Способ обработки моторного масла и устройство для его осуществления

(51)5 С 10 6 32/ БРЕТЕН кохозяйственный ста, В.А.Дейфель, тус, В А Рблучинвершенствованию ия, использованияепродуктов в усло 7,с 58,60. Г ениюрным игате т улуч тв ле ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИ ИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Рекомендации по сотехнического обслуживанМТП и применению нефтвиях РАПО, Кишинев, 198(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МОТОР МАСЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОС СТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к полу смазочных масел, в частности к мот маслам, применяемым для смазки дв лей внутреннего сгорания, и позволяе шить моющие и противоизносные св моторного масла. Моторное масло по Я 2 1624021 вательно в потоке обрабатывают ультразуковыми колебаниями резонансной частотой 8-10 кГц и магнитным полем напряженностью 180 - 200 кА/м, а толщину слоя потока масла в процессе обработки поддерживают в пределах 1/4 - 1/3 длины звуковой волны.Устройство для обработки моторного масла содержит рабочую ванну 1, магнитостриктор 2, ультразвуковой генератор 9, насос 4, емкости 7 и 10 для исходного и готового продукта соответственно, пульт 12 управления. На сливном патрубке 19 рабочей ванны 1 установлен многокольцевой магнит 13, а внутри ванны ниже подающего патрубка 16 под углом 10 - 15 к горизонтали установлена перфорированная перегородка 14 с 3 уменьшающимися в направлении уклона отверстиями, Над дном ванны на расстоянии 1/4-1/3 длины звуковой волны размещена перфорированная кольцевая трубка 15, которая установлена с возможностью вертикального перемещения по высоте рабочей ванны 1, 2 с. и 1 3 и, ф лы, 2 ил., 3 табл.Изобретение относится к получению смазочных масел, в частности к способам улучшения эксплуатационных свойств моторных масел, применяемых для смазки двигателей внутреннего сгорания.Цель изобретения - улучшение моющих и противоизносных свойств моторных масел,Способ заключается в следующем, Моторное масло последовательно в потоке обрабатывают ультразвуковыми колебаниями резонансной частотой 8-10 кГц и магнитным полем напряженностью 180 - 200 кА/м, при этом толщину слоя масла в процессе обработки поддерживают в пределах 1/4 - 1/3 длины звуковой волны.На фиг. 1 показано устройство для осуществления способа; на фиг, 2 - график зависимости интенсивности проникновения ультразвуковых колебаний в слои масла от длины волны,Устройство для обработки моторного масла состоит из рабочей ванны 1, магнитостриктора 2, являющегося вибрационным днищем ванны, датчика 3 уровня масла, насосной усановки 4, электромагнитного клапана 5, дросселя-регулятора 6, емкости 7 с товарным масло, датчика 8 опорожнения емкости, ультразвукового генератора 9, накопительной емкости 10 для обработанного масла, датчика 11 наполнения емкости, пульта 12 управления, многокольцевого магнита 13, перфорированной перегородки 14 с увеличивающимися в направлении уклона отверстиями, имеющей угол наклона 1 О - 15 к горизонту, перфорированной кольцевой трубки 15, установленной над дном ванны на расстоянии 1/4 - 1/3 длины звуковой волны с возможным вертикальным перемещением по высоте рабочей ванны, подающего патрубка 16 и винтового регулирующего механизма 17,Кольцевая трубка 15 через гибкое соединение 18 связана со сливным патрубком 19, на котором установлен многокольцевой магнит, Как показали исследования, оптимальный угол наклона перегородки 14 (фиг. 1) составляет 10 - 15. Уменьшение угла наклона меньше 10 приводит к тому, что проток масла через перегородку осуществляется на 2/3 ее длины, что нарушает послойную подачу масла к зоне озвучивания,Увеличение угла наклона свыше 15 приводит к накоплению масла в нижней части перегородки, что исключает также послойную его подачу в зону озвучивания. Кроме того, масло потоком стекает к выходному отверстию слива из ванны без необходимой интенсивной звуковой обработки. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Исследования показывают, что высотастолба масла над магнитостриктором должна быть не менее 1/4 длины звуковой волны (Я ), что обеспечивает образование развитой кавитационной зоны. Именно наличие этой эоны обеспечивает эффективность способа,Увеличение высоты столба масла более 1/3 длины звуковой волны резко снижает интенсивность проникновения ультразвуковых колебаний в слои масла (фиг, 2), что влияет на достижение поставленной цели. Именно поэтому предусмотрена установка в рабочей ванне перфорированной кольцевой трубки (фиг, 1) с воэможностью ее регулирования по высоте,Устройство работает следующим образом.Товарное необработанное масло из емкости 7 посредством насосной установки 4 через подающий патрубок 16 подается на перфорированную перегородку 14, которая обеспечивает послойную подачу масла в рабочую ванну 1 с одинаковой толщиной по всей поверхности ванны, По достижении номинального заданного уровня масла в ванне, равного 1/4-1/3 длины звуковой волны, срабатывает датчик 3 уровня, При этом выключается насосная установка и включается ультразвуковой генератор 9 с магнитостриктором 2 и реле времени на пульте 12 управления происходит процесс ультразвуковой обработки масла.После установленной первоначальной продолжительности обработки масла реле времени открывает электромагнитный клапан 5 и вновь включает насосную установку, При открытом электромагнитном клапане обработанное ультразвуковыми колебаниями масло через кольцевую перфорированную трубку 15 отводится из ванны со всей поверхности магнитострикционного устройства, подается через гибкое соединение 18 и сливной патрубок 19 к многокольцевому магниту 13. Магнитное поле многокольцевого магнита обеспечивает дополнительное воздействие на обрабатываемое масло. Далее обработанное масло через регулируемый дроссель 6 поступает в накопительную емкость 10. С этого момента установка работает в автоматическом режиме.П р и м е р 1. Образцы моторного масла М 10 Г 2 (ТУ 38-10 1650-76) обрабатывают в предлагаемой установке ультразвуковыми колебаниями и магнитным полем в непрерывном потоке с резонансной частотой 5, 8, 9, 10. 15 кГц и напряженностью магнитного поля 190 кА/м Толщина масляного слоя в момент обработки составляет 1/4 длины звуковой волны.С целью выбора и обоснования режимов обработки масла и конструктивных параметров предлагаемой установкипроводят следующие исследования;лабораторные исследования физикохимических и эксплуатационных показаний моторного масла, а именнокинематической вязкости по ГОСТ 33 - 66, содержания нерастворимых осадков по ГОСТ20684-75, интенсивности распространенияультразвуковых колебаний в масле по высоте ванны электроакустическими преобразователями (ЭАП) марки УКБ,электропроводности масел;определение моющих противоизносных свойств масел при стендовых испытаниях высокофорсированного двигателяД, в результате которых определяют моющие свойства масла в баллах по ГОСТ11637-65, износ деталей цилиндропоршневой группы по методу искусственных баз.Стендовые испытания имеют следующие режимы; загрузка двигателя по мощности составляет 80 от номинальной;частота вращения коленчатого вала двигателя 2100 об/мин; температура масла 8595 С; дизельное топливо по ГОСТ 305-72 ссодержанием серы до 0,5,Результаты исследования представлены в табл. 1,На основании проведенных исследований (табл. 1) установлено, что оптимальным в предлагаемом способе являетсярежим с резонансной частотой колсбаний8-10 кГц при напряженности магнитного поля 190 кА/м При оптимальных режимах обработки моющие свойства масласоставляют 9 - 9,5 баллов, что а 1,67-1,58 развыше по сравнению с известным При этомскорость изнашивания гильз цилиндров была 1,82 - 2,1 мкм/100 моточасов, что в 1,60 -1,39 раза ниже, чем по известному способу,П р и м е р 2 Образцы моторного маслаМ 10 Г 2 по ТУ 38-10 1650-76 обрабатывают впредлагаемой установке в непрерывном потоке с резонансной частотои 9 кГц и напряженностью магнитного поля 150, 180, 190,200 и 220 кАм, толщина масляного слоя вмомент обработки составляет 1/4 длинызвуковой волны.Результаты исследований приведены втабл, 2. Проведенные исследования данных образцов масел (табл 2) показали, что наилучшие эксплуатационные и физико-химические показатели имеют масла, полученные по предлагаемому способу обработки с напряженностью магнитного поля 180-200 кА/м,Например, при напряженности магнитного поля 190 кА/м моющие свойства обработанного масла оказались в 1,37 разавыше, чем при напряженности, равной 1505 или 220 кА/м,Проведенные исследования (табл. 1 и 2)позволяют обосновать оптимальные режимы обработки масла в непрерывном потоке,а именно резонансная частота - 8 - 10 кГц10 и напряженность магнитного поля 180200 кА/м при толщине смазочного слоя 1/4длины звуковой волны.П р и м е р 3, Образцы моторного маслаМ 10 Г 2 по ТУ 38-101650-76 обрабатывают по15 предлагаемому способу в непрерывном потоке при следующих режимах: ультразвуковые колебания с частотой 9 кГц и магнитнымполем с напряженностью 190 кА/м при толщине слоя масла в рабочей ванне 1/5; 1/4;20 1/3; 1/2 длины звуковой волны, а также впорционном режиме (известный).Результаты исследований представлены в табл. 3 и на фиг. 2,Представленные данные (фиг. 2) пока 25 зывают, что наибольший размах ультразвуковых колебаний наблюдают в слое маслатолщиной до 1/3 длины звуковой волны. Далее следует резкое падение интенсивностиультразвуковых колебаний, что указывает30 на снижение эффективности ультразвуковой обработки масла, Следовательно. обработку масла следует вести в рабочей ваннепри толщине слоя 1/4-1/3 Л, при этом обеспечивается ультразвуковое озвучивание35 всей толщины масла.При оптимальной толщине слоя масла вванне (1/4 Л -163 ) полученное масло попредлагаемому способу обладает более высокими моющими и противоизносными40 свойствами (табл. 3). Так, например, у масла,обработанного по предлагаемому способупри толщине слоя в рабочей ванне 1/4 Л -1/ЗЛ, моющие свойства составляют 9,0 баллов, что в 1,39 раза выше, чем при толщине45 слоя, равной 1/5 Л или 1/2 Л На улучшениемоющих свойств при оптимальных режимахуказывает также рост электропроводностимасла. Электропроводность масел, обработанных по предлагаемому способу, повыша 50 ется в 1,47 раза,Обработанное масло по предлагаемомуспособу при толщине слоя 1/4 Л - 1/3 Л, обладает также лучшими противоизноснымисвойствами. Так, скорость изнашивания55 гильз при работе двигателя на масле, обработанном по предлагаемым режимам, составляет 1,85 - 1,87 мкм/100 моточ. что в 1.58раза меньше, чем при работе двигателя намасле, обработанном в порционном режиме(известном), или в 1.30 раза меньше, чем при работе двигателя на масле, обработанном при толщине его слоя в ванне 1/51 илл 1/2. Таким образом, оптимальными режимами непрерывной обработки моторного масла по предлагаемому способу являются: реэонайсная частота ультразвуковых колебаний 8-10 кГц; напряженность магнитного поля 180 - 200 кА/м; толщина слоя потока масла в процессе обработки в пределах 1/4 - 1/3 длины звуковой волны.Предлагаемый способ и устройство для обработки моторных масел обеспечивают улучшение их эксплуатационных свойств. Формула изобретения 1. Способ обработки моторного масла, включающий обработку его ультразвуком, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения моющих и противоизносных свойств, масло обрабатывают в потоке последовательно ультразвуковыми колебаниями резонансной частотой 8 - 10 кГц, а затем магнитным полем напряженностью 180 - 200 кА/м, при этом толщину слоя потока масла поддерживают в процессе обработки Таблица 1 Масло, обработанное известным способом Моторное масло, обработанное по предлагаемомуспособ и и езонансной частоте колебаний, кГ Показатели 10 15 240 240 240 240 240 240 1,27 6,9 7,40 7,35 7,20 10,14 16,43 62,03 10,14 14,0 38,9610,14 14,05 38,5 10,14 14,25 47,5 10,14 13,29 37,96 10,14 15,351,2 2,97 2.45 2,37 2,52 2,75 2,80 5,00 5,93 1,0 4,50 6,12 4,38 2,10 2,92 1,87 2,47 1,825 2,55 1,39 1,18 1,56 1,60 1,14 Продолжительность испытания, моточ. Электропроводность масел перед испытанием,-10 См/м Кинематическая вязкость, мм /с: в начале испытания в конце испытания Прирост вязкости,Массовая доля нерастворимых осадков,% Средний. износ гильз цилиндров,мкм Скорость изнашивания цилиндров,мкм/10 моточ. Снижение скорости изнашивания цилиндров в сравнении с известным способом, азв пределах 1/4-1/3 длины звуковой волны.2, Устройство для обработки моторногомасла, содержащее рабочую ванну с подаю щим и сливным патрубками, ультразвуковойгенератор, магнитостриктор, насос, емкости для исходного и готового продукта, пусковую аппаратуру, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения моющих и противо износных свойств масла, оно снабжено многокольцевым магнитом, размещенным на сливном патрубке рабочей ванны, перфорированной перегородкой, размещенной внутри ванны ниже подающего патрубка 15 под углом 10 - 15 к горизонтали, и перфорированной кольцевой трубкой, размещенной над дном ванны на расстоянии 1/4-1/3 длины звуковой волны, при этом отверстия перфорированной перегородки выполнены с 20 размером. увеличивающимся в направлении уклона. 3, Устройство по п.2, отл и чаю щеес я тем, что перфорированная кольцевая 25 трубка установлена с возможностью вертикального перемещения по высоте рабочей ванны.1624021 10 Продолжение табл, 1 Таблица 2 Показате сло, обрабонное по известномуспособу 180 40 7,4 50 10,14 16,43 62,03 10,14 13,90 36,8 0,14 5,18 49,2 10,14 10,14 13,99 37,96 10,1415,047,0,3 7 2,4 4,5 6,2,50 1,87 8,25 1,5 1,6 1,6 Продолжительность испытания, моточ,Электропроводность масел перед испытанием,х 10 См/м Кинематическая вязкость,мм /с: 2 в начале испытания в конце испытания Прирост вязкости,Массовая доля нерастворимых осадков,о Средний износ гильз цилиндров,мкм Скорость изнашивания цилиндров,мкм/100 моточ,Снижение скорости изнашивания в сравнении с известным способом,раз Моющие свойства масла, балл Повышение моющих свойств в сравнении с известным способом, азМоторное масло, обработанное по предлагаемо пособ п и нап яженности магнитного поля, к12 1624021 Таблица 3 Масло, обработанное по известному способу (порционный режим) Показатели 1/2 (70 мм) 1/4 (35 мм) 1/3 (47 мм) 1/5 (28 мм) 240 240 240 240 240 7,35 6,5 5,8 10,1415,4 10 14 13,80 10,1414,0 10,1415,2 10,14 16,43 37,5 38,06 52 50 62,03 2,37 2,87 3,10 2,35 2,97 5,90 4,45 4,50 5,8 7,0 2,46 1,85 2,42 2,92 119 1,58 1,57 1,21 9,0 12,3 9,0 12,5 их свойств масла в сравнении с известным способом,аэ 1,67 1,22 1,67 1,20 Продолжительность испытания,моточ,Электропроводность масел перед испытанием,х 10 См/м Кинематическая вязкость, мм /с: г в начале испытания в конце испытания Прирост вязкости,% Массовая доля нерастворимых осадков, % Средний износ гильз цилиндров,мкм Скорость изнашивания гильз цилиндров, мкм/100 моточ,Снижение скорости изнашивания в сравнении с известным, способом,раз м сла, балл Повышение мою Моторное масло, обработанное по предлагаемому способ и и тол ине масла е ванне, Симоненкентал оставител ехред М,М Корректор вска трова акта Заказ 169 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 л.Гагарина, 1 10 20,70 ФР Ы лона здукаВоо Волны .4, иЮог Г Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго ФРХ 70