Методика та результати проведення дослідів двигуна ВАЗ 21011 на моторному маслі з добавкою Roil Gold.

Одним з шляхів підвищення техніко-економічних показників двигунів внутрішнього згорання являється зменшення втрат на тертя в їхніх механізмах та системах. Перспективним напрямом вирішення цієї проблеми є використання в двигунах моторного масла з різноманітними присадками та добавками, які реалізують принцип самоорганізації у вузлах тертя і, так зване, “беззносне” тертя. При використанні такої технології добавки до моторного масла, які отримали назву кондиціонерів металу та являються складними хімічними сполуками з активними іонами заліза, стаються в результаті хімічних реакцій в зонах тертя частиною структури металу, згладжуючи шорсткості та заповнюючи мікропори та мікро тріщини. На поверхнях тертя з компонентів кондиціонеру металу формується тонкий захисний шар і в результаті трибіохімічих реакцій здійснюється цикл “знос-відновлення”.
Одним з таких кондиціонерів металу являється добавка до моторного масла Roil Gold компанії Neways International.
Метою проведення дослідів було визначення впливу добавки Roil Gold до моторного масла на показники потужності та економічності двигуна ВАЗ-21011 при роботі по зовнішній характеристиці, а також дослідження ремонтно-відновлювальних властивостей добавки шляхом вимірювання компресії в двигуні та мікро метражу циліндрів та колінчастого валу.
Об’єктом досліджень був двигун ВАЗ-21011, який відпрацював свій ресурс (падіння компресії в циліндрах було більше за допустиму величину. Див. таблицю 1).

Підготовка до дослідів, параметри засобів та характеристики процедур дослідів.

Перед початком дослідів було проведено розбору та промивання двигуна, виконаний мікрометраж циліндрів двигуна та корінних і шатунних шийок колінчатого валу.
Досліди проводилися на моторному маслі "ТНК Мотор" з в’язкістю по характеристиці SAE 15W40 та новим масляним фільтром.
Потужність механічних втрат визначалась методом прокручування двигуна від мотор-генератора дослідного стенду MEZ-VSETIN в діапазоні від 1000 до 5400 хв-1 при повністю відкритому дроселі та виключеному запалюванні.
Швидкісна зовнішня характеристика знімалася в діапазоні частот від 1500 до 5100 хв-1 з заміром параметрів через кожні 200 оборотів в хвилину. Температура охолоджуючої рідини при знятті контрольних показників підтримувалася в діапазоні 80±2°С, моторного масла 90±2°С. Зняття контрольних характеристик проводилося без зміни регулювань карбюратора. Кут випередження запалювання змінювався за рахунок дії штатних пристроїв системи запалювання (центр обіжного регулятора та вакуум-коректора).
Компресія в циліндрах визначалася на прогрітому двигуні при прокручування його від мотор-генератора при частоті обертів 200 хв-1.
Після зборки двигуна була проведена його 10-ти годинна обкатка і зняті контрольні характеристики, які представлені на малюнках 1 і 2.
Заливка добавки Roil Gold була проведена у відповідності до рекомендації компанії виробника Neways International з розрахунку 80 мл на 1 л моторного масла, тобто в двигун ВАЗ-21011 було залито 310 мл.

30 годинний режим обкатки двигуна із змінним навантаженням.

Обкатка двигуна на маслі з добавкою проводилася протягом 30 годин при зміні навантаження від мінімальної до максимальної та частоти обертів колінчатого валу від 800 хв-1 до 5100 хв-1; після чого знову були зняті контрольні показники двигуна та заміряна компресія в циліндрах. Результати порівнянь показників двигуна представлені в таблиці 1 та на малюнках 1 і 2. Зменшення втрат на тертя (зменшення потужності механічних втрат) спостерігалося у всьому діапазоні частот обертання і на частоті обертання 5400 хв-1 склало 11,5%. Відчутний приріст ефективної (корисної) потужності двигуна на зовнішній характеристиці спостерігається тільки на великих частотах обертання, так як цей приріст був обумовлений в основному зменшенням механічних втрат, абсолютні значення яких на низьких частотах невисокі.
Зміна годинного розходу палива виявилася в межах точності заміру. Зросла компресія в циліндрах, особливо в тих, де її значення були низькими. (таблиця 1).
Після проведення цієї серії дослідів, за пропозицією представників компанії Neways International, була проведена додаткова обкатка двигуна протягом 10 годин в режимі повного навантаження та частотах обертання 3500-4500 хв-1 і знову зняті контрольні характеристики двигуна.
Результати дослідів показали (малюнки 1 і 2, таблиця 1), що потужність механічних втрат ще більше зменшилася і на максимальних частотах обертання це падіння склало 8,6%. Таким чином, сумарне зменшення втрат на тертя в двигуні склало приблизно 20%, що треба признати вражаючим результатом (малюнок 3).
Ще більше виросла компресія в циліндрах, що пояснюється ремонтно-відновлювальними діями добавки до масла Roil Gold. Збільшення компресії, а іншими словами, а іншими словами, зменшення пропуску газів через кільцеве ущільнення під час робочого циклу, відобразилося на покращенні наповнення циліндрів свіжою горючою сумішшю, про що свідчить збільшення годинного розходу палива, і на протікання процесів стиснення та згорання. Ці фактори, в сукупності зі зменшенням втрат на тертя, привели до збільшення максимальної ефективної потужності двигуна та крутячого моменту на 7-8,5% в порівнянні з результатами дослідів без добавки (малюнок 4).

Розборка двигуна та заміри після дослідів.

Розборка двигуна після проведення дослідів та мікрометраж циліндрів і колінчатого валу показали, що зміна їх розмірів знаходилися в межах точності замірів (ціна поділки вимірювального приладу ±0,002 мм). Візуальний огляд деталей показав, що на поверхнях (шийках колінчастого валу та кулачках і т.п.) утворилася явно помітна плівка, яка мала дзеркальну поверхню. Товщина плівки, як слідує з результатів мікро метражу та з досліджень розробників добавки Roil Gold, складає долі мікрометра. Однак ця товщина являється достатньою для згладжування мікронерівностей та заполірування поверхонь, які до випробовувань добавки мали матовий відтінок зі слідами натирів. Слід відмітити, що виявлені при розборці двигуна до дослідів дефекти на вкладишах при вибраному жорсткому режимі 10-годинної обкатки (режим максимального крутячого моменту двигуна, коли тиск газів в циліндрі досягає найбільшого значення), мабуть, привели б до стуку двигуна, зростанню потужності механічних втрат, падінню ефективної потужності. Однак при використанні добавки Roil Gold цього не спостерігалось. Можна припустити, що в даному випадку відчулися дії ремонтно-відновлювальних властивостей добавки, які забезпечують виникнення на поверхнях тертя захисного покриття. Вигладжування поверхонь тертя, їх заполірування і привели до зменшення коефіцієнта тертя та істотному зменшенню втрат на тертя, про що говорилося раніше.

Зауваження по дослідженнях.

На основі проведених досліджень слід очікувати і інші позитивні ефекти від використання добавки до масла Roil Gold. Зокрема, утворення захисної плівки свідчить про можливе збільшень довговічності двигуна за рахунок підвищення його зносостійкості, реалізації беззносного тертя.
Зменшення потужності механічних втрат двигуна у всьому діапазоні частот обертання, в тому числі й оборотах холостого ходу дає можливість збіднити регулювання карбюратора на холостому ході. Це, однозначно, призведе до зменшення експлуатаційного розходу палива та зменшенню токсичності відпрацьованих газів. Однак дослідження цих аспектів дії добавки Roil Gold до моторного масла в програму даного досліду не входили.

Висновки.

В результаті проведених моторних досліджень двигуна ВАЗ-21011 на моторному маслу з добавкою Roil Gold встановлено наступне:

1. Добавка Roil Gold до моторного масла приводить до зменшення потужності механічних втрат двигуна у всьому діапазоні частот обертання. На максимальних частотах обертання зменшення втрат на тертя двигуна ВАЗ-21011 склало 18-20%.
   
2. За рахунок ремонтно-відновлювальних властивостей добавка Roil Gold забезпечила збільшення компресії зношеного двигуна ВАЗ-21011 на 1-1,6% кг/см2.
   
3. Збільшення компресії в циліндрах і зниження механічних втрат обумовлюють підвищення ефективної потужності зношеного двигуна та його крутячого моменту на 8-8,5%.
   
4. Дія добавки Roil Gold до моторного масла найбільш повно проявляється після обкатки двигуна на великих навантаженнях та швидкісних режимах.
   
5. Утворення захисного шару на поверхнях, які труться, загладжування мікронерівностей деталей двигуна попереджує їхню схильність до задирів та натирів на екстремальних режимах експлуатації.
   

Додатки.