Експериментальні дослідження змащувальних властивостей моторної оливи Nissan Motor Oil 10W–30 за критерієм міцності адсорбованої плівки

Abstract

The article examines current issues related to assessing the lubricating properties of engine oil depending on operating temperature conditions and the degree of oil degradation caused by vehicle mileage. The paper presents the results of experimental research aimed at determining the rupture force of the oil film adsorbed on the friction surfaces of Nissan Motor Oil 10w–30. For this purpose, a specialized tribological testing machine was developed to simulate conditions that closely resemble the real operating environment of components such as the valve train, rocker arms, and camshaft. The experiments considered two varying factors: engine oil temperature and vehicle mileage. The obtained data were processed using mathematical statistics methods, resulting in regression equations in both coded and natural form, describing the dependence of oil film rupture force on the studied parameters. It was found that the rupture force of the engine oil film decreases with increasing temperature, while the highest values of this parameter are observed at approximately 2500 km of mileage. It was also revealed that slightly used oil may exhibit better lubricating properties than new oil due to the accumulation of combustion products with increased dipolarity, which enhances its adsorption ability on metallic surfaces. Based on the research carried out, practical recommendations have been proposed for optimizing engine oil replacement intervals. These include adhering to the manufacturer’s service schedule and mixing a small amount of used oil with new oil to improve lubricating performance. The results can be used to improve diagnostic methods for assessing the operational condition of internal combustion engines.

Розглянуто актуальні питання оцінки змащувальних властивостей моторної оливи залежно від температурних умов експлуатації та рівня її зношування, спричиненого пробігом автомобіля. Наведено результати експериментальних досліджень, метою яких є визначення зусилля розриву адсорбованої на поверхнях тертя масляної плівки моторної оливи Nissan Motor Oil 10W–30. Для цього розроблено спеціальну машину тертя, яка здатна створювати максимально близькі до реальних умови роботи такого вузла як вал та коромисла клапанів механізму газорозподілу. В експериментальних дослідженнях варіювались два фактори: температура моторної оливи та пробіг автомобіля. Результати експерименту оброблено методами математичної статистики, отримано рівняння регресії у кодовому та натуральному вигляді, що описує залежність зусилля розриву плівки від досліджуваних параметрів. Встановлено, що з підвищенням температури моторної оливи зусилля розриву зменшується, а найвищі значення цього показника фіксуються приблизно у разі пробігу в 2500 км. Виявлено також, що олива у разі невеликого пробігу автомобіля може демонструвати кращі змащувальні властивості, аніж нова, що пояснюється накопиченням у ній продуктів згоряння, які мають підвищену дипольність та певною мірою поліпшують її здатність до адсорбції на металевих поверхнях. На основі дослідження сформульовано практичні рекомендації щодо оптимізації періодичності заміни моторної оливи, зокрема важливість дотримання регламенту виробника та можливість часткового змішування нової оливи з невеликою кількістю старої для поліпшення змащувальних властивостей. Отримані результати можуть бути використані для удосконалення методів експлуатаційної діагностики технічного стану автомобільного двигуна.