Способ определения смазывающей способности масел
Владельцы патента RU 2419791:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) (RU)
Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов. Способ заключается в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через пару трения электрический ток, причем берут пробу масла постоянной массы, нагревают в выбранном температурном диапазоне при атмосферном давлении в течение постоянного времени, фотометрируют, определяют коэффициент поглощения светового потока, строят графическую зависимость коэффициента поглощения светового потока от температуры нагревания и по точке перелома кривой зависимости, соответствующей окончанию работоспособности масла, определяют значение коэффициента поглощения светового потока, далее пробу испытывают на машине трения при постоянных режимах трения и пропускании постоянного тока через пару трения от внешнего стабилизированного источника питания заданной величины, устанавливаемой при неподвижной паре трения, измеряют диаметр пятна износа одного из элементов пары трения, строят графическую зависимость диаметра пятна износа от коэффициента поглощения светового потока и по значению коэффициента поглощения светового потока, полученному из графической зависимости коэффициента поглощения светового потока от температуры, определяют точку, соответствующую окончанию работоспособности масла, и на участке кривой от оси ординат до этой точки определяют смазывающую способность масла, если кривая стабильна или убывает, то масло имеет хорошую смазывающую способность. Достигается повышение информативности определения. 1 табл., 2 ил.
Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов, в частности к определению их смазывающей способности.
Известен способ определения смазывающей способности масел, заключающийся в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, снимают статическое напряжение на поверхностях пары трения изменением полярности электрического тока, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения в присутствии смазки в контакте, а в качестве параметра используют их отношение (АС СССР №1054732, МПК G01N 3/56, опубл. 1983 г.).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения смазывающей способности масел, заключающийся в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, снимают статическое напряжение на поверхностях пары трения изменением полярности электрического тока, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения в присутствии смазки в контакте измеряют величину тока за период от начала испытания до стабилизации его значения при установившемся режиме трения в зависимости от времени трения, нагрузки, скорости скольжения, механических свойств материалов пары трения и температуры масла, строят их графические зависимости и оценивают смазывающую способность масла по параметрам: приспосабливаемости, скорости приспосабливаемости масла к данным условиям трения и коэффициенту совместимости масла (Пат. РФ №2186386, МПК G01N 33/30, 3/56, опубл. 2002 г.).
Известные способы не обладают достаточной информативностью.
Техническим результатом изобретения является повышение информативности способа определения смазывающей способности масел, так как в этом способе учитывается диапазон работоспособности масла.
Поставленная задача для решения технического результата достигается тем, что в способе определения смазывающей способности масел, заключающемся в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через пару трения электрический ток, согласно изобретению берут пробу масла постоянной массы, нагревают в выбранном температурном диапазоне при атмосферном давлении в течение постоянного времени, фотометрируют, определяют коэффициент поглощения светового потока, строят графическую зависимость коэффициента поглощения светового потока от температуры нагревания и по точке перелома кривой зависимости, соответствующей окончанию работоспособности масла, определяют значение коэффициента поглощения светового потока, далее пробу испытывают на машине трения, при постоянных режимах трения и пропускании постоянного тока через пару трения от внешнего стабилизированного источника питания заданной величины, устанавливаемой при неподвижной паре трения, измеряют диаметр пятна износа одного из элементов пары трения, строят графическую зависимость диаметра пятна износа от коэффициента поглощения светового потока, и по значению коэффициента поглощения светового потока, полученному из графической зависимости коэффициента поглощения светового потока от температуры, определяют точку, соответствующую окончанию работоспособности масла, и на участке кривой от оси ординат до этой точки определяют смазывающую способность масла, если кривая стабильна или убывает, то масло имеет хорошую смазывающую способность
На фиг.1 представлены графические зависимости коэффициента поглощения светового потока от температуры нагревания испытуемых масел; на фиг.2. - графические зависимости диаметра пятна износа от коэффициента поглощения светового потока испытуемых масел.
Пример конкретного выполнения способа.
Испытанию подверглись универсальные всесезонные моторные масла: a - минеральное Spectral Super Universal 15W-40 SF/CC; б - частично синтетическое ТНК Супер 5W-40 SL/CF; в - синтетическое Mobil Super 3000 5W-40 SJ/SL/SK/CF.
Пробу масла постоянной массы (80±0,1 г) нагревают в диапазоне температур от 140 до 300°C, повышая температуру в каждом последующем опыте на 20°C, в течение 8 часов при одной из выбранных температур. Испытание проводят при атмосферном давлении без перемешивания масла, что до минимума снижает окисление масла. После нагревания пробу масла фотометрируют, определяют коэффициент поглощения светового потока, строят графическую зависимость коэффициента поглощения светового потока от температуры нагревания и по точке перелома кривой зависимости, соответствующей окончанию работоспособности масла, определяют значение коэффициента поглощения светового потока КП. Для минерального масла Spectrоl Super Universal 15W-40 SF/CC это значение составило 0,137; для частично синтетического ТНК Супер 5W-40 SL/CF - 0,187; для синтетического Mobil Super 3000 5W-40 SJ/SL/SK/CF - 0,19. Далее пробу испытывают на машине трения при постоянных режимах трения и пропускании постоянного тока через пару трения от внешнего стабилизированного источника питания заданной величины (100 мкА), устанавливаемой при неподвижной паре трения. Параметры трения выбраны постоянными и составили: нагрузка на шары - 13Н; скорость скольжения - 0,68 м/с; температура масла - 80°C; время испытания - 2 часа. Затем измеряют диаметр пятна износа одного из элементов пары трения, строят графическую зависимость диаметра пятна износа от коэффициента поглощения светового потока и по значению коэффициента поглощения светового потока КП, полученному из графической зависимости коэффициента поглощения светового потока от температуры нагревания, определяют точку, соответствующую окончанию работоспособности масла, на участке кривой от оси ординат до этой точки определяют смазывающую способность масла. Если кривая стабильна (фиг.2в) или убывает, то масло обладает хорошими смазывающими свойствами. Если кривая растет (фиг.2а и 2б), то масло обладает худшими смазывающими свойствами.
Результаты испытания моторных масел сведены в таблицу.
По результатам видно, что для минерального масла Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC (фиг.2а) на участке кривой от оси ординат до отмеченной точки работоспособности масла наблюдается резкий рост кривой зависимости, это говорит о том, что смазывающая способность данного масла низкая. Частично синтетическое масло ТНК Супер 5W-40 SL/CF (фиг.2б) также имеет рост кривой зависимости на этом участке, что также говорит о невысокой смазывающей способности данного масла. Синтетическое масло Mobil Super 3000 5W-40 SJ/SL/SK/CF (фиг.2в) характеризуется наилучшими смазывающими свойствами, т.к. кривая зависимости стабильна и имеет невысокие значения диаметра пятна износа.
Преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что он позволяет получить дополнительную информацию, включающую определение диапазона работоспособности масла.
Результаты испытания моторных масел
| Марка масла | Температура испытания, °C | Коэффициент поглощения светового потока Кп | Диаметр пятна износа U, мм |
| Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC минеральное | 140 | 0 | 0,3 |
| 160 | 0,05 | 0,3 | |
| 180 | 0,093 | 0,34 | |
| 200 | 0,107 | 0,38 | |
| 220 | 0,137 | 0,54 | |
| 240 | 0,44 | 0,28 | |
| 260 | 0,857 | 0,24 | |
| ТНК Супер 5W-40 SL/CF частично синтетическое | 140 | 0 | 0,24 |
| 160 | 0,013 | 0,28 | |
| 180 | 0,06 | 0,36 | |
| 200 | 0,187 | 0,42 | |
| 220 | 0,657 | 0,3 | |
| 240 | 0,943 | 0,32 | |
| 260 | - | 0,22 | |
| Mobil Super 3000 5W-40 SJ/SL/SK/CF синтетическое | 140 | 0 | 0,3 |
| 160 | 0,033 | 0,3 | |
| 180 | 0,073 | 0,32 | |
| 200 | 0,113 | 0,28 | |
| 220 | 0,19 | 0,32 | |
| 240 | 0,703 | 0,32 | |
| 260 | 0,967 | 0,2 |
Способ определения смазывающей способности масел, заключающийся в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через пару трения электрический ток, отличающийся тем, что берут пробу масла постоянной массы, нагревают в выбранном температурном диапазоне при атмосферном давлении в течение постоянного времени, фотометрируют, определяют коэффициент поглощения светового потока, строят графическую зависимость коэффициента поглощения светового потока от температуры нагревания и по точке перелома кривой зависимости, соответствующей окончанию работоспособности масла, определяют значение коэффициента поглощения светового потока, далее пробу испытывают на машине трения при постоянных режимах трения и пропускании постоянного тока через пару трения от внешнего стабилизированного источника питания заданной величины, устанавливаемой при неподвижной паре трения, измеряют диаметр пятна износа одного из элементов пары трения, строят графическую зависимость диаметра пятна износа от коэффициента поглощения светового потока и по значению коэффициента поглощения светового потока, полученному из графической зависимости коэффициента поглощения светового потока от температуры, определяют точку, соответствующую окончанию работоспособности масла, и на участке кривой от оси ординат до этой точки определяют смазывающую способность масла, если кривая стабильна или убывает, то масло имеет хорошую смазывающую способность.
