Научная статья на тему 'Утилизация и вторичное использование отработанных смазочных материалов транспортных и транспортно-технологических машин'

Утилизация и вторичное использование отработанных смазочных материалов транспортных и транспортно-технологических машин Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
1684
224
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НЕФТЕПРОДУКТЫ / ОТРАБОТАННЫЕ МАСЛА / УТИЛИЗАЦИЯ МАСЕЛ / ЭКОЛОГИЯ

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Прохоров В. Ю.

Экологическую опасность представляют не только отработавшие газы двигателя, но и жидкие отходы эксплуатации автотранспортных средств, которые включают отработанные масла, нефтепродукты и отработанные технические жидкости. Ни один из вышеперечисленных отходов не относится к разряду особо опасных. Тем не менее при современных масштабах использования автотранспорта, отходы его эксплуатации наносят существенный ущерб окружающей природной среде и здоровью человека.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Утилизация и вторичное использование отработанных смазочных материалов транспортных и транспортно-технологических машин»

УДК 504.054 Прохоров В.Ю,

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»

(МГТУ им. Н.Э. Баумана), Мытищинский филиал, Московская обл., Мытищи, Россия

УТИЛИЗАЦИЯ И ВТОРИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТРАБОТАННЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ТРАНСПОРТНЫХ

И ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН

Экологическую опасность представляют не только отработавшие газы двигателя, но и жидкие отходы эксплуатации автотранспортных средств, которые включают отработанные масла, нефтепродукты и отработанные технические жидкости. Ни один из вышеперечисленных отходов не относится к разряду особо опасных. Тем не менее при современных масштабах использования автотранспорта, отходы его эксплуатации наносят существенный ущерб окружающей природной среде и здоровью человека.

Ключевые слова:

нефтепродукты, отработанные масла, утилизация масел, экология.

Автомобили, спецтехника на базе автомобильных шасси, трактора, дорожная техника существенно облегчают решение целого ряда задач. Вместе с тем они создают комплекс экологических проблем, требующих адекватных действий, направленных на минимизацию вреда, наносимого природной среде и здоровью человека [1].

Решение экологических проблем на федеральном уровне регулируют около 20 законов Российской Федерации. Применительно к экологическим проблемам, связанным с отходами эксплуатации автотранспортных средств, наиболее важными являются Законы Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды», «Об охране атмосферного воздуха» и «Об отходах производства и потребления». В соответствии с этими законами организация переработки и утилизации отходов эксплуатации автотранспортных средств возложена на субъекты Федерации.

Ориентировочные объемы образования отработанных масел и нефтепродуктов в городе Москве составляют 40 тыс. т/год. Переработка и утилизация отходов убыточна и, либо должна датироваться, либо услуги по приему на переработку и уничтожение должны быть платными. В соответствии с Законом РФ «Об отходах производства и потребления» обязанность оплачивать затраты на переработку и уничтожение отходов возложена на собственника отходов. Законами Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды», «Об охране атмосферного воздуха» и «Об отходах производства и потребления» установлены санкции за нарушение правил обращения с отходами вплоть до штрафа [2]. Все упомянутое является вполне достаточной базой для решения проблемы отходов автотранспортного комплекса.

Попадание нефтепродуктов в окружающую природную среду происходит на всех этапах их жизненного цикла [3]:

— на этапе добычи нефти и при ее переработке;

— в сфере торговли в результате халатного хранения, проливов и протечек;

— при использовании нефтепродуктов в технике или в качестве топлива;

— в процессе сбора и переработки отработанных масел и нефтеотходов;

— при переработке и повторном использовании отработанных масел и уничтожении нефтеотходов.

Поскольку нефть и нефтепродукты являются не возобновляемыми продуктам, их жизненный цикл в целом не может быть замкнутым. Поэтому одна из особенностей нефтепродуктов в целом и отработанных масел в частности состоит в том, что они в конечном итоге все равно попадают в окружающую природную среду либо в непереработанном виде в воду и почву, либо, посредством переработки или уничтожения, в виде выбросов дымовых газов в атмосферу. И только применительно к моторным и другим смазочным маслам цикл может быть частично замкнут посредством их переработки с целью повторного использования. С позиций экологии наиболее приемлемым является: использование биотоплива в транспортных и технологических машинах [4, 5]; использование нефтепродуктов в качестве смазочных материалов с последующим сбором образующихся отработанных продуктов и их переработки с целью повторного использования. Этот вариант

обеспечивает наименьшее воздействие на окружающую среду. Вопросами разработки оборудования и технологий для комплексной переработки нефтепродуктов в сельском хозяйстве с 1980 года занимается Всероссийский научно-исследовательский институт техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИТиН), расположенный в г. Тамбове.

Объемы образования отработанных технических жидкостей не значительны по сравнению с другими отходами и их промышленная переработка и повторное использование, как правило, экономически нецелесообразны. Для предотвращения попадания отработанных технических жидкостей в окружающую среду наиболее приемлемо их термическое уничтожение на установках для сжигания нефтешламов (отходов).

Сбор и использование отработанных нефтепродуктов (ОНП) в России осуществляется по трем группам (ГОСТ 21046-86):

ММО — масла моторные отработанные;

МИО — масла индустриальные отработанные;

СНО — смесь нефтепродуктов отработанных.

Применительно к автотранспортному комплексу наибольший интерес представляют группы ММО и СНО.

Отработанные нефтепродукты группы ММО состоят только из отработанных моторных масел. По своему компонентному составу содержат присадки и продукты их разложения (4-8%), смолы и другие продукты окисления масла (до 3%), органические соединения цинка, бария, кальция, серы, фосфора (до 2%), а также канцерогенные продукты неполного сгорания топлива и продукты износа деталей двигателя.

Отработанные нефтепродукты группы СНО предполагают менее квалифицированные условия сбора, т.е. допускается наличие в их составе не только отработанных моторных масел, но и отработанных трансмиссионных масел, нефтяных промывочных жидкостей, а также жидких нефтепродуктов из очистных сооружений и нефтесодержащих вод (предварительно отделенных от воды и механических примесей). Как следствие, помимо экологически опасных компонентов, присутствующих в ММО, в отработанных нефтепродуктах группы СНО содержатся органические соединения хлора и не регламентированные количества легких нефтяных компонентов. Последние обусловливают их высокую пожароопас-ность. Кроме того, наличие в составе этой группы верхнего слоя из очистных сооружений фактически предопределяет присутствие в них органических и неорганических соединений, непредсказуемых как по составу, так и по количеству.

Достоверных статистических данных по объемам реализации моторных масел и объемах сбора отработанных нефтепродуктов в настоящее время практически не существует. Представление о масштабах проблемы этого вида отходов в каждом субъекте Федерации можно составить на основании количества зарегистрированных автомобилей, считая, что на каждую автотранспортную единицу в среднем образуется 8—10 литров отработанных масел в год.

Варианты повторного использования отработанных нефтепродуктов в начале 90-х годов включали централизованную переработку на нефтеперерабатывающих предприятиях (30—40 % от сбора), на собственные нужды предприятий (46—50 %), сжигание в

качестве котельного топлива (8—10 %) и регенерацию с целью повторного использования по прямому назначению (1—3 %).

В настоящее время ситуация существенно изменилась. Практически прекращена переработка отработанных моторных масел на нефтеперерабатывающих предприятиях. Регенерация отработанных нефтепродуктов также практически не осуществляется из-за морального и физического износа оборудования маслорегенерационных станций.

Таким образом, фактически остались только два варианта повторного использования отработанных нефтепродуктов: использование на технологические нужды и в качестве котельного топлива.

Использование отработанных нефтепродуктов на технологические нужды практикуется только для смазки форм при формовке железобетонных изделий на комбинатах железобетонных изделий. Однако объемы такого использование отработанных нефтепродуктов сравнительно малы применительно к группам ММО и СНО, поскольку для этих целей, в основном, используют отработанные и товарные индустриальные масла.

Сжигание в качестве котельного топлива осталось практически единственным вариантом повторного использования отработанных моторных масел, собираемым по группам ММО и СНО.

Такой вариант не может быть признан экологически приемлемым, поскольку без предварительной очистки на каждые 100 тонн сожженного масла образуется, в среднем, 500 кг серной кислоты и 400 кг мелкодисперсной золы, представляющих серьезную опасность как для здоровья человека, так и для природы в целом.

В мировой практике сжигание отработанных моторных масел в качестве котельного топлива также применяется как вариант их утилизации. Однако без предварительной очистки от зольных и сернистых компонентов это разрешено только в малонаселенных местностях, но отнюдь не в городах. Для переработки отработанных моторных масел в полноценное топливо используются две промышленные технологии: обеззоливание и пиролиз.

Обеззоливание отработанных моторных масел осуществляется слабым раствором серной кислоты в воде. По этой технологии отработанные моторные масла при температуре 50-80 °С смешиваются с раствором серной кислоты в соотношении 10:1 в реакторе с защитным антикоррозионным покрытием. После отстоя полученная смесь разделяется на два слоя. Нижний слой, содержащий воду, непрореаги-ровавшую кислоту и высокозольный нефтешлам, сливается для последующей нейтрализации щелочными соединениями и уничтожения. Верхний слой после нейтрализующей промывки щелочным раствором и осушки представляет собой товарное котельное топливо из отработанных нефтепродуктов, пригодное для сжигания наравне с высококачественными мазутами. Выход котельного топлива по этой технологии составляет 90 — 95 % от исходного осушенного сырья. Расход серной кислоты составляет 0,5 — 1 % на исходное сырье в зависимости от его зольности.

Технология пиролиза отработанных моторных масел использует свойство высокомолекулярных нефтепродуктов при повышенных температурах разлагаться до органических соединений с меньшим молекулярным весом и, соответственно, меньшей вязкостью и низкой температурой вспышки. Эту технологию, как правило, используют для переработки отработанных моторных масел в дизельное или печное топливо. Процесс пиролиза циклический с периодом около 85 часов осуществляется при постепенном повышении температуры с 4 00 до 7 00 °С. В результате такого термического воздействия из отработанных моторных масел образуется около 90 % товарного печного топлива, примерно 4 % воды, 4 % нефтяного кокса и около 2 % углеводородных газов. Образовавшиеся углеводородные газы и около 4 % печного топлива используется на обеспечение нагрева самой установки, а кокс может

служить топливом для котельных, работающих на угле.

Помимо технологий переработки отработанных моторных масел в топливо, в мировой практике известно не менее 15 процессов, используемых для их регенерации с целью получения базовых или товарных смазочных масел. Эти технологии более эффективны с позиций экологии, поскольку обеспечивают многократное использование масел. Однако эти технологии весьма сложные, дорогостоящие и, при современных сравнительно низких ценах на сырую нефть, экономически менее выгодны по сравнению с переработкой отработанных моторных масел в топливо.

Каждая технология регенерации отработанных моторных масел сочетает в себе один или несколько следующих процессов:

— отстой, центрифугирование и фильтрация (отделение воды, механических и твердых примесей);

— атмосферная перегонка (отделение топливных фракций);

— вакуумная перегонка (выделение дистилятных масляных фракций);

— тонкопленочное вакуумное испарение (выделение тяжелых масляных дистиллятов);

— сернокислотная очистка (отделение присадок, смол и других продуктов окисления масел);

— очистка сжиженным пропаном (отделение присадок, смол и других продуктов окисления масел);

— контактная очистка адсорбентами (доочистка от смол и органических кислот);

— каталитическая гидроочистка водородом (удаление непредельных, сернистых и окисленных углеводородов).

Процессы, применяемые для регенерации отработанных моторных масел различаются требованиями к исходному сырью, степенью технологической сложности, эффективностью очистки сырья, процентом образующихся отходов и сложностью их уничтожения. Поэтому выбор конкретной технологической схемы регенерации отработанных моторных масел требует детальной проработки большого комплекса взаимосвязанных вопросов.

Наиболее распространенным процессом регенерации отработанных масел в настоящее время является процесс кислотно-контактной очистки. Этот процесс разработан и используется уже более полувека, но в последнее время установки с использованием такой схемы уже не строят. Процесс включает четыре ступени:

— атмосферная перегонка (отделение топливных фракций);

— сернокислотная очистка (отделение присадок, смол и других продуктов окисления масел);

— контактная очистка адсорбентами (доочистка от смол и органических кислот);

— вакуумная перегонка (выделение дистиллятных масляных фракций).

Вторичные рафинаты вакуумной перегонки используют без дополнительной обработки в качестве базовых масел для приготовления товарных композиций. Тяжелые газойли и остатки, получаемые при перегонке, используют в качестве топлива для собственных нужд предприятия и для производства пара. Кислый гудрон нейтрализуют известью, перемешивают с отработанным маслом и сжигают в специальных печах. Там где это невозможно из-за больших выбросов сернистого газа, кислый гудрон может быть использован в качестве сырья для производства сульфатов. Фирма «Ме^кеп» разработала процесс, в котором кислый гудрон смешивают с отбеливающей глиной и полученный продукт используют в качестве топлива для производства цемента без отрицательных последствий для качества цемента и окружающей среды. Тем не менее основным недостатком этого процесса является образование трудноутилизируемого кислого гудрона.

Модифицированный вариант кислотной очистки предложен фирмой «Ме^кеп». Этот процесс позволяет повысить качество регенерированного масла,

снизить энергозатраты и уменьшить процент образования кислого гудрона по сравнению с базовым вариантом. Процесс фирмы «Meinken» осуществляется в пять стадий. После отгонки воды и топливных фракций перед стадией сернокислотной очистки включена операция мягкого термического крекинга, обеспечивающая деструкцию оставшихся присадок и части продуктов окисления масел, что позволяет сократить расход серной кислоты до 15 % на сырье. Одновременно с этим предварительная термообработка позволяет сократить время отстаивания кислого гудрона и повысить скорость фильтрации при отделении отработанного сорбента. Еще одним новшеством этого процесса является проведение контактной адсорбционной очистки в две стадии, причем вторая стадия совмещена с вакуумной перегонкой. Для контактной адсорбционной очистки применяется либо природная отбеливающая глина (до 10 % масс, на сырье), либо монтморилонит, активированный соляной кислотой (1 — 6%). Общий выход регенерированных масел составляет около 72 % на осушенное сырье. Получаемый газойль (до 13 %) используют на установке в качестве топлива. Сырьем для этого процесса может служить любая смесь отработанных масел с содержанием воды, бензина и дизельного топлива до 20 %.

Наиболее трудноутилизируемым отходом этого процесса является кислый гудрон, образующийся в количестве до 200 кг/т сухого сырья. Его нейтрализуют негашеной известью с получением грану-лята, используемого в производстве цемента или в печах для обжига медной руды. Другим отходом является отработанный сорбент (до 60 кг/т сырья), который либо используется в цементной промышленности, либо сжигается в котельных, работающих на твердом топливе.

Французский институт нефти (IFP) разработал процесс, в котором основная масса загрязняющих примесей предварительно удаляется экстракцией жидким пропаном до основной стадии сернокислотной очистки, в результате чего значительно снижается расход серной кислоты и отбеливающей глины, и следовательно, уменьшается объем отходов. При этом выход регенерированных масел увеличивается до 85 % на осушенное сырье. Обезвоженное отработанное масло после атмосферной перегонки попадает в экстракционную колонну, где контактирует с жидким пропаном при температуре 75 — 95 °С. Загрязнения и асфальтосмолистые вещества, нерастворимые в пропане оседают на дно колонны и выводятся. Пропан выделяют из смеси пропан-масло обычным испарением и используют в замкнутом цикле, а масло направляют на дальнейшую очистку. Перед отгоном пропана из осадка, последний смешивают с небольшим количеством газойля для поддержания осадка, не содержащего пропана, в прокачиваемом состоянии. Образующиеся остатки используются в качестве топлива на самой установке.

Несмотря на серьезные проблемы с утилизацией кислого гудрона — основного недостатка процессов регенерации отработанных масел с использованием сернокислотной очистки, установки такого типа достаточно широко используются во всем мире. Более 100 установок такого типа эксплуатируются в США, ФРГ, Великобритании, Франции, Италии, Швейцарии, Испании, Нидерландах, а также во многих развивающихся странах.

Более прогрессивными, однако несомненно являются процессы регенерации отработанных масел не использующие серную кислоту.

Фирма «Snamprogetti» усовершенствовала процесс FIN, включив в его схему экстракцию пропаном до и после вакуумной перегонки и добавив ступень гидроочистки. Таким образом, процесс стал пятиступенчатым без ступени сернокислотной очистки. В этом процессе из отработанного масла сначала в атмосферной колонне отгоняют воду и топливные компоненты. Далее обезвоженное отработанное масло поступает в колонну первой экстракции пропаном для осаждения загрязнений, продуктов глубокого окисления масел и части присадок. Экстракт из которого отогнали пропан далее

посредством вакуумной перегонки разделяют на остаток и три фракции: газойль, веретенное масло и легкое смазочное масло. Остаток подвергают повторной экстракции пропаном для удаления оставшихся присадок. На последней стадии все масляные фракции и остаток подвергают гидроочистке водородом. Этот процесс рекомендуется главным образом для отработанных моторных масел, поскольку присадки, содержащиеся в маслах других типов, не всегда поддаются экстракцией пропаном даже после термической обработки. В настоящее время в мире эксплуатируется только одна установка подобного типа, построенная в Италии.

Еще два процесса регенерации отработанных масел включают в себя технологию тонкопленочного испарения. Тонкопленочное испарение — весьма перспективным процессом вторичной переработки отработанных моторных масел. Аппаратное решение тонкопленочного испарения возможно многими способами, при которых общим является распределение сырья тонким слоем на большой поверхности, подогреваемой высокотемпературным теплоносителем. Пары сырья с малым пробегом поступают во внешнюю конденсационную систему, а остаток удаляется снизу аппарата. Перегонка в тонкой пленке позволяет минимизировать гидростатическое сопротивление, увеличивающееся с температурой кипения масляных фракции. Давление в испарителе составляет 130 — 530 Па, температура 340 — 370 °С, малое время пребывания масла в зоне нагрева (2—5 с) значительно снижает вероятность его разложения. Поверхность нагрева в таких аппаратах составляет около 14 м2, а производительность — около 4 л/мин с квадратного метра.

Технология тонкопленочного испарения позволяет эффективно отделять масляные фракции от загрязнений и продуктов деструкции присадок. Этот процесс можно проводить как в отдельном аппарате, так и в ряде последовательно соединенных испарителей с получением нескольких масляных фракций. Преимуществом технологии тонкопленочного испарения является возможность применения на действующих установках и заводах взамен или наряду с вакуумной перегонкой, что обеспечивает предотвращение закоксовывания и загрязнения в большинстве традиционно используемых фракционных колонн. Преимуществом является также простота в управлении по сравнению с фракционными колоннами. Принципиальный недостаток тонкопленочного испарения — потребность нескольких аппаратов для получения нескольких масляных фракций, так как капитальные и эксплуатационные затраты при этом могут стать чрезмерно высокими.

Одним из процессов регенерации отработанных масел с использованием тонкопленочного испарения разработан канадской фирмой «Mohawk Lubricants». На первой стадии процесса путем однократного испарения осуществляют удаление свободной и эмульгированной воды и бензиновых фракций. Затем в вакуумной колонне при температуре 260 — 270 °С отгоняют керосиновые фракции. Последующую вакуумную перегонку проводят в две стадии в тонкопленочных испарителях. Полученные легкий и тяжелый дистиллят для улучшения цвета, удаления серы и азотсодержащих соединений направляют на гидроочистку. Гидроочищенные масла дополнительно обрабатывают гидроксидом натрия.

Достоинством процесса является высокое качество конечного продукта, близкое к качеству свежих базовых масел. Получаемые компоненты базовых масел продукты используют в качестве компонентов при изготовлении моторных, индустриальных и гидравлических масел. Остаток вакуумной перегонки используют в производстве дорожного и кровельного битума, а отработанный гидроксид натрия — в целлюлозно-бумажной промышленности.

В ряде стран работают и строятся установки с использованием процесса голландской фирмы «Kinetics Technology International», в котором тонкопленочное испарение используется для отбора тяжелого дистиллята из остатка вакуумной пере-

гонки. Освобожденное от воды и бензиновых фракций сырье, поступает в колонны вакуумной перегонки, где из отработанного масла отгоняются газойль и три масляные фракции. Остаток вакуумной перегонки направляют в тонкопленочный испаритель для выделения тяжелого дистиллята. Все полученные масляные фракции на последней стадии процесса подвергают гидроочистке. Этот процесс может применяться для регенерации широкого спектра отработанных масел.

Все упомянутые процессы регенерации отработанных масел обеспечивают примерно одинаковый уровень качества получаемых масляных фракций.

Стоимость строительства упомянутых установок (при одинаковой мощности) увеличивается в порядке их описания.

При столь широком многообразии технологий повторного использования отработанных масел весьма ответственным становится выбор правильной стратегии решения проблемы этого вида отходов, включая такие аспекты, как организация цивилизованного сбора, учета, транспортировки, переработки и, конечно, утилизации образующихся при этом отходов (как известно, полностью безотходных промышленных технологий не бывает).

ЛИТЕРАТУРА

1. Прохоров, В. Ю. Экологические аспекты эксплуатации автомобильного транспорта: учеб. пособие / В. Ю. Прохоров, Д. В. Акинин, Н.В. Гренц, М. С. Усачёв. - М.: ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2014. - 63 с.

2. Прохоров, В. Ю. Основные вопросы технического регулирования : монография / В. Ю. Прохоров, И.З. Аронов, В. В. Быков; под общ. ред. И. З. Аронова. - М. : ГОУ ВПО МГУЛ, 2006. - 207 с.

3. Прохоров, В.Ю. Автомобильные средства транспортирования нефтепродуктов для контейнерных АЗС / Труды Международного симпозиума Надежность и качество. - 2006. - Т. 1. - С. 79-80.

4. Прохоров, В.Ю. Биотопливо в лесных машинах / В.Ю. Прохоров, Д. В. Акинин // Вестник МГУЛ -Лесной вестник. - 2010. - № 5 (74). С. 106-110.

5. Прохоров, В.Ю. Повышение износостойкости шарнирных сопряжений манипуляторов лесозаготовительных машин / Труды Международного симпозиума Надежность и качество. - 2011. - Т. 2. - С. 198199.

УДК 629.083 Прохоров В.Ю

Шамарин Ю.А., Краснов Н.Д.

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Мытищинский филиал, Московская обл., Мытищи, Россия

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИЗНАШИВАНИЯ ГИЛЬЗ БЛОКОВ ЦИЛИНДРОВ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В статье исследованию подвергается процесс изнашивания гильз блоков цилиндров дизельных двигателей. Отмечены основные виды изнашивания в связи с конструктивными особенностями дизельных двигателей, наиболее часто встречающиеся дефекты гильз блоков цилиндров и приведён выбор рационального способа восстановления Ключевые слова:

дизельный двигатель, гильза блока цилиндров, способ восстановления, дефекты, коэффициент долговечности, пластинирование

Основным источником механических потерь в двигателе внутреннего сгорания является цилин-дропоршневая группа (ЦПГ). По литературным источникам на её долю приходится до 70 % всех потерь на трение [1]. В результате этого необратимого процесса, а также высоких температур и давлений, возникновение нестационарного режима работы дизельного двигателя происходит то, что детали ЦПГ всё больше подвергаются абразивному и усталостного изнашиванию. На рис. 1 представлен износ рабочей поверхности гильзы блока цилиндров дизеля КамАЗ-740.73 в продольных сечениях.

На эти процессы также оказывает влияние реверсивное движение поршня с кольцами. Здесь присутствует своя особенность - сопряжение «кольцо - гильза цилиндров» является обратной по геометрии, где наиболее твёрдый элемент с меньшей площадью трения - это кольцо, которое входит во взаимодействие с неподвижным, гораздо более мягким элементом, но с большей площадью - гильзой, в результате этого её износ в 3-4 раза больше [2]. Исследования изношенной поверхности дизельного двигателя следует проводить при пробеге автомобиля свыше 100 тыс. км. Из рис. 1 видно, что величина износа гильзы находится в пределах от 0,06 до 0,16 мм и максимальные значения не в плоскости качания шатуна, а под углом 20-45° к оси коленчатого вала и совпадают с расположением плоскости наибольших деформаций гильзы (рис. 2).

Исследователи давно доказали, что сама гильза изнашивается не только внутри, но и снаружи, там где охлаждающая жидкость. Такой вид изнашивания называют кавитационным. А то, что кавитационное и механическое изнашивание взаимосвязаны, так как гильза находится в напряжённо-деформированном состоянии гораздо менее известно и исследовано. По мере увеличения наработки двигателя изнашивание усиливается, особенно кавитационное. В результате у гильзы уменьшается толщина стенки, увеличиваются напряжения, изменяется её форма в

поперечном вибрация.

и продольном сечениях, усиливается

Рисунок - 1 Износ рабочей поверхности в продольных сечениях гильзы блока цилиндров дизеля КамАЗ-7 4 0.7 3: 1 - сечение Г-Г; 2 -сечение А-А; 3 - сечение Б-Б (плоскость поршневого пальца); 4 - сечение В-В

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.