Файл: Башаев В.Е. Потери присадок в автомобильных фильтрах тонкой очистки масла.pdf

Г Л А В А б

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПРИСАДОК ИЗ МАСЛА ФИЛЬТРАМИ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ

В настоящее время отсутствует теория, которая позволя­ ла бы, не пребегая к опытам, расчетным путем определять величину извлечения присадок из моторных масел ФТО при различных условиях эксплуатации двигателей. В связи с указанным, в настоящей монографии представлено экспери­ ментальное исследование взаимодействия присадок СБ-3, БФК и ИНХП-21 с натурными фильтрующими элементами типа: Реготмас, ДАСФО—ЭФА и из древесной муки на пульвербакелнтовой связке. С этой же точки зрения изучались новые фильтрующие материалы, которые в ближайшие годы будут применяться для изготовления отечественных фильт­ ров.

Исследования проводились как на описанной в главе 4 безмоторной установке, так и непосредственно на двигателе ГАЗ-51 в стендовых условиях. Для исследования новых материалов, которыми располагали в ограниченных количе­ ствах, была спроектирована и изготовлена специальная уста­ новка, рассчитанная на применение малогабаритных фильт­ рующих элементов. Внешний вид н схема этой установки показаны на рис. 54. Методология исследования подробно описана в главе 4. В настоящей главе изложены результаты проведенных исследований, которые позволили установить количественные закономерности поглощения присадок фи­ льтрующими материалами из моторного масла.

Присадка СБ-3 изучалась наиболее детально, т. к. она обладает высокой поверхностной активностью и склонностью адсорбироваться на поверхности раздела фаз. Кроме того, закономерности процесса поглощения фильтрами большого класса присадок носят общий характер. Поэтому в связи с ограниченными возможностями считалось целесообразным исследовать только одно наиболее характерное соединение.

72

Остальные присадки исследовались в меньшем объеме, т. к ’ при этом ставилась более узкая задача: сопоставить различ­ ные присадки между собой с точки зрения их взаимодей­ ствия с материалом фильтрующих элементов.

Р а з д е л I

ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА ВЕЛИЧИНУ ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИСАДКИ СБ-3 НАТУРНЫМИ ФИЛЬТРАМИ НА БЕЗМОТОРНОЙ УСТАНОВКЕ

В § 4 главы 4 перечислялись параметры системы филь­ трации масла в двигателях, которые могут оказать сущест­ венное влияние на процесс поглощения присадок ФТО. Результаты исследования влияния именно этих параметров на процесс удаления присадки изложены в последующих параграфах данного раздела.

§ 1. Влияние типа фильтра и начальной концентрации присадки

Исследовались три наиболее распространенных типа фильтрующих элементов: Реготмас, ДАСФО-ЭФА и из дре­ весной муки на пульвербакелитовой связке, размерности № 1. Товарная присадка СБ-3 одной партии растворялась в

20 ч, т. к. предварительные опыты показали, что уже через

20 ч из системы отбирались пробы масла по 7 см3, для ко­ торых определялась величина поверхностного натяжения.

масла содержание поверхностно-активного вещества в масле уменьшается, а за тем остается на одном, постоянном для каждой первоначальной концентрации, уровне. Кроме того, обращает на себя внимание иная форма начального участка

73

то, что через 2 я работы установки фактически имело мес­ то поглощение присадки фильтром, величина о не измени­ лась, а осталась равной 27,4 дин'см, как и для исходного масла. Учитывая данное обстоятельство, при помощи зави­ симости а=/(с), где с—концентрация присадки в масле,

кривые о=/(т) были перестроены в кривые с=/(т) (см. фиг. 34, б), которые более наглядно показывают кинетику убыли присадки в масле. Полученные данные позволяют рассчитать кинетику поглощения присадки фильтрами. Однако чтобы результаты исследования сделать универсальными, т. е. при­

74

годными для определения поглощения присадки фильтрами других размеров, рассчитаем величину поглощения присадки в

.граммах на грамм фильтрующего материала по формуле (10). Результаты такого пересчета данных фигуры 34, б пред­

т е . 36. Фильтр из древесной муки.

мость величины А, соответствующей равновесным концент­ рациям присадки после поглощения, от начальной концент­ рации присадки в масле до фильтрации для всех трех ти­ пов фильтров. Из данных рис. 37 следует, что наибольшим удельным поглощением присадки СБ-3 обладает фильтрующий элемент типа Реготмас, а наименьшим—из древесной муки на пульвербакелитовой связке. Элемент типа ДАСФОЗФА занимает промежуточное положение. Указанное различие

75

справедливо для удельного поглощения присадки. Если же* учесть, что три рассматриваемых типа фильтрующих эле­ ментов имеют различный общий вес, то общее поглощение целым элементом в зависи­ мости от первоначальной концентрации будет таким, как это представлено на

рис38.

Как видно, разница в весе элементов нивелирует различие в поглощающей способности материалов. На основании полученных дан­ ных можно сделать следу­ ющие выводы

1. Все три типа вы скаемых отечественной про­ мышленностью фильтрую­ щих элементов энергично' извлекают из масла при­ садку СБ-3.

2. Наибольшим весовым удельным поглощением пр садки СБ-3 обладает картон, сформированный в конструк­ цию фильтра Реготмас, наименьшим—древесная мука на пульвербакелитовой связке, сформированная в виде стан­ дартного элемента. Картон, нарезанный в фигурные диски в элементе ДАСФО-ЭФА по указанному показателю, занимает промежуточное положение, близкое к материалу фильтра Реготмас.

Таким образом, при одинаковом весе элементов наибо­ лее выгодным материалом с точки зрения поглощения при­ садки является древесная мука на пульвербакелитовой связке.

§ 2. Влияние температуры фильтрации и начальной концентрации присадки в масле

Обзор литературных источников показал, что наибольшая встречающаяся в практике температура масла в картере поршневого двигателя составляет 140°С [12J. Однако это слишком высокий предел, не встречающийся в отечествен­ ной практике. Более реальной, максимально допустимой, тем­ пературой масла следует признать температуру 120°С, ука-

76

.занную Джорджи. Эти температуры примем в качестве предельных для масла в корпусе ФТО в описываемых опы­ тах. Что касается нижнего температурного предела, то на ■основании опытных данных, которые приведены в главе 4, примем ее для этих опытов равной 28°С.

Для установления влияния температуры масла на вели­ чину поглощения присадки фильтром была проведена серия опытов на безмоторной установке. В каждом опыте в кор­ пус фильтра устанавливался новый элемент типа Р-1, в систему заправлялось 4 кг масла с присадкой. Опыты про­ водились при температурах масла 28, 50, 88, 118, 128 и 138°С. Расход масла через фильтр поддерживался на уров­ не 80 кг.ч. Вначале исследованию было подвергнуто масло АС-64-10% СБ-3. После вывода установки на режим через определенные интервалы времени на протяжении 20 ч ра­ боты из системы отбирались пробы масла, у которых опре­ делялась величина поверхностного натяжения на границе

•с дистиллированной водой. На рис. 54 слева показаны ре­ зультаты опытов для указанных выше температур в виде семейства кривых, представляющих собой зависимость

концентрация присадки, не зависящая от времени фильтро­ вания.

2.Промежуток времени от начала фильтрования до установления равновесной концентрации увеличивается с понижением температуры масла.

3.При минимальной температуре опыта (£=28°С) фильтр удаляет более 80% присадки из масла. С- повышением тем­

пературы количество удаляемой фильтром присадки умень­ шается.

4. Для масла АС-6-ЬЮ% СБ-3 существует критичес­ кая температура ДР=138°С, выше которой фильтр Реготмас вообще не поглощает присадку.

77

масло ас-бнкз с2%присадки Сб-3

Рис. 39

Рис. 40

Рис. 41