Триботехнология «СУПРОТЕК». Восстановление и защита. Супротек на камаз


«КамАЗ» испытал технологию «Супротек» | SUPROTEC

Трибосоставы для автопрома

Известно, что автозаводы по ряду причин не очень жалуют различную автохимию для двигателей и трансмиссий. Это понятно - положительный отзыв автопроизводителя о том или ином средстве стороннего разработчика является весьма весомым аргументом. Тем примечательнее тот факт, что первым ресурсные испытания трибосоставов «Супротек» (подробная информация по ссылке) провел один из крупнейших производителей грузовиков в мире - «КамАЗ».

Как испытывали «МАКС МКПП»?

Сравнительные стендовые испытания проводились в бюро зубчатых передач научно-технического центра ПАО «КамАЗ» с целью оценки влияния трибосоставов от «Супротек» на работоспособность главных передач задних ведущих мостов грузовых автомобилей.

Согласно внутренней программе ресурсных исследований НТЦ ПАО «КамАЗ», испытание трибосостава проводили на стенде модели «Glеason-510». Он позволяет испытывать мосты в замкнутом силовом контуре, где задний мост является испытуемым, а средний ведущий мост – технологическим, предназначенным для замыкания силовой цепи нагружения. Это позволяет имитировать реальные условия эксплуатации.

В одном случае мосты крутили только со штатным трансмиссионным маслом ТСп-15К, в другом – в штатное масло добавляли трибосостав «МАКС МКПП». В каждом случае редуктор заднего моста подвергался нагрузкам в течение 40 часов. Перед испытаниями, в процессе и по их окончании масло в обоих случаях подвергалось лабораторному анализу с замером основных рабочих характеристик.

Заключительной частью испытаний стала имитация самого экстремального режима - работы заднего моста без масла. Это позволяло понять, может ли предварительная обработка агрегата трибосоставом продлить срок его службы в условиях аварийной потери смазки. Забегая вперед скажем, что в таком режиме редуктор выдержал 1 час 20 минут.

Что измеряли?

Для испытаний НТЦ «КамАЗ» был предоставлен состав «МАКС МКПП», предназначенный для трансмиссий грузовиков и спецтехники. Обработка производилась в строгом соответствии с инструкцией по применению. Тщательно перемешанный триботехнический состав заливался в испытуемый механизм. Контрольный и тестовый редукторы мостов, прошедшие тестовую нагрузку частично разбирали для проведения замеров:

  • износа подшипников и зубчатых зацеплений шестерен;
  • стойкости к задирам,
  • влияния трибосостава на физико-химические показатели трансмиссионного масла.

Насколько эффективными оказался трибосостав?

Результатом испытаний стал многостраничный технический отчёт НТЦ ПАО «КамАЗ», подробные технические показатели которого приведены в полном отчете. В нем указывается, что при добавление трибосостава «МАКС МКПП» в смазку главного редуктора значительно снижается износ подшипников (в 2-2,5 раза) и зубьев шестерен (изменения бокового зазора ниже в 6 раз). Кроме того, по результатам исследования масла, влияние трибосостава «Супротек» на его физико-химические показатели не выявлено.

Таким образом, испытания проведенные лабораторией «КамАЗа» в полном объеме подтвердили основные эффекты триботехнических составов, заявленные компанией «Супротек».

Сотрудничество с «КамАЗом» является бесценным опытом и несомненно работа по испытанию и апробации технологий «Супротек» будет продолжена.

Использование трибосостава «Suprotec МАКС МКПП» в штатное трансмиссионное масло обеспечило повышение работоспособности главных передач ведущих мостов и увеличило запас эксплуатационных свойств.

Научно-производственная компания «Супротек» благодарит бюро зубчатых передач НТЦ ПАО «КамАЗ» за сотрудничество и готова проводить испытания своих составов на всех предприятиях, которые заинтересованы в улучшении эксплуатационных свойств производимых или эксплуатируемых ими машин, механизмов и транспортных средств.

suprotec.ru

Официальный сайт СУПРОТЕК | Испытания на ПАО «КАМАЗ» | SUPROTEC

ООО «НПТК «СУПРОТЕК» с чувством глубокого удовлетворения поздравляет потребителей продукции нашего предприятия с окончанием успешных испытаний, проведенных на ПАО "КАМАЗ". Результаты испытаний являются очередным подтверждением эффективности триботехнических составов (ТС) «СУПРОТЕК».

Фото оригинала технического отчета, составленного по результатам испытаний, представлено ниже.

Акт испытаний КАМАЗ

Стендовые испытания проводились в бюро зубчатых передач КИО АС НТЦ ПАО «КАМАЗ» с целью оценки влияния  ТС "СУПРОТЕК" на работоспособность главных передач задних ведущих мостов автомобилей "КАМАЗ".

Испытаниям подвергли главные передачи заднего ведущего моста с передаточным числом i=6,53 в количестве 3 шт. изд. 53205-2402011-10.

В качестве технологической оснастки, необходимой для замыкания силового контура испытательного стенда, использовались главные передачи среднего моста изд. 53205-2502011-10.

В процессе испытаний оценивалось влияние ТС «СУПРОТЕК" на:

  • физико-химические показатели штатного масла;
  • снижение скорости износа зубчатых передач;
  • снижение скорости износа подшипников.

Исследования по оценке влияния ТС «СУПРОТЕК» на физико-химические показатели штатного масла ТСп-15К проводились в Центральной лаборатории топлив и масел НТЦ ПАО «КАМАЗ». Результаты испытаний в очередной раз подтвердили, что добавление триботехнических составов «СУПРОТЕК» не оказывает влияния на физико-химические показатели масла. Результаты сравнительных испытаний представлены в таблице 1.

Таблица 1. Физико-химические показатели масла

Наименование показателя

Значение показателей для масел

Метод

испытаний

норма по ГОСТ

ТСп-15К

ТСп-15К с ТС СУПРОТЕК

Плотность при 20°С, г/смЗ

не более 0,910

0,891

0,897

ГОСТ 3900-85

Вязкость кинематическая при 100°С. мм2/сек

15,0 ± 1,0

15,30

15,30

ГОСТ 33-82

Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °С

не ниже 191

214

210

ГОСТ 4333-87

Массовая доля механических примесей, %

не более 0,01

0,01

0,01

ГОСТ 6370-83

Испытание на коррозию в течении 3 часов при 120 °С на пластинках из меди, бал

не более 2с

1 в

ГОСТ 2917-76

Трибологические характеристики на четырехшариковой машине трения:

Показатель износа (Ди) при осевой нагрузке 40 кгс при (20±5) °С в течение 1 ч, мм;

не более 0,5

0,5

0,5

ГОСТ 9490-75

Нагрузка сваривания Рсв, кг

не менее 355

355

355

 

 

Снижение скорости износа зубчатых передач оценивалось по состоянию ведущего цилиндрического зубчатого колеса 3, ведомого цилиндрического зубчатого колеса 14, ведущего конического зубчатого колеса 21 и ведомого конического зубчатого колеса 2 (Рис. 1) путем замеров бокового зазора, а также по изменению длины общей нормали.

 

Схема КАМАЗ

Рис.1. Главная передача и дифференциал заднего моста автомобиля КамАЗ: 1 — картер главной передачи; 2— ведомое коническое зубчатое колесо; 3 — ведущее цилиндрическое зубчатое колесо; 4, 6, 10, 18 и 20 — конические роликовые подшипники; 5 — стакан подшипников; 7 и 19 — регулировочные шайбы; 8 и 17 — регулировочные прокладки; 9 — регулировочная гайка; 11 — корпус дифференциала; 12 — крестовина; 13 —коническое зубчатое колесо; 14 — ведомое цилиндрическое зубчатое колесо;15—цилиндрический роликовый подшипник; 16 — прокладка; 21 —ведущее коническое зубчатое колесо; 22 — ведущий вал главной передачи; 23—крышка подшипника; 24 — стопор; 25— фланец.

Напомним, что боковой зазор рассчитывается производителем и необходим для компенсации силовых деформаций зубьев, температурных деформаций зубьев, погрешности изготовления зубчатых колес, погрешности сборки зубчатых передач, а также для обеспечения условия протекания между зубьями смазочного материала. Соответственно, чем больше боковой зазор будет соответствовать расчетным значениям, тем дольше прослужит узел.

Боковой зазор jn определяют в сечении, перпендикулярном к направлению зубьев, в плоскости, касательной к основным цилиндрам (Рис. 2)

Испытания КАМАЗ

Рис. 2 Боковой зазор в зубчатой паре

Длина обшей нормали зубчатого колеса W – это расстояние между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум разноимённым боковым поверхностям зубьев колеса (Рис 3). Измерение длины общей нормали W относия к вспомогательным проверкам и характеризует толщину зубьев колеса.

 

Зубчатая передача КАМАЗ

Рис. 3 Длина общей нормали.

Результаты замеров бокового зазора, в цилиндрических 3, 14 и конических зубчатых колесах 2, 21, а также изменение длины общей нормали ведущего 3 и ведомого 14 (Рис. 1) зубчатого цилиндрического колеса представлены в таблице 2. Снижение скорости износа подшипниковых узлов оценивалось по изменению преднатяга и замерам геометрических размеров подшипников.

Оценка изменения преднатяга фиксировалась по подшипникам 4, 6 ведущего цилиндрического колеса 3 и в подшипниках 18, 20 ведущего конического колеса 21 (Рис. 1).

Преднатяг определяет зазор в подшипнике. В зависимости от технических требований, может возникнуть необходимость создания положительного или отрицательного рабочего зазора в подшипниковом узле. В большинстве случаев рабочий зазор должен быть положительным, то есть при работе подшипник должен иметь остаточный зазор, пусть даже очень небольшой. Однако существует много примеров (подшипники шпиндельных узлов станков, опор шестерен мостов автомобилей, подшипниковые узлы малых электрических двигателей или подшипниковые узлы для колебательных движений), где отрицательный рабочий зазор, то есть предварительный натяг, требуется для увеличения жесткости подшипникового узла или повышения точности его вращения. В зависимости от типа подшипника, преднатяг может быть радиальным или осевым. Цилиндрические подшипники, в силу своей конструкции, имеют радиальный, упорные и цилиндрические подшипники - осевой преднатяг.

Основные причины применения преднатяга подшипников состоят в следующем:

  • увеличение жесткости узла;
  • увеличение уровня шума при работе;
  • увеличение точности вращения вала;
  • компенсация износа и смятия деталей в процессе эксплуатации;
  • увеличение ресурса подшипника.

Результаты замеров изменения преднатяга представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Усредненные результаты замеров диаметров роликов и дорожек качения колец подшипника 102409М и посадочного диаметра под подшипник в картере главной передачи в миллиметрах.

Контролируемый

параметр

Среднее арифметическое значение измеренной величины контролируемого параметра

Штатное масло ТСп-15К

Штатное масло ТСп-15К с добавкой "СУПРОТЕК"

Изменение бокового зазора, мм: -в цилиндрической паре;

0,035

0,006

-в конической паре

0,020

0,003

Снижение преднатяга подшипниковых узлов на, кгс-см: по сравнению с исходным

- узел ВЦШ;

9.1

3

- узел ВКШ

14,0

9.5

Изменение длины общей нормали, мм:

- ведущая цилиндрическая шестерня;

0,005

0,005

- ведомая цилиндрическая шестерня

0,005

0,004

 

Оценка снижения скорости износа подшипников по результатам замеров геометрии подшипника производилась по подшипнику левой опоры ведущего цилиндрического колеса 102409М  (№15 на Рис. 1), изменение геометрических размеров роликового радиального подшипника 102409М представлены в таблице 3.

Таблица 3. Усредненные результаты замеров диаметров роликов и дорожек качения колец подшипника 102409М и посадочного диаметра под подшипник в картере главной передачи.

Наименование и величина контролируемого размера по КД

Среднее арифметическое значение измеренной величины контролируемого размера

Износ после испытания на масле

Штатное масло ТСп-15К

Штатное масло с добавкой

Штатное

масло

ТСп-15К

Штатное с добавкой  СУПРОТЕК

до

испытаний

после

испытаний

до

испытаний

после

испытаний

Размеры деталей подшипника: -диаметр ролика,

18 +0,016 -0,040

18,002

18,0

17,999

17,998

0,002

0,001

-диаметр внутреннего кольца,

63,5 -0,020 -0,060

63,460

63,457

63,460

63460

0,003

0

-внутренний диаметр наружного кольца,

99, + ,02

99,52

99,52

99,508

99,509

0

0,001

-диаметр наружного кольца,

120 -0,015

119,998

119,995

120,991

119,990

0,003

0,001

Диаметр посадочного места в картере гл. передачи,

120 +0,035

120,031

120,035

120,040

120,043

0,004

0,003

 

Необходимо отметить, что согласно данным представленным в таблице, износ внутреннего диаметра наружного кольца несколько выше с ТС «СУПРОТЕК», по сравнению со штатным маслом. Однако учитывая то обстоятельство, что подшипник является единой системой, суммарные значения износа диаметра ролика и внутренних поверхностей наружного и внутреннего кольца, в пользу ТС «СУПРОТЕК»: 0,002 против 0,005 мм при работе на штатном масле.

Подводя итог вышеизложенному, можно с очевидной достоверность отметить, что цель испытаний достигнута в полном объеме с положительными результатами:

  1. ТС «СУПРОТЕК» не оказывает влияние на физико-химические показатели смазочного материала.
  2. Скорость износа зубчатых передач, в результате применения ТС «СУПРОТЕК» по показателям изменения бокового зазора ниже в 6 раз, по сравнению со штатной смазкой.
  3. Скорость износа подшипников, в результате применения ТС «СУПРОТЕК» в 2-2.5 раза ниже, по сравнению со штатной смазкой.

Кроме того, полученные результаты испытаний позволили наметить ряд мероприятий по дальнейшему повышению эффективности продукции «СУПРОТЕК» и разработке новых продуктов.

ООО «НПТК «СУПРОТЕК» приносит свою благодарность сотрудникам бюро зубчатых передач КИО АС НТЦ ПАО «КАМАЗ» за добросовестное отношение при проведении работ по оценке влияния «СУПРОТЕК» на работоспособность главных передач задних ведущих мостов автомобилей "КАМАЗ" и надеется на продолжение аналогичных работ на других агрегатах.

suprotec.ru

Триботехнология «СУПРОТЕК». Восстановление и защита | SUPROTEC

Изучением процессов взаимодействия тел при их относительном перемещении занимается раздел физики, который называется «трибология», от греческого слова «трибо», означающего трение. На микроуровне трение является сложнейшим сочетанием физико-химических процессов, протекание каждого из которых зависит от множества факторов и не может быть представлено с помощью простых моделей классической механики.

В большинстве узлов и агрегатов автомобиля трение деталей друг о друга играет отрицательную роль, снижая КПД узла. В двигателях, коробках передач, редукторах, подшипниках трение приводит к потере энергии и является основной причиной износа деталей. Для уменьшения негативных эффектов трения в большинстве узлов машин и механизмов используется смазка. При этом подразумевается, что и детали и смазка работают в диапазоне неких приемлемых условий по нагрузкам, температуре, качеству изначальной обработки поверхностей и других параметров.

Однако, даже при соблюдении диапазона эксплуатационных параметров происходит износ деталей трения, что приводит к снижению рабочих характеристик агрегата. При выходе же за границы нормального режима трения, например, при холодном пуске двигателя, перегрузках или спортивном режиме езды, возникает перегрев, защитные функции смазки резко снижаются, в результате, значительно увеличивается скорость изнашивания, что может привести к задиру – механическому повреждению поверхности трения.

Триботехнология «Супротек» - это комплекс знаний, методов и инструментов, позволяющих изменять процессы трения в автомобильных агрегатах в режиме их штатного использования. Эти изменения способствуют снижению энергопотерь при работе агрегата и продлению срока его службы с поддержанием номинальных рабочих характеристик. На рисунке 1 показан принцип продления ресурса двигателя легкового автомобиля.

Принцип продления ресурса двигателя легкового автомобиля с помощью трибосоставов. Верхний график показывает скорость изнашивания поверхности. Белая линия – стандартная схема. Изнашивание происходит активно на этапе приработки поверхностей, а затем изнашивается с постоянной скоростью, пока износ не достигнет критического значения. При обработке трибосоставом скорость изнашивания можно понизить (красная линия). На нижнем графике показана величина износа. В стандартном случае (белая линия) износ увеличивается равномерно и постоянно. При обработке трибосоставом (красная линия) износ увеличивается медленнее, что видно по изменению угла наклона линии графика к осям. Это позволяет увеличить общий ресурс детали.

Существует целый спектр решений, позволяющих в той или иной степени защитить узлы трения. Это различные добавки, которые вносятся в смазочную среду, например, вязкостные, противоизносные или противозадирные присадки в масло, добавки порошка графита в смазку для тяжелонагруженных узлов, составы на основе мягких металлов, как в виде мелкодисперсных частиц сплавов, так и в виде маслорастворимых соединений.

Среди применяемых средств отдельной группой выделяются те, которые обладают свойствами последействия, их эффект сохраняется после смены основного смазочного материала. Основная часть этой группы - составы на основе мелкодисперсных природных минералов, получивших в среде трибологов название «геомодификаторы трения». Этот принцип используют и триботехнические составы «Супротек».

Линия по производству триботехнических составов «Супротек»

Первые триботехнические составы на основе ГМТ использовали хорошо известные свойства минерала из семейства серпентинов и представляли собой просто его порошки в масле. Подобные составы и до сих пор появляются на рынке, правда, в весьма ограниченных количествах. Триботехнология «Супротек» так же начиналась с исследования серпентина. Однако, за 15 лет существования компании были проведены значительные исследования свойств ГМТ и механизмов их работы. Разработаны физические и математические модели работы ГМТ, зависимости их эффективности от гранулометрического и фазового состава порошка, исследованы свойства различных природных минералов. В результате этих исследований было разработано новое поколение трибосоставов, использующее 7 видов наиболее активных минералов: тальк, доломит, клинохлор, лизардит, антигорит, хлорит, тремолит. Из миллионов возможных композиций этих минералов было отобрано несколько десятков, имеющих наибольшую эффективность, разработаны технологии их применения в узлах трения разного типа, работающих в широком спектре возможных скоростей и нагрузок.

Образцы различных композиций активных минералов в лаборатории «Супротек»

Образцы различных композиций активных минералов в лаборатории «Супротек»

Исследование принципов работы ГМТ требует высокой научной компетенции и больших ресурсов для проведения огромного числа лабораторных, стендовых и натурных испытаний. На сегодняшний день в компании сформирована концепция геомодификации трения, включающая три условно последовательных этапа воздействия на поверхности трения:

1. Удаление загрязнений и дефектного слоя с поверхности металла. На этом этапе происходит и разрушение отложений, нагаров, лаков и других загрязнений, с которыми сталкиваются частицы геомодификатора. Эти частицы так же создают условия для возникновения высоких локальных давлений в зоне контакта поверхностей трения что приводит к разрушению металлических микровыступов поверхности. Таким образом в узле трения происходит суперфинишная обработка поверхности, которая корректирует погрешности и негативную наследственность финишной обработки детали, неточности сборки узла, а иногда и несовершенство его конструкции. Такие погрешности в результате процессов трения в эксплуатационном режиме агрегата приводят к не оптимальной равновесной шероховатости.

Данное свойство позволяет использовать ТТС для «моточистки» ЦПГ сильно загрязненных ДВС (обычно дизельных), а также для ускоренной и улучшенной приработки новых и отремонтированных агрегатов всех типов (ДВС, КПП, АКПП, ГУР, редукторов и пр.)

Результаты многочисленных экспериментов показывают существенное снижение среднестатистической величины пиков обрабатываемой поверхности, что приводит к увеличению опорной площади профиля поверхности и, соответственно, снижению удельного давления. Формируется плосковершинный микрорельеф, при сохранении в то же время маслоудерживающего объема поверхности (естественных и искусственных углублений).

Такая триботехническая оптимизация микрорельефа повышает несущую способность трибоузла и расширяет зону его работы в режиме гидродинамического трения, где изнашивание и потери на трение – малы. Это особенно важно для всех агрегатов автомобиля, работающих в режимах повышенных нагрузок, при холодном пуске ДВС, в условиях масляного голодания.

Фрагменты профиля микрорельефа поверхности цилиндра в зоне верхней мертвой точки в плоскости перекладки поршня.

Фрагменты профиля микрорельефа поверхности цилиндра в зоне верхней мертвой точки в плоскости перекладки поршня.

2. Второй этап заключается в изменении параметров и свойств поверхности трения. Эти изменения происходят в результате целого комплекса различных по своей природе процессов. Некоторые из них влияют на структуру и фазовый состав подповерхностных слоев металла. Частицы модификатора, находящиеся в зонах высоких локальных температур, достигающих сотен градусов, способствуют возникновению в подповерхностном слое детали значительного градиента температуры и давления.

Экспериментально установлено, что при таких воздействиях модификатора трения в подповерхностных слоях пары трения происходит вытягивание зерен сплава в направлении движения деталей, создание блоков (доменов) новых фаз сплава.

Снимок поперечного шлифа ролика, приработанного на машине трения с применением триботехнических составов, под микроскопом. В приповерхностной области наблюдаются протяженные домены размером 50-200 нм, ориентация которых приближается к горизонтальной вблизи поверхности. Такого изменения ориентации доменов не наблюдалось в образцах трения без трибосоставов. На нижнем снимке протяженные структуры подчеркнуты красными линиями. Изначальная структура доменов отмечена белым.

Снимок поперечного шлифа ролика, приработанного на машине трения с применением триботехнических составов, под микроскопом. В приповерхностной области наблюдаются протяженные домены размером 50-200 нм, ориентация которых приближается к горизонтальной вблизи поверхности. Такого изменения ориентации доменов не наблюдалось в образцах трения без трибосоставов. На нижнем снимке протяженные структуры подчеркнуты красными линиями. Изначальная структура доменов отмечена белым.

Снижается количество дефектов структуры металла, таких как межзеренные полости, которые являются концентраторами напряжения, а, значит, снижается вероятность отслаивания и выкрашивания частиц металла с поверхности в процессе усталостного изнашивания.

Снимок поперечного шлифа ролика машины трения, приработанного на чистом масле (слева) и с применением трибосоставов «Супротек» (справа). В последнем случае количество межзеренных дефектов на порядок меньше.

Снимок поперечного шлифа ролика машины трения, приработанного на чистом масле (слева) и с применением трибосоставов «Супротек» (справа). В последнем случае количество межзеренных дефектов на порядок меньше.

Новая структура, состоящая из твердых включений в окружении мягкой матрицы, обладает устойчивостью к высокой локальной нагрузке, и за счет присутствия мягкой фазы – пониженной хрупкостью.

Упрочнение подповерхностных структур обеспечивает снижение скорости изнашивания узлов во всех режимах трения, что приводит к значительному увеличению ресурса работы всего агрегата (триботехнический состав «Active»). А все же имеющийся небольшой износ может быть скомпенсирован периодическим восстановлением подповерхностных структур (состав «Регуляр»).

Другие процессы способствуют формированию особых структур на поверхности трения, состоящих из частиц износа металлических деталей и продуктов трибополимеризации, проходящей на границе сред. В этом случае химико-структурные особенности активных минералов ГМТ, позволяют им в условиях локальной температуры, давления и определенного соотношение химических элементов оказывать каталитическое воздействие, вызывающее формирование нового поверхностного слоя.

Это формирование происходит настолько интенсивно, насколько позволяют условия в каждой конкретной зоне поверхности трения, каждого конкретного узла. Общий принцип состоит в том, что чем больше энергии выделяется в локальной зоне контакта в процессе трения, тем активнее формируется там новый слой, и наоборот. Многочисленные замеры деталей до и после применения геомодификаторов «Супротек» показывают, что изменения линейных размеров деталей трения за счет новообразованного слоя может достигать нескольких десятков микрометров.

Сформированный слой в совокупности с оптимальным микрорельефом поверхности обеспечивают восстановление гидроплотности (газоплотности) трибосопряжений ЦПГ ДВС (триботехнический состав «Active»), плунженрых пар топливных насосов высокого давления (состав «ТНВД»), АКПП, насосов и других гидросистем.

3. На третьем этапе геомодификаторы способствуют активизации трибохимических реакций на границе раздела масло-металл. Благодаря этому на металлической поверхности формируется смазочная пленка из 3-5 молекулярных слоев плотно расположенных полярных молекул масла и химических присадок. Эта пленка обладает огромной прочностью к вертикальной нагрузке и препятствует контакту металл-металл в зонах физического контакта даже при экстремальных и импульсных нагрузках.

Этот слой остается на поверхностях трения и после ночной стоянки, когда основное масло из зоны трения утекло (холодный пуск), и в условиях перегрева зоны трения, когда масло в объеме уже потеряло необходимую вязкость и не обеспечивает разделение поверхностей и несущую силу гидродинамического клина (работа без масла, перегрузки).

В реальном процессе приработки узла трения в присутствии ГМТ все три этапа происходят одновременно, с различной интенсивностью в разных местах зоны трения. Соотношение интенсивности процессов зависит от типа узла трения и его материалов, режимов его эксплуатации, индивидуальной истории, а, значит, состояния поверхностей и других микро-, мезо-, и макропараметрамов системы одновременно. Протекают эти процессы одновременно на всех масштабных уровнях – от атомного до макроуровня, протекают разветвленно и постепенно, в определенные моменты времени доминируют разные механизмы, и практически не поддаются непосредственному наблюдению. При такой сложности изучаемой системы невозможно создать точные модели взаимодействия всех ее компонентов, а, значит, и точно предсказывать результаты. В процессе восстановления с применением ГМТ можно лишь определить наиболее вероятный интервал характеристик трибосистемы после приработки.

С другой стороны, огромный массив эмпирических данных, накопленных компанией «Супротек» в области исследования ГМТ показывает, что модификация поверхностей трения с их помощью происходит с выполнением принципа Ле Шателье–Брауна о стремлении системы к устойчивому равновесию. Результатом становится оптимальный для трибосистемы микрорельеф с точки зрения, как потерь при трении в штатном режиме работы, так и устойчивости системы к резким изменениям условий трения: локальным или кратковременным перегрузкам.

В общем виде микрорельеф поверхности описывается кривой Аббота, по характеру которой можно уверенно судить о нагрузочной способности узла трения, его стойкости к износу и задирам, его антифрикционным свойствам. В современном машиностроении для практических инженерных целей (проектирование узла, контроль качества изготовления) используется 12 основных параметров, которые, по сути, задают диапазон возможных изменений кривой Аббота. Значения этих параметров специфицированы в международном стандарте ISO 13565-2: 1998.

Характер изменения кривой Аббота-Файерстоуна, описывающей микрорельеф поверхности трения до (белая линия) и после (красная линия) обработки триботехническими составами. Выравнивается поверхность опорной зоны, уменьшается высота пиков. Светлым обозначена зона допустимых параметров по ISO 13565-2.

Характер изменения кривой Аббота-Файерстоуна, описывающей микрорельеф поверхности трения до (белая линия) и после (красная линия) обработки триботехническими составами. Выравнивается поверхность опорной зоны, уменьшается высота пиков. Светлым обозначена зона допустимых параметров по ISO 13565-2.

Отслеживание изменений этих 12 параметров микрорельефа в ряде экспериментов показало, что даже современные изделия, изготовленные согласно требованиям стандарта ISO 13565-2, улучшают свою микрогеометрию в сторону повышения триботехнических свойств в процессе приработки узлов с ГМТ. Поверхность трения теряет провоцирующие прямой контакт пики, происходит «выглаживание» и увеличение площади опорного плато, что приводит к снижению удельного давления и смещению режима трения от граничного к гидродинамическому. Этим же режимам, которые характеризуются низкими скоростями изнашивания и малыми потерями на трение, способствует и приобретаемая поверхностью способность удерживать плотный слой смазки. Противостоять износу помогают и подповерхностные изменения, возникающие при использовании ГМТ, которые увеличивают микротвердость поверхности на 15-20% с одновременным повышением микроупругости. Все это приводит к существенному увеличению срока службы деталей трения и всего агрегата в целом.

Испытания показали:

Ресурс двигателя 740.30-260 КАМАЗ 65115 обработанного триботехническим составом «МАХ ДВС» увеличился в 1,9-2 раза по группе деталей определяющей ресурс всего двигателя – гильзам блоков цилиндров подробнее...

При добавление трибосостава «МАКС МКПП» в смазку главного редуктора в 2-2,5 раза снижается износ подшипников, а зубьев шестерен – в 6 раз (изменение бокового зазора) подробнее...

Оптимизация зазоров и смещение режима трения в сторону гидродинамического дает и целый спектр других, более ощутимых положительных эффектов в работе механизмов при применении триботехнических составов «Супротек». Зависят эти макроэффекты от конкретного типа узла, его характеристик и условий работы. Например, в цилиндро-поршневой группе двигателя восстанавливается газо- и гидроплотность сопряжений рабочей зоны, что приводит к восстановлению и выравниванию значений компрессии цилиндров (составы «Active», «МАКС», «Off-road»). В зубчатых передачах увеличиваются пятна контакта зубьев и качество поверхности, оптимизируется траектория контакта. С уменьшением зазоров уменьшаются ударные явления, передачи работают плавно, без воя, с низкими потерями (составы «МКПП», «Редуктор»).

В общем случае происходит возвращение рабочих характеристик агрегата, заложенных при его проектировании и изготовлении, снижаются потери на трение, что в конечном итоге приводит к уменьшению удельного расхода топлива при эксплуатации автомобиля.

По результатам экспертизы журнала «За рулем» (№5 2009) удельный расход топлива на испытуемом двигателе снизился на 7,9%, а мощность увеличилась на 6,2% (статья 1 и статья 2)

Из приведенного выше описания принципа работы трибосоставов «Супротек» понятно, что достигнутые изменения в свойствах поверхностей трения не требуют постоянного присутствия ГМТ в смазке. По окончании процедуры обработки поверхность способна сохранять новоприобретенные свойства в течение длительного периода времени. Другим важным аспектом является то, что эффективность ГМТ не зависит от типа или качества применяемой в агрегате смазки. Трибосоставы одинаково успешно модифицируют поверхности трения двигателя, находясь в любом типе моторного масла, допустимого к использованию с конкретной маркой двигателя.

Проведенные в компании исследования и разработанные физические модели работы триботехнических составов на основе ГМТ соответствуют современным научным представлением о процессе трения и изнашивания узлов машин и механизмов. Они позволили создать серию высокоэффективных трибосоставов, получивших признание потребителя.

Сейчас в R&D центре компании ведутся исследования физики трения следующего более глубокого уровня, дающие новое более точное понимание того, что происходит в узлах трения. Одновременно с этим ведутся прикладные исследовательские проекты по разработке новых составов и технологий их применения в обслуживании промышленного и энергетического оборудования, судового и ж/д транспорта. Для автомобилей ведутся исследования синергии применения триботехнических составов и различных продуктов автохимии, в том числе присадок и добавок к маслу различного происхождения. Разрабатываются методики комплексного обслуживания автомобиля всеми продуктами компании. Эти усилия необходимы для производства эффективных и безопасных продуктов.

suprotec.ru


Смотрите также