Трибологические испытания


Сравнительные лабораторные трибологические испытания
синтетических моторных масел
Проведены сравнительные испытания четырех образцов моторных масел
5W40: «Лукойл Люксª, «Castrol Magnatecª, «Mobil Super 3000ª и «CUPPERª.
Масла испытывались на паре трения стальной шарик (ШХ15) - стальная
шайба (ШХ15). Испытания проводились при трех нагрузках: 700МПа,
1600МПа, 2600МПа. Диаметр пятна износа контролировался оптическим
микроскопом. Температура масла определялась термопарой. Весовой износ
измерялся весами ВЛР-200 с точностью измерений 0,05мг.
При испытаниях определялись:
- Суммарный весовой износ пары трения;
- Диаметр пятна износа шарика;
- Несущая способность пары трения;
- Скорость тепловыделения в режиме приработки.
Полученные результаты показаны на графиках 1-6.
Суммарный весовой износ пар трения
0,15
0,1
0,1
0,05
0
0
0
Лукойл 5W40
700
1600
2600
-0,05
-0,05
-0,05
Castrol 5W40
CUPPER 5W40
-0,1
Mobil 5W40 super 3000
-0,15
-0,2
-0,2
-0,25
δmax, МПа
График 1. Суммарный весовой износ пары трения
Диаметр пятна износа шарика
0,45
0,4
0,4
0,35
0,3
0,3
0,3
0,25
0,25
Лукойл 5W40
0,2
0,2
Castrol 5W40
CUPPER 5W40
0,15
Mobil 5W40 super 3000
0,1
0,1
0,05
0,05
0
700
1600
2600
δmax, МПа
График 2. Диаметр пятна износа шарика
Несущая способность пары трения
140
129
120
100
89
80
Лукойл 5W40
63,3
Castrol 5W40
60
CUPPER 5W40
50,2
42,9
42,6
40
Mobil 5W40 super 3000
20
18,6
15,8
0
700
1600
2600
δmax, МПа
График 3. Несущая способность пары трения
Трибологические испытания показали:
1. При нагрузке 700 МПа (холостой ход):
1.1.
Масло
«CUPPERª имеет наиболее стабильный режим
гидродинамического трения (график 4). При нагрузке 700 МПа смешанное
трение после начала испытаний появляется на масле «CUPPERª на 10
минуте, на масле «Mobilª на 2 минуте, на маслах «Лукойлª и «Castrolª
через 10 и 15 секунд соответственно.
1.2. Несущая способность (график 3) у масла «CUPPERª равна несущей
способности масла «Mobilª (63,3 кг/см²), что в 4 раза выше несущей
способности пар трения с маслом «Castrolª и «Лукойлª (15,8 кг/см²).
1.3. Весовой износ пар трения отсутствовал у всех масел (график 1).
1.4. Диаметр износа шарика (график 2) характеризует нагрузку, которую
выдерживает смазочный материал в обратно пропорциональной
зависимости: чем меньше диаметр пятна износа, тем большую нагрузку
выдерживает смазочный материал и наоборот. Наименьший диаметр
пятна износа шарика на маслах «CUPPERª и «Mobilª.
Скорость тепловыделения при нагрузке 700
МПа
0,2
0
0,083
0,16
0,25
0,5
0,75
1
2
3
4
5
-0,2
Лукойл 5W40
-0,4
Castrol 5W40
CUPPER 5W40
-0,6
Mobil 5W40 super 3000
-0,8
-1
время приработки, мин
График 4. Скорость тепловыделения при нагрузке 700 МПа
2. При нагрузке 1600 МПа (средние обороты):
2.1.В режиме приработки максимальная скорость тепловыделения (график
5) для масел «CUPPERª и «Mobilª составила 1,4 °С в минуту, что говорит
о более высокой термостабильности, для масел «Castrolª и «Лукойлª -
1,75 °С в минуту.
2.2. Несущая способность
(график
3) была наибольшей у масла
«Металплаксª (42,9 кг/см²), наименьшая у масла «Лукойлª (18,6 кг/см²).
2.3. Суммарный весовой износ (график 1) пар трения на всех маслах не
превышает 0÷-0,05 мг.
2.4. Диаметр пятная износа шарика при нагрузке 1600 МПа на маслах
«Castrolª,
«CUPPERª и «Mobilª составил 0,2 см и 0,3 см на масле
«Лукойлª.
Скорость тепловыделения при нагрузке
1600МПА
2
1,8
1,6
1,4
1,2
Лукойл 5W40
1
Castrol 5W40
0,8
CUPPER 5W40
0,6
Mobil 5W40 super 3000
0,4
0,2
0
0,083
0,16
0,25
0,5
0,75
1
2
3
4
5
время приработки, мин
График 5. Скорость тепловыделения при нагрузке 1600 МПа
3. При нагрузке 2600 МПа (высокие обороты):
3.1. В режиме приработки максимальная скорость тепловыделения
(график 6) для масла «Castrolª составила 2,95 °С в минуту, для «Mobilª -
3,4 °С в минуту, для «CUPPERª - 3,8 °С в минуту, а для «Лукойлª - 7,2 °С
в минуту. Пиковые температурные значения характеризуют
термостабильность масла. Чем выше температура в режиме приработки
(запуска), тем больше масло окисляется и выгорает.
3.2. Несущая способность (график 3): максимальная у масла «CUPPERª -
129 кг/мм², что означает, что масло
«CUPPERª способно выдержать
большую критическую нагрузку по сравнению с остальными маслами:
«Castrolª - 89 кг/мм², «Mobilª - 65,8 кг/мм², «Лукойлª (50,2 кг/мм²).
3.3. Весовой износ пар трения
(график
1) максимальный на масле
«Лукойлª - 0,2 мг, на масле «Castrolª - 0,05 мг, на масле «Mobilª - 0,1 мг.
На масле «CUPPERª весовой износ отсутствует, имеется привес +0,1 мг,
что говорит об образовании на поверхностях трения медной пленки.
3.4. Диаметр пятна контакта на шарике при максимальной нагрузке на
масле «CUPPERª является наименьшим и составляет 0,25 см, на маслах
«Castrolª и «Mobilª - 0,3 см, наибольшее значение у масла «Лукойлª - 0,4
см.
Скорость тепловыделения при нагрузке 2600
МПА
8
7
6
5
Лукойл 5W40
4
Castrol 5W40
3
CUPPER 5W40
Mobil 5W40 super 3000
2
1
0
0,083
0,16
0,25
0,5
0,75
1
2
3
4
5
время приработки, мин
График 6. Скорость тепловыделения при нагрузке 2600 МПа
ВЫВОДЫ:
Масло «CUPPERª обладает наилучшими противоизносными качествами по
сравнению с маслами «Лукойл Люксª, «Castrol Magnatecª и «Mobil Super
3000ª как на низких, так и на высоких нагрузках. В режиме холостых
оборотов масло «CUPPERª обеспечивает гидродинамическое трение, т.е.
полностью разделяет трущиеся поверхности.
Масла «Castrol Magnatecª, «Mobil Super 3000ª и «CUPPERª характеризуются
хорошими показателями скорости тепловыделения при средних и высоких
нагрузках.
Масло «CUPPERª обеспечивает наибольшую несущую способность пары
трения на высоких нагрузках.
Масло «Лукойл Люксª имеет по сравнению с маслами «Castrol Magnatecª,
«CUPPERª и «Mobil Super 3000ª более низкие противоизносные свойства,
меньшую несущую способность, а также является наименее
термостабильным на высоких нагрузках.
Испытания провела
к.т.н.
А.Н. Михайлова