Способ стабилизации свойств масла в двигателе внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: в способе стабилизации свойств масла в двигателе внутреннего сгорания в систему смазки заливают заправочный объем масла, доливают его по мере расхода, вводят дозированно в масло многофункциональную присадку и принимают в качестве браковочного параметра отношение текущего значения щелочности масла к минимальному допустимому равное 2,7 3,2, причем поддерживают значение браковочного параметра не ниже 2,7 путем ввода присадки при проведении технического обслуживания системы, а дозу присадки определяют в соответствии с соотношением V_пр=V_з.об·K_осв.пр где V_пр доза присадки для введения в систему смазки, л (кг); V_з.об заправочный объем масла, л (кг); K_осв.пр коэффициент освежения присадки, 0,02≅ K_осв.пр< 0,1 Применение способа обеспечивает бессменное использование товарных моторных масел в двигателях внутреннего сгорания различного назначения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах смазки двигателей внутреннего сгорания (ДВС), других машин и механизмов, эксплуатирующихся на маслах с многофункциональными присадками.

Известен способ стабилизации свойств масла в ДВС, заключающийся в том, что в систему смазки заливают заправочный объем масла и доливают его по мере расхода на угар и утечки.

При работе дизельного двигателя и осуществлении способа постепенно снижается щелочность масла в системе до минимально допустимого значения, равного 0,8-1,2 мг КОН/г масла. После достижения этого значения проводят техническое обслуживание (ТО) системы смазки двигателя, отработанное масло сливают и заливают вновь заправочный объем свежего масла. При этом скачкообразно восстанавливается и стабилизируется щелочность находящегося в системе масла и другие его физико-химические показатели.

Периодичность проведения ТО, определенная заводами-изготовителями для каждого конкретного типа ДВС, для подавляющего числа отечественных автотракторных ДВС это всего лишь 200-300 моточасов работы или 10,0-15,0 тыс. км пробега.

Недостатками способа являются периодическое скачкообразное восстановление и стабилизация только физико-химических показателей масла в системе смазки, бессмысленный расход масла на замены, достигающий 50% и выше от общего его расхода эксплуатацию автотракторных ДВС, безвозвратные потери отработанного сливаемого масла и загрязнение им окружающей среды, особенно, в районах Заполярья, Крайнего Севера, Сибири и Востока страны, непроизводительные затраты труда и потери времени на проведение замен масел в ДВС.

Недостатки обусловлены примитивностью самого способа, разработанного еще более 100 лет тому назад для самых первых ДВС и для масел без присадок, а главное его применением для современных ДВС и высокоэффективных моторных масел с многофункциональными присадками, процессом старения или резкого ухудшения всех свойств масла в системе смазки ДВС от ТО до ТО из-за снижения в нем концентрации присадок и, соответственно, его щелочности до минимально допустимого значения 0,8-1,2 мг КОН/г масла.

Известен способ стабилизации свойств масла в ДВС, заключающийся в том, что заливают в систему смазки заправочный объем масла, доливают его по мере расхода и вводят дозированно в масло многофункциональную присадку.

При реализации способа присадку ЦИАТИМ-339 или АзНИИ-7 в низкоэффективные моторные масла групп А и Б вводили через каждые 100-120 моточасов (5,0-6,0 тыс. км пробега) в количестве, обеспечивающем восстановление щелочности масла, нейтрализующих, диспергирующих и других его физико-химических показателей и функциональных свойств.

Это стабилизировало свойства масла при работе тракторных дизельных ДВС, увеличило в 2-5 раз срок службы (ресурс) товарных моторных масел до замен и существенно сократило тем самым их общий расход, снизило износы деталей ДВС.

Основной недостаток способа повышенный расход многофункциональной присадки.

Недостаток обусловлен частым введением присадки, отсутствием в описании изобретения и в опубликованных о нем материалах каких-либо указаний или рекомендаций по определению оптимальных (необходимых и достаточных) периодичности введения и величин доз присадки для конкретных типов ДВС и марок масел.

При внедрении этого способа на многомиллионном парке ДВС страны указанный недостаток предопределит огромный перерасход дорогих присадок и необходимость проведения широкомасштабных научно-исследовательских работ.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ стабилизации свойств масла в ДВС, заключающийся в том, что в систему смазки заливают заправочный объем масла, доливают его по мере расхода, вводят дозированно в масло многофункциональную присадку и принимают в качестве браковочного параметра отношение текущего значения щелочности масла к минимально допустимому, равное 2,7-3,2.

При осуществлении этого способа присадку ВНИИ НП-360 в масла групп Б и В вводили значительно реже и только до достижения оптимального значения браковочного параметра в указанных в изобретении пределах. При этом дозу присадки определяли исходя из условия восстановления щелочности масла, нейтрализующих, диспергирующих и других его физико-химических показателей и функциональных свойств только до необходимых и достаточных уровней, обеспечивающих нормальную работу ДВС.

Периодичность введения и величину дозы присадки уточняли каждый раз с помощью результатов физико-химических анализов проб картерного масла с каждого ДВС, предварительно рассчитав их значения с помощью экспериментально полученных математических формул.

Применение способа при сниженном в 2-3 раза расходе присадки так же позволило стабилизировать свойства масла при работе ДВС, увеличить в 5-10 раз ресурс товарных масел до замен, уменьшить скорость загрязнения фильтров очистки масла и повысить моторесурс до капитального ремонта стационарных дизель-генераторов, эксплуатировавшихся в жестких климатических условиях Заполярья, Крайнего Севера и Востока страны.

К недостаткам способа следует отнести дополнительные затраты на создание на каждом автопредприятии лабораторий и на проведение физико-химических анализов масел в них, предварительное выполнение достаточно сложных математических расчетов, отсутствие взаимосвязи во времени между операциями по введению присадки и операциями действующей системой ТО, что препятствует широкому внедрению способа.

Недостатки обусловлены сложностью и специфическими особенностями способа, узкими его технологическими возможностями, а именно необходимостью уточнения периодичности и дозы путем осуществления контроля за щелочностью масла в каждом отдельно работающем ДВС, необходимостью определения расчетным путем ориентировочных периодичности и дозы, "плавающей" периодичностью введения присадки, зависящей от результатов расчетов и анализов, которая не совпадает с действующей "жесткой" периодичностью проведения ТО.

Цель изобретения устранение указанных недостатков и исключение любых дополнительных затрат, т.е. упрощение, расширение технологических возможностей и объемов внедрения способа.

Цель достигается тем, что в известном способе стабилизации свойств масла в ДВС, заключающимся в том, что в систему смазки заливают заправочный объем масла, доливают его по мере расхода, вводят дозированно в масло многофункциональную присадку, принимают в качестве браковочного параметра отношение текущего значения щелочности к минимально допустимому, равное 2,7-3,2, согласно изобретению поддерживают значение браковочного параметра не ниже 2,7 путем ввода присадки при проведении технического обслуживания системы смазки, при этом дозу присадки определяют в соответствии с соотношением V_пр= V_з.об ˙ К_осв.пр., V_пр. доза присадки для введения в систему смазки, л (кг); V_з.об. заправочный объем масла, л (кг); К_осв.пр. коэффициент освежения присадки 0,02 ≅ К_осв.пр.<0,1.

Изобретение полностью исключает недостатки прототипа, так как не требует для своего осуществления никаких дополнительных затрат, проведения физико-химических анализов масел, сложных математических расчетов, и позволяет повсеместно реализовать идею дозированного ввода присадок непосредственно в системы смазки ДВС различного назначения в рамках действующих систем ТО.

Изобретение применительно, например, к дизельному двигателю автомобиля КамАЗ осуществляется на практике следующим образом: заливают в систему смазки заправочный объем 26 л свежего моторного масла М8Г₂К или М10Г₂К в зависимости от времени года при проведении очередного ТО согласно Руководству по эксплуатации; доливают свежее масло в систему смазки по мере его расхода на угар и утечки в соответствии с Руководством; вводят дозированно универсальную многофункциональную присадку "УМП-1" непосредственно в масло, находящееся в системе смазки двигателя, через маслозаливную горловину; принимают в качестве браковочного параметра отношение текущего значения щелочности масла к минимально допустимому, равное 2,7-3,2; поддерживают значение браковочного параметра не ниже 2,7 путем ввода присадки "УМП-1" при проведении ТО системы смазки через каждые 9,0-12,0 тыс. км пробега автомобиля; при этом, предварительно, определяют с помощью приведенного выше соотношения дозу присадки
V_пр=26 ˙ 0,02=0,52 л.

Сливают отработанное масло из системы и заливают свежее вновь только один раз в год при проведении осеннего сезонного ТО через каждые 60,0-100,0 тыс. км пробега автомобиля.

Выполнение перечисленных операций способа автоматически и гарантированно обеспечивает поддержание значения браковочного параметра не ниже нижнего его предела, равного 2,7, при каждом ТО в течении всего времени бессменного использования масла в системе и не зависимо от качества свежего применяемого моторного масла и условий эксплуатации ДВС.

Технико-экономический эффект в зависимости от типа ДВС, условий его эксплуатации и применяемого масла составляет от 10 (для ВАЗа) до 100 (для КамАЗа) и более литров масла и, соответственно, от 1,0 до 10,0 и более тысяч рублей в ценах на 01.10.92 г. на один ДВС в год только за счет снижения затрат на приобретения масел для замен. После либерализации цен на нефть и на горюче-смазочные материалы экономический эффект существенно возрастет и, возможно, составит 6,0-60,0 тыс.руб.

Проведенные сравнительные испытания дизельных и карбюраторных двигателей автомобилей КамАЗ и ВАЗ, автобусов "Икарус" и ЛиАЗ, ЛАЗ, ПАЗ, тракторов Т-130, ДТ-75 с использованием предлагаемого решения и прототипа подтвердили, что поставленная цель достигается просто и эффективно.

Выполненные исследования показали, что при коэффициенте освежения присадки ≥ 0,02 и при использовании универсальной многофункциональной присадки УМП-1 автоматически и гарантировано при проведении каждого ТО системы смазки достигается и поддерживается оптимальное значение браковочного параметра при любых показателях и свойствах масла в системе до введения присадки, и, наоборот, при любых отклонениях оптимальное значение недостигается. Например, при отклонениях в меньшую сторону к 0,01 резко ухудшаются физико-химические показатели и функциональные свойства бессменно работающего масла, что приводит к уменьшению моторесурса ДВС до капитального ремонта.

При отклонениях в большую сторону к 0,1 и выше резко увеличивается расход присадки, т.е. падает экономическая эффективность способа, и также уменьшается ресурс ДВС. При этом концентрация присадки повышается до 10-12% и выше, соответственно повышается зольность бессменного масла, а как следствие этого резко повышается износ деталей ДВС.

Оптимальность коэффициента освежения присадки в указанных пределах, его крайние значения и работоспособность соотношения подтверждены в ходе разработки изобретения многолетними лабораторными исследованиями моторных масел и многофункциональных присадок к ним, стендовыми и дорожными испытаниями ДВС, результатами внедрения его на ДВС различного назначения.

Формула изобретения

СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ СВОЙСТВ МАСЛА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, заключающийся в том, что заливают в систему смазки заправочный объем масла, доливают его по мере расхода, вводят дозированно в масло многофункциональную присадку и принимают в качестве браковочного параметра отношение текущего значения щелочности масла к минимально допустимому, равное 2,7-3,2, отличающийся тем, что поддерживают значение браковочного параметра не ниже 2,7 путем ввода присадки при проведении технического обслуживания системы смазки, при этом дозу присадки определяют в соответствии с соотношением
V_пр V_з.об · K_осв.пр,
где V_пр доза присадки для введения в систему смазки, л(кг);
V_з.об заправочный объем масла, л(кг);
K_осв.пр коэффициент освежения присадки, 0,02 ≅ K_{оcв .пр} < 0,1.