Внедряемые в настоящее время моторные топлива с улучшенными экологическими свойствами следует рассматривать как промежуточный этап в решении проблем снижения экологического вреда от автотранспортных средств. Одновременно с мерами по дальнейшему улучшению процесса сгорания топлива за счет совершенствования конструкции двигателей продолжается работа над совершенствованием топлива [5].
Так, Комиссией Европейского союза предлагается в перспективе еще более ограничить пороговое содержание свинца (не более 0,005 г/дм3), в два с половиной раза снизить допустимое содержание серы (с 0,05 до 0,02%), до 2,0% снизить объемную долю бензола, ввести ограничения по общему содержанию ароматических соединений, внести уточнение по давлению насыщенных паров бензина и некоторые другие ограничения.
Что касается дизельных топлив, то предполагается ужесточение норм по цетановому числу, фракционному составу, содержанию серы, а также введение нормирования содержания полициклических ароматических углеводородов (табл. 2.2). При этом предложения Ассоциации европейских автомобильных компаний требуют более радикальных изменений, чем Комиссии ЕС; некоторые фирмы Германии и США предлагают дополнительно регламентировать и общее содержание ароматических углеводородов.
Конкретные цифры указанных изменений остаются предметом обсуждения различными организациями, в том числе административными и экологическими органами, нефтеперерабатывающими и автомобильными компаниями и др. Например, автомобильные компании заинтересованы в гораздо более глубокой очистке от серы и в дальнейшем снижении ароматических углеводородов.
Однако поиск оптимальных решений по перспективному составу моторных топлив представляет собой сложную комплексную проблему, включающую в себя оценку экологического ущерба в сопоставлении с техническими возможностями и финансовыми затратами на совершенствование конструкции двигателей, изменение технологии производства топлив, поиск и внедрение принципиально новых решений. Все эти вопросы требуют серьезных проработок.
Если в области экологических свойств моторных топлив в нашей стране достигнут определенный прогресс создана необходимая предпосылка для обеспечения работы автотранспорта в крупных городах на топливах, отвечающих современным экологическим требованиям, то в области экологических свойств отечественных моторных и трансмиссионных масел дело обстоит хуже. Работы в основном велись по снижению расхода топлив за счет улучшения вязкостно-температурных и антифрикционных свойств масел, что дает побочный эффект снижения экологического ущерба путем уменьшения расхода топлив и общего количества токсичных веществ, выделяющихся с отработавшими газами.
Однако значительных работ по изменению компонентного состава моторных масел с исключением веществ, дающих при сгорании в двигателе токсичные соединения, практически не проводилось. Отсутствуют пока и отечественные проработки применения растительных моторных масел, в то время как за рубежом они уже при меняются для двухтактных поршневых двигателей в технике, используемой в экологически чистых природных зонах.
Применительно к военной технике топлива и масла с улучшенными экологическими характеристиками в военное время вряд ли будут иметь существенное значение из-за ограниченности своих ресурсов. Однако для мирного времени необходимо учитывать, что значительная часть военной автомобильной техники работает в густонаселенных районах, где уже введены или в ближайшее время будут вводиться ограничения на экологические свойства ГСМ, и придется это учитывать в своей практической работе.
Кроме того, при разработке ТТЗ на новую военную технику необходимо закладывать требования обеспечения надежной ее работы как на традиционных, имеющих достаточно широкие сырьевые и производственные ресурсы марки ГСМ, так и на те марки, которые имеют улучшенные экологические свойства и могут значительно отличаться своими эксплуатационными показателями [7, 8, 9].
3.Оптимизация номенклатуры показателей для оценки сохраняемости качества масел при хранении в войсках и разработка критериев их работоспособности в агрегатах трансмиссии военной техники
3.1 Оптимизация номенклатуры показателей для оценки сохраняемости качества масел при хранении в войсках
Сохранение качества масел на требуемом уровне в период их длительного хранения в войсках является важной государственной задачей. Даже при правильно организованном хранении моторные масла постепенно теряют качество, подвергаясь при этом различным физическим и химическим воздействиям гравитации; нагреву и охлаждению; массообмену с внешней средой, ведущему к испарению; обводнению и насыщению кислородом.
Кроме того, масла могут взаимодействовать с материалами резервуаров. Скорости указанных процессов, как правило, малы, однако случаи выхода показателей качества масел за пределы, установленные нормативно-технической документацией, не редки. Так, если рассмотреть значения показателей качества моторных масел в период их длительного хранения в течение 21 года [1], то частоту случаев выхода показателей за пределы норм, рассчитанную как отношение их числа к общему количеству измерений, можно охарактеризовать данными, приведенными в табл. 3.1.
Как видно из табл. 3.1, частота таких случаев по сравнению с технической надежностью (Р = 0,95) велика, причем уже на момент закладки моторных масел на хранение.
Столь низкая надежность сохранения качества (в технических расчетах обычно принимают допустимой частоту случаев отказов на уровне 0,05-0,1) объясняется дилеммой: либо моторные масла невозможно хранить такое длительное время, либо некорректен традиционный подход к оценке сохраняемости качества масел.
Таблица 3.1 - Частота случаев достижения предельных значений показателей качества моторных масел
| Срок хранения, г. | Частота случаев,усл. ед. | Срок хранения, г. | Частота случаев,уел. ед. |
| 0 | 0,261 | 8 | 0,215 |
| 1 | 0,197 | 9 | 0,203 |
| 2 | 0,181 | 10 | 0,247 |
| 3 | 0,204 | 11 | 0,273 |
| 4 | 0,191 | 12 | 0,216 |
| 5 | 0,204 | 13 | 0,195 |
| 6 | 0,181 | 14 | 0,236 |
| 7 | 0,204 | 15 | 0,265 |
Актуальна оптимизация номенклатуры показателей для оценки сохраняемости моторных масел, с помощью которой можно прогнозировать сроки их хранения.
Следует заметить, что состав показателей, применяемых в настоящее время в практике физико-химического анализа, характеризует качество свежих товарных масел и, по-видимому, вполне соответствует своему назначению. Однако при переносе указанного состава показателей на оценку сохранения качества моторных масел необходимо провести критический анализ самих показателей с учетом особенностей исследований проблем хранения.Первый аспект - точность оценки показателей качества масел. Принципиально это требование должно одинаковым образом соблюдаться как при оценке качества масел при их производстве, так и при их хранении. Оценку качества масел при их производстве проводят, как правило, квалифицированные операторы. Ошибка в оценке качества в этом случае низка. На оценке качества масел на складах и базах сказываются различие в опыте и квалификации операторов (лаборантов), правила отбора проб масел, атмосферные условия отбора проб и т. п. Учитывая это, можно предполагать, что рассматриваемая точность оценки в данном случае ниже. Реальную точность можно определить по данным опытного хранения моторных масел.
Таблица 3.2 - Показатели качества моторных масел в условиях опытного длительногоного хранения
| Показатель качествамоторных масел | Относительнаяпогрешность | Коэффициентрегрессии | Характернормирования | Информативность, |
| Вязкость кинематическая при 1000 С, мм2/с | 0,02 | 0,00886мм2 /с в год | От - до | 10 |
| Зольность сульфатная, % | 0,09 | 0,00036% в год | Не более | 100 |
| Щелочное число, мг КОН/г | 0,08 | -0,01172 мгКОН/г в год | Не менее | 14 |
| Массовая ДОЛЯ механических примесей, % | 0,79 | -0,00013% в год | Не более | 14 |
| Температура вспышки в открытом тигле,0С | 0,03 | 0,047970С в год | Не ниже | 50 |
| Температура застывания, 0С | 0,11 | 0,160230С В год | Не выше | 5 |
| Степень чистоты (количество осадка), мг/100 г | 0,38 | 0,88905мг/100 г в год | Не более | 50 |
| Моющий потенциал, % | 0,30 | 0,25350% в год | Не менее | 50 |
| Величина отложенийпо методу ПЗВ, балл | 0,45 | 0,01189балла в год | Не более | 10 |
В табл.3.2 приведены значения относительных погрешностей в оценке, показателей качества моторных масел. Известно, что показатели с погрешностью определения выше 0,3 неприменимы для какой-либо оценки, так как низка их информативность. Поэтому включение в номенклатуру, характеризующую сохраняемости качества моторных масел, таких показателей, как массовая доля механических примесей, степень чистоты, количество осадка, моющий потенциал и величина отложений по методу ПЗВ неоправданно и при водит к повышению частоты случаев выхода показателей за пределы норм.
Второй аспект анализа - направленность изменения показателей качества масел в процессе хранения. Браковать масло можно лишь в случае, если характер нормирования качества совпадает с направленностью его изменения. В табл. 3.2 приведены значения скорости изменения показателей качества масел при хранении и характер их нормирования. Сопоставляя эти данные, можно видеть, что изменение массовой доли механических примесей (уменьшение) противоречит характеру нормирования (не более): доля примесей никогда не превысит норму. Однако случаи выхода показателей за пределы норм могут иметь место из-за случайных погрешностей оценки, что приведет к неоправданному бракованию масел.