Анализ работоспособности моторного масла вследствие загрязнения водой и охлаждающей жидкостью
https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-6-728-737
EDN: OKGGSO
Аннотация
Введение. В процессе эксплуатации тяжелонагруженной дизельной техники в районах с низкотемпературным климатом моторные масла подвергаются загрязнению со стороны охлаждающей жидкости и воды. Попадание данных веществ в смазочный материал приводит к ухудшению его показателей качества, что впоследствии влечет проблемы в узлах двигателя внутреннего сгорания.
Актуальность. Ухудшение значений показателей качества моторного масла напрямую связано с наличием воды и охлаждающей жидкости в нем. Не всегда возможно объективно отследить пути утечек данных загрязнителей, а это, в свою очередь, приводит к серьезным последствиям в виде износа соприкасающихся поверхностей деталей двигателя, коррозии. Важна также и оценка ресурса пакетов присадок смазочного материала вследствие разжижения его водой и антифризом.
Материалы и методы. В данной работе приведены результаты литературного обзора, направленного на изучение путей попадания охлаждающей жидкости и воды при эксплуатации дизельных двигателей, их влияния на физико-химические свойства моторных масел. Обозначены краткие сведения о составе охлаждающей жидкости.
Выводы. Попадание воды и охлаждающей жидкости в моторное масло влечет за собой увеличение кинематической вязкости смазочного материала, а также к образованию отложений на поверхностях пар трения двигателя. Помимо этого в картере двигателя возникают шарообразные соединения, представляющие собой совокупность разрушенных пакетов присадок и гликоля. Интервалы замены масла необходимо контролировать при повышенной интенсивности поступления воды и охлаждающей жидкости в моторное масло.
Рамки исследования/возможность. Такого вида исследование поможет определить причины проникновения воды и охлаждающей жидкости в картерное пространство, понять последствия использования загрязненного водой и охлаждающей жидкостью моторного масла.
Оригинальность/ценность. Проведенное исследование может являться основой для разработки рекомендаций по совершенствованию технического обслуживания двигателей внутреннего сгорания для предприятий, имеющих в своем распоряжении автомобили с дизельными двигателями с целью увеличения ресурса силовых агрегатов и сокращения эксплуатационных затрат.
Ключевые слова
Об авторе
С. В. ПашукевичРоссия
Пашукевич София Вячеславовна – аспирант группы Ма – 202 кафедры «Химия и химическая технология»
г. Омск
Список литературы
1. E J., Xu W., Ma Yi, Tan D., Peng Q., Tan Ya., Chen L. Soot formation mechanism of modern automobile engines and methods of reducing soot emissions: A review. Fuel Processing Technology. 2022. 235: 107373. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2022.107373
2. Omar A. Al Sh., Salehi F. M., Farooq U., Morina A., Neville A. Chemical and physical assessment of engine oils degradation and additive depletion by soot. Tribology International. 2021. 160: 107054.https://doi.org/10.1016/j.triboint.2021.107054
3. Salehi F. Motamen, Morina A., Neville A. The effect of soot and diesel contamination on wear and friction of engine oil pump. Tribology International. 2017. 115; 285-296.https://doi.org/10.1016/j.triboint.2017.05.041.
4. Bagi S., Sharma V., Aswath P. B. Role of dispersant on soot-induced wear in Cummins ISB engine test. Carbon. 2018. 136: 395-408.https://doi.org/10.1016/j.carbon.2018.04.066.
5. Notay R. S., Priest M., Fox M. F. The influence of lubricant degradation on measured piston ring film thickness in a fired gasoline reciprocating engine. Tribology International. 2019. 129: 112-123.https://doi.org/10.1016/j.triboint.2018.07.002
6. Wei J., Lu W., Zeng Y., Huang H., Pan M., Liu Y. Physicochemical properties and oxidation reactivity of exhaust soot from a modern diesel engine: Effect of oxyfuel type. Combustion and Flame. 2022. 238: 111940.https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2021.111940
7. Rocca A. La, Ferrante A., Haffner-Staton E., Cairns A., Weilhard A., Sans V., Carlucci A.P., Laforgia D. Investigating the impact of copper leaching on combustion characteristics and particulate emissions in HPCR diesel engines. Fuel. 2020. 263. 116719.https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116719.
8. Tormos B., Novella R., Gomez-Soriano J., García-Barberá A., Tsuji N., Uehara I., Alonso M. Study of the influence of emission control strategies on the soot content and fuel dilution in engine oil. Tribology International. 2019. 136: 285-298.https://doi.org/10.1016/j.triboint.2019.03.066.
9. Gönül M., Kutlar O. A., Calik A.T., Parlak F. O. Prediction of oil dilution formation rate due to post injections in diesel engines by using Gaussian process. Fuel. 2021. 305. 121608.https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121608
10. Rahimi M., Pourramezan M.-Reza, Rohani A. Modeling and classifying the in-operando effects of wear and metal contaminations of lubricating oil on diesel engine: A machine learning approach. Expert Systems with Applications. 2022. 203. 117494.https://doi.org/10.1016/j.eswa.2022.117494
11. Deulgaonkar V. R., Ingolikar N., Borkar A., Ghute S., Awate N. Failure analysis of diesel engine piston in transport utility vehicles. Engineering Failure Analysis. 2021. 120. 105008.https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.105008
12. Chu-Van Th., Surawski N., Ristovski Z., Yuan Chung-Shin, Stevanovic S., Rahman S.M. A., Hossain F. M., Guo Yi, Rainey Th., Brown R. J. The effect of diesel fuel sulphur and vanadium on engine performance and emissions. Fuel. 2020. 261. 116437. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116437
13. Heredia-Cancino J.A., Ramezani M., Álvarez-Ramos M.E. Effect of degradation on tribological performance of engine lubricants at elevated temperatures. Tribology International. 2018. 124: 230-237. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2018.04.015
14. Huang H., Huang R., Guo X., Pan M., Teng W., Chen Yi., Li Zh. Effects of pine oil additive and pilot injection strategies on energy distribution, combustion and emissions in a diesel engine at low-load condition. Applied Energy. 2019. 250: 185-197.https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.05.028
15. Esfe M. H., Arani A. A. A., Esfandeh S., Afrand M. Proposing new hybrid nano-engine oil for lubrication of internal combustion engines: Preventing cold start engine damages and saving energy. Energy. 2019. 170: 228-238.https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.12.127
16. Kirkby Th., Smith J. J., Berryman J., Fowell M., Reddyhoff T. Soot wear mechanisms in heavy-duty diesel engine contacts. Wear. 2023. 524–525.204733. https://doi.org/10.1016/j.wear.2023.204733
17. Baskov V., Ignatov A., Polotnyanschikov V. Assessing the influence of operating factors on the properties of engine oil and the environmental safety of internal combustion engine. Transportation Research Procedia. 2020. 50: 37-43. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2020.10.005
18. Agocs A., Nagy A. L., Tabakov Z., Perger J., Rohde-Brandenburger J., Schandl M., Besser Ch., Dörr N. Comprehensive assessment of oil degradation patterns in petrol and diesel engines observed in a field test with passenger cars – Conventional oil analysis and fuel dilution. Tribology International.2021.161.107079.https://doi.org/10.1016/j.triboint.2021.107079
19. Salehi F. M., Morina A., Neville A. The effect of soot and diesel contamination on wear and friction of engine oil pump. Tribology International. 2017. 115: 285-296. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2017.05.041
20. McMillin R. E., Nowaczyk J., Centofanti K., Bragg J., Tansi B. M., Remias J. E., Ferri J. K. Effect of small molecule surfactant structure on the stability of water-in-lubricating oil emulsions. Journal of Colloid and Interface Science.2023. 652: 825-835. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.08.024
21. Karimi A., Mesbah M., Majidi S. Magnetophoretically enhanced separation of particles in engine oil filters. Separation and Purification Technology. 2023. 305. 122432.https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122432
22. Chhabra A., Singh K.t, Engine oil dialysis of heavy-duty engine oil 5W50. Materials Today: Proceedings. 2022. 56: 72-76. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.12.156.
23. Rostek E., BabiakM.The experimental analysis of engine oil degradation utilizing selected thermoanalytical methods. Transportation Research Procedia. 2019. 40: 82-89. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2019.07.014.
24. Mohanty S., Hazra S., Paul S. Intelligent prediction of engine failure through computational image analysis of wear particle. Engineering Failure Analysis. 2020. 116.104731.https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.104731.
25. Zhang Q., Liu Sh., Wang Z., Li R., Zhang L., Dong Zh. Effects of a barium-based additive on gaseous and particulate emissions of a diesel engine. Journal of Hazardous Materials. 2022. 427.128124. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.128124.
26. Jian Zh., Zhong-yu P., Shi-ying L., Sheng-wei Su, Li-junD. Investigation of wear behavior of graphite coating on aluminum piston skirt of automobile engine. Engineering Failure Analysis.2019. 97. 2019: 408-415. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.012.
27. Dou P., JiaYa., Zheng P., Wu T., Yu M., Reddyhoff T., Peng Zh. Review of ultrasonic-based technology for oil film thickness measurement in lubrication. Tribology International. 2022.165. 107290.https://doi.org/10.1016/j.triboint.2021.107290.
28. Wang Ya., Yang He, Liang X., Song H., Tao Zh. Effect of lubricating base oil on the oxidation behavior of diesel exhaust soot. Science of The Total Environment. 2023. 858. 160009.https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160009.
29. Cao Zh., Wu H., Zhao R., Wang H., Shi Zh., Zhang G., Li X. Numerical study on the wall-impinging diesel spray soot generation and oxidation in the cylinder under cold-start conditions of a diesel engine. Chemosphere. 2022. 309. 136619. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.136619
30. Zhang Ch., Li Y., LiuZh., Liu J. An investigation of the effect of plateau environment on the soot generation and oxidation in diesel engines. Energy. 2022. 253.124086.https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124086
31. Liang X., Wang Y., Wang Yu., Zhao B., Zhang Z., Lv Xu, Wu Zh., Cai X., Wang K. Impact of lubricating base oil on diesel soot oxidation reactivity. Combustion and Flame. 2020. 217: 77-84.https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2020.03.035
32. Yu M., Zhang J., Joedicke A., Reddyhoff T. Experimental investigation into the effects of diesel dilution on engine lubrication.Tribology International. 2021.156.106828. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106828
33. Sun Zh., Wang Y., Yuan Ch. Influence of oil deposition on the measurement accuracy of a calorimetric flow sensor. Measurement. 2021. 185. 110052. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110052
34. Raposo H., Farinha J.T., Fonseca I., Galar D. Predicting condition based on oil analysis – A case study. Tribology International. 2019.135: 65-74. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2019.01.041
35. Srata L., Farres S., Fethi F. Engine oil authentication using near infrared spectroscopy and chemometrics methods. Vibrational Spectroscopy. 2019. 100: 99-106.https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2018.10.002
36. Chhabra A., Singh K. Engine oil dialysis of heavy-duty engine oil 5W50. Materials Today: Proceedings. 2022. 56: 72-76.https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.12.156
37. Tonk R. The science and technology of using nano-materials in engine oil as a lubricant additives. Materials Today: Proceedings. 2021.37: 3475-3479. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.09.384
38. Kozina A., Radica G., Nižetić S. Analysis of methods towards reduction of harmful pollutants from diesel engines. Journal of Cleaner Production. 2020. 262. 121105.https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121105
39. He W., Zeng Q., Cheng L., Zhu J., Wang Zh., Zhuang J., Wei X. Droplet size dependent localized corrosion evolution of M50 bearing steel in salt water contaminated lubricant oil. Corrosion Science. 2022. 208. 110620.https://doi.org/10.1016/j.corsci.2022.110620
40. Korneev S. V.,Bakulina V. D.,Yarmovich Y. V., Pashukevich S. V.. Influence of base oils on changes in the performance characteristics of motor oils when exposed to high temperatures and diluted with fuel // AIP Conference Proceedings. Omsk, 2021. P. 020001. DOI 10.1063/5.0075527. EDN UOLQSH.
41. Karimi A., Mesbah M., Majidi S. Magnetophoretically enhanced separation of particles in engine oil filters. Separation and Purification Technology. 2023. 305. 122432.https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122432
42. McMillin R. E., Nowaczyk J., Centofanti K., Bragg J., Tansi B. M., Remias J.E., Ferri J.K. Effect of small molecule surfactant structure on the stability of water-in-lubricating oil emulsions. Journal of Colloid and Interface Science. 2023. 652: 825-835.https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.08.024
Рецензия
Для цитирования:
Пашукевич С.В. Анализ работоспособности моторного масла вследствие загрязнения водой и охлаждающей жидкостью. Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ". 2023;20(6):728-737. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-6-728-737. EDN: OKGGSO
For citation:
Pashukevich S.V. Pashukevich Motor oil performance analysis due to water and coolant contamination. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2023;20(6):728-737. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-6-728-737. EDN: OKGGSO