Совершенствование эксплуатационных свойств масла для высокофорсированных бензиновых двигателей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.07, кандидат наук Юнисов Ильгиз Камилевич

• Юнисов Ильгиз Камилевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Юнисов Ильгиз Камилевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ХИММОТОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К РАЗРАБОТКЕ МОТОРНЫХ МАСЕЛ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Старение масел в двигателях

1.1.1. Окисление моторного масла в двигателе и образование отложений

1.1.2. Основные присадки, влияющие на старение масел

1.1.2.1. Антиокислительные присадки

1.1.2.2. Моюще-диспергирующие присадки

1.2. Общие принципы функционирования присадок в моторных маслах и изменение их качества в процессе работы

1.2.1. Изменение качества базовых масел

1.2.2. Изменение качества масел с присадками

1.3. Взаимодействие детергентов с кислотами

1.4. Показатели предельного состояния моторных масел и оперативное прогнозирование их работоспособности

1.5. Классификация моторных масел

1.5.1. Классификация моторных масел по вязкости SAE

1.5.2. Классификация моторных масел американского института нефти (АР1)

1.5.3. Классификация моторных масел АСЕА

1.5.4. Классификация моторных масел ААИ

1.5.5. Другие классификации

1.6. Проблемы создания отечественных моторных масел

1.7. Моторное масло как коллоидно-химическая система

1.8. Роль загущающей присадки во всесезонных маслах

1.9. Моющие свойства моторных масел и их оценка

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования

2.1.1. Базовые и товарные масла

2.1.2. Присадки

2.1.3. Композиции и пакеты присадок

2.1.4. Загрязнители моторного масла

2.2. Методы исследования

2.2.1. Лабораторный метод на установке высокотемпературного каталитического окисления (ВКО)

2.2.2. Оценка показателей качества масел

2.2.3. Моторно-стендовое испытание масел

2.2.4. Оценка моющих свойств моторных масел

ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРИСАДОК В ОСНОВЕ МОТОРНОГО МАСЛА КАТЕГОРИИ SL ПО API В УСЛОВИЯХ ВКО

3.1. Сравнение опытных образцов моющих присадок с зарубежными товарными аналогами

3.2. Выбор загущающей полимерной присадки

ГЛАВА 4. ПОДБОР И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА КОМПОЗИЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРИСАДОК ДЛЯ МАСЛА КАТЕГОРИИ SL

4.1. Оценка свойств композиций диспергирующих и антиокислительных присадок в условиях ВКО

4.2. Оценка качества экспериментальной композиции, пакета присадок и

зарубежного товарного аналога

ГЛАВА 5. ПОДБОР ОСНОВЫ ДЛЯ МОТОРНОГО МАСЛА КАТЕГОРИИ

SN

5.1. Сравнительная оценка качества индивидуальных базовых компонентов III, IV и VI групп по API

5.2. Выбор состава компаундированной основы

ГЛАВА 6. НАПРАВЛЕНИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ЛАБОРАТОРНЫХ

МЕТОДОВ ОЦЕНКИ МОЮЩИХ СВОЙСТВ МОТОРНЫХ МАСЕЛ

6.1. Пути повышения точности и достоверности методов оценки моющих

свойств моторных масел на лабораторных установках

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное). Свидетельство о метрологической аттестации метода оценки моющих свойств моторных масел на установке

«наклонная канавка»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное). Титульный лист стандарта организации 08151164-0236-2017 Масло моторное. Метод определения моющих

свойств на лабораторной установке НК

ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное). Паспорт загущающей присадки БУ260

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (обязательное). Патент на изобретение «Способ оценки склонности масел к образованию высокотемпературных отложений»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование эксплуатационных свойств масла для высокофорсированных бензиновых двигателей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и степень разработанности темы исследования

В связи с присоединением России ко Всемирной торговой организации, законодательство РФ о качестве товаров, услуг и технических требованиях к ним должны соответствовать европейским и мировыми стандартам. В связи с этим необходимо сформировать общие подходы к регулированию качества готовой продукции. В России широко распространены бензиновые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). В нашей стране осуществляется сборка двигателей как отечественных, так и популярных зарубежных брендов.

За последние 15-20 лет поршневые двигатели внутреннего сгорания автотранспортных средств претерпели существенные изменения, обусловленные постоянно ужесточающимися нормами экологических требований. Изменились состав и свойства используемых в двигателестроении материалов, в том числе в связи с изменениями технологических процессов массового производства. Снижение металлоёмкости и материалоёмкости сопровождается улучшением технико-экономических показателей, в которые входит рост удельной мощности двигателя с одновременным снижением удельного расхода топлив и масел. Более жёсткие требования по экологии предъявляются не только к эмиссии отработавших газов, но и к шуму, вибрации, а также электромагнитному излучению [1; 2].

Россия обладает крупным автомобильным парком, основу которого составляют легковые автомобили численностью 41,6 млн [3]. При этом, следует отметить, что существенную часть парка легковых автомобилей России составляют автомобили возрастом старше 10 лет [4]. Поэтому масла для двигателей, серийно выпускавшихся в первое десятилетие XXI века, сохраняют свою актуальность и пользуются большим спросом.

Моторное масло в современной химмотологии рассматривается как элемент конструкции двигателя внутреннего сгорания [5], и тенденции в двигателестроении диктуют новые условия производителям смазочных

материалов. Это приводит к внедрению новых решений в технологии производства базовых масел и функциональных присадок. В настоящее время является актуальной задача по импортозамещению компонентов в процессе разработки новых рецептур моторных масел высших эксплуатационных классов. Для достижения данной цели необходимы исследования компонентов масел отечественного производства и зарубежных аналогов.

Обеспечение высокого уровня эксплуатационных свойств моторных масел в ходе их разработки и производства зависит от совершенства методов испытаний. Требования к маслам предъявляются в зависимости от условий, в которых эксплуатируется техника, и особенностей конструкции применяемых в ней двигателей, что обусловливает необходимость разработки новых методов испытания, позволяющих более эффективно подобрать масла к заданным рабочим условиям [6].

Исследованиями в области химмотологии моторных масел, эффективности функциональных присадок, методов оценки эксплуатационных свойств занимались видные отечественные ученые - К.К. Папок, Н.И. Черножуков, С.Э. Крейн, В.Л. Лашхи, Г.И. Шор, В.Д. Резников, В.А. Золотов, А.Л. Чудиновских, А.С. Меджибовский, Е.М. Мещерин, Г.Г. Немсадзе, А.Н. Первушин и другие. Следует отметить, что постоянное совершенствование конструкций двигателя внутреннего сгорания, в частности бензинового, связанное с растущими экологическими требованиями, предполагает разработку высококачественных моторных масел, обеспечивающих надежную работу двигателей. Для таких двигателей недостаточно проработан вопрос производства в России моторных масел с использованием отечественных компонентов, не уступающих товарным маслам зарубежных фирм.

Целью исследования является повышение надежности работы высокофорсированных бензиновых двигателей с использованием моторного масла, содержащего отечественные компоненты.

Для достижения данной цели предполагалось решить следующие задачи:

- сравнительная оценка эффективности моюще-диспергирующих присадок отечественного и зарубежного производства;

- установление различия антиокислительных и диспергирующих свойств разработанных композиций отечественных присадок с зарубежным товарным пакетом присадок, в том числе в присутствии загрязнителей;

- выбор загущающей присадки для масла 10W-40 по классификации SAE;

- разработка оптимального пакета присадок для моторного масла с использованием лабораторных и моторно-стендовых испытаний;

- модернизация лабораторного метода оценки моющих свойств моторных масел и применение его для ранжирования образцов масел с опытными и товарными пакетами присадок.

Научная новизна

1. Впервые показано, что в частично синтетическом масле со смесью двух присадок сукцинимидного типа - СВ (высокомолекулярного сукцинимида) с избытком СБ (борированного сукцинимида) синергетический эффект диспергирующих свойств максимален.

2. Впервые показано, что в частично синтетическом масле со смесью диалкилдитиофосфатов цинка с радикалом С5 (присадка Д-1) в избытке и с радикалом С3 (присадка Д-2) достигается максимальный синергетический эффект антиокислительных свойств.

3. Впервые показано, что точность и воспроизводимость оценки моющих свойств, а также ранжируемость по этим свойствам моторных масел при высокотемпературном окислении в тонком слое на пластине из алюминиевого сплава зависит от шероховатости поверхности этой пластины и повышается при ее полировке.

Практическая значимость работы заключается в следующем: - предложена рецептура масла для высокофорсированных бензиновых двигателей, соответствующая категории SL по классификации API, с разработанным пакетом присадок, включающим отечественные компоненты (моюще-диспергирующие присадки сульфонатного и фенолятного типа,

беззольные дисперсанты сукцинимидного типа и антиокислители -диалкилдитиофосфаты цинка), не уступающая по своим свойствам зарубежному товарному аналогу;

- модернизирована методика оценки моющих свойств моторных масел на лабораторной установке НК (внесены конструктивные изменения в установку и дополнения в метод испытания) и на основании ее утвержден СТО № 08151164 -0236-2017 ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России»;

- получен патент № 2635455 на изобретение «Способ оценки склонности масел к образованию высокотемпературных отложений».

Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач был проведен обзор научно-технической и патентной литературы, проведены лабораторные исследования и моторно-стендовые испытания. Для проведения оценки физико-химических и эксплуатационных свойств испытуемых образов использовались как стандартные, так и специальные исследовательские методы.

Положения, выносимые на защиту

1. Результаты сравнительной оценки загущающих присадок различного строения в частично синтетическом базовом масле с целью выбора загущающей присадки для моторного масла 10W-40 по классификации SAE.

2. Результаты сравнительной оценки эффективности действия индивидуальных антиокислительных и моюще-диспергирующих присадок отечественного производства и зарубежных аналогов, а также их композиций в масле в условиях высокотемпературного каталитического окисления.

3. Результаты оценки эффективности действия разработанных композиций присадок в сравнении с зарубежным товарным пакетом в масле лабораторными методами и моторно-стендовыми испытаниями.

4. Модернизация лабораторного метода оценки моющих свойств на установке НК и применение этого метода для подтверждения эффективности разработанной рецептуры моторного масла категории SL по классификации API.

Степень достоверности результатов

Научные положения, представленные в работе, подтверждены достаточным объемом экспериментальных данных, их систематическим характером, с использованием различного современного научно-исследовательского оборудования, в том числе реализующего стандартные методики. Интерпретация результатов показала соответствие экспериментальных данных теоретическим представлениям.

Публикации и апробация работы

Основные положения и результаты исследования отражены в 7 научных работах, в том числе в 5 статьях в журналах перечня ВАК (2 в журнале «Химия и технология топлив и масел», 1 в журнале «Технологии нефти и газа» и 2 в журнале «Нефтепереработка и нефтехимия»), а также в тезисах докладов на международной конференции и научном семинаре. Получен 1 патент на изобретение.

Благодарности

Автор выражает благодарность своему научному руководителю, заведующему кафедры химии и технологии смазочных материалов и химмотологии и декану факультета химической технологии экологии РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, профессору, д.х.н. Тонконогову Б.П., консультантам по экспериментальной части работы: доценту кафедры химии и технологии смазочных материалов и химмотологии к.т.н. Немсадзе Г.Г. и заведующему лабораторией моторных масел ЗАО «НАМИ-ХИМ» к.т.н. Первушину А.Н., а также преподавателям и сотрудникам кафедры химии и технологии смазочных материалов и химмотологии РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, сотрудникам отдела квалификационной оценки топлив и масел и отдела смазочных масел ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России» и сотрудникам ЗАО «НАМИ-ХИМ» за помощь и поддержку при проведении исследования и подготовке диссертации к защите.

ГЛАВА 1. ХИММОТОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К РАЗРАБОТКЕ МОТОРНЫХ

МАСЕЛ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Старение масел в двигателях

Факторы, оказывающие влияние на старение работающих моторных масел и состояние ДВС, разделяются на конструкционные, климатические и эксплуатационные [7; 8].

Основным назначением моторного масла является уменьшение интенсивности изнашивания и снижение трения контактирующих поверхностей, а также отведение от них тепла в течение длительного периода времени. Это достигается формированием жестких требований к реологическим, антиокислительным нейтрализующим, смазывающим, антикоррозионным, защитным, антипенным свойствам масла [9]. Данные требования, в том числе, обусловлены необходимостью повышения надежности работы двигателя и одновременного улучшения его экологичности [10].

Качество смазочного масла оценивается по его физико-химическим и эксплуатационным свойствам. Обеспечение предъявляемых к моторным маслам эксплуатационных требований достигается посредством подбора оптимального состава базового масла и применения набора функциональных присадок [11].

В масле, находящемся в масляной системе двигателя в процессе его работы, происходят качественные и количественные изменения. Количественные изменения осуществляются за счет угара в цилиндропоршневой группе. Качественные изменения суммируются из множества химических и физических процессов, происходящих в масляной системе, таких, как загрязнение пылью из атмосферы, продуктами износа, твердыми, жидкими и газообразными частицами, образующимися при сгорании топлива и за счет образования веществ из углеводородов базового масла и присадок в результате их химических и физико-химических превращений [12]. В итоге могут произойти столь глубокие качественные изменения, что масло станет непригодным для дальнейшего обеспечения надежной смазки двигателя и будет подлежать замене на свежее.

Процесс старения моторных масел зависит от особенностей конструкции двигателей и рабочего процесса. В бензиновых двигателях важную роль в термохимических превращениях масла играют оксиды азота, продукты превращения топлива, содержащего антидетонационные добавки и т.д. [13] Снижение качества моторного масла вызвано загрязнениями, появляющимися в ходе работы в ДВС [14; 15].

1.1.1. Окисление моторного масла в двигателе и образование отложений

Окисление масла в двигателях внутреннего сгорания происходит в основном в тонком слое в зоне цилиндропоршневой группы (ЦПГ). Окисление в объеме, в картере двигателя происходит менее интенсивно. Температура масляной пленки, а, соответственно, и самого масла варьируется в разных узлах системы смазки. В частности, температура газов, прорывающихся в картер из камеры сгорания через масляную пленку в зоне ЦПГ на такте рабочего хода, составляет в бензиновых двигателях 150-450°С [16].

Для бензиновых двигателей температура верхней поршневой канавки, которая характеризует теплонапряженность работы масляной пленки в этом узле трения, может достигать 270-280 °С, а в двигателях с наддувом - и до 350 °С. В зоне трения вкладышей подшипников и шейки коленчатого вала температура составляет 150-160 °С, а температура масла в картере двигателя может колебаться в пределах 80-120 °С, при прорыве газов достигая еще более высоких значений [17].

Существенное влияние на процесс окисления масла оказывает состав газовой среды в камере сгорания, прежде всего в такте рабочего хода [18]. Одним из основных компонентов этой среды является молекулярный кислород, непосредственно участвующий в процессе зарождения цепи окисления углеводородов масла (доля кислорода в отработавших газах бензинового двигателя составляет 0,7-2,6 % об., а дизельного - в пределах 6-16 % об.) [19].

В основе окисления лежит в основном система цепных реакций с участием активных частиц, взаимодействующих с исходной молекулой и порождающих

новые активные частицы и т.п. [20] В условиях эксплуатации под воздействием кислорода моторные масла окисляются с образованием различных соединений -кислот, альдегидов, фенолов, спиртов и других [21;22].

В продуктах сгорания топливно-воздушной смеси кислород присутствует потому, что воздух поступает в каждый цилиндр с избытком от стехиометрического. На окисление и сгорание масла расход кислорода составляет лишь 2,7-6,3 % об. от общего количества.

Установлено [23], что при горении топливно-воздушной смеси в ней содержатся радикалы *ОН, *Н в концентрации 0,01-0,1 %. Активным компонентом этой смеси являются оксиды азота, содержащиеся в количестве от 0,1 до 0,4 %. Более половины их реагируют с компонентами масла в зоне ЦПГ двигателя.

Масло в зоне ЦПГ контактирует с металлами поршней, колец и прочих деталей. Сталь, чугун, алюминий, медь, свинец и другие материалы способны оказывать каталитическое влияние на окисление масла [24], что позволяет объяснить образование растворимых в масле соединений при взаимодействии продуктов его окисления с поверхностью этих материалов.

При контакте углеводородов с нагретой поверхностью металла адсорбированные молекулы ионизируются, и образующиеся ионы десорбируются в объем [25].

Масло в двигателе окисляется также в объеме, однако этот процесс в большинстве имеет подчиненное значение. Первичные продукты окисления, независимо от состава основы моторных масел, оказывают меньшее влияние на коэффициент сопротивления окислению, чем вторичные продукты [26].

Продукты деструкции топлива, такие, как сажа и жидкие продукты окисления, а также продукты превращения масла, в частности, карбены, смолы, карбоиды и другие, служат причиной образования нагара.

Отложение агрегатов смол в двигателе начинается при достижении размера частиц загрязнений в картере более 1-1,5 мкм. Продукты коррозии и неполного

сгорания, помимо каталитической активности могут служить центрами, вокруг которых идет уплотнение твердых частиц продуктов окисления.

Диспергирующие присадки играют противоположную роль, препятствуя агломеризации мелких частиц в крупные агрегаты, сохраняя тем самым стабильность коллоидной системы. Выявлено, что отрицательное влияние предшественников образования отложений уменьшается после их солюбилизации или нейтрализации присадками [27].

Нагаром называются твердые соединения углерода, которые в процессе работы двигателя откладываются на поверхности камеры сгорания, на днище поршня, клапанах и форсунке. Прозрачный слой отложений на юбке и внутренней поверхности поршня называют лаком. Около половины всех отложений в виде лака и нагара приходится на долю поршня и колец. Нагар состоит из карбенов, карбоидов, оксикислот, смол, асфальтенов и золы.

В масле идет процесс коагуляции, происходящий при различных условиях с разной скоростью и оказывающий влияние на седиментационную устойчивость системы. Согласно теории Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека (ДЛФО) устойчивость определяет электростатический фактор стабилизации.

Образование отложений в ДВС при эксплуатации рассматриваются как следствие процесса коагуляции, в частности высокотемпературные отложения -результат быстрой, а низкотемпературные отложения - следствие медленной коагуляции.

Коагуляция, седиментация, образование высоко- и низкотемпературных отложений напрямую зависят от степени окисления масла, а значит от его диспергирующих, нейтрализующих и солюбилизирующих свойств.

1.1.2. Основные присадки, влияющие на старение масел

Кислые продукты старения при отсутствии нейтрализующего, антиокислительного и солюбилизирующего эффекта масел, способны переходить в продукты поликонденсации, вызывая тем самым нежелательные явления, приводящие в дальнейшем к отказу двигателя. Ввиду того, что предотвращение накопления кислых продуктов в моторных маслах является одной из самых важных задач, стоит рассмотреть влияние соответствующих функциональных присадок на старение масла.

1.1.2.1. Антиокислительные присадки

Данные присадки предназначаются для торможения процессов окисления на начальной стадии, а также в ходе их разветвления посредством реакции с радикалами Я* и ЯОО* по следующей схеме:

Я* + 1пН ^ ЯН + 1п*

ЯОО * +1пН ^ ЯООН + 1п* (1),

где 1п* - инактивный радикал.

По кинетической классификации антиокислительные присадки подразделяются на следующие группы [28]:

- Обрывающие цепь по реакции с перекисными радикалами (например,

фенолы, ароматические амины, нафтолы);

- Обрывающие цепь по реакции с алкильными радикалами (например, хиноны и метиленхиноны);

- Разрушающие гидропероксиды (например, сульфиды, фосфиты, дитиофосфаты, карбаматы металлов);

- Дезактиваторы металлов (соединения, образующие с ними комплексы);

- Комбинированного действия (например, карбаматы, тиофосфаты металлов, метиленхиноны).

Дитиофосфаты цинка ввиду содержания серы и фосфора обладают также и противоизносными свойствами и способны улучшать трибологические характеристики масел [29].

1.1.2.2. Моюще-диспергирующие присадки

Моюще-диспергирующие присадки ввиду повышенной щелочности активно противодействуют развитию термоокислительных процессов посредством нейтрализации и солюбилизации их продуктов, долго сохраняя свою эффективность в кислой среде. В конечном итоге это обеспечивает требуемую надежность двигателей при заданной работоспособности масла.

Ключевой характеристикой моторного масла, обусловленной содержанием моюще-диспергирующих присадок, является нейтрализующая способность, определяемая по величине щелочного числа масел. Моющие и диспергирующие присадки в зависимости от их состава и степени карбонатации имеют различную щелочность, разделяясь тем самым на сверх-, высоко-, среднещелочные и нейтральные.

По химическому составу основные моющие присадки делятся на алкилфенолаты, сульфонаты и алкилсалицилаты металлов, в которых, в свою очередь имеются барий и кальций, и карбонаты этих металлов являются носителями щелочности.

Отличаясь по химическому составу и строению мицелл, детергенты проявляют своё действие сразу по нескольким направлениям, среди которых определяющими являются нейтрализующая способность, а также стабилизирующее и собственно моющее действие [30]. Собственно моющее действие связано с наличием в детергентах щелочных центров, активно взаимодействующих с дисперсной фазой, что препятствует последней выделяться из раствора и закрепляться на нагретой металлической поверхности. Это позволяет обеспечить чистоту поверхности металла. В силу большей подвижности карбоната кальция в силовом поле металла (адсорбента),

салицилаты выгодно отличаются по собственно моющему действию от сульфонатов [31].

1.2. Общие принципы функционирования присадок в моторных маслах и изменение их качества в процессе работы

1.2.1. Изменение качества базовых масел

Поведение базовых масел в составе моторных можно объяснить, исходя из того, что любые превращения, протекающие в масле в процессе его работы, определяются, в первую очередь, химическим составом основы и склонностью ее к изменению исходного состояния при внешних воздействиях. В идеальном случае масло должно выполнять свои функции, значительно не изменяя свой химический состав.

Состояние масел в большом диапазоне температур можно интерпретировать схемой, приведенной на Рисунке 1 [32].

Молекулярное

Связнодисперсное

Надмолекулярное

(сверхмицеллярное)

Свободнодисперсное Мицеллярное

Min Температура Max

Рисунок 1 - Блок-схема состояния масел в зависимости от температуры

Поведение нефтяного и частично синтетического базового масла в процессе работы в двигателе зависит от характера и степени взаимодействий в системе и, в частности, свободных радикалов с диамагнитными молекулами и между собой, нейтральных частиц с заряженными и др.

Соотношение между кинетической и потенциальной энергией части системы определяет ее устойчивость. При этом избыточная кинетическая энергия может привести к нарушению как ковалентных (гомолитическая диссоциация), так и ионных связей (гетеролитическая диссоциация).

Взаимодействие дисперсной фазы и дисперсионной среды в нефтяных системах реализуется в виде гомолиза диамагнитных молекул и рекомбинации (ассоцирования) радикалов, следствием чего является изменение группового и химического состава в том числе в результате образования асфальтенов, карбоидов и карбенов [33; 34].

Образование отложений и осадков происходит через стадии укрупнения коллоидных частиц продуктов термоокислительных превращений и их последующей коагуляции, в т. ч. гетероадагуляции.

Количество отложений (Т) в зависимости от состава масла предложено описывать формулой:

Т = 10(29.11 - 23.7х + 24.13у + 1.1Н) (2),

где х - общее содержание ароматических углеводородов в масле; у - содержание моноароматических углеводородов; Н - содержание серы и конденсированных углеводородов [35].

1.2.2. Изменение качества масел с присадками

Для обеспечения необходимых свойств масел в них вводят различные функциональные присадки. На приемистость присадок оказывает влияние химсостав масла и его степень очистки.

В процессе работы масла на эффективность присадок существенно влияет кислотность среды, формирующаяся в результате развития термоокислительных превращений.

Согласно теории ДЛФО наличие электролита (например, кислоты) в коллоидной системе приводит к коагуляции дисперсной фазы по причине сжатия двойного электрического слоя, окружающего мицеллу.

Выполняя свои функции, присадки в маслах постепенно разрушаются (срабатываются). Данному процессу способствуют образующиеся в масле кислоты.

Среди типовых присадок, входящих в состав моторных масел, довольно быстро срабатываются алкилсалицилаты и алкилфеноляты металлов, а также частично и дитиофосфаты. К сроку смены масла кроме вышеуказанных детергентов, дитиофосфаты срабатываются полностью, в то время как сульфонаты бывают отработаны только на 35-40 % [36; 37].

Срабатывание присадок и снижение качества масла, как правило, рекомендуется характеризовать уменьшением щелочного числа (щелочности) масла [38]. Снижение щелочности относительно исходного значения применительно к двигателю принято связывать с количеством заливаемого масла [39].

1.3. Взаимодействие детергентов с кислотами

Работоспособность присадок во времени и снижение эффективности их действия определяется посредством накопления в масле продуктов термоокислительных превращений и формирования кислой среды.

При исследовании особенностей поведения компонентов в сложных коллоидных системах, в том числе моторных масел, выявлено, что масла относятся к системам, для которых характерно образование разных устойчивых групп молекул (тримеры, димеры, мицеллы, ассоциаты) в объеме. Мицеллообразование, как самопроизвольная ассоциация поверхностно-активных веществ (ПАВ), рассматривается либо как фазовый переход с формированием псевдоструктуры, либо как квазихимическая или полиравновесня модель. При достаточно высоком содержании ПАВ мицеллы переходят в надмицеллярные структуры и в связнодисперсное состояние с образованием гелей.

На основании коллоидно-химических представлений о строении масла можно спрогнозировать образование отложений в двигателе. При этом высокотемпературные отложения могут рассчитываться как процесс быстрой, а низкотемпературные - медленной коагуляции.

Коллоидно-химическая модель старения масла не является единственной. Возможны другие взгляды с использованием математического моделирования,

теории вероятностей и др. Но при этом следует считать, что в настоящий момент коллоидно-химические представления являются наиболее изученными.

Тем самым, рассматривая масло как сложную коллоидную систему, можно существенно повысить точность оценки его эксплуатационных свойств посредством перехода от качественного к количественному описанию, что дает возможность повысить продуктивность решения задач на этапах как разработки масел, так их промышленного производства, а также применения в технике [40].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Юнисов Ильгиз Камилевич, 2021 год

- 231 с.

14. Черножуков, Н.И. Окисляемость минеральных масел / Н.И. Черножуков, С.Э. Крейн. - М.: Гостоптехиздат. 1955. - 372 с.

15. Tung, S.C. Automotive Lubricants and Tecting / S.C. Tung, E.G. Totten. - SAE Ynt. 2012. - 495 p.

16. Матвеевский, Р.М. Смазочные материалы / Р.М. Матвеевский, В.Л. Лашхи и др. - М.: Машиностроение, 1989, 217 с.

17. Золотов, В.А. / В.А. Золотов, В.Л. Лашхи // Химия и технология топлив и масел, 1990, №7, с. 2-3.

18. Войнов, А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях / А.Н. Войнов. - М.: Машиностроение, 1977, 277 с.

19. Ховаков, М.С. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С. Ховакова -М.: Машиностроение, 1977, 591 с.

20. Братков, А.А. Теоретические основы химмотологии / под ред. А.А. Браткова

- М.: Химия, 1985. - 315 с.

21. Кулиев, A.M. Присадки к смазочным маслам / А.М. Кулиев. - Баку: Азернефтешр, 1960. - 235 с.

22. Кулиев, А.М. Химия и технология присадок к маслам и топливам / А.М. Кулиев. - М., «Химия», 1972.

23. Mahoney, L.R. The effect of Fuel combustion Products on Antioxydant Consuption in a synthetic Engine oil / L.R. Mahoney et al. Ind. Eng. Chem. Product Res. Dev., 1980., vol. 19, №1, р. 11-15.

24. Иванов, А.В. Влияние металлов на термоокислительную стабильность масла КС-19 / А.В. Иванов, Г.М. Балак, Т.С. Алешина, Н.А. Пономаренко // Химия и технология топлив и масел. 1989. №3. с. 30-31.

25. Виппер, А.Б. Солюбилизирующее действие присадок различного строение и его влияние на свойства смазочных масел / А.Б. Виппер, С.Э. Крейн, В.В. Шор и др. // Нефтехимия, 1963. №5, с. 798-805.

26. Ковальский, Б.И. Метод контроля процессов окисления моторных масел различной базовой основы / Б.И. Ковальский, А.Н. Сокольников, О.Н. Петров и др. // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2016. - №2. - с. 21-26.

27. Итинская, Н.И. Состав высокотемпературных отложений, образующихся в дизельных двигателях / Н.И. Итинская, Н.А. Кузнецов // Химия и технология топлив и масел, 1977, №11, с. 46-49.

28. Лебедев, В. С. Влияние природных и синтетических ингибиторов на окисление нефтяных масел / Диссертация канд. техн. наук / В.С. Лебедев. -М., 1986.

29. Заславский, Ю.С. Механизм действия противоизносных присадок к маслам / Ю.С. Заславский, Р.Н. Заславский. - М.: Химия, 1978 г., - 224 с., ил.

30. Лашхи, В.Л. Систематизация представлений в области действия детергентов к моторным маслам / В.Л. Лашхи, А.Л. Чудиновских, Д.В. Бойков // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2015. - №10. - с. 38-41.

31. Лашхи, В.Л. Особенности собственно моющего действия детергентов в моторных маслах / В.Л. Лашхи, А.Л. Чудиновских, В.Д. Самусенко, А.Д. Загрядская // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2015. -№12. - с. 22-26.

32. Шор, Г.И. Актуальные аспекты химмотологии масел с присадками / Г.И. Шор. - М: ЦНИИТЭнефтехим. 1997, 66 с.

33. Унгер, Ф.Г. Роль парамагнитных молекул в межмолекулярных взаимодействиях нефтяных дисперсных систем / Ф.Г. Унгер, Н.Н. Красногорская, Л.Н. Андреева. - Томск: СО АНСССР. 1987, 46 с.

34. Унгер, Ф.Г. Механизм растворения нефтяных дисперсных систем в условиях гемолитических процессов / Ф.Г. Унгер, Н.Н. Красногорская, Л.Н. Андреева. -Томск: СО АНСССР. 1987, 37 с.

35. Лашхи, В.Л. Работоспособность смазочных масел в технике / В.Л. Лашхи, Л.Н. Багдасаров, М.Ш. Сайдахмедов, М.В. Боренко. - М: ЦНИИТЭнефтехим. 1994, 32 с.

36. Котова, Г.Г. / Г.Г. Котова, М.Ф. Уланова, М.М. Фиалко // Нефтепереработка и нефтехимия. 1988, №10, с. 20-21.

37. Котова, Г.Г. / Г.Г. Котова, М.Ф. Уланова, М.М. Фиалко, С.М. Огурцова // Химия и технология топлив и масел. 1988, №1, с. 11-12.

38. Альтшулер, М.А. / М.А. Альтшулер, А.Б. Виппер, А.С. Журба // Двигателестроение. 1988, №1, с. 26-39.

39. Двойрис, Л.И. / Л.И. Двойрис, В.К. Бондарев, Л.М. Кривеневич, Ю.Н. Жадан // Двигателестроение. 1984, №9, с. 36-40.

40. Мещерин, Е.М. Современные методы исследования, прогнозирования и оптимизация эксплуатационных свойств моторных масел. / Е.М. Мещерин., В.И. Назаров, Н.С. Нафтулин. - М: ЦНИИТЭнефтехим. 1990. - 64с.

41. Федоров, А.Б. Особенности агрегации ПАВ в органических растворителях / А.Б. Федоров, Л.П. Зайченко, А.А. Абрамзон, В.А. Проскуряков // ЖПХ., 1984, №5.

42. Апакидзе, Т.М. Теоретические основы количественной адаптации основных масел к условиям работы в агрегатах автомобилей / Т.М. Апакидзе, Д.З. Иосебидзе, В.Л. Лашхи, А.П. Чхеидзе. - Тбилиси, ГТИ, 1988, 98 с.

43. Лашхи, В.Л. Общие представления и особенности построения химмотологии моторных масел / В.Л. Лашхи, А.Л. Чудиновских. - М.: ООО «Издательский центр «Техинформ» Международной академии информатизации», 2015. - 32 с.

44. Лейметер, Т. Коллоидно-химические аспекты нейтрализующего действия детергентов в моторных маслах. Диссертация канд. техн. наук: 05.17.07 / Лейметер Тибор. - М., 2002. - 109 с.

45. Бойков, Д.В. Роль оперативных методов оценки поведения масла в ДВС / Д.В. Бойков, В.Л. Лашхи, А.Л. Чудиновских // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2018. - №8. - с. 43-45.

46. Лашхи, В.Л. Химмотологическая оценка поведения моторных масел в двигателе / В.Л. Лашхи, А.Л. Чудиновских, Д.О. Мишина - М.: ООО «Издательский центр «Техинформ» Международной академии информатизации», 2018. - 36 с.

47. Балтенас, Р. Моторные масла / Р. Балтенас, А.С. Сафонов, А. И. Ушаков, В. Шергалис. - М. - СПб.: Альфа - Лаб, 2000. - 272с.

48. ГОСТ 17479.1-85 Масла моторные. Классификация и назначение. М.: Изд-во стандартов, 1986.

49. Глаголева, О.Ф. Технология переработки нефти. Часть 1. Первичная переработка нефти / Под редакцией О.Ф. Глаголевой и В.М.Капустина. - М.: Химия, КолосС, 2005. - 242 с.

50. Каталог продукции компании «Petro-Canada» ООО «Петро-Люб» 2008г.

51. SAE 16 viscosity grade [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.oilspecifications.org/article/sae-16-viscosity-grade.php

52. Introducing the SAE 8 and SAE 12 viscosity grades [Электронный ресурс]. -Режим доступа: www.oilspecifications.org/article/introducing-the-sae-8-and-sae-12-viscosity-grades.php

53. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.api.org/products-and-services/engine-oil/eolcs-categories-and-classifications/oil-categories#tab-gasoline

54. OIL CATEGORIES [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.api.org/products-and-services/engine-oil/eolcs-categories-and-classifications/oil-categories#tab-ilsac

55. ACEA EUROPEAN OIL SEQUENCES [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

https://www.acea.be/uploads/news_documents/ACEA_European_oil_sequences_20 16.pdf

56. СТО ААИ 003-98 «Масла моторные для автомобильной техники. Классификация. Обозначение и технические требования

57. Классификация моторных масел ААИ [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

https://www. avtocar. su/publ/vse_o_avto/motornye_masla/klassifikacij a_motornykh_ masel_aai/99-1-0-388

58. Automotive Diesel Engine Oil Standard. JASO M 355:2017. Application Manual, 2017.

59. Резников, В.Д. GLOBAL DHD-1: первая всемирная спецификация на дизельные масла // В.Д. Резников / Основные средства. - 2002. - № 7.

60. Немсадзе, Г.Г. Оперативный подбор минеральных базовых масел по результатам превращений в условиях каталитического окислительного термолиза / Г.Г. Немсадзе, А.Д. Макаров, И.К. Юнисов, Е.О. Полякова, А.В. Куцев // Химия и технология топлив и масел. - 2010. - №3. - С. 53-55.

61. Шебина, С.А. Российский рынок моторных масел: тенденции и особенности коммуникаций / С.А. Шебина // Молодой ученый. - 2017. - № 45. - с. 216-218.

62. Лашхи, В.Л. Общий анализ структуры состава отечественных моторных масел и возможный порядок импортозамещения в их композициях / В.Л. Лашхи, Т. Лейметер, А.Л. Чудиновских // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, 2014, №12. - с.40-43.

63. Меджибовский, А.С. НПП «Квалитет»: проблемы и их решение в рамках импортозамещения присадок к смазочным маслам / А.С. Меджибовский, А.А.

Мойкин // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, 2014, №11. -с.35-37.

64. Сосна, М.Х. Перспективы создания производства базовых масел на основе технологии ОТЬ в России / М.Х. Сосна, И.А. Голубева, А.А. Кононенко, Е.В. Королев // Химия и технология топлив и масел, 2018, №12. - с. 52-56.

65. Первушин, А.Н. Оценка моторных масел высших групп с присадками производителей стран СНГ / А.Н. Первушин, А.Л. Чудиновских, М.О. Бабушкин // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, 2012, №10. -с. 30-31.

66. Лашхи, В.Л. Масло как сложная коллоидная система / В.Л. Лашхи, А.Л. Чудиновских, В.А. Салутенкова // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, 2015, №9. - с. 32-35.

67. Лашхи, В.Л. Физико-химические основы химмотологии моторных масел / В.Л. Лашхи, А.Л. Чудиновских. - М.: ООО «Издательский дом Недра», 2015. -355 с.

68. Чуршуков, Е.С. Современные способы и средства регенерации отработанных масел / Е.С. Чуршуков, В.П. Коваленко, В.Е. Турчанинов. - М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1987. - 75 с.

69. Туманян, Б.П. Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем / Б.П. Туманян. - М.: Техника, 2000. - 335 с.

70. Чудиновских, А.Л. Моторное масло как важный объект химмотологии / А.Л. Чудиновских, Б.П. Тонконогов, В.Л. Лашхи. - М.: ООО «Издательский дом Недра», 2014 - 223 с.: ил.

71. Сафонов, А.С. Моторные масла для автотракторных двигателей / А.С. Сафонов, А.И. Ушаков, В.А. Золотов, К.Д. Братчиков. - СПб.: НПИКЦ, 2004, 200 с.

72. Манг, Т. Смазочные материалы. Производство, применение, свойства. Справочник: пер. с англ. 2-го изд. / Т. Манг, У. Дрезель., под ред. В.М. Школьникова. - СПб.: ЦОП «Профессия», 2012. - 944 с., ил.

73. Рудник, Л.Р. Присадки к смазочным материалам. Свойства и применение: пер. с англ. яз 2-го изд. / Л.Р. Рудник, под ред. А.М. Данилова. - СПб.: ЦОП «Профессия», 2013. - 928 с., ил.

74. Лашхи, В.Л. Интерпретация состояния загущенного масла с позиции классической механики / В.Л. Лашхи, А.Л. Чудиновских, Д.В. Бойков // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, 2018, №7. - с. 42-43.

75. ГОСТ 5726-2013 Масла моторные. Метод определения моющих свойств. -М.: Стандартинформ, 2014. - 14 с.

76. ГОСТ 20303-74 Масла моторные. Метод оценки моющих свойств на установке ИМ-1. - М.: Изд-во стандартов, 1975. - 14 с.

77. ГОСТ 21490-76 Масла моторные. Метод определения моющих свойств на установке УИМ-6-НАТИ. - М.: Изд-во стандартов, 1977. - 11 с.

78. Гришин, Н.Н. Энциклопедия химмотологии / Н.Н. Гришин, В.В. Середа. -М.: Издательство «Перо», 2016. - 960 с.: ил.

79. Капустин, В.М. Технология переработки нефти нефти. Учеб. Пособие. В 4-х частях. Часть третья. Производство нефтяных смазочных материалов / В.М. Капустин, Б.П. Тонконогов, И.Г. Фукс. - М.: Химия, 2014. - 328 с.: ил.

80. Цветков, О.Н. Современные базовые масла России: планы и реалии. // О.Н. Цветков / Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, 2015, №3. - с. 15-19.

81. ГОСТ 20799-88 Масла индустриальные. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 7 с.

82. Паспорт продукции № 792-1-08-09 ООО «Лукойл - Пермнефтеоргсинтез». Дата проведения испытаний 24.08.2009.

83. ГОСТ 20287-91 Нефтепродукты. Метод определения температур текучести и застывания. М.: Изд-во стандартов, 1992. - 7 с.

84. ГОСТ 4333-2014 Нефтепродукты. Методы определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле. М.: Стандартинформ, 2015. - 20 с.

85. ГОСТ 1461-75 Нефть и нефтепродукты. Метод определения зольности. М.: Изд-во стандартов, 1976. - 5 с.

86. ГОСТ 2477-2014 Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды. М.: Стандартинформ, 2015. - 15 с.

87. ГОСТ 6370-83 Нефть, нефтепродукты и присадки. Метод определения механических примесей. М.: Изд-во стандартов, 1984. - 7 с.

88. ГОСТ 5985-79 Нефтепродукты. Метод определения кислотности и кислотного числа. М.: Изд-во стандартов, 1980. - 8 с.

89. ГОСТ 20284-74 Нефтепродукты. Метод определения цвета на колориметре ЦНТ. М.: Изд-во стандартов, 1975. - 5 с.

90. ГОСТ 1057-2014 Масла селективной очистки. Метод определения фенола и крезола. М.: Стандртинформ, 2015. - 8 с.

91. ГОСТ 18136-72 Масла. Метод определения стабильности против окисления в универсальном аппарате. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 7 с.

92. ГОСТ 15886-70 Масла нефтяные. Метод определения смол. М.: Изд-во стандартов, 1971. - 3 с.

93. ГОСТ 3900-85 Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 36 с.

94. Паспорт продукции № 12Л9006557 ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка». Дата выдачи паспорта 26.06.2009.

95. ГОСТ Р 51069-97 Нефть и нефтепродукты. Метод определения плотности, относительной плотности и плотности в градусах API ареометром. М.: Стандартинформ, 1998.- 6 с.

96. Цветков, О.Н. Полиальфаолефиновые масла: химия, технология и применение / О.Н. Цветков - М.: «Техника» ТУМА ГРУПП, 2006.- 192 с.

97. ГОСТ 1547-84 Масла и смазки. Методы определения наличия воды. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 2 с.

98. EDGE 0W-40 A3/B4 c технологией TITANIUM FST. СИЛА ТИТАНА БЕЗ ГРАНИЦ. Информация о продукте. Скачано с URL: https: //www. castrol. com/ru_ru/russia. html

99. PARATONE products [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.oronite.com/products-technology/viscosity-modifiers/paratone.aspx

100. Viscosity modifiers [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.infineum.com/en/products/viscosity-modifiers/

101. ГОСТ 13538-68 Метод определения содержания бария, кальция и цинка комплексонометрическим титрованием. М.: Изд-во стандартов, 1969. - 11 с.

102. Присадки к смазочным маслам [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.llk-naftan.by/catalogue/insoil/

103. Engine oil additives [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.lubrizol.com/Lubricant-and-Fuel-Additives/Engine-Oil-Additives

104. Зельдович, Я. Б. Окисление азота при горении / Я.Б. Зельдович, П.Я. Садовников, Д.А. Франк-Каменецкий. — М.-Л.: Издательство АН СССР, 1947. — 148 с.

105. Fenimore, C. P. Formation of nitric oxide in premixed hydrocarbon flames // C. P. Fenimore / Symposium (International) on Combustion. — Elsevier, 1971. — Vol. 13, № 1. — P. 373—380.

106. ГОСТ 4461-77 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 8 с.

107. Шор Г.И., Трофимова Г.Л., Иванова О.В. Экспресс-методы оценки термической стабильности присадок в маслах // Химия и технологии топлив и масел, 1986, № 10. - с.35-37

108. ГОСТ 33-2000 Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости. М.: Изд-во стандартов, 2001. - 23 с.

109. ГОСТ Р 52559-2006 Масла моторные. Метод опредедения кажущейся вязкости при температуре от -5 °С до -35 °С с использованием имитатора холодной прокрутки. М.: Стандартинформ, 2007. - 16 с.

110. ASTM D 5293-92 Стандартный метод определения пусковой вязкости моторных масел при температуре от -5 до -30 °С с использованием имитатора холодного пуска. D-2 ASTM, 1992.

111. ЛБТМ Э 4684-89 Стандартный метод определения предела текучести и кажущейся вязкости моторных масел при низкой температуре. Э-2 ЛБТМ, 1989.

112. ЛБТМ Э 6278-12 Стандартный метод определения сопротивления сдвигу полимеросодержащих жидкостей с помощью европейской дизельной ижекционной установки. Э-2 ЛБТМ, 2012.

113. Апак, К.К. Экспресс-методы опеделения сортов масел и присадок на диапазонном лакообразователе / К.К. Апак, В.А. ладких, Б.С. Зусева // Химия и технология топлив и масел, 1977, № 5. - с. 46-48.

114. ГОСТ 11362-96 Нефтепродукты и смазочные материалы. Число нейтрализации. Метод потенциометрического титрования. М.: Изд-во стандартов, 1997. - 17 с.

115. Васильев, А.В. Инфракрасная спектроскопия органических и природных соединений: Учебное пособие / А.В. Васильев, Е.В. Гриненко, А.О. Щукин, Т.Г. Федулина - СПб.: СПбГЛТА, 2007. - 54 с.

116. СТО ААИ 004-98 Масла моторные для автомобильных двигателей. Метод оценки антиокислительных, моющих свойств и склонности к образованию высокотемпературных отложений.

117. Малыхин, В.Д. Новый метод оценки моющих свойств моторных масел / В.Д. Малыхин, И.К. Юнисов, П.В. Клишин, А.П. Латышев // Технологии нефти и газа, 2015, №3. - с. 60-64.

118. Малыхин, В.Д. Разработка нового лабораторного метода оценки моющих свойств моторных масел / В.Д. Малыхин, И.К. Юнисов, П.В. Клишин, А.П. Латышев. // Труды 25 ГосНИИ МО РФ. Выпуск 57. С. 321 - 328.

119. Юнисов, И.К. Оценка моющих свойств моторных масел на лабораторной установке «наклонная канавка» / И.К. Юнисов, В.Д. Малыхин, П.В. Клишин, А.П. Латышев // Новые технологии. Материалы XII Всероссийской конференции, посвященной 70-летию Победы. Миасс: Межрегиональный совет по науке и технологиям, 2015. - с. 92-98.

120. СТО 08151164-2017 Масло моторное. Метод определения моющих свойств на лабораторной установке НК. М.: 25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России, 2017. - 17 с.

121. Немсадзе, Г.Г. Оптимизация состава моторных масел класса В5 по АСЕА / Г.Г. Немсадзе, Б.П. Тонконогов, И.К. Юнисов, А.Д. Макаров, А.Н. Первушин. // Технологии нефти и газа. - 2014. - №1. - с. 28-32.

122. Дементьев, А.В. Поведение вязкостных присадок в условиях высокотемпературных каталитических превращений в моторных маслах / А.В. Дементьев, Г.Г. Немсадзе, А.А. Меджибовский, Б.П. Тонконогов // Химия и технология топлив и масел, 2009, № 6.- с. 18-20.

123. ГОСТ 2917-76 Масла и присадки. Метод определения коррозионного воздействия на металлы. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 5 с.

124. ГОСТ 9827-75 Присадки и масла с присадками. Метод определения фосфора. М.: Изд-во стандартов, 1977. - 6 с.

125. ГОСТ 23652-79 Масла трансмиссионные. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 11 с.

126. Юнисов, И.К. Применение лабораторных методов для подбора композиции присадок к моторным маслам высших эксплуатационных групп / И.К. Юнисов, В.Д. Малыхин, Г.Г. Немсадзе, А.Н. Первушин // Труды 25 ГосНИИ МО РФ, 2016. Выпуск 57. С. 213 - 221.

127. Немсадзе, Г.Г. Применение лабораторных и моторных методов для подбора состава моторных масел для бензиновых двигателей / Г.Г. Немсадзе, В.Д. Малыхин, Б.П. Тонконогов, И.К. Юнисов // Химмотология в автомобильной технике. Теория и практика применения автомобильных топлив и смазочных материалов. Материалы семинара. - М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 11 декабря 2015. - с. 51.

128. Немсадзе, Г.Г. Подбор композиции присадок к моторному маслу для бензиновых двигателей / Г.Г. Немсадзе, Б.П. Тонконогов, И.К. Юнисов, В.Д. Малыхин, А.Н. Первушин. // Нефтепереработка и нефтехимия, 2016, №11, с. 40-44.

129. Юнисов, И.К. Подбор базовых компонентов для моторных масел класса С по АСЕА и SN по API / И.К. Юнисов, Г.Г. Немсадзе, Б.П. Тонконогов, А.Н. Первушин, Д.С. Афонин. - Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России. IX Всероссийская научно-техническая конференция. - М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 30 января - 1 февраля 2012 г. - с. 223.

130. Немсадзе, Г.Г. Поведение моторных масел категории Low SAPS в условиях каталитического окислительного термолиза / Г.Г. Немсадзе, Б.П. Тонконогов, И.К. Юнисов, А.Д. Макаров // Химия и технология топлив и масел, 2013, № 6, с. 20-24.

131. Катренко, Т.И. Методика определения коллоидной стабильности присадок к моторным маслам / Т.И. Катренко. - М.: ВНИИНП, 2002. - 3 с.

132. ГОСТ 25371-97 Нефтепродукты. Расчет индекса вязкости по кинематической вязкости. М.: Изд-во стандартов, 1998. - 9 с.

133. Пат. 2345349 Российская Федерация, МПК G01N 17/00. Установка для оценки склонности масел к образованию высокотемпературных отложений [Текст] / Волгин С.Н., Шишаев С.В., Кузнецов А.А., Поляков С.Ю., Сузиков В.В.; заявитель и патентообладатель ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России». - № 2007134512/28; заявл. 18.09.2007; опубл. 27.01.2009. Бюл. № 3. - 11 с.

134. Пат. 2635455 Российская Федерация, МПК G01N, G01N 33/30. Способ оценки склонности масел к образованию высокотемпературных отложений [Текст] / Клишин П.В., Латышев А.П., Малыхин В.Д., Юнисов И.К.; заявитель и патентообладатель ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России». - № 2017118373; заявл. 26.05.2017; опубл. 13.11.2017. Бюл. № 32. - 14 с.

135. Клишин, П.В. Пути повышения точности метода оценки моющих свойств моторных масел на установке «скользящее кольцо» / П.В. Клишин, А.П. Латышев, В.Д. Малыхин, И.К. Юнисов // Технологии нефти и газа. -2016. - №2. - с. 56-59.

136. Юнисов, И.К. Направления усовершенствования методов оценки моющих свойств моторных масел / И.К. Юнисов, В.Д. Малыхин, Г.Г. Немсадзе, Б.П. Тонконогов // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2018. - № 8. - с. 43-46.

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

Порядковый номер Наименование Номер страницы

Таблицы

1 Классы вязкости БАБ для моторных масел ^АБ J300, декабрь 1999 г.) 24

2 Дисперсные частицы в моторном масле 32

3 Факторы, влияющие на устойчивость дисперсных систем 34

4 Свойства масла И-20А 39

5 Свойства масла И-40А по ГОСТ (ТУ) 40

6 Свойства базового масла УИУ1-4 41

7 Свойства некоторых поли-а-олефиновых масел по ТУ 42

8 Некоторые свойства ПИОМ 43

9 Свойства присадки ССК 45

10 Свойства нейтрального сульфоната кальция 45

11 Свойства высокощелочного фенолята кальция 46

12 Свойства присадки СБ 47

13 Свойства присадки СВ 47

14 Свойства присадки Д-1 48

15 Свойства присадки Д-2 49

16 Режим проведения испытания на установке ПЗВ 56

17 Основные параметры работы установки «наклонная канавка» 60

18 Результаты испытаний стандартных образцов на установке «наклонная канавка» 60

19 Описание цветовой шкалы для определения моющих свойств моторных масел 62

20 Критерии деления моторных масел на группы по результатам испытания по методу «наклонная канавка» 63

21 Состав основы моторного масла класса 10W-40 65

22 Вязкость, щелочное и кислотное число 3,0 % растворов высокощелочных сульфонатов в условиях ВКО 66

23 Щелочное число 3,0 % растворов высокощелочных сульфонатов в условиях ВКО 67

24 Кислотное число 3,0 % растворов высокощелочных 68

Порядковый Наименование Номер

номер страницы

сульфонатов в условиях ВКО

25 Оптическая плотность 3,0 % растворов высокощелочных сульфонатов в процессе окисления 69

26 Изменение вязкости (V 40) 2,0 % растворов высокощелочных сульфонатов в процессе окисления 70

27 Кислотное число 2,0 % растворов высокощелочных сульфонатов в условиях ВКО 70

28 Вязкость 2,0 % растворов высокощелочных сульфонатов в условиях ВКО 71

29 Вязкость (V 40), щелочных и кислотных чисел 3,0 % растворов нейтральных сульфонатов в процессе окисления 73

30 Щелочное число 3,0 % растворов нейтральных сульфонатов в процессе окисления 74

31 Кислотное число 3,0 % растворов нейтральных сульфонатов в процессе окисления 75

32 Изменение оптической плотности 3,0 % растворов нейтральных сульфонатов в процессе окисления 75

33 Вязкость 3,0 % растворов высокощелочных фенолятов в процессе окисления 77

34 Щелочное число 3,0 % растворов высокощелочных фенолятов в процессе окисления 77

35 Кислотное число 3,0 % растворов высокощелочных фенолятов в процессе окисления 78

36 Оптическая плотность 3,0 % растворов высокощелочных фенолятов в процессе окисления 79

37 Концентрация вязкостных присадок в базовом масле 80

38 Механическая стабильность загущающих присадок в базовом масле 81

39 Термодеструкционная стабильность (ВКО, 10 мин. при 240 °С) и низкотемпературные свойства загущающих присадок 81

40 Вязкость загущенных масел в процессе окисления при температуре 240 °С 82

41 Изменение оптической плотности в процессе окисления загущенных базовых масел 83

42 Изменение физико-химических показателей масла в условиях ВКО в присутствии смесей сукцинимидов 86

43 Изменение физико-химических показателей масла в условиях ВКО в присутствии смесей сукцинимидов с фенолятом 87

Порядковый номер Наименование Номер страницы

44 Изменение физико-химических показателей масла в условиях ВКО в присутствии 1 % масс. смесей дитиофосфатов цинка 88

45 Физико-химические свойства масла с разработанным пакетом присадок 90

46 Экспериментальная композиция, пакет и товарный аналог в базе масла SL в условиях высокотемпературного каталитического окисления 91

47 Экспериментальная композиция, пакет и товарный аналог в базе масла SL в условиях ВКО в присутствии 0,1 н азотной кислоты 92

48 Результаты моторно-стендовых испытаний экспериментального пакета присадок 93

49 Улучшение состава пакета присадок для моторного масла категории SL по API 94

50 Экспериментальный и товарный пакет в загущенной базе в условиях ВКО 94

51 Исходный, улучшенный и товарный пакет присадок в загущенной базе в условиях ВКО и нитрования 95

52 Результаты оценки моющих свойств экспериментальных образцов на установках ПЗВ и «наклонная канавка» 95

53 Прирост вязкости в зависимости от продолжительности окисления базовых компонентов 97

54 Изменение оптической плотности на синем (а) и красном (б) светофильтрах в зависимости от продолжительности окисления базовых компонентов 99

55 Площадь полос в области 1700-1750 см-1 в зависимости от продолжительности окисления базовых компонентов 101

56 Прирост вязкости в зависимости от продолжительности окисления смесей базовых компонентов 103

57 Изменение оптической плотности на синем (а) и красном (б) светофильтрах в зависимости от продолжительности окисления смесей базовых компонентов 104

58 Изменение вязкости в зависимости от продолжительности окисления индивидуальных базовых компонентов и смеси 2 107

59 Изменение оптической плотности и коллоидной стабильности индивидуальных базовых компонентов и 108

Порядковый Наименование Номер

номер страницы

смеси 2 в зависимости от времени окисления

60 Значения кинематической вязкости после окисления образцов 110

61 Результаты измерений оптической плотности после окисления масел 112

62 Показания максимальной низкотемпературной вязкости запуска двигателя 114

Рисунки

1 Блок-схема состояния масел в зависимости от температуры 17

2 Знак классификации API 26

3 Символ сертификации по стандартам IL SAC 26

4 Перемешивающие ячейки установки ВКО 52

5 Внешний вид модернизированной лабораторной установки для оценки склонности моторных масел к лакообразованию «наклонная канавка» 58

6 Оценочные пластины установки «наклонная канавка» после параллельных испытаний 59

7 Зависимость вязкости 3,0 % растворов высокощелочных сульфонатов от времени окисления в условиях ВКО 67

8 Зависимость щелочного числа 3,0 % растворов высокощелочных сульфонатов от времени окисления в условиях ВКО 68

9 Изменение вязкости (v 40), щелочных и кислотных чисел 3,0 % растворов высокощелочных сульфонатов в процессе окисления 68

10 Изменение оптической плотности 3,0 % растворов высокощелочных сульфонатов в процессе окисления 69

11 Зависимость щелочного числа 2,0 % растворов высокощелочных сульфонатов от времени окисления в условиях ВКО 70

12 Зависимость кислотного числа 2,0 % растворов высокощелочных сульфонатов от времени окисления в условиях ВКО 71

13 Изменение вязкости 2,0 % растворов высокощелочных сульфонатов в процессе окисления 71

14 Зависимость щелочного числа 2,0 % растворов высокощелочных сульфонатов от времени окисления 72

Порядковый Наименование Номер

номер страницы

15 Зависимость кислотного числа 2,0 % растворов высокощелочных сульфонатов от времени окисления 72

16 Изменение вязкости 1,0 % растворов высокощелочных сульфонатов в зависимости от длительности окисления 73

17 Зависимость вязкости 3,0 % растворов нейтральных сульфонатов от времени окисления 74

18 Зависимость щелочного числа 3,0 % растворов нейтральных сульфонатов от времени окисления 74

19 Изменение вязкости, щелочных и кислотных чисел 3,0 % растворов нейтральных сульфонатов в процессе окисления 75

20 Изменение оптической плотности 3,0 %-ных растворов нейтральных сульфонатов в процессе окисления 76

21 Зависимость кинематической вязкости 3,0 % растворов высокощелочных фенолятов от времени окисления 77

22 Зависимость щелочного числа 3,0 % растворов высокощелочных фенолятов от времени окисления 78

23 Зависимость вязкости (V 40), щелочного и кислотного чисел 3,0 % растворов высокощелочных фенолятов от времени окисления 78

24 Зависимость оптической плотности 3,0 % растворов высокощелочных фенолятов от времени окисления 79

25 Изменение вязкости загущенных масел в процессе окисления при температуре 240 °С 83

26 Изменение коллоидной стабильности в процессе окисления загущенных базовых масел 85

27 Изменение физико-химических показателей масла в условиях ВКО в присутствии смесей сукцинимидов 87

28 Изменение физико-химических показателей масла в условиях ВКО в присутствии смесей сукцинимидов с фенолятом 88

29 Изменение физико-химических показателей масла в условиях ВКО в присутствии 1 % мас. смесей дитиофосфатов цинка 89

30 Результаты оценки моющих свойств экспериментальных образцов на установках ПЗВ и «наклонная канавка» 96

31 Прирост вязкости в зависимости от продолжительности окисления базовых компонентов 98

32 Изменение оптической плотности на синем (а) и красном (б) светофильтрах в зависимости от 100

Порядковый номер Наименование Номер страницы

продолжительности окисления базовых компонентов

33 Зависимость площади полос в области 1700-1750 см-1 от продолжительности окисления базовых компонентов 102

34 Прирост вязкости в зависимости от продолжительности окисления смесей базовых компонентов 104

35 Изменение оптической плотности на синем (а) и красном (б) светофильтрах в зависимости от продолжительности окисления смесей базовых компонентов 105

36 Изменение коллоидной стабильности в зависимости от продолжительности окисления смесей базовых компонентов 106

37 Диаграмма прироста кинематической вязкости при 40 °С в зависимости от времени окисления моторных масел 111

38 Диаграмма показателей оптической плотности на синем светофильтре в зависимости от времени окисления образцов 112

39 Диаграмма показателей оптической плотности на красном светофильтре в зависимости от времени окисления моторных масел 113

40 Диаграмма изменения коллоидной стабильности в зависимости от времени окисления моторных масел 113

Свидетельство о метрологической аттестации метода оценки моющих свойств моторных масел на установке «наклонная канавка»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

.......... ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ С Л У жв ы

119361 Москва. Озорная ул., л. 46 Е-таП: [e-mail]

Тел. [phone] Факс: [phone]

СВИДЕТЕЛЬСТВО № 01.00225/205-34-15

ОБ АТТЕСТАЦИИ МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ

Методика измерении моющих свойств моторных масел на лабораторной установке И К

Методика измерений показателей моющих свойств моторных масел на лабораторной установке НК (количество страниц -16, 2015 г.), разработанная Федеральным автономным учреждением «25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Минобороны России» (121467, Российская Федерация, г. Москва, ул. Молодогвардейская, д. 10), аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563-2009, ГОСТ Р ИСО 5725-2002.

Аттестация осуществлена по результатам теоретических и экспериментальных исследований методики измерений.

В результате аттестации установлено, что методика измерений соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает основными метрологическими характеристиками, приведенными на обороте настоящего свидетельства.

При реализации методики в лаборатории обеспечивают контроль стабильности результатов анализа на основе контроля стабильности средне-квадратнческого отклонения промежуточной прецизионности.

Дата выдачи 15 нюня 2015 года

Заместитель директора \ ^

(Ш ваш

V- : \ ЯМ

В.Н. Яншин

Титульный лист стандарта организации 08151164-0236-2017 Масло моторное. Метод определения моющих свойств на лабораторной установке НК

Паспорт загущающей присадки БУ260

Патент на изобретение «Способ оценки склонности масел к образованию

высокотемпературных отложений»

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

ки

(11)

2 635 45513 С1

о

ю

1Г> 1Г>

со

СО

сч =>

СИ

(51) МПК вотзз/зо (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

<12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(21)(22) Заявка: 2017118373, 26.05.2017

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 26.05.2017

Дата регистрации: 13.11.2017

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 26.05.2017

(45) Опубликовано: 13.11.2017 Бюл. № 32

Адрес для переписки:

121467, Москва, ул. Молодогвардейская, 10, ФАУ "25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России"

(72) Автор(ы):

Клишин Павел Владимирович (КЩ Латышев Андрей Петрович (1Ш), Малыхин Валерий Данилович ! КI'1. Юнисов Ильгиз Камилевич (ЕШ)

(73) Патентообладатель(и): Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Минобороны Российской Федерации" (1Ш)

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1Ш 2345349 С1, 27.01.2009.1Ш 2589284 С1, 10.07.2016. БИ 1337769 А1,15.09.1987. ви 1642387 А1,15.04.1991. Ш 7943796 В2,17.05.2011. ГОСТ 23175-78 Масла смазочные. Метод оценки моторных свойств и определения термоокислительной стабильности. Введен в действие 01.01.1980.

(54) СПОСОБОЦЕНКИ СКЛОННОСТИ МАСЕЛ К ОБРАЗОВАНИЮ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ

ОТЛОЖЕНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области анализа материалов, преимущественно смазочных масел, в частности для оценки влияния масел на поверхности деталей цилиндропоршневой группы и коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания в зонах высоких температур. Способ включает прокачку масла СО скоростью 0,0010.0015 л/ч по днищу прямоугольной выемки обогреваемого и теплоизолированного наклонного элемента заданной длины в течение 4 ч при температуре, значения которой в диапазоне от 200 до 400°С распределены по участкам на длине наклонного элемента, измерение текущих значений температуры в определенных точках этих участков и определение температуры начала

лакообразования по градуировочному графику температурного поля по длине наклонного элемента, причем перед прокачкой моторного масла на днище прямоугольной выемки наклонного элемента размещают доведенную до

Стр 1

70

го

СП

со О!

О! Ц1

О

постоянного веса пластину из материала, используемого для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания, с обработанной наружной поверхностью до шероховатости класса не ниже 9а (Ла 0.25). перед включением нагрева осуществляют прокачку анализируемого масла по днищу наклонного элемента с уложенной пластиной, фиксируют коэффициент цвета свежего анализируемого масла на пластине, а по окончании 4 ч прокачки масла вдоль нагретой пластины определяют коэффициент цвета лаковых отложений на каждом участке пластины заданной длины, массу лака на пластине по разности ее весов до и после испытания, рассчитывают обобщенный показатель склонности масла к образованию высокотемпературных отложений из заданного соотношения. Достигается повышение точности и достоверности результатов оценки склонности масел к образованию ВТО при создании условий испытаний, близких к условиям эксплуатации