наклепаного шару. Теоретично обґрунтовано і на підставі аналізу розмірностей отримано безрозмірний критерій якості моторної оливи для двотактних двигунів, який є інтегральною характеристикою протипіттингових, протизносних, протизадирних і антифрикційних властивостей.

Диссертационная работа направлена на повышение износостойкости трибосистем двигателей внутреннего сгорания при использовании моторных масел с оценкой их качества и снижением техногенной нагрузки на окружающую среду. Выбраны базовые растительные масла для получения моторных масел с высоким содержанием олеиновой кислоты. Обоснован состав и процентный диапазон присадок в выбранные базовые растительные масла. Решена оптимизационная задача и по критерию максимального значения удельной работы изнашивания, получен оптимальный состав присадок в базовых рапсовом и подсолнечном маслах. Экспериментальными исследованиями товарных моторных и растительных масел с присадками на лабораторных трибосистемах установлено, что растительные масла с присадками на средних нагрузках имеют меньшие значения скорости изнашивания. Это объясняется наличием у растительных масел большого содержания олеиновой и ріциновой кислот. Полярные молекулы таких кислот улучшают физическую адсорбцию и хемосорбцию на поверхностях трения и снижают потери на трение во всем диапазоне нагрузок. Получены зависимости изменения микротвердости поверхностей трения от глубины наклепанного слоя на основании анализа которых, установлено, что растительные масла с присадками способствуют проявлению эффекта Ребиндера и имеют больший диапазон увеличения микротвердости при одновременном уменьшении глубины наклепанного слоя. Это подтверждает адсорбционное понижение прочности поверхностного слоя под действием ПАВ, его последующую деформацию, упрочнение и локализацию всех процессов в тонком поверхностном слое. Теоретически обоснован и на основании анализа размерностей получен безразмерный критерий качества моторного масла для двухтактных двигателей, который является интегральной характеристикой противопиттинговых, противоизносных, противозадирных и антифрикционных свойств. На основании теории подобия и моделирования получены масштабные безразмерные коэффициенты пересчета скорости изнашивания и силы трения с модельных трибосистем на натурные трибосистемы двухтактных двигателей бензопилы. Установлено, что при эксплуатации на растительных маслах ресурс трибосистем двигателя увеличивается: по сравнению с минеральным маслом на 18…39,3%; по сравнению с полусинтетическим маслом на 5,5…13,4%. Растительные масла с присадками уступают только синтетическому на 2,2…13%.

The thesis is aimed at increasing tribosystem durability of internal combustion engines using engine oil with an assessment of their quality. Basic vegetable oils to produce motor oils with high oleic acid content were selected. The composition and percentage range of additives in selected basic vegetable oils were grounded. Experimental studies have established that vegetable oils with additives for medium loads have lower indexes of wear rate. This is due to the presence of high content of oleic acid and castor acid in vegetable oils. The dependences of microhardness change of friction surfaces on the depth of riveted on layer were obtained and based on an analysis which found that vegetable oils with additives contribute to the manifestation of Rebinder‘s effect and have a greater zoom range of microhardness while reducing the depth of riveted on layer. Dimensionless criterion of motor oil quality for two-stroke engines, which is an integral feature of anti-wear, extreme pressure and anti-friction properties, was theoretically reasoned and obtained on the basis of dimensional analysis.