CC BY
167
кий И. К. ; заявитель и патентообладатель Омский гос. тех. ун-т. — № 98107039/06 ; заявл. 13.04.1998 ; опубл. 20.06.2000.
10. Пат. № 2183288, Российская Федерация, МПК7 F 04 В 39/10, F 04 В 53/10 Поршневая расширительная машина / Калекин В. С., Бычковский Е. Г., Ваняшов А. Д., Кезь Д. Н. ; заявитель и патентообладатель Омский гос. тех. ун-т. — № 2001122558/06 ; заявл. 09.08.2001 ; опубл. 20.06.2003.
11. Пат. № 2206791, Рос. Федерация, МПК7 F 04 В 39/10, F 04 В 53/10. Поршневая расширительная машина / Ваня-шов А. Д., Калекин В. С., Коваленко С. В., Калекин В. В. ; заявитель и патентообладатель Омский гос. тех. ун-т. — № 2001122558/06 ; заявл. 09.08. 2001 ; опубл. 20.06.2003.
12. Кожевников, С. Н. Теория механизмов и машин: учеб. пособие для студентов вузов / С. Н. Кожевников. — М. : Машиностроение, 1973. — 591 с.
КАЛЕКИН Вячеслав Степанович, доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры «Нефтегазовое дело».
КАЛЕКИН Дмитрий Вячеславович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Информатика и вычислительная техника».
НЕФЕДЧЕНКО Александр Николаевич, аспирант кафедры «Нефтегазовое дело».
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 10.10.2013 г.
© В. С. Калекин, Д. В. Калекин, А. Н. Нефедченко
УДК 665 765 С. В. КОРНЕЕВ
Р. В. БУРАВКИН И. И. ШИРЛИН Н. С. ЛАВРИЕНКО А. А. ИВАННИКОВ
Омский государственный технический университет
ОАО «Сургутнефтегаз», г. Сургут
Филиал Академии тыла и транспорта МО РФ, г. Омск
ВЫБОР ТРАНСМИССИОННЫХ МАСЕЛ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР_______________________
Разработана методика выбора трансмиссионного масла с учетом влияния вязкостно-температурных характеристик на энергоэффективность агрегатов трансмиссии при эксплуатации техники в условиях отрицательных температур. Представлены рекомендации по практическому применению результатов исследования. Ключевые слова: низкие температуры, трансмиссионные масла, энергоэффективность.
При эксплуатации техника испытывает активное и, как правило, неблагоприятное воздействие климатических факторов. К главному фактору относятся низкие температуры окружающего воздуха, суточные и годовые колебания этих температур, а также влажность воздуха, осадки и ветер. В подобных условиях резко изменяются свойства конструкционных материалов, применяемых в машинах, что приводит к ухудшению условий работы узлов и агрегатов техники. В свою очередь, ужесточение условий работы, под воздействием климатических условий, приводит к снижению надежности машин в целом и эффективности их использования [1].
Эффективность эксплуатации техники зависит от большого числа факторов и свойств как самой машины, так и условий ее использования. В этой связи эффективность эксплуатации техники представляет собой совокупность двух понятий: производитель-
ность машины и затраты на ее приобретение и использование [2].
По мере эксплуатации возрастают затраты на содержание техники [3]. Так, если машина не рассчитана на эксплуатацию в условиях Севера, то затраты на ее содержание могут увеличиваться до 2 — 4 раз в сравнении с затратами на эксплуатацию в условиях умеренного климата. Причиной такого роста затрат является увеличение расходов на топливо, запасные части и неплановые ремонты техники, что особенно проявляется при низких температурах.
Одной из причин снижения эффективности эксплуатации техники в суровых климатических условиях является изменение свойств эксплуатационных жидкостей и смазок, в частности трансмиссионного масла.
Низкие температуры окружающего воздуха приводят к повышению вязкости трансмиссионного
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013
Рис. 1. Алгоритм методики выбора вязкостно-температурных характеристик трансмиссионного масла
масла, что повышает внутренние потери в агрегатах трансмиссии и снижает общий к.п.д. трансмиссии машины. Кроме того, повышение вязкости нарушает режим смазывания деталей агрегатов, так как масло с повышенной вязкостью не поступает в зоны контакта, что вызывает повышенный износ, а это снижает надежность агрегатов.
В сложившемся положении при эксплуатации техники в суровых условиях вопросам предпусковой подготовки агрегатов трансмиссии не уделяется должного внимания. Обычно решение указанной проблемы ограничивается использованием всесе-зонных трансмиссионных масел, рекомендованных заводом-изготовителем, без учета особенностей эксплуатации техники. При этом не уделяется вни-
мания вопросу энергоэффективности агрегатов трансмиссии машин.
Таким образом, несмотря на существующие методы подбора трансмиссионных масел, остается недостаточно изученным влияние вязкостно-температурных характеристик трансмиссионного масла на энергоэффективность агрегатов трансмиссии техники, что особенно актуально для землеройнотранспортных машин (ЗТМ), поскольку энергоэффективность трансмиссии таких машин напрямую влияет на их производительность [2].
Результаты проведенных исследований влияния вязкостно-температурных свойств трансмиссионного масла на коэффициент полезного действия (к.п.д.) агрегатов трансмиссии [4] позволили разра-
І
Е
?
га
І
температура смазочного масла, С
Рис. 2. Экспериментальные данные влияния температуры масла на изменение расхода топлива автогрейдером ДЗ-98
Рис. 3. Расчетные зависимости влияния вязкостно-температурных характеристик трансмиссионных масел на общий к.п.д. трансмиссии автогрейдера ДЗ-98
ботать методику выбора вязкостно-температурных характеристик трансмиссионного масла для повышения эффективности использования в ДСМ, эксплуатирующихся в условиях отрицательных температур холодного климата.
Последовательность выбора вязкостно-температурных характеристик трансмиссионного масла базируется на разработанной математической модели [4]. Основным критерием выбора масла является величина к.п.д. агрегата полученная на основе расчетов.
Результаты проведенных теоретического исследования и эксплуатационных испытаний, свидетельствуют, что при низких температурах окружающего воздуха из-за повышения вязкости трансмиссионного масла повышается, увеличиваются гидравлические потери на перемешивание, а это снижает общий к.п.д. трансмиссии техники.
В таких условиях при использовании трансмиссионного масла без учета его вязкостно-температурных характеристик резко снижается эффективность эксплуатации машины за счет увеличения потерь в трансмиссии машины, которые приводят к увеличению расхода топлива при снижении общей производительности.
На основе вышесказанного и с учетом методических основ подбора масел [5] разработана методика выбора вязкостно-температурных характеристик трансмиссионного масла с учетом снижения энергоэффективности трансмиссии при эксплуатации техники в условиях холодного климата. Методика выбора трансмиссионного масла с учетом изменения вязкости масла и, следовательно, к.п.д. агрегатов трансмиссии, при эксплуатации техники в регионах с холодным климатом представлена в виде алгоритма (рис. 1).
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013
В результате экспериментального исследования было выявлено снижение расхода топлива (рис. 2), которое обуславливается снижением потерь в агрегатах трансмиссии. Представленные графики показывают, что с повышением температуры трансмиссионного масла снижается эффект от применения маловязкого трансмиссионного масла.
Применение маловязкого масла позволяет снизить потери и, следовательно, должно приводить к снижению эксплуатационного расхода топлива. Таким образом, проведенные исследования показали, что замена трансмиссионного масла «Экойл-Т» на масло ТСЗп-8 привело к сокращению расхода топлива в среднем до 5 % при движении с нагрузкой (имитация рабочего режима) и до 8 % на транспортных режимах работы автогрейдера.
В основу методики выбора трансмиссионного масла были положены результаты решения разработанной математической модели для различных температур окружающего воздуха с учетом вязкостно-температурных характеристик трансмиссионных масел по ГОСТ 23653-79 [6], с использованием которой определены значения общего к.п.д. трансмиссии автогрейдера ДЗ-98 (рис. 3).
Из графиков видно, что трансмиссионное масло ТСЗп-8 обеспечивает высокий к.п.д. в широком диапазоне температур окружающего воздуха. Пологая характеристика зависимости объясняется высоким индексом вязкости масла (не менее 140 против 90 у других образцов) и низкой температурой застывания (не выше —500С).
Представленные зависимости на номограмме (рис. 3) справедливы для масел с аналогичными вязкостно-температурными характеристиками. На основании предварительного выбора нескольких марок трансмиссионных масел следует определить изменение вязкости выбранных масел в зависимости от температуры нагревания в процессе работы машины. Таким образом, произведя необходимые сопоставления для рассматриваемых марок масел, производится выбор оптимального масла исходя из условия максимального к.п.д. на характерных режимах работы машины, после чего определяются возможность и целесообразность рационализации сроков замены масла, исходя из организационной возможности и периодичности работ технического обслуживания.
Библиографический список
1. Корнеев, С. В. Особенности применения трансмиссионных масел в условиях низких температур / С. В. Корнеев,
Н. В. Дорошенко, И. П. Залознов // Значение технических регламентов в решении проблем создания и эксплуатации автомобилей в условиях Сибири и Крайнего Севера : материалы внеочередной конф.-семинара Ассоциации автомобильных инженеров. — Сургут, 2005. — С. 73 — 77.
2. Эксплуатация дорожных машин : учебник для вузов / А. М. Шейнин [и др.] — М. : Машиностроение, 1980. — 336 с.
3. Топливная экономичность автомобилей с бензиновыми двигателями / Т. У. Асмус [и др.]. — М. : Машиностроение, 1988. - 504 с.
4. Корнеев, С. В. Эффективное использование трансмиссионных масел в условиях холодного климата / С. В. Корнеев, Н. С. Лавриенко // Техника и технология современного нефтехимического и нефтегазового производства : материалы 3-й науч.-техн. конф. аспирантов, магистрантов, студентов, творческой молодежи профильных предприятий и организаций. -Омск, 2013. - С. 201-207.
5. Горбунов, С. П. Разработка методики выбора моторного масла в эксплуатации (на примере городских автобусов) : дис... канд. техн. наук / С. П. Горбунов ; МАДИ. — М., 2006. — 201 с.
6. ГОСТ 23652-79. Масла трансмиссионные. Технические условия. — М. : Госстандарт, 1979. — 18 с.
КОРНЕЕВ Сергей Васильевич, доктор технических наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой «Нефтехимические технологии и оборудование» Омского государственного технического университета (ОмГТУ).
БУРАВКИН Руслан Валерьевич, кандидат технических наук, заместитель начальника отдела эксплуатации УТТСТАД ОАО «Сургутнефтегаз», г. Сургут. ЛАВРИЕНКО Наталья Сергеевна, магистрант, группа ВМС-512 ОмГТУ.
ШИРЛИН Иван Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Нефтехимические технологии и оборудование» ОмГТУ.
ИВАННИКОВ Алексей Алексеевич, начальник кафедры «Ремонт бронетанковой и автомобильной техники» Омского филиала Академии тыла и транспорта МО РФ.
Адрес для переписки: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11.
Статья поступила в редакцию 03.10.2013 г.
© С. В. Корнеев, Р. В. Буравкин, Н. С. Лавриенко,
И. И. Ширлин, А. А. Иванников
Книжная полка
62/Ю95
Юша, В. Л. Охлаждаемые несмазываемые подшипники малорасходных турбоагрегатов : моногр. / В. Л. Юша, Н. А. Райковский; ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2013. - 125 с.
Представлены результаты экспериментального и численного исследования несмазываемых подшипников малорасходных турбоагрегатов, дан анализ взаимосвязи эффективности систем охлаждения таких узлов трения с их эксплуатационными характеристиками, рассмотрены прикладные результаты. Предназначена для специалистов в области исследования, проектирования несмазываемых металлополимерных трибосо-пряжений и их систем охлаждения роторных машин и агрегатов, а также для аспирантов, магистрантов и студентов технических вузов.
