ОТЧЁТ
о стендовых испытаниях 
трибологичеекого состава "НИОД-5" 
на двигателе 4NVD24

         
      
 1. Введение:

    
       Испытания трибологического состава (ТС) "НИОД-5" проводились в дизельной лаборатории кафедры "Судовые двигатели внутреннего сгорания" ДВГМА им. адм. Г.И. Невельского на двигателе 4NVD24.

    
Цель испытаний:
        Определить эффективность ТС "НИОД-5" для пар трения в условиях стендовых испытаний на среднеоборотном двигателе 4NVD24.
     В испытаниях участвовали сотрудники кафедры СДВС, фирмы «Российские технологии» и представитель инспекции Российского Морского Регистра Судоходства.

         2.Программа испытаний двигателя 4NVD24, обработанного трибологическим составом "НИОД-5":                           

    
Программа испытаний двигателя 4NVD24 базируется на основных положениях РД 31,20.50-87 «Комплексная система технического обслуживания и ремонта судов».
         2.1. Определить плотность камеры сгорания всех цилиндров двигателя с помощью прибора ПИ-Д.
         2.2. С помощью прибора СЕКОМ промерить зазоры в рамовых и мотылёвых подшипниках.
    2.3. Провести индицирование всех цилиндров прибором NK-5 фирмы «Аутроника» для определения параметров рабочего процесса (Рс, Р?, Р„ Тухг.) на установившемся режиме при нагрузке 70% от Nc.
         2.4. Произвести отбор пробы масла и его физико-химический и спектральный (на содержание продуктов износа) анализ.
         2.5. По результатам измерений п.п. 2.1-2.3 определить цилиндр, техническое состояние которого наихудшее.
         2.6. Провести разборку и дефектацию выбранного (контрольного) цилиндра. Результаты обмеров заносятся в журнал испытаний.
         2.7. Двигатель собрать и обработать его ТС "НИОД-5". Технология обработки двигателя предусматривает два этапа:
                 - обработка цилиндро-поршневой группы (ЦПГ),
                 - обработка картера.
    
Примечание: Если на двигателе установлен магнитоуловитель, он демонтируется на период обработки (данное условие определено технологией обработки двигателя ТС "НИОД-5"). 2.7.1.Для обработки ЦПГ в каждый цилиндр через индикаторный кран ввести смесь масла с ТС "НИОД-5". При введении смеси в очередной цилиндр индикаторный кран на нем закрывается и двигатель проворачивается ВПУ на несколько оборотов, затем индикаторный кран открывается. Данную операцию провести на всех цилиндрах.
      2.7.2. Перекрыть доступ воздуха в воздушный коллектор, отключить подачу топлива и проворачивать двигатель на воздухе короткими пусками в течение 1,5-2 минут.
         2.7.3. Запустить двигатель на топливе и плавно довести частоту вращения до 750 мин."1.
         2.7.4. Вводить в течение 15 минут ТС "НИОД -5" в картер.
         2.7.5. Обеспечить работу двигателя при п=750 мин."1 в течение I часа 45 минут.
    
Примечание: В период работы двигателя с ТС "НИОД-5" возможен рост температуры масла и воды. В случае превышения нормы этих параметров, обороты следует снизить до минимально-устойчивых пока температура не снизится до нормы. Затем снова установить п=750 мин."1.
         2.7.6. Остановить двигатель. Сменить масло и ФТО (как можно быстрее). Установить магнитоуловитель, если он демонтировался.
      2.8. 3апустить двигатель и ввести его под нагрузку 20% от номинальной на время не менее чем на один час. Если параметры соответствуют норме, добавить нагрузку до 50% от Ne и на этой нагрузке проработать 1,5 часа.
       2.9. Довести нагрузку до номинальной (или работать на любых других требуемых режимах) и эксплуатировать двигатель в течение 100 часов. В наработке часов допускаются перерывы.
         2.10. По завершению обработки осуществить процедуры, описанные в пунктах 2.1-2.4. Результаты измерений занести в журнал испытаний.
         2.11. Провести разборку и дефектацию контрольного цилиндра. Результаты обмеров занести в журнал испытаний.
         2.12. Результаты испытаний оформить в виде отчёта и представить в инспекцию РМРС.

     По всем пунктам испытаний кроме 2.4, 2.8, 2.9, 2.10 и 2.12 предусматривается присутствие представителя инспекции Российского Морского Регистра Судоходства.

                 2.Результаты испытаний:                                              

        
         3.1 В соответствии с пунктами 2.1-2.3 программы испытаний до введения РВС "НИОД-5" в двигатель были проведены следующие измерения: - замеры плотности камеры сгорания прибором ПИ-Д, согласно требований РД 31.20.50 - 87;
            - замеры зазоров в мотылевых и рамовых подшипниках безразборным способом с помощью прибора "СЕКОМ", в рамовых подшипниках -свинцовыми выжимками;
            - индицирование двигателя с помощью пиметра и механического индикатора типа «Майгак»;
            - удельный расход топлива - g« = 7,36 кг/час;
            - давление масла до фильтра - 3 кг/см2;
            - давление масла после фильтра - 2.3 кг/см2;
            - температура охлаждающей воды - 47 °С.
     Количество ТС "НИОД-5" и время обработки расчитано представителями фирмы "Российские технологии" для конкретного двигателя 4NVD24.

     Результаты замеров приведены ниже в табличной форме.

    
Таблица 3.1:    Замеры плотности камеры сгорания двигателя 4NVD24 прибором Пи-Ддо обработки ТС "НИОД-5".

   Дата: 19.01.01

Дизельная лаборатория ДВГМА .

Двигатель 4NVD24.

Диаметр цилиндра -0, 1.          75 м Диаметр дросселя - 1 ,5 мм.

№ цилиндра.

Р1бар

Р2,бар

Рз.бар

Рср. бар

1

4,75

4,75

4,75

4,75

2

4,75

4,75

4,75

4,75

3

4,8

4,75

4,75

4,76

4

4,85

4,85

4,75

4,8

     Таблица 3.2:    Замеры  зазоров в головных и мотылевых подшипниках безразборным способом прибором СЕКОМ до обработки двигателя 4NVD24 ТС "НИОД-5".

  Дата: 19.01.01

Дизельная лаборатория ДВГМА .

Двигатель 4NVD24.

Параметр замера.

№ цилиндра.

1

2

3

4

Зазор   в   головном подшипнике бГ, мм.

0,07

0,07

0,07

0,07

Суммарный зазор 6s , мм.

0,18

0,15

0,18

0,14

Зазор в мотылевом подшипнике бм, мм.

0,11

0,08

0,11

0,07


     
Таблица 3.3:    Замеры  параметров рабочего процесса двигателя 4NVD24 до обработки ТС "НИОД-5".

Дата: 19.01.01

Дизельная лаборатория ДВГМА .

Двигатель 4NVD24.

Показания: амперметра I25A,      вольтметра 160V

Наименование параметра.

Обозначение, размерность.

№ цилиндра.

1

2

3

4

Давление сжатия.

Рс, бар.

42,2

46,6

40,0

42,2

Максимальное давление сгорания.

Pz, бар.

44,4

57,8

65,5

58,9

Среднее давление за цикл.  Рt  бар.

Рt  бар.

2,6

3,4

3,4

3,7



           3.2 По результатам измерений признано, что в худшем техническом состоянии находится цилиндр № 3. Была произведена его разборка и дефектация.
     Визуальный осмотр цилиндра № 3 показал, что состояние зеркала цилиндра удовлетворительное, имеются коррозионные каверны.
Состояние поршня хорошее, нагара и лаковых отложений на боковой поверхности нет. На донышке имеются незначительные лаковые отложения. Кольца блестящие, без нагара, подвижные и упругие.
     Визуальный осмотр подшипников выявил наличие рисок и натиров примерно на 60 % рабочей поверхности. Рамовые шейки имеют существенные задиры и риски глубиной до 10 мкм. На мотылёвых шейках имеются незначительные риски.
После разборки были также замерены:
            - зазор в головном подшипнике 5Г = 0,05 мм;
            - зазор в рамовом подшипнике № 3 8Р = 0,18 мм;
            - зазор в рамовом подшипнике № 4 бр = 0,16 мм.
     Результаты измерений приведены ниже в табличной форме.
Схемы замеров поршня и втулки приведены в соответствии с инструкцией по эксплуатации двигателя NVD24.

    
Таблица 3.4:    Результаты замеров поршня и втулки цилиндра Кэ 3 двигателя NVD24 до обработки ТС "НИОД-5".

Диаметр поршня,  мм.

Диаметр втулки цилиндра. мм.

Зазор "Поршень-Втулка" мм.

D1

D2

D3

a = D3-Dl

По ходу

По оси

По ходу

По оси

Овальн.

По ходу

По оси

Овальн

По ходу

По оси

174,70

174,73

174,03

175,00

0,03

175,03

175,00

0,03

0,33

0,27

     Таблица 3.5:    Замеры зазоров в замках колец и канавках поршня цилиндра № 3 до обработки двигателя ТС "НИОД-5".

№ кольца

Зазор в канавке  t, мм.

Зазор в замке  S, мм.

1

0,09

2,1

2

0,08

1,9

3

0,07

1,6

4

0,06

1,9

5

0,05

2,0

6

0,06

1,8



        3.3 Обработка цилиндров двигателя проводилась 26,01.01 в соответствии с требованиями пунктов 2,7.1 - 2.7.3 программы испытаний.
      3.4 Обработка картера двигателя производилась 26.01.01 по следующей схеме (количество ТС "НИОД-5" и время обработки рассчитано представителями фирмы «Российские технологии» для конкретного двигателя 4NVD24);

    
11.25 ~ Начало введения ТС "НИОД-5" в цилиндры. Обработка ЦПГ согласно пп. 2.7.1 - 2.7.3 программы испытаний. 11.40 ~ Окончание введения ТС "НИОД-5" в цилиндры. Двигатель запущен и работает на режиме:
-n- 610 об/мин,
               - температура охлаждающей воды t, = 22 °С,
               - давление масла до фильтра Рщ = 2,8 кг/ см2,
               - давление масла после фильтра Рн2 = 2,1 кг/ см2. 
    
11.40 - Введение ТС "НИОД-5" в картер. Начало обработки картера.
    
12.05 — Двигатель работает на режиме:
               - п = ббОмин,
               - температура охлаждающей воды te = 30 °С,
               - давление масла до фильтра Рм1 * 3,0 кг/ см2,
               - давление масла после фильтра РМ2 = 2,2 кг/ см2. 
    
12.35 - - Двигатель работает на режиме:
               - п = 730-750 об/мин,
               - температура охлаждающей воды t, = 35 °С,
               - давление масла до фильтра Рм, = 2,8 кг/ см2,
               - давление масла после фильтра Рм2 - 1,9 кг/ см2. 
    
13.00 - - Двигатель работает на режиме:
               - п = 730-750 об/мин,
               - температура охлаждающей воды tB * 36 "С,
               - давление масла до фильтра Рм} = 2,7 кг/ см2,
               - давление масла после фильтра Р^ = 1,8 кг/ см2. 
    
13.25 -—Двигатель работает на режиме:
               - п = 730-750 об/мин,
               - температура охлаждающей воды tg = 37 °С,
               - давление масла до фильтра PMi = 2,6 кг/ см2,
               - давление масла после фильтра Рм2^ 1,7 кг/ см2. 
    
1325 - Остановка двигателя, смена масла на промывочное. 
    
13.43 - Пуск двигателя и вывод его на режим :
               - п * 750 об/мин,
               - давление масла до фильтра Рм1 = 3,8 кг/ см2,
               - давление масла после фильтра Р«2=2,5 кг/ см2.
    
13.48 - Остановка двигателя, смена масла на основное, очистка масляного фильтра.
    
14.30 - Пуск двигателя и вывод его на режим п — 750 об/мин. 16.40 - Остановка двигателя. Окончание обработки картера.

     3.5 Дальнейшие испытания двигателя 4NVD24, обработанного ТС "НИОД-5", проводились на переменных режимах по следующему графику (см. табл. 3,6). Из-за нарушений в системе охлаждения гидротормоза двигатель эксплуатировался не на номинальном режиме а с недогрузом и не более 8 часов в день.

    
Таблица 3.6:    График испытаний двигателя 4NVD24.

Дата

Время пуска

Время остановки

Время работы, час.

Текущая наработка, час.

Режим работы %Ne

26.01.01

14-20

16-40

2-20

2-20

30

29.01.01

9-00

14-58

6-00

8-20

25

30.01.01

9-00

14-00

5-00

13-20

30

01.02.01

17-00

18-00

1-00

14-20

30

03.02.01

8-45

15-15

6-30

20-50

25

05.02.01

8-45

15-00

6-15

27-05

25

08.02.01

8-45

13-00

4-15

31-20

30

10.02.01

8-45

13-45

5-00

36-20

25

11.02.01

10-00

14-15

4-15

40-35

30

17.02.01

8-00

14-00

6-00

46-35

25

24.02.01

8-30

16-00

7-30

54-05

30

25.02.01

8-30

15-30

7-00

61-05

25

03.03.01

8-30

15-30

7-00

68-05

30

17.03.01

9-00

17-00

8-00

76-05

30

18.02.01

9-00

14-00

5-00

81-05

30

24.03.01

9-00

12-00

3-00

84-05

30

31.03.01

8-30

16-30

8-00

92-05

25

01.04.01

8-30

16-00

8-00

100-05

25




     
3.6 После окончания обработки опять проведены измерения в соответствии с пунктами 2.1-2.3 программы испытаний :
            - замеры плотности камеры сгорания прибором ГТИ-Д, согласно требований РД 31.20.50 - 87;
            - замеры зазоров в мотылевых и рамовых подшипниках безразборным способом с помощью прибора "СЕКОМ", в рамовых подшипниках - свинцовыми выжимками;
            - индицирование двигателя с помощью пиметра и механического индикатора типа «Майгак».
     Удельный расход топлива - & = 6,75 кг/час.
     Результаты измерений приведены ниже в табличной форме (см. табл.3.7-3.11).

    
Таблица 3.7:    Замеры плотности камеры сгорания двигателя 4NVD24 прибором Пи-Д после обработки ТС "НИОД-5"

Дата: 19.01.01

Дизельная лаборатория ДВГМА .

Двигатель 4NVD24.

Диаметр цилиндра -0, 1 75 м

Диаметр дросселя - 1 ,5 мм

№ цилиндра.

Номер замера

Средн. значен.

PI, бар

Р2,бар

Рз,бар

Рср,бар

1

5,0

5,0

5,0

5,0

2

4,9

4,9

4,9

4,9

3

4,9

4,9

4,9

4,9

4

4,9

4,9

4,9

4,9




     
Таблица 3.8:    Замер зазоров в головных и мотылевых подшипниках безразборным способом прибором "СЕКОМ" после обработки ТС "НИОД-5".

Дата: 19.01.01

Дизельная лаборатория ДВГМА .

Двигатель 4NVD24.

Параметр замера.

№ цилиндра.

1

2

3

4

Зазор в головном подшипнике бг, мм

0,05

0,05

0,05

0,05

Суммарный зазор бj, мм

0,15

0,12

0,12

0,12

Зазор в мотылевом подшипнике бм, мм

0,1

0,07

0,07

0,07




     
    
Зазоры в головном и рамовых подшипниках цилиндра №3:
            - зазор в головном подшипнике ог = 0,05 мм;
            - зазор в рамовом подшипнике № 3 бР - 0,18 мм;
            - зазор в рамовом подшипнике № 4 бР - 0,16 мм.


    
Таблица 3.9:    Результаты замеров параметров рабочего процесса двигателя 4NVD24 после обработки ТС "НИОД-5".

Дата: 19.01.01

Дизельная лаборатория ДВГМА .

Двигатель 4NVD24.

 Показания:  амперметра 125 А,   вольтметра 160 V.

 Наименование параметра.

 Обозначение, размерность.

№ цилиндра.

1

2

3

4

Давление сжатия.

Рс , бар

44,4

48,9

42,2

42,2

Макс. давление сгорания.

Pz, 6ap

48,9

60,0

55,5

60,0

Среднее давление зацикл.

НР, бар

3,3

3,4

3,4

3,7


 

 

 

     Таблица 3.10:    Результаты замеров поршня и втулки цилиндра № 3 после обработки двигателя 4NVD24 ТС "НИОД-5".

 

Диаметр поршня.  мм.

Диаметр втулки цилиндра. мм.

Зазор Поршень-Втулка. мм.

D1

D2

D3

a = D3-Dl

По ходу

По оси

По ходу

По оси

Овальн.

По ходу

По оси

Овальн.

По ходу

По оси

174,70

174,72

175,03

175,00

0,03

175,03

175,00

0,03

0,03

0,27




     Таблица 3.11:    Замеры зазоров в замках колец и канавках поршня цилиндра № 3 после обработки двигателя ТС "НИОД-5".

Схема замера.

№ кольца.

Зазор в канавке: T мм.

Зазор в замке: S мм

1

0,09

21

2

0,07

18

3

0,07

16

4

0,06

19

5

0,05

20

6

0,06

18



     3.7 Визуальный осмотр показал :
            - улучшение качества поверхностей трения особенно на рамовых шейках вала;
            - уменьшение площади каверн на зеркале втулки;
            - состояние колец хорошее, без нагара, цвет колец - серый;
            - наличие рыхлого нагара на донышке поршня, возникшего скорее всего из-за работы двигателя на частичных режимах;
            - изменение цвета баббита на рамовых подшипниках в виде значительных пятен серого цвета;
            - увеличение общей площади пятна контакта в паре трения подшипник -шейка вала в среднем до 75%.

    
4. Выводы:
По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:
    
4.1   Применение ТС "НИОД -5" позволило повысить плотность камеры сгорания и увеличить давление сжатия Рс.
    
4.2   Увеличение пятен контакта в парах трения в среднем на 15-20% и улучшение качества поверхностей трения.
    
4.3   Из-за улучшения рабочих параметров наблюдается уменьшение на 8% расхода топлива.
    
4.4   В парах трения лучший эффект наблюдается для шеек вала, а для вкладышей из баббита (или других мягких металлов) эффект выражен значительно слабее.
    
4.5  Наличие нагара на донышке поршня вызвано скорее всего длительной работой двигателя на частичных режимах. Целесообразно для выполнения более чистого эксперимента провести испытания на судовом двигателе (желательно /Ц"), работающем на номинальной нагрузке,
    
4.6   Уменьшение на 0,02 мм зазоров в головных подшипниках, замеренном безразборным способом прибором "СЕКОМ".
    
4.7   Визуальный осмотр показал улучшение общего состояния зеркала втулки.
   
4.8  Резюмируя вышеперечисленное, можно отметить общее улучшение состояния двигателя. Но для более глубокого исследования эффекта от применения ТС "НИОД-5" в судовых двигателях и обеспечения чистоты эксперимента рекомендуется продолжить исследования на натурном объекте при непрерывной наработке ресурса.


Представители фирмы "Российские технологии":

Представители кафедры
Судовые ДВС ДВГМА:

Представитель Тихоокеанской
Инспекции РМРС:

(Аксёнов Е.Г.) 
(Радченко А.Б)

доцент, к.т.н. (Надёжкин А.В.)
доцент, к.т.н. (Флорианская М.В)

(Ерохин О.Н.)