CC BY
15
6. Пат. 2378412 Российская Федерация, МПК С23С 10/00 (2006.01), С23С 10/60 (2006.01), В82В 3/00 (2006.01). Способ формирования диффузионного коррозионно-стойкого наноструктурированного защитного покрытия на поверхности металлического изделия [Текст] / Чавчанидзе А.Ш., Тимофеева Н.Ю., Базаркин А.Ю.; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств». -№2008146426/02; заявл. 25.11.08; опубл. 10.01.10, Бюл.№1. -8с.
Timofeeva N.Yu., Phd. in technical science, Moscow financial and law University
(MFYUA), Russia
Timofeeva G.Ju Phd. in physical and mathematical sciences associate professor Moscow
state automobile and road technical University (MADI), Russia
A.V. Kosachev-post-draduate studentMADI,Russia
LASER THERMOCHEMICAL TREATMENT - METHODS OF PROTECTION AGAINST GALVANIC CORROSION
Abstract: The use of this new technology of laser chemical-heat treatment. allows to improve corrosion resistance of different structural materials. A new galvanic-laser method of forming nonquasimetall Fe-at.%Cr, including galvanic deposition of chromium from aqueous solutions of salts and the subsequent laser heat treatment is developed.
Keywords: laser chemical heat treatment, electrochemical corrosion, quasimetall.
УДК 621.4
К МАТЕМАТИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ ИЗМЕНЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ПРИМЕСЕЙ МОТОРНЫХ МАСЕЛ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Утаев Собир Ачилович
Utaev.s@list.ru Каршинский государственный университет, Узбекистан
В данной статье рассматривается закономерность изменения концентрации загрязнений моторных масел автотракторных двигателей при работе их на газообразном топливе.
Ключевые слова: Смазочное масло, двигатель, газообразное, кислота, перикс , асфальтен, лак, осадка, долив, газообразное
Смазочное масло при работе двигателя под действием кислорода воздуха и высокой температуры подвергается прежде всего окислению. Накопление в масле продуктов окисления, таких как оксикислоты, смолы и ас-фальтены, приводит к образованию различных отложений в двигателе: нагара, лака и осадка в масле. Образований перекисей и кислот обуславливает коррозионную агрессивность масла. Таким образом, процесс окисления является одним из источников, влияющих на образование загрязнений и кислых продуктов, требующих расхода присадка на нейтрализацию.
Под общим понятием загрязнения масла имеется в виду накопление в масле нежелательных примесей, снижающих эксплуатационные свойства масла. Поступающие в масло загрязнения могут быть разделены на растворимые и нерастворимые примеси. Нерастворимые примеси вызывают
абразивный износ и нагара отложения в двигателе, а растворимые примеси кислого характера - коррозию.
Агрегаты очистки задерживают нерастворимые примеси и частично связанные сними растворимые продукты окисления. Основная часть кислых растворимых примесей нейтрализуется присадками, и в результате последующих процессов полимеризации и адсорбции полученные продукты нейтрализации удерживаются средствами очистки. Смазочное масло при работе двигателя под действием кислорода воздуха и высокой температуры подвергается прежде всего окислению. (рис.1.).
Рис.1 Схема загрязнения масла
Как уже отмечалось, все процессы старения, протекающие в масле при работе двигателя, могут быть разбиты на две группы:
1) физические процессы, скорость которых при определенных условиях может быть принята постоянной
йх
йт = + сопе! ;
2) химические процессы, скорость которых изменяется в зависимости от концентрации реагирующих веществ
йс
йт = + КС .
К физическим процессам может быть отнесен процесс загрязнения масла нерастворимыми примесями, если принять, что основным источником образования нерастворимых примесей является поступление в масло продуктов сгорания топлива, которое при работе двигателя на установившимся режиме происходит с постоянной скоростью. Постоянной может быть принята также скорость поступления в масло железа и других продуктов износа, скорость процесса разжижения масла топливом и.т.п.
К химическим процессам относится процесс окисления масла и процесс расхода присадки, т.е.снижение щелочности и рост кислотности масла, или изменения в содержании отдельных функциональных групп. В этом случае в результате химического взаимодействия в масле образуется новые соединения и скорость реакции пропорционально концентрации действующих масс.
Изучение функциональной зависимости между содержанием тех или иных компонентов в масле, продолжительностью работы двигателя и некоторым параметрами масляной системы, позволяет установить основные математические закономерности процесса старения масла. Полученные таким путем формулы позволяет рассчитать содержание интересующего нас компонента в масле для любой продолжительности работы двигателя, или наоборот, вычислить время, необходимое для того, чтобы содержание компонента в масле достигло заданной величины.
Ниже излагаются некоторые расчетные методы вычисления содержания в масле нерастворимых примесей (загрязнений) и присадки (щелочности масла).
При выводе формул за основу принята рабочая схема показывающая направление важнейших процессов, протекающих в масляной системе двигателя.
Долив масла
Од, г/ч
я И
Окисление масла -►
Go, г
Угар масла
Оу, г/ч
О о, О т - количество масла в системе соответственно в начальный момент и к моменту т в г или г/л. с.;
Оу-скорость угара масла в г/ч или г/л.с.ч ;
Оа-скорость долива масла в г/ч или г/л.с.ч.;
А- скорость поступления загрязнений в масло в г/ч или г/л.с.ч. ;
Хо,Х-содержание загрязнений в масле соответственно в начальный момент и после промежутка времени т в %;
Хср- среднее содержание загрязнений в масле за период от 0 до т ;
g-количество загрязнений в масле в г ;
§ф- количество загрязнений (нерастворимых примесей) на фильтре в
г ;
С0 ,С-концентрация присадки соответственно в начальный момент и к моменту т (концентрация может быть выражена через щелочность в мг кон/г масла)
К-константа скорость и расхода присадки (снижения щелочности) ;
т -время в ч.
Изучение загрязнения масла в двигателе явилось предметом ряда иссле-дованией, исследования проведенных З..М. Минкиным, Е.Н. Мосихиным, А.С.Орлиным. Одной из первых работ в этой области было исследование, проведенное З.М.Минкиным. Ниже показана зависимость между возможным содержанием загрязнения, параметром масляной системы и временем работы двигателя, на основе работы , Боумена .
Общее изменение содержания загрязнений составит:
(а + хоОу - хОу)ёх . (1)
За это время количества масла в картере изменится на величину долива и угара ,т.е..на величину
(Оа -0У) т (2)
и следовательно,
О =Оо - (ОУ -Оа) т . (3)
Таким образом, общее дифференциальное уравнение, определяющее изменение содержания загрязнений в масле за время ё т ,будет иметь вид
[ Оо -(Оу -Оа) т ] ёх =(а + хо Оа)ё т (4)
Рассмотрим некоторые частичные случаи рещения этого уравнения.
(Оо -Оу т) ёх =(а-хОу)ёт (5)
йх йт
или
а - Qyx ^о - Qyт
Интегрирование и преобразования этого уравнения дают следующие его
ращение:
a T„G0 - QdT
-In-
X = - °0 . (6)
Уравнение, определяющее содержание загрязнений в масле, имеет вид
Оёх = (а -Оух) ат . (7)
Интегрируя и проведя необходимые преобразования, пологая, что при т = 0,Х=0 ,получим выражение для содержания примесей в масле к моменту т .
йуТ
a
(1 - е G )dr
Х= ^у . (8)
Если содержание примесей выражается в % ,то формула (8) будет иметь вид
йут
Х Л-М (9)
^у
В случае, если в исходном масле имеется некоторое содержание примесей ,т.е.
Х0 ^0 ,то решение уравнения (4) будет иметь вид
QvT 0.ут
1 пп
X (1 - ) + X0(10)
^¿у
Если обозначить отношение скорости загрязнения, а к скорости угара (долива)
Через А , т.е.
100а
Qy
= A
то выражение (9) можно записать следующем образом:
а
Х = А (1 - е ) . (11)
Решая это уравнение относительно т, получим выражение для определения времени, по истечении которого содержание примесей в масле достигает величины
а А -1п-
т = Qy A X (12)
Если х означает браковочное значение показателя, при котором необходима смена масла ,то т будет означать срок службы масла в двигателе по данному показателю. при
-От
е с = о
т = да , тогда выражение для предельного значения содержания примесей
примет вид
х = А . (13)
А. В другом частном случае, т.е. при
G
т ■
-у 100 g
ф
f = ат~ хсрQyT
(14)
(15)
а реальная скорость поступления загрязнении непосредственно в масло будет составлять а (1-f). Тогда формула (9) примет вид
QyT
x=100a(1 - f) (1 - e - G)
Qy . (16)
Формулы (9) и (16) являются основными для расчета содержания загрязнении х в масле двигателя, работающих на газообразном топливе.
Выводы: При использовании газообразных топлив на автотракторных двигателях по сравнению с жидкими стандартными топливами уменьшается количество загрязняющих примесеи, изменится периодичность замены моторных масел и наблюдается замедление процесса старения масла.
Список литературы
1.М.А.Григорьев, Б.М. Бунаков, В. А. Долицкий Качества моторного масла и надежность двигателеИ. - Москва: Издательства стандартов, 1981
2.http // www. Masla, smazki,prisadki.
Utaev Sobir Achilovich
Karshi state universite Uzbekistan
Utaev.s@list.ru
TO MATHEMATICAL MODELING OF CHANGES IN THE CONTENT OF IMPURITIES MOTOR OIL GAS ENGINES
Abstract: This article discusses the law change in the concentration of pollution of motor oils automotive engines when using their gaseous fuels.
Keywords: ubricating oil, motor gasoline, acid, peroxide, asphalt, varnish, sludge, topping, gaseous
