Исследование эффекта МКФ-18НТ в смазочных маслах
Как известно, в настоящее время появилось очень много присадок и добавок к смазочным маслам, обладающих, по заявлениям разработчиков, наносвойствами.
Так, разработчики утверждают, что внесение некоторых добавок улучшает эксплуатационные свойства масел, продлевает срок их службы, позволяет получить ремонтно-восстановительный эффект деталей машин.
ГНУ ВНИИТиН на протяжении последних пяти лет внимательно изучает появляющиеся на рынке России наноприсадки и добавки к маслам на предмет исследования их физико-химических и эксплуатационных свойств.
Так, в последние два года проводятся лабораторные и широкие стендовые испытания присадки МКФ-18НТ, разработанные фирмой ООО НВФ «Триботехнология» при содействии в исследованиях лаборатории использования смазочных материалов и отработанных нефтепродуктов ГНУ ВНИИТиН.
Испытания присадки МКФ-18НТ
Изначально в лабораторных условиях ГНУ ВНИИТиН исследовались физико-химические показатели масел после внесения в них данной присадки. Присадка вносилась как в товарные, так и в проработавшие определенное время в двигателях тракторов моторные масла минерального и синтетического происхождения.
Результаты оценки изменения физико-химических показателей масел после внесения в них 4 % присадки МКФ-18НТ представлены в таблице 1.
Анализируя данные, представленные в таблице 1, можно констатировать факт того, что при внесении в товарные масла их основные физико-химические показатели не изменяются значительно. При внесении же присадки МКФ-18НТ в работавшее масло увеличивается щелочное число масла и уменьшается диаметр пятна износа.
Таблица 1. Физико-химические показатели масел после внесения в них 4 % присадки МКФ-18НТ
Зависимости изменения диаметра пятна износа шариков от температуры минерального и синтетического моторных масел без и с добавлением присадки МКФ-18НТ представлена на рис. 1 и 2.
Рисунок 1. Зависимость диаметра пятна износа шариков от температуры масла 10W40 без присадки и при добавлении 2% и 4% присадки МКФ-18НТ
Рисунок 2. Зависимость изменения диаметра пятна износа шариков от температуры синтетического моторного масла без присадки и при добавлении 2% и 4% присадки МКФ-18НТ
Однако полученные данные не дают основания делать какие-либо заключения об эффективности работы присадки в двигателе, так как это зависит от множества известных факторов – технического состояния двигателя, нагрузочных и температурных режимов, качества топлива, масла и т.д.
Для оценки эксплуатационных свойств моторного масла М-10Г2к с присадкой МКФ-18НТ были проведены испытания смеси в двигателе Д-240. Предварительно проводился осмотр и микрометраж деталей ЦПГ. Оценивалось состояние головки блока, состояние поршней, колец, вкладышей, рабочих поверхностей коленчатого вала и распределительного вала. Испытания проводились на дизельном топливе ГОСТ 305-82 и товарном моторном масле М-10Г2к ГОСТ 8581-78. В ходе испытаний фиксировались такие показатели как давление масла в системе смазки, температура масла и охлаждающей жидкости, расход топлива, угар масла и изменение основных физико-химических показателей работающего моторного масла – вязкости кинематической (В), щелочного числа (ЩЧ), кислотного числа (КЧ), температуры вспышки (ТС), определялся диаметр пятна износа масла на ЧШМТ (ДИ). Наработка двигателя за время испытаний составила 100 часов при штатной нагрузке, регулируемой тормозным стендом. Отбор проб масла проводился через каждые 10 часов наработки. Основные данные по изменению свойств масла и некоторые эксплуатационные характеристики двигателя Д-240 в процессе испытаний представлены в таблице 2.
Оценивая результаты испытаний масла М-10Г2к с присадкой МКФ-18НТ за 100 часов наработки в двигателе Д-240 следует отметить, что значительных изменений в работе двигателя не обнаружено. Основные показатели, такие как расход топлива, угар масла, давление масла в системе практически не изменились, а двигатель работал аналогично штатному режиму как на масле без присадки. То есть, не наблюдалось значительного изменения расхода топлива в сторону уменьшения, снижения угара масла. То же самое следует отметить по физико-химическим характеристикам масла с присадкой, т.к. они изменялись в соответствии с известными закономерностями как на масле М-10Г2к без присадки.
Таблица 2 - Эксплуатационные характеристики двигателя Д-240 в процессе испытаний
После завершения испытания была проведена разборка двигателя, микрометраж и взвешивание поршневых колец, вкладышей, визуальная оценка образовавшихся нагаров и отложений на поршнях и головке блока цилиндров. Следует отметить, что отложения имели твердый темный цвет на верхних поверхностях поршней и светло-коричневый на юбках 2 поршней.
Взвешивание вкладышей и колец поршней показало, что износ данных деталей составил 5-8 %, что не значительно отличается от результатов, проводимых испытаний масла М-10Г2к без присадок, когда износ за период наработки составлял 10-12 %.
Вместе с тем следует учитывать тот факт, что испытания проводились всего 100 часов, техническое состояние двигателя в начале испытаний оценивалось как хорошее, а условия испытаний близки к идеальным - закрытое помещение, отсутствие запыленности воздуха, высоких нагрузок, температура окружающей среды +10-+18 ºС.
Однозначный ответ о свойствах присадки и ее уникальных характеристиках можно получить только в условиях реальной эксплуатации на различных машинах в течение длительного времени (не менее 250 часов наработки).
ГНУ ВНИИТиН планирует проведение таких испытаний в 2010 году на тракторах, эксплуатирующихся в хозяйствах Тамбовской области.
Несколько другие результаты при стендовых испытаниях присадки МКФ-18НТ получены при смешивании ее с трансмиссионным маслом ТЭп-15.
Испытания проводились в редукторном стенде, куда заправлялось товарное масло ТЭп-15 и 4 % присадки МКФ-18НТ.
Сравнительная оценка износа зубьев шестерен на масле ТЭп-15 с присадкой МКФ-18НТ проводилась по изменению величины «лунок» предварительно наносимых на рабочих поверхностях зубьев шестерен и по анализу содержания железа в работающем масле.
В таблицах 3.1, 3.2, 3.3 представлены некоторые результаты исследований.
Таблица 3.1 – Изменение диаметра «лунок» на зубьях шестерни при работе на товарном масле ТЭп – 15
|
Номер зуба |
Диаметр начальный, мм |
Диаметр конечный, мм |
|
1 |
0,424 |
0,352 |
|
2 |
0,459 |
0,372 |
|
3 |
0,475 |
0,405 |
Средний износ Uср = 0,022 мм
Таблица 3.2 – Изменение диаметра «лунок» на зубьях шестерни при работе на товарном масле ТЭп-15+МКФ-18НТ
|
Номер зуба |
Диаметр начальный, мм |
Диаметр конечный, мм |
|
1 |
0,381 |
0,346 |
|
2 |
0,437 |
0,412 |
|
3 |
0,481 |
0,410 |
Средний износ U>ср = 0,012 мм
В результате добавления 4% присадки МКФ -18НТ износ уменьшается на 45,5%.
Таблица 3.3 - Содержание железа в ТЭп-15 и ТЭп-15+МКФ-18НТ при работе на редукторе
|
Время наработки, час |
Содержание железа в ТЭп-15, г/кг |
Содержание железа в ТЭп-15+МКФ-18НТ, г/кг |
|
0 |
0,0123 |
0,0128 |
|
50 |
0,0675 |
0,0184 |
|
100 |
0,1968 |
0,0256 |
Как видно из таблицы 3.3 при добавлении в масло ТЭп-15 присадки МКФ-18НТ содержание железа в масле становится меньше в результате работы редуктора по сравнению с работой редуктора на товарном масле ТЭп-15, следовательно, можно утверждать, что в это случае уменьшается износ шестерен.
В целом же по результатам исследований присадки МКФ-18НТ следует отметить, что несмотря на некоторые полученные положительные результаты пока очень сложно дать однозначную оценку обладания присадки наносвойствами и получение нового эффекта, так как пока отсутствуют доступные технические средства, позволяющие адекватно оценивать новообразования или избирательный целенаправленный эффект действия присадки.
Даже в тех случаях, когда заявляется о том, что после использования присадки, например в двигателях улучшилась компрессия, снизился расход топлива и т.д., требуется детальная проверка на основе научных подходов с использованием современного оборудования.
