Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка концепции и базовой энергосберегающей технологии в силовых и трансмиссионных узлах транспортных средств способами трибохимической обработки

Номер контракта: 14.575.21.0095

Руководитель: Пономаренко Анатолий Григорьевич

Должность: Заместитель директора НИИ ФОХ ЮФУ по инновационной деятельности и прикладным исследованиям

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
трение, износ,смазочные композиции, трибохимия,трибополимеры, нанокомпозиты, координационные соединения, переходные металлы, моторные масла, трансмиссионные масла, двигатели внутреннего сгорания, трансмиссии

Цель проекта:
Реализация проекта направлена на решение проблемы повышения энергоэффективности и экономичности силовых и трансмиссионных узлов транспортных средств путем существенного снижения потерь на трение. Целью реализуемого проекта является создание базовых технологий получения смазочных материалов с улучшенными триботехническими характеристиками, реализующих низкие потери на трение и обеспечивающих повышение энергоэффективности и экономичности силовых и трансмиссионных узлов транспортных средств.

Основные планируемые результаты проекта:
Реализация проекта обеспечит:
снижение расхода топлива в двигателях внутреннего сгорания на 7-10%;
повышение их реальной мощности на 4-7%;
снижение потерь на трение в узлах трансмиссии на 50-70%.
Применение энергоэффективных смазочных материалов обеспечивает улучшение экологических характеристик двигателей внутреннего сгорания за счет снижения уровня СО и СН в выхлопных газах автотранспорта.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В результате выполнения проекта разработаны варианты концентратов присадок для энергосберегающих моторных и трансмиссионных масел. Применение данной концепции позволит существенно снизить потери на трение в двигателях внутреннего сгорания и трансмиссиях автомобильного, авиационного и железнодорожного транспорта и других областях техники. Кроме того, применение разрабатываемых материалов позволит существенно повысить технические характеристики перспективных транспортных средств и промышленного оборудования.
По полученным результатам подается заявка на патент РФ на изобретение и планируется подача еще 2 заявок. Результаты исследований в рамках проекта были доложены и обсуждены на 4 международных конференциях и опубликованы в высокорейтинговых журналах.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Коммерциализация полученных результатов планируется в виде организации опытного производства концентратов присадок совместно с индустриальным партнером – ООО «Вертекс». На базе индустриального партнера планируется наладить серийный выпуск концентратов присадок (с 2017- 2018 г.).
Основные потенциальные заказчики – предприятия автомобильной и авиационной отраслей, автопредприятия, железнодорожный транспорт, морские и речные суда, промышленные предприятия общего назначения и т.д.
Ориентировочная цена концентратов присадок на этапе экспериментальных партий будет сопоставима с ценой моторного или трансмиссионного масел – от 50 до 100-150 рублей на 1 литр масла. После организации опытного производства цена должна снизиться в 2-4 раза.

Текущие результаты проекта:
Проведены исследования антифрикционных пленок, образующихся в результате трибохимических процессов на поверхностях трения. Методом рентгенофлюоресцентного анализа доказано наличие переходных металлов мели и молибдена в составе пленок. Установлено влияние химического состава лигандов и сложных эфиров на смазочные характеристики модифицированных моторных и трансмиссионного масел.
Разработаны концентраты присадок КП-6 и КП-7 на основе координационных соединений молибдена и меди, содержащие лиганды измененного химического состава, которые снижают антифрикционные свойства масел в 7,5-12 раз и повышают нагрузочные характеристики в 2,1-2,5 раз. Разработаны концентраты присадок КПн-8 и КПн-9 с нанопорошками молибдена и меди и новыми лигандами, участвующими в процессах формирования антифрикционных пленок на поверхностях трения.
По результатам трибометрических испытаний моторные и трансмиссионное масле, модифицированные концентратами присадок КПн-8 и КПн-9 снижают коэффициент трения в 8-11 раз и повышают нагрузочные свойства в 2,1-2,8 раза.
Проведены стендовые испытания экспериментальных образцов моторных масел, модифицированных концентратами присадок КП-6 и КП-7 на стенде с одноцилиндровым двигателем внутреннего сгорания. По результатам испытаний расход топлива для модифицированного масла с концентратом присадок КП-6 SAE10W40 снизился на 7,45-8,14%, а для масла М10Г2ЦС – на 7,50-9,83% в зависимости от условий испытаний.
Для масла SAE10W40, модифицированного концентратом присадок КП-7 расход топлива снизился на 6,38-7,28 %, а для масла М10Г2ЦС на 6,93-8,22 % в зависимости от условий испытаний.
Мощность двигателя для масла SAE10W40 с концентратом присадок КП-6 возросла на 4,44-10,83%, а для масла М10Г2ЦС – на 3,98-9,51%.
Мощность двигателя для масла SAE10W40 c концентратом присадок КП-7 возросла на 2,96-4,69%, а для масла М10Г2ЦС – на 0,88-5,91%.
Натурные испытания были проведены на легковых автомобилях марок ВАЗ-21101, ВАЗ-21102, ВАЗ-21154, ГАЗ-3110, ГАЗ-31105, ГАЗ-2217 и Hyundai Accent II. По результатам натурных испытаний при использовании масла, модифицированного концентратом КП-6, установлено улучшение показателей работы двигателей внутреннего сгорания по следующим показателям:
- расход топлива уменьшился на 7,25-10,7%;
- уровень акустической эмиссии снизился на 2-10%;
- объемная доля СО в выхлопных газах уменьшилась на 29-96%;
- объемная доля СН в выхлопных газах уменьшилась на 45-92%;
- уменьшение рабочей температуры двигателя на 6-29%;
- увеличение компрессии в цилиндрах до 10%, кроме того, наблюдалось выравнивание компрессии по всем цилиндрам двигателя до одного уровня.