Исследование противоизносных свойств модифицированных смазочных материалов в условиях, моделирующих цилиндропоршневую группу судового дизеля

   В работе представлены результаты исследований модифицированных смазочных материалов, предназначенных для эксплуатации в цилиндропоршневой группе судовых среднеоборотных дизелей.

   Объектом изучения является противоизносная присадка, содержащая фуллереновые кластеры С60 и С70, а также легированный марганцем оксид железа Fe₃O₄ в среде олеиновой кислоты, предотвращающей агломерацию наночастиц и выпадение осадка.

   Испытания проводились на специализированной установке, оснащенной генератором магнитного поля, моделирующей возвратно- поступательное движение поршня, выполненного из серого чугуна. Длительность каждого цикла составила 1000 ч непрерывной работы. Основными переменными параметрами выступали контактное давление (0,5–1,5 МПа) и наличие внешнего магнитного поля в зоне трения. Выполнено сравнение показателей массового и линейного износа для базового циркуляционного масла, композиции с присадкой без наложенного магнитного поля и композиции с наложенным магнитным полем. Экспериментальные данные продемонстрировали, что введение присадки существенно повышает износостойкость сопряжения по сравнению с базовым маслом благодаря предположительно формированию металлофуллереновой пленки. Применение внешнего магнитного поля привело к ухудшению трибологических характеристик, что объясняется концентрацией ферромагнитных продуктов износа в зоне реверсирования поршня, действующих как абразив. Максимальное снижение интенсивности изнашивания зафиксировано без магнитного поля при давлении 1,0–1,5 МПа, что соответствует 11-му классу износостойкости. При наличии магнитного поля показатель снижается до 10-го класса. Присадка является эффективной как модификатор трения без магнитной активации, так как она формирует защитную пленку на поверхности деталей цилиндропоршневой группы, обеспечивая ресурс до капитального ремонта. Установлено, что весовой износ при оптимальных условиях значительно снижается, что подтверждает высокую эффективность разработки для современного морского транспорта.

1. Перекрестов А. П. Исследование эксплуатационных свойств противоизносных присадок для моторных смазочных масел в зависимости от процессов их обработки и седиментации / А. П. Перекрестов, А. Саламех, В. А. Чанчиков [и др.] // Научные проблемы водного транспорта. — 2020. — № 64. — С. 110–123. — EDN: UJZOKY. DOI: 10.37890/jwt.vi64.102.

2. Марченко Е. А. Использование диселенидов тугоплавких металлов для обеспечения стабильности работы узлов трения / Е. А. Марченко, Т. А. Лобова // Вестник научно-технического развития. — 2009. — Т. 5 (21). — С. 16–21.

3. Буяновский И. А. Применение мелкодисперсного диселенида вольфрама для улучшения трибологических характеристик масел и пластичных смазок / И. А. Буяновский, Т. А. Лобова, Е. А. Марченко, И. П. Чулков // Механизация строительства. — 2014. — № 5(839). — С. 11–14. — EDN: SEDUAJ.

4. Пустовой И. Ф. Применение технологии «Гелевая мультимодальная добавка FE-DO» для восстановления параметров работы судового оборудования / И. Ф. Пустовой, Д. С. Сорокин // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2024. — № 74. — С. 70–78. — EDN: TGAEWL.

5. Цветков Ю. Н. Влияние высокодисперных добавок в смазочные материалы на эффективность работы дизеля / Ю. Н. Цветков // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2014. — № 5(27). — С. 19–25. — EDN: SWLTMR.

6. Harshavardhan B. Effect of piston shape on in-cylinder flows and air–fuel interaction in a direct injection spark ignition engine — A CFD analysis / B. Harshavardhan, J. M. Mallikarjuna // Energy. — 2015. — Vol. 81. — Pp. 361–372. DOI: 10.1016/j.energy.2014.12.049.

7. Долгополов К. Н. Структура смазочных слоев, формирующихся при трении в присутствии присадок минеральных модификаторов трения / К. Н. Долгополов, Д. Н. Любимов, А. Г. Пономаренко [и др.] // Трение и износ. — 2009. — Т. 30. — № 5. — С. 516–521. — EDN: KYMVLB.

8. Долгополов К. Н. Влияние примесей магнетита на триботехнические свойства смазочных композиций, содержащих минеральные модификаторы трения / К. Н. Долгополов, Д. Н. Любимов, Е. А. Глазунова // Трение и износ. — 2011. — Т. 32. — № 2. — С. 143–149. — EDN: NQTXCL.

9. Дмитриченко Н. Ф. Кинетика изнашивания контактных поверхностей при использовании добавки фуллерена С60 к моторному маслу / Н. Ф. Дмитриченко, Р. Г. Мнацаканов, О. А. Микосянчик, А. И. Кущ // Трение и износ. — 2009. — Т. 30. — № 6. — С. 550–555. — EDN: KYMVNJ.

10. Muhammad H. S. Properties and tribological evaluation of graphene and fullerene nanoparticles as additives in oil lubrication / H. S. Muhammad, M. H. Sulaiman, S. Kamaruddin, A. H. Dahnel, N. F. H. Abd Halim, M. J. M. Ridzuan, M. A. Ahmad // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. — 2023. — Vol. 237. — Is. 8. — Pp. 1647–1656. DOI: 10.1177/13506501231175540.

11. Singh A. P. Influence of nano particles on the performance parameters of lube oil — a review / A. P. Singh, R. K. Dwivedi, A. Suhane // Materials Research Express. — 2021. — Vol. 8. — Is. 10. — Pp. 102001. DOI: 10.1088/2053–1591/ac2add.

12. Аметов В. А. Влияние комбинированных воздействий на процессы в трибосопряжениях / В. А. Аметов, Ю. С. Саркисов, Е. Н. Спирин // Химия и технология топлив и масел. — 2004. — № 5(525). — С. 46–50. — EDN: PHHJQF.

13. Sun L. Magnetic lubricants: Preparation, physical mechanism, and application / L. Sun, Y. Zhang, X. Cui, Q. An, Y. Chen, D. Jia, P. Gong, M. Liu, Y. S. Dambatta, C. Li // Friction. — 2025. — Vol. 13. — Is. 7. — Pp. 9441010. DOI: 10.26599/FRICT.2025.9441010.

14. Zhou G. Sliding tribological properties of 0.45 % carbon steel lubricated with Fe₃O₄ magnetic nanoparticle additives in baseoil / G. Zhou, Y. Zhu, X. Wang, M. Xia, Y. Zhang, H. Ding // Wear. — 2013. — Vol. 301. — Is. 1. — Pp. 753–757. DOI: 10.1016/j.wear.2013.01.027.

15. Пат. 2821108 Российская Федерация МПК C10M 125/10, C10M 169/04, C10N 30/06 противоизносная присадка / В. А. Чанчиков, И. Н. Гужвенко, А. А. Козлов ; заяв. и патентообл. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Астраханский государственный технический университет». — № 2023132796; заявл. 12. 12. 2023 ; опубл. 17. 06. 2024, Бюл. № 17. — 5 c. — EDN: DNTMGT.