Установка для испытания смазочных масел на лакообразование и пригорание поршневых колец Советский патент 1957 года по МПК G01N19/00 

Получение высококачественных смазочных масел и присадок к ним возможно лишь при наличии надежных и доступных спасобов оценки их эксплуатационных свойств.

Наиболее важной задачей в этой области является оценка склонности масла к высокотемпературным отложениям и пригоранию поршневых колец двигателя.

Известные лабораторные способы и установки могут быть использованы для оценки масел на лакообразозание и пригорание поршневых колец в двигатаае лишь в статическом состоянии и не учитывают существенных особенностей окисления масла в двигателе, динамики проце|:са смазки, подвижности тонкого масляного слоя и скорости его окисления.

Отсутствие совершенных лабораторных способов и установок для оценки лакообразующих свой)Ств масел приводит к необходимости их испытания непосредственно на двигателе в стендовых условиях, при которых по ряду причин нельзя рассчитывать на получение достоверных данных.

Целью изобретения является создание лабораторной установки для испытания смазочных масел на образование высокотемпературных отложений и пригорание поршневых колец двигателя в у|Словиях, соответствующих условиям работы масла в поршневой зоне двигателя.

Действие предлагаемой установки, как и известных установок этого рода, основано на нанесении тонкого слоя испытуемого масла горячим воздухом на трущиеся поверхности и опреде 1ении мощности, потребной на преодоление трения качения.

Особенность предлагаемой установки заключается в том, что в ней, с целью ускорения испытания, в качестве трущихся частей применены две системы роликов, расположенных по цилиндрическим поверхностям. Внешняя ведущая система образована роликами, посаженными с зазорами на штифты вращающегося диска так, что при его вращении ролики ка№ 110843

тятся по внутренней цилиндрической поверхности корпуса. Внутренняя ведомая система образована роликами, расположенными внутри первой системы и прижимающимися к роликам последней действием центробежных сил.

На фиг. 1 схематически изображен подготовительный прибор установки; на фиг. 2 - разрез по ЛЛ на фиг. 1; на фиг. 3 - измерительный прибор с вспомогательным оборудованием; на фиг. 4 - разрез по ББ на фиг 3.

Установка состоит из двух параллельно соединенных приборов: подготовительного и измерительного.

Подготовительный прибор предназначается для предварительного высо котемпературного окисления масла. В измерительном приборе осуществляется дальнейшее старение масла и определение его лакообразующих свойств.

Основной частью подготовительного прибора является дисковый механизм, размещенный в цилиндрической камере /.

Дисковый механизм состоит из ведущих дисков 2 и ведомых дисков 5. Ведущие диски расположены на ведущем валу 4, получающем вращение от электродвигателя.

Ведомые диски размещены на трех симметрично расположенных валах 5, получающих движение от ведущего вала 4 с помощью зубчатых щестерен 6 к 7. Ведущие и ведомые диски чередуют ся между собой и могут иметь продольное перемещение на шпонках 8 н 9Необходимое давление между дисками поддерживается с помощью нажимного устройства, размещенного в крыщке 10 камеры и состоящего из колпака 11, пружины 12, нажимного фланца 13 и регулировочного болта 14. В камере / размещены три симметрично расположенных маслопровода 15 с распылителями 16, предназначенными для подачи распыленного масла на поверхность дисков 2, с которых масло перемещается на поверхность дисков 3.

В верхней части маслопроводы 15 объединены в кольцевую магистраль 17,

В камере / находятся также три симметрично расположенных воздухопровода 18 с распыливающими наконечниками 19, предназначенными для подачи горячего воздуха на диски 5. Воздухопроводы 18 в верхней части объединены в кольцевую магистраль 20 и 21.

Горячий воздух, поступающий по воздухопроводу 22, предназначается для удаления с поверхности дисков излищнего масла и создания тонкой масляной пленки, а также для ее подогрева до необходимой температуры и интенсивного окисления.

В камере 1 расположены воздухопроводы 23 с наконечниками, соединенные в верхней части в кольцевую магистраль и предназначенные для подачи перегретого воздуха на диски 5.

Камера / имеет внутреннюю теплоизоляционную рубашку 24, предназначенную для поддержания заданного теплового режима камеры путем ее охлаждения. Отвод воздуха из камеры производится по воздухопроводу 25.

Отвод отработанного масла из камеры / осуществляется через отверстия 26, маслосборник 27 и маслопровод 28.

Основной частью измерительного прибора являеТ|Ся роликовый механизм, расположенный в цилиндрической камере 29 и выполненный в виде двух систем роликов, расположенных по цилиндрическим поверхностям.

Внешняя ведущая система образована роликами 30- Эти ролики расположены с зазором на штифтах 31, закрепленных в диске 32, который посредством шпильки связан с ведуш,им валом 33, приводимым во враш;ение от электродвигателя. Верхние концы штифтов 31 закреплены в кольцевом диске.

Внутренняя ведомая система образована роликами 35, расположенными внутри ведуш,ей системы и прижимаюш имися к роликам 30 последней действием центробежных сил.

Камера 29 имеет внутренний цилиндр, в котором симметрично расположены девять (по три в группе) вертикальных каналов 36 с горизонтальными распылителями, предназначенными для распыления масла, поступающего на цилиндрическую поверхность роликов. Внутри камеры 29 размещен неподвижный барабан 37, в котором выполнено девять (по три в группе) симметрично расположенных каналов 38 с распылителями 39 для подвода к роликовой поверхности горячего воздуха, предназначенного для образования тонкой масляной пленки и интенсивного ее окисления.

Подвод горячего воздуха к каналам 38 осуществляется по воздухопроводу 40.

В барабане 37 выполнено также шерть (по два в группе) вертикальных каналов 41 с горизонтальными распылителями 42 для подвода перегретого воздуха, предназначенного для дополнительного высокоинтенсивного окисления масляной пленки на роликовой поверхности.

Подвод перегретого воздуха к каналам 41 осуществляется по воздухопроводу 43Камера 29 имеет рубашку 44, предназначенную для поддержания заданного теплового режима путем ее охлаждения. Отвод отработанного масла из рабочей камеры осуществляется по маслопроводу 45.

В крышке измерительного прибора имеется отверстие, закрываемое пробкой 46 и предназначенное для отбора пробных роликов из камеры в процессе испытания масла.

Для приведения в действие установки и контроля ее работы предусматривается следующее дополнительное оборудование:

1)Масляный насос 47, приводимый в движение электродвигателем 48 и предназначенный для обеспечения циркуляции масла в установке.

2)Холодильник 49, предназначенный для охлаждения масла и обеспечения необходимого перепада температур в системе смазки установки.

3)Фильтр 50 тонкой очистки масла.

4)Герметичный масляный бак 51, в котором поддерживается постоянное давление с помощью сжатого воздуха, поступающего из ресивера по воздухопроводу 52.

5)Воздушный компрессор 53, приводимый в действие электродвигателем 54 и оборудованный воздушным ресивером 55, снабженным манометром 56 и воздухораспределителем 57. Компрессор при необходимости может быть заменен воздушным баллоном высокого давления. Количество воздуха, поступающего к потребителям, рег лируется воздушными кранами 58, 59, 60, 61 и 62. Расход и давление воздуха контролируются включенными в воздухопроводящую сеть установки газосчетчиками 63, 64, 65, 66 н 67 и манометрами 68, 69, 70, 71 и 72.

6)Сосуд 73, предназначенный для выравнивания давления и сепарации отходящего -воздуха.

7)Контрольно-измерительная аппаратура, включающая следующие приборы: термопары с потенциометрами для замера температур в точках 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86 и 87; вольтметр, амперметры

№ 110843

№ 110843

и ваттметры для регистрации напряжения, мощности и силы тока, потребляемого на привод рабочего и измерительного приборов; электросчетчики для замера расхода электроэнергии; регистрирующие приборы для регистрации изменения по времени мощности, потребляемой на привод рабочего и измерительного приборов.

Действие установки заключается в следующем. Из масляного бака 51 испытываемое масло под давлением поступает по маслопроводу 88 в камеру 1 подготовительного прибора, в котором осуществляется предварительное высокотемпературное окисление масла.

Через маслопроводы 15 и распылители 16 масло поступает на ведуЩие диски 2, с которых оно перемещается на ведомые диски 3, находящиеся в непрерывном вращательном движении. Одновременно в камеру / из воздухораспределителя 57 по воздухопроводам 22, 18 и распылителям 19 поступает горячий воздух, предназначенный для нагрева масла до заданной температуры и образования на поверхности дисков камеры тонкой масляной пленки, которая при этом подвергается интенсивному высокотемпературному окислению. Температура горячего воздуха поддерживается равной температуре верхнего поршневого кольца двигателя, для которого предназначается испытываемое масло.

Тонкая масляная пленка на поверхности дисков дополнительно подвергается кратковременному высокотемпературному окислению перегретым воздухом, поступающим в камеру / из воздухораспределителя 57 по воздухопроводам 89 и 23.

Температура перегретого воздуха поддерживается равной температуре газов, прорывающихся через верхнее поршневое кольцо двигателя, для которого предназначается испытываемое масло.

Образующиеся в результате высокотемпературного окисления подвижной масляной пленки на металлической поверхности продукты окисления (смолы, асфальтены, карбены и карбоиды) будут вызывать интенсивное старение масла.

Отработанное в подготовительном приборе масло через маслопровод 28, маслосборник 90, насос 47 и холодильник 49 возвращается в бак 51.

Ввиду параллельного соединения подготовительного и измерительного приборов масло из бака 51 одновременно поступает также по маслопроводу 91 в камеру 29 -измерительного прибора, где производится дополнительное высокотемпературное окисление масла и определение его лакообразующих свойств.

Через каналы 36 распыленное масло поступает на ведущие 30 и ведомые 35 ролики, находящиеся при работе прибора в непрерывном вращательном движении.

Горячий воздух, поступающий из воздухораспределителя 57 по воздухопроводу 40, каналам 38 и распылитатям 39, обеспечивает образование иа роликовой поверхности тонкой масляной пленки и ее интенсивное окисление. Температура горячего воздуха поддерживается равной температуре верхнего поршневого кольца двигателя, для которого предназначается испытываемое масло.

Тонкая масляная пленка на поверхности роликов дополнительно подвергается кратковременному воздействию перегретого воздуха, поступающего в камеру 29 из воздухораспределителя 57 по воздухопроводу 43, каналам 41 распылителям 42.

Температура перегретого воздуха так же, как и в подготовительном приборе, поддерживается равной температуре газов, прорывающихся через верхнее поршневое кольцо двигателя, для которого предназначается испытываемое масло.

Отработанное в измерительном приборе масло через маслосборник 90 направляется насосом 47 в холодильник 49, где охлаждается до температуры, соответствующей температуре масла в картере двигателя.

Часть масла направляется через параллельно включенный фильтр 50 тонкой очистки. Из холодильника масло поступает в бак 51 и далее повторяется процесс циркуляции и окИ|Сления масла в установке. Таким образом, в установке наряду с основным процессом термического окисления масла в тонком подвижном слое одновременно осуществляются процессы окисления масла в объеме и распыленном состоянии, то-есть воспроизводится в достаточной мере специфика процесса смазки в двигателе.

Использованный воздух из установки поступает по воздухопроводу 25 в сосуд 73, из которого направляется в атмосферуВ сосуде 73 производится также выделение из воздуха капель масла, которое затем направляется в общую масляную магистраль установки.

Контроль за режимом испытания масла в установке осуществляется с помощью упомянутой выше контрольно-измерительной аппаратуры.

Оценочными показателями качества смазочного служат:

характеристика изменения по времени количества лаковых отложений, образующихся на роликовой поверхности измерительного прибора;

характеристика изменения по времени прочности лаковых отложений, определяемой по изменению мощности, потребляемой на преодоление трения качения роликового механизма измерительного прибора.

Предмет изобретения

Установка для испытания смазочных масел на лакообразование и пригорание поршневых колец в условиях, соответствующих условиям работы масла в зоне поршневых колец двигателя, путем нанесения тонкого слоя масла горячим воздухом на трущиеся поверхности и определения мощности, потребной на преодоление трения качения, отличающаяся тем, что, с целью ускорения испытания и определения изменения прочности образующихся при окИ|Слении масла лаковых отложений, в качестве трущихся частей применены две системы роликов, расположенных по цилиндрическим поверхностям, из которых внешняя ведущая система образована роликами, посаженными с зазорами на штифты вращающегося диска так, что при его вращении ролики катятся по внутренней цилиндрической поверхности корпуса, а другая - внутренняя ведомая система образована роликами, расположенными внутри первой системы так, что они прижимаются к роликам последней действием центробежных сил.

№ 110843

-

23

Разрез по ЙД

18

19

Фиг. 2

5Г