Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia nano TiN trong dầu bôi trơn đến khả năng hồi phục bề mặt chi tiết bị mòn

Với sự phát triển của công nghệ nano, vật liệu nano đã được sử dụng rộng rãi trong dầu bôi trơn. Bổ sung hàm lượng 0,5% phụ gia nano TiN trong dầu bôi trơn, sử dụng thiết bị bốn bi MRS-10A, thí nghiệm với điều kiện vận tốc khác nhau. Thông qua máy đo đường kính vết mòn, kính hiển vi đồng tiêu (LCSM) và máy phổ tán sắc năng lượng (EDX) phân tích khả năng giảm ma sát mài mòn và tự hồi phục bề mặt chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia nano TiN trong dầu bôi trơn đến khả năng hồi phục bề mặt chi tiết bị mòn NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG PHỤ GIA NANO TiN TRONG DẦU BÔI TRƠN ĐẾN KHẢ NĂNG HỒI PHỤC BỀ MẶT CHI TIẾT BỊ MÒN EXPERIMENTAL RESEARCH ON EFFECT OF NANO‐TiN ADDITIVES CONTENT IN LUBRICATION OIL TO THE SELF-REPAIRING OF SURFACE ELEMENTS Nguyễn Đình Cương, Đỗ Công Đạt Email: nguyencuong1111980@gmail.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 8/6/2018 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 23/9/2018 Ngày chấp nhận đăng: 28/9/2018 Tóm tắt Với sự phát triển của công nghệ nano, vật liệu nano đã được sử dụng rộng rãi trong dầu bôi trơn. Bổ sung hàm lượng 0,5% phụ gia nano TiN trong dầu bôi trơn, sử dụng thiết bị bốn bi MRS-10A, thí nghiệm với điều kiện vận tốc khác nhau. Thông qua máy đo đường kính vết mòn, kính hiển vi đồng tiêu (LCSM) và máy phổ tán sắc năng lượng (EDX) phân tích khả năng giảm ma sát mài mòn và tự hồi phục bề mặt chi tiết. Dựa trên cơ sở kết quả thí nghiệm, tiếp tục khảo sát hàm lượng chất phụ gia nano TiN trên động cơ diesel trong thời gian 30 phút với các tốc độ khác nhau để đánh giá mức độ giảm công ma sát dẫn đến giảm nhiệt độ dầu bôi trơn động cơ, công suất động cơ tăng, chi phí nhiên liệu giảm, tiết kiệm tài nguyên và kéo dài tuổi thọ của động cơ. Từ khóa: Vật liệu nano; tự hồi phục; chất phụ gia nano TiN; động cơ diesel. Abstract With the development of nanotechnology, nano lubricating materials have been widely used as lubricating additive in lubricant. Experimental results indicate that the amount of 0.5% TiN in lubricants. The tribological behavior of TiN nanoparticle as lubricating additives was studied in MRS-10A four- ball frictional apparatus. Experiments were established with different velocity conditions. The frictional wear behavior and self-repair characteristic was analyzed by using Grinding Spot measurement system, Laser Scanning Confocal Microscope (LCSM) and EDX measurement instruments. The derived results are used to survey the content of TiN nano additives in diesel engine for 30 minutes with different speeds to evaluate the frictional reduction lower lubricant temperature, incrising power of the engine, reducing specific fuel costs thereby able to enhance life cycle of engine and more energy-saving compared to normal lubricants. Keywords: Nano materials; self-repairing; TiN nano additive; diesel engine. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Phân bố công suất trong ô tô Trong quá trình chuyển động, ma sát mài mòn là Theo Priest M [3], phân bố công suất cho các hệ một hiện tượng luôn tồn tại trong các thiết bị máy thống, các cặp ma sát của xe ô tô hạng trung: móc. Ở các quốc gia như Mỹ, Anh, Đức và các nước phát triển khác, hằng năm ma sát hao mòn Tổng năng lượng sản sinh là 32 kW sẽ chi phí cho gây thiệt hại cho tổng sản phẩm quốc dân (GNP) bánh xe là 3,8 kW; ma sát do hệ thống cơ khí 4,9 chiếm 2÷7% [1]. Các điều tra đã phân tích và kết kW, còn lại là chủ yếu do thất thoát nhiệt. Taylor C luận, khi ứng dụng những nghiên cứu chống ma M [4] đã nghiên cứu và chứng minh ma sát trong sát mài mòn sẽ làm giảm thiệt hại GNP từ 1,0% động cơ được phân bố như sau: ma sát hao mòn đến 5,6% [2]. của các van cơ khí chiếm 12%; các ổ trục và ổ Người phản biện: 1. PGS.TS. Nguyễn Doãn Ý lăn chiếm 32%; đặc biệt cụm piston-xecmăng và 2. TS. Vũ Hoa Kỳ xilanh hao mòn chiếm 56%. Học giả người Anh 56 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 3(62).2018  LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Andersson BS [5] nghiên cứu xe khách loại nhỏ và ứng dụng chất phụ gia nano đá kim cương trên trung bình về phân bổ năng lượng sản sinh ra từ động cơ ô tô. Kết quả nghiên cứu là hệ số ma sát khi đốt cháy nhiên liệu: 12% chi phí để xe chuyển giảm 20%, chất phụ gia nano làm cải thiện tính động; 15% hao tổn để khắc phục ma sát. Dựa chất dầu bôi trơn, đồng thời làm giảm tiếng ồn, vào số liệu của học giả Anh phân tích, nếu giảm giảm chất phát thải. Nhóm tác giả G.V. Vinogradov ma sát 20% thì sẽ tiết kiệm lượng tiêu hao nhiên [12] nghiên cứu chất phụ gia nano lưu huỳnh trong liệu là 3%. dầu bôi trơn, thí nghiệm trên máy bốn bi. Kết quả Học giả Nhật Bản Nakasa [6] nghiên cứu về phân thí nghiệm thấy rõ, dầu bôi trơn có phụ gia nano, bố tổn thất ma sát các cặp ma sát trong động cơ vết mòn trên bề mặt của bi nhỏ, độ nhám trên bề hạng trung (dưới 1200cc). Tỷ lệ được phân như mặt giảm đáng kể. A.Neville [13] nghiên cứu cho sau: cơ cấu truyền động là 11,5%; ổ lăn: 5,0%; rằng bề mặt ma sát và chất phụ gia tương thích các loại van 6,0%; ổ trục: 11,5%; xecmăng 19,0%; trong dầu bôi trơn làm giảm ma sát mài mòn. phần váy piston: 47,0%. Hernández Battez [14] nghiên cứu ba chất phụ gia na ...