Портал научно-практических публикаций » Гумелёв Василий Юрьевич https://portalnp.snauka.ru Tue, 13 Jan 2026 12:29:12 +0000 ru-RU hourly 1 http://wordpress.org/?v=3.5.2 Электрооборудование и противопожарное оборудование БТР-80 https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8857 https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8857#comments Tue, 08 Oct 2013 11:38:47 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич ЭО и ППО БТР-80 Краткий иллюстрированный курс

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8857/feed 0
Спектроскопия поверхности конструкционных элементов свинцовых аккумуляторных электродов https://portalnp.snauka.ru/2013/10/1067 https://portalnp.snauka.ru/2013/10/1067#comments Tue, 08 Oct 2013 11:40:08 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич http://portalnp.snauka.ru/?p=1067 Гумелёв Василий Юрьевич

Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, канд. техн. наук

Аннотация

В статье рассмотрены особенности комплексного применения современных методов спектроскопии при исследовании поверхности активной массы свинцовых аккумуляторов.

SPECTROSCOPY OF THE SURFACE OF THE STRUCTURAL ELEMENTS OF LEAD ACCUMULATOR ELECTRODES

Gumelev Vasiliy Yuryevich

Ryazan high airborne command school (the military institute) name of the General of the army V. Margelov, candidate of technical Sciences

Abstract

The article considers the features of complex application of modern methods of spectroscopy for investigation of surface the active mass of lead accumulator.

В настоящее время существуют средства диагностирования состава поверхности и приповерхностного слоя, принцип действия которых основан на методах вторичной ионной и электронной эмиссии [1 – 3].

Принцип получения информации о составе поверхности заключается в ее зондировании ионным или электронным пучком и в регистрации потоков вторичных частиц, характеристические особенности которых содержат сведения об атомах поверхности. Такими методами анализа являются:

- спектроскопия обратно-рассеянных ионов низких энергий (СОРИНЭ);

- вторично-ионная масс-спектроскопия (ВИМС);

- оже-спектроскопия (ЭОС).

Указанные методы реализованы в стандартной аппаратуре отечественного производства, в том числе имеются приборы, которые широко используются во всех отраслях народного хозяйства. Высокая информативность и достоверность методов позволяют получать однозначную информацию о поверхности и решать научные и практические задачи с использованием достоверных сведений на атомно-молекулярном уровне об исследуемых объектах.

Перечисленные выше методы спектроскопии и диагностические средства, в которых они реализованы, ранее для изучения свинцового аккумулятора не использовались, поэтому исследование новых материалов и объектов требует адаптации и совершенствования аппаратуры, режимов и методов исследования.

Метод СОРИНЭ. Физика этого метода спектроскопии состоит в следующем. При облучении исследуемой поверхности ионами с энергией Е0 часть из них, потеряв определенную долю энергии в результате однократного упругого столкновения с атомами поверхности, рассеивается под разными углами. В общем случае, если траектория налетающего иона не проходит через центр атома поверхности, но пересекает силовое поле последнего, то ион под действием этого поля отклонится на определенный угол q (угол рассеяния, град.) от первоначального направления за счет кулоновских сил отталкивания в соответствии с рисунком 1.

В первом приближении можно считать, что при таком столкновении внутреннее энергетическое состояние сталкивающихся атомов не изменяется, то есть удар упругий [4].


 Рисунок 1 – Метод СОРИНЭ. Схема рассеяния иона (m1) от атома поверхности (m2)

Используя законы сохранения энергии и импульса для упругого парного соударения, можно вывести соотношение для определения массы атома m2, с которым столкнулся первичный ион:

m2=m1×{1+E1/E0–2cos(E1/E2)1/2}/(1-E1/E0), (1)

где m1 – масса первичного иона ,а.е.м.;

Е0 – энергия ионов в первичном пучке, эВ;

Е1 – энергия ионов, рассеяных на определённый угол рассеяния q, эВ;

Е2 – энергия атома поверхности, эВ.

Таким образом, определение элементного состава поверхности в методе СОРИНЭ сводится к регистрации энергетического спектра рассеяных ионов и вычислению масс атомов поверхности по формуле (1).

В процессе соударения налетающих ионов с атомами поверхности основная их часть рассеивается в виде нейтралей и лишь малая доля (приблизительно от 10-4 до 10-2) — в виде ионов. Последние в основном рассеиваются от верхнего «видимого» слоя атомов поверхности, так как рассеяние от более глубоких слоев (второго, третьего) связано с более длительным временем взаимодействия иона с атомами поверхности, возникновением многократных столкновений и, соответственно, с увеличением нейтрализации иона. Это делает СОРИНЭ методом со сверхвысокой локальностью по глубине (от 1 до 2 монослоёв). Разрешение по массам и чувствительность в методе СОРИНЭ зависит от ряда физических и аппаратурных факторов, подробный анализ которых приведен в работе [4]. Основные практически важные выводы этого анализа заключаются в следующем. При использовании первичных ионов с массой m1 возможен анализ атомов с m2>m1.

Для улучшения разрешающей способности метода по массам необходимо использовать первичные ионы с массой, мало отличающейся от массы анализируемого атома. Разрешение по массам улучшается при увеличении угла рассеяния и с повышением энергии ионов в первичном пучке Е0. Отметим, что чувствительность метода связана с величиной тока рассеянных ионов от атомов i-го сорта мишени. Отсюда следует, что зависимости разрешения метода и его чувствительности от ряда параметров находятся в противоречии и необходим выбор оптимальных условий регистрации для каждой конкретно исследуемой системы.

Метод оже-спектроскопии. ЭОС [1, 5] является одним из самых распространенных и удобных средств элементного анализа поверхностного слоя сложных систем. Зная кинетическую энергию Е электрона Оже, эВ, можно установить сорт атома, из которого рожден первичным электроном этот вторичный электрон по формуле:

Е=(ЕК – ЕL ) – EL =EK – 2EL,

где ЕК
– кинетическая энергия электрона атома на электронном уровне энергии К, эВ;

EL – кинетическая энергия электрона атома на электронном уровне энергии L, эВ.

Таким образом, процедура метода ЭОС, как анализа элементного состава поверхностного слоя твердого тела заключается в измерении спектра энергий вторичных электронов, полученных в результате бомбардировки поверхности электронами, и нахождении в этом спектре оже-электронов. Затем определяется сорт атомов поверхности путем сопоставления найденных энергий Е у оже-электронов с табличными данными энергий EK, EL, EM и т. д. различных сортов атомов
Сущность метода ЭОС, в соответствии с рисунком 2, заключается в следующем. Падающий электрон е удаляет один из электронов, например, с уровня К (или любого другого), который мы обозначим еК(-). Далее система приходит в промежуточное состояние к равновесию сначала путем перехода электрона с одного из верхних уровней (возьмем уровень М) на вакантное место в уровне К, а затем в соответствии с процессом Оже, путем передачи энергии (ЕК- М ) одному из своих электронов, например, с уровня N (переход K M N), и эмиссии его наружу.


Рисунок 2 – Метод оже-спектроскопии

Кинетическая энергия испущенного оже-электрона EОЕ(KMN), эВ, равна:

ЕОЕ(KMN) = EK-EM-EN-ej,

где EK,EM,EN – кинетическая энергия электронов атома на соответствующем электронном уровне, эВ;

ej – работа выхода электрона для твердого тела, эВ.

У металлов работа выхода электрона находится в пределах от 3 до 5 эВ. Оже-электроны в энергетическом спектре вторичных электронов образуют пик с энергией ЕКИН. Так как для разных атомов комбинации энергий уровней, участвующих в оже-процессе, разные (одинаковых нет), то по энергиям пиков устанавливают какие атомы находятся на поверхности.

Положение пиков оже-электронов можно определить при современной методике с точностью до ± 1 эВ. Хотя электронный пучок проникает в образец достаточно глубоко (до 100 Å при энергии первичных электронов Е1 =200 эВ), но из-за небольшой глубины выхода оже-электронов с нерастраченной энергией (порядка 3-4 атомных слоев) оже-пики применяются для контроля чистоты поверхности. Электроны Оже, вышедшие из более глубоких слоев, теряют энергию из-за неупругих столкновений и не попадают в данный оже-пик, хотя и могут расширить его. Энергия первичных электронов для ЭОС выбирается в пределах от 1 до 3 кэВ, диаметр пучка может быть доведен до 1-2 мкм. Применяя сканирование пучка, нетрудно исследовать площадь образца до 1 см2.

Чувствительность метода достигает в современных аппаратах приблизительно 0,01% атомной концентрации и для пленки доведена до 1010 ат./см2. Амплитуды оже-пиков зависят от плотности пучка и энергии первичных электронов, угла падения, а также от сорта атомов и от их количества на поверхности исследуемого образца.

Отличительной особенностью исследуемых аккумуляторных электродов является многофазовый характер состава поверхности и его неоднородность как на микро-, так и на макроуровнях. Это приводит к большому разбросу результатов анализа элементного состава активной массы при исследованиях в разных точках от зерна к зерну, от ячейки к ячейке электрода и для разных участков электродов аккумулятора.

Достоверность результатов измерений обеспечивалась несколькими способами.

Во-первых производилось большое число измерений в разных точках исследуемого участка с последующим усреднением.

Во-вторых, увеличением диаметра зондирующего пучка для захвата под анализ большого участка поверхности (от 1 до 3 мм2), что позволяло получать интегральные характеристики элементного состава поверхности.

В-третьих, наоборот, уменьшением диаметра зондирующего пучка и регистрации микроизображений поверхности во вторичных электронах и во вторичных ионах. Растровые изображения во вторичных электронах отражают геометрический рельеф поверхности в свертке со вторично-эмиссионным изображением, что, в свою очередь, содержит информацию о распределении проводящей и диэлектрической компонент поверхности. Возможность фокусировки электронного зонда (методы ЭОС и микроизображений во вторичных ионах) до 5 мкм позволяла исследовать состав отдельных зерен активной массы. Наведение электронного пучка в выбранное для анализа состава зерно проводилось по вторично-электронному изображению.

При отработке методики анализа учитывалось и воздействие электронного пучка на поверхность, потому что при зондировании электронным пучком, неразрушающим в случае анализа металлической (свинцовой) активной массы, возможно существенное искажение результатов вследствие диссоциации окислов свинца и разложения синтетических волокон с десорбцией газовой компоненты и возможным накоплением на поверхности углерода. Для устранения влияния этих процессов проводилась предварительная подготовка исследуемой точки для анализа. Сначала вокруг выбранной точки электронным пучком «прожигались» синтетические волокна, входящие в состав активной массы электрода свинцового аккумулятора.
Затем, при необходимости, все загрязняющие адсорбанты удалялись ионным пучком (включая углеродную компоненту). В процессе локального анализа регистрация пиков ожидаемых компонентов (свинца, кислорода, сурьмы и др.) выполнялась в узком энергетическом окне, что значительно снижало дозу облучения электронами, а, соответственно, и диссоциацию окислов. При отработке методики и режимов анализа использовались результаты исследований других образцов аналогичного состава.

Исследования внешнего моноатомного слоя поверхности необходимо выполнять в сверхвысоком вакууме (до 10-11 Торр), обеспечивающем чистоту поверхности от адсорбции газов остаточной атмосферы (согласно физике вакуума поверхность покрывается слоем адатомов за 2 секунды при 10-6 Торр; время регистрации полного спектра составляет от 5 до 15 минут). Дополнительная сушка образцов происходила в вакууме в предварительной загрузочной камере и в измерительной камере в процессе подготовки эксперимента. При наличии полиатомных слоев газовых адсорбантов производилась очистка поверхности пучком ионов инертного газа (Ne+, E0=2 кэВ). Плотность тока и время подбирались так, чтобы не нарушить предназначенный к анализу поверхностный слой. Микронеровности и шероховатости учитывались при анализе по вторично-электронным изображениям.

Анализ диэлектрических поверхностей требует, как правило, нейтрализации заряда дополнительными электронными или ионными пучками. Однако, как показали исследования в процессе разработки методики анализа, диэлектрические пятна (окислы) обладают достаточной проводимостью для стекания тока зондирующего пучка величиной до 0,1 мкА, что было больше чем на порядок минимального допустимого значения.

Возможное наличие диэлектрических пятен размерами до десятков микрон не оказывало существенного влияния на результаты измерений из-за стекания заряда по поверхности на соседние проводящие участки. Отсутствие зарядки, а значит, соответственно, ее влияния на величины пиков, по которым определялась концентрация атомов, контролировалось по характеру шумовой составляющей спектров.

По результатам методических исследований поверхности исследуемых объектов (токоотводов и активной массы) достаточно чистые по металлическим загрязняющим примесям, составляющим поверхностные концентрации не более 1012-1013 ат./см2; химически малоактивны к адсорбированным газам, которые легко удаляются в процессе получения сверхвысокого вакуума (соответствующие спектры СОРИНЭ, ЭОС и ВИМС приведены в [7]).

Исследования с высокой чувствительностью выполнялись на спектрометре, в котором ионная пушка встроена в цилиндрический энергоанализатор, что обеспечивает также минимальные значения тока и плотности первичного пучка (i ³ 10-9 А; j³10-7 А/см2). Предел обнаружения спектрометра по сурьме не хуже 0,01%. При этом минимальное количество анализируемого вещества (например, той же сурьмы) при этом составляет не более 10-9 г.

В ряде физико-химических процессов на поверхности большую роль играют микропримеси, являясь катализатором энерго- и электронных взаимодействий между основными компонентами состава поверхности. Несмотря на достаточную изученность вредного влияния микропримесей на процессы токообразования и саморазряда, необходимо для проверки положений, касающихся старения аккумулятора, прямыми методами изучить роль микропримесей в поверхностных физико-химических процессах на аккумуляторных электродах.

Единственным достаточно эффективным методом анализа микропримесей на поверхности является метод ВИМС [3, 7, 8], при применении которого пучками ионов бомбардируют поверхность исследуемого твердого тела. Распыленные в процессе бомбардировки частицы несут информацию составе материала, подвергшегося бомбардировке, а массы заряженных компонентов этих распыленных частиц определяются в методе ВИМС с помощью обычных масс-спектрометров (магнитных или квадрупольных). Метод ВИМС позволяет получить анализ состава твёрдых тел и провести изучение составов тонких плёнок путем послойного анализа. Распыленные частицы (ионные и нейтральные, совместно) отражают действительный химический состав массивного твердого тела даже тогда, когда происходит селективное распыление (кроме начального переходного периода). Пучки ионов (аналогично электронным пучкам в ЭОС) могут быть легко сфокусированы и отклонены, так что можно получить карту распределения элементов и примесей, характеризующую химический состав. Распыленные частицы поступают главным образом из верхних одно-двух атомных слоев поверхности, так что ВИМС является поверхностно-чувствительным методом и должен давать информацию с глубин, масштаб которых таков же, как у других методов спектроскопии. Ввиду регистрации распыленных ионов в режиме счета с помощью вторично-электронного умножителя и отсутствия в масс-спектре фонового сигнала метод ВИМС позволяет обеспечивать наибольшую чувствительность из всех известных методов анализа поверхности.

Краткие выводы

Для выяснения реального физико-химического механизма старения свинцового аккумулятора необходимы, прежде всего, сведения об атомарном (элементном) составе внешнего монослоя атомов, а также приповерхностного слоя в несколько атомных слоев. Из структуры поверхности активной массы аккумулятора вытекает необходимость исследования изменений элементного состава не только микро-, но также и макроповерхности. Данные об изменениях элементного состава позволят обоснованно судить о динамике физико-химических процессов на поверхности. Комплексное применение трех рассмотренных методов спектроскопии позволяет получить достоверные сведения об атомарном составе поверхностных и приповерхностных слоёв активной массы и токоотводов электродов свинцовых аккумуляторов.

Библиографический список:

1 Аристархова А.А. и др. Промышленная установка для исследования поверхности методами спектроскопии обратно рассеяных ионов низких энергий и оже-спектроскопии//Приборы и технический эксперимент.-1993.-№1.-С. 217-226.

2 Аристархова А.А. и др. Встраиваемый спектрометр обратно рассеяных ионов низких и гипертермальных энергий и ионно-нейтрализационной спектроскопии//Приборы и технический эксперимент -1994.-№2.-С. 91-98.

3 Волков С.С. и др. Сканирующий ионный микрозонд “Шиповник” для анализа материалов микроэлектроники//Электронная промышленность.-1990.-№10.-С. 13-16.

4 Волков С.С., Толстогузов А.Б. Спектроскопия обратно рассеяных ионов низких энергий//Обзоры по электронной технике. Сер.7, Технология и организация производства, оборудование/М.: ЦНИИ Электроника.-1981.-Вып.15(820).-27 с.

5 Задерна А. Методы анализа поверхности. -М.: Мир, 1979.-582 с.

6 Гумелёв В.Ю. Атомарный состав поверхности электродов свинцовых аккумуляторов. // Исследования в области естественных наук. – № 7 (19) Июль 2013 [Электронный ресурс]. URL: https://science.snauka.ru/2013/07/5207

7 Волков С.С., Толстогузов А.Б. Послойный анализ полупроводниковых материалов методом вторично-ионной масс-спектроскопии//Обзоры по электронной технике. Сер.7, Технология и организация производства, оборудование/М.: ЦНИИ Электроника.-1988.-Вып.4 (1338).-48 с.

8 Волков С.С. и др. Вторично-ионные масс-спектрометры//Обзоры по электронной технике. Сер.7, Технология и организация производства, оборудование/М.: ЦНИИ Электроника.-1987.-Вып.9(1283).-64 с.

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2013/10/1067/feed 0
Теоретические основы решения проблемы увеличения сроков службы аккумуляторных батарей https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8858 https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8858#comments Wed, 09 Oct 2013 09:09:53 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич КОЧУРОВ, ГУМЕЛЕВ МОНОГРАФИЯ (АКБ)

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8858/feed 0
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. КРАТКИЙ ИЛЛЮСТРИРОВАННЫЙ КУРС ДЛЯ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8859 https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8859#comments Fri, 11 Oct 2013 14:53:17 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич РОГАЧЕВ, ГУМЕЛЕВ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8859/feed 0
Нештатные способы пуска дизеля бронетранспортера БТР-80. Практические рекомендации https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8862 https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8862#comments Mon, 21 Oct 2013 18:00:58 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич Гумелев, Пархоменко Практические рекомендации по пуску дизеля БТР-80

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2013/10/8862/feed 0
ПАРК ВОИНСКОЙ ЧАСТИ. КРАТКАЯ ПАМЯТКА https://portalnp.snauka.ru/2013/11/8866 https://portalnp.snauka.ru/2013/11/8866#comments Fri, 15 Nov 2013 16:24:11 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич ПАРК ВОИНСКОЙ ЧАСТИ. КРАТКАЯ ПАМЯТКА

Учебное пособие не содержит секретных сведений или сведений для служебного пользования. В списке литературы указаны только источники, которые находятся в открытых изданиях.

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2013/11/8866/feed 0
РУССКИЙ ДЕСАНТ. РОЖДЕНИЕ ДЕРЖАВЫ https://portalnp.snauka.ru/2013/11/8867 https://portalnp.snauka.ru/2013/11/8867#comments Sat, 16 Nov 2013 06:46:12 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич ГУМЕЛЕВ Русский десант. Рождение державы

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2013/11/8867/feed 0
Русский десант. Русь между молотом и наковальней. Ушкуйничество https://portalnp.snauka.ru/2013/11/8868 https://portalnp.snauka.ru/2013/11/8868#comments Sat, 16 Nov 2013 06:54:03 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич ГУМЕЛЕВ Русский десант. Ушкуйничество

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2013/11/8868/feed 0
Способ определения оптимальных сроков замены трансмиссионного масла https://portalnp.snauka.ru/2014/01/8877 https://portalnp.snauka.ru/2014/01/8877#comments Sun, 19 Jan 2014 10:53:08 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич УДК 629.113

Гордивский Виктор Николаевич1, Гумелёв Василий Юрьевич2, Череватенко Владимир Васильевич3

Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова, канд. техн. наук, доцент1

Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова, канд. техн. наук2

Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова, курсант3

Gordivskiy Viktor Nikolaevich1, Gumelev Vasiliy Yuryevich2, Cherevatenko Vladimir Vasilievich3

Ryazan high airborne command school name of the General of the army V. Margelov, candidate of technical Sciences, associate professor1

Ryazan high airborne command school name of the General of the army V. Margelov, candidate of technical Sciences2

Ryazan high airborne command school name of the General of the army V. Margelov, cadet3

 

Аннотация

Проведенные исследования по определению сроков замены трансмиссионного масла показали, что при оценке качества трансмиссионного масла не учитываются наиболее важные показатели его работоспособности.

Предложенный способ позволит более полно реализовать функциональные свойства работавшего трансмиссионного  масла, тем самым  увеличить его срок службы и соответственно уменьшить экономические затраты на его закупку.

 

METHOD FOR DETERMINATION OF OPTIMAL TERMS OF REPLACEMENT TRANSMISSION OIL

Abstract

The conducted researches on determination of terms of replacement of transmission oil showed that at an assessment of quality of transmission oil the most important indicators of its working capacity aren’t considered.

The offered way will allow to realize more fully functional properties of working transmission oil, thereby to increase its service life and respectively to reduce economic expenses on its purchase.

 

В настоящее время известны способы определения срока замены трансмиссионного масла [1, 2] путем контроля в пробе масла содержания кремния и противоизносной присадки, определения скорости изнашивания и сравнения полученной скорости с предельной скоростью изнашивания шестерни, лимитирующей нормативный ресурс агрегата.

Недостатком рассматриваемых способов является то, что при оценке качества трансмиссионного масла не учитываются наиболее важные показатели работоспособности трансмиссионного масла: наличие противозадирной присадки, коррозионная агрессивность масла и наличие продуктов износа.

Авторами предложен способ [3], направленный на получения повышенной точности срока замены работавшего трансмиссионного масла. Технический результат достигается тем, что срок замены трансмиссионного масла определяется путем контроля в пробе масла содержания кремния и противозадирной присадки, а также определения скорости изнашивания. Затем необходимо сравнить полученную скорость с предельной скоростью изнашивания шестерни, лимитирующей нормативный ресурс агрегата. При этом дополнительно следует контролировать содержание противозадирной присадки по содержанию сульфатной золы в масле по ГОСТу 12417-94. Коррозионную агрессивность масла оценивают кислотным числом по количеству щелочи необходимой для нейтрализации образовавшихся в масле кислот, а наличие продуктов износа контролируют по содержанию железа в масле на фотоэлектрической установке для проведения спектрального анализа МФС-3.

Скорость изнашивания i, мм/ч, определяется по формуле:

i=3,328∙10-4 + 1,541∙10-3 ∙Х1 + 1,223 ∙ 10-3∙Х2 – 2,993∙10-3С1 - 2,863∙10-3∙С2+ +1,032∙10-3∙К                                                           (1)

где X1 – содержание кремния в масле, мас. %;

Х2 – содержание продуктов износа в масле, мас. %;

C1 – содержание противоизносной присадки, мас, %;

С2 – содержание противозадирной присадки, мас. %;

К – коррозионная агрессивность масла, масс. %.

В процессе эксплуатации автомобилей в трансмиссионном масле увели-чивается концентрация кремния X1 и продуктов износа Х2, а также коррозионная агрессивность масла К, уменьшается концентрация компонентов противоизносной С1 и противозадирной С2 присадок.

В каждом агрегате имеется шестерня, лимитирующая его нормативный ресурс, и если скорость изнашивания этой шестерни не будет превышать предельного значения, то агрегат не выйдет из строя раньше отведенного времени. Согласно уравнению (1) с увеличением X1, Х2, К и уменьшением С1, С2 скорость изнашивания возрастает, и наступает момент, когда скорость изнашивания шестерни лимитирующей нормативный ресурс агрегата достигает предельного значения. В этот момент масло необходимо заменить.

Рассмотрим примеры использования предлагаемого способа при использовании трансмиссионного масла в агрегатах автомобиля КамАЗ-5320.

П р и м е р 1. В редукторе заднего моста автомобиля КамАЗ-5320 предельная скорость изнашивания шестерни лимитирующей нормативный ресурс 90 тыс. км, составляет 2,845∙10-4  мм/ч.

Через 30 тыс. км пробега отбирали пробу масла и определяют в ней со-держание фосфора (С1), серы (С2), кремния (X1), железа (Х2), кислотное число (К). Согласно полученным измерениям: X1 = 0,037 %;  Х2=0,03 %; С1=0,056 %; С2=0,053 %; К=0,03.

По уравнению (1) определяли скорость изнашивания шестерен редуктора:

i = 3,328∙10-4+1,541∙10-3∙0,037+1,223∙10-3∙0,03 – 2,993∙10-3∙0,056 –

- 2,863∙10-3∙0,053+ 1,032∙10-3∙0,03 = 2,56∙10-4 мм/ч

Такая скорость изнашивания меньше предельного значения 2,845∙10-4 мм/ч, следовательно, масло заменять не нужно.

Через 50 тыс. км опять отобрали пробу масла и определили:

Х1=0,072 %;  Х2=0,056 %;  С1=0,047 %; С2=0,04 %;  К=0,06 %.

При таком состоянии масла скорость изнашивания по уравнению (1) будет равна:

i = 3,19 ∙ 10-4 мм/ч

Полученная скорость изнашивания превышает предельное значение 2,845∙10-4 мм/ч, следовательно, масло необходимо заменить.

П р и м е р 2. Предельная скорость изнашивания шестерни, лимитирующей нормативный ресурс коробки передач КамАЗ-5320, составляет 2,48∙10-4 мм/ч.

Если через 30 тыс. км пробега показатели масла будут такие же, как и у масла, работающего в редукторе заднего моста из примера 1 (X1 = 0,037 %;  Х2=0,03 %; С1=0,056 %; С2=0,053 %; К=0,03), то скорость изнашивания шестерен, согласно уравнению (1), будет равна 2,56∙10-4 мм/ч. Но масло в этом случае необходимо заменить, так как полученная скорость превышает предельное значение, равное 2,48 ∙ 10-4 мм/ч.

П р и м е р 3. Для оценки точности определения срока замены трансмиссионного масла, в сравнении с известным способом [2], через 30 тыс. км определена скорость изнашивания шестерен в зависимости от концентрации кремния и противоизносной присадки, которая составила 2,053∙10-4 мм/ч.

Полученная скорость изнашивания меньше значения предельной скорости изнашивания шестерни лимитирующей нормативный ресурс коробки передач (2,48∙10-4 мм/ч). Но скорость изнашивания шестерен, полученная согласно уравнению (1), составляет 2,56∙10-4 мм/ч, и если замену масла производить по известному способу, то агрегат выйдет из строя раньше нормативного времени.

Таким образом, применение разработанного авторами способа определения оптимальных сроков замены трансмиссионного масла, представленного в статье, позволит более полно реализовать функциональные свойства работавшего трансмиссионного масла. Это даст возможность увеличить срок службы масла и, соответственно, уменьшить затраты денежных средств на его закупку. Кроме того, увеличенные сроки службы трансмиссионного масла за счет более полной реализации его функциональных свойств, позволят сократить трудовые затраты смазчика на проведение смазочно-заправочных работ и уменьшить объем отработанного масла, требующего утилизации, что улучшит экологическую обстановку в местах сбора и переработки отработанных горюче-смазочных материалов.

 

Библиографический список

1. Гордивский В.Н., Заварзин А.Т. и др. Способ оценки стабильности защитных свойств трансмиссионных масел. Патент РФ на изобретение № 2102722 от 29.04.1996. -  8с.

2. Гордивский В.Н., Заварзин А.Т. и др. Способ определения защитной эффективности смазочных материалов. Патент РФ на изобретение № 2102723 от 29.04.1996. – 7с.

3. Гордивский В.Н., Гумелев В.Ю., Череватенко В.В. Способ определения срока замены трансмиссионного масла. Заявление на изобретение РФ.  ( № 1113 от 18.10.2013. – Рязань – РВВДКУ. – 10с.

 

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/01/8877/feed 0
Индивидуальный комплект запасных частей, инструмента и приспособлений (ЗИП) бронетранспортера БТР-80. Краткая памятка. https://portalnp.snauka.ru/2014/02/8878 https://portalnp.snauka.ru/2014/02/8878#comments Mon, 03 Feb 2014 16:34:50 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич ГУМЕЛЁВ ЗИП БТР-80

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/02/8878/feed 0
Контрольный осмотр боевой машины десантной БМД-2: краткая памятка https://portalnp.snauka.ru/2014/02/8888 https://portalnp.snauka.ru/2014/02/8888#comments Thu, 20 Feb 2014 12:58:30 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич КО БМД-2

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/02/8888/feed 0
Работа командира подразделения по организации технического обслуживания №2 бронетранспортера БТР-80. Краткая инструкция https://portalnp.snauka.ru/2014/03/1764 https://portalnp.snauka.ru/2014/03/1764#comments Wed, 12 Mar 2014 17:13:40 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич http://portalnp.snauka.ru/?p=1764 Работа командира по организации ТО-2 БТР-80

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/03/1764/feed 0
Ежедневное техническое обслуживание боевой машины десантной БМД-2: краткая памятка https://portalnp.snauka.ru/2014/03/8891 https://portalnp.snauka.ru/2014/03/8891#comments Sat, 15 Mar 2014 17:34:05 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич ЕТО БМД-2

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/03/8891/feed 0
Эксплуатационные материалы бронетранспортера БТР-80: краткая памятка https://portalnp.snauka.ru/2014/03/8893 https://portalnp.snauka.ru/2014/03/8893#comments Mon, 31 Mar 2014 13:23:55 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич Эксплуатационные материалы БТР-80

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/03/8893/feed 0
Индивидуальный комплект запасных частей, инструмента и принадлежностей боевой машины десантной БМД-2: краткая памятка https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8894 https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8894#comments Thu, 03 Apr 2014 12:25:28 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич Памятка ЗИП БМД-2

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8894/feed 0
Эксплуатационные материалы боевой машины десантной БМД-2: краткая памятка https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8895 https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8895#comments Thu, 03 Apr 2014 12:33:16 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич Памятка по эксплуатационным материалам БМД-2

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8895/feed 0
Электрооборудование боевых машин. Стабилизаторы вооружения 2Э36: устройство и обслуживание https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8896 https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8896#comments Fri, 04 Apr 2014 10:58:11 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич КУДРЯВЦЕВ, ГУМЕЛЕВ СВ 2Э36

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8896/feed 0
Энергоснабжение телекоммуникационных систем. Краткий иллюстрированный курс https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8897 https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8897#comments Mon, 21 Apr 2014 06:40:34 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич Энергоснабжение телекоммуникационных систем

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/04/8897/feed 0
Русский десант. Великое стояние на Угре https://portalnp.snauka.ru/2014/05/8899 https://portalnp.snauka.ru/2014/05/8899#comments Tue, 20 May 2014 07:29:55 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич ГУМЕЛЕВ Русский десант. Стояние на Угре

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/05/8899/feed 0
Боевые и специальные машины. Технические описания и инструкции по эксплуатации (с цветными иллюстрациями) // Электронная база данных / Часть 1.1. Бронетранспортер БТР-80 https://portalnp.snauka.ru/2014/06/1938 https://portalnp.snauka.ru/2014/06/1938#comments Tue, 03 Jun 2014 12:52:04 +0000 Гумелёв Василий Юрьевич http://portalnp.snauka.ru/?p=1938 ТО и ИЭ БТР-80. ч 1

]]>
https://portalnp.snauka.ru/2014/06/1938/feed 0