Physicochemical properties of engine oil mixtures with SUPROTEC lubricating composition



Cite item

Abstract

The results of study the engine oil mixtures with SUPROTEC lubricating composition are pro- vided in paper. It is shown that effect of the lubricant composition on physicochemical properties of the engine oil is negligible. It is suggested that this effect is not related to properties of oil-ultrafineparticles system, which performs a role of carrying agent in the composition.

Full Text

Известно, что присутствующая в моторном масле смазочная композиция СУПРОТЕК обладает не только моющим действием (снимает нагары и отложения с поверхностей дета- лей двигателя), но и формирует на деталях поверхностный износостойкий слой с низким ко- эффициентом трения. Такая способность смазочной композиции связана с присутствующими в ней слоистыми силикатами (активный компонент ультрадисперсные частицы серпентинов, хлоритов и других минералов), которые, как это указано в литературных источниках, хими- чески нейтральны ко всем веществам, входящим в пакет присадок смазочного материала. Однако сложная структура указанных минералов, многокомпонентность состава, а также присутствие примесей Fe2+, Fe3+, Al, Mn, Ni, Ti, Ca и ОН групп, например, в серпентине, вы- зывает необходимость проведения опытов, связанных с контролем физико химических свойств смазки после введения в нее смазочной композиции СУПРОТЕК. Экспериментальная часть Исследованию подвергали синтетическое моторное масло Сastrol Magnatec 5W 40 (API SN/CF) и смазочную композицию СУПРОТЕК УНИВЕРСАЛ (СКУ). Готовили пробы исход- ного масла и работавшего масла (РМ). Содержание в пробах смазочной композиции состав- ляло 2-16%. Работавшее масло - это пробы, взятые из прогретого двигателя масла после 8 тысячного (км.) пробега автомобиля. Объем жидкой фазы во всех опытах не превышал 20 мл. Перед приготовлением смесей масел с СКУ флакон, содержащий смазочную компози- цию, по рекомендации производителя, подвергали интенсивному встряхиванию. Кинематическую вязкость объектов исследования определяли (в интервале температур от 40ºС до 100ºС) вискозиметрами ВПЖ 4, плотность (ρ) жидкостей измеряли нефтеденси- метрами. Расчет вязкости (ν, сСт) проводили по уравнению:   C  , (1) где: С - постоянная вискозиметра, сСт·с 1; τ - среднеарифметическое время истечения масла и проб, содержащих компоненты масла и кондиционера металла, сек. Расчет индекса вязкости (ИВ), характеризующего вязкостно температурные свойства моторного масла и проб, содержащих компоненты масла и смазочную композицию, осу- ществляли по формулам: ИВ   (anti log N ) 1  100 ; (2)  0.00715  N  log H  logU , (3) logY где: U и Y - кинематическая вязкость при 40 и 100ºС; H - кинематическая вязкость при 40ºС моторного масла с индексом вязкости 100, обладающего той же вязкостью, что и ис- пытуемые пробы при 100ºС. Значения Н определяли по таблице. Процесс набухания резины изучали, используя не специальную маслобензостойкую ре- зину, а обычную, применяемую для изготовления медицинских бинтов. Габаритные размеры образцов (плоскопараллельные образцы) не превосходили 1.510 2×1.510 2×1.410 3 [м]. Рези- ну, предварительно взвешенную на порционных весах ВЛТЭ 150, помещали в пробы масла. Контроль массы образцов проводили чрез 80 часов контакта резины с объектами исследова- ния (за время 80 часов в системе резина масло устанавливается состояние равновесия [1]). Опыты проводили при 20ºС. Степень набухания резины () рассчитывали по уравнению [2]:   m  m0  / m0 , (4) где: m - масса резины после набухания, г; m0 - масса резины до набухания (до соприкосно- вения с образцом масла), г. Энергию активации вязкого течения (Еа) определяли графически по тангенсу угла наклона прямых, построенных в координатах ln от обратной температуры (1/Т). Зависи- мость вязкости от температуры описывается уравнением [3]:  Aexp(Ea / RT ) , (5) где: А - постоянная; Еа - энергия активации; R - универсальная газовая постоянная; Т - аб- солютная температура. Кислотное число (К) исходного моторного масла и проб, содержащих СКУ, определя- ли, используя метод титрования (0.05 N раствор КОН). Индикатором избытка гидроксил ионов при проведении опытов служил 1% ый спиртовой раствор фенолфталеина [4]. Этот метод определения К отличается от методики ГОСТа 5985 79, однако он позволяет оценить влияние на кислотность моторного масла смазочной композиции. Масса проб объектов ис- следования масла составляла ~10 г. Обсуждение результатов Из сопоставления данных (таблица 1) следует, что ИВ смазочной композиции ниже ин- декса вязкости исходного моторного масла. В значениях параметров ИВ смесей наблюдается определенная закономерность. С увеличением содержания СКУ индекс вязкости смесей па- дает. Аналогичным образом изменяются и вязкость смесей моторного масла со смазочной композицией. Построенные в координатах вязкость состав зависимости представляют собой прямые линии. Следовательно, смеси исходного моторного масла со смазочной композицией обладают свойством аддитивности, т. е. не будут расслаиваться как при приготовлении со- ставов (в представленных ранее пропорциях), так и при их хранении [5]. Таблица 1 Значения вязкости, плотности, индекса вязкости исходного моторного масла (ИМ), смазочной композиции (СКУ) и проб, содержащих компоненты моторного масла и смазочной композиции Параметр СКУ ИМ РМ ИМ* ИМ с 8% СКУ ИМ с 4% СКУ ИМ с 2% СКУ ν при 400С, сСт 64.5 81.9 68.2 79.0 80.5 81.3 81.6 ν при 1000С, сСт 9.0 14.1 13.8 13.2 13.6 13.8 14.0 ИВ 115 182 182 183 172 176 178 ρ, г·см 3 0.878 0.845 0.852 * - нормативные значения плотности (при 150С) и вязкости моторного масла Сastrol Magnatec 5W 40 (API SN/CF). Из составления данных (таблица 2) следует, энергия активации вязкого течения ИМ и РМ одинакова (27.7 кДж/моль). Идентичны и параметры индекса вязкости ИМ и РМ (табл.1, 2). Такая идентичность указанных параметров свидетельствует, что работавшее моторное масло не потеряло своих эксплуатационных свойств. Это подтверждается также и оценкой моюще диспергирующих свойств РМ, проведенной методом капельной пробы («масляного пятна») [6]. Диспергирующая способность (ДС) работавшего моторного масла составила 0.7 0.8 ус. ед. (неудовлетворительным считается диспергирующее свойство меньше 0.3 ус. ед.). Аналогичные параметры ДС получены и для смесей работавшего моторного масла со сма- зочной композицией [7]. Следовательно, присутствующие в смесях компоненты смазочной композиции не оказывают влиянии на формирование зоны растекания (расплыва) и зоны диффузии работавшего моторного масла, нанесенного на фильтровальную бумагу. Это ха- рактеризует не только то, что размер частиц (ультрадисперсные частицы) активного компо- нента СКУ ниже размера частиц, загрязняющих моторное масло, но и свидетельствует об от- сутствии протекания процесса агрегации частиц в более крупные образования. Такой вывод подтверждают и одинаковые параметры степени набухания резины, помещенной в работав- шее моторное масло и резины, контактирующей со смесями, содержащими СКУ (таблица 2). Размеры (d) и подвижность ( компонентов СКУ не выше и не ниже параметров d и  ком- понентов работавшего масла [2]. В противном случае значения степени набухания в смесях были бы больше или меньше значения  полученного для работавшего моторного масла. Таблица 2. Значения степени набухания резины (, энергии активации вязкого течения (Еа), кислотного числа (К) моторного масла (ИМ), работавшего масла (РМ) и смесей моторного масла со смазочной композицией Параметр СКУ ИМ ИМ с 8% СКУ РМ РМ с 2% СКУ РМ с 8% СКУ РМ с 16% СКУ , г/г 0.54±0.03 0.54±0.03 0.54±0.03 Еа, кДж/моль 30.5 27.7 27.7 27.7 К, мг КОН/г 0.06 0.70 0.76 Энергия активации вязкого течения СКУ выше на ~9% параметра Еа моторного масла (таблица 2). Однако такое отличие никак не отражается в Еа смесей моторного масла с СКУ. Следовательно, присутствующие в смесях моторных масел с СКУ ультрадисперсные части- цы не оказывают влияния на механизм перемещения (по вакансиям) молекул компонентов моторного масла из одного слоя жидкости в другой. Кислотное число исходного моторного масла после введения в него СКУ возрастает на величину, равную значению К смазочной композиции (таблица 2). Кислотность смазочной композиции намного ниже параметра К моторного масла. Такая разница в указанных значе- ниях свидетельствует, что СКУ оказывает слабое влияние на кислотность моторного масла. Таким образом, влияние смазочной композиции на физико химические свойства мо- торного масла пренебрежимо мало. Это влияние, скорее всего, связано не свойствами систе- мы масло ультрадисперсные частицы, а со свойствами минерального масла, выполняющего в указанной композиции функцию носителя. Падение индекса вязкости и рост кислотности смесей, состоящих из СКУ и моторного масла, не должен сказываться на эксплуатационных характеристиках моторного масла.
×

About the authors

A. I Akinina

Peoples' Friendship University of Russia

V. V. Bernatskiy

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)

Email: vladislav_bern@mail.ru
Ph.D.; +7 495 223-05-23, ext. 1587

A. A Khodiakov

Peoples' Friendship University of Russia

Ph.D.

R. I Abdel Sater

Peoples' Friendship University of Russia

References

  1. Афанасьев С.Г., Абу Ниджим Рамзи Хассан, Ходяков А.А. Влияние температуры на физико химические свойства моторного масла // Грузовик: строительно дорожные машины, автобус, троллейбус, трамвай. 2012. № 1. С. 31 33.
  2. Авакумова Н.И., Бударина Л.А., Дивгун С.М. и др.; Под ред. В. Ф. Куренкова. Практикум по химии и физике полимеров. М.: Химия, 1990. 304 с.
  3. Я.И. Френкель. Кинетическая теория жидкостей. Л.: Наука, 1975. 375 с.
  4. Ходяков А.А., Каменный А.В., Измайлов С.А. Эксплуатационные материалы: Методические указания к лабораторным работам. Изд. МГТУ «МАМИ», 2010. 40 с.
  5. Вагнер В.А., Гвоздев А.М. Улучшение экологических показателей дизеля путем добавки в топливо диметилового эфира. // ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК. 2006. № 4. С. 32 38.
  6. Абу Ниджим Р.Х., Ходяков А.А., Халиль И.А.С., Федосеенко Е.Ю. Физико химические показатели смазки в трибосопряжениях ДВС. Моторное масло. М.: РУДН, 2013. 44 с.
  7. Ходяков А.А., Бернацкий В.В., Федосеенко Е.Ю. Антикоррозионные свойства антифриза системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. // Тракторы и сельхозмашины. 2014. №12. С. 36 37.

Copyright (c) 2015 Akinina A.I., Bernatskiy V.V., Khodiakov A.A., Abdel Sater R.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies