CC BY
72
УДК 621.899:621.892.096
DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21 -6-2378-23 81
МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СВОЙСТВ РАБОТАЮЩИХ МАСЕЛ СИЛОВЫХ АГРЕГАТОВ МАШИН
© А.В. Маркелов, О.А. Маркелова, Ю.П. Осадчий, А.В. Постников, В.А. Масленников
Ивановский государственный политехнический университет 153037, Российская Федерация, г. Иваново, ул. 8 Марта, 20 E-mail: avtodor@igasy.ru
Приведена практическая значимость теоретических и экспериментальных исследований в области разработки высокоэффективных технологических процессов восстановления свойств работающих масел, продления сроков их службы и повышения надежности работы силовых агрегатов машин.
Ключевые слова: отработанные масла; регенерация; коагуляция; ультрафильтрация; установка
Смазочные масла силовых агрегатов машин в процессе работы претерпевают значительные изменения. Изменяется их состав, срабатываются присадки, масло загрязняется механическими примесями, продуктами разложения и сгорания присадок и топлива. В результате окислительных процессов в работающем масле происходит увеличение концентрации смол, асфальте-нов, карбенов и карбоидов, и оно начинает интенсивно стареть [1].
Существующие способы и средства очистки масел, встроенные в систему смазки силовых агрегатов, не позволяют вместе с механическими примесями удалять и продукты старения. Вместе с тем практика эксплуатации современных силовых агрегатов показывает, что без эффективной очистки масла, которое интенсивно загрязняется и стареет, обеспечить прогрессивные ресурсные и экономические показатели этих устройств невозможно. Решение данного вопроса создаст основу для разработки высокоэффективных технологических процессов восстановления свойств работающих масел, продления сроков их службы и повышения надежности работы различных видов техники, а также автомобильного, речного и железнодорожного транспорта [2].
Одним из возможных путей решения проблемы эффективного продления сроков службы масел является удаление мелкодиспергированных продуктов старения путем разработки нового технологического процесса периодической очистки работающего моторного масла без его слива из картера двигателя.
Для этого был проведен анализ существующих способов регенерации отработанных масел [3] и проведен патентный поиск.
За базовые модели очистки масел от примесей были выбраны три устройства.
Первая установка предназначена для регенерации работающих моторных масел и может быть использована в процессе эксплуатации автотракторной техники и двигателей внутреннего сгорания [3]. Очищение работающего моторного масла в данной установке обеспечивается коагулянтом за счет соединения частиц
примесей в более крупные с последующим их улавливанием на работающей центрифуге.
К недостаткам установки можно отнести неполную очистку от продуктов окисления работающего масла. Кроме того, коагулянт нейтрализует действие диспергирующих присадок и их содержание значительно снижается в составе очищенного работающего моторного масла, что приводит к увеличению износа трущихся деталей двигателя и сокращению их ресурса и повышению затрат на ремонт.
Вторая установка [4] предназначена для регенерации промышленных масел, принцип работы которой основан на превращении отработанного масла в газообразную среду с последующей ультрафильтрацией, дегазацией и отделением паров. К недостаткам этой установки можно отнести сложность технологической схемы, что снижает надежность работы, громоздкость конструктивных элементов и высокую энергоемкость.
В качестве прототипа принята установка для регенерации отработанных масел [5], состоящая из резервуара, нагревательных элементов, мембранного аппарата, центрифуги, резервуара с коагулянтом, насосов, системы трубопроводов с вентилями. Основным недостатком этого устройства является удаление совместно с продуктами окисления специальных присадок, предназначенных для улучшения физико-химических свойств моторных масел (до 75 %). Кроме того, данная установка может быть использована только как стационарное оборудование на специальных маслорегенерирую-щих предприятиях.
Техническим результатом предлагаемой модели является повышение качества регенерированного моторного масла путем компаундирования, т. е. смешивания его с присадками для восстановления заданных свойств и продления срока эксплуатации [6], а также повышение мобильности.
Указанный технический результат достигается тем, что мобильная установка для регенерации работающего масла дополнительно содержит резервуар с композицией присадок и связанный с ней дозатор этих приса-
2378
Рис. 1. Принципиальная схема установки для регенерации работающего масла: 1 - маслозаборник; 2 - трубопровод; 3 - вентиль; 4 - вентиль подачи коагулянта; 5 - резервуар с коагулянтом; 6 - насос; 7 - электронагреватель; 8 - термометр; 9 - манометр; 10 -трехходовой кран; 14 - полая вибрационная накладка; 15 - дозатор; 16 - резервуар с композицией присадок; 17 - рукав патрубка установки; 18 - клапан предохранительный
Таблица 1
Показатели восстановления работающего моторного масла марки М-10Г2 (ГОСТ 8581-78)
Исходное работающее Восстановленное
Показатели Новое по прототипу по предлагаемому способу
Вязкость кинематическая 10,5-11,5 9,7 10 10
при 100 °С, мм2/с
Массовая доля, %, не более:
- механических примесей; 0,015 0,6 0,08 0,017
- воды следы следы нет нет
Щелочное число, мг КОН/г не менее 6,0 3,5 2,4 5,8
Кислотное число, мг КОН/г не более 0,2 2,3 0,4 0,2
Цвет с разбавлением 15:85, ед. ЦНТ, не более 5 >8 5,5-6 5,5-6
Массовая доля активных эле-
ментов (присадки), мг/л:
- кальций; 100 5,6 <1 89
- цинк 1166 166 26,4 1200
док. Дозатор снабжен полой вибрационной накладкой. Они расположены в сборном резервуаре очищенного масла, который соединен с двигателем внутреннего сгорания посредством выводного гибкого рукава.
Сущность предлагаемой установки поясняется рис. 1, на котором приведена ее схема.
Мобильная установка работает следующим образом. Все агрегаты установки смонтированы на передвижном стенде, который можно подвести к электротрансформаторам, технологическому оборудованию различных производственных процессов, двигателям внутреннего сгорания и др.
На рис. 1 приведена схема мобильной установки для восстановления моторных масел, которая работает следующим образом. Под сливной пробкой поддона картера двигателя устанавливают маслозаборник 1 установки, а в заливную горловину патрубка ДВС вставляют гибкий рукав 17 установки. Затем выполня-
ют пуск двигателя, прогревают его, пока температура масла в системе смазки не поднимется до 70...75 °С. После этого двигатель глушат, делают паузу с целью сбора моторного масла в поддоне картера двигателя, откручивают сливную пробку картера ДВС, и моторное масло попадает в маслозаборник 1. Включают насос 6 мобильной установки, при открытых вентилях 3 и 4 трубопроводов 2 моторное масло смешивается с вытекающим из резервуара 5 коагулянтом. Полученная смесь попадает в зону электронагревателя 7.
Для лучшего перемешивания масла с коагулянтом и доведения смеси до рабочего интервала температуры от 100 до 105 °С трехходовой кран 10 ставят в положение, направляющее смесь в маслозаборник 1. Таким образом, происходит циркуляция смеси в течение заданного времени (не менее 30 мин.), при этом рабочий процесс перемешивания и нагрева контролируется с помощью термометра 8 (температурный режим) и ма-
2379
нометра 9 (поддержание рабочего давления). Сливную пробку поддона картера двигателя устанавливают на место, а вентиль 4 подачи коагулянта перекрывают.
После этого трехходовой кран 10 ставят в положение, направляющее нагретую смесь в зону очистки, где на первой ступени происходит сепарация на центрифуге 11 с целью удаления укрупненных коагуляцией продуктов окисления, механических примесей и воды, а затем смесь попадает на вторую ступень очистки в мембранный аппарат 12. В этом аппарате под избыточным давлением, создаваемым насосом 6, происходит процесс ультрафильтрации с целью отделения от моторного масла мелкодисперсных продуктов старения и остатков коагулянта. После этого масло поступает в сборный резервуар 13 для очищенного масла. Чтобы очищенное масло приобрело необходимые эксплуатационные свойства, в него добавляют из резервуара 16 присадки определенного состава и качества (композиция присадок). Для этого используется дозатор 15 с вибрационной накладкой 14. Результаты лабораторных испытаний по регенерации работающего моторного масла М-10Г2 по прототипу и предлагаемой установке представлены в табл. 1.
По данным, представленным в табл. 1, можно сделать вывод о том, что щелочное число и доля активных элементов присадок восстановленного моторного масла на предлагаемой установке достаточно близки к параметрам нового масла.
Мобильная установка может быть использована на производственных участках предприятий тяжелой и легкой промышленности, а также в отдаленных регионах, где осуществляется эксплуатация электротрансформаторов, строительство, добыча полезных ископаемых и эксплуатируется в больших количествах дорожная и строительная техника, на речном, морском и железнодорожном транспорте, а также в хозяйствах агропромышленного комплекса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Григорьев М.А., Бунаков Б.М., Долецкий В.А. Качество моторного масла и надежность двигателей. М.: Изд-во стандартов, 1981. 232 с.
2. Бусин И.В. Очистка работающего моторного масла от продуктов старения: дис. ... канд. техн. наук. Мичуринск, 2014. 196 с.
3. Остриков В.В., Тупотилов Н.Н., Матыцин Г.Д. Способ очистки моторного масла от продуктов старения и загрязнений: патент РФ № 2221841. 2002118649/04; заявл. 10.07.2002; опубл. 20.01.2004, Бюл. № 16. 3 с.
4. Бойков В.Е., Швед С.А. Способ регенерации отработанных промышленных масел и установка для его осуществления: патент РФ № 2142980. 991081166/12; заявл. 12.04.1999; опубл. 20.12.1999. Бюл. № 23. 3 с.
5. Осадчая Т.Ю., Маркелов А.В., Никифорова Т.Е., Осадчий Ю.П. Установка для регенерации отработанных масел: патент РФ № 129926. 2013100584/04; заявл. 09.01.2013; опубл. 10.07.2013. Бюл. № 19. 2 с.
6. Балтенас Р. и др. Моторные масла. Москва; Санкт-Петербург: Альфа-Лаб, 2000. 272 с.
Поступила в редакцию 24 мая 2016 г.
Маркелов Александр Владимирович, Ивановский государственный политехнический университет, г. Иваново, Российская Федерация, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры автомобилей и автомобильного хозяйства, e-mail: avtodor@igasy.ru
Маркелова Ольга Александровна, Ивановский государственный политехнический университет, г. Иваново, Российская Федерация, магистрант, кафедра автомобилей и автомобильного хозяйства, e-mail: olecfca.20.12_1 993@mail.ru
Осадчий Юрий Павлович, Ивановский государственный политехнический университет, г. Иваново, Российская Федерация, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобилей и автомобильного хозяйства, e-mail: osadchiy-y@mail.ru
Постников Аркадий Викторович, Ивановский государственный политехнический университет, г. Иваново, Российская Федерация, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобилей и автомобильного хозяйства, e-mail: osadchiy-y@mail.ru
Масленников Валерий Александрович, Ивановский государственный политехнический университет, г. Иваново, Российская Федерация, кандидат технических наук, зав. кафедрой автомобилей и автомобильного хозяйства, e-mail: osadchiy-y@mail.ru
2380
UDC 621.899:621.892.096
DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21 -6-2378-23 81
MOBILE INSTALLATION FOR RESTORATION OF PROPERTIES OF WORKING OILS OF POWER UNITS OF CARS
© A.V. Markelov, O.A. Markelova, Y.P. Osadchiy, A.V. Postnikov, V.A. Maslennikov
Ivanovo State Polytechnic University 20 8 Marta St., Ivanovo, Russian Federation, 153037 E-mail: avtodor@igasy.ru
In article the practical importance theoretical and experimental researches in the field of working out of highly effective technological processes of restoration of properties of working oils, prolongation of terms of their service and increase of reliability of work of power aggregates of cars is considered. Key words: the fulfilled oils; regeneration; coagulation; an ultra filtration; installation
REFERENCES
1. Grigor'ev M.A., Bunakov B.M., Doletskiy V.A. Kachestvo motornogo masla i nadezhnost' dvigateley [Quality of engine oil and machine integrity]. Moscow, Standart Publ., 1981. 232 p. (In Russian).
2. Busin I.V. Ochistka rabotayushchego motornogo masla otproduktov stareniya. Dissertatsiya ... kandidata tekhnicheskikh nauk [Cleaning of engine oil being in operation from age hardening products. Dissertation...of candidate of technics]. Michurinsk, 2014. 196 p. (In Russian).
3. Ostrikov V.V., Tupotilov N.N., Matytsin G.D. Sposob ochistki motornogo masla ot produktov stareniya i za-gryazneniy [The way of cleaning engine oil from age hardening products and deterioration]. Patent RF, no. 2221841, 2002118649/04, 2004. Byul. no. 16. 3 p. (In Russian).
4. Boykov V.E., Shved S.A. Sposob regeneratsii otrabotannykh promyshlennykh masel i ustanovka dlya ego osushche-stvleniya [The way of regeneration of oil waste and installation for its purpose]. Patent RF, no. 2142980, 991081166/12, 1999. Byul. no. 23. 3 p. (In Russian).
5. Osadchaya T.Yu., Markelov A.V., Nikiforova T.E., Osadchiy Yu.P. Ustanovka dlya regeneratsii otrabotannykh masel [Facility for regeneration of spent oil]. Patent RF, no. 129926, 2013100584/04, 2013. Byul. № 19. 2 p. (In Russian).
6. Baltenas R. et al.Motornye masla [Engine oil]. Moscow, St. Petersburg, Al'fa-Lab Publ., 2000. 272 p. (In Russian).
Received 24 May 2016
Markelov Aleksander Vladimirovich, Ivanovo State Polytechnic University, Ivanovo, Russian Federation, Candidate of Technics, Senior Lecturer of Vehicles and Vehicle Fleet Department, e-mail: aleksandr203.37@mail.ru
Markelova Olga Aleksandrovna, Ivanovo State Polytechnic University, Ivanovo, Russian Federation, Master's Degree Student, Vehicles and Vehicle Fleet Department, e-mail: olechca.20.12_1993@mail.ru
Osadchiy Yuriy Pavlovich, Ivanovo State Polytechnic University, Ivanovo, Russian Federation, Candidate of Technics, Associate Professor of Vehicles and Vehicle Fleet Department, e-mail: osadchiy-y@mail.ru
Postnikov Arkadiy Viktorovich, Ivanovo State Polytechnic University, Ivanovo, Russian Federation, Candidate of Technics, Associate Professor of Vehicles and Vehicle Fleet Department, e-mail: osadchiy-y@mail.ru
Maslennikov Valeriy Aleksandrovich, Ivanovo State Polytechnic University, Ivanovo, Russian Federation, Candidate of Technics, Head of Vehicles and Vehicle Fleet Department, e-mail: osadchiy-y@mail.ru
Информация для цитирования:
Маркелов А.В., Маркелова О.А., Осадчий Ю.П., Постников А.В., Масленников В.А. Мобильная установка для восстановления свойств работающих масел силовых агрегатов машин // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. Тамбов, 2016. Т. 21. Вып. 6. С. 2378-2381. DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21-6-2378-2381
Markelov A.V., Markelova O.A., Osadchiy Y.P., Postnikov A.V., Maslennikov V.A. Mobil'naya ustanovka dlya vosstanovleniya svoystv rabotayushchikh masel silovykh agregatov mashin [Mobile installation for restoration of properties of working oils of power units of cars]. Vestnik Tambovskogo universiteta. Seriya Estestvennye i tekhnicheskie nauki — Tambov University Review. Series: Natural and Technical Sciences, 2016, vol. 21, no. 6, pp. 2378-2381. DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21-6-2378-2381 (In Russian).
2381
