CC BY
24
нлты
ы КРАЖИ
»mutet'
Науковий в!сн и к НЛТУУкраТни Scientific Bulletin of UNFU
http://nv.nltu.edu.ua https://doi.org/10.15421/40270619 Article received 02.09.2017 р. Article accepted 28.09.2017 р.
УДК 665.[6+664]
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
1 EE3 Correspondence author O. B. Grynyshyn [email protected]
Б. О. Корчак, О. Б. Гринишин, Т. I. Червшський
Нацюнальний утверситет "Львiвська полтехшка", м. Львiв, Украта
ЗМ1НА СКЛАДУ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ М1НЕРАЛЬНО1 МОТОРНО1 ОЛИВИ
П1СЛЯ II ЕКСПЛУАТАЦН
У процесi роботи моторних олив у картерi двигунiв внутршнього згорання (ДВЗ) ввдбуваеться змгна !х експлуатацiйних властивостей, тобто оливи "стартать". Таке явище ввдбуваеться внаслiдок фiзичних i хiмiчних процесiв у товщi робочо1 оли-ви у картерi ДВЗ. Як наиндок, моторна олива забруднюеться залишками незгорiлого палива, конденсатом води, пилом, продуктами зношення деталей ДВЗ, продуктами термоокисних деструктивних процесiв перетворення вуглеводнево1 частини оливи та розкладу вiдпрацьованих присадок. Тому, олива втрачае закладенi в не1 первиннi експлуатацiйнi властивостi, що призводить до швидкого спрацювання ДВЗ i скорочення його мiжремонтного перiоду. Саме тому потрiбно дослiдити змши експлуатацшних властивостей та вуглеводневого складу мшерально! моторно1 оливи пiсля 11 експлуатацп у бензиновому ДВЗ i п^вняти з експлуатацiйними властивостями вихдао! (не використано! у ДВЗ) мшерально! моторно! оливи ще! ж марки. На основi отриманих результата проведених дослщжень групового вуглеводневого складу олив встановлено, що ро-боча мшеральна моторна олива зазнае значно! змши !! вуглеводневого складу. Як наслщок, у !! складi утворюються i нагро-маджуються асфальто-смолистi речовини та зменшуеться основа змащувальних властивостей - парафiно-нафтеновi вугле-воднi. Рентгенофлуоресцентним аналiзом у складi вдарацьовано! оливи виявлено й вдентифжовано неорганiчнi елементи, якi е продуктами розкладу присадок i спрацювання деталей ДВЗ. Внаондок термоокисних деструктивних перетворень вуг-леводнево! частини оливи ввдбуваеться утворення органiчних сполук кисло! основи (кислоти, альдегiди, кетони, спирти то-що), що пiдвищуе корозшну активнiсть оливи до металiв деталей ДВЗ. 1х присутнiсть виявлено за допомогою проведеного ГЧ-спектроскотчного дослiдження вихдао! та вдарацьовано! оливи. Проведенi доандження дають змогу встановити ймо-вiрнi причини та механiзм старiння оливи. О^м цього результати дослiджень буде використано у виборi оптимально! технологи регенерацп вiдпрацьованих мшеральних моторних олив.
Ключовi слова: вдарацьована олива; ГЧ-спектроскотя; реттенофлуоресцентний; експлуатацiйнi властивостц продукти старiння.
Вступ. Мiнеральнi MOTopHi оливи у процеа ïx експлуатацiï в автотранспортних засобах поступово втрачають свoï пеpвиннi експлуатацiйнi власгивoстi i змшюють xiмiчний та груповий вуглеводневий склад -"старшть". Пoгipшення показник1в якосп олив зумов-лене фiзичними та xiмiчними процесами, як1 вщбува-ються у двигуш Кiлькiснi змiни призводять до змен-шення кiлькoстi оливи в каpтеpi двигуна та накопичен-ня у нiй пpoдуктiв старшня.
Стаpiння оливи вiдбуваeться внаслiдoк дп двох ос-новних чинник1в: внутршшх, зумовлених порушенням стабiльнoстi оливи (випаровування, розклад, окиснення тощо), та зовшшшх, зумовлених забрудненням оливи паливом, водою, мехашчними дoмiшками тощо.
Аналiз лтгературних джерел (Kazakova, 1996; Kuzni-etsova & Netreba, 2015; Aulin, Slon & Kuzyk, 2012; Evans, 2010) дае ввдомосп про "стаpiння" олив внасль док ïxньoï експлуатацiï, однак на сьогодш не опублжо-
вано pезультатiв поглиблених дослвджень змiни експлуатацшних властивостей i складу моторних олив.
Чудшовських А. Л. (Chudinovskikh, 2016) розробив теоретичш положения, яш дають змогу розглядати мо-торну оливу як елемент кoнстpукцiï двигуна внут-piшньoгo згорання (ДВЗ), i на oснoвi цього пов'язувати математичними залежностями показники якoстi оливи з показниками надшносп двигуна, що дае змогу розрахо-вувати пpидатнiсть оливи в двигуш пoдiбнo до будь-яко1' меxанiчнoï деталi. Запропоновано мoделi стаpiння моторних олив, що дають змогу розрахунковим шляхом прогнозувати утворення в двигуш низько- i високотем-пературних вiдкладiв, а також спрацювання окремих його вузлiв i деталей без проведення теxнiчнoгo огляду, тобто мoделi дають змогу штерпретувати стан оливи у форм^ що забезпечуе ïï сумюшсть зi змiнoю стану еле-менпв кoнстpукцiï ДВЗ.
1нформащя про aBTopiB:
Корчак Богдан Орестович, acnipaHT кафедри xiMi4HOÏ технологи переробки нафти i газу. Email: [email protected] Гринишин Олег Богданович, д-р. техн. наук, професор кафедри xiMi4HOÏ технологи переробки нафти i газу.
Email: [email protected] Червшський Тарас 1горович, канд. xiM. наук, асистент кафедри хiмiчноÏ технологи переробки нафти i газу. Email: [email protected]
Цитування за ДСТУ: Корчак Б. О., Гринишин О. Б., Червшський Т. I. Змша складу та властивостей мшерально'|' моторно'|' оливи
тсля ÏÏ експлуатацп. Науковий вiсник НЛТУ Укра'ни. 2017. Вип. 27(6). С. 93-97. Citation APA: Korchak, B. O., Grynyshyn, O. B., & Chervinskyy, Т. I. (2017). Mineral Engine oil Composition and Properties Change After its Operation. Scientific Bulletin of UNFU, 27(6), 93-97. https://doi.org/10.15421/40270619
Вплив роботи двигуна на експлуатацшш властивос-Ti оливи мае вагоме значения. Так, у po6oTi (Lysaia, 2013) розглянуто вплив клiматичних умов експлуатацп двигуна на процес "старiния" моторно! оливи. Встанов-лено, що в разi вiдпрацювания оливи робочого термшу клiматичнi умови експлуатацп незначно впливають на механiзм "старшна" оливи. Але в зимовий перюд "ста-ршня" оливи вiдбуваеться iнтенсивнiше внаслвдок кон-денсацп вологи при пуску двигуна, що спричиняе оми-лення присадок.
Автор роботи (Biliakovych, 2010) розглянув принци-пи штенсивносп адсорбцп та хемосорбцп активних компонентiв моторних олив. Встановлено, що перед окисненням оливи вiдбуваеться деструкщя li молекул, яка тривае не тшьки пiд час експлуатацп, але i зберпан-ня. Процес розкладу здатний спричинити змiну фiзико-хiмiчних властивостей мастильного середовища. Схильнiсть рщких компонентiв мастильних матерiалiв до мехашчно1 i термiчноl деструкцп визначаеться !х се-редньою молекулярною масою i xiмiчною структурою. Окрiм цього, деструкщя мастильних матерiалiв пiд час тертя стимулюеться каталiтичною дiею води i металiв, з якими стикаеться олива, i швидко прогресуе з шдви-щенням температури.
Оск1льки запобiгти зростанню кiлькостi ввдирацьова-них олив (ВО) неможливо, а споживання олив щороку зростае, важливим i актуальним е поглиблене вивчення змiни фiзико-xiмiчниx властивостей i складу ВО, щоб в перспективi обрати максимально ефективний, еколопч-но безпечний метод !х регенерацп або утилiзацil.
Мета дослвдження - вивчення змiни експлуата-цшних властивостей, як1сного та к1льк1сного складу, вихщно1 та вадпрашованох мшерально1 моторно1 оливи NORMAL 15W40, для встановлення iмовiрниx причин старiння ще1 оливи.
Об'екти та методика дослiдження. Як об'ект досль джень використано найуживашшу мiнеральну моторну оливу марки NORMAL 15W40, експлуатацшш власти-востi яко! наведено в табл. 1.
Табл. 1. Характеристики мшерально!' моторно!" оливи NORMAL 15W40
Показник Вихiдна Вдарацьована
олива олива
В'язюсть, мм2/с:
U50 68,44 69,81
u100 14,38 13,96
1ндекс в'язкостi ~130 110
Вмют води, % ~0,06 0,15
Коксивиiсть, % 1,06 1,71
Зольшсть, % 0,395 0,534
Показник заломлення, nf 0 1,4892 1,4896
Густина, pf кг/м3 882 896
Кислотне число, мг КОН/г 1,19 1,96
Лужне число, мг КОН/г 2,27 -
Температура застигання, °С > - 30 -18,0
Температура спалаху, °С 255 238
Груповий вуглеводневий склад олив вивчали хрома-тографiчним методом. Як адсорбент використовували силiкагель марки АСК. Фракцп вуглеводнiв вимивали петролейним ефiром та бензолом, а асфальто-смолисп речовини десорбували спирто-бензольною сумiшшю (Isaguliantc & Egorova, 1965).
Рентгенофлуоресцентний спектральний аналiз для визначення елементного складу олив проводили на мо-бiльному прецизiйному аналiзаторi EXPERT 3L, приз-наченням якого е визначення масово1 частки xiмiчниx елементiв в однорiдниx монолiтниx та порошкоподiб-них об'ектах. Для проведення аналiзу пiдготували зраз-ки оливи, яш були спаленi за температури 450°С упро-довж 4 год, охолоджеш в ексикаторi та перетерт в порошок.
IЧ-спектроскопiчнi дослвдження вихщно1 та ввд-працьовано1 олив здшснювали на приладi Spectrum Two FT-IR spectrometer фiрми PerkinElmer у кювеп з селеш-ду цинку завтовшки 0,1036 мм. Використовували прог-раму Spectrum v.10.03.06.
Результата дослiдження. Для досягнення мети пот-рiбно було порiвняти склад i властивостi вихвдно1 мо-торно1 оливи зi складом i властивостями вадпрашованох оливи пе1 ж марки, пiсля термiну и експлуатацп у дви-гунi внутрiшнього згоряння.
Для встаиовления ймовiрного мехашзму перетво-рень груп вуглеводнiв, що входять до складу моторних олив, внаслвдок !х експлуатацп у двигунах внутршньо-го згоряння, визначали груповий вуглеводневий склад вихщно1 та вадпрашованох оливи (табл. 2).
Табл. 2. Груповий вуглеводневий склад дослвджувано!" _оливи, % мас._
Група вуглеводшв NORMAL 15W40
Вихдаа олива Вдарацьована олива
Парафшо-нафтенов^ ni до 1,490 80,87 69,73
Ароматичш моноцимчш, nD = 1,490-1,510 15,30 12,02
Ароматичш бщиктчш, ni = 1,511-1,530 3,07 11,90
Ароматичш полщиктчш, ni0 = 1,531-1,560 0,76 4,53
Асфальто-смолист речовини, ni0 >1,560 0,00 1,82
Встановлено, що дослщжуваш оливи складаються в основному з парафшо-нафтенових та моноцимчних ароматичних вуглеводнiв. П1д час експлуатацп оливи вщбуваеться змiна групового складу олив: зменшуеться вмiст парафiно-нафтенових вуглеводнiв i збiльшуеться вмiст ароматичних вуглеводнiв та асфальто-смолистих речовин.
Наведеш закономiрностi е результатом таких перет-ворень (Kazakova, 1996):
• вм1ст асфальто-смолистих речовин зростае внаслвдок процемв ущшьнення та окиснення ароматичних вуглеводшв;
• вм1ст ароматичних вуглеводшв зростае внаслвдок термо-деструктивних процемв та цикл1заци ал1фатичних вуглеводшв;
• частина парафшо-нафтенових вуглеводшв окиснюеться з утворенням кисневм1сних продукта.
Ранiше встановлено (Kuznietsova & №^еЬа, 2015), що в процеа експлуатацп оливи вiдбуваються процеси термодеструкцп та ущiльнення молекул вуглеводнiв оливи. Встановлено, що в полщимчних нафтенових вуглеводнях розрив к1льця вiдбуваеться з утворенням моно- та бщимчних нафтенових вуглеводшв. Моно-та бiциклiчнi нафтени внаслвдок реакцiй дегiдрування
утворюють моно- i бiциклодiолефiновi та ароматичш вуглеводнi. Утворенi ненасиченi моно-, бь та полщик-лiчнi нафтеновi структури мають низьку стабiльнiсть i здатш до реакцiй ущiльнения, що призводить до змен-шення вмiсту уах нафтенових сполук у вiдпрацьованiй оливi та зростания вмiсту асфальто-смолистих речовин.
Вщомо (Evans, 2010; Kolodiazhnyi et al., 2006), що окрiм вуглеводнево1 частини, до складу товарних мо-торних олив входить незначна шльшсть неорганiчниx сполук, як1 вносяться в оливу з присадками, що вико-ристовуються для покращення окремих показнишв якостi олив, а також можуть потрапляти в оливу пiд час експлуатацп ДВЗ. Рентгенофлуоресцентним аналiзом вивчено елементний склад неоргашчно! частини вихщ-но! та вщпрацьовано! оливи, отримаш результати досль дження подано на рис. 1.
6500
Вихщна мшеральна моторна олива Normal 15W40 1 Вщпрацьована мшеральна моторна олива Normal 15W40
Рис. 1. Елементний склад иеоргатчио! частини оливи NORMAL 15W40
На основi виявлених елеменпв можна зробити вис-новок про наявшсть тих чи iншиx присадок у вихвднш мiнеральнiй моторнiй оливi NORMAL 15W40:
• Р, S, Zn, Ni - свiдчить про наявшсть в оливi антиокис-нювальних та протизношувальних присадок (наприклад: ДФ-11, ЛАН1-317, AntiWear, ZDDP тощо);
• Са, Mn, Fe, Sr - входить до складу мийно-диспергуючих присадок (наприклад: СК-3);
• Si - входить до складу антитнних присадок;
• As - входить до складу протизадирних присадок;
• Mg - входить до складу антикорозшних, мийно-диспер-гуючих присадок та присадок, яю тдвищують термiчну стабiльнiсть;
• Мо, РЬ - входять до складу модифжатор1в тертя (наприклад: нафтенат свинцю);
• РЬ, Rb - входить до складу шпбггор1в корозп, реметаль занлв та антифрикщйних добавок.
Аналiзуючи змiну шлькосп неорганiчних компонен-тiв, встановлено, що внаслвдок експлуатацп ДВЗ у мо-торних оливах вiдбуваються так1 процеси:
• спрацьовування присадок, що входять до складу вихщ-но! (св1жо!) оливи;
• накопичення окремих неоргашчних компоненлв внасль док вигорання оргашчно! частини оливи;
• потрапляння в моторну оливу продукта зношування деталей двигуна.
1Ч-спектральним аналiзом вихвдно! i ввдпрацьовано1 моторно! оливи тдгверджено результати ранiше визна-ченого групового вуглеводневого складу, а також вияв-лено та щентифшовано деяк1 продукти "старшня" оливи (рис. 2).
У процеа використання оливи утворюються i нако-пичуються продуктiв старiння, до яких належать: спир-ти, альдегiди, кетони, оргашчш кислоти тощо (Mironov & Iankovskii, 1985; Tarasevich, 2012). Присутшсть таких продуктiв в IЧ-спектрi ввдпрацьовано! оливи, як1 мгс-тять С=О групу, пiдтвердженi смугами поглинання при 1740-1690 см-1. Водночас у спек^ вихщно! оливи ввд-сутнi смуги поглинання, характернi для альдегiдiв, ке-тонiв тощо. Наявнiсть карбоншьно1 групи С=О, яка шс-титься в альдепдах, кислотах та спиртах, виявлено в 1Ч-спектрi ВО та тдтверджено смугами поглинання при 1725-1620 см-1, чого не виявлено в ГЧ-спек^ вихвдно1 оливи (див. рис. 1).
Присутшсть спирпв, як продукпв "старшня" оливи, виявлено у ВО в обласп 1725-1695 см-1, що тдтвер-джуеться смугою поглинання С=О групи, а також сму-гою поглинання в обласп 1165-1125 см-1, що характерно для деформацшних коливань С-О групи. Порiвню-ючи 1Ч-спектри вщпрацьовано1 та вихвдно1 оливи, мо-жемо помггати вiдсутнiсть спиртiв у вихiднiй оливг
Етери у ВО були дешифрован в областi 11251025 см-1 асиметричними валентними коливаннями С-О-С зв'язку, водночас, у вихвднш оливi щ коливання вiдсутнi.
Рис. 2. 1Ч-спектри вихдао! (1) та вщпрацьоваио! (2) маральим моторио! оливи NORMAL 15W40
В I4-cneKTpi вихвдно! оливи в обласп 1020-960 см-1 виявлено смугу поглинання, характерну для протизно-шувальних присадок ZDDP (Baltech, 2001). 1нтенсив-шсть смуги поглинання для ще! присадки в IЧ-спектpi ввдпрацьовано! оливи е дещо меншою, що свiдчить про спрацьовування присадки. Висновки
1. Вивчено зм1ну експлуатацшних властивостей та групо-вого вуглеводневого складу вихщно! та вщпрацьовано! моторно! оливи марки NORMAL 15W40. Встановлено, що у вщпрацьованш олив1 вщбуваеться зменшення вмгсту парафшо-нафтенових та тдвищення вмгсту аро-матичних вуглеводшв та асфальто-смолистих речовин.
2. З'ясовано, що внаслщок експлуатацп ДВЗ змшюеться кшьюсний склад неоргашчно! частини мшерально! моторно! оливи. Це можна пояснити спрацюванням присадок, потраплянням в оливу продуклв зношування деталей двигуна.
3. 1Ч-спектроскотчним методом анал1зу тдтверджено присутшсть у вщпрацьованш олив1 кисневм1сних продуклв "старшня" олив: оргашчних кислот, етер1в тощо.
4. Отримаш результати можуть бути використаш для об-рання (розроблення) оптимального методу регенерацп вщпрацьованих моторних олив.
Перелiк використаних джерел
Aulin, V. V., Slon, V. V., & Kuzyk, O. V. (2012). Zmina fizyko-khi-michnykh pokaznykiv motornoi olyvy dyzeliv avtosamoskydiv v protsesi ekspluatatsii. Naukovi pratsi Kirovohradskoho derzhavno-ho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia (Part 1), 25, 98-103. [in Ukrainian]. Baltech (2001). Remont ventyliatoriv. Analiz vidpratsovanoho masla. Suchasnyi pidkhid do analizu vidpratsovanoho masla. Retrieved from: http://baltech.com.ua/catalog.php? catalog=197&lang=ua Biliakovych, O. M. (2010). Analiz fizyko-khimichnykh yavyshch u protsesi starinnia ta zabrudnennia olyv v ekspluatatsiinykh umo-
vakh (ohliad). Visnyk Natsionalnoho transportnoho universytetu, 21(2), 40-43. [in Ukrainian].
Chudinovskikh, A. L. (2016). Razrabotka nauchnykh osnov khimmo-tologicheskoi otcenki avtomobilnykh motornykh masel. Abstract of Doctoral Dissertation for Technical Sciences (05.17.07 - Chemical technology of fuel and fuel and lubricants). Moscow: Ros. gos. un-t nefti i gaza im. I.M. Gubkina. 51 p. [in Russian].
Evans, J. S. (2010). Where does that metal come from?. Technical bulletin, 47, 1-6. Retrieved from: http://www.we-archeck.co.za/downloads/bulletins/bulletin/tech47.pdf
Isaguliantc, V. I., & Egorova, G. M. (1965). Khimiia nefti. Moscow: Khimiia. 517 p. [in Russian].
Kazakova, L. P. (1996). Optimalnyi khimicheskii sostav bazovykh motornykh masel. Problema sovershenstvovaniia tekhnologii proiz-vodstva i uluchsheniia kachestva neftianykh masel. Sbornik trudov. Moscow: Neft i gaz. 198 p. [in Russian].
Kolodiazhnyi, A. V., Kovalchuk, T. N., Korovin, Iu. V., & Antono-vich, V. P. (2006). Opredelenie mikroelementnogo sostava neftei i nefteproduktov Sostoianie i problemy (Obzor). Metody i obekty khi-micheskogo analiza, 1(2), 90-104. [in Russian].
Kuznietsova, O. Ya., & Netreba, Zh. M. (2015). Doslidzhennia starin-nia mineralnykh hidravlichnykh olyv. I. Fraktsiinyi sklad. Tekhno-lohycheskyi audyt y rezervy proyzvodstva, 3/4(23), 64-68. [in Ukrainian].
Lysaia, M. S. (2013). Vliianie klimaticheskikh uslovii ekspluatatcii dvigatelei na protcess stareniia motornogo masla. Molodezh i nau-ka: sbornik materialov IKh Vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentcii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh s mezhdu-narodnym uchastiem, posviashhennoi 385-letiiu so dnia osnovaniia g. Krasnoiarska. Sibirskii federalnyi un-t, 2013. Retrieved from: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2013/section076.html. [in Russian].
Mironov, V. A., & Iankovskii, S. A. (1985). Spektroskopiia v organic-heskoi khimii. Sbornik zadach. Moscow: Khimiia. 232 p. [in Russian].
Tarasevich, B. N. (2012). IK spektry osnovnykh klassov organiches-kikh soedinenii. Spravochnye materialy. Moscow: Khimiia. 55 p. [in Russian].
Б. О. Корчак, О. Б. Гринишин, Т. И. Червинский
Национальный университет "Львовская политехника", г. Львов, Украина
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ МИНЕРАЛЬНОГО МОТОРНОГО МАСЛА
ПОСЛЕ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ
В процессе работы моторных масел в картере двигателей внутреннего сгорания (ДВС) происходит изменение их эксплуатационных свойств, то есть масла "стареют". Такое явление происходит за счет физических и химических процессов, происходящих в толще работающего масла в картере ДВС. Как следствие, моторное масло загрязняется остатками несгоревше-го топлива, конденсатом воды, пылью, продуктами износа деталей ДВС, продуктами термоокислительных деструктивных процессов преобразования углеводородной части масла и разложения отработанных присадок. В результате, масло теряет заложенные в него первичные эксплуатационные свойства, что приводит к увеличению износа ДВС и сокращению его межремонтного периода. Именно поэтому целью работы является изучение изменения эксплуатационных свойств и углеводородного состава минерального моторного масла после его эксплуатации в бензиновом ДВС и сравнение с эксплуатационными свойствами исходного (не использованного в ДВС) минерального моторного масла этой же марки. На основе полученных результатов проведенных исследований группового углеводородного состава масел установлено, что работающее минеральное моторное масло подвергается значительному изменению его углеводородного состава. Как следствие, в его составе образуются и накапливаются асфальто-смолистые вещества и уменьшается основа смазочных свойств - парафино-наф-теновые углеводороды. Рентгенофлуоресцентным анализом в составе отработанного масла были обнаружены и идентифицированы неорганические элементы, которые являются продуктами разложения присадок и износа деталей ДВС. Вследствие термоокислительных деструктивных преобразований углеводородной части масла происходит образование органических соединений кислой основы (кислоты, альдегиды, кетоны, спирты и т.д.), что повышает коррозионную активность масла к металлам деталей ДВС. Их присутствие было обнаружено с помощью проведенного ИК-спектроскопического исследования исходного и отработанного масла. Проведенные исследования позволяют установить вероятные причины и механизм старения масла. Кроме этого, результаты исследований будут использованы при выборе оптимальной технологии регенерации отработанных минеральных моторных масел.
Ключевые слова: отработанное масло; ик-спектроскопия; рентгенофлуоресцентный; эксплуатационные свойства; продукты старения.
B. O. Korchak, O. B. Grynyshyn, T. I. Chervinskyy
Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine
MINERAL ENGINE OIL COMPOSITION AND PROPERTIES CHANGE AFTER ITS OPERATION
Processing the motor oils in the crankcase of internal combustion engine (ICE) changes its operating properties (oils aging). It happens because of physical and chemical processes which take place in the crankcase of internal combustion engine while oils operating. Consequently, the motor oil is tainted with remnants of unburned fuel, water condensation, dust, ICE wear parts products, products of thermo-oxidative destructive processes of the oil hydrocarbon component conversion and waste additives decomposition. As a result, the oil loses its prime operating properties, what causes the intense wear of ICE and shortens its inter-repair period. That's why the aim of the work is to study the operating properties and hydrocarbon composition of mineral motor oil after its exploitation in the gasoline ICE, and compare with the operating properties of the fresh mineral motor oil the same brand. According to the performed experiment results of the group hydrocarbon composition of the oils, it has been established that operating mineral motor oil considerably changes its hydrocarbon composition. As a result, in its compound accumulate the asphalt-resinous substances and reduce the base of lubricating properties - paraffin-naphthenic hydrocarbons. Applying the X-ray fluorescence analysis it has been identified in the composition of waste oil the inorganic elements, which are the products of additives decomposition and ICE parts wear. Due to the thermo-oxidative destructive conversion of the oil hydrocarbon component form the organic compounds of the acid base (acids, aldehydes, ketones, alcohols), it boosts the oils' corrosive activity to the metals of the ICE parts. Their presence was detected with the help of IR-spectroscopic research of the fresh and waste oil. The conducted experiments allow to reveal the possible causes and mechanisms of the oil aging. Besides, with the help of the testing results, it will be chosen the waste mineral motor oil regeneration optimal technology.
Keywords: Used oil; IR-spectral; X-ray fluorescence; operational properties; aging products.
