Системы автоматики насосных установок

Системы автоматики насосных установок

Основными задачами шкафа управления ОМЕГА для насосных станций АЛЬФА являются осуществления управления насосами для поддержания стабильного заданного давления в выходном коллекторе насосной станции, защита насосного оборудования от «сухого хода», защита от перегрузок и перегрева электродвигателей насосного агрегата и т.д. Самым оптимальным алгоритмом работы шкафа управления насосной станцией на данный момент является каскадное управления насосными агрегатами. Каскадное управление подразумевает под собой поочерёдное включение насосов в работу для обеспечения необходимого расхода воды с поддержанием стабильного заданного давления в системе. В станции водоснабжения стандартно применяются от 2 до 6 насосных агрегатов, что в свою очередь позволяет обеспечить необходимые параметры и оптимизировать работу таким образом, чтобы экономилась электроэнергия. Для обеспечения работы такого сложного алгоритма работы станции в шкафах управления применяются программируемые контроллеры МФМК. Что бы обеспечить визуализацию состояния систем станции и оперативный доступ к настройкам параметров системы вместе с контроллерами МФМК устанавливаются операторские панели – цветной сенсорный дисплей.

Применения только контроллеров не позволяет полностью решить задачи по поддержанию стабильного давления и экономии электроэнергии.
Для этого необходимо регулировать частоту вращения вала электродвигателя.
С решением данной задачи позволяют справиться преобразователи частоты ведущих производителей – ABB, Danfoss, Siemens, Schneider Electric. Преимуществом применения преобразователей частоты является не только возможность плавно регулировать частоты вращения вала электродвигателя насосного агрегата, но и обеспечение защиты электродвигателя от перегрузок и перегрева, обеспечить плавный запуск насосных агрегатов, что в свою очередь значительно уменьшает износ механических частей и позволяет продлить срок службы оборудования, и также за счёт применения современных алгоритмов управления электродвигателем понизить стоимость эксплуатации за счёт экономии электроэнергии.
Использование каскадного управления подразумевает под собой подключения дополнительных насосов, которые не работают под управлением преобразователя частоты. Существуют несколько способов построения системы управления насосной станцией для обеспечения работы алгоритма каскадного управления. Различие между ними в основном связаны со способом запуска дополнительных насосов. Применяются три способа запуска дополнительных насосов: прямой пуск от сети, пуск с помощью устройства плавного пуска и пуск с помощью преобразователя частоты.

Прямой пуск дополнительного насоса:

Пуск дополнительного насоса с помощью преобразователя частоты:

В данном решение на каждый насос устанавливается преобразователь частоты Такая компоновка системы позволяет сделать регулирование максимально плавным и избежать зон нечувствительности насосной установки. Применяя преобразователи частоты на каждом насосе позволяет исключить из схемы управления магнитные пускатели и автоматы защиты электродвигателя, так, как преобразователи обеспечивают весь спектр защит. Встроенный интерфейсы связи в преобразователях и контроллерах позволяет выводить на панель оператора полноценную информацию о состоянии системы и передавать всю актуальную информацию о состоянии системы в диспетчерскую. Применение интерфейсов связи уменьшает расход проводов при сборке шкафа управления и упрощает схему.
Несмотря на то что все вышеизложенные схемы распространены в системах водоснабжения, специалисты отдают предпочтению третьей схеме построения системы управления станцией. Это обуславливается тем, что, применяя преобразователь частоты на каждом насосе, достигается полный контроль над всеми основными узлами системами, избавляет от недостатков схем с запуском насосных агрегатов от сети напрямую, увеличивает регулирующую способность станции, уменьшает потребление электроэнергии. Так же можно отметить ещё одно важное преимущество, достигаемое при применении такой схемы построения системы управления, это высокая отказоустойчивость системы водоснабжения в целом без потери функциональности. Такая отказоустойчивость достигается за счёт того, что при наличии на каждом насосном агрегате преобразователя увеличивается срок службы насосов, при выходе из строя одной из ступеней каскада системы другие ступени могут взять регулирование на себя.
Применение любых типов управления насосными агрегатами в насосных установках, осуществлено в производственной линейке компании ООО «ГК МФМК», Вы можете оформить заявку на сайте и получить квалифицированный подбор сложного инженерного оборудования.

Grundfos Scala 2

Если в Вашем доме есть проблемы, связанные со слабым напором воды, перепадами давления, если насосная станция издает много шума, то мы можем предложить рассмотреть автоматическую установку повышения давления Grundfos Scala 2. Это новинка от крупнейшего в мире производителя насосного оборудования, вместившая в себя все новейшие разработки.

Ниже мы рассмотрим ее технические характеристики, устройство и принцип работы

Технические характеристики:

Scala 2 обладает характеристиками мощного насоса, при этом можно обратить внимание на низкое энергопотребление. Достигается оно за счет того, что электродвигатель оснащен магнитами постоянного тока. Аналогичные насосные станции потребляют порядка 0.8 кВ/час, что в 2 раза превышает это значение у Scala 2.

Использование этой насосной станции может быть в зданиях в 3 этажа. Количество одновременно работающих точек водоразбора может достигать восьми, при этом давление в каждой из них будет одинаковым.

В источниках поступления воды система Scala 2 не имеет особых ограничений- ими могут быть как центральный водопровод, скважина или накопительная емкость.

Устройство

Автоматическая установка Scala 2 состоит из самовсасывающего насоса, гидроаккумулятора, объемом 0.65 литра, электродвигателя, датчика давления, двух обратный клапанов, расположенных во входном и заливном отверстиях.

Управляет всем интеллектуальный блок управления, который позволяет отрегулировать работу, мгновенно реагирует на изменения давления в системе. За счет этого Вы не заметите, что кто-то еще пользуется в доме водой, кроме Вас.

Интересной особенностью является то, что входной патрубок имеет угловой ход, который позволяет подключить трубопровод без переделок. При монтаже Вы или установщик непременно оцените это решение от Grundfos.

Высокое качество компонентов, даже кабеля питания выгодно отличает Scala 2 от ее аналогов.

Принцип работы

Автоматическая установка Grundfos Scala 2 обладает низким уровнем шума (48−56 Дб). Если перевести это значение в более привычный нам показатель, то его можно сравнить с шумом листвы (45 Дб) или с работой посудомоечной машины (50 Дб). Она идеально подойдет для установки в доме, даже если кто-нибудь из членов семьи решит ночью принять душ, всех остальных не потревожит шум работы насосной станции.

Тишина в работе обусловлена тем, что двигатель охлаждается водой, проходящей через автоматическую установку. В обычных насосных станциях двигатель охлаждается воздухом, что приводит к довольно шумной работе.

Гидроаккумулятор сравнительно небольшого объема (650 мл против 20−24 литров у насосных станций) защищает систему от гидроударов. Небольшой объем позволяет пользоваться водой без перепадов давления, то есть насос запускается сразу. Для любителей контрастного душа лучше будет использовать обыкновенную насосную станцию с объемом бака от 20 литров. Но если Вы предпочитаете комфорт, то однозначно Scala 2 Ваш выбор.

Установка и эксплуатация

Автоматическая станция Grundfos Scala 2 очень проста в установке. Первое, на что стоит обратить внимание- все соединения закручиваются от руки, не требуется применение любых инструментов.

При первом подключении не забудьте наполнить рабочую часть насоса водой (входит порядка 1.5−1.7 литров) через заливное отверстие.

Благодаря небольшому весу и размерам автоматическую станцию можно установить в любом месте, а доставить ее к месту установки сможет даже хрупкая девушка.

После того как Scala 2 будет подключена к трубопроводу, а вода будет залита в рабочую часть, насос можно запускать. Опять же, инженеры Grundfos максимально облегчили этот процесс. Требуется только нажать на кнопку включения.

Чтобы установить требуемое давление не придется разбираться с реле давления, как на большинстве насосных станций, нажмите кнопку увеличения или уменьшения давления, а блок управления настроит работу насоса.

В Scala 2 установлена защита от сухого хода- она остановит насос, если в системе нет воды, сама периодически запускается для проверки.

Особенности:

Расположение сливной заглушки гарантированно обеспечит отсутствие воды в рабочей части про опорожнении станции.

Входной патрубок имеет угловой ход, что позволяет не переделывать подводящий трубопровод, если он расположен под небольшим углом.

Установка без использования инструментов, все закручивается от руки.

Небольшой гидроаккумулятор не только предотвращает гидроудары, он позволяет использовать воду без перемены давления.

В насосе Вы можете обнаружить небольшое кол-во воды, так как все продукты Grundfos проходят тестирование на заводе.

Электричество (либо скачки напряжения, высокой/низкое). Станция на сгорит, а покажет ошибку и прекратит работу
Заклинивание вала
Протечка (либо заклинивание обратного клапана)
Сухой ход (либо при старте не налили вод в заливное отверстие)
Избыточное давление на входе
Незакрытый кран (если кран открыт продолжительное время, то станция выключится автоматически)
Несоответствие температуры (минусовая температура, горячая вода, перегрев системы)

Нажатие одновременно двух кнопок (вверх и вниз) — блокировка пульта управления

Безупречный напор, низкий уровень шума, надежность, простой монтаж, легкая настройка, низкое потребление электроэнергии (в 3 раза меньше обычных станций). Все эти качества представлены в одной небольшой автоматической установке повышения давления Grundfos Scala 2.

John Deere

• Описание
• Характеристики
• Преимущества
• Фото
• Консультация

Компания ООО «Спецтехника» представляет полную линейку двигателей John Deere, которую можно использовать с насосными станциями Cadman для решения поставленных задач.

John Deere – это ведущий бренд спецтехники, сельскохозяйственного и лесозаготовительного оборудования, а также дизельных двигателей. Внедрение инновационных разработок и многолетний опыт проектировки позволили этой компании создать популярную серию мощных двигателей. Они не требовательны в уходе, выносливы, безопасны и обеспечивают бесперебойное функционирование даже на бюджетном дизельном топливе. Двигатели John Deere способны работать в суровых климатических условиях и являются идеальным вариантом для нашей страны. Простое, удобное и компактное устройство, без электронной системы управления, обеспечивает успешное выполнение широкого спектра сложных задач. Двигатели John Deere пользуются широким спросом благодаря длительному сроку эксплуатации, который может достигать до 20 лет.

Все насосные установки на сайте ООО «Спецтехника» доступны с прицепами, насосами и топливными баками, конструируемыми под требования клиента. Они разработаны для достижения максимальной эффективности в полевых условиях.

• Боковые панели (для полной защиты 4-х цилиндровых двигателей)
• Боковые панели (для полной защиты 6-ти цилиндровых двигателей)
• Сница и оси в сборе
• Сница и оси в сборе с топливным баком на 380 литров
• Сница и оси в сборе с топливным баком на 570 литров
• Дополнительная опора стабилизатора (доступная только с набором осей)
• Топливные баки на 380 литров без сницы и осей
• Топливные баки на 570 литров без сницы и осей
• Тандемные (сдвоенные) оси
• Двенадцатичасовой (12) таймер отключения
• Двадцатичетырехчасовой (24) таймер отключения
• Крепления генератора (с роликовыми блоками и ремнями)
• Манометр высокого/низкого давления с диапазоном показаний 0-13.7 Бар (0-200 PSI)
• Масляный манометр L-129 (4045)
• Масляный манометр L-129 (6068)
• Датчик уровня охлаждающей жидкости (EL150K1)
• Глушитель выхлопных газов (80-200)
• Глушитель выхлопных газов (225-275)
• Глушитель выхлопа ДВС
• Аккумулятор (для моделей 4045, предназначен для нормальных условий работы)
• Аккумулятор (для моделей 6068, предназначен для тяжелых условий работы)

• Закрытая на 3/4 насосная станция
• Глушитель
• Аккумулятор
• Датчик уровня масла
• Датчик уровня охлаждающей жидкости
• Сница и оси с соответствующим по размеру топливным баком
• 12-ти вольтный ручной насос подкачки

Насосные станции «Каскад»

• Опросный лист для заказа (xls)
• Статья в журнале «Насосы&Оборудование» (pdf)
• Каталог. Насосные станции «Каскад» (pdf)

Описание

Станция насосная «Каскад» с автоматизированной системой управления на базе агрегатов электронасосных типа К, электронасосов КМ, КМС собственного производства, предназначена для перекачивания нефтепродуктов, температурой от -40 до +50 оС, вязкостью до 10-4м2/с (100сСт) с содержанием твердых взвешенных частиц в количестве не более 0,2% и размером не более 0,2 мм.

Станция насосная «Каскад» соответствует требованиям безопасности ГОСТ12.2.003-83, ГОСТ 12.1.019-79, ГОСТ Р 52743-2007, «Правилам промышленной безопасности нефтебаз и складов нефтепродуктов ПБ 09-560-03», «Общим правилам взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», «Правилам устройства электроустановок ПУЭ гл. 7.3».

Станция насосная «Каскад» обеспечивает:

• максимально безопасную перекачку нефтепродуктов;
• диагностику работы насосного агрегата и установленных датчиков;
• полную защиту электродвигателя насосного агрегата;
• управление и диагностику с компьютера на расстоянии по связи RS485 (протокол Modbus RTU);
• интуитивно понятное многоуровневое меню на русском языке (программируются все параметры кнопками на контроллере шкафа) или с компьютера по связи RS485;
• текстовую информация на ЖКИ-индикаторе контроллера шкафа управления о состоянии станции, возможных неисправностях;
• ручной режим работы — кнопками «Пуск», «Стоп» со шкафа управления или с насосного агрегата;
• дистанционный режим работы — по внешнему сигналу (сухой контакт) или по связи RS485;
• работу по внешним датчикам (сухой контакт) — датчик «сухого хода», датчик нижнего уровня, датчик верхнего уровня, датчик предельного уровня, вход «Авария»;
• минимальное количество кабелей (кабель питания электродвигателя 4 жилы, кабель питания контроллера 5 жил, кабель связи RS485 3 жилы, кабель питания шкафа управления 5 жил);
• работу насосного агрегата с любыми комплексами АСН, УНМ, КУП по связи RS485, посредством программы АРМ оператора (протокол MODBUS RTU со скорость передачи 9600 — 57600).

Насосная станция изготавливается в климатическом исполнении У, категории размещения 2 ГОСТ 15150-69 и предназначена для эксплуатации во взрывопожароопасных зонах помещений и наружных установках классов 1 или 2 по ГОСТ Р 51330.9-99, в которых могут образовываться взрывоопасные смеси горючих газов или паров с воздухом, относящихся к категориям IIA и IIB и группам взрывоопасности Т1, Т2, Т3 и Т4 по ГОСТ Р 51330.5-99.

По отдельному заказу станция насосная «Каскад» изготавливаются на любом типе насосов К, КМ, КМС, Д, ЦГ и т.д. с соответствующими разрешительными документами, а также исполнении ХЛ в отапливаемом блок-боксе.

Насосная станция «Каскад» состоит: из насосного агрегата, полевого контроллера сбора информации «КСИ», шкафа управления станцией «Каскад» с контроллером управлениям и защиты насосного агрегата «КУНА».

Насосный агрегат оснащен:

• двойным торцовым уплотнением и расширительным бачком с охлаждающей жидкостью «Тосол 60»;
• экологическим поддоном для исключения пролива продукта в случае ремонта или технического обслуживания;
• постом управления с кнопками «ПУСК», «СТОП», «Аварийный СТОП»;
• компенсаторами на входе и выходе насоса для исключения монтажных и температурных напряжений от присоединенного трубопровода;
• обратным клапаном для исключения обратного потока продукта (опция);
• задвижками на входе и выходе с ручным или электрическим приводом;
• мановакууметром, манометром;
• ответными фланцами;
• контроллером «КСИ»;
• распределительной коробкой КП 48.

Контроллер «КСИ» собирает информацию с датчиков:

• минимального и максимального уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке;
• давления-разряжения на входе и давление на выходе насоса;
• температуры подшипников насоса и электродвигателя (при наличии) — опция;
• температуры обмотки электродвигателя (при наличии);
• вибрации насоса и электродвигателя;
• «сухого хода» (наличия продукта в трубопроводе);
• температуры перекачиваемой жидкости (опция);
• контроллер оснащен светодиодной индикацией о состоянии станции.

Контроллер «КСИ» передает информацию на контроллер «КУНА» по связи RS-485 протокол MODBUS RTU.

Шкаф управления состоит из контроллера управления и защиты электродвигателя насосного агрегата «КУНА» и пускозащитной аппаратуры. Стандартное исполнение шкафа на один насосный агрегат — IP20, по отдельному заказу — IP54. Также возможно изготовление шкафа управления на два, три, четыре насосных агрегата, а также с устройством плавного пуска или частотным приводом. Температурный диапазон работы шкафа -10…+40 оС без образования конденсата. Шкаф управления имеет реле «Работа», «Авария», дополнительное программируемое реле на нужное событие; входы под датчик «Предельного уровня», «Верхнего уровня», «Нижнего уровня», «Внешний датчик сухого-хода» для налива/слива/перекачки нефтепродуктов из резервуаров, а также входы «Дистанционный ПУСК», «Авария» («Загазованность», «Пожар»).

Контроллер «КУНА»:

• обрабатывает сигналы с контроллера «КСИ»;
• контролирует заданные параметры и выключает электродвигатель при выходе за установленные значения;
• управляет пускорегулирующей аппаратурой (пускатель, устройство плавного пуска);
• защищает электродвигатель при (обрыве фазе, повышении понижении напряжения, неправильное последовательность подключения фаз, повышение понижение тока, контроль сопротивления изоляции при включении);
• отображает на ЖКИ индикаторе (режимы работы «Ручной» «Дистанционный», состояние станции «Работа» «Авария», напряжение по каждой фазе, ток по каждой фазе, потребляемая мощность, COS-FI, моточасы, сопротивление утечки на корпус, рабочие и критические параметры с датчиков) всего около сотни контролируемых параметров;
• обеспечивает диагностику подключенных датчиков и кнопок на предмет замыкания обрыва или выход за параметры;
• управляет насосным агрегатом по внешнему сигналу (сухой контакт) или по связи RS-485 протокол MODBUS RTU по командам АРМ оператора насосной станции.

Насосные станции «Каскад» производства ООО «Электромаш» на сегодня остаются единственным в России комплексным насосным оборудованием, обеспечивающим соответствие требований всей нормативной документации, предъявляемой к оборудованию данного типа.

Насосная станция «Каскад» в кожухе с обогревом

Блок закрытый (БЗ) — блок с утеплителем, выполненным в виде кожуха внутри которого создается микроклимат, обеспечивающий необходимые условия для работы насосной станции “Каскад”; доступ к обслуживаемым и ремонтируемым частям насосной станции осуществляется через откидные крышки. Температурный диапазон работы станции от -60 до +40°С.

Блочно-модульная насосная станция (БМНС)

Блочно-модульная насосная станция (БМНС) — блок с индивидуальным укрытием (контейнером) внутри которого создается микроклимат, обеспечивающий необходимые условия работы насосных станций “Каскад” и аппаратуры, предназначенный для кратковременного пребывания человека внутри укрытия во время обслуживания и проведения ремонтных работ.

БМНС представляет собой полностью смонтированный, готовый к эксплуатации и испытанный в условиях предприятия-изготовителя контейнер с насосным и электрооборудованием.

Указанные цены носят информативный характер и не являются основанием для проведения расчетов.

Экспертиза присадок к маслам: теория чудес

Ехидная усмешка рекламы любит прятаться за обилием обещаний и заумностью формулировок. Типичный пример — автохимия: напустить тумана здесь проще простого. Развеять его помогает классическая теория двигателей внутреннего сгорания (ДВС), которая прекрасно знает, на какие реальные эффекты можно надеяться.

На что обычно хочется повлиять среднему потребителю, изучающему витрину с препаратами? Пожалуй, на мощность и динамику автомобиля. Да еще на расход топлива. А возможно ли такое теоретически? И если да, то как этот эффект получить? И неплохо бы знать, насколько существенным он может быть, чтобы заранее не готовиться к чудесам.

ИНФОРМАЦИЯ К РАЗМЫШЛЕНИЮ

Берем литр топлива и сжигаем его в двигателе. Какая часть этого литра принесет нам пользу, а какая пропадет зря? Иными словами, чему равен коэффициент полезного действия?

Самыми совершенными и эффективными являются тяжелые малооборотные судовые дизели с цилиндрами больших диаметров. Там из каждого литра топлива на пользу идет до 520–540 миллилитров. Остальное греет воздух (вместе с отработавшими газами и охлаждающей жидкостью), а также крутит насосы и агрегаты. Совсем небольшая часть (не больше 10–20 мл) не сгорает, а потому портит атмосферу. Чем миниатюрнее двигатель и чем выше обороты, тем меньше топлива идет в толк. В одноцилиндровом бензиновом движке бензопилы или газонокосилки из литра бензина толково используется всего 150–200 мл. Автомобильные двигатели — где-то посередине.

В реальности всё гораздо хуже, чем на стенде. К примеру, едем мы в пятницу из города (читай: стоим в пробке). Мотор крутится на холостых, качество сгорания никудышное. Из того же литра бензина не сгорит 80–100 мл: сказывается плохое качество газообмена, а вместе с ним и сгорания — из-за сильно прикрытой дроссельной заслонки. А все остальное топливо идет на обеспечение жизни мотора, нам от него не достается ничего — разве что в виде холодного потока от кондиционера. Иными словами, эффективная мощность, а также эффективный и механический КПД вообще равны нулю, поскольку машина не движется. При увеличении подачи топлива мощность растет, а с ней и оба этих КПД. Но в любом случае механический КПД при номинальной частоте вращения коленчатого вала и полной нагрузке не поднимается выше 0,75 для высокооборотного двигателя и 0,90–0,92 для малооборотного. А в среднем для автомобильного мотора в режимах городского цикла он составит 0,35–0,50.

Итак, мы, во‑первых, сжигаем не всё, что льем в цилиндры. Во‑вторых, слишком много расходуем на обеспечение функционирования мотора, то есть на механические потери.

Пути повышения эффективности ДВС очевидны: нужно повысить полноту сгорания и снизить непроизводительные потери. На качество сгорания присадки точно не влияют. А на потери?

Степень совершенства двигателя и процессов, происходящих в нем, наиболее полно характеризует так называемый эффективный КПД. Это произведение двух других коэффициентов полезного действия: индикаторного, который, условно говоря, отвечает за качество того, чтó и как горит, — и механического, который поясняет, сколько топлива сжигается только для обеспечения жизни самого двигателя. Ведь необходимо компенсировать то трение, которое обязательно присутствует в узлах, обеспечить работу механизма газораспределения, насосов, генератора, без которых двигатель не может функционировать.

КРИЗИСНЫЙ МЕНЕДЖЕР

Механические потери, съедающие львиную долю топлива, состоят из нескольких слагаемых. Потери на привод механизма газораспределения плюс расходы на масляный и топливный насосы, помпу системы охлаждения, генератор и привод крыльчатки вентилятора, а также на мощность, необходимую для осуществления процесса газообмена, —это так называемые насосные потери. Всё остальное (от 50 до 80%) — потери на преодоление сил трения в двигателе. Вот с трением как раз и борются триботехнические составы.

table-01

В двигателе трение может быть трех видов.

При сухом трении две шероховатые поверхности скребутся друг о друга без всякой смазки. Такое случается только тогда, когда смазочная система еще не работает, то есть в пусковых режимах после длинного простоя.

В случае граничного трения между поверхностями есть следы масла, но толщина разделяющего слоя недостаточна для формирования устойчивой пленки. Это возможно в некоторых рабочих режимах — например, при низкой частоте вращения коленчатого вала и высокой нагрузке. Такое может случиться и если нагрузки на узлы трения велики, а масло слишком горячее.

Третий вид, основной, — гидродинамическое трение: поверхности деталей, образующих пару трения, разделены устойчивой масляной пленкой, толщина которой превышает некоторую критическую величину, условно принимаемую за утроенную суммарную высоту шероховатостей поверхностей.

table_04_1

Особо продвинутые могут возразить: но ведь на абсолютно гладких поверхностях и масло держаться не будет, вспомните, дескать, про хонингование. И будут правы! Однако тут начинают работать новые свойства поверхностей, обусловленные применением трибосоставов. Но об этом — чуть ниже.

Итак, как работают трибосоставы? Вариантов может быть несколько, и они зависят от того, на базе какого активного компонента эти составы построены. Основные механизмы следующие.

Микрошлифовка. Наиболее эффективный по воздействию на поверхности трения трибосостав построен на базе геомодификаторов трения — минеральных порошков особого состава, которые при формировании защитного слоя шлифуют рабочие поверхности узлов трения, уменьшая высоту микронеровностей в два-три раза. При этом на 15–20% увеличивается твердость поверхностных слоев пар трения. А это означает рост износостойкости поверхностей — твердость с ней коррелирует очень четко.

Металлоплакирующие составы укрывают шероховатую поверхность новым микрослоем, состоящим из мягких металлов (чаще всего из меди), при этом шероховатость тоже резко падает. Уменьшается и коэффициент трения. Но при этом снижается твердость! Очевидно, что компенсация износа мягкого защитного слоя будет происходить, только когда в масле достаточно «строительного материала» — той же меди, а потому использование таких составов требует регулярного ввода их в масло, как минимум при каждой его смене.

Плакирование слоистыми модификаторами или полимерами. Это отдельная группа составов, которые содержат вещества (например, графит, дисульфид молибдена, тефлон), чье внедрение в поверхностные слои узлов двигателя резко снижает коэффициент трения. Удаление отложений. Большинство трибосоставов при вводе в двигатель начинают его активно мыть, удалять отложения в зонах трения. В частности, это улучшает подвижность поршневых колец, их прилегаемость к зеркалу цилиндра.

И ЧТО?

Что это дает двигателю? Эффектов несколько, и в сумме они дают рост мощности и снижение расхода топлива.

Удаление царапин. Это один из важных аспектов воздействия трибологических составов на процессы трения. Они умеют «залечивать» рабочие поверхности.

В процессе жизненного цикла на поверхностях вкладышей подшипников, шеек коленчатого вала, цилиндров и поршневых колец образуются продольные царапины, сколы антифрикционного слоя, раковины и прочие «украшения». Глубина этих дефектов обычно существенно превышает рабочую толщину масляной пленки. Но в результате обработки двигателя трибосоставом дефекты зашлифовываются или плакируются. При этом восстанавливается несущая способность подшипников, что также снижает механические потери, особенно у «пожилого» мотора.

table_02_1

Снижение трения. Трибосоставы снижают коэффициенты трения! Есть целый спектр режимов работы двигателя, в которых либо масляная пленка слаба (при малых оборотах), либо нагрузки слишком велики (номинальные режимы), либо масло слишком горячее (они же плюс малые обороты с высокой нагрузкой). В этих зонах велика доля граничного трения, которое может на порядок превышать гидродинамическое. Именно поэтому максимальный эффект обработки двигателя трибосоставами проявляется на холостом ходу, когда вся вырабатываемая при сгорании энергия идет на механические потери, а также на малых оборотах и при номинальных нагрузках на двигатель.

А вот при средних нагрузках, обычно характерных для шоссейного цикла езды, эффект менее заметен. Но там мотору и так неплохо живется — давление масла высокое, обдув хороший, режим работы относительно стабильный.

Рост и выравнивание компрессии. Удаление отложений, а также залечивание дефектов трения на рабочих поверхностях цилиндров и колец на практике проявляется заметным ростом компрессии и ее выравниванием между отдельными цилиндрами. Тут тоже получается процент-другой экономии, но главное — улучшение пусковых показателей двигателя.

Ошибка в терминологии

Присадки в масло как таковые — неотъемлемая часть обычного товарного масла, формирующая его свойства. Мы заливаем присадки всякий раз при смене моторного масла, причем их количество составляет 20–30% общего объема масла. А описываемые препараты не формируют его свойств — они влияют на свойства поверхностей трения. Это совсем другая область. Потому правильнее называть группу препаратов триботехническими составами.

Геомодификаторы трения (ГМТ) — группа трибосоставов, имеющая в качестве активного элемента мелкодисперсные минеральные порошки на базе серпентинита (змеевик), обеспечивающего мягкую микрошлифовку поверхностей трения и формирование на нем защитных слоев.

Металлоплакирующие составы — группа трибосоставов, активным компонентом которых являются мелкодисперсные частицы мягких металлов, чаще всего меди. Формируют в узлах двигателя стойкую пленку, укрывающую шероховатую рабочую поверхность зоны трения.

Слоистые модификаторы — группа трибосоставов, в которых работают вещества (графит, дисульфид молибдена и аналогичные), обеспечивающие благодаря слоистой структуре аномально низкий коэффициент трения в поверхностных слоях рабочих поверхностей трения.

«Кондиционеры металлов» — маркетинговый термин, введенный производителем состава. Формируют защитную «сервовитную» пленку (тоже маркетинговый термин), по всем признакам обладающую свойствами составов вышеописанных групп.

И СКОЛЬКО?

С теорией ясно: трибосоставы способны приносить пользу. А на практике? Наибольший эффект следует искать там, где доля механических потерь сильнее всего влияет на КПД. А это, конечно же, холостой ход. Обороты минимальны, двигатель работает в режиме преимущественно граничного трения. Допустим, что обработка трибосоставом снизила коэффициенты трения в полтора раза. Теперь примем, что доля потерь на трение в общем балансе механических потерь составляет 60%. Это означает, что суммарный ожидаемый эффект снижения расхода топлива в режиме холостого хода может составить до 20%!

Зона малых частот вращения, до 1500–2000 об/мин, характеризуется примерно равным соотношением зон гидродинамического трения и граничного. Эффект снижения гидродинамического трения зависит от исходного состояния двигателя. У нового, правильно обкатанного, он практически незаметен. Если же двигатель был побит жизнью и неласковым владельцем, а вкладыши и цилиндры поцарапаны, то тут за счет восстановления поверхностей можно ждать около 5–7% снижения потерь на трение. Суммарный же эффект может составить 10–12%, что в пересчете на экономию топлива даст 3–6%, в зависимости от нагрузки на двигатель.

В основной зоне работы двигателя, когда работает гидродинамика, видимый эффект снижения потерь на трение будет минимальным — те же 5–7%, причем зависящие от исходного состояния двигателя. А это сулит снижение расхода топлива всего на 1,5–2,0%.

table_03_1

Если в пробках стоять больше, а на трассу вообще не выезжать, экономия будет заметнее, поскольку в этих режимах более значима мощность потерь на трение. Если использовать машину в режиме деда-дачника, то видимый эффект будет меньше: в этих режимах механический КПД и так неплохой, небольшое его увеличение даст лишь несколько процентов снижения расхода топлива. В среднем не больше 5–10%. Много это или мало? Решайте сами!

А что ждать от мощности и динамики?

Рост мощности должен быть прямо пропорционален снижению мощности потерь на трение. Сколько это в «лошадях»? Допустим, тот же самый мотор имеет номинальную мощность 105 л.с. При механическом КПД, равном в номинальном режиме 0,73 (для атмосферника это где-то так), на механические потери приходится 39 л.с.

На номинале, где в основном работает гидродинамика и лишь малая часть времени приходится на граничное трение, снижение мощности механических потерь составит 5–8%. Это две-три «лошадки». Много? Не очень — но соизмеримо с результатом простейшего тюнинга мотора, без его вскрытия. Важно другое: наибольший эффект по динамике, как показывает практика испытаний, идет от изменения моментной кривой двигателя. Несмотря на сравнительно небольшой рост максимального крутящего момента, его максимум сдвигается ближе к зоне малых оборотов и сама кривая получает полку. А это то самое, что в большей степени ощущается при нажатии педали акселератора.

Итак, даже с точки зрения теории толк от трибосоставов вполне объясним. Но это только начало разговора о присадках в масло. Остается еще много вопросов — например, что еще они могут, какие лучше и как их применять. Но об этом — в следующий раз.