По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.319.5 DOI:10.33920/sel-10-2506-05

Электрическое воздействие на масла в триботехнике

Вершинин Н. К. ООО «Инжиниринговый центр «Любимов и компания», г. Шахты, Ростовской обл.
Любимов Д. Н. ООО «Инжиниринговый центр «Любимов и компания», г. Шахты, Ростовской обл.
Дунаев А. В. ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный Центр ВИМ», г. Москва, e-mail: dunaev135@mail.ru
Костомахин М. Н. ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный Центр ВИМ», г. Москва
Пустовой И. Ф. ООО «РеалИнПроект», п. Кузьмоловский, Всеволожский район, Ленинградская обл.
Рыжов В. Г. ООО «ТРИГГЕР», г. Балашиха, Московская обл.
Шалимов В. Э. НИИЦ АТ 3 ЦНИИ МО РФ, г. Бронницы, Московская обл.

Для уменьшения трения и изнашивания проводятся значительные трибологические исследования, разработки и испытания пар трения. Используются дорогостоящие масла и высокотехнологичные присадки. Но технологии совершенствования пар трения и смазок свои возможности исчерпали, и они нецелесообразны по экономическим причинам. В то же время физические методы воздействия на смазки позволяют малозатратно и без изменения конструкции машин и оборудования заметно совершенствовать триботехнику пар трения, но используются неоправданно мало. Лабораторные исследования проведены на трибометре TRB-S-DE со стальной трибопарой «палец —диск» в масле М-10Г2К в режиме ступенчатого нагружения и при постоянной скорости скольжения 100 см/с с электрическим воздействием на масло разными уровнями и формами напряжения через медный, алюминиевый, оловянный, цинковый, графитовый, стальной электроды с контролем коэффициента трения, показателя изнашивания. Эксплуатационные испытания проведены на 29 легковых автомобилях при подаче на детали в моторных и трансмиссионных маслах постоянного напряжения 12 и 48 В с контролем расхода топлива. Все исследования подтвердили эффективность улучшения триботехнических свойств сопряжений малозатратным электрическим воздействием на моторные и трансмиссионные масла. Так, в лабораторных испытаниях подача напряжения постоянного тока 12 и 33 В на электроды из меди, алюминия, цинка, олова, железа, графита, омываемые маслом, значительно уменьшила трение и изнашивание при малых нагрузках, меньше — при средних и без эффекта в номинальном режиме. В испытаниях автомобилей подача напряжения постоянного тока 12 и 48 В даже на стальные детали в масле двигателей экономила не менее 3 % топлива, а с воздействием и на масла в трансмиссии — в среднем 12 %. В целом нами выявлена целесообразность использования максимально высокого и только постоянного по форме напряжения для воздействия на масла через электроды из мягких металлов. Однако нужно провести испытания и с электродами из магниевых сплавов. Не решена задача ввода электродов в поток моторных масел, что повысит эффективность воздействия на триботехнику узлов трения.

Литература:

1. Дубинин А. Д. Энергетика трения и износа деталей. — Киев: Машгиз (южное отделение), 1963. — 140 с.

2. Заславский Ю. С., Артемьева В. П. Новое в трибологии смазочных материалов: Монография. — М.: Изд-во «Нефть и газ» РГУНГ им. И. М. Губкина, 2001. — 480 с.

3. Любимов Д. Н., Долгополов К. Н., Вершинин К. Н., Дунаев А. В. Антифрикционная эффективность поляризации масел — инновационный фактор модернизации машин // Труды ГОСНИТИ. — 2014. — Т. 116. — С. 40–44.

4. Воронин С. В., Дунаев А. В. Влияние электрического и магнитного поля на механизм действия присадок к маслам // Трение и износ. — 2015. — Т. 3. — № 1. — С. 643–649.

5. Голиков Ю. И., Белоконев Д. В. Фильтр «Экомаг-200Г» магнитной очистки и обработки моторного масла двигателя внутреннего сгорания автомобиля // Патент РФ № 2373405.

6. Любимов Д. Н., Долгополов К. Н., Пустовой И. Ф., Шабанов А. Ю. Эксплуатационные эффекты применения минералов как активных агентов смазочных сред // Тракторы и сельхозмашины. 2015. — № 3. — С. 38–44.

7. Лысиков Е. Н., Косолапов Б. В., Воронин С. В. Надмолекулярные структуры жидких смазочных сред и их влияние на износ технических систем. — Харьков: Эдна, 2009. — 274 с.

8. Способ электрообработки жидкости на нефтяной основе в сильном электростатическом поле // Патент РФ № 2101480.

9. Способ повышения эффективности использования смазочного масла с присадками // Патент РФ № 2624927.

10. Воронин С. В. Формирование доменов жидких кристаллов в смазочных материалах под действием внешних силовых полей: сборник научных трудов УкрДАЗТ. — Харьков: Укр-ДАЗТ, 2011. — Вип. 127. — С. 213–219.

11. Любимов Д. Н., Вершинин Н. К., Иванов А. Е., Голенкова И. В. Электронный регулятор трения // Патент РФ № 59198.

12. Шимонаев Г. С. и др. Исследование природы электрического заряда в моторных маслах с полуфункциональными присадками // Мир нефтепродуктов. — 1995. — № 2. — С. 44–47.

13. Любимов Д. Н., Долгополов К. Н., Вершинин Н. К., Бай Н. М. Основные принципы и результаты использования «электронного регулятора трения» для повышения эксплуатационных показателей двигателей транспортных средств / Под ред. В.В. Ерофеева // Сборник научных трудов. — Челябинск: ЧНЦ РАЕН, 2008. — С. 146–149.

14. Канарев Ф. М. Физхимия микромира. — 8-е изд. — Краснодар, 2008. — 876 с.

15. Рыбников Ю. С. Основы электронной теории износа при трении // Вестник машиностроения. — 1989. — № 6. — С 7–11.

16. Рыбников Ю. С. Электрофизическая основа взаимодействия тел при трении и электромеханическая природа самоорганизующегося режима электроизноса и электроразрушения материалов трибопар при трении скольжения и качения // Трение и смазка в машинах и механизмах. — М., 2012. — № 8.

17. Рыбников Ю. С. Нетрадиционные методы контроля электроизноса и электроразрушения и защиты трибоконтактных поверхностей // X Всероссийское совещание-семинар «Инженерно-физические проблемы новой техники»: Сб. мат. МГТУ им Н.Э. Баумана 17–19 апреля 2012 г. — С. 185–188.

18. Александров Е. Е. Повышение ресурса технических систем путем использования электрических и магнитных полей / Е. Е. Александров, И.А. Кравец, Е.Н. Лысиков и др.; НТУ ХПИ. — Харьков, 2006. — 544 с.

19. Ахматов A. C. Молекулярная физика граничного трения. — М.: Физматгиз, 1963. — 472 с.

20. Ашуров А. В. Применение внешних силовых полей для улучшения качества смазочных материалов / А.В. Ашуров, З.И. Сюняев, В.Э. Иванковский // Химия и технология топлив и масел. — М.: Химия, 1988. — С. 34–41.

В работе затронута проблема электрических воздействий на масла при трении в них. Поставлена задача дополнить знания в этой проблеме триботехническими испытаниями и контролем экономичности автомобилей с воздействием на масла в их агрегатах.

Уменьшение трения и изнашивания — постоянно актуальная задача. В этом важно совершенствование смазочных материалов, для чего созданы новые базы масел и присадки, а в эксплуатации в масла вводятся разнообразные добавки.

Современные масла и смазки имеют высокие качества, но за счет усложнения химического состава и высокой цены. Возможности дальнейшего совершенствования масел ограничены и экономически неоправданны. А физика имеет некоторые простые методы для улучшения их триботехнических свойств.

Такими методами непрерывной модификации работающих масел могут быть электрическая [1–4], магнитная [5], электромагнитная обработки, изменяющие структуру и свойства углеводородов масел и присадок, в том числе диспергирование их компонентов поляризацией во внешнем поле [4].

Электрические и магнитные воздействия разрушают конгломераты масел и присадок, образуют активные радикалы, поляризуют их компоненты, насыщают зарядами и изменяют свойства масел [1–4]. Но физическая и химическая адсорбция и другие трибопроцессы любых масел также подвержены электрическим и магнитным воздействиям. Но, несмотря на электрическую природу процессов в маслах и на поверхностях трения, в классической трибологии им уделено мало внимания [1, 2].

В исследованиях мало данных об оптимуме параметров электрического и магнитного воздействия на масла, а также на трение с ними. В электростатическом воздействии на масла есть приемлемые представления о механизме такого влияния. А по эмиссии зарядов в масла не выяснены оптимум частот униполярного или переменного электрического напряжения, предпочтительные материалы электродов. В данной работе делается попытка как-то прояснить понимание в этих вопросах.

Важно также уточнить механизм влияния эмиссии зарядов в маслах на триботехнику сопряжений. Исследованы электрические процессы в самом трении, немало исследований по влиянию на него электричеством. Дубининым А. Д. и Рыбниковым Ю. С. показаны непрерывные электрические трибопроцессы под униполярным широкополосным по частоте напряжением с токами до 0,03 А. Предположено, что происходит перенос зарядов с поверхности, где работа выхода электрона меньше, на ту поверхность, где работа выхода больше. В этом же имеется гипотеза о трибоплазме с ее высокочастотными электрическими процессами, открытие 1950 г. Б. В. Дерягина о эмиссии высокоэнергетических экзоэлектронов (механоэлектронов) с ювенильных поверхностей трения, поэтому в понимании механизма действия заряженных масел необходимо прийти к какому-то компромиссному представлению.

Для Цитирования:
Вершинин Н. К., Любимов Д. Н., Дунаев А. В., Костомахин М. Н., Пустовой И. Ф., Рыжов В. Г., Шалимов В. Э., Электрическое воздействие на масла в триботехнике. Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2025;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: