Способ стабилизации свойств масла в двигателе внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01M9/02 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для применения в системах смазки двигателей внутреннего сгорания (ДВС), других машин и механизмов.

Из патентной литературы известны всего три способа стабилизации свойств моторного масла в ДВС, основанные на весьма плодотворной идее периодического дозированного ввода непосредственно в систему смазки многофункциональных присадок или композиций присадок в количестве, необходимом и достаточном доя бессменного использования товарного масла и нормальной работы ДВС 1,2, 3.

Их эффективность подтверждена многочисленными лабораторными исследованиями, стендовыми, эксплуатационными (дорожными) испытаниями ДВС различного

назначения и результатами внедренческих работ 4, 5.

Широкомасштабное применение указанных способов могло бы обеспечить бессменную работу масел в подавляющем числе ДВС и снизить тем самым на 30...40% общий расход на эксплуатацию парка ДВС страны.

Но, не смотря на высокую технико-экономическую и экологическую их эффективность, сложнейшая и неразрешимая практически во всех отношениях проблема регулярных поставок многочисленных присадок для многомиллионного парка ДВС объективно препятствует внедрению бессменных режимов смазки даже в отдельных автопредприятиях, говоря уже о каком-либо регионе, стране или мире в целом

Поэтому, повсеместно применяется единственный способ восстановления

VI XI v| ON

ГО

ся

СО

свойств масла в двигателе, включающий контроль его расхода, доливки масла до максимального уровня для компенсации расхода на угар и утечки 6.

Доливки масла, производимые по мере необходимости для стабилизации количества масла в системе смазки двигателя и его температурного режима, при этом делают часто, небольшими и неравными дозами в пределах между рисками Макс и Мин указателя уровня масла в картере.

Мировая теория и практика эксплуатации ДВС в течение века однозначно подтверждают, что незначительное количество присадок, находящихся в небольших дозах свежего часто доливаемого масла, вообще не стабилизирует физико-химические и функциональные свойства картерного масла, не обеспечивает его бессменное использование и нормальную работу ДВС.

Вот почему во всем мире масло при каждом техническом обслуживании (ТО) двигателя через 10,0...16,0 тыс. км. пробега автомобиля полностью сливают и заливают в систему смазки вновь свежее. Только за счет регламентированных замен достигается каждый раз скачкообразное и не эффективное восстановление некоторых свойств масла в двигателе.

Недостаток способа - большой расход масел на полные замены, составляющий до 30% и выша от общего расхода моторных масел на эксплуатацию парка ДВС в стране (до 3,0 млн. т в год).

Недостаток обусловлен процессом старения, т. е. существенного ухудшения свойств масел в период от заливки свежего до вынужденного полного слива отработанного (от ТО до ТО), в основном из-за недопу- стимо резкого снижения в них концентрации присадок. Именно из-за этого ресурс масла в подавляющем числе отечественных ДВС, работающих на отечественных моторных маслах, весьма и весьма мал, а расход на слив и замены - велик.

Известен способ 7 стабилизации свойств масла в двигателе, включающий контроль его расхода, доливки до максимального уровня, расчет коэффициента освежения,

При этом используется соотношение:

Vcn V Косв ,

где УСД - количество сливаемого масла, кг,

V - количество масла в системе смазки, кг;

Косв - коэффициент освежения масла в пределах 0.1 Косв 0,5.

Доливки масла, производимые как и в предыдущем аналоге только для стабилизации количества масла в системе и его темпе- ратурного режима, делают часто, небольшими и неравными дозами, поддерживая уровень между рисками Макс и Мин.

Освежают масло в системе в указанных пределах коэффициента доливки в необходимом и достаточном количестве, при проведении каждого ТО двигателю. И именно это обеспечивает стабилизацию его физикохимических и функциональных свойств, позволяет осуществлять нормальную эксплуатацию ДВС без полных замен.

Реализация способа частичных замен отработанных масел свежими обеспечивает требуемый уровень стабилизации кар- терных масел во всех ДВС, не зависимо от степени их износа и величину угара, снижает на 50...60% расход масла на регламентные замены и на 15...20% общий их

расход.

С экономической точки зрения для незначительного количества новых в основном карбюраторных ДВС, практически не имеющих расхода масла на угар, этот способ является весьма эффективным и единственным из всех известных на сегодня Способов, приемлемым для широкомасштабного внедрения.

А для подавляющего количества изношенных карбюраторных и всех дизельных отечественных ДВС, имеющих большие расходы масел на угар, он недостаточно эффективен. Наиболее подходящим для них являются способы, подтвердившие на практике принципиальную возможность обеспечения определенного уровня стабилизации свойств картерных масел за счет реализации их собственного, внутреннего качественного резерва при отказе от полных и

частичных замен.

Так, например, известен наиболее близкий по технической сущности способ 8 ста- билизации свойств масла в двигателе внутреннего сгорания, включающий контроль его расхода, доливки до максимального уровня, расчет коэффициента освежения и сравнение его с эталоном. Доливки масла, производимые как и в аналогах только для стабилизации количества масла в системе и

его температурного режима, делают часто небольшими и неравными дозами в пределах между рисками Макс и Мин указате- ля, Однако за счет реализации качественного резерва картерных масел и отказа от замен при проведении ТО, этот

способ позволяет сократить в ДВС, эксплуатирующихся с превышением эталона минимально допустимого удельного часового долива, расход масел на замены на 30...40% и в среднем - на 20% их общий расход.

Собственными серьезными недостатками прототипа являются:

-повышенные затраты труда и времени на доливки масел;

-необходимость организации четкого учета расхода масел на доливки в каждом двигателе;

-необходимость определения удельного часового расхода масел для каждого двигателя;

-повышенные и практически непреодолимые трудности организационного плана для выполнения двух последних из выше перечисленных недостатков.

Недостатки обусловлены тем, что доливки масел осуществляются часто и небольшими дозами и выбором в качестве эталона минимально допустимого удельного часового долива.

Целью настоящего изобретения являются устранения указанных недостатков и упрощение реализации способа на практике.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе стабилизации свойств масла в двигателе внутреннего сгорания, включающем контроль его расхода, доливки до максимального уровня, расчет коэффициента освежения и сравнение его с эталоном, согласно изобретению доливки осуществляют при уменьшении уровня масла до номинального значения, а в качестве эталона принимают значение коэффициента освежения 0,3 ±0,2.

Номинальное значение уровня определяют при этом, исходя из соотношения:

VHOM VMBKC (1 - Косв ),

где VHOM - количество масла в системе смазки при номинальном уровне, л (кг);

VMBKC - количество масла в системе при максимально допустимом уровне, л (кг);

Косв - коэффициент освежения масла, равный 0,3 ±0,2.

Такие доливки стабилизируют количество масла в системе смазки и его температурный режим, а одновременно оптимизируют концентрацию присадок, физико-химические и функциональные свойства картерно- го масла. В комплексе это позволяет осуществлять бессменное его использование и нормальную эксплуатацию ДВС. Применение настоящего изобретения полностью устраняет недостатки прототипа и позволяет повсеместно весьма просто реализовывать идеи дозированного ввода присадок 1, 2, 3 практически на всех ти- 5 пах ДВС различного назначения без использования присадок, как таковых, в чистом виде.

Сопоставительный с прототипом ан а- лиз показывает, что заявленный способ от0 личается тем, что доливки осуществляют при уменьшении уровня масла до номинального значения, а в качестве эталона принимают значение коэффициента освежения 0.3 ± 0,2. При этом номинальное значение

5 уровня определяют исходя из выше приведенного соотношения, т. е. заявленное техническое решение соответствует критерию изобретения новизна.

Сравнение этого решения не только с

0 прототипом, но и с другими изобретениями 1, 2, 3 в данной области техники не позволило выявить в них признаков, отличающих заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии кри5 терию существенные отличия.

Изобретение применительно к двигателю автомобиля ВАЗ осуществляется следующим образом.

Заливают согласно Инструкции, по экс0 плуатации 6 в систему смазки двигателя заправочный объем 3,75 л свежего масла До - метки Макс указателя уровня.

Контролируют по Инструкции расход масла на угар и утечки по указателю.

5 Доливают периодически свежее масло до метки Макс указателя в количестве 1,12л.

Определяют предварительно с помощью соотношения -номинальное значеQ ние VHOM 3,75 (1 - 0,3) 2,63 л. И так как в двигателе ВАЗ оно совпадает с меткой . Мин указателя, то доливки соответственно до метки Макс осуществляют каждый раз при уменьшении масла в системе до метки Мин.

Принимают в качестве эталона коэффи- циент освежения К0св 0,3. Сравнивают, используя соотношение, фактическое значение коэффициента с эталонным. И если за

Q период от ТО до ТО, проводимых по Инструкции через каждые 10,0 тыс. км. пробега автомобиля, оно не достигает эталонного, то двигатель эксплуатируют с полными или частичными заменами отработанного масла свежим, а если достигает-то без замен. Или другими словами: если за период от ТО до ТО уровень масла в системе не снижается до метки Мин, то двигатель эксплуатируют с полными или частичными заменами, а если

5

5

снижается - то без замен. При проведении испытаний заявленного изобретения на двигателе ВАЗ он снижался до метки Мин через каждые 8,0...9,0 тыс. км пробега автомобиля и соответственно с самого начала этот двигатель эксплуатировался на бессменном режиме смазки.

При отклонениях от среднего значения коэффициента Косв 0,3 в меньшую сторону (к 0,1) резко ухудшаются физико-химиче- сьие и функциональные свойства работающего без замен масла и соответственно уменьшается ресурс двигателя до капитального ремонта, а в большую (к 0,5) - ухудшается температурный режим двигатели, что так же приводит к уменьшению его ресурса. Тем самым, подтверждается оптимальность коэффициента освежения масла Косв 0,3.

Предельные значения коэффициента, равные ±0,2, и работоспособность соотношения подтверждены лабораторными исследованиями, стендовыми и эксплуатационными испытаниями двигателей, результаты которых представлены автором во ВНИИГПЭ в акте испытаний аналога 7 (до корректировки он являлся прототипом).

В двигателях автомобилей типа ВАЗ, КамАЗ и автобусов Икарус случайно (а возможно и не случайно), но самым счастливым для автора образом, расстояния между метками Макс и Мин указателя уровня масла в системе смазки оказались необходимыми и достаточными для осуществления заявленного изобретения без какой-либо модернизации указателя, системы смазки или двигателя в целом и главное - без дополнительных трудозатрат, характер- ных для прототипа 8. Это существенно упростило реализацию способа на практике в условиях рядовой эксплуатации двигателя автомобиля ВАЗ, КамАЗ и др.

Ф о рмул а изо б рете н ия

1.Способ стабилизации свойств масла в двигателе внутреннего сгорания, включающий контроль его расхода, заливки до максимального уровня, расчет коэффициента

освежения и сравнение его с эталоном, отличающийся тем, что, с целью упрощения реализации способа на практике, заливку осуществляют при уменьшении уровня масла до номинального значения, а в качестве эталона принимают значение коэффициента освежения 0,3 ± 0,2.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что номинальное значение уровня масла определяют исходя из соотношения

VHOM - VMBKC (1 - Косе ),

где VHOM - количество масла в системе смазки при номинальном уровне, кг;

VMSKC - количество масла в системе смазки при максимально допустимом уровне, кг;

Косв - коэффициент освежения масла, равный 0,3 ±0,2.

35

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: способ включает операции: контроль расхода масла, его доливки до максимального уровня, расчет коэффициента освежения и сравнения его с эталоном. Новым в способе являются осуществление доливок приуменьшении масла до номинального значения, выбор в качестве эталона значение коэффициента освежения 0,3 ±0,2. Кроме того, номинальное значение уровня определяют, исходя из соотношения: VHOM, /макс (1 Косв). где VHOM количество масла в системе смазки при номинальном уровне, л (кг), VMBKC - количество масла в системе при максимально допустимом уровне, л (кг); Косв - коэффициент освежения масла, равный 0,3 ± 0,2. Предложенный способ стабилизации свойств масла в двигателе может быть использован в машинах и механй з- мах, эксплуатация которых осуществляется на смазочных маслах с присадками 1 з. п. ф-лы.