Научная статья на тему 'Изменение характеристик моторного масла при эксплуатации двигателей Cummins автобусного парка г. Омска'

Изменение характеристик моторного масла при эксплуатации двигателей Cummins автобусного парка г. Омска Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
486
63
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ / МОТОРНОЕ МАСЛО / АВТОБУС / КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ / ЩЕЛОЧНОЕ ЧИСЛО / DIESEL ENGINE / ENGINE OIL / BUS / KINEMATIC VISCOSITY / BASE NUMBER

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Корнеев С. В., Пашукевич С. В., Савоськин А. С., Ширлин И. И.

В настоящей статье приведены результаты экспертной оценки технического состояния дизельного двигателя Cummins 6ISB 245 B, установленного на автобусе марки ЛиАЗ 525653. Указанный автобус принимал участие в эксплуатационных испытаниях моторного масла серии G-Profi MSI Plus SAE 15W-40 API CI-4/SL, изготавливаемого ООО «Газпромнефть СМ». Для выявления влияния вышеуказанного моторного масла на техническое состояние двигателя подконтрольного автобуса был проведен комплекс работ по оценке технического состояния двигателя. Рассматривается изменение таких характеристик моторных масел, как кинематическая вязкость, щелочное число, а также производится оценка трибологических свойств по содержанию продуктов износа. Сделаны выводы о целесообразности использования исследуемого моторного масла при эксплуатации автобусного парка г. Омска.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CHANGING THE CHARACTERIISTICS OF THE ENGINE OIL DURING OPERATION OF THE CUMMINS ENGINE BUS FLEET OF THE CITY OF OMSK

This article presents the results of expert assessment of the technical condition of the diesel engine 6ISB Cummins 245 B that is installed on the buses of LiAZ 525653. The specified bus participated in field tests of a motor oil of G-Profi MSI Plus SAE 15W-40 API CI-4/SL, manufactured "Gazpromneft SM". To determine the effect of the above engine oil on the technical condition of the engine under the control of the bus was conducted a complex of works on assessment of technical condition of the engine. Examines the changing characteristics of engine oils as kinematic viscosity, base number, and also evaluated the tribological properties of the content of wear products. The conclusions about the feasibility of using the investigated engine oil during operation of the bus fleet of Omsk.

Текст научной работы на тему «Изменение характеристик моторного масла при эксплуатации двигателей Cummins автобусного парка г. Омска»

(k 85-letiju FGBOU VPO «SibADI» [Jelektronnyj resurs], Jelektron. dan. Omsk : SibADI, 2015. Rezhim dostupa : http://bek.sibadi.org/fulltext/ ESD75.pdf.

11. Federal'nyj zakon ot 13.07.2015 № 220-FZ «Ob organizacii reguljarnyh perevozok pas-sazhirov i bagazha avtomobil'nym transportom i gorodskim nazemnym jelektricheskim transportom v Rossijskoj Federacii i o vnesenii izmenenij v otdel'nye zakonodatel'nye akty Rossijskoj Fed-eracii».

12. Sorokin, S. V. Perspektivy razvitija obsh-hestvennogo passazhirskogo transporta goroda Omska. S. V. Sorokin, M. E. Kasper. Vestnik SibADI. 2015, no 5(45), pp. 38-44.

13. Postanovlenie Administracii goroda Omska ot 15 ijunja 2016 goda № 735-P «Ob utverzh-denii dokumenta planirovanija reguljarnyh perevozok po municipal'nym marshrutam reguljarnyh perevozok v granicah goroda Omska».

14. S 1 janvarja izmenjatsja dejstvujushhie shemy dvizhenija rjada marshrutov obshhestven-nogo transporta [Jelektronnyj resurs] Oficial'nyj

portal Administracii goroda Omska. Rezhim dostupa : http://admomsk.ru/web/guest/government/ divisions/36/news/-/asset_publisher/pD5F/con-tent/642738 (data obrashhenija: 09.02.2017).

15. Prikaz ot 1 nojabrja 2016 goda № 95 «O dopuske juridicheskih lic i individual'nyh predprin-imatelej k osushhestvleniju reguljarnyh perevozok po municipal'nym marshrutam reguljarnyh perevozok po nereguliruemym tarifam v granicah goroda Omska».

16. Reshenie Omskogo Gorodskogo soveta ot 17 fevralja 2016 goda № 427 «Ob organizacii transportnogo obsluzhivanija naselenija na terri-torii goroda Omska».

Болтенко Юлия Андреевна (Омск, Россия)

- аспирантка, преподаватель кафедры Логистика ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, e-mail: [email protected]).

Julia A. Boltenko (Omsk, Russian Federation)

- Postgraduate student, The Siberian Automobile and highway Academy (Omsk) (644080, Mira, 5 prospect, Omsk, Russian Federation, e-mail: [email protected]).

IIII III III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III M

УДК 665.765

ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МОТОРНОГО МАСЛА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЕЙ CUMMINS АВТОБУСНОГО ПАРКА Г. ОМСКА

C.B. Корнеев, C.B. Пашукевич, A.C. Савоськин, И.И. Ширлин Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ), Россия, г. Омск

Аннотация. В настоящей статье приведены результаты экспертной оценки технического состояния дизельного двигателя Cummins 6ISB 245 B, установленного на автобусе марки ЛиАЗ 525653. Указанный автобус принимал участие в эксплуатационных испытаниях моторного масла серии G-Proi MSI Plus SAE 15W-40 API CI-4/SL, изготавливаемого ООО «Гэзпромнефть - СМ». Для выявления влияния вышеуказанного моторного масла на техническое состояние двигателя подконтрольного автобуса был проведен комплекс работ по оценке технического состояния двигателя. Рассматривается изменение таких характеристик моторных масел, как кинематическая вязкость, щелочное число, а также производится оценка трибологиче-ских свойств по содержанию продуктов износа. Сделаны выводы о целесообразности использования исследуемого моторного масла при эксплуатации автобусного парка г. Омска.

Ключевые слова: дизельный двигатель, моторное масло, автобус, кинематическая вязкость, щелочное число.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время ЛИАЗ 525653 - один из лидеров продаж в своем классе. Благодаря

передовым технологиям окраски, антикоррозийной обработке, применению оцинкованного листа при облицовке бортов, ресурс кузова до сквозной коррозии составляет не менее 12

лет. Передние и задние маски, крыша изготавливаются из стеклопластика, что дополнительно увеличивает коррозионную стойкость кузова. Блок электронного управления дизельного двигателя Cummins 6ISB 245 B обеспечивает передовую диагностику и позволяет программировать параметры работы двигателя. Блок цилиндров двигателя разработан с целью снижения шума, расхода масла на угар и повышения долговечности.

В ходе проведения эксплуатационных испытаний решались следующие задачи:

- подготовка к эксплуатационным испытаниям (проведение организационных мероприятий);

- отбор проб работавшего масла с заданной периодичностью;

- лабораторные исследования свойств работавшего масла.

Основным результатом эксплуатационных испытаний стали лабораторные исследования проб работавшего моторного масла.

В ходе лабораторных исследований оценивались физико-химические показатели, содержание механических примесей, продуктов износа и элементов-индикаторов присадок.

-

- 4 ! »- щ £

О 2000 4000 6000 8000 10000 12000

наработка моторного масла, км

Рисунок 1 - Изменение вязкости моторного масла G-Profi MSI Plus SAE 15W-40 API CI-4/SL в зависимости от наработки

На рис. 1 представлены также допустимые диапазоны изменения вязкости по рекомендациям фирмы Камминз [1] ± 5 сСт от значения свежего моторного масла (пунктирные линии). Обработка данных лабораторных анализов показывает, что вязкость моторного масла находится в рамках допустимых значений на протяжении всего срока использования. Также обращает на себя внимание стабильность получаемых результатов для различных двигателей, что свиде-

тельствует как о высоком качестве моторного масла, так и о высоком уровне подготовки к эксплуатационным испытаниям. Одним из важнейших показателей качества моторного масла является соотношение кислотного и щелочного числа, а именно баланс между ними. В процессе эксплуатации моторное масло постепенно окисляется под воздействием высоких температур и кислот, образующихся при сгорании топлива,и щелочное число постепенно снижается, нейтрализуя кислотное воздействие. Поэтому моторное масло должно обладать достаточным щелочным числом [2].

О 2000 4000 6000 8000 10000 12000

наработка моторного масла, км

Рисунок 2 - Изменение кислотного и щелочного числа в процессе эксплуатации

На рис. 2 также показано предельно допустимый уровень снижения щелочного числа по рекомендациям фирмы Камминз [1], в соответствие с которыми значение щелочного числа моторного масла в процессе эксплуатации не должно уменьшаться ниже 50% от значения для свежего моторного масла. В нашем случае, допустимое значение щелочного числа составляет 5, 11 мг КОН/г. Как видно из рисунка щелочное число находится выше допустимого значения в течение всей наработки моторного масла и в исследуемом промежутке наработки баланса кислотного и щелочного числа не наступает. Таким образом, по показателю баланса кислотного и щелочного числа моторное масло остается работоспособным в течение всего срока подконтрольной эксплуатации [3,4].

АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ-ИНДИКАТОРОВ ПРИСАДОК

Для получения необходимого уровня эксплуатационных свойств моторного масла в него вводят присадки, содержание которых можно оценить по элементам-индикаторам [4] (рис. 3).

наработка моторного масла, км

Кальций,мг/кг ХЦинк,мг/кг □ Фосфор,мг/кг

Рисунок 3 - Зависимости изменения содержания элементов-индикаторов присадок в моторном масле в зависимости от его наработки

s

г

щ

□ Е&» WF и п- =i =1- =0 -г 1 If 1 т : m j

О 2000 ДООО 6000 8ООО 10000 12000

наработка моторного масла, км

д Железо, мг/кг Пхром,мг/кг

Рисунок 4 - Изменение содержания железа и хрома в моторном масле

Из графиков видно, что содержание элементов-индикаторов остается практически на одном уровне - уровне свежего моторного масла. Незначительные изменения объясняются погрешностями, а увеличение кальция к концу испытаний можно объяснить только попаданием извне, например доливка моторного масла с повышенным содержанием кальция относительно масла G-Profi MSI Plus [5]. Стабильные значения показателя говорят о стабильности свойств моторного масла, о высокой коллоидной стабильности масла и свидетельствуют о высоком качестве пакета присадок.

АНАЛИЗ НАКОПЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ ИЗНОСА

Процесс накопления продуктов износа и загрязнений является неизбежным, поскольку одной из основных функций моторного масла является вымывание продуктов износа и сопряжений [6]. При оценке качества моторного масла исследуют количество продуктов износа их состав. Количество продуктов износа позволяет косвенно определить интенсивность процесса износа деталей, а состав продуктов износа, позволяет выделить, какие именно детали изнашиваются интенсивнее. Так по содержанию хрома выше допустимого значения судят об износе компрессионных колец, содержание железа выше нормы говорит об износе стенки цилиндра, алюминий - износ поршней, олово, свинец - износ вкладышей коленчатого вала и т.д.

В данном исследовании рассмотрены четыре основных металла и сплава, которые были обнаружены в пробах моторного масла (рис. 4 и 5).

и л %

О 2000 4000 6000 8000 10000 12000

наработка моторного масла, км

¿1 Олово,мг/кг Р.АЛЮМИНИЙ, мг/кг

Рисунок 5 - Изменение содержания олова и алюминия в моторном масле

На рисунках также показана величина допустимых значений содержания продуктов износа в пробах работавшего моторного масла. Из представленных графиков видно, что больше всего в пробах масла содержится железа. Что объясняется высокой нагруженностью деталей и продолжающимся процессом притирки деталей (общая наработка автобусов не превышает 17 000 км) [7,8]. Тем не менее, величина железа в пробах моторного масла не превышает допустимой величины. Содержание других металлов, также находится в допустимых пределах и объясняется естественными процессами. Таким образом, анализ результатов лабораторных анализов проб работавшего масла подтверждает высокий уровень эксплуатационных свойств моторного масла G-Profi MSI Plus, заявленный производителем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведения эксплуатационных испытаний моторное масло G-Profi MSI Plus показало себя как надежный высококачественный продукт, обладающий достаточным

запасом эксплуатационных свойств. Лабораторная оценка физико-химических показателей, а также спектральный анализ содержания элементов-индикаторов присадок и продуктов износа подтвердили высокий уровень эксплуатационных свойств, заявленных производителем. Показатели качества моторного масла не выходят за границы допустимых значений в пределах всего исследованного интервала. Запас эксплуатационных свойств по ряду показателей (вязкость, баланс щелочного и кислотного числа, содержание продуктов износа) дает возможность увеличения межсервисного интервала.

На основе анализа данных опытно-промышленных испытаний можно сделать вывод, что моторное масло G-Profi MSI Plus имеет достаточный запас эксплуатационных свойств по балансу кислотного и щелочного числа, вязкости, а это позволяет говорить о возможности продления межсервисного интервала замены моторного масла при соответствующем контроле эксплуатационных показателей. Высокие эксплуатационные свойства подтверждаются низкой интенсивностью накопления продуктов износа в масле. Содержание железа не превышает двух третьих до предельного значения, а хрома, олова и алюминия не доходит и до половины максимальных концентраций.

Отсутствие загрязнений проб моторного масла топливом, охлаждающей жидкостью и механическими примесями говорит об отсутствии неисправностей в системах двигателей подконтрольных автобусов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Service Bulletin № 4960819-07. Рекомендации фирмы Камминз по применению и ана-

лизу моторных масел. - 2013. - 23 с.

2. Шаталов, К.В. Методы оценки эксплуатационных свойств моторных масел для тяжелонагруженных дизельных двигатей / К.В. Шаталов, A.B. Яковлев, C.B. Шишаев // Двигателестроение. - 2014.-.№ 4. - С. 36-42.

3. Корнеев, C.B. О работоспособности моторных масел / C.B. Корнеев // Двигателестроение. -2014. - № 4.- С. 36-38.

4. Городецкий, К.И. Многопараметровая топливная характеристика дизеля Cummins/ К.И. Городецкий, B.C. Гольнев, Е.П. Ершов,

A.M. Раскин, А.Н. Прищепенко, Д.Н. Шуваев // Тракторы и сельхозмашины. - 2012. - №2. -С. 44-47.

5. Шувалов, Г.П. Исследование физико-химических свойств моторного масла с восстанавливающей добавкой / Г.П. Шувалов,

B.Н. Половинкин, А.П. Ильин, Д.В. Тихонов, И.В. Клековкин, O.A. Ясырова // Научные проблемы траспорта Сибири и Дальнего Восто-ка-2013. - №2. - С. 184-186.

6. Корякина, В.В. Химические изменения, протекающие в моторных маслах в ходе их эксплуатации / В.В. Корякина, E.H. Тимофеева // Новые материалы и технологии в условиях Арктики : материалы международного симпозиума 25-27 июня 2014 г. Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосо-ва. - Якутск, 2014. - С 46-51.

7. Хазиев, A.A. Причины изменения свойств моторного масла / A.A. Хазиев, A.B. Лауш-кин, Е.Б. Горина // Грузовик. - 2013. - № 6. -

C.15-16.

8. Корнеев, C.B. Оценка достоверности прогнозирования периодичности смены моторного масла в двигателях / C.B. Корнеев, А.П. Серков // Омский научный вестник. -2014. - № 1. - С. 62-65.

CHANGING THE CHARACTERISTICS OF THE ENGINE OIL DURING OPERATION OF THE CUMMINS ENGINE BUS FLEET OF THE CITY OF OMSK

S. V. Korneev, S. V. Pashkevich, A. S. Savos'kin, I. I. Shirlin

Abstract. This article presents the results of expert assessment of the technical condition of the diesel engine 6ISB Cummins 245 B that is installed on the buses of LiAZ 525653. The specified bus participated in field tests of a motor oil of G-Profi MSI Plus SAE 15W-40 API CI-4/SL, manufactured "Gazpromneft - SM". To determine the effect of the above engine oil on the technical condition of the engine under the control of the bus was conducted a complex of works on assessment of technical condition of the engine. Examines the changing characteristics of engine oils as kinematic viscosity, base number, and also evaluated the tribological properties of the content of wear products. The conclusions about the feasibility of using the investigated engine oil during operation of the bus fleet of Omsk.

Keywords: diesel engine, engine oil, bus, kinematic viscosity, base number

Корнеев Сергей Васильевич (Россия, Омск) - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Химическая технология и биотехнология» ФГБОУ ВО «ОмГТУ» (644050, г.Омск, пр. Мира, д. 11; E-mail: nhi@ omgtu.ru).

Пашукевич София Вячеславовна (Россия, Омск) - студент группы ЭРС-141 кафедра «Химическая технология и биотехнология» ФГБОУ ВО «ОмГТУ» (644050, г.Омск, пр. Мира, д. 11; E-mail: [email protected]).

Савоськин Артем Сергеевич (Россия, Омск) - магистрант кафедра «Химическая технология и биотехнология» ФГБОУ ВО «ОмГТУ» (644050, г.Омск, пр. Мира, д. 11; E-mail: [email protected]).

Ширлин Иван Иванович (Россия, Омск) -кандидат технических наук, кафедра «Химическая технология и биотехнология» ФГБОУ ВО «ОмГТУ» (644050, г.Омск, пр. Мира, д. 11; E-mail: [email protected]).

Korneev Sergei Vasilyevich (Russia, Omsk) -doctor of technical Sciences, Professor, Professor of chair "Chemical technology and biotechnology" of the "OmGTU" (644050, Omsk, Mira prospect., 11; E-mail: [email protected]).

Pashukevich, Sofía Vyacheslavovna. (Russia, Omsk) - a student group of ERS-141 Department of "Chemical technology and biotechnology" of the "OmGTU" (644050, Omsk, Mira prospect., 11; E-mail: [email protected]).

Savos'kin Artem Sergeevich (Russia, Omsk) - postgraduate of the chair "Chemical technology and biotechnology" of the "OmGTU" (644050, Omsk, Mira prospect., 11; E-mail: iskander0606@ gmail.com).

Sirlin, Ivan Ivanovich (Russia, Omsk) -candidate of technical Sciences, Department "Chemical technology and biotechnology" of the "OmGTU" (644050, Omsk, Mira prospect., 11; E-mail: [email protected]).

II II III III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III NIM

УДК 621.43

ПРИЧИНЫ ИНТЕНСИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ЯМЗ-238НБ

С.А. Корнилович

ФБГОУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П.П. Столыпина», Россия, г. Омск

Аннотация. В статье изложены результаты контроля технического состояния в процессе ремонта цилиндров двигателей. Обоснована необходимость диагностирования цилиндров по структурным параметрам путем прямых измерений с частичной или полной разборкой двигателей. Сделано описание порядка выполнения прямых измерений цилиндров, образующиеся формы износа, возможные погрешности взаимного расположения поверхностей и осей деталей цилиндропоршневой группы, кривошипно-шатунного механизма и их влияние на процесс изнашивания цилиндров.

Ключевые слова: Цилиндр, износ, интенсивность, двигатель, контроль, зазор, перекос, поршень.

ВВЕДЕНИЕ

В процессе эксплуатации отремонтированных двигателей внутреннего сгорания (далее кратко двигатели) возникают различного вида неисправности и отказы. Информацию об отказах и им предшествующих неисправностях исполнители ремонта получают от владельцев двигателей как обычно с опозданием и в краткой форме рекламаций, в которых нет полного и объективного описания ни дефектов, ни

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

точных причин отказов. Информация об уже совершившихся отказах для специалистов ремонтных мастерских и предприятий практически остается только констатацией либо низкого уровня качества выполнения операций при ремонте, либо нарушения правил эксплуатации двигателей. В ситуации отсутствия обратной связи для исполнителей ремонта принятие технологических мер по устранению причин неисправностей впредь становится сложной проблемой. Отклонения от нормальной рабо-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.