RU2567087C1 - Method of defining of oil lubricity - Google Patents
Method of defining of oil lubricity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2567087C1 RU2567087C1 RU2014130867/28A RU2014130867A RU2567087C1 RU 2567087 C1 RU2567087 C1 RU 2567087C1 RU 2014130867/28 A RU2014130867/28 A RU 2014130867/28A RU 2014130867 A RU2014130867 A RU 2014130867A RU 2567087 C1 RU2567087 C1 RU 2567087C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- friction
- current
- coefficient
- wear
- oil
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии оценки качества смазочных масел, в частности к определению их смазочной способности.The invention relates to a technology for evaluating the quality of lubricating oils, in particular to determining their lubricity.
Известен способ определения смазывающей способности масел, заключающийся в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, а смазывающую способность оценивают отношением токов, протекающих через неподвижную пару трения и при установившемся режиме трения (авторское свидетельство СССР №1054732, дата приоритета 08.07.1982, опубл. 15.11.1983, авторы Ковальский Б.И. и др., RU).A known method for determining the lubricity of oils is that a friction pair is operated in the presence of a lubricant, an electric current is passed through it, and the lubricity is estimated by the ratio of the currents flowing through a stationary friction pair and under steady-state friction (USSR copyright certificate No. 1054732, date priority 08.07.1982, publ. 15.11.1983, authors Kovalsky B.I. et al., RU).
Недостатком известного способа является отсутствие количественной оценки связи между концентрацией продуктов старения в масле, износом и электропроводностью фрикционного контакта, так как эта связь определяет свойства граничных слоев, разделяющих поверхности трения.The disadvantage of this method is the lack of a quantitative assessment of the relationship between the concentration of aging products in oil, wear and electrical conductivity of the friction contact, since this relationship determines the properties of the boundary layers separating the friction surfaces.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения смазывающей способности масел, заключающийся в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, пробу масла постоянной массы нагревают с перемешиванием при определенной температуре в зависимости от назначения смазочного масла в течение постоянного времени, отбирают часть пробы окисленного масла, фотометрированием определяют коэффициент поглощения светового потока, а другую часть пробы окисленного масла испытывают дважды на машине трения при постоянных параметрах трения при пропускании через пару трения постоянного тока от внешнего источника стабилизированного питания и без тока, измеряют параметры износа при пропускании тока через пару трения и без тока, определяют коэффициент влияния тока КВТ на смазывающую способность окисленного масла по формуле:
Недостатком прототипа является недостаточная информативность способа в связи с отсутствием комплексной оценки смазывающих свойств масел, учитывающей сопротивляемость граничного смазочного слоя.The disadvantage of the prototype is the lack of information of the method due to the lack of a comprehensive assessment of the lubricating properties of oils, taking into account the resistance of the boundary lubricating layer.
Задачей изобретения является комплексная оценка смазывающих свойств испытуемого масла по его оптическим свойствам, величине износа и коэффициенту электропроводности фрикционного контакта, отражающему сопротивляемость граничного смазочного слоя.The objective of the invention is a comprehensive assessment of the lubricating properties of the test oil by its optical properties, the amount of wear and the coefficient of electrical conductivity of the friction contact, reflecting the resistance of the boundary lubricating layer.
Для решения поставленной задачи и получения технического результата в способе определения смазывающей способности масел, заключающемся в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, пробу масла постоянной массы нагревают при определенной температуре в течение постоянного времени, отбирают часть пробы окисленного масла, которую фотометрируют, и определяют коэффициент поглощения светового потока, а другую часть пробы окисленного масла испытывают на машине трения, определяют смазывающую способность по значениям коэффициента влияния тока, согласно изобретению пробу окисленного масла испытывают на машине трения при постоянных параметрах трения, пропускают через пару трения постоянный ток от внешнего стабилизированного источника напряжения, записывают диаграмму изменения тока в процессе трения, по которой определяют начало установившегося изнашивания и величину тока, определяют коэффициент электропроводности граничного слоя как отношение тока, протекающего через граничный слой, к заданному току, определяют диаметр пятна износа и отношение коэффициента поглощения светового потока к диаметру пятна износа, определяют падение напряжения UГС на граничном слое, разделяющем поверхности трения при установившемся изнашивании, по эмпирической формуле:
гдеWhere
КП - коэффициент поглощения светового потока;K P - light absorption coefficient;
U - диаметр пятна износа, мм;U is the diameter of the wear spot, mm;
КЭГС - коэффициент электропроводности граничного слоя, EHS - the conductivity coefficient of the boundary layer,
строят графическую зависимость падения напряжения на граничном слое от коэффициента поглощения светового потока, по которой определяют смазывающую способность испытуемого масла, причем чем больше значение падения напряжения на граничном слое, тем выше смазывающая способность.construct a graphical dependence of the voltage drop on the boundary layer on the absorption coefficient of the light flux, which is used to determine the lubricity of the test oil, and the greater the value of the voltage drop on the boundary layer, the higher the lubricity.
На фиг. 1 представлены диаграммы записи тока, протекающего через фрикционный контакт при триботехнических испытаниях окисленных масел Mobil Super Syn 0W-40 SJ/SL/CF (а) и THK Супер 10W-40 SL/CF (б), на фиг. 2 показаны зависимости падения напряжения на граничном слое окисленных масел от коэффициента поглощения светового потока для минеральных масел: Spectrol Super 15W-40 SF/CC (1); Лукойл Стандарт 10W-40 SF/CC (2); частично синтетического THK Супер 10W-40 SL/CF (3) и синтетического Mobil Super Syn 0W-40 SJ/SL/CF New Life (4).In FIG. 1 shows diagrams of recording the current flowing through the frictional contact during tribological testing of oxidized oils Mobil Super Syn 0W-40 SJ / SL / CF (a) and THK Super 10W-40 SL / CF (b), in FIG. Figure 2 shows the dependences of the voltage drop at the boundary layer of oxidized oils on the absorption coefficient of the light flux for mineral oils: Spectrol Super 15W-40 SF / CC (1); Lukoil Standard 10W-40 SF / CC (2); partially synthetic THK Super 10W-40 SL / CF (3) and synthetic Mobil Super Syn 0W-40 SJ / SL / CF New Life (4).
Способ определения смазывающей способности масел осуществляется следующим образом.A method for determining the lubricity of oils is as follows.
Товарное смазочное масло постоянной массы (например, 100±0,1 г) нагревают в стеклянном стакане при атмосферном давлении и перемешивают стеклянной мешалкой при постоянной частоте вращения с помощью электродвигателя при постоянной температуре (например, 180°C). Через равные промежутки времени (например, 8 ч) отбирают часть пробы окисленного масла для прямого фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока КП. При значениях коэффициента КП, равных 0,1; 0,2; 0,3…0,8 ед., отбирают дополнительную пробу окисленного масла для испытания на машине трения и определения величины износа, после чего стеклянный стакан доливается товарным маслом до первоначальной массы и испытания продолжаются до следующего значения коэффициента КП. Параметры трения выбраны постоянными (например, нагрузка 13 Н, скорость скольжения 0,68 м/с, время испытания 2 часа, температура масла в объеме 80°C). Через пару трения пропускают постоянный ток (например, не более 100 мкА) от внешнего источника стабилизированного напряжения (например, 3 В). Величина тока задается при статическом положении образцов (например, 100 мкА), а в процессе трения записывается через преобразователь на дисплее компьютера в виде диаграммы (фиг. 1).Commodity lubricating oil of constant weight (for example, 100 ± 0.1 g) is heated in a glass beaker at atmospheric pressure and stirred with a glass stirrer at a constant speed using an electric motor at a constant temperature (for example, 180 ° C). At regular intervals (for example, 8 hours), a portion of the sample of oxidized oil is taken for direct photometry and determination of the absorption coefficient of the light flux K P. When the values of the coefficient K P equal to 0.1; 0.2; 0.3 ... 0.8 units, an additional sample of oxidized oil is taken for testing on a friction machine and determining the amount of wear, after which the glass cup is refilled with marketable oil to its original mass and the tests continue until the next value of the coefficient K P. The friction parameters were chosen constant (for example, a load of 13 N, a sliding speed of 0.68 m / s, a test time of 2 hours, and an oil temperature of 80 ° C). A constant current (for example, not more than 100 μA) from an external source of stabilized voltage (for example, 3 V) is passed through a friction pair. The current value is set at the static position of the samples (for example, 100 μA), and in the process of friction is recorded through a converter on a computer display in the form of a diagram (Fig. 1).
Величина тока, протекающего через фрикционный контакт, зависит от его сопротивления, поэтому при малом сопротивлении контакта, когда происходит пластическая деформация микронеровностей поверхностей трения, величина тока максимальна и равна заданному (100 мкА). При большом сопротивлении фрикционного контакта, а это возможно когда на поверхностях трения образуются модифицированные граничные слои, как результат химической реакции металлических поверхностей с органическими кислотами, изменяющими электропроводность этих слоев (контакта) и определяющими величину износа. Если условно обозначить сопротивление граничного слоя через символ R, величина тока, протекающего через него, определится по формуле:The magnitude of the current flowing through the friction contact depends on its resistance, therefore, with a small resistance of the contact, when plastic deformation of the microroughness of the friction surfaces occurs, the magnitude of the current is maximum and equal to the specified value (100 μA). With a high resistance to frictional contact, and this is possible when modified boundary layers are formed on the friction surfaces, as a result of a chemical reaction of metal surfaces with organic acids, which change the electrical conductivity of these layers (contact) and determine the amount of wear. If we arbitrarily denote the resistance of the boundary layer through the symbol R, the magnitude of the current flowing through it is determined by the formula:
где UГС - падение напряжения на граничном слое; I - величина тока, протекающего через граничный слой.where U GS is the voltage drop at the boundary layer; I is the magnitude of the current flowing through the boundary layer.
Применяя формулу 1, сопротивление фрикционного контакта R определяется как:Using
Для удобства применения формулы (2) величину тока предлагается заменить коэффициентом электропроводности граничного слоя КЭГС, определяемого выражением:For the convenience of applying formula (2), it is proposed to replace the current value with the coefficient of electrical conductivity of the boundary layer K of the EHS , defined by
где I - величина тока, протекающего через граничный слой, мкА; IЗ - заданная величина тока при статическом положении пары трения, (100 мкА).where I is the magnitude of the current flowing through the boundary layer, µA; I З - the set current value at the static position of the friction pair, (100 μA).
Тогда формулу (2) можно записать в виде:Then formula (2) can be written as:
Электропроводность граничного слоя зависит от свойств смазочного масла, которые определяются концентрациями продуктов окисления, температурной и механической деструкцией, и его кислотностью, тогда суммарную концентрацию можно определить фотометрическим методом по коэффициенту поглощения светового потока КП.The electrical conductivity of the boundary layer depends on the properties of the lubricating oil, which are determined by the concentrations of oxidation products, thermal and mechanical degradation, and its acidity, then the total concentration can be determined by the photometric method from the light flux absorption coefficient K P.
Влияние продуктов окисления, образующихся в смазочном масле, определяется их концентрацией в граничном слое, разделяющем поверхности трения, и их электропроводностью, которую предложено оценивать падением напряжения на граничном слое, по эмпирической формуле:The influence of the oxidation products formed in the lubricating oil is determined by their concentration in the boundary layer separating the friction surfaces, and their electrical conductivity, which is proposed to evaluate the voltage drop across the boundary layer, according to the empirical formula:
Падение напряжения UГС является комплексным показателем, характеризующим условную концентрацию продуктов окисления смазочного масла на номинальной площади фрикционного контакта (
Поэтому по диаграммам записи тока определяют время начала установившегося изнашивания (период стабилизации тока при трении). По формуле (3) определяют коэффициент электропроводности граничного слоя КЭГС, определяют UГС по формуле (5), строят графическую зависимость падения напряжения UГС от коэффициента поглощения светового потока (фиг. 2), по которой определяют изменение смазывающей способности испытуемого масла от общей концентрации продуктов окисления.Therefore, according to the current recording diagrams, the start time of the steady-state wear (the period of stabilization of the current during friction) is determined. According to the formula (3), the conductivity coefficient of the boundary layer K EHS is determined, U GS is determined by the formula (5), a graphical dependence of the voltage drop U GS on the absorption coefficient of the light flux is constructed (Fig. 2), which determines the change in the lubricity of the tested oil from the total concentration of oxidation products.
Согласно представленным данным (фиг. 2) установлено, что при значениях коэффициента поглощения светового потока КП<0,3 ед. коэффициент падения напряжения UГС приобретает значения меньше единицы для всех исследованных масел, что объясняется плохой смазочной способностью масел в начале процесса окисления. С увеличением коэффициента КП смазывающая способность окисленных масел повышается, и чем больше падение напряжения UГС, тем выше их смазывающая способность за счет образования смолистых продуктов окисления и увеличения кислотности масел, что способствует образованию на поверхностях трения хемосорбционных граничных слоев как химического соединения металлических поверхностей с органическими кислотами.According to the presented data (Fig. 2) it was found that when the values of the absorption coefficient of the light flux K P <0.3 units the voltage drop coefficient U ГС acquires values less than unity for all the oils studied, which is explained by the poor lubricity of the oils at the beginning of the oxidation process. With an increase in the coefficient K P, the lubricity of oxidized oils increases, and the greater the voltage drop U GS , the higher their lubricity due to the formation of resinous products of oxidation and increase the acidity of oils, which contributes to the formation of chemisorption boundary layers on the friction surfaces as a chemical compound of metal surfaces with organic acids.
Более высокими смазывающими свойствами характеризуются минеральное масло Лукойл Стандарт 10W-40 SF/CC (кривая 2) и синтетическое Mobil Super Syn OW-40 SJ/SL/CF New Life (кривая 4).Higher lubricating properties are characterized by mineral oil Lukoil Standard 10W-40 SF / CC (curve 2) and synthetic Mobil Super Syn OW-40 SJ / SL / CF New Life (curve 4).
Применение предлагаемого способа позволяет осуществлять обоснованный выбор масел для двигателей внутреннего сгорания.The application of the proposed method allows a reasonable choice of oils for internal combustion engines.
Claims (1)
где
КП - коэффициент поглощения светового потока;
U - диаметр пятна износа, мм;
КЭГС - коэффициент электропроводности граничного слоя,
строят графическую зависимость падения напряжения на граничном слое от коэффициента поглощения светового потока, по которой определяют смазывающую способность испытуемого масла, причем чем больше значение падения напряжения на граничном слое, тем выше смазывающая способность. The method for determining the lubricating ability of oils, which consists in the fact that a friction pair is operated in the presence of a lubricant, an electric current is passed through it, a direct current is measured with a fixed friction pair, and with a steady friction mode, a constant mass oil sample is heated at a certain temperature for a constant time, part of the sample of oxidized oil is taken, which is photometric, and the absorption coefficient of the light flux is determined, and the other part of the sample of oxidized oil is tested on a friction machine, divide the lubricating ability by the values of the coefficient of influence of the current, characterized in that the sample of oxidized oil is tested on a friction machine with constant friction parameters, a constant current is passed through a friction pair from an external stabilized voltage source, a diagram of the current change during friction is recorded, by which the beginning of the steady state is determined wear and current value, determine the conductivity coefficient of the boundary layer as the ratio of the current flowing through the boundary layer to a given current, determine the diameter of the wear spot and the ratio of the absorption coefficient of the light flux to the diameter of the wear spot, determine the voltage drop U ГС on the boundary layer dividing the friction surfaces with steady wear, according to the empirical formula:
Where
K P - light absorption coefficient;
U is the diameter of the wear spot, mm;
EHS - the conductivity coefficient of the boundary layer,
construct a graphical dependence of the voltage drop on the boundary layer on the absorption coefficient of the light flux, which is used to determine the lubricity of the test oil, and the greater the value of the voltage drop on the boundary layer, the higher the lubricity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130867/28A RU2567087C1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Method of defining of oil lubricity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130867/28A RU2567087C1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Method of defining of oil lubricity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2567087C1 true RU2567087C1 (en) | 2015-10-27 |
Family
ID=54362500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014130867/28A RU2567087C1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Method of defining of oil lubricity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2567087C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114354422A (en) * | 2021-12-30 | 2022-04-15 | 大连海事大学 | Friction pair wear state monitoring method based on electric signals |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1054732A1 (en) * | 1982-07-08 | 1983-11-15 | Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Красноярский Промстройниипроект" | Process for determining lubricating power of oil |
RU2408866C1 (en) * | 2009-11-30 | 2011-01-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) | Procedure for determination of lubricutaing property of oil |
RU2471187C1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-12-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) | Method for determining thermal resistance of lubricating oils |
-
2014
- 2014-07-24 RU RU2014130867/28A patent/RU2567087C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1054732A1 (en) * | 1982-07-08 | 1983-11-15 | Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Красноярский Промстройниипроект" | Process for determining lubricating power of oil |
RU2408866C1 (en) * | 2009-11-30 | 2011-01-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) | Procedure for determination of lubricutaing property of oil |
RU2471187C1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-12-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) | Method for determining thermal resistance of lubricating oils |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114354422A (en) * | 2021-12-30 | 2022-04-15 | 大连海事大学 | Friction pair wear state monitoring method based on electric signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Agoston et al. | Viscosity sensors for engine oil condition monitoring—Application and interpretation of results | |
Sharma et al. | Development of a new oxidation stability test method for lubricating oils using high-pressure differential scanning calorimetry | |
Macián et al. | Proposal of an FTIR methodology to monitor oxidation level in used engine oils: Effects of thermal degradation and fuel dilution | |
RU2567087C1 (en) | Method of defining of oil lubricity | |
RU2408866C1 (en) | Procedure for determination of lubricutaing property of oil | |
RU2409814C1 (en) | Procedure for determination of temperature stability of oil lubricant | |
Clark et al. | Assessment of the properties of internal combustion engine lubricants using an onboard sensor | |
RU2186386C1 (en) | Procedure determining lubricating power of oils | |
RU2528083C1 (en) | Method to determine quality of lubricant oils | |
CN107132341A (en) | A kind of method of testing of lubricating oil oxidation stability | |
Lysyannikova et al. | Control method of thermo-oxidative stability factors of synthetic motor oil | |
RU2312344C1 (en) | Method of determination of the dispersion-stabilizing properties and pollution of the oils | |
RU2318206C1 (en) | Method for determining thermal-oxidative stability of lubricating materials | |
JP2008224272A (en) | Method for predicting grease life of bearing | |
Herguth et al. | Comparison of common analytical techniques to voltammetric analysis of antioxidants in industrial lubricating oils | |
RU2696357C1 (en) | Method of determining the effect of test temperature on properties of oxidation products of lubricating materials | |
RU2419791C1 (en) | Procedure for determination of lubricating property of oil | |
RU2705942C1 (en) | Method of determining maximum permissible performance indicators of lubricants | |
RU2621471C1 (en) | Method for determining intensity of oxidation processes of lubricating oils | |
RU2453832C1 (en) | Method for accurate determination of displacement factor and relative permeability | |
RU2484463C1 (en) | Method of defining oil lubricity | |
RU2471187C1 (en) | Method for determining thermal resistance of lubricating oils | |
Cuerva et al. | Analysis of the Influence of Contamination in Lubricant by Biodiesel in a Pin-On-Disk Equipment | |
RU2598624C1 (en) | Method of determining thermal oxidative stability of lubricant materials | |
RU2650602C1 (en) | Method for determining the efficiency range of lubricants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180725 |