Третий аспект анализа - информативность, под которой понимается способность показателя значимо фиксировать изменение качества. Показатель информативен, если его изменение за реальный срок хранения превышает ошибку измерения, и неинформативен, если изменение находится в пределах ошибки. Наглядно критерий информативности выглядит как отношение ошибки измерения к скорости изменения показателя. В этом случае численное значение информативности характеризует продолжительность хранения, в течение которой изменения отсутствуют.
В табл. 3.2. приведены значения информативности показателей. Видно, что использование в оценке показателей качества масел значений зольности сульфатной, температуры вспышки, степени, чистоты и моющего потенциала реального вклада в оценку сохраняемости масел не приносит. В то же время наличие случайных ошибок может привести к неоправданному бракованию масел.В обобщенном виде характеристика показателей качества моторных масел сведена в табл. 3.3, где знаком "+" обозначен благоприятный случай, знаком " - " противоречивый. Видно, что только два показателя - вязкость кинематическая и щелочное число полностью удовлетворяет всем перечисленным требованиям. Анализ данных опытного хранения показывает, что при определении именно этих показателей надежность оценки сохраняемости масел повышается: число выходов показателей за пределы норм снижается в 2-3 раза.
Таблица 3.3 - Показатели качества моторных масел при хранении их на складах и на базах горючего
| Показателькачества | Направление оценки | ||
| точность | информативность | соответствиенормированию | |
| Вязкость кинематическая при 1000 С | + | + | + |
| Зольность сульфатная | + | - | + |
| Щелочное число | + | + | + |
| Массовая доля механических примесей | - | + | - |
| Температура вспышки в открытом тигле | + | - | - |
| Температура застывания | + | + | - |
| Степень чистоты | - | - | + |
| Моющий потенциал | - | - | - |
| Величина отложенийпо методу ПЗВ | - | + | + |
Результаты проведенной научно-исследовательской работы позволили технически апробировать методику прогнозирования сроков хранения масел в РВ и А и объективно обосновать необходимость увеличения допустимых сроков хранения. Использование разработанной методики позволит увеличить сроки хранения моторных масел на складах и базах горючего.
В отношении прочих показателей следует сказать, что их определение вполне правомочно и необходимо для контроля правильности хранения моторных масел, а не для оценки сохраняемости качества масла как его индивидуального свойства.
3.2 Разработка критериев работоспособности масел в агрегатах трансмиссии военной техники
Среди смазочных материалов, применяемых в автомобильной технике в РВ и А, трансмиссионные и редукторные масла занимают важное место от их качества и рационального использования зависят надежность и долговечность работы машин и механизмов.
В большинстве случаев сроки смены масел установлены без учета их качества и условии эксплуатации техники. При практически одинаковых условиях работы агрегатов (удельных нагрузках в зацеплении зубьев, скоростях скольжения, температурах масла в объеме, качестве конструкционных материалов и др.) сроки смены масел в них различны, что связано с субъективными факторами. Некоторые специалисты считают [16], что чем чаще происходит смена масла, тем лучше работает агрегат трансмиссии. Такое мнение не совсем верно. Так, свежие трансмиссионные масла, как правило, неблагоприятно воздействуют на большинство изделий из резины, в результате чего приходят в негодность уплотнения [17]. Кроме того, снижается технический коэффициент готовности машин в период смены масла и увеличивается опасность загрязнения окружающей среды, так как в состав масел входят присадки, содержащие серу, фосфор, хлор [15].
Поэтому, исходя из выше изложенного, была поставлена задача, разработать научно обоснованные критерии работоспособности трансмиссионных масел, на основе которых можно прогнозировать сроки их службы.
Критерии работоспособности масел были выбраны с учетом предельно допустимых значений вероятности изменения показателей их надежности при наиболее значимых характеристиках, снижение которых приводит к катастрофическому износу трущихся деталей агрегатов трансмиссий.
При выборе критериев работоспособности масла были условно разделены на две группы.
К первой группе относятся масла, разработанные для применения в трансмиссиях автомобильной техники. Они имеют контролируемый при их производстве заданный уровень смазывающих и других эксплуатационных свойств. Для этих масел на основании проведенной работы были установлены величины критериев, определяющие их работоспособное состояние (табл. 3.4).
Таблица 3.4 - Номенклатура критериев работоспособности трансмиссионных масел
| Номенклатура критериев | Предельное значение |
| Критический показатель противозадирных свойств:снижение показателя противозадирных свойств относительно начального значения | Не более 25% |
| Критический показатель кинематической вязкости(при рабочей температуре):понижение вязкости для масел, содержащих загущающую присадкуповышение вязкости | Не более 30%Не более 30% |
| Критический показатель динамической вязкости (при минимальной температуре эксплуатации): механические вальные трансмиссии гусеничной техникимеханические вальные трансмиссии автомобильной техники, имеющей колесную формулу: 4х24х4 и 6х26х612х 12и 14х 12гидромеханические передачи | Не более 1000 Па. сНе более 600 Па. сНе более 500 Па. сНе более 400 Па. сНе более 300 Па. сНе более 12 Па. с |
| Критический показатель накопления в масле частиц загрязнений (продуктов износа, коррозии, разложения компонентов масла, загрязнений из вне):содержание частиц размером 25-50 мкм от общего количества механических примесей | Не более 40% |
| Критический показатель содержания воды:механические передачигидромеханические передачи | Не более 4%Не более 1% |
Ко второй группе относятся все другие масла (моторные, индустриальные, гидравлические и др.). Масла первой группы с добавлением топлива или пластичных смазок относятся ко второй группе масел. Оценку состояния работавшего масла по критериям работоспособности целесообразно проводить в определенной последовательности.
В первую очередь выявляют наиболее значимые критерии, которые, как показывает опыт эксплуатации, являются первостепенными. К ним относятся:
1. Критический показатель противозадирных свойств. Нормальное функционирование агрегатов трансмиссий автомобильной техники обеспечивается отсутствием процессов и явлений, возникающих при трении и износе - схватывания, переноса металла, заедания, задира, отслаивания, царапанья, выкрашивания (питтинга).
Преобладающим для зубчатых и гидромеханических передач являются питтинг, задир и износ. Конструктивные особенности цилиндрических, конических, спирально-конических и гипоидных зубчатых передач автомобильной и гусеничной техники лимитируются главным образом скоростью изменения уровня противозадирных свойств трансмиссионных масел во время эксплуатации. В табл.3.5 приведены нормы смазывающих свойств трансмиссионных масел, оцененные на шестеренчатой машине IAEпо квалификационному методу [17].
Таблица 3.5 - Нормы смазывающих свойств товарных трансмиссионных масел, оцененные на шестеренчатой машине IAE по квалификационному методу
| Группамасел | Смазывающие свойства | ||
| Противозадирные, МПа | противоизносные,мкм | противопиттинговые, млн. циклов | |
| ТМ-1 | До 1800 | Не более 25 | 03-1,0 |
| ТМ-2 | 1800-2100 | Тоже | Тоже |
| ТМ-3 | 2100-2500 | Не более 20 | 05-1 5 |
| ТМ-4 | 2700-3000 | Не более 15 | 05-20 |
| ТМ-5 | Более 3000 | Не более 10 | Более 0,5 |
Как показывает опыт эксплуатации автомобильной техники, снижение уровня противозадирных свойств масла на 25% от начального значения является предельным, так как дальнейшее снижение его обычно ведет к нарушениям в нормальной работе агрегатов трансмиссии [16].
2. Критический показатель вязкости температурных свойств. Минимальный уровень кинематической вязкости, обеспечивающий неразрывность масляного слоя, предотвращающий износ, питтинг и задир рабочих поверхностей зубчатых зацеплений, составляет 5-7 мм/с при 1000 С, является критическим для масел, используемых в агрегатах трансмиссий автомобилей [6].
Существующие конструкции сальниковых уплотнений автомобильной техники способны удерживать в агрегатах масло с вязкостью не ниже 5 мм2/с (для гидромеханических и гидрообъемных передач - 3,5 мм2/с) при установившейся температуре эксплуатации.
Опыт эксплуатации автомобильной техники на загущенных маслах показал, что снижение кинематической вязкости за счет деструкции полимерной присадки не должно превышать 30%. Повышение кинематической вязкости в процессе эксплуатации наблюдается у незагущенных масел.
На основании данных, полученных при проведении работ по изучению работоспособности трансмиссионных масел, установлено, что значение критерия предельной величины кинематической вязкости составляет 30% от начального уровня. При превышении этого значения трансмиссионное масло подлежит смене.
На основании проведенных исследований и накопленного опыта разработки и применения трансмиссионных масел установлены допустимые уровни динамической вязкости, при которых обеспечивается свободное строгание машин в зависимости от колесной формулы без нарушения функционирования агрегатов.