Трибодиагностика начальной стадии износа моющих присадок в моторном масле

Моторное масло требует частой замены, поэтому необходима диагностика механохимического процесса износа (срабатывания) моющих присадок. В работе представлены результаты исследования процесса износа моющих присадок и естественного старения моторного масла М-6з/12Г1 после обработки торцевым трением и возникновения частиц износа на начальном этапе работы двигателя. При испытаниях использовали методы металлографии и ядерного магнитного резонанса. Установлено, что время релаксации протонов исследуемого моторного масла уменьшается с ростом в его коллоидном растворе количества ферромагнитных частиц — продуктов износа. Вместе с тем по мере увеличения в масле количества частиц износа растет размер молекулярных комплексов моющих присадок за счет их коагуляции (достижения состояния минимальной энергии). Комплексы обволакивают частицы износа и удерживают их в коллоидном растворе во взвешенном состоянии. Показано, что после торцевого трения в течение 0,5 и 3,0 ч и роста количества частиц износа, 10-дневной выдержки (при неработающем двигателе) и последующего встряхивания время спин-спиновой релаксации масла не увеличивается, а напротив, значительно сокращается (в 1,6 и 2,8 раза соответственно) за счет окислительных процессов, протекающих при взаимодействии с кислородом воздуха (естественного старения). После естественного старения масло, не содержащее продукты износа, теряет свои эксплуатационные свойства в 2 – 3 раза медленнее по сравнению с отработанным и состаренным аналогом. Полученные результаты могут быть использованы для трибодиагностики начальной стадии износа моющих присадок в моторном масле.

1. Мухаметзянов И. З., Колчина Г. Ю. История создания и производства присадок к моторным маслам / История и педагогика естествознания. 2021. No 1 – 2. С. 49 – 52. DOI: 10.24412/2226-2296-2021-1-2-49-52

2. Абакаров А. А., Игитов Ш. М. Определение интервала замены моторного масла бензиновых двигателей по фактическому времени работы / Вестник СибАДИ. 2021. Т. 18. No 3(79). С. 274 – 285. DOI: 10.26518/2071-7296-2021-18-3-274-285

3. Сынашенко О. В., Синявский Н. Я., Кострикова Н. А. Анализ судовых моторных масел с помощью релаксации диэлектрической проницаемости / Известия КГТУ. 2023. No 71. С. 131 – 144. DOI: 10.46845/1997-3071-2023- 71-131-144

4. Синявский Н. Я., Мершиев И. Г. Радиоспектроскопическое исследование отработанных судовых моторных масел / Трение и износ. 2024. Т. 45. 1 2. С. 118 – 128. DOI: 10.32864/0202-4977-2024-45-2-118-128

5. Bin Du, Qian Liu, Yu Shi, et al. The effect of Fe3O4 nanoparticle size on electrical properties of nanofluid impregnated paper and trapping analysis / Molecules. 2020. No. 25. P. 3566. DOI: 10.3390/molecules25163566

6. Kremer F., Schönhals A. Broadband Dielectric Spectroscopy. — Berlin: Springer-Verlag Heidelberg GmbH, 2012. — 739 p. DOI: 10.1007/978-3-642-56120-7

7. Guan L., Feng X., Xiong G., et al. Application of dielectric spectroscopy for engine lubricating oil degradation monitoring / Sensors Actuators A. Phys. 2011. Vol. 168. No. 1. P. 22 – 29. DOI: 10.1016/j.sna.2011.03.033

8. Havran P., Cimbala R., Kurimský J., et al. Dielectric properties of electrical insulating liquids for high voltage electric devices in a time-varying electric field / Energies. 2022. No. 15. P. 391. DOI: 10.3390/en15010391

9. Ying-zhong Gong, Liang Guan, Li-guang Wang, et al. Dielectric submicroscopic phase characterization of engine oil dispersed in jet fuel based on on-line dielectric spectroscopy / Lubrication Sci. 2017. Vol. 29. No. 5. P. 335 – 354. DOI: 10.1002/ls.1371

10. Levi D., Stoynov Z., Vladikova D. Application of permittivity spectroscopy for screening of motor oils lubricating properties / Bulgar. Chem. Comm. 2017. Vol. 49. Special Issue. P. 254 – 259.

11. Sinyavsky N. Ya., Ivanov A. M., Kostrikova N. A. Analysis of wear particles in used marine engine oils / Mor. Intellekt. Tekhnol. 2021. No. 4(4). P. 44 – 48 [in Russian]. DOI: 10.37220/mit.2021.54.4.005

12. Sinyavsky N., Mershiev I. Marine engine oil diagnostics by means of NMR spectroscopy and relaxometry of protons / J. Eta Maritime Sci. 2022. Vol. 10(3). P. 195 – 201. DOI: 10.4274/jems.2022.04834

13. Korneva I. P., Sinyavsky N. Ya., Kostrikova N. A. Study of marine motor oils with wear products by optical methods / Mor. Intellekt. Tekhnol. 2022. No. 4(3). P. 72 – 78. DOI: 10.1088/1757-899x/1181/1/012001

14. Guan L., Feng X., Xiong G. Engine lubricating oil classification by SAE grade and source based on dielectric spectroscopy data / Anal. Chem. Acta. 2008. Vol. 628. No. 1. P. 117 – 120. DOI: 10.1016/j.aca.2008.09.004

15. Ковальский Б. И., Верещагин В. И., Шрам В. Г. и др. Контроль процессов старения моторных масел по изменению их оптических свойств / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. No 11. С. 41 – 44. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-11-41-44

16. Каминский Н. С., Гостэва П. Р., Михайлова О. Г. и др. Исследование остаточных свойств обработанного моторного масла автомобиля / Международный журнал перспективных исследований. 2023. Т. 13. 1 3. С. 115 – 129. DOI: 10.12731/2227-930x-2023-13-3-115-129

17. Syundyukov I. S., Ivanov E. K., Skotnikova M. A., et al. Tribotechnical diagnostics of an internal combustion engine according to the condition of the oil / Key Eng. Mater. 2019. Vol. 822. P. 649 – 655. DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.822.649

18. Skotnikova M. A., Krylov N. A., Medvedeva V. V. Influence of the magnetic component of geomaterials on properties of friction pairs / Procedia Eng. 2016. Vol. 150. P. 612 – 617. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.053

19. Skotnikova M. A., Breki A. D., Evsin M. G., et al. Influence of the concentration and particle size of rock powders on the anti-wear properties of oils / AIP Conference Proc. 2021. Vol. 2340. P. 060005. DOI: 10.1063/5.0047387

20. Skotnikova M. A., Ivanov E. K., Ivanova G. V., et al. Comparative studies of motor oils on upgraded friction machine / Lecture Notes in Mechanical Engineering. — Springer, 2022. DOI: 10.1007/978-3-030-91553-7

21. Давыдов В. В., Величко Е. Н., Карсеев А. Ю. Ядерно-магнитный минирелаксометр для контроля состояния жидких и вязких сред / Научно- технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. 1 1. С. 115 – 121. DOI: 10.17586/2226-1494-2015-15-1-115-121

22. Rudnick L. R. Lubricant Additives: chemistry and applications. — CRC Press Books, 2009. — 796 p.