CC BY
37
при снижении давления масла в бустыре фрикциона. Простая конструкция может быстро восстановлена в чрезвычайных условиях. При этом работа по ремонту требует значительно меньшей квалификации. Восстановить коробку передач с включением передач фрикционами в таких условиях значительно сложнее.
Разработанная коробка обладает автоматичностью действия, так как имеется гидротрансформатор: количество переключений передач сокращается в несколько раз, потому они не утомительны.
Система блокировки гидротрансформатора замечаний не имеет. Для блокировки большой момент не требуется, к тому же, в экстренных случаях возможна работа гидротрансформатора и без блокировки.
Фрикционное включение передач в автомобильных коробках делается, если коробка автоматическая. Если же коробка не автоматическая, а как указанная планетарная, передачи включаются шлицевыми муфтами или смещением шестерен. Использовать в неавтоматической автомобильной коробке фрикционное включение, как правило, не оправдано: это слишком дорого и есть большая вероятность выходов из строя коробки в случае снижения давления масла в системе включения фрикционов, что и отмечается в указанной планетарной коробке. Работающие в масле, выполненные из высококачественной стали, имеющие высокую твердость шестерни масляных насосов могут сравнительно быстро изнашиваться, после чего насос не создаёт нужное давление. Надежность работы насосов может решаться за счет большого запаса давления в системе. Избыточного давления должно хватать на срок службы коробки передач при постоянном его снижении из-за износов. А это требует увеличения размеров фрикциона.
Сгорание фрикциона в планетарной коробке означает прекращение движения и очень серьезный ремонт. Выход из строя системы синхронизации - всего лишь необходимость включать передачи иным образом, что при наличии гидротрансформатора и тормоза на промежуточном валу вполне возможно. Отсутствие зависимости передаваемого крутящего момента от давления масла и включение передач шлицевым соединением делают коробку надежной и с большим КПД.
УДК 629.113 С.П. Жаров
Курганский государственный университет
АНАЛИЗ КАЧЕСТВА МОТОРНОГО МАСЛА В УСЛОВИЯХ ПРЕДПРИЯТИЙ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
Аннотация
В статье рассмотрены простейшие методы анализа качества моторного масла, позволяющие проверить его даже в условиях автотранспортного предприятия. Методика позволяет, используя разработанное программное обеспечение, путем экспериментального измерения кинематической вязкости масла, определить его индекс вязкости и принадлежность к соответствующему классу вязкости.
Ключевые слова: автомобиль, масло, вязкость, качество.
S.P. Zharov
Kurgan State University
THE QUALITY ANALYSIS OF THE ENGINE OIL IN THE CONDITIONS OF THE MOTOR TRANSPORT ENTERPRISES
Annotation
In article the elementary methods of the quality analysis of the engine oil are considered, allow checking it up even in the conditions of a motor transport enterprise. The technique allows using the developed software, by experimental measurement of kinematic viscosity of oil, to define its index of viscosity and an accessory to corresponding class of viscosity.
Keywords: a car, oil, viscosity, quality.
ВВЕДЕНИЕ
Вязкость моторных масел оказывает значительное влияние на надежность, безотказность, долговечность, а также эффективность работы двигателя. От вязкости моторного масла, при рабочих температурах зависят характер и вид трения в трущихся сопряжениях двигателя, затраты энергии на циркуляцию масла в системе смазки, отвод тепла от нагретых деталей, вязкость масла при низких температурах обеспечивает возможность пуска двигателя, продолжительность пуска холодного двигателя и связанные с этим износы. В последние годы на рынке автомобильных эксплуатационных материалов появляются некондиционные продукты, а нередко и откровенные подделки. Это касается в том числе и моторных масел.
1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Известно, что вязкость масла, как и вязкость любой жидкости, изменяется в зависимости от изменения температуры. Принципиальная зависимость вязкости моторных масел оттемпературы выражается логарифмической кривой, которая достаточно точно описывается эмпирической формулой и имеет вид:
л/lgV=A + %, (1)
где г| - динамическая вязкость масла;
Т - абсолютная температура масла;
А и В - коэффициенты, постоянные для данного масла.
Формула позволяет представить вязкостно-температурную характеристику масла в координатах 1Я, функции -iJlgT , представляющую собой прямолинейную зависимость.
На основе используемых зависимостей разработаны специальные координатные сетки, по которым можно очень быстро построить вязкостно-температурные характеристики различных моторных масел, представляющие собой в этих координатных сетках прямые линии.
Поскольку через две точки можно провести прямую линию, то, пользуясь прямолинейной зависимостью вязкости от температуры в логарифмических координатах, можно графически по номограмме (рис.1) определить вязкость масла при любой температуре, если известна его вязкость при двух каких-либо температурах. Однако, для повышения достоверности характеристики в процессе лабораторных измерений стараются получить данные для построения прямой линии в логарифмических координатах по большему числу точек.
2. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАСЛА
Логарифмическая система координат может быть введена в программу в виде готового графика, а может строиться с применением специального программного обеспечения. Приведенная на рис. 1 номограмма очень часто используется для определения, так называемой критической, или предельной, вязкости моторного масла, выше которой пуск холодного двигателя невозможен.
С целью более полной характеристики вязкостно-температурных свойств масел определяется индекс вязкости (ИВ) моторного масла. Индекс вязкости определяется по таблицам значений индекса вязкости, фрагмент таблицы значений индекса вязкости приведен ниже.
-VI -20 О 20 40 60 80 100 190°С
-го о го вд во во хоо 150°с
Температура маша в °С
Рис. 1. Вязкостно-температурная характеристика масла в логарифмической системе координат
В таблицах значений индексов вязкостей по вертикали дано значение кинематической вязкости при 50°С, а по горизонтали - при 100°С, на пересечении этих значений для испытуемого масла и находят его индекс вязкости.
Таблица 1
Кинематическая вязкость при 50°С, мм2/с Кинематическая вязкостьпри 100°С, мм7с
10,00 10,05 10,10 10,15 10,20 10,25 10,30 10,35 10,40 10,45
41,0 133 134 135 136 136 137 138 138 139 139
41,5 132 133 133 134 135 136 136 137 137 138
42,0 130 131 132 133 133 134 135 135 136 137
42,5 129 130 131 131 132 133 133 134 135 135
43,0 127 128 129 130 131 131 132 133 133 134
43,5 126 127 128 128 129 139 131 131 132 133
Значение индекса вязкости порядка 100 единиц и выше характеризуют хорошие вязкостно-температурные свойства масел. Чем больше индекс вязкости, тем меньше изменяется вязкость масла с понижением температуры, тем лучше пусковые качества масла. Современные моторные масла имеют индекс вязкости 115-140 единиц, а у наиболее качественных синтетических масел индекс вязкости может достигать 160-165 единиц.
Кинематическая вязкость моторных масел определя-
ется с помощью капиллярных вискозиметров. Отличительной особенностью данной работы является то, что при определении кинематической вязкости масла устанавливают несколько значений постоянных температур: 50°С и 100°С. Для нагрева масла до температуры 50°С используют термостаты с дистиллированной водой, до 100°С -глицерин. Точность определения температуры жидкости в термостате при измерении вязкости масла должна быть не менее ±0,5°С.
Введя в компьютер полученные данных кинематической вязкости масел при 50°С и 100°С строим логарифмическую характеристику вязкости масла, по которой определяем кинематическую вязкость данного масла при интересующих нас отрицательных температурах (табл. 2).
Пользуясь значениями плотности и кинематической вязкости, можно определить значение динамической вязкости масла при искомой температуре по следующей формуле:
Пг
К
А '
(2)
где г|, - динамическая вязкость масла при искомой температуре, мПа*с;
и, - кинематическая вязкость масла при искомой температуре, мм2/с;
р, - плотность масла при искомой температуре, г/
см3.
Таблица 2
Требования классификации БАЕ к моторным маслам
Класс Н и зкоте м пе ра тур на я Высокотемпературная вяз-
вязко- вязкость КОСТЬ
сти Провора- прокачи- Кинематическая Динами-
чивае- вав МОСТЬ вязкость при ческая
МОСТЬ температуре ВЯЗКОСТЬ
100 °С, мм2/с при
Динамическая вяз- гтип тах 150°С и
кость, максимальная, скорости
мПа*с сдвига
при тем- при тем- 106с"1 не
пературе пературе менее,
°С (в °С (в мПа*с
скобках) скобках)
0\Л/ 3250(-30) 60000(-40) 3,8 - -
5\Л/ 3500(-25) 60000(-35) 3,8 - -
10\Л/ 3500(-20) 60000(-30) 4,1 - -
15\Л/ 3500(-15) 60000(-25) 5,6 - -
2(И 4500(-10) 60000(-20) 5,6 - -
25\Л/ 6000(-5) 60000(-15) 9,3 - -
20 - - 5,6 9,3 2,6
30 - - 9,3 12,5 2,9
40 - - 12,5 16,3 2,9*
40 - - 12,5 16,3 3,7**
50 - - 16,3 21,9 3,7
60 - - 21,9 26,1 3,7
Примечание: * для масел ЭАЕ 0\Л/-40, 5\ЛМ0, 10\Л/-40
** для масел ЭАЕ 40, 15\Л/-40, 20\Л/-40 и 25\Л/-40
Рис. 2. Алгоритм определения класса моторного масла
Используя полученные данные кинематической и динамической вязкости, а также индекса вязкости, определяем класс испытуемого масла и возможное использование в различных условиях эксплуатации.
Программная разработка «Оценка качества масла в условиях предприятий автомобильного транспорта (ПАТ)» позволяет выявить и исключить использование для автомобилей некондиционных моторных масел, что позволит значительно повысить ресурс автомобильных двигателей.
Исходными данными для проведения моделирования являются:
-логарифмическая система координат;
- исходные данные измерения кинематической вязкости масла при 50°С и при 100°С;
- база данных нормированных значений кинематической и динамической вязкости масел при различных температурах;
- база данных таблиц значений индексов вязкости.
С программой работают в диалоговом режиме, по алгоритму, приведенному на рис.2.
Для пользования данной программой не требуется дополнительных знаний компьютера, для определения индекса вязкости масла на предприятии достаточно иметь простейший прибор-капиллярный вискозиметр, стоимость которого около тысячи рублей, им очень легко пользоваться. Такая простейшая проверка позволит избежать использования некачественного моторного масла и как следствие не допустить преждевременного выхода двигателей автомобилей из строя.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Предложенная методика позволяет оперативно проводить проверку качества масла даже в условиях автотранспортного предприятия и станции технического обслуживания, а это позволит значительно снизить риск использования некондиционных масел и повысить ресурс автомобильных двигателей.
Список литературы
1. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки. Оценка
качества масла в условиях предприятий автомобильного
транспорта / С. Л. Жаров, А.В.Редозубов №9959: дата регистрации 07.02.2008.
УДК 629.113
В.Ю. Шевченко, ЯЛ. Борщенко Курганский государственный университет
ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ОСНОВЕ ВНЕДРЕНИЯ ГИБРИДНЫХ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК
Аннотация
В статье проводится анализ экологических и экономических проблем эффективной эксплуатации автомобильного транспорта, рассматриваются вопросы применения гибридных силовых установок применительно для пассажирского маршрутного транспорта.
Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, гибридный двигатель, топливо, мощность, транспортное средство.
V.U. Shevchenko, Ya.A. Borschenko Kurgan State University
THE INCREASE OF ECOLOGICAL SAFETY OF VEHICLES ON THE BASIS OF HYBRID POWER PLANTS INTRODUCTION
Annotation
In the article the analysis of ecological and economic problems of the vehicle operations is presented. The usage issues of the hybrid power plants in the road passenger transport are considered.
Key words: the internal combustion engine, hybrid engine, fuel, power, transport vehicle.
Введение
Мировая автомобильная промышленность остро ощущает давление двух современных тенденций: постоянно растет стоимость топлива и ужесточаются экологические требования к отработавшим газам (ОГ) двигателей [1]. Эти мощные тренды породили безостановочный рост цен на нефть и надвигающуюся угрозу изменения климата планеты, то есть глобальное потепление. В связи с этим автопроизводители начали активно искать решение экологических и экономических проблем: как сделать эффективное транспортное средство, которое в идеале не сжигало бы дорогое ископаемое топливо и, следовательно, не загрязняло окружающую среду[3]. Одним из вариантов решения проблемы является применение гибридных силовых установок, а также двигателей внутреннего сгорания, работающих на альтернативных видах топлива.
1. Современные гибридные установки
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания едва-едва успевает за предъявляемыми к ним требованиями. С одной стороны, потребители с мечтами об одновременно мощном и экономичном моторе, с другой — экологи, ужесточающие нормы токсичности. А в завершение — геологи, все настойчивее напоминающие об истощении запасов «черного золота».
Сегодня смело, можно сказать: эпоха ДВС как основного источника энергии на автомобиле подходит к логическому завершению. Подтверждение этому уже не опытные, а серийные модели с гибридными силовыми установками [5].
В настоящий момент основные схемы гибридных силовых установок следующие:
- последовательная схема;
- параллельная схема;
- последовательно-параллельная схема.
Несмотря на все видимые преимущества, автомобили с гибридными силовыми установками имеют ряд недостатков. Они ине только имеют усложненную конструкцию, но и требуют наличие специального оборудования для их обслуживания и ремонта, а также подготовку необходимых специалистов.
В городском цикле движения автобуса, особенно в крупных городах, при резко переменном характере нагрузок, частых остановках, многократных торможениях двигатель автобуса работает далеко не в оптимальном режиме. Значительная часть топлива сжигается впустую, выбросы в атмосферу угарного газа, двуокиси углерода, других вредных веществ и твердых частиц превышают экологические нормы работы транспортных средств [4].
Пока самым эффективным решением по экономии топлива и снижению выброса вредных веществ является комбинированная (гибридная) энергетическая система -
