Файл: Башаев В.Е. Потери присадок в автомобильных фильтрах тонкой очистки масла.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.08.2024
Просмотров: 55
Скачиваний: 0
вфильтрующих материалах из второстепенного превратился
впервоочередный.
Не следует забывать также, что работы предыдущих лет были посвящены исследованию присадок и фильтров, которые в настоящее время вышли из употребления. Бла годаря указанному, результаты ранее проведенных исследо ваний в лучшем случае представляют лишь методический интерес.
В настоящей монографии изложены результаты исследо ваний адсорбционного взаимодействия моющих, противоизносных и антнокислительных присадок с материалами филь тров тонкой очистки масла.
Г Л A B А I
ОБЗОР РАБОТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ СРАБАТЫВАКМОСТИ ПРИСАДОК В ФИЛЬТРАХ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ МАСЛА ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Вначальный период развития двигателестроения приме няемые адсорбционные частичнопоточные фильтры тонкой очистки масла можно было считать вполне совершенными. Они не только задерживали мельчайшие механические при меси, но и продукты загрязнения, попадающие в масло из> камеры сгорания, а также первичные продукты окисления самого масла.
Всвязи с развитием конструкций двигателей условия работы смазочного масла становились все тяжелее и, нако нец, наступил такой момент, когда масла, даже прошедшие самые совершенные методы очистки, стали неудовлетвори тельно работать в двигателях. Сокращение повышенного износа трущихся деталей двигателя, а также увеличение
срока службы масла в двигателе стали достигать |
примене |
нием специальных добавок к маслу—присадками. |
По своим |
свойствам присадки разделяются на присадки монофункцио нального и полифункционального действия. Моющие при садки, используемые в качестве компонентов современных композиций присадок в моторных маслах, являются поверх ностно-активными веществами, способными адсорбироваться на границе раздела масло—твердое вещество. При прохож дении масла с присадками через фильтр тонкой очистки элемент фильтра задерживает на себе значительную часть присадки. Это объясняется тем, что сам фильтрующий эле мент имеет довольно развитую адсорбционную поверхность.
Одним из первых исследователей, обратившим внима ние на то, что фильтрующий материал выбирает заметную часть присадки из масла, был американский ученый Мак Дональд. Еще в 1939 г. в своей статье [1] автор показал,
9
что свежий масляный фильтр из фулеровой земли удаляет
-более |
50% присадки типа мыл из дизельного масла |
за 8 я |
|
работы и 80%за 24 я. |
lubricating' |
oils“ |
|
В |
статье „Filtration of diesel fuel and |
||
X. В. |
Нутт [2] описывает исследование |
„срабатываемое™ „ |
присадок в фильтре тонкой очистки масла непосредственно
на двигателе, а также на специальной лабораторной |
уста |
|
новке. |
масла, содержащие |
мою |
Объектами испытания были |
||
щую присадку, состав которой |
не указан, а также фильтру |
|
ющие элементы, выпускаемые специализированными |
амери |
|
канскими фирмами. |
|
|
Наблюдая за состоянием масла с присадкой в процессе работы его на реальном двигателе, Нутт установил (рис. 1), что в начальный, период работы (в течение 75 я) содержа ние твердых, частиц в масле сильно увеличивается.
Приблизительно через 75 я работы двигателя эффект действия присадки стал уменьшаться, что видно по резкому уменьшению примесей в масле, объясняемому отсутствием необходимого количества стабилизатора. Примеси, выпавшие цз. масла, задерживались фильтром вплоть до его насыще ния, имевшего место после 200 я работы. После забивки фильтра вновь наблюдалось увеличение примесей в масле. Как видно из результатов испытаний, срок службы мою щего соединения был коротким.
Ввиду того, что воспроизводимость результатов при использовании загрязненного масла достигалась с трудом из-за различной способности углеродистых частиц адсорби ровать присадки, содержащиеся в масле, автор исследова ние адсорбционных свойств фильтрующих элементов про водил в основном на лабораторном стенде.
При этих испытаниях чистое (неработавшее) масло,со держащее присадки, подогревалось до температуры 71,1°С. Затем подогретое масло прокачивалось по системе через ■фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки при пере паде давления 20 ф. дюйм2 в течение 100 я. В процессе ис пытания периодически отбирались пробы масла из системы и определялось процентное содержание присадки.
Удаление присадки фильтрами в количестве до.30% считалось допустимым. Автор также отмечает, что некото рые присадки особенно хорошо удаляются фильтрующим материалом из хлопчатобумажных текстильных отходов, к сожалению, не указывается, какие именно присадки.
Следует отметить, что Нутт является одним из первых -исследователей, предложившим специальную лаборатор ную установку для исследования адсорбционных свойств
•фильтрующего элемента. С помощью такой установки можно
•с достаточной точностью определить, какое количество при
10
садки и за какой промежуток времени выбирается |
из |
масла |
||
фильтром тонкой очистки. |
|
|
|
|
Очевидно; что |
данные, |
приведенные в статье |
Нутта |
|
носят лишь познавательный |
характер, т. к. фильтрующи |
|||
элементы, масла и присадки, |
использованные в |
исследова |
||
нии, были распространены в то время в США и не |
приме |
|||
шяются в Советском |
Союзе. |
|
|
|
jPac. I. Эффект извлечения.детер- |
Рис. 2. 1—бак |
для масел; 2—забороч- |
||
гента из масла от эксплуатаціи- |
ный насос; 3 |
—масляный насос; 4- |
||
опиых свойств фильтра и |
фильтр |
грубой |
очистки; 5 —фильтр |
|
загрязненности масла. |
тонкой |
очистки; б —трехходовой кран |
||
|
для отбора проб; |
7—регулировочный |
вентиль; 8—стенд'УСИН-І; 9—по догреватель.
В связи с тем, что адсорбционные фильтры тонкой очистки при применении присадок к маслу имеют юущественный недостаток, т. е. выбирают присадку из масла, воз никло мнение, что применение центробежных маслоочистителей будет свободно от указанного недостатка.
Однако Уоткинс [3] отмечает, что любой дисперсант, молекулы которого адсорбированы на сравнительно больших частицах смол, суспензированных в масле, будет удаляться при пропускании масла через механический фильтр. При этом диспёрсант выполняет свое назначение до тех лор, пока суспензированные им частицы не достигнут фильтра.
Г. Г. Зуидема [4] указывает, что при применении ми неральных масел без присадок адсорбционные фильтры име ют некоторые преимущества перед механическими. Подоб ное утверждение объясняется тем, что адсорбционные филь тры в состоянии удалять из масла весьма агрессивные раст воренные продукты окисления, например, корродирующие кислоты, осадки и т. д. Однако, при применении масел <;• присадками, наряду с продуктами окисления адсорбцион
11
ный фильтр также хорошо удаляет и присадку. В данном случае очевидны преимущества механического фильтра.
Как видно, сведения, приведенные в работах [1,3, 4], носят общий характер и не показывают в каких условиях
ив каких количествах присадка адсорбируется фильтром.
Вработах отечественных исследователей изучались фак торы, влияющие на удаление присадок фильтрами. Так, в ра боте Сеничкина в 1952 г. [5] исследовались присадки, со держащие металлы: барий, кальций, кобальт, свинец. В’ период проведения указанного исследования в маслах со держание присадок не превышало 3%, апотому при иссле довании влияния начальной концентрации присадки на удаление последней фильтром было достаточно использовать масла, содержащие присадку в количестве не более 5%.
Всвязи с тем, что в настоящее время применяют ком позиции присадок, которые добавляются к маслам в больших количествах (до 20°4), представляло интерес изучить влияние
концентрации присадки на удаление |
последней |
фильтрами |
|
в более широких пределах. |
в |
указанной |
работе типы |
Помимо того, исследованные |
|||
фильтрующих элементов (АСФО, |
ПРБ и из горной шерсти) |
||
в настоящее время не применяются. |
Перспективными в об |
ласти фильтров для двигателей, работающих на маслах с присадками, являются фильтрующие элементы, изготовлен ные из специальных образцов бумаги или из материала,
не активного по отношению к присадкам, но |
в то же время |
способного обеспечить тщательную очистку |
масел от при |
месей. |
отличается от |
Строение современных присадок также |
ранее применявшихся, что в определенной степени отража ется на характере их адсорбции.
В указанной работе в качестве параметра, определяюще го концентрацию присадки в масле, используется содержа ние бария. Если учесть исследования последних лет [6], в которых растворы присадок в маслах рассматриваются как неводные электролиты, а также учитывается возможность диссоциации некоторых присадок на ионы, то вышеуказан ный метод определения активной части присадки должен быть тщательно обоснован.
Также неясен вопрос о влиянии температуры на вели чину адсорбции присадок. В работе указано, что с повыше нием температуры масла величина поглощения присадки фильтром увеличивается. Как известно, адсорбция является результатом двух противоположно действующих процессов: теплового движения молекул и сил притяжения молекул присадки к поверхности материала фильтрующего элемента. При повышении температуры интенсивность теплового дви жения молекул возрастает, благодаря чему при определен-
12
пых условиях могут быть преодолены силы притяжения. Снижение величины адсорбции под влиянием повышения температуры является общепринятым методом идентификации
(физической адсорбции.
В научно-техническом отчете АзНИИ НП им. Куйбы шева [7] в разделе „Срабатываемость и фильтруемость масел
■с присадками“ описываются работы, |
проведенные |
отделом |
|
моторных испытаний топлив и масел |
по выявлению |
причин |
|
быстрого падения концентрации присадок к маслам |
в |
пер |
|
вые часы работы масла. |
|
|
|
Содержание бария, |
Т а б л и ц а |
2 |
|
% |
|
|
|
|
Масло дизельное |
||
|
|
летнее -)- ЦИАТИМ-339 |
||
Время ра- |
|
|
смоФТОбазо.чеин масламвым |
смо,ФТОиспы.н.чеі ымтуем маслом |
.'боты уста |
Без |
ФТО |
||
новки, ч |
|
|
||
|
ФТО |
сухой |
|
|
Масло дизельное летнее АзНИИ-7
ФТО |
,ФТОсмо- |
.ченнбазо масломвым |
,ФТОсмо- .ченниспы туемым маслом |
сухой |
|
|
|
Свежее |
0,20 |
0,20 |
0,20 |
0,20 |
" 0,18 |
0,18 |
0,18 |
масло |
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,20 |
0,16 |
0,17 |
0,18 |
0,17 |
0,17 |
0,18 |
1 |
0,19 |
0,14 |
0,15 |
0,16 |
0,16 |
0,16 |
0,16 |
2 |
0,19 |
0,14 |
0,15 |
0,15 |
0,13 |
0,16 |
0,14 |
3 |
0,19 |
0,14 |
0.14 |
0,15 |
0,12 |
0,15 |
0,13 |
4 |
0,18 |
0,14 |
0,14 |
0,15 |
0,13 |
0,15 |
0,13 |
5 |
0,18 |
0,14 |
0,14 |
0,15 |
0,11 |
0,15 |
0,13 |
10 |
0,18 |
0,14 |
0,14 |
0,15 |
0,11 |
0,15 |
0,13 |
15 |
0,18 |
0,13 |
0,14 |
0,14 |
0,10. |
0,14 |
0,13 |
20 |
0.1S |
0,13 |
0,13 |
0,14 |
0,09 |
0,14 |
0,12 |
Падение |
10 |
35 |
35 |
30 |
50 |
22,2 |
33,3 |
концентра |
|||||||
ции, 96 |
|
|
|
|
|
|
|
Исследования проводились на стандартном лабораторном
•стенде для испытания масляных насосов и фильтров — УСИН-1, схема которого представлена на рис. 2. Объектом испытания являлось дизельное летнее масло и присадки
13