Оптимізація підбору моторних олив до ДВЗ із застосуванням критерійного аналізу

Abstract

UA: У статті розглянуто актуальну науково-практичну проблему – підбір моторних олив для двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) в умовах насиченого та неоднорідного споживчого ринку України. Показано, що традиційні підходи щодо підбору моторної оливи, базовані виключно на класифікаціях і рекламних характеристиках, не дають змогу забезпечити оптимальні умови роботи ДВЗ відносно зносу та надійності. Зазначено, що навіть оливи, які формально належать до однієї експлуатаційної групи, можуть демонструвати кардинально різні результати залежно від конструктивних особливостей і ступеня форсування конкретного двигуна. Запропоновано використовувати критеріальний підхід для підбору моторної оливи, що враховує фізичні параметри трибосистеми ДВЗ і складність умов експлуатації моторної оливи. Методологічною основою дослідження є π-теорема теорії подібності та моделювання, що дає змогу сформувати безрозмірний критерій подібності, який адекватно відображує взаємозв’язки між основними впливаючими параметрами. Запропонований критерій формують на таких величинах, як літрова потужність двигуна (Nл), питомі витрати палива (ge), сумарна площа циліндрів (Fц) і параметр «жорсткості» режиму експлуатації моторної оливи (n/Gм), який характеризує інтенсивність забруднення моторної оливи та її деградацію в процесі роботи. У результаті аналізу розмірностей із застосуванням базисних змінних системи СІ (метр, кілограм, секунда) було теоретично обґрунтовано безрозмірність критерію подібності ДВЗ, що підтверджено відповідними математичними розрахунками. Проведено експертне опитування фахівців у галузі двигунобудування, хімотології та експлуатації машин, на основі якого верифіковано вибрані параметри. На основі аналізу понад 180 моделей двигунів внутрішнього згоряння вітчизняного та зарубіжного виробництва здійснено практичну апробацію критерію ДВЗ, що дало змогу побудувати графічні залежності між значенням критерію подібності та групою експлуатації моторної оливи. Запропонований критерій подібності має високу кореляцію з групою експлуатації моторної оливи, що дає змогу використовувати його як ефективний інструмент для обґрунтованого підбору моторних олив для будь-якого типу ДВЗ на етапах конструювання, технічного обслуговування та експлуатації техніки.

EN: This article addresses a topical scientific and practical issue—the selection of motor oils for internal combustion engines (ICEs) in the context of a saturated and heterogeneous consumer market in Ukraine. It is shown that traditional approaches to oil selection, based solely on classifications and advertising specifications, fail to ensure optimal operating conditions in terms of engine wear and reliability. Notably, even oils formally belonging to the same operational group can yield significantly different results depending on the engine’s design features and performance characteristics. We propose a criteria-based approach to motor oil selection that considers the physical parameters of the ICE tribosystem and the complexity of operating conditions. The methodological foundation of the study is the π-theorem of similarity theory and modeling, which enables the formulation of a dimensionless similarity criterion that accurately reflects the relationships among key influencing parameters. This proposed criterion is based on variables such as engine power per liter (Nл), specific fuel consumption (ge), total cylinder area (Fц), and the operational «rigidity» parameter (n/Gм), which characterizes the intensity of oil contamination and degradation during use. Through dimensional analysis using SI base units (meter, kilogram, second), the dimensionlessness of the similarity criterion ДВЗ was theoretically substantiated and confirmed through mathematical calculations. An expert survey involving professionals in engine design, tribology, and machine operation was conducted to validate the selected parameters. Based on the analysis of over 180 models of domestic and foreign ICEs, the ДВЗ criterion was practically tested, enabling the construction of graphical relationships between the criterion value and motor oil operational groups. The proposed similarity criterion demonstrates a high correlation with motor oil operational groups, making it an effective tool for the rational selection of motor oils for various ICE types at the design, maintenance, and operational stages.