Устройство для оценки моющих свойств моторных масел



Устройство для оценки моющих свойств моторных масел
Устройство для оценки моющих свойств моторных масел

 


Владельцы патента RU 2617054:

Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Минобороны Российской Федерации" (RU)

Изобретение относится к оценке эксплуатационных свойств моторных масел в условиях динамического тонкослойного окисления и может быть использовано в нефтехимической промышленности, в частности в лабораториях при производстве новых видов моторных масел. Устройство содержит сменный поршень, изготовленный из алюминиевого сплава или серого чугуна, с наружной цилиндрической оценочной поверхностью. Вдоль поверхности поршня с радиальным зазором, зависящим от коэффициента линейного расширения материала поршня, выполняет возвратно-поступательные движения скользящее кольцо. На скользящем кольце выполнена прямоугольная кольцевая выемка, позволяющая в нижней мертвой точке захватывать минимально достаточный объем масла, необходимый для равномерного покрытия всей оценочной поверхности поршня испытываемым маслом. Достигается повышение точности и достоверности оценки. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для оценки моющих свойств моторных масел в условиях динамического тонкослойного окисления и может быть использовано в нефтехимической промышленности, в частности в лабораториях при производстве новых видов моторных масел.

Одними из важнейших эксплуатационных свойств моторных масел являются моющие свойства, характеризующие способность масел предотвращать или снижать интенсивность нагаро- и лакообразования на поверхности поршня и поршневых колец двигателей внутреннего сгорания.

Моющие свойства моторных масел оценивают как на моторных установках (установки ПЗВ, ИМ-1, УИМ-6-НАТИ, ОД-9, Д-245), так и на лабораторных. Суть оценки моющих свойств на моторных установках заключается в определении, в баллах, подвижности поршневых колец и загрязненности поверхности поршней с помощью эталонной шкалы после испытаний образца масла в заданных условиях. По окончании испытаний по лакообразованию на поверхности поршня оценивают визуально, сравнением с цветовой эталонной шкалой, уровень моющих свойств моторного масла и выражают в баллах - от 0 (чистый поршень) до 6 (черный от лаковых отложений) (Гришин Н.Н., Середа В.В. Энциклопедия химмотологии. - М.: Издательство «Перо», 2016. - С. 351-353).

Недостатками всех моторных методов являются то, что они очень дорогостоящие и длительные по времени.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению и взятым за прототип является лабораторный прибор для динамического тонкослойного окисления масел, содержащий сменный поршень, насаженный на корпус электронагревателя. Корпус электронагревателя выполнен за одно целое с масляной ванной, в которую заливается испытываемое масло. Вдоль оценочной поверхности поршня совершает возвратно-поступательные движения скользящее кольцо, связанное через систему тяг и кривошипный механизм с электромотором, закрепленным на станине. Моющие свойства моторных масел оценивают визуально по цвету образующихся лаковых отложений на оценочной поверхности поршня и выражают в баллах от 0 до 6 по цветовой эталонной шкале (а.с. СССР №258721, МПК G01N, 1969 г.).

Недостатком известного лабораторного прибора является значительная погрешность результатов, обусловленная тем, что скользящее кольцо в нижней мертвой точке осуществляет захват недостаточного объема испытываемого масла, необходимого для равномерного покрытия всей поверхности поршня.

Технический результат - повышение точности и достоверности оценки моющих свойств моторных масел за счет создания условий отбора в нижней мертвой точке скользящего кольца минимально достаточного объема испытываемого масла, необходимого для равномерного покрытия всей оценочной поверхности сменного поршня.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для оценки моющих свойств моторных масел, содержащем установленный на корпусе электронагревателя сменный поршень из материала, применяемого для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания, с наружной оценочной цилиндрической поверхностью, соединенное через систему тяг и кривошипный механизм с электроприводом скользящее кольцо, выполняющее возвратно-поступательные движения вдоль наружной оценочной поверхности сменного поршня и контактирующее с испытываемым маслом в обогреваемой масляной ванне, согласно изобретению скользящее кольцо установлено относительно наружной оценочной цилиндрической поверхности сменного поршня с зазором, величина которого зависит от коэффициента линейного расширения материала сменного поршня, и выполнено на верхней плоскости со стороны, прилегающей к оценочной поверхности поршня, с прямоугольной кольцевой выемкой на глубину не более 0,5 высоты скользящего кольца и шириной не более 0,3 ширины скользящего кольца.

На фиг. 1 представлена схема устройства для оценки моющих свойств моторных масел (общий вид устройства в разрезе).

Для пояснения работы устройства приняты следующие обозначения:

D - наружный диаметр сменного поршня;

Н - высота сменного поршня;

d - внутренний диаметр скользящего кольца;

h - высота скользящего кольца;

b - ширина скользящего кольца;

h’ - глубина кольцевой проточки;

b’ - ширина кольцевой проточки;

Δ - радиальный зазор между наружной оценочной цилиндрической поверхностью поршня и внутренним диаметром скользящего кольца;

V’ - условный объем испытываемого масла, заключенного в радиальном зазоре между наружной оценочной цилиндрической поверхностью поршня и внутренним диаметром скользящего кольца по всей высоте поршня;

V - объем испытываемого масла, находящегося в прямоугольной кольцевой выемке.

Устройство для оценки моющих свойств моторных масел содержит сменный поршень 1, изготовленный из алюминиевого сплава или серого чугуна, с наружной оценочной цилиндрической поверхностью 2 (фиг. 1). Поршень 1 свободно устанавливается на корпусе электронагревателя 3 (как вариант, можно использовать нагреватель спирального типа). Скользящее кольцо 4 (как в прототипе) соединено через систему тяг 5 и кривошипный механизм 6 с электроприводом 7 (в качестве электропривода, как вариант, можно использовать однофазный электродвигатель с переменным числом оборотов). Скользящее кольцо 4 совершает возвратно-поступательные движения вдоль наружной оценочной поверхности 2 поршня 1 и контактирует с испытываемым маслом 8 в обогреваемой масляной ванне 9 (как в прототипе).

На скользящем кольце 4, в верхней его плоскости со стороны, прилегающей к оценочной поверхности 2 поршня 1, выполнена прямоугольная кольцевая выемка 10. Кольцевая выемка 10 позволяет в нижней мертвой точке скользящего кольца 4 захватывать из масляной ванны 9 такой минимально достаточный объем испытываемого масла 8, который необходим для равномерного покрытия всей поверхности 2 поршня 1 маслом 8. Глубина выполненной прямоугольной кольцевой выемки 10 - не более 0,5h, ширина - не более 0,3b.

Например, как вариант, для скользящего кольца 4 с толщиной b=10 мм и высотой h=10 мм геометрические размеры выполненной выемки 10 должны быть h'≤5 мм, b’≤3 мм.

Для обеспечения условий отбора в нижней мертвой точке скользящего кольца 4 минимально достаточного объема испытываемого масла 8, необходимого для равномерного покрытия всей оценочной поверхности 2 сменного поршня 1, объем прямоугольной кольцевой выемки 10 должен быть больше или равен условному объему масла, заключенного в радиальном зазоре Δ между наружной оценочной цилиндрической поверхностью поршня D и внутренним диаметром d скользящего кольца по всей высоте Н поршня:

Например, как вариант, для скользящего кольца 4 с внутренним диаметром d=49,3±0,02 мм, сменного поршня 1 высотой Н=55 мм и наружным диаметром D=49,0±0,02 мм объем кольцевой выемки 10 должен быть V≥1273,2 мм3.

Величина радиального зазора зависит от коэффициента линейного расширения материала сменного поршня 1, который определяется по справочным таблицам исходя из материала поршня 1 и температуры нагрева.

Совокупность известных (соединенное через систему тяг и кривошипный механизм с электроприводом скользящее кольцо совершает возвратно-поступательные движения вдоль наружной оценочной поверхности установленного на корпус электронагревателя сменного поршня и контактирует с испытываемым маслом в обогреваемой масляной ванне) и отличительных (скользящее кольцо установлено относительно наружной оценочной цилиндрической поверхности сменного поршня с зазором, зависящим от коэффициента линейного расширения материала сменного поршня, и выполнено с прямоугольной кольцевой выемкой) признаков позволила создать условия отбора в нижней мертвой точке скользящего кольца 4 минимально достаточного объема испытываемого масла 8 из обогреваемой масляной ванны 9, необходимого для равномерного покрытия всей оценочной поверхности 2 сменного поршня 1.

Устройство для оценки моющих свойств моторных масел работает следующим образом.

Образец испытываемого масла 8 заливается в ванну 9. На корпус электроподогревателя 3 устанавливается сменный поршень 1. Включается электроподогрев. После достижения заданных температур (определяется в зависимости от группы испытываемого масла) запускается электропривод 7, обеспечивающий возвратно-поступательное движение скользящего кольца 4 вдоль наружной оценочной цилиндрической поверхности 2 поршня 1 до его полного погружения в исследуемое масло 8.

При положении скользящего кольца 4 в нижней мертвой точке выполненная в кольце 4 прямоугольная кольцевая выемка 10 заполняется испытываемым маслом 9. При движении кольца 4 от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке и обратно масло наносится тонким слоем на наружную оценочную поверхность 2 поршня 1, при этом излишки масла очищаются с наружной оценочной поверхности 2, стекая в ванну 9.

Испытания ведутся в условиях свободного доступа воздуха к наружной оценочной поверхности 2 поршня 1, скользящему кольцу 4 и поверхности испытываемого масла 8. Во время работы устройства на нагретую наружную оценочную поверхность 2 поршня 1 наносятся обновляющие порции испытываемого масла, которое под воздействием высокой температуры и кислорода воздуха интенсивно окисляется, образуя на наружной оценочной поверхности 2 поршня 1 лаковые отложения.

По окончании испытаний, как и в прототипе, моющие свойства испытываемого моторного масла оценивают визуально по цвету образовавшихся лаковых отложений на оценочной поверхности 2 сменного поршня 1 и выражают в баллах от 0 до 6 по цветовой эталонной шкале.

Полученные результаты на заявляемом устройстве позволяют сделать вывод, что за счет создания условий забора скользящим кольцом минимально достаточного объема испытываемого масла, необходимого для равномерного покрытия всей оценочной поверхности сменного поршня, повышается точность оценки моющих свойств моторных масел, а на устройстве-прототипе (при отсутствии на скользящем кольце 4 кольцевой выемки 10) оценочная поверхность 2 сменного поршня 1 покрывается испытываемым маслом не полностью, а отдельные зоны оценочной поверхности 2 остаются без пленки, что делает результат испытаний недостоверным. Цикл испытаний в данном случае необходимо повторять.

Таким образом, за счет совокупности использования известных узлов и введения дополнительных элементов (установка скользящего кольца 4 с кольцевой проточкой 10 относительно наружной оценочной цилиндрической поверхности 2 сменного поршня 1 с зазором, зависящим от коэффициента линейного расширения материала сменного поршня 1) достигается равномерное распределение испытываемого масла 8 на всей оценочной поверхности 2 сменного поршня 1, что в свою очередь повышает точность оценки моющих свойств моторных масел, увеличивает сходимость полученных результатов повторных испытаний, сокращая при этом число повторных испытаний, а также снижает энерго- и трудозатраты при проведении испытаний одного образца испытываемого моторного масла.

Устройство для оценки моющих свойств моторных масел, содержащее установленный на корпусе электронагревателя сменный поршень из материала, применяемого для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания, с наружной оценочной цилиндрической поверхностью, соединенное через систему тяг и кривошипный механизм с электроприводом скользящее кольцо, выполняющее возвратно-поступательные движения вдоль наружной оценочной поверхности сменного поршня и контактирующее с испытываемым маслом в обогреваемой масляной ванне, отличающееся тем, что скользящее кольцо установлено относительно наружной оценочной цилиндрической поверхности сменного поршня с зазором, величина которого зависит от коэффициента линейного расширения материала сменного поршня, и выполнено на верхней плоскости со стороны, прилегающей к оценочной поверхности поршня, с прямоугольной кольцевой выемкой на глубину не более 0,5 высоты скользящего кольца и шириной не более 0,3 ширины скользящего кольца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оценке лакообразующих свойств моторных масел в условиях динамического тонкослойного окисления и может быть использовано в нефтехимической промышленности, в частности в лабораториях при производстве новых видов моторных масел.

Изобретение относится к технологии испытания смазочных масел. При осуществлении способа отбирают пробу масла, делят ее на равные части, каждую из которых нагревают при атмосферном давлении с конденсацией паров и отводом конденсата, при этом для каждой последующей части пробы масла температуру испытания повышают на постоянную величину, после чего определяют коэффициент поглощения светового потока, также дополнительно определяют кинематическую вязкость термостатированной пробы масла при температурах 40 и 100°C, индекс вязкости, строят графические зависимости индекса вязкости от температуры испытания и от коэффициента поглощения светового потока, по величине изменения индекса вязкости от коэффициента поглощения светового потока определяют влияние концентрации продуктов температурной деструкции на индекс вязкости, а температурную стойкость определяют по величине изменения индекса вязкости в зависимости от температуры испытания и концентрации продуктов температурной деструкции, при этом чем меньше изменение индекса вязкости, тем выше температурная стойкость испытуемого масла.

Изобретение относится к области контроля качества нефтепродуктов. Способ включает отбор проб в различных местах в процессе приготовления пластичных смазочных материалов, их гомогенизацию и анализ, причем гомогенизацию объединенных проб пластичных смазочных материалов производят при их перемешивании плунжером со скоростью 60±10 двойных тактов в минуту, а анализ содержания воды в пластичных смазочных материалах осуществляют с помощью ИК Фурье-спектроскопии, для этого сначала приготавливают различные образцы пластичных смазочных материалов с известным содержанием воды, затем для образцов пластичных смазочных материалов с известным содержанием воды строят тарировочный график зависимости содержания воды от оптической плотности на частоте наибольшего поглощения 3388 см-1 и по результатам тарировочного графика на этой частоте определяют содержание воды в исследуемых пластичных смазочных материалах.

Изобретение относится к области исследования смазочных масел. Способ включает в себя непрерывное пропускание воздуха через испытуемое смазочное масло при температуре, на 20°С превышающей максимальную рабочую температуру испытуемого смазочного масла, отбор через равные промежутки времени окисленного смазочного масла и определение таких показателей степени деградации смазочного масла, как содержание осадка, нерастворимого в изооктане, а также фактор нестабильности эксплуатационных свойств смазочного масла, после чего строят график зависимости изменения определяемых показателей от времени окисления, проводят касательные на начальном участке полученной кривой и на участке, где произошел значительный рост определяемого показателя, координату точки пересечения двух касательных на оси времени окисления принимают за значение условного эксплуатационного ресурса.

Изобретение относится к области исследования материалов и может быть использовано для исследования вязкостно-температурных свойств жидкости и количественной оценки интенсивности и динамики структурных превращений в процессе подбора состава смазочных композиций моторных масел на стадии их разработки.

Изобретение относится к области технической диагностики технических систем, имеющих замкнутую систему смазки, и может быть использовано для контроля качества моторных масел в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к области испытания моторных масел. Способ включает взятие пробы масла из двигателя, нанесение капли масла на тестовую подложку из фильтровального материала, анализ рисунка масляного пятна, выделение характерных признаков рисунка масляного пятна с разделением рисунка масляного пятна по окраске по меньшей мере на три контрольные зоны.
Изобретение относится к экспресс-методам определения наличия и качества диспергирующе-стабилизирующих свойств у смазочных масел. Способ осуществляют путем введения в масло и диспергирования в нем жидкого загрязнителя и после его диспергирования эмульсии придают состояние покоя, при этом масло предварительно загрязняют 0,05-0,1% загрязнителя, перемешивают и оставляют на 20-24 часа в состоянии покоя, после чего в него дополнительно вводят жидкий загрязнитель 60-70% от объема пробы и оставляют еще на 12-15 часов, после чего осуществляют оценку уровня работоспособности масла по изменению высоты столба расслоившейся эмульсии за определенный период времени или ее отсутствию и дополнительно по высоте столба расслоившейся верхней эмульсии, и/или высоте столба расслоившейся основной эмульсии, и/или высоте столба выпавшего загрязнителя, а также объема вводимого в масло загрязнителя, при котором начинается выпадение загрязнителя в осадок или расслоение эмульсии, а также возможных их сочетаний осуществляют количественное определение с оценкой уровня работоспособности диспергирующе-стабилизирующей присадки смазочного масла.

Группа изобретений относится к испытанию моторных масел и используется для исследования процессов их старения. В процессе испытания масло нагревают, охлаждают, перемешивают, осуществляют его циркуляцию под давлением, центрифугируют, проводят аэрацию атмосферным влажным воздухом и отработавшими газами, сжимают и разбрызгивают под давлением с целью осуществления гидромеханической, термохимической и термодинамической деструкции, обеспечивая имитацию работы масла как в системе смазки двигателя, а также в его цилиндропоршневой группе, подшипниках скольжения коленчатого вала и в газораспределительном механизме.

Изобретение относится к технологии контроля качества смазочных масел при их применении и совместимости с материалами деталей машин. Способ заключается в том, что пробу масла постоянной массы нагревают при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, в каждой из которых определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испытывают его на противоизносные свойства, при этом определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств П, равный Kп/U, где Кп - коэффициент поглощения светового потока, a U - диаметр пятна износа, мм, строят линейную графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока Кп, которую используют для определения противоизносных свойств смазочных масел.

Изобретение относится к оценке лакообразующих свойств моторных масел в условиях динамического тонкослойного окисления и может быть использовано в нефтехимической промышленности, в частности в лабораториях при производстве новых видов моторных масел.

Настоящее изобретение относится к способам переработки углеводородных масел в атмосфере водорода в присутствии дисперсных катализаторов и может быть использовано при переработке тяжелого углеводородного сырья (ТУС) в жидкие углеводородные продукты с более низкой температурой кипения, чем исходное сырье.

Изобретение относится к определению цвета по шкале ЦНТ нефтяных масляных фракций и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерении плотности сырой нефти в градусах API. Устройство для применения при измерении плотности сырой нефти в градусах API содержит трубопровод (1) для нефти, термопару (4) в трубопроводе для измерения температуры нефти при контакте с ней, сапфировое окно (3) в трубопроводе, инфракрасный термометр (5, 6) для измерения температуры нефти через окно и средство (20) для сравнения измерений температуры, полученных термометрами, с получением меры излучательной способности сырой нефти и, таким образом, ее плотности в градусах API.

Изобретение относится к области аналитики и может быть использовано для проведения анализа моторных масел во внелабораторных условиях. Миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел состоит из блока детектирования, блока питания и одноразовой или многоразовой емкости для пробы масла, герметично соединяющейся с помощью резьбы с блоком детектирования.

Изобретение относится к области физической химии, а именно исследованию термоокислительной деструкции смазочных масел и образованию высокотемпературных отложений на поверхностях теплонагруженных деталей двигателей.

Изобретение относится к имитационному моделированию сепараторов отделения воды от нефти, более конкретно к способу испытания термической добычи. Раскрыт имитатор теплового разделения фаз и способ испытания химических веществ.

Изобретение относится к технике измерений и может использоваться в автомобильной, сельскохозяйственной, авиационной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где необходимо проводить оперативный анализ качества моторного масла.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения температуры застывания нефти и нефтепродуктов. Согласно заявленному решению изменение температуры испытуемого нефтепродукта, помещенного в цилиндрический стакан, выполненный с возможностью размещения в нем мешалки, осуществляют хладагентом в виде смеси этилового спирта с жидким азотом.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к определению физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем. При осуществлении способа определяют цветовые характеристики в колориметрической системе XYZ путем регистрации спектров поглощения образцов в видимой области электромагнитного спектра, затем производят переход из колориметрической системы XYZ в колориметрическую систему RGB, определяют три координаты красного, зеленого и синего цвета колориметрической системы RGB, которые линейно коррелируют с физико-химическими свойствами исследуемых объектов, и определяют физико-химические свойства по формуле: ,где Z – одно из физико-химических свойств: относительная плотность, среднечисловая молекулярная масса, энергия активации вязкого течения и коксуемость по Кондарсону; r, g, b - координаты цветности системы RGB; а1, а2 и а3 - числовые коэффициенты, рассчитанные методом наименьших квадратов и постоянные для данного физико-химического свойства данной углеводородной системы.
Наверх