Научная статья на тему 'Оптимизация угара моторного масла в судовом дизеле с высоким наддувом по критерию изнашивания'

Оптимизация угара моторного масла в судовом дизеле с высоким наддувом по критерию изнашивания Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
295
45
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ / ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ / ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА И МАСЛА / СУДОВОЙ ДИЗЕЛЬ / ГОРЮЧЕ-СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ / МОТОРНОЕ МАСЛО / МОТОРЕСУРС / МАСЛОИСПОЛЬЗОВАНИЕ / ОЧИСТКА МОТОРНОГО МАСЛА / РАСХОД МАСЛА / УГАР МАСЛА / ИЗНАШИВАНИЕ ДИЗЕЛЯ / RESOURCE SAVING / FUEL AND ENERGY RESOURCES / FUEL AND OIL SAVING / MARINE DIESEL / FUEL AND LUBRICANTS / ENGINE OIL / MOTOR RESOURCE / OIL USE / ENGINE OIL CLEANING / OIL CONSUMPTION / OIL FUME / DIESEL WEAR

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Тарасов Максим Игоревич, Семенюк Людмила Анатольевна, Гаук Георгий Александрович

Приведены результаты моделирования влияния угара масла на состояние судового форсированного тронкового дизеля при использовании горюче-смазочных материалов разных эксплуатационных свойств. Моделированием изнашивания, с использованием теории планирования экспериментов, получена зависимость скорости изнашивания от угара масла, качества применяемых горюче-смазочных материалов и форсировки судового дизеля. Выявлена зона минимального изнашивания. Установлен наиболее рациональный угар масла, обеспечивающий самые благоприятные условия для ресурсосберегающей эксплуатации ДВС. Выявлено, что снижение угара моторного масла изменяет основные направления его старения. При этом интенсивность старения масла по основным направлениям и износа двигателя по мере увеличения угара уменьшается от 0,75 до 2,25 г/(кВт×ч). Дальнейшее его увеличение сопровождается ростом скорости старения масла и изнашивания двигателя. Выявленный «излом» в зависимости И( g y) после прохождении границы g yopt = 2,25-2,5 г/(кВт×ч) обусловлен разным соотношением маслообмена в системе смазки и прорыва газов в картер. Установлен угар масла, при котором нагарои лакообразование ДВС наименее интенсивно. Наименьшие отложения нагаров на поршнях и в картере двигателя наблюдаются при его работе в зоне оптимального угара. Экспериментально установлена зависимость триботехнических свойств, в частности износных, нерастворимых продуктов старения масла при разных его угарах. Выявлено, что эти характеристики также зависят от качества применяемых горюче-смазочных материалов и условий формирования и сменяемости масляной плёнки на зеркале цилиндра, теплового воздействия на неё рабочего процесса двигателя. Итогом моделирования является прогнозирование ресурсосохраняющей эксплуатации судовых тронковых дизелей путём поддержания угара масла на оптимальном уровне.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Тарасов Максим Игоревич, Семенюк Людмила Анатольевна, Гаук Георгий Александрович

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

OPTIMIZATION OF WASTE MOTOR OIL IN SHIP DIESEL WITH HIGH BOOST BY WEAR CRITERION

The results of modeling the impact of oil burning on the condition of the ship forced trunk piston diesel engine when using lubricants with different operating properties. The dependence of wear rate on oil fume, the quality of used lubricants and marine diesel forcing is obtained by modeling wear using the theory of planning experiments. The area of minimal wear has been determined. There has been detected the most efficient waste oil providing favorable conditions for resource-saving operation of the internal combustion engine. It is inferred that reduction of engine oil fume changes the main parameters of its aging. At the same time, the intensity of oil aging in main directions and of engine wear reduce from 0.75 to 2.25 g/(kW∙h), whereas the fume increases. Its further increase is accompanied by an increase in the rate of oil aging and engine wear. The detected "fracture" depending on И( g y) after passing the border g yopt = 2.25-2.5 g/(kW∙h) is stipulated by different ratio of oil exchange in the lubrication system and the ingress of gases into the crankcase. There has been determined the degree of oil burning, at which sludging and lacquer formation of the internal combustion engine is least intense. The smallest carbon deposits on pistons and in the crankcase of the engine can be observed when the diesel engine is operating in the zone of optimal carbonation. Experimentally, the dependence of tribotechnical properties, in particular, wear of insoluble products of oil aging has been detected at different degrees of oil burning. It is revealed that these characteristics also depend on the quality of the used fuels and lubricants and the conditions of formation and turnover of the oil film on the mirror of the cylinder, the thermal effect on it of the engine workflow. The result of simulation is the prediction of resource-saving operation of marine trunk diesel engines by maintaining oil fume at the optimal level.

Текст научной работы на тему «Оптимизация угара моторного масла в судовом дизеле с высоким наддувом по критерию изнашивания»

DOI: 10.24143/2073-1574-2018-3-78-86 УДК 621.43.013:629.3

М. И. Тарасов, Л. А. Семенюк, Г. А. Гаук

ОПТИМИЗАЦИЯ УГАРА МОТОРНОГО МАСЛА В СУДОВОМ ДИЗЕЛЕ С ВЫСОКИМ НАДДУВОМ ПО КРИТЕРИЮ ИЗНАШИВАНИЯ

Приведены результаты моделирования влияния угара масла на состояние судового форсированного тронкового дизеля при использовании горюче-смазочных материалов разных эксплуатационных свойств. Моделированием изнашивания, с использованием теории планирования экспериментов, получена зависимость скорости изнашивания от угара масла, качества применяемых горюче-смазочных материалов и форсировки судового дизеля. Выявлена зона минимального изнашивания. Установлен наиболее рациональный угар масла, обеспечивающий самые благоприятные условия для ресурсосберегающей эксплуатации ДВС. Выявлено, что снижение угара моторного масла изменяет основные направления его старения. При этом интенсивность старения масла по основным направлениям и износа двигателя по мере увеличения угара уменьшается от 0,75 до 2,25 г/(кВт-ч). Дальнейшее его увеличение сопровождается ростом скорости старения масла и изнашивания двигателя. Выявленный «излом» в зависимости И(#у) после прохождении границы gyopt = 2,25-2,5 г/(кВт-ч) обусловлен разным соотношением маслообмена в системе смазки и прорыва газов в картер. Установлен угар масла, при котором нагаро- и лакообразование ДВС наименее интенсивно. Наименьшие отложения нагаров на поршнях и в картере двигателя наблюдаются при его работе в зоне оптимального угара. Экспериментально установлена зависимость триботехнических свойств, в частности износных, нерастворимых продуктов старения масла при разных его угарах. Выявлено, что эти характеристики также зависят от качества применяемых горюче-смазочных материалов и условий формирования и сменяемости масляной плёнки на зеркале цилиндра, теплового воздействия на неё рабочего процесса двигателя. Итогом моделирования является прогнозирование ресурсосохраняющей эксплуатации судовых тронковых дизелей путём поддержания угара масла на оптимальном уровне.

Ключевые слова: ресурсосбережение, топливно-энергетические ресурсы, экономия топлива и масла, судовой дизель, горюче-смазочные материалы, моторное масло, моторесурс, маслоиспользование, очистка моторного масла, расход масла, угар масла, изнашивание дизеля.

Введение

К приоритетным темам исследований по экономии моторного масла (ММ) в форсированных двигателях относятся уменьшение его расхода на угар и увеличение срока использования. Целесообразное расходование ММ в первую очередь предполагает обоснованное назначение его угара, учитывающего конструктивные особенности дизеля и условия его эксплуатации. Выбирая масло, необходимо принимать во внимание, что значительное влияние на его расход при работе двигателя имеет углеводородная основа ММ и разновидности присадок, входящих в его состав. Рациональный выбор сорта масла при оптимальном его угаре в значительной степени способствует повышению надёжности, долговечности и экономичности двигателей [1].

На примере малоразмерного дизеля [2] показано влияние угара масла на его старение и состояние двигателя. Искусственным увеличением соскабливающего действия маслосъёмных колец путём повышения их давления на масляную плёнку был снижен угар до величины появления задиров на втулке. Минимальный угар зафиксирован для дизеля без наддува. Дальнейшее его увеличение от уровня 0,8 г/(кВт-ч) способствует интенсификации маслообмена и улучшению состояния масла. При угаре 2 г/(кВт-ч) старение ММ происходит с минимальной скоростью [2]. Увеличение угара после 3 г/(кВт-ч) способствует росту скорости старения по всем направлениям, что связано с повышенными зазорами в кольцевом уплотнении поршней [3].

Выявленный в дизеле 2410,5/13 оптимальный угар в диапазоне 2-2,5 г/(кВт-ч) [2] показал возможности и пути ресурсосберегающего маслоиспользования в двигателе низкой форсировки при работе на дизельном топливе и ММ группы В2 и Г2. Представляет интерес исследование влияния угара масла группы Д2 на интенсивность его старения в дизеле с высоким наддувом при использовании низкосортного топлива - флотского и топочного мазутов. Важно выявить роль этого показателя в ресурсосберегающей эксплуатации форсированного дизеля, что непосредственно связано с изнашиванием деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ).

В статье [2] приводятся результаты экспериментального моделирования изнашивания дизеля с высоким наддувом при варьировании маслосъёмного действия поршневых колец, сопровождающегося изменением величины угара. Эксперимент проводился при участии сотрудников учебно-исследовательской испытательной лаборатории химмотологии Морского государственного университета имени адмирала Г. И. Невельского. Маслосъёмное действие колец регулировались согласно рекомендациям [4-6].

Характеристики систем смазки дизелей

Широкое применение в Дальневосточном бассейне нашли форсированные дизели WART-SILA-VASA 4L20 (4ЧН20/28) [7, 8]. Мощность двигателя равна 450 кВт при частоте вращения вала 750 мин-1, среднее эффективное давление pme = 2 МПа, средняя скорость поршня - 7 м/с, максимальное давление сгорания - 15 МПа, удельный эффективный расход топлива - 200 г/(кВт-ч). Работать двигатель может на топливе с вязкостью до 750 сСт при 50 °С. Как правило, его эксплуатация происходит на российских топочных мазутах 40В и 100 (ГОСТ 10585-99).

На номинальной мощности удельный расход масла довольно низок и на новой ЦПГ может составлять 0,75 г/(кВт-ч). В двигателе с изношенной ЦПГ, при использовании штатных масло-съёмных колец, угар ММ доходит до 3,25 г/(кВт-ч). В основном дизель рассчитан на высокий наддув и использование тяжёлых низкосортных видов топлива вязкостью до 750 сСт при температуре 50 °С, поэтому напряжённость его рабочего процесса и трибосопряжений довольно высока. Исходя из этого, важно определить угар масла, обеспечивающий минимальное изнашивание основных деталей двигателя [4].

Смазочная система дизеля обеспечена результативной очисткой масла, содержащей полнопоточный фильтр с поверхностными фильтрующими элементами типа Н-15. Помимо этого ММ дополнительно байпасно центрифугируется [5, 8].

Дизель VASA 20, используемый при проведении эксперимента, эксплуатировался по нагрузочной характеристике. На каждом этапе проводимых испытаний нагрузка фиксировалась с точностью до ±5 %. Длительность этапов испытания, последовательность и порядок нагруже-ния двигателя выбирались исходя из рекомендаций [1, 7]. Угар масла корректировали переменой маслосъёмного действия поршневых колец [5].

Контроль износа деталей ЦПГ осуществлялся согласно требованиям ОСТ 24.060.09-89. Для его проведения применялись точные методы измерения: взвешивание на аналитических весах при определении износа поршневых колец и вкладышей мотылёвых подшипников, метод искусственных баз для оценки предварительно нанесённых на цилиндровых втулках специальных лунок, измеряемых с помощью прибора УПОИ-6 [5, 8].

Для обработки данных, полученных при проведении судового эксперимента, применён некомпозиционный план второго порядка, представляющий определённые выборки строк из полного факторного эксперимента [7, 8]. В табл. 1 представлены уровни и интервалы изменения факторов, подобранные на основе априорной информации.

Таблица 1

Уровни и интервалы варьирования факторов

Фактор Кодовое обозначение Интервал варьирования Уровень факторов

нижний -1 основной 0 верхний +1

Удельный угар масла, gy, г/(кВт-ч) Х1 0,5 0,75 2 3,25

Качество топлива и масла, К„, отн. ед. Х2 3,5 0,5 4 7,5

Форсировка дизеля на режиме испытаний, рте, МПа Хз 0,75 0,5 1,25 2

Произведением показателя качества топлива Кт на зольность масла определён показатель Ктм, учитывающий противоизносные свойства используемых горюче-смазочных материалов. Так как износные свойства продуктов старения ММ обусловлены абразивными свойствами нерастворимых загрязнений, формируемыми процессом неполного сгорания топлива и окисления

масел, то при эксплуатации двигателя необходим учёт их триботехнических характеристик. Применили унифицированные ММ (ГОСТ 12337-84), зольность которых была в диапазоне 0,5-3 %. Фактор Кт, учитывающий качество применяемых топлив, рассчитали по формуле [8]:

З S Ф Г

К = + + Аф-+ A —,

где Л, - коэффициенты весомости; Зт, Зтб — зольность топлива, %; — содержание серы, %;

Ф, Фб — фракционный состав топлива, отн. ед.; Г, Гб — групповой состав топлива, отн. ед.; индекс «б» соответствует базовому топливу.

Фактор Кт является средневзвешенной величиной вышеперечисленных показателей, выявленных относительно базового топлива с коэффициентом весомости 0,25. Показатели базового топлива: Зтб = 0,1 %, Sхб = 2 %, Фб = 0,4, Гб = 0,5. Характеристики Ф и Г определяются пропорционально долям топлива, выкипающим при температуре выше 350 °С, и суммарному относительному содержанию в нём асфальтосмолистых веществ и ароматической группы углеводородов.

Обобщённую скорость изнашивания деталей ЦПГ за период испытаний 250 ч приняли в качестве функции отклика. Эта характеристика является суммой скоростей изнашивания поршневых колец, цилиндровых втулок и вкладышей подшипников, принятых с одинаковым значением коэффициента весомости [1, 7]. Изнашивание указанных элементов рассматривается в безразмерном виде (%) относительно величин исследуемых показателей при испытаниях на основном уровне: М = 0, рте - 1,25 МПа, Ктм = 4, gy = 2,0 г/(кВт-ч).

Матрица планирования (табл. 2) предполагала проведение трёх параллельных опытов в центре плана, по полученным результатам которых вычисляется дисперсия воспроизводимости. Коэффициенты модели рассчитывали по формулам, приведённым в [9].

Таблица 2

Матрица планирования и результаты эксперимента при исследовании влияния угара масла на изнашивание дизеля

№ Xo Xi X2 X3 X12 X13 X23 X11 X22 X33 у y (y - y)2

1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 203 191 144

2 1 1 -1 0 -1 0 0 1 1 0 157 154 9

3 1 -1 1 0 -1 0 0 1 1 0 197 199 4

4 1 -1 -1 0 1 0 0 1 1 0 37 48 121

5 1 0 0 0 0 0 0 0 0 94 97 9

6 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 170 177 49

7 1 1 0 -1 0 -1 0 1 0 1 135 143 64

8 1 -1 0 1 0 -1 0 1 0 1 181 174 49

9 1 -1 0 -1 0 1 0 1 0 1 53 47 36

10 1 0 0 0 0 0 0 0 0 104 97 49

11 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 224 230 36

12 1 0 1 -1 0 0 -1 0 1 1 79 84 25

13 1 0 -1 1 0 0 -1 0 1 1 74 71 9

14 1 0 -1 -1 0 0 1 0 1 1 60 56 16

15 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 97 97 0

bt 98,33 24,63 46,88 40,25 -28,5 -23,25 32,75 37,83 12,33 -1,42

Сумму квадратов отклонений расчётных значений у от экспериментальных у в опытах 5, 10, 15 в центре плана и во всех остальных точках рассчитали для получения значений дисперсии соответственно воспроизводимости и адекватности.

sв = У (у - У)2 = 53; = £ (у? - у)2 = 620.

и -1 I -1

Коэффициенты уравнения регрессии для трёх факторов [9]:

15 1 15

Ч.у,; Ь =— У х.

1 3 1 15 1 15

bo = 3 X Ус»;b =8 X jj; b*=4 X xxyj;

3 »=1 8 j=1 4 j=1

1 15 1 3 15 13

b = 7X^-72XXxlyj ~TXУс».

Обработав экспериментальные данные, получаем:

Ь0 =^295 = 98,33; Ь =^197 = 24,63; Ь2 = ^375 = 46,88;

03 1 8 8

Ь3 = 1322 = 40,25; Ь12 = 4 (-114) = -28,5; Ь13 =1 (-93) = -23,25;

Ь23 = -4131 = 32,75; Ь11 =37,83; Ь22 = 12,33; Ь33 = -1,42.

Дисперсию «2{у} воспроизводимости эксперимента вычислили по результатам опытов в центре плана (опыты 5, 10, 15). Дисперсии, характеризующие ошибки в определении коэффициентов уравнения регрессии для у, рассчитали по формулам [9]. При числе факторов k = 3 значения дисперсий:

V 53 11

П7} = —^т = - = 26,5; ПЬ,} = тПу} = т26,5 = 8,83; п0 -12 3 3

1 1 13

«2{Ь.} = -26,5 = 3,31; БЦЬ.,} = -26,5 = 6,63; «2{Ь..} = —26,5 = 7,18. г ,> 8 ' ' ' I 4 '' ' х и> 48

Необходимые для коэффициентов регрессии доверительные интервалы нашли через табличное значение критерия Стьюдента [9]. При f = п0 - 1 = 2 и 5 %-ом уровне значимости (^ = 4,3) доверительные интервалы равны:

ДЬ0 = ±4,35{Ь0} = ±4,3 • 3,0 = ±12,9; ДА,- = ±4,35{Ь,-} = ±4,3 • 1,8 = ±7,7;

ДАЙ = ±4,35{Ь,7} = ±4,3 • 2,6 = ±11,2; ДЬг = ±4,35{Ь,-1-} = ±4,3 • 2,7 = ±11,6.

Вычисленный коэффициент Ь33 следует признать статистически незначимым и исключить из уравнения регрессии, т. к. он оказался меньше доверительного интервала. Поэтому после исключения из уравнения незначимого коэффициента и перерасчёта остальных коэффициентов, используя метод наименьших квадратов [9], получаем следующее уравнение:

7 = 97,46 + 24,63х! + 46,88х2 + 40,25х3 - 28,5x^2 - 23,25хх + 32,75х2х3 + 37,94^2 + 12,44х22. (1)

Моделирование процесса угара

Используя критерий Фишера, проверяем адекватность полученной модели. Для вычисления дисперсии ^{у} адекватности нашли сумму « квадратов отклонений расчётных значений у от экспериментальных у во всех точках плана (см. табл. 2). Расчётное значение у нашли по выражению (1).

При числе коэффициентов Л' аппроксимирующего полинома равном 9, дисперсия адекватности соответствует [7]:

о2 - 620 - 53 ^ 1 „ « =-2-Е-=-= 141,8.

ад N-к -(п0 -1) 15-9-2

Представленная модель адекватна при 5 %-ом уровне значимости, т. к.

^=19,3. р 82{у} 26,3 Т

Уравнение (1) можно использовать для оценки влияния угара масла на изнашивание дизеля разной форсировки при использовании товарных топлив.

Переход от кодированных значений показателей к натуральным осуществляем по формулам: gу = 1,25X1 + 2; Ктм = 3,5X2 + 4; рте = 0,75х3 + 1,25.

При предоставлении факторов в натуральном выражении модель процесса изнашивания имеет следующий вид:

И = -0,94-20,37 е + 2,70К + 53,36р -6,51еК -

' 'Оу' тм ' г те ' о у тм ..

2 2 (2) - 24,80е р + 12,48К р + 24,28е2 + 1,02К2 .

' Оуг те ' тмх^ те ' оу 5 тм

Исследование зависимости (2) выявило, что при учёте суммарного действия линейного и квадратичного эффектов, наиболее существенное воздействие на функцию отклика И оказывает фактор яу. В модели изнашивания при представлении факторов в кодированном виде самое большое значение имеет коэффициент Ь3 (см. табл. 2), что указывает на максимальное воздействие на И фактора рте. Большое значение имеют парные взаимодействия между факторами еу и рте. Менее всего они проявляются при сочетании еу с Ктм.

Исследование зависимости (2) на экстремум выявило, что есть оптимальный угар £уорь при котором И достигает минимального значения. Взяв первую производную / аеу и прировняв её к нулю, получим выражение для оптимального, с позиций минимального изнашивания дизеля, угара масла

еуо^ = 0,42 + 0,13КТм + 0,51рте. (3)

Подставив еуорй в уравнение (2), получим зависимость для расчёта Итт:

И = -5,21-0,03К + 42,96р + 9,16К р + 0,58К2 -6,33р2 . (4)

тт ' ' тм ' * те ' тм^ те ' тм ' * те V /

Судовой эксперимент подтвердил хорошую корреляцию между натурным экспериментом в дизеле 4ЧН20/28 и результатами моделирования (рис. 1) функции И(еу, Ктм). Аппроксимация экспериментальных данных полиномом 2-ой степени показала полную сходимость расчётных и экспериментальных данных зависимостей И(еу). Расчётное выражение во всех точках эксперимента находится в поле рассеивания экспериментальных данных, границы (среднеквадратичных отклонений) которых определены с доверительной вероятностью 95 %.

Зависимость И(еу, Ктм) приведена на рис. 2, которая иллюстрирует рост И при увеличении > 2 г/(кВт-ч). Скорость изнашивания дизеля возрастает при увеличении Ктм. В этом случае повышение И при увеличении Ктм вызвано ростом абразивности нерастворимых продуктов (НРП).

0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 ду, г/(кВт ч)

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

Рис. 1. Зависимость износа дизеля от угара масла на основном эксплуатационном режиме работы дизеля

Рис. 2. Поверхность отклика функции И Ктм) на 4ЧН20/28 (pme = 1,25 МПа)

Кроме того, наблюдается удовлетворительное соответствие между состоянием ММ и показателем И. В диапазоне £у = 1,6-1,8 г/(кВт-ч), при одинаковой наработке дизеля, щёлочность масла имела наибольшее значение, а концентрация НРП была минимальной. В этом значении угара масла состояние дизеля по износу и нагарообразованию оптимальное.

Проведённое экспериментальное моделирование показало, что угар масла формирует мас-лообмен в системе смазки дизеля и оказывает существенное влияние на старение ММ. Следствием этого процесса является зависимость скорости изнашивания дизеля от состояния масла. Повышение угара от 0,75 до 2,25 г/(кВт-ч) способствует снижению интенсивности старения масла, и все его показатели стабилизируются на более выгодном, с позиции воздействия на И, уровне. При этом с увеличением форсировки дизеля и ухудшением качества (противоизносных свойств) горюче-смазочных материалов этот момент наступает при более высоких значениях gy. При этом наблюдается повышенное значение Итт.

Выводы

По мере увеличения угара выше gyopt ухудшение состояния масла вызывается более интенсивным его старением из-за усиливающегося прорыва газов в картер. Масло, находясь в распылённом виде в картере, при плохом техническом состоянии ЦПГ, когда gy > gyopt, от воздействия прорывающихся из цилиндра газов интенсивно окисляется. При этом ускорение старения масла проходит более интенсивно при нахождении факторов Ктм иpm, на нижнем уровне. Следует также отметить, что абразивные свойства НРП в масле существенным образом зависят от его угара, форсировки дизеля, качества топлива и масла [10-12].

Попытка обработать результаты износного эксперимента для оценки интенсивности старения масла в зависимости от его угара и других рассмотренных в опытах показателей, не увенчалась успехом. Это вызвано высокой дисперсией воспроизводимости показателей по интенсивности срабатывания присадок, окисления масла, его смолообразования, поступления в систему смазки нерастворимых продуктов. Эту задачу можно решить при увеличении числа отбора проб масла для анализа его старения. Кроме того, для решения этой задачи необходима раздельная оценка влияния качества топлива и масла на этот процесс. В этом заключается перспектива дальнейших исследований по оценке влияния угара масла и показу основных направлений его старения с моделированием количественных показателей.

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

1. Кича Г. П., Перминов Б. Н., Надежкин А. В. Ресурсосберегающее маслоиспользование в судовых дизелях: моногр. Владивосток: Изд-во Мор. гос. ун-та, 2011. 372 с.

2. Тарасов М. И., Кича Г. П. Исследование влияния угара масла на его старение и состояние малоразмерного дизеля // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2017. № 3-4. С. 143-147.

3. Кича Г. П. Влияние очистки масел на их расход в дизельных двигателях // Химия и технология топлив и масел. 1986. № 8. С. 22-24.

4. Кича Г. П., Тарасов М. И. Конструктивные и эксплуатационные методы снижения угара моторного масла в судовых дизелях // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2017. № 3-4. С. 138-143.

5. Надежкин А. В., Кича Г. П., Семенюк Л. А. Оптимизация режимов комбинированной очистки моторного масла в судовых дизелях методами вариационного исчисления // Морские интеллектуальные технологии. 2017. Т. 2. № 3. С. 93-101.

6. Гаук Г. А. Оптимизация угара моторного масла в судовом среднеообротном дизеле по критерию изнашивания // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2009. № 1. С. 239-243.

7. Кича Г. П., Семенюк Л. А., Таращан Н. Н. Оптимизация параметров комбинированного масляного фильтра, функционирующего в составе комплекса «дизель-топливо-масло» // Транспортное дело России. 2017. № 4. С. 96-102.

8. Кича Г. П. Эксплуатационная эффективность новых маслоочистительных комплексов в форсированных дизелях // Двигателестроение. 1987. № 6. С. 25-29.

9. Спиридонов А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981. 184 с.

10. Соболенко А. Н., Симашов Р. Р., Глазюк Д. К., Маницын В. В. Определение расхода топлива и моторного масла судовыми дизелями с учетом изменения внешних условий эксплуатации // Вестн. Аст-рахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Морская техника и технология. 2017. № 3. С. 62-73.

11. Кича Г. П., Гаук Г. А. Оценка влияния угара моторного масла в судовом форсированном тронко-вом дизеле на интенсивность старения смазочного материала и состояние двигателя // Вестн. Мор. гос. ун-та. Сер.: Судостроение и судоремонт. 2010. № 38. С. 61-72.

12. Кича Г. П., Липин Г. М., Полоротое С. П. Триботехнические характеристики нерастворимых продуктов загрязнения моторных масел и их влияние на износ дизеля // Трение и износ. 1986. Т. 7. № 6. С. 1068-1078.

Статья поступила в редакцию 20.04.2018

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Тарасов Максим Игоревич - Россия, 690059, Владивосток; Морской государственный университет им. адм. Г. И. Невельского; аспирант кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания; [email protected].

Семенюк Людмила Анатольевна - Россия, 690059, Владивосток; Морской государственный университет им. адм. Г. И. Невельского; аспирант кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания; [email protected].

Гаук Георгий Александрович - Россия, 690059, Владивосток; Морской государственный университет им. адм. Г. И. Невельского; аспирант кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания; [email protected].

M. I. Tarasov, L. A. Semenyuk, G. A. Gauk

OPTIMIZATION OF WASTE MOTOR OIL IN SHIP DIESEL WITH HIGH BOOST BY WEAR CRITERION

Abstract. The results of modeling the impact of oil burning on the condition of the ship forced trunk piston diesel engine when using lubricants with different operating properties. The dependence of wear rate on oil fume, the quality of used lubricants and marine diesel forcing is obtained by modeling wear using the theory of planning experiments. The area of minimal wear has been determined. There has been detected the most efficient waste oil providing favorable conditions for resource-saving operation of the internal combustion engine. It is inferred that reduction of engine oil fume changes the main parameters of its aging. At the same time, the intensity of oil aging in main directions and of engine wear reduce from 0.75 to 2.25 g/(kW-h), whereas the fume increases. Its further increase is accompanied by an increase in the rate of oil aging and engine

wear. The detected "fracture" depending on H(gy) after passing the border gyopt = 2.25-2.5 g/(kW-h) is stipulated by different ratio of oil exchange in the lubrication system and the ingress of gases into the crankcase. There has been determined the degree of oil burning, at which sludging and lacquer formation of the internal combustion engine is least intense. The smallest carbon deposits on pistons and in the crankcase of the engine can be observed when the diesel engine is operating in the zone of optimal carbonation. Experimentally, the dependence of tribotechnical properties, in particular, wear of insoluble products of oil aging has been detected at different degrees of oil burning. It is revealed that these characteristics also depend on the quality of the used fuels and lubricants and the conditions of formation and turnover of the oil film on the mirror of the cylinder, the thermal effect on it of the engine workflow. The result of simulation is the prediction of resource-saving operation of marine trunk diesel engines by maintaining oil fume at the optimal level.

Key words: resource saving, fuel and energy resources, fuel and oil saving, marine diesel, fuel and lubricants, engine oil, motor resource, oil use, engine oil cleaning, oil consumption, oil fume, diesel wear.

REFERENCES

1. Kicha G. P., Perminov B. N., Nadezhkin A. V. Resursosberegaiushchee masloispol'zovanie v sudovykh dizeliakh [Resource-saving oil consumption in marine diesels]. Vladivostok, Izd-vo Morskogo gosudarstvennogo universiteta, 2011. 372 p.

2. Tarasov M. I., Kicha G. P. Issledovanie vliianiia ugara masla na ego starenie i sostoianie malo-razmernogo dizelia [Examining the effect of oil burning on oil aging and on the state of low-sized diesel]. Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka, 2017, no. 3-4, pp. 143-147.

3. Kicha G. P. Vliianie ochistki masel na ikh raskhod v dizel'nykh dvigateliakh [Dependence of oil cleaning on oil consumption in diesel engines]. Khimiia i tekhnologiia topliv i masel, 1986, no. 8, pp. 22-24.

4. Kicha G. P., Tarasov M. I. Konstruktivnye i ekspluatatsionnye metody snizheniia ugara motorno-go masla v sudovykh dizeliakh [Constructive and operational methods of lowering oil fume in marine diesels]. Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka, 2017, no. 3-4, pp. 138-143.

5. Nadezhkin A. V., Kicha G. P., Semeniuk L. A. Optimizatsiia rezhimov kombinirovannoi ochistki mo-tornogo masla v sudovykh dizeliakh metodami variatsionnogo ischisleniia [Optimization of modes of combined cleaning of engine oil in marine diesels using methods of variational calculus]. Morskie intellektual'nye tekhnologii, 2017, vol. 2, no. 3, pp. 93-101.

6. Gauk G. A. Optimizatsiia ugara motornogo masla v sudovom sredneoobrotnom dizele po kriteriiu iznashivaniia [Optimization of oil fume in marine medium speed diesel subject to wear]. Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka, 2009, no. 1, pp. 239-243.

7. Kicha G. P., Semeniuk L. A., Tarashchan N. N. Optimizatsiia parametrov kombinirovannogo masli-anogo fil'tra, funktsioniruiushchego v sostave kompleksa "dizel-toplivo-maslo" [Optimization of parameters of the combined oil filter operating in terms of complex "diesel-fuel-oil"]. Transportnoe delo Rossii, 2017, no. 4, pp. 96-102.

8. Kicha G. P. Ekspluatatsionnaia effektivnost' novykh masloochistitel'nykh kompleksov v forsiro-vannykh dizeliakh [Operational efficiency of new oil cleaning complexes in high-powered diesels]. Dvigatelestroenie, 1987, no. 6, pp. 25-29.

9. Spiridonov A. A. Planirovanie eksperimenta pri issledovanii tekhnologicheskikh protsessov [Planning experiment in the course of studying technological processes]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1981. 184 p.

10. Sobolenko A. N., Simashov R. R., Glaziuk D. K., Manitsyn V. V. Opredelenie raskhoda topliva i motor-nogo masla sudovymi dizeliami s uchetom izmeneniia vneshnikh uslovii ekspluatatsii [Determining fuel and engine oil comsumption by marine diesels considering external operational conditions]. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Morskaia tekhnika i tekhnologiia, 2017, no. 3, pp. 62-73.

11. Kicha G. P., Gauk G. A. Otsenka vliianiia ugara motornogo masla v sudovom forsirovannom tronko-vom dizele na intensivnost' stareniia smazochnogo materiala i sostoianie dvigatelia [Assessment of effect of oil burning in marine high-powered trunk diesel on intensity of lubricating oil aging and state of diesel]. Vestnik Morskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriia: Sudostroenie i sudoremont, 2010, no. 38, pp. 61-72.

12. Kicha G. P., Lipin G. M., Polorotov S. P. Tribotekhnicheskie kharakteristiki nerastvorimykh pro-duktov zagriazneniia motornykh masel i ikh vliianie na iznos dizelia [Tribotechnical characteristics of insoluble products of engine oil contamination and their influence on diesel wear]. Trenie i iznos, 1986, vol. 7, no. 6, pp. 1068-1078.

The article submitted to the editors 20.04.2018

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Tarasov Maxim ¡gorevich — Russia, 690059, Vladivostok; Maritime State University named after G. I. Nevelskoi; Postgraduate Student of the Department of Ship Internal Combustion Engines; [email protected].

Semeniuk Liudmila Anatolyevna — Russia, 690059, Vladivostok; Maritime State University named after G. I. Nevelskoi; Postgraduate Student of the Department of Ship Internal Combustion Engines; [email protected].

Gauk Georgy Alexandrovich - Russia, 690059, Vladivostok; Maritime State University named after G. I. Nevelskoi; Postgraduate Student of the Department of Ship Internal Combustion Engines; [email protected].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.