Результаты оценки трибологических свойств авиационных масел для двигателей воздушных судов

Abstract

The development of modern heat-stressed aircraft engines is a complex process based on the advanced achievements of various branches of science and technology, including chemmotology. Each new generation of aircraft engines imposes stricter requirements on the quality of the aviation oils used to ensure the reliable operation, including engine oil systems, rotor bearings and other components. One of the important factors in reducing friction and wear-out of modern gas turbine engines is the use of high-quality oils with a high level of anti-wear and anti-friction properties which allow engines to operate under various relubrication intervals. In the domestic regulatory and technical documentation, the anti-wear properties of aviation oils are evaluated using a four-ball friction machine according to GOST 9490, and the anti-friction properties are not taken into account. The specified friction machine has a variety of disadvantages. In this regard, the authors evaluated the anti-wear and anti-friction properties of domestic aviation oils using a versatile vibro-tribometer which allows for the operational properties of oils to be researched under the modes that are the most characteristic for the actual operation of aircraft engines compared with parameters of oil tests by a four-ball friction machine. Unlike the four-ball friction machine, the vibro-tribometer design implements a contact - interaction scheme in a “ball-plate plane” friction pair. At the same time, a thermal chamber is installed on this application that provides constant heating of the friction pair and the tested lubricating oils to the required temperature (from 0 to 150 ℃). It has been found that IPM-10 aviation oil possesses the best anti-wear and anti-friction properties, and with an increase in the tested oil temperature, a proportional increase in wear-out in the “ball-plate plane” friction pair occurs.Разработка современных и теплонапряженных авиационных двигателей является комплексным процессом, который основывается на передовых достижениях различных отраслей науки и техники, включая химмотологию. Каждое новое поколение авиационных двигателей предъявляет более жесткие требования к качеству применяемых авиационных масел, требуемых для обеспечения надежной работы в том числе маслосистем двигателей, подшипников опор роторов и других узлов. Одним из важных факторов снижения трения и износа современных газотурбинных двигателей является использование высококачественных масел с высоким уровнем противоизносных и антифрикционных свойств, позволяющих обеспечить работу двигателей при различных режимах смазки. В отечественной нормативно-технической документации противоизносные свойства авиационных масел оцениваются с помощью четырехшариковой машины трения (ЧМТ) по ГОСТ 9490, а антифрикционные свойства не учтены. Указанная машина трения имеет ряд недостатков. В этой связи авторами проведена оценка противоизносных и антифрикционных свойств отечественных авиационных масел с помощью универсального вибротрибометра, позволяющего исследовать эксплуатационные свойства масел при режимах, наиболее характерных для реальной эксплуатации авиационных двигателей, по сравнению с параметрами испытаний масел на четырехшариковой машиной трения. В отличие от ЧМТ в конструкции вибротрибометра используется схема контакта в паре трения «шарик – плоскость пластины». При этом на указанном приборе установлена термокамера, которая обеспечивает постоянный нагрев пары трения и испытуемых смазочных масел до требуемой температуры (от 0 до 150 ºС). По результатам испытаний установлено, что наилучшими противоизносными и антифрикционными свойствами обладает масло авиационное ИПМ-10, а с увеличением температуры испытаний масел происходит пропорциональное увеличение износа в паре трения «шарик – плоскость пластины»