Засуха В.П. (Оренбургское отделение ЮУЖД— филиала ОАО «РЖД»)
Калимуллин Р.Ф. (Оренбургский государственный университет)
Говоря о проблемах эксплуатации подвижного состава, в первую очередь отмечают проблему надежности ответственных узлов и деталей. Их недостаточная надежность, проявляющая себя либо в результате конструктивных ошибок, либо в процессе эксплуатации, напрямую влияет на эксплуатационные показатели машины. Повышение надежности механических систем, в основном, ведется по трем традиционным направлениям:— создание новых конструкционных материалов с высокими механическими свойствами, выполнение сопрягаемых деталей с высокой точностью линейных размеров и оптимальной шероховатостью поверхности, упрочнение трущихся поверхностей. Однако, эти пути имеют один общий и весьма существенный недостаток— высокая стоимость.
В настоящее время в России и за рубежом разрабатываются и все более активно предлагаются потребителям препараты и средства, позволяющие в процессе эксплуатации, не производя полной разборки механических систем, частично восстанавливать изношенные трущиеся поверхности с одновременным повышением их износостойкости и других технико–экономических показателей. Процесс разработок новых более эффективных препаратов безразборного восстановления свойств не прекращается, а только набирает динамику. Об этом свидетельствует появление на рынке добавок к моторным маслам, обладающих комплексом не только восстановительных свойств, но и защитных и катализирующих процесс горения. Одной из перспективных добавок является защитно–восстановительный комплекс (ЗВК) “Реагент–2000”. Он обладает широким потенциалом: создает на поверхностях трущихся деталей антифрикционное ремонтно–восстановительное покрытие с низким коэффициентом трения (0,003…0,005), благодаря каталитическим свойствам оптимизирует процесс сгорания топливовоздушной смеси, а также защищает трущиеся поверхности от насыщения водородом, предотвращает химический износ и деструкцию моторного масла.
Однако, эффективность ЗВК “Реагент–2000” применительно для автомобильных двигателей изучена не достаточно, например, отсутствуют результаты исследований влияния ЗВК “Реагент–2000” на условия смазки в подшипниках коленчатого вала. На кафедре автомобильного транспорта Оренбургского государственного университета были проведены комплексные исследования свойств ЗВК “Реагент–2000” для определения эффективности его применения и повышения технико–эксплуатационных характеристик автомобильных двигателей.
В качестве объекта исследования был выбран двигатель ВАЗ— 2106 с пробегом 32 тыс. км, использовалось полусинтетическое моторное масло 10W40. Экспериментальные исследования предусматривали комплекс замеров контрольных параметров в лабораторных и эксплуатационных условиях.
В результате исследования эффективности ЗВК «Реагент–2000» были получены следующие результаты на пробеге 6,8 тыс. км:
1) давление в конце такта сжатия в среднем по цилиндрам не изменилось и составило 1,11МПа;
2) значения вакуумметрических давлений (полное Р1 и остаточное Р2) в среднем по цилиндрам изменились соответственно с 0,83315 до 0,8475МПа и с 0,21875 до 0,2125МПа. Использовался анализатор герметичности цилиндров АГЦ–2. Изменение свидетельствует об улучшении технического состояния цилиндропоршневой группы;
3) давление моторного масла при частоте вращения коленчатого вала 900 мин–1 не изменилось и составило на уровне 0,07МПа; при 2000 мин–1 снизилось с 0,20 до 0,175МПа (на 14,3 %); при 3000 мин–1 снизилось с 0,35 до 0,31МПа (на 12,9 %). Снижение давления масла может быть связано с уменьшением гидравлического сопротивления в масляной системе за счет образования на стенках каналов и поверхностях подшипниках слоя с очень низким коэффициентом трения, в результате чего снижается внутреннее трение между соприкасающимися слоями движущегося масла и неподвижными поверхностями;
4) механический коэффициент полезного действия увеличился с 87,33 до 87,63 %, а мощность механических потерь соответственно снизилась с 12,67 до 12,37. Использовался комплекс автодиагностики КАД–300. В начале действия ЗВК «Реагент–2000» (на пробеге 500 км) было отмечено увеличение частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу с 850 до 1100 мин–1;
5) пусковой момент снизился с 7,61 до 3,88Н•м (на 96,1 %). Это способствовало снижению пускового тока со 125 до 95А (на 31,6 %) и падению напряжения на клеммах аккумуляторной батареи с 1,97 до 1,34В (на 47,1 %) при росте пусковой частоты коленчатого вала с 309 до 313 мин–1. Увеличение механического КПД и уменьшение пускового момента объясняется снижения коэффициента трения в подвижных сопряжениях;
6) содержание в отработавших газах оксида углерода СО /несгоревших углеводородов СН уменьшилось при частоте вращения коленчатого вала 900 мин–1 соответственно с 0,33 % / 360 ppm до 0,12 % / 205 ppm; при частоте 2500 мин–1 практически не изменилось— с 0,70 % / 135 ppm до 0,68 % / 130 ppm. Улучшение показателей обусловлено увеличением полноты сгорания топливовоздушной смеси;
7) часовой расход топлива на холостом ходу уменьшился при частоте вращения коленчатого вала 1000 мин–1с 0,96 до 0,86 кг/ч (на 11,6 %), при 1500 мин–1 с 1,06 до 1,02 кг/ч (на 3,92 %), при 2000 мин–1 с 1,36 до 1,33 кг/ч (на 2,26 %);
8) средний путевой расход топлива уменьшился при движении автомобиля по шоссе с постоянной скоростью 60 км/ч на прямой передаче с 7,0 до 5,9 л/100 км (на 18,6 %), в городском режиме с 10,0 до 8,8 л/100 км (на 13,6 %), при эксплуатации в загородном режиме со скоростью не более 120 км/ч с 9,3 до 7,8 л/100 км (на 19,2 %). Улучшение показателей расхода топлива связано со снижением механических потерь и улучшением полноты сгорания топлива;
9) сократились время холодного запуска (в 2…3 раза) и количество попыток (до 1) даже при достаточно низких температурах (ниже –250С) за пределами применения масла 10W40 (до –250С).
Результаты замера параметров трибологического состояния подшипников коленчатого вала с помощью автоматизированной системы оценки смазочного процесса на холостом ходу в диапазоне частоты вращения коленчатого вала от 1000 до 2500 мин–1 показали следующее:
– продолжительность существования смазочного слоя средняя по всем подшипникам коленчатого вала увеличилась при 1000 мин–1 в 1,07 раза, при 1500 мин–1 в 1,11 раза, при 2000 мин–1 в 1,12 раза, при 2500 мин–1 в 1,30 раза;
– длительность сплошного металлического контакта между трущимися поверхностями средняя по всем подшипникам коленчатого вала уменьшилась при 1000 мин–1 в 44,8 раза, при 1500 мин–1 в 26,3 раза, при 2000 мин–1 в 9,9 раза, при 2500 мин–1 в 43,4 раза.
Таким образом, наблюдается эффект улучшения условий смазки в подшипниках коленчатого вала за счет применения ЗВК “Реагент–2000”.
В целом применение ЗВК “Реагент–2000” на исследованном автомобильном двигателе дало положительный технико–эксплуатационный эффект. Расчеты также подтвердили экономическую целесообразность применения этого препарата. Его использование окупается ориентировочно за 40…55 дней с годовой экономической эффективностью 1714…3106 руб.
Информация ООО "Руслана"