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

димому, объясняется тем, что принудительное движение раствора через материал фильтра обеспечивало стабильную и надежную подачу присадки к адсорбционной поверхности большинства пор материала фильтрующего элемента. В пер­ вом же случае этот процесс, очевидно, должен был осу­ ществляться за счет диффузии присадки из раствора, кото­ рая, очевидно, в условиях опыта происходила крайне мед­

ленно.

Методология проводимых опытов заключалась в сле­ дующем. На основании изучения условий работы ФТО мас­ ла в реальных автомобильных двигателях устанавливался диапазон изменения перечисленных выше параметров. За­ тем проводилась серия опытов, в которых от опыта к опы­

метра на процесс взаимодействия присадки и фильтра. Точ­ но таким же образом изучалось влияние остальных парамет­ ров.

Величина присадки, поглощаемой фильтром, оценива­ лась по убыли ее в циркулирующем масле. Для этого необ­ ходимо было выбрать метод, который позволял бы надежно оценивать концентрацию работоспособной присадки в масле. Вообще говоря, существует множество методов для опре­ деления концентрации растворенных веществ в растворах. В частности, в практике исследования масел с присадками наибольшее распространение для определения концентрации присадок получили следующие методы:

1)определение зольности масел (для зольных присадок);.

2)определение металла, входящего в состав присадок,, спектральным методом;

3)определение металла присадки полярографическим методом;

4)определение металла присадки химическим анализом;

5)применение меченных радиоактивными изотопами присадок.

В физико-химической практике для определения эле­ ментов в жидких растворах широко применяются также хромотографический, колориметрический методы, пламенная спектроскопия и др. [24, 25]. Кроме того, при работе с по­ верхностно-активными веществами в качестве чувствитель­ ной характеристики для определения их концентрации в растворе (в определенном интервале концентраций) часто используется величина поверхностного натяжения раствора на границе с примыкающей к нему фазой [26]. Присадка СБ-3, которая, как уже указывалось, является основным объектом исследования, представляет собой бариевую соль сульфокислот. Поэтому определение ее концентрации мо-

46

жет быть осуществлено либо по содержанию бария в масле, либо по какому-нибудь физико-химическому показателю1 качества масла, закономерно изменяющемуся с изменением концентрации присадки. Применение меченных присадок не рассматривалось, т. к. это связано с необходимостью иметьспециальное помещение, оборудование и соответствующей квалификации обслуживающий персонал.

Для определения концентрации поверхностно-активной присадки СБ-3, мы использовали величину поверхностного натяжения а. Этот выбор был обусловлен рядом причин, к числу которых следует отнести:

а) высокую чувствительность метода (точность опреде­

в) однозначную зависимость между моющими свойства­ ми масла (по методу ПЗВ) и о при различных концен­ трациях СБ-3.

Следует отметить также весьма примечательный факт,, обнаруженный при проведении опытов: по мере отфильтровывания присадки из масла зольность последнего, пропор­

циональная содержанию Ва, изменяется менее интенсивно, чем величина а, что видно из рис. 21.

Если придерживаться точки зрения исследователей,, утверждающих, что раствор присадки в масле может рас­ сматриваться как неводный электролит, то картине, пред­ ставленной на рис. 21, можно дать объяснение.

При диссоциации присадки СБ-3, по-видимому, на по­ верхности материала фильтра потенциалобразующими иона­

Известно [28], что противоионы только частично могут прочно удерживаться около адсорбционной поверхности. Остальная часть их диффузно распределяется в прилегаю­ щем к поверхности адсорбента слое масла. При движении

47

масла через поры фильтра с конечной скоростью часть катионов бария уносится и обнаруживается в отобранных пробах. Явления описанного типа для электролитов извест­ ны давно, ими как раз и объясняется потенциал протекания.

Для большей достоверности был поставлен дополни­ тельный опыт на малой установке (см. рис. 54) по адсорб­ ции присадки СБ-3 из масла материалом фильтра типа Р-1. В отобранных пробах масла определялись: величина поверх­ ностного натяжения о и содержание Ва методом пламенной ■фотометрии [29]. Далее при помощи зависимее™ с = / (о) определялись соответствующие концентрации присадки СБ-3.

На рис. 22 представлена зависимость показаний прибора пламенного фотометра (пропорциональная содержанию ба­ рия в фотометрируемом образце масла) от концентрации присадки СБ-3 в АС-6НКЗ, которая использовалась для оп­ ределения содержания присадки в отработанных пробах масла*1. Результаты этих опытов показаны на рис. 23.

или Ва) надежнее характеризует содержание работоспособ­ ной части моющей присадки в масле, последнее после окончания опыта на большой установке (результаты кото­ рого изображены на рис. 21) было подвергнуто испытанию

1 В опытах использовался пламенный спектрофотометр типа Spektromom 380 L венгерского производства. Перед фотометрированием пробы масла с присадкой разводились в спиртобензольной смеси в отношении 1 : 50. Условия спектрофотометрирования были следующие:

давление водорода—0,15 ати; давление кислорода—0,7 ати\ светофильтр X=825 м р; усиление— х 10.

48

на установке ПЗВ. Моющие свойства этого обр'зца масла были оценены 2,5—3 баллами по цветной эталонной шкале

(ГОСТ 5726-53).

На рис. 24 изображена экспериментальная зависимость моющих свойств масла АС-6 от содержания в нем присад­ ки СБ-3.

Согласно этой зависимости моющим свойствам в 3 бал­ ла соответствует содержание СБ-3 в масле, равное прибли­ зительно 2,5°/„. Учитывая, что точность метода ПЗВ состав­

•фильтрами ни содержание Ва, ни зольность масла не могут служить надежным показателем концентрации работоспо­ собной части присадки в масле. Величина же о может быть

тиллированной водой. Диаметр капилляров колеблется в

h и /і0—величина вакуума в пробирке прибора Ребиндера в момент установления равновесия между силами поверхностного натяжения и гидростатического дав­ ления на кончик капилляра для анализируемой и эталонной жидкости.

Вся работа по определению а практически не отлича­ лась от обычных приемов использования прибора Ребинде­

ра, досточно подробно описанных в литературе. Из рис. 19 ридно, что концентрация присадки СБ-3 может надежно оп­

садки на фильтрах ее содержание не превышало этого пре­ дела, начальные же концентрации были известны.

§. 4. Диапазон изменения конструктивных и эксплуатационных параметров системы тонкой фильтрации масла в отечественных автодвигателях

В настоящей монографии описано влияние только тех параметров системы тонкой фильтрации масла, которые мо­ гут оказать влияние на процесс поглощения присадок ФТО.

Ких числу следует отнести:

1)объем масла, заливаемого в двигатель;

2)тип и материал фильтрующего элемента;

3)вес фильтрующего элемента;

4)температура масла в корпусе ФТО;

5)концентрация присадки в масле;

6)время циркуляции масла через фильтр.

С целью получения практически полезных данных, вна­ чале установили в каких пределах изменяется каждый из перечисленных выше параметров в условиях эксплуатации для различных моделей отечественных автодвигателей. Из. табл. 5 главы 2 видно, что объем масла, заливаемого в кап-

большинстве используются сменные элементы ФТО из картона, бумаги и древесной муки на пульвербакелитовой связке. Именно эти типы ФТО могут обладать высокой адсорбцион­ ной способностью по отношению к присадкам, благодаря развитой поверхности контакта с маслом. Вследствие ука­ занного, эти наиболее опасные с точки зрения нежелатель­ ного извлечения присадок і-з масел фильтрующие элементы

5С