5. Топливо

Топливо - настоящий "канцероген" для моторного масла . И если от попадания антифриза , пыли и воды еще как-то можно защитится , ну или по-крайней мере минимизировать последствия , то в случае с топливом от нас мало что зависит .

Топливо может попадать в двигатель несколькими путями : 1) через привод насосов высокого давления ( системы CDI , CGI , насосы ТНВД привычных дизельных двигателей ) . Ситуация на самом деле не очень распространенная и связанная в основном с неисправностью насосов - негерметичность . Привод осуществляется либо через привод распредвала либо отдельным приводом , но так или иначе относящимся к газораспределительному механизму двигателя ; 2) при неудачных холодных пусках , когда нет поджига смеси и топливо тупо сливается через зазоры между поршнями и стенками цилиндров прямо в картер ; 3) даже при удачных холодных пусках , когда имеет место неполное сгорание топлива . При этом изрядная часть газов прорывается через поршневые кольца , неся за собой сажу и несгоревшее топливо ; 4) при неисправности топливной аппаратуры ( например "текущие" форсунки ) , когда топливо в цилиндр (-ры) поступает в неотдозированном количестве . Как вариант - закоксованные форсунки , когда топливо не распыляется , а подается в цилиндр в форме струи ; 5) при работе двигателя с неисправными элементами системы зажигания ( свечи , катушки ) , когда не обеспечивается полное сгорание топлива ; 6) некачественное топливо , не способное сгорать полностью в цилиндрах ; 7) при увеличенных зазорах в цилиндро-поршневой группе , что позволяет большему количеству газов прорываться в картер ;

Опасность представляет как попадание бензина , так и дизельного топлива .

Для начала поймем , чем опасен бензин . Полное испарение бензина в камере сгорания при подготовке смеси характеризуется температурой перегонки 90% и конца кипения . Чем они выше , тем больше тяжелых фракций содержится в бензине - соответственно тем больше бензина не сгорит , а значит и попадет в картер двигателя . Считается , что в картер проникают тяжелые фракции с температурой кипения выше 180 град.С . Чтобы было понятно - конец кипения для бензинов - при температуре 210 град.С , остаток в колбе после перегонки - не более 2% . Это требования как европейского стандарта EN228 , так и наших нынешних ( российских ) стандартов . Это значит , что в любом бензине есть фракции , начинающие кипеть при температурах выше 180 град.С и заканчивающие кипеть при температуре 210 град.С . Значит есть чему попадать в картер .

Бензин влияет на моторное масло следующим образом : 1) разжижает моторное масло . Для примера возьмем моторное масло с вязкостью 41 сСт при температуре 40 град.С . Если в него попало 10% топлива , то вязкость масла будет уже 17,5 сСт ; через 5 минут работы останется 7,5 % топлива , вязкость составит 19 сСт ; через 10 минут работы - 6,4% и 20,6 сСт ; через 30 минут работы - 3,5% и 25,9 сСт ; через 60 минут работы - 1,9% и 32 сСт ; через 24 часа работы (!!!) двигателя - 0,8% и 35,7 сСт . Впечатляет ?! 2) смывает масляную пленку со стенок цилиндров . На фото 5.3. - пятнистый износ стенок цилидров двигателя М273 . Крайне сложно что-либо утверждать , но именно пятнистость следов износа говорит за смывание масляной пленки топливом ; 3) страдает прочность масляной пленки . Что это значит ? Это значит , что например в зазоре вкладыш - шейка коленвала масляная пленка играет роль гидравлической прокладки между шейкой коленвала и вкладышем . И если масляная пленка будет непрочной , нестабильной - оно ( масло) будет просто выдавлено из зазора и будет иметь место сухое трение ( смотри фото 5.1 ) . На фото 5.1 - вид вкладыша от М271 , пострадавшего как раз от некачественного топлива : человек заправил полный бак какого-то дерьма в Украине . Пока он смог разбавить его более-менее приличным топливом , он проехал километров 200 . Потом он "доедал" этот компот еще долго . Потом эвакуатор . На фото 5.2 - стенка цилиндра того же двигателя . Судя по всему дрянь эта совсем не хотела гореть . Кроме всего в топливе было немало серы ( очевидно не обошлось без дизтоплива ) - видны белесые пятна на вкладыше . Это начальный этап коррозии . Ну , видно и воды было немало в том топливе . Результат - минус двигатель , минус катализатор .

Да , наши отцы в эпоху , когда про нормальные масла еще никто не слышал , добавляли стакан бензина в картер двигателя вечером , дабы утром стартер мог вообще провернуть коленвал . Но в те времена двигатель , доходивший до 120000 км без капремонта считался "долгожителем" .

Хуже с дизельным топливом : согласно действующего ныне ГОСТ Р52368-2005 стандарта "Топливо дизельное ЕВРО . Технические условия . [19.04.2012] " франкционный состав дизельного топлива , соответствующего евростандартам таков : до температуры 250 град.С должно выпариться не более 35% по объему , до температуры 350 град.С - не менее 85% ; 95% ( по объему ) должно перегоняться при температуре не выше 360 град.С . Из этого делаем вывод , что у дизтоплива вообще нет шансов быть выпаренным из моторного масла . Т.е. все дизельное топливо , попавшее в моторное масло - в нем и остается !

Фото 5.1. Вид шатунного вкладыша М271 , пострадавшего от попадания некачественного топлива в моторное масло

Фото 5.2. Повреждение стенки цилиндра М271 от попадания некачественного топлива в моторное масло

Фото 5.3. Очень хорошо видны следы пятнистого износа стенок цилиндра ( М273)

Кроме всего прочего топливо , оказавшееся в моторном масле , также участвует в шламообразовании и тем более активно , чем больше в масле воды .

Итак! Как будем бороться ? Выходов я вижу несколько : 1) зимой - обязательно идеальное состояние АКБ , дабы обеспечить надежный пуск ; 2) зимой и летом - не экономим на свечах , чтобы и пуски были надежными и топливо сгорало полностью ; 3) заправляемся только на проверенных заправках ; 4) если загорается лампа Check Engine - не ждем , пока она потухнет - следует незамедлительно разобраться с двигателем - любое отклонение в системах впрыска - зажигания может привести к увеличению количества топлива , попавшего в масляный картер ; 5) избегаем частых коротких поездок , особенно боимся ситуаций , когда двигатель не прогревается до рабочих температур ;

Как-то так !!!

Полная версия данной статьи представлена на сайте http://www.mb-info.ru/liquids/how_to_ch_oil/dirts.htm

Текст научной работына тему "ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ". Научная статья по специальности "Автомобильный транспорт"

УДК 629.017 ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ А.Б. Григоров, ассистент, НТУ «ХПИ», И.С. Наглюк, доцент, к.т.н., ХНАДУ Аннотация. Обоснована зависимость между диэлектрической проницаемостью моторных масел и их физико-химическим составом. Установлено, что между диэлектрической проницаемостью моторных масел и их сульфатной золой существует сильная корреляционная зависимость. Ключевые слова: диэлектрическая проницаемость, базовое масло, сульфатная зола, присадки, идентификация. ДІЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МОТОРНИХ ОЛИВ А.Б. Г ригоров, асистент, НТУ «ХПІ», І.С. Наглюк, доцент, к.т.н., ХНАДУ Анотація. Обґрунтовано залежність між діелектричною проникністю моторних олив і їхнім фізико-хімічним складом. Встановлено, що між діелектричною проникністю моторних олив і їхньою сульфатною золою існує сильна кореляційна залежність. Ключові слова: діелектрична проникність, базове мастило, сульфатна зола, присадки, ідентифікація. DIELECTRIC PROPERTIES OF MOTOR OILS A. Grigorov, assistant, NTU «KhPI», I. Naglyuk, associate professor, cand. eng. sc., KhNAHU Abstract. The dependence between the dielectric permeability of motor oils, their physical and chemical structure is proved. It is established that between the dielectric permeability of motor oils and their sulphatic ashes there is a strong correlation dependence. Key words: inductive capacity, base oil, sulfate ash, additive, identification. Введение Современные тенденции проектирования и эксплуатации автомобильных двигателей заключаются в увеличении их технического ресурса, который существенным образом зависит от качества применяемого смазочного масла. Однако в продаже наряду с оригинальными, качественными моторными маслами все чаще встречаются и фальсифицированные масла, применение которых приводит к снижению запроектированного технического ресурса автомобильных двигателей. Поэтому решение вопросов, связанных с оперативным контролем качества и идентифи- кацией масел, является весьма актуальной задачей. Анализ публикаций На сегодняшний день для определения качества моторных масел используют целую совокупность показателей, перечень которых установлен в ДСТУ 4106-2002. Однако эти показатели полностью не пригодны для оперативного определения качества масел в местах их непосредственного применения (АТП, СТО), так как для применения этих показателей необходимо использовать специализированную химическую лабораторию. Учитывая все вышеизложенное в работах [1, 2], для оперативного контроля качества как чистых, так и отработанных моторных масел предлагается использовать параметр диэлектрической проницаемости е, что в значительной мере упростит процедуру контроля качества и идентификации масел. Цель и постановка задачи Моторные масла, в зависимости от природы базового масла и пакета вводимых присадок, обладают определенными диэлектрическими свойствами, а следовательно, и значением параметра е. Поэтому целью данной статьи является обоснование зависимости между составом моторных масел и параметром е. Рассматривая базовое масло, отметим, что сегодня в Украине на нефтеперерабатывающих заводах широко производятся минеральные базовые масла, получаемые при переработке мазута под вакуумом [3]. В странах Европы и США наряду с нефтяными базовыми маслами для эксплуатации современных двигателей внутреннего сгорания в широком диапазоне температур применяют полученные направленным синтезом - синтетические. Известно, что для производства синтетических базовых масел производители применяют полиолефины, полиэфиры фосфорной и кремневой кислот [4]. В ряде случаев, прежде всего из экономических соображений, находят применение масла, полученные смешиванием минерального и синтетического базового масла в различных соотношениях - полусинтетические. Диэлектрические свойства базовых масел обусловлены наличием полярных и неполярных молекул, а также характером связей между ними. Большинство молекул базовых масел нефтяного происхождения, а также синтетических на основе поли-а-олефинов состоят из атомов, связанных неполярной связью, что обуславливает хорошие диэлектрические свойства этих базовых масел. По сравнению с базовыми маслами на основе поли-а-олефинов, масла на основе полиэфиров фосфорной и кремневой кислот вследствие присутствия в них кислорода, который особенно склонен к поляризации, обладают худшими диэлектрическими свойствами. Под действием электрического поля неполярные молекулы базового масла смещаются, что вызывает появление поляризацион- ных токов или токов смещения. Полярные молекулы базового масла стремятся повернуться так, чтобы их оси совпадали с направлением действия поля, что приводит к возникновению поляризационных зарядов и поляризации молекул базового масла. Чем больше величина поляризационных зарядов, возникающих в моторном масле при наложении на него электрического поля, тем больше величина диэлектрической проницаемости базового масла [5]. Для качественной оценки влияния присадок на диэлектрическую проницаемость моторных масел рассмотрим упрощенную модель системы, в которой частички присадок имеют форму куба с ребром а (средний размер) и расположены в узлах прямоугольной решетки на расстоянии Ь одна от другой в каждом ряде (рис. 1). к Сс Сс Сс Рис. 1. Модель масла с равномерно распределенными частицами присадок Тогда емкость одного линейного круга для каждой оси координат ,2 С ■(О 80еа №Ъ (1) где N — количество частиц присадок вдоль каждой оси = Nу = N2 = е - диэлектри- ческая проницаемость базового масла. Для трехмерной системы Сху2 имеем параллельное соединение N конденсаторов емкостью Сху, то есть 2 С : Сху ■ N - 808а ■ N. (2) Ъ С другой стороны, емкость С^ можно записать в виде С = 8р8'- N2 а2 ^ N (а + Ъ) 8о8'а2N, а + Ъ (3) где в - диэлектрическая проницаемость моторного масла с присадками; в0 - диэлектрическая постоянная. Приравнивая уравнения (2) и (3), получим , а + Ъ 8 =---------В . Ъ (4) Для трехмерной структуры отношение линейных параметров а и Ъ можно выразить через объемные параметры: V — общий объем моторного масла с присадками и V, — общий объем присадок. а + Ъ ~Ъ V (5) Учитывая это соотношение и осуществляя некоторые преобразования, формулу (4) можно подать в виде ( 8 = Л (6) / где ю - относительная концентрация проводящих частиц присадок. Из уравнения (6) следует, что с увеличением в масле относительной массовой концентрации ю присадок, будет наблюдаться возрастание величины параметра в' масла. Экспериментальные исследования В соответствии с классификацией SAE для исследования были взяты 20 масел с классом вязкости 15W-40, 20 масел с классом вязкости 10W-40 и 20 масел с классом вязкости 5W-40, наиболее часто встречающихся на Украинском рынке нефтепродуктов. Для этих масел была измерена величина в с последующим расчетом ее среднего значения по каждой марке (классу вязкости), которая представлена на рис. 2. 8 ср. 2,44 2,42 2,4 2,38 2,36 2,34 2,32 N=20 2,3591 N=20 2,4082 N=20 2,4320 5W-40 10W-40 ^-40 Марки масла по SAE Рис. 2. Средние значения в масел различных марок (классов вязкости) по SAE Показатель в моторных масел наиболее тесно связан с таким физико-химическим показателем качества, характеризующим количество металлсодержащих присадок в масле, как сульфатная зола, определяемая по ГОСТ 12417 (рис. 3). 1,3 1,27 1,24 1,21 1,18 1,15 1,12 1,09 1,06 1,03 1 1,28 1,18 1,05 5W-40 10W-40 ^-40 Марки масла по SAE Рис. 3. Средние значения сульфатной золы для масел различных марок (классов вязкости) по 8ЛЕ Как показано на рис. 3, самое низкое значение сульфатной золы наблюдается у синтетических моторных масел, самое высокое значение - у минеральных масел. Полусин-тетические масла по величине сульфатной золы занимают промежуточное значение между синтетическими и минеральными маслами. Значение коэффициента корреляции, выступающего мерой зависимости между параметром в и сульфатной золой, равно г = 0,87, а значит, корреляция сильная. Выводы Результаты исследований показали, что наименьшим значением 8 обладают всесезонные синтетические масла с классом вязкости 5*^40, наибольшим значением 8 - всесезон-ные минеральные масла с классом вязкости 3 1 в 15*^40. Это объясняется тем фактом, что для получения заданных свойств в минеральные масла добавляют большее количество металлсодержащих присадок, чем в синтетические масла. Что касается всесезонных полусинтетических моторных масел с классом вязкости 10*^40, то по величине в они занимают промежуточное значение между синтетическими и минеральными маслами. Литература 1. Григоров А.Б., Карножицкий П.В., Слободской С.А. Диэлектрическая проницаемость как комплексный показатель, характеризующий изменение качества моторных масел в процессе их эксплуатации // Вестник национального технического университета «ХПИ». - Х.: НТУ «ХП1». - 2006. - №25. - С. 169-175. 2. Григоров А.Б., Карножицкий П.В., Наг- люк И.С. Изменение диэлектрической проницаемости дизельных моторных масел в эксплуатации // Автомобильный транспорт. -Х.: ХНАДУ. - 2007. - №20. - С. 95-97. 3. Черножуков Н.И., Крейн С.Э., Лоси- ков Б.В., Черножуков Н.И. Химия минеральных масел. - ГосТопТехИздат, 1951. - 307 с. 4. Мамедьяров М.А. Химия синтетических масел. - Л.: Химия, 1989. - 240 с. 5. Майофис И.М. Химия диэлектриков. - М.: Высшая школа. - 1970. - 320 с. Рецензент: Е.С. Венцель, профессор, д.т.н., ХНАДУ Статья поступила в редакцию 8 июля 2009 г.

МЕТОД ДИАГНОСТИРОВАНИЯ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ ПО ИЗМЕНЕНИЮ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ СРЕДЫ РАБОТАЮЩЕГО МАСЛА

Власов Ю.А. ¹, Удлер Э.И. ¹, Тищенко Н.Т. ¹, Земляной С.А. ¹, Таньков Р.Ю. ¹

1. ФГБОУ ВПО «Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Резюме  |   Комментарии   |    PDF (466 K)   |  стр. 1307-1311

Диагностический контроль технического состояния агрегатов с замкнутыми системами смазки является неотъемлемой частью технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) карьерных автосамосвалов. Необходимость такого контроля вызвана тем, что карьерные автосамосвалы имеют силовые агрегаты (двигатели внутреннего сгорания (ДВС), гидромеханические передачи (ГМП), гидравлические системы (ГС) и др.) высокой энергоемкости и работают в условиях повышенных, либо максимальных нагрузок. Такие транспортные средства в стоимостном выражении весьма дорогие, что в сочетании с большой трудоемкостью видов ТО и ТР и их высокой стоимостью делает безразборную оценку технического состояния данных транспортных средств весьма актуальной.

Постановка проблемы. В настоящее время эксплуатационная надежность карьерных автосамосвалов решается путем внедрения инструментального контроля, физико-химических методов анализа масла, а также эмиссионного спектрального анализа масла (ЭСАМ). Для агрегатов с замкнутыми системами смазки такой комплексный подход с использованием информации, носителем и источником которой является работающее масло, позволяет решать проблемы повышения эксплуатационной надежности и эффективного использования смазочных масел.

Выбор метода диагностирования машин по параметрам работающего масла базируется на том, что работающее масло является неотъемлемым компонентом узла трения агрегата. При этом масло находится в постоянном контакте не только с поверхностями трения, но и с целым рядом других поверхностей, если происходит нарушение герметичности замкнутой системы смазки. Поэтому в процессе эксплуатации происходит изменение физико-химических свойств масел, обусловливающих ухудшение его эксплуатационных характеристик, изнашивание деталей, активацию процессов нагарообразования в ДВС и др.

Загрязняющие компоненты, попадающие в работающее масло от нарушения технического состояния агрегата, характеризуются только им присущими свойствами. Одним из таких свойств является диэлектрическая проницаемость среды [1].

Свежее масло, заливаемое в агрегат машины, имеет диэлектрическую проницаемость ε1 = 2,4...2,5. Поэтому все значения выше или ниже данного показателя будут характеризовать структурные изменения работающего масла. Измерение данных отклонений даст возможность оценивать наличие загрязняющих компонентов, а, следовательно, такие отклонения можно считать диагностическими признаками, по которым можно оценивать как техническое состояние агрегата, так и свойства работающего масла.

Решение поставленных задач. Работающее масло является бинарной смесью, эффективная диэлектрическая проницаемость ε* которой складывается из диэлектрической проницаемости свежего масла ε1, принимаемого за эталон, и диэлектрической проницаемости загрязняющего компонента ε2, концентрацию которого требуется оценить.

В агрегате машины работающее масло представляет собой смесь композиционного диэлектрика с неупорядоченными загрязняющими компонентами. Истинное значение эффективной диэлектрической проницаемости в этом случае определяется между статистическими значениями смесей [2, 6].

Для оценки жидких загрязняющих компонентов в виде микрокапель воды, характеризующих попадание охлаждающей жидкости в картер агрегата, оптимально соответствует эмпирическая зависимость Оделевского для хаотически расположенных частиц в смеси:

(1)

(2)

где ε2 = 81 – диэлектрическая проницаемость воды; v1 и v2 – объемные концентрации свежего масла и воды соответственно. При этом должно выполняться условие v1 + v2 = 1.

Для растворенного моторного топлива в масле приемлема зависимость Парнаса для мало отличимых компонентов дисперсной фазы (топлива) и дисперсионной среды (масла):

(3)

где ε2 = 1,90...2,05 – диэлектрическая проницаемость бензина и дизельного топлива соответственно.

Оценить наличие металлических частиц в масле, образуемых в результате износа сопрягаемых деталей, по эффективной диэлектрической проницаемости смазочной среды можно используя упрощенную эмпирическую зависимость Брюггемана:

(4)

Здесь должно выполняться условие, что диэлектрическая проницаемость металлических частиц износа ε2 → ∞ и v2 << 1.

Загрязнение свежего масла продуктами абразивной пыли ε2 = 4,5...16,0 позволяет моделировать процесс оценки эффективной диэлектрической проницаемости смеси эмпирической зависимостью Оделевского‒Винера для матричного расположения частиц в смеси:

(5)

В этом случае изменение эффективной диэлектрической проницаемости ε* связано с нарушением герметичности агрегата и возможностью свободного доступа частиц пыли в смазочное масло через неплотности в соединениях сопрягаемых деталей.

В настоящее время измерение диэлектрических величин осуществляется рядом электротехнических методов: мостовым методом; методом колебательного контура; методом фазочувствительного выпрямителя; определением диэлектрических потерь по величине затухания; калориметрическим методом [7].

Наиболее простым и информативным является резонансный метод по схеме колебательного контура от низкого напряжения (рисунок).

Принципиальная схема колебательного контура

В колебательном контуре емкость измерительной ячейки См включена параллельно катушки индуктивности L и переменной емкости С0. Колебательный контур питается колебаниями постоянной частоты fпост. При отключении емкости измерительной ячейки См, колебательный контур настраивается подбором емкости С0 в резонанс на частоту fпост.

Собственная частота колебательного контура, определяемая формулой Томсона,

(6)

совпадает с питающей частотой fпост = f.

При включении в схему емкость измерительной ячейки См, результирующая емкость возрастет до С0 + См, а собственная частота колебательного контура уменьшается

(7)

В этом случае условие резонанса нарушается.

Для восстановления резонанса уменьшается переменная емкость на величину емкости подключаемой измерительной ячейки См.

Заполняя измерительную ячейку конденсатора чистым маслом с диэлектрической проницаемостью ε1, емкость измерительной ячейки примет величину СЭ:

(8)

где S – площадь электродов; ε0 – диэлектрическая постоянная; d – расстояние между электродами.

Если в ячейку конденсатора поместить работающее масло, то величина емкости ячейки См будет отличаться величиной изменения диэлектрической проницаемости загрязняющего вещества.

(9)

Для сравнения частот с применением измерительной схемы (рис. 1) используется условный показатель импульсов, определяемый по формуле:

(10)

где К1 и К2 – частотные коэффициенты для свежего и работающего масел. По условному показателю импульсов оценивается качественный состав исследуемого масла в зависимости от вырабатываемого сигнала:

(11)

Формула (10) является моделью оценки свойств работающих масел, определяемых в колебательном контуре, через импульсы частот, если схему колебательного контура преобразовать в схему измерительного прибора [4], где используется опорный и перестраиваемый частотные генераторы. Обозначив показатель импульсов N через значение индекса качества масла ИКМ, запишем модель (10) в виде:

(12)

где F1 и F2 – тактовая частота опорного и перестраиваемого генераторов.

Значение индекса качества масла ИКМ является диагностическим критерием, по которому можно оценивать степень загрязненности работающего масла.

Практическое применение индекса ИКМ предполагает сравнение с двумя диагностическими критериями – нулем и положительной величиной допустимой концентрацией загрязнителя, определенной для состояния масла, не потерявшего свою работоспособность. Величину допустимой концентрации загрязняющего компонента можно рассчитать теоретически, используя зависимости (1)–(5), а также определить экспериментально, статистическими методами исследования, с приборным использованием схемы колебательного контура.

При отрицательном значении индекса качества масла делается заключение о наличии в работающем масле топлива. Положительное постепенно изменяемое значение индекса ИКМ во времени свидетельствует о наличии воды в масле. При положительном неизменном значении ИКМ судят о наличии в исследуемом масле продуктов износа или иных механических примесей. Пригодным к эксплуатации считается работающее масло с положительным неизменяемым значением ИКМ, величина которого ниже браковочного значения, полученного для загрязненного работающего масла.

Материалы и методы исследования

Теоретическая информация о техническом состоянии агрегата автомобиля вытекает из достаточно сложного анализа априорного обобщения экспериментального материала, полученного в результате целенаправленных исследований автомобилей в условиях эксплуатации. При большом количестве экспериментальных значений можно оценить величину диагностического параметра путем подбора теоретического распределения, близкого к экспериментальному. Однако экспериментальное распределение может существенно отличаться от теоретического, что будет приводить к погрешностям некоторых статистических характеристик распределения. По этой причине более универсальным методом является нахождение числовых характеристик из экспериментальной плотности распределения [3, 5].

Получить экспериментальную плотность распределения можно в результате исследования агрегатов автомобилей с разным техническим состоянием. В любой произвольной группе большинство автомобилей имеют технически исправное состояние и меньшее количество – технически неисправные автомобили. Исправные автомобили окажут влияние на модальное значение оценочного параметра, а неисправные – на математическое ожидание и дисперсию, т.к. именно от этих параметров будет зависеть характер закона распределения. Кривая экспериментального распределения, построенная с исключением больших и малых значений оценочного параметра, являющихся следствием нарушений технического состояния механизма, приближается к нормальному закону распределения. Это обосновано тем, что нормальное распределение является предельным и к нему приближаются другие законы распределения. В таком случае допустимое значение диагностического параметра с доверительной вероятностью 0,95 можно определить по формуле [3]:

(13)

где М – модальное значение параметра экспериментальной плотности распределения, построенной без учета больших и малых измерений; σ – среднеквадратичное отклонение параметра. Знаки «плюс» или «минус» не равнозначны по смыслу. Они показывают отклонения в сторону увеличения или уменьшения от модального значения в зависимости от характера изменения диагностического параметра.

Результаты исследования и их обсуждение

Техническое состояние карьерных автосамосвалов можно оценить индексом качества масла ИКМ непосредственно по экспериментальной плотности распределения, полученной в результате исследований группы однотипных машин с разным техническим состоянием. Для получения диагностической информации в условиях автотранспортных предприятий Кузбасса выполнялся массовый отбор проб масел из двигателей автосамосвалов марки БелАЗ-7555. Результаты исследований по обобщенным выборкам N группы однотипных машин для моторных масел М-10ДМ и SAE-15W40 представлены в таблице. Здесь МО – математическое ожидание, D – дисперсия, СО – стандартная ошибка среднего значения экспериментальной выборки.

Числовые характеристики распределения диагностического параметра ИКМ

Диагностируемые машины	Числовые характеристики
	N	МО	М	D	σ	СО	Сдоп
Масло М-10ДМ
Автосамосвал БелАЗ-7555, двигатель KTTA 19-C	25	0,22	0,2	0,01	0,1	0,02	0,4
Масло Chevron SAE-15W40
Автосамосвал БелАЗ-7555, двигатель KTTA 19-C	612	0,21	0,20	0,013	0,11	0,005	0,4
Концентрация загрязняющих компонентов в масле Chevron SAE-15W40
Металлические продукты износа, %	44	0,013	0,005	0,0003	0,016	0,002	0,037

Оценить достоверность диагностирования позволяет сравнение результатов, полученных методом колебательного контура, выраженных через значение ИКМ, с результатами стандартного метода ЭСАМ, выраженными через концентрации продуктов износа в масле.

В процессе эксплуатации из двигателей автосамосвалов БелАЗ-7555 выполнялся периодический отбор проб масла на спектральный анализ, где определялась концентрация металлических продуктов износа. Так как предлагаемый к рассмотрению метод диагностирования не чувствителен к отдельным химическим элементам, характеризующих износ конкретных деталей, то значение ИКМ сравнивалось с суммарной концентрацией металла Ме в масле Chevron SAE-15W40 (таблица). Экспериментальная зависимость ИКМ = f(Me) имеет высокий коэффициент корреляции (r = 0,91) и выражается уравнением регрессии:

(14)

Подставив в уравнение (14) предиктор 0,037 из таблицы, получим:

Результат допустимого диагностического параметра, определенного методом ЭСАМ, соответствует допустимому значению диагностического параметра ИКМ, определяемого методом колебательного контура, что подтверждает достоверность выполненных исследований.

Выводы

В смазочное масло агрегата автомобиля от нарушения его технического состояния попадают различные загрязняющие компоненты. Эти компоненты характеризуют диагностические признаки, по которым можно оценить работоспособность агрегата. Загрязняющие компоненты, имея только им присущие диэлектрические свойства, по мере накопления в работающем масле изменяют эффективные диэлектрические свойства масла. Метод колебательного контура по разности частот в зависимости от емкости измерительной ячейки со свежим и работающим маслом способен оценить диэлектрические изменения в смазочной среде. Эти изменения формируют диагностические признаки, которые можно использовать при оценке технического состояния агрегата. Такое теоретическое обоснование позволяет разработать диагностические приборы по схеме колебательного контура, которые способны оценить технические состояния агрегатов машин.

Настоящие исследования на примере карьерного автосамосвала БелАЗ-7555 подтверждают возможность диагностирования двигателя по параметрам работающего масла методом колебательного контура.

Перспективой развития данного метода диагностирования является разработка серии приборов, основанных на описанном выше принципе, позволяющих оценивать агрегаты АТС по параметрам работающего масла любой отраслевой принадлежности.

Работа выполнена по специальности 05.22.10 «Эксплуатация автомобильного транспорта».

Рецензенты:

Ананин В.Г., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Строительные и дорожные машины», декан механико-технологического факультета Томского государственного архитектурно-строительного университета, г. Томск;

Волокитин Г.Г., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Прикладная механика и материаловедение» Томского государственного архитектурно-строительного университета, г. Томск.

Работа поступила в редакцию 19.07.2013.

Пристатейные списки литературы

1. Майофис И.М. Химия диэлектриков. – М.: Высш. школа, 1970. – 332 с.

2. Сканави Г.И. Физика диэлектриков (область сильных полей). – М.: Изд-во физ.-мат. литературы, 1958. – 896 с.

3. Соколов А.И. Оценка работоспособности машин по параметрам работающего масла / А.И. Соколов, Н.Т. Тищенко, В.А. Аметов. – Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1991. – 200 с.

4. Способ диагностики агрегатов машин по параметрам работающего масла / Власов Ю.А., Тищенко Н.Т. и др.: пат. 2473884 Рос. Федерация. № 2011139525/28; заявл. 28.09.2011; опубл. 27.01.2013, Бюл. № 3. – 9 с.

5. Стечкин С.Б., Субботин Ю.Н. Сплайны в вычислительной математике. – М.: Наука, 1976. – 248 с.

6. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 320 с.

7. Эме Ф. Диэлектрические измерения. – М.: Химия, 1967. – 224 с.

Библиографическая ссылка

Власов Ю.А., Удлер Э.И., Тищенко Н.Т., Земляной С.А., Таньков Р.Ю. МЕТОД ДИАГНОСТИРОВАНИЯ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ ПО ИЗМЕНЕНИЮ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ СРЕДЫ РАБОТАЮЩЕГО МАСЛА // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 8 (часть 6). – стр. 1307-1311; URL: www.rae.ru/fs/?section=content&op=show_article&article_id=10001337 (дата обращения: 24.03.2014).

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОНИЦАЕМОСТЬ РАБОТАЮЩЕГО МАСЛА

Власов Ю.А. ¹

1. ФГБОУ ВПО «Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Резюме|Комментарии |PDF(142 K)   |   Дата публикации: 14.01.2014

Введение. Смазочное масло является полноправным конструкционным компонентом узла трения машины. Масло находится в постоянном контакте не только с поверхностями трения, но и с целым рядом других поверхностей, находящихся в агрегате машины, которые оставляют свой отпечаток присутствия, если происходит нарушение герметичности замкнутой системы смазки агрегата. При эксплуатации машины происходит изменение физико-химических свойств масла, обусловливающих ухудшение эксплуатационных характеристик смазки, повышенное изнашивание деталей, активацию процессов окисления и полимеризации и др.

Физико-химические методы анализа масла позволяют оценивать изменения свойств смазочной среды, связанных, главным образом, с окислением масла и его загрязнением в зависимости от нарушения технического состоянии агрегата машины.

Налаженная на транспорте система диагностирования машин физико-химическими методами анализа масла за последние двадцать лет сильно изменилась. Реорганизация крупных транспортных предприятий в мелкие компании разрушила систему диагностического контроля агрегатов машин по параметрам работающего масла (ПРМ). Отсутствие диагностического контроля машин по ПРМ как отдельной службы производственно-технической базы, не исключает данный вид работ технического обслуживания из рекомендуемого перечня технических воздействий. Таким образом, отсутствие специализированной службы контроля машин по ПРМ является одной из проблем, снижающей надежность агрегатов машин. Решать эту проблему можно, разрабатывая и внедряя новые универсальные средства экспресс-диагностики.

Постановка проблемы. Большинство применяемых методов анализа работающего масла определяют такие оценочные параметры, как загрязненность масла водой, моторным топливом, продуктами износа и полимеризации, а также дорожной пылью. При этом используются лабораторные методы анализа, которые достаточно трудоемки, требуют обученного персонала, подготовленного помещения, наличия специальной посуды и химических реактивов [6].

Если учесть, что сегодня на транспорте большинство предприятий не в состоянии материально содержать специализированные лаборатории диагностического контроля машин по ПРМ, а существующие автосервисы не включают в реестры выполняемых услуг контроль агрегатов машин по ПРМ, то выполнение лабораторных методов физико-химического анализа масла становится практически не возможным. Однако целесообразность диагностики агрегатов машин по ПРМ очевидна, и диагностирование должно выполняться с использованием портативных высокопроизводительных средств измерения, которые должны быть универсальными, простыми при выполнении анализа масла, не должны быть зависимы от специализированного помещения и дополнительного штата сотрудников.

Теоретические исследования настоящей работы позволяют в основу разработки новых средств измерения и совершенствования существующих конструкций положить принципы взаимодействия химических свойств смазочного масла с электрическим полем, которое воздействует на смазочную среду и позволяет оценивать изменения, происходящие в масле в процессе его эксплуатации. В частности, исследовательский интерес представляет диэлектрическая проницаемость масляной среды, изменение которой происходит в зависимости от изменений условий эксплуатации смазочного масла.

Решение поставленных задач. Нефтяное смазочное масло имеет ничтожно малую электропроводность, в нем нет свободных электронов, и поэтому оно является диэлектриком [1]. Тем не менее, внутри молекул распределение зарядов может быть различным. Молекулы базовой основы нефтяных масел имеют ковалентные связи и распределяют заряды между атомами равномерно, т.е. обладают неполярной связью. При деструкции основы масла, ковалентные связи разрушаются, заряды смещаются в ту или иную сторону молекулы или молекулярного соединения, образуется полярная связь.

Полярные молекулы (диполи), образованные после деструкции масляной среды, имеют на концах разные по знаку заряды. Если некоторый исследуемый объем работающего масла поместить между обкладками конденсатора и создать разность потенциалов, то полярные молекулы стремятся развернуться по направлению действия электрического поля Е. Такая ориентация молекул поляризует масляную среду, т.е. образуются противоположные электрические полюсы на обкладках конденсатора, вследствие возникновения на них поляризационных зарядов. Поляризационные заряды создают поле ЕР, направленное противоположно полю, которое было создано зарядами на обкладках конденсатора до помещения смазочного масла. Чем сильнее поле ЕР ослабляет первоначальное поле Е, тем больше диэлектрическая проницаемость смазочного масла.

Смазочные масла в процессе работы претерпевают существенные структурные изменения [8]. Если соблюдено условие, когда масляная среда идеально неполярна, а постороннее вещество, загрязняющее масло, полярно, то диссоциации не будет. Разрушение структуры масляной среды будет происходить за счет окислительных процессов (например, при изменении температурного режима) и путем загрязнения масла посторонними веществами. Образуемые полярные примеси, в этом случае, способствуют ионной проводимости масляной среды. В том случае, когда полярные загрязняющие вещества попадают в масляную среду, в которой находится некоторое количество собственных полярных молекул, то диполи масляной среды своими заряженными концами притягиваются к ориентированным зарядам молекул загрязняющего вещества. Под действием электростатических сил диполей масла, молекула загрязняющего вещества способна разорваться на ионы. Образовавшиеся ионы стремятся обратно притянуться друг к другу, но сила взаимодействия между разноименными зарядами тем слабее, чем больше диэлектрическая проницаемость среды ε [3].

Рассмотрев работающее масло с позиции химии диэлектриков, приходим к выводу, что масло можно оценивать через показатели диэлектрической проницаемости, которые характеризуют состояние масла в зависимости от изменения его исходного состава.

Методы исследования. Основными внешними факторами, которые естественным образом влияют на диэлектрическую проницаемость работающего масла, являются температура, давление и влажность. Рост температуры и давления повышает диэлектрическую проницаемость смазочного масла. Однако, если оценка свойств масла выполняется в одинаковых условиях, то температура и давление будут малозначимыми, а на значение оценочного параметра будет влиять концентрация воды в масле. При этом учитывалось, что работающее масло насыщается влагой не только естественным путем, но и от нарушения технического состояния агрегата, например, от нарушения герметичности в системе охлаждения двигателя машины.

Практика показывает, что условия эксплуатации различных диэлектрических материалов, в нашем случае работающих масел, очень часто приводят к образованию смесей с новыми приобретенными свойствами. Как правило, это двухкомпонентные (или большего числа) смеси, диэлектрическая проницаемость которых неизвестна.

В нашем случае, расчеты диэлектрической проницаемости смеси сводятся к моделям, определяемым через емкости конденсаторов, состоящих из двух различных диэлектриков, которые могут быть соединены между собой либо параллельно – , либо последовательно –. Здесь:- эффективная диэлектрическая проницаемость неоднородного диэлектрика;– электрическая постоянная; S, S1 и S2 – площади электродов; d, d1 и d2 – толщины слоев с диэлектрическими проницаемостями смазочного маслаи загрязнителя.

Если представить диэлектрик в виде работающего масла с элементами загрязнения, приобретенными в процессе эксплуатации, то становится ясно, что вышеприведенные зависимости для практической реализации не подходят. У композиционных диэлектриков, представляющих собой смесь с неупорядоченными компонентами, истинное значение диэлектрической проницаемости определяется между статистическими значениями смесей. Тогда закладываемые в средства измерения принципы дифференцирования масла и загрязняющих компонент будут рассчитываться с учетом концентраций смазочного масла ν1 и загрязняющего компонента ν2. Для этих расчетов целесообразно использовать ряд эмпирических зависимостей [2, 4, 5, 7], которые представлены в таблице.

Таблица

Формулы для расчета эффективной диэлектрической проницаемости среды

Зависимость	Формула	Условия применения
Винера		для т компонентов
Лихтенеккера-Ротера		для двух компонентов
		для т компонентов
		для вспененного материала
Ландау-Лифшица		для т компонентов
Беера		для т компонентов
Лорентца-Лорентца		для неполярных диэлектриков
Бёттхера		для т компонентов
Оделевского	,	для хаотически расположенных частиц в смеси
		для матричного расположения частиц в смеси
Максвелла-Вагнера		для матричного расположения частиц
Парнаса		ε1 и ε2 мало отличимые
Релея		для матричного расположения частиц в смеси, v n 1
Брюггемана		для металлических частиц, v n 1 и
Экспериментальная

Выбор формулы для корректного описания диэлектрической проницаемости статистической смеси должен выполняться при соблюдении двух условий.

1 условие – постулат пропорциональности Винера – значение должно меняться в одинаковом соотношении с изменением значенийвсех i-х компонентов смеси. Это условие должно выполняться также и при подстановке соответствующих абсолютных диэлектрических проницаемостейи.

2 условие – симметричность в отношении всех компонентов смеси, т.е. значение не должно меняться в зависимости от изменения того или иного компонента, характеризуемого индексом i.

Если компоненты смеси одинаковы и значения равны меду собой, то исмеси будут совпадать с этим единственным значением. Если смесь состоит из одного компонента, тои, а значения.

Результаты исследования. Смазочное масло в процессе длительной работы и нарушения технического состояния механизма подвергается деструкции и загрязнению.

Формула Оделевского для двухкомпонентных статистических смесей, в которых загрязняющие компоненты расположены хаотически (или в растворенном состоянии), не образуя никаких регулярных структур, целесообразно использовать для оценки загрязнения работающего масла бензином или дизельным топливом.

Хаотически рассеянные примеси, рассматриваемые как дисперсная фаза, совместно с однородной дисперсионной средой работающего масла, будут представлять собой диэлектрическую матрицу с элементами включений второго диэлектрика не соприкасающимися между собой. Тогда расчет сводится к определению диэлектрической проницаемости матричной смеси.

При рассмотрении матричных смесей формулы статистических систем дают вполне удовлетворительные результаты. Однако для матричных смесей приемлемы специальные формулы расчета диэлектрической проницаемости среды, которые не всегда удовлетворяют условию симметричности для компонентов смеси.

Если в диэлектрике дисперсионной среды с диэлектрической проницаемостью будут равномерно распределены по объему шарообразные включения с диэлектрической проницаемостью, то диэлектрическую проницаемость матричной смеси можно определить по формуле Максвелла – Вагнера.

Практическое применение для определения матричной смеси, в которой одна фаза образует связанную матрицу при любой объемной концентрации этой фазы, не равной нулю, имеет формула Оделевского.

Определение диэлектрической проницаемости матричных систем представляет интерес в том случае, если дисперсная фаза в дисперсионной среде является диэлектриками: вода, песок, продукты неполного сгорания топлива, продукты окисления или полимеризации. Но если дисперсная фаза включений является проводником, например, продукт износа металлических деталей, то необходимо применять другие формулы расчета. Так как понятие диэлектрической проницаемости проводника не имеет физического смысла, то для расчета диэлектрических матриц с проводящими включениями следует положить, что. И в этом случае можно использовать упрощенную формулу Брюггемана.

Для расчета диэлектрической проницаемости смеси, в ряде случаев, приходиться использовать не объемное содержание компонентов смеси , а их массовое содержание. В таком случае, используется арифметическая пропорциональность(гдеи– плотность загрязняющего компонента и материала среды).

Условием применения массовых концентраций является предположение, что смесь –это физическое вещество, и ее компоненты (продукты износа и загрязнения) не вступают в химическое взаимодействие друг с другом.

Оценка нефтепродуктов по изменению их диэлектрической проницаемости, в настоящее время положена в основу ряда электрофизических методов контроля – диэлькометрического, кондуктометрического и колориметрического [9]. Методы являются косвенными, и, главным образом, оценивают концентрацию влаги в нефтяном сырье и нефтепродуктах.

Выводы. Выполненный теоретический анализ, оценивающий диэлектрическую проницаемость работающего масла в зависимости от наличия загрязняющих компонентов, позволяет заложить физические принципы определения концентраций загрязняющих компонентов в масле на стадиях имитационного моделирования и при проектировании средств диагностирования. Предлагаемые в работе принципы можно заложить в основу резонансных средств диагностирования, работающих по схеме разностной частоты колебательного контура, при сравнении диэлектрических свойств свежего масла со свойствами работающего масла. Внедрение таких средств диагностики в эксплуатацию, контролирующих состояние машин через свойства работающего масла и имеющих универсальное назначение и портативную компоновку, будет способствовать налаживанию служб диагностики машин по ПРМ, без организации дополнительной производственной структуры на транспорте.

Рецензенты:

Ананин В.Г., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Строительные и дорожные машины», декан механико-технологического факультета Томского государственного архитектурно-строительного университета, г. Томск.

Саркисов Ю.С., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Химии» Томского государственного архитектурно-строительного университета, г. Томск.

Пристатейные списки литературы

1. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 304 с.

2. Киселев В.Ф. Поверхностные явления в полупроводниках и диэлектриках. – М.: Наука, 1970. – 400 с.

3. Майофис И.М. Химия диэлектриков. – М.: Высш. школа, 1970. – 332 с.

4. Сканави Г.И. Физика диэлектриков (область сильных полей). – М.: Изд-во физ.-мат. литературы, 1958. – 896 с.

5. Сканави Г.И. Физика диэлектриков (область слабых полей). – М.; Л.: Гос. изд-во техн.-теор. лит-ры, 1948. – 500 с.

6. Соколов А.И. Оценка работоспособности машин по параметрам работающего масла / А.И. Соколов, Н.Т. Тищенко, В.А. Аметов. – Томск: Изд-во Томского ун-та, 1991. – 200 с.

7. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 320 с.

8. Тупотилов Н.Н., Остриков В.В., Жилин В.В. Особенности кинетики «старения» работающих моторных масел // Химия и технология топлив и масел. – 2005. – № 3. – С. 32–33.

9. Эме Ф. Диэлектрические измерения. – М.: Химия, 1967. – 224 с.

Библиографическая ссылка

Власов Ю.А. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОНИЦАЕМОСТЬ РАБОТАЮЩЕГО МАСЛА // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6; URL: www.science-education.ru/113-11643(дата обращения: 24.03.2014).

RU (11) 2234075 (13) C2 (51) 7 G01N22/00, G01R27/26  (12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  Статус: по данным на 25.10.2007 - действует  -------------------------------------------------------------------------------- (14) Дата публикации: 2004.08.10  (21) Регистрационный номер заявки: 2002108056/09  (22) Дата подачи заявки: 2002.03.29  (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.03.29  (43) Дата публикации заявки: 2003.10.20  (45) Опубликовано: 2004.08.10  (56) Аналоги изобретения: RU 94012374 A1, 27.07.1996. RU 2012871 С1, 15.05.1994. RU 2103673 С1, 27.01.1998. US 5309110 A, 08.09.1993. US 5386196 A, 31.01.1995.  (72) Имя изобретателя: Новиков Г.К. (RU); Жданов А.С. (RU); Смирнов А.И. (RU); Мецик М.С. (RU); Новикова Л.Н. (RU); Швецова Н.Р. (RU)  (73) Имя патентообладателя: Иркутский государственный университет (RU)  (98) Адрес для переписки: 664003, г.Иркутск, ул. Карла Маркса, 1, ИГУ, патентный отдел  (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ  Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, для проверки качества твердых и жидких электроизоляционных материалов. Техническим результатом является создание способа измерения диэлектрической проницаемости без разрушающего воздействия и достижения более высокой точности и достаточно простого в использовании. В способе определения диэлектрической проницаемости путем воздействия электромагнитного поля испытуемый образец помещают в межэлектродное пространство между измерительным плоским электродом и поверхностью вращающегося металлического диска, на котором закреплен полимерный пленочный электрет - источник электрического поля, определяют амплитудное значение индукционного тока измерительного электрода в случае, когда испытуемый образец находится в межэлектродном пространстве, амплитудное значение индукционного тока без помещения диэлектрика, а диэлектрическую проницаемость по приведенной математической формуле. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, для проверки качества твердых и жидких электроизоляционных материалов. Известны мостовой и резонансный способы измерения диэлектрической проницаемости твердых и жидких диэлектриков [1, 2], которые позволяют проводить измерение диэлектрической проницаемости электроизоляционных материалов в измерительной ячейке с накладными или напыленными в вакууме металлическими измерительными электродами. Недостатком вышеуказанных способов измерения является то, что для их реализации необходимо использование накладных или напыляемых в вакууме металлических электродов. Известен способ контроля толщины и диэлектрической проницаемости диэлектрика [3], который включает одновременное облучение исследуемого диэлектрика на металлическом основании излучением в СВЧ и ВЧ диапазонах. Частоту ВЧ излучения выбирают из условия, что толщина схемы-слоя меньше толщины металлического основания, измерение изменений величин продетектированных сигналов на ВЧ и СВЧ в отсутствие диэлектрика на металлическом основании и в его присутствии и определение толщины. Известен способ определения диэлектрической проницаемости материала [4]. Способ включает возбуждение электромагнитных колебаний в микрополосковой линии с известными параметрами комплексной диэлектрической проницаемости, измерение ее импеданса в режимах холостого хода и короткого замыкания при размещении микрополосковой линии на поверхности исследуемого образца материала и при отсутствии исследуемого образца и вычисление диэлектрической проницаемости исследуемого образца материала. Ближайшим аналогом является способ определения комплексной диэлектрической проницаемости материала [5]. Способ заключается в подаче на исследуемую пробу скачкообразно изменяющегося напряжения чередующейся полярности с периодом циклической частоты измерения, интегрировании поляризационного тока и регистрации величины поляризационного заряда в равноотстоящие моменты времени. При вычислении действительной части комплексной диэлектрической проницаемости выбирают количество отсчетов в течение полупериода не менее четырех, а при вычислении мнимой части - не менее 32. Вычисления компонент комплексной диэлектрической проницаемости производят суммированием величин отсчетов, умноженных на тригонометрические функции фазового угла (синус или косинус для действительной или мнимой части соответственно). Недостатком известных способов и прототипа является то, что они достаточно сложны в применении. Задачей предлагаемого изобретения является создание способа измерения диэлектрической проницаемости без разрушающего воздействия и достижения более высокой точности и достаточно простого в использовании. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе определения диэлектрической проницаемости путем воздействия электромагнитного поля испытуемый образец помещают в межэлектродное пространство между плоским измерительным электродом и поверхностью вращающегося металлического диска, на котором закреплен полимерный пленочный электрет - источник электрического поля, определяют амплитудное значение индукционного тока измерительного электрода в случае, когда испытуемый образец находится в межэлектродном пространстве Ix, амплитудное значение индукционного тока без помещения диэлектрика Iвозд, а диэлектрическую проницаемость вычисляют по формуле где x - диэлектрическая проницаемость исследуемого диэлектрического материала; возд - диэлектрическая проницаемость воздуха; hx - толщина исследуемого диэлектрического материала; hвозд - толщина воздушного промежутка; h - расстояние от поверхности измерительного электрода до поверхности вращающегося диска, на которой закреплен тонкопленочный электрет - источник электрического поля; Ix - амплитудное значение индукционного тока измерительного электрода, измеренное с помощью осциллографа, для случая, когда исследуемый диэлектрик находится в межэлектродном измерительном промежутке; Iвозд - амплитудное значение индукционного тока для случая, когда межэлектродный измерительный промежуток заполнен только воздухом. В качестве источника электрического поля используют тонкий пленочный электрет из конденсаторной пленки политетрафторэтилен (ПТФЭ). Способ осуществляется следующим образом. На чертеже представлена схема устройства для определения диэлектрической проницаемости. На поверхности вращающегося диска 1 закрепляют предварительно заполяризованный электрет 2 круглой формы, диаметром - d. Исследуемый твердый диэлектрик 3 в виде цилиндра диаметром - D и высотой - H, где D>>d, помещают в промежутке между измерительным электродом 4 и поверхностью заземленного вращающегося диска 1 с закрепленным пленочным электретом 2. Если необходимо выполнить измерения диэлектрической проницаемости - жидкого диэлектрика (например, трансформаторного масла), то в межэлектродный промежуток устанавливают тонкостенный полиэтиленовый сосуд цилиндрической формы с толщиной стенки - h, где h<<Н. Толщина стенки полиэтиленового сосуда h значительно меньше толщины слоя жидкости Н. На клеммы электродвигателя подают постоянное напряжение питания от 0 до 30 В. В зависимости от подаваемого напряжения скорость вращения электродвигателя и соответственно скорость вращения диска 1 может меняться в пределах от 0 до 3000 об/мин. Амплитуду сигнала от электрета 2 измеряют с помощью электронно-лучевого осциллографа. Для определения диэлектрической проницаемости твердых и жидких диэлектриков необходимо выполнить два измерения величины Ii. Первое Iвозд - измеряют при удалении испытуемого диэлектрика из измерительного межэлектродного промежутка (в межэлектродном промежутке находится только воздух). Второе Ix - измеряют, когда в измерительный межэлектродный промежуток помещают исследуемый диэлектрик. Расчет величины диэлектрической проницаемости исследуемого диэлектрика производят по формуле где h - расстояние от поверхности измерительного электрода до поверхности вращающегося диска; hx - толщина исследуемого диэлектрика - толщина воздушного промежутка. Н=hвозд+hx При полном заполнении межэлектродного промежутка исследуемым диэлектриком (например, проведение измерений в трансформаторном масле) величина диэлектрической проницаемости диэлектрического материала измеряется по формуле где hвозд=0 и hx=h. Пример 1 Измерение диэлектрической проницаемости трансформаторного масла. В тонкостенный стакан из полиэтилена с толщиной стенки 0,05 мм заливают трансформаторное масло (толщина слоя 10 мм). Устанавливают межэлектродное расстояние в измерительном конденсаторе 15 мм. Проверяют, что в этой области межэлектродных промежутков зависимость амплитуды измеряемого сигнала от величины обратного расстояния 1/h I=f(1/h) практически линейна и вклад краевой емкости минимален. В измерениях используют электрет пленки ПТЭФ - h=10 мкм, заполяризованный до величины электретной разности потенциалов V=1000 В. Производят два измерения амплитуды сигнала осциллографа Iвозд - для пустого (заполненного воздухом) измерительного конденсатора и Ix - для измерительного конденсатора с исследуемым образцом - трансформаторным маслом. По шкале электронно-лучевого осциллографа измерены два значения амплитуды сигнала Iвозд=10,0 мм и Ix=16,6 мм. Считаем, что диэлектрическая проницаемость воздуха возд=1. По формуле производим расчет диэлектрической проницаемости трансформаторного масла Расчетное значение диэлектрической проницаемости для трансформаторного масла равно 2,5, что находится в соответствии со справочными данными. Пример 2 В измерениях используют пластинку из слюды мусковит, толщиной 10 мм. Устанавливают межэлектродное расстояние в измерительном конденсаторе 15 мм. Проверяют, что в этой области межэлектродных промежутков зависимость амплитуды измеряемого сигнала от величины обратного расстояния 1/h Ix=t(1/h) практически линейна и вклад краевой емкости минимален. В измерениях используют электрет пленки ПТЭФ - h=10 мкм, заполяризованный до величины электретной разности потенциалов V=1000 В. Производят два измерения амплитуды сигнала осциллографа Iвозд - для пустого (заполненного воздухом) измерительного конденсатора и Ix - для измерительного конденсатора с исследуемым электроизоляционным материалом (слюда мусковит). По шкале электронно-лучевого осциллографа измерены два значения амплитуды сигнала Iвозд=10,0 мм и Ix=23,1 мм. Считаем, что диэлектрическая проницаемость воздуха возд=1. По формуле производим расчет диэлектрической проницаемости слюды мусковит Расчетное значение диэлектрической проницаемости для слюды мусковит равно 6,7, что находится в соответствии со справочными данными. Предлагаемый способ позволяет значительно упростить измерения диэлектрической проницаемости без разрушающего воздействия. Источники информации 1. Казарновкий Д.М., Тареев Б.М. Испытания электроизоляционных материалов. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. 2. Эме Ф. Диэлектрические измерения. Для количественного анализа и для определения химической структуры. Пер. с немец. Штиллера Б.Н. Под ред. Заславского И.И. - М.: Химия, 1967. 3. Патент РФ №2012871, G 01 N 22/00, 1994. 4. Патент РФ №2103673, G 01 N 22/00, G 01 R 27/26, 1998. 5. Заявка РФ №94012374, G 01 R 27/26, 1996 (прототип).  ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Бесконтактный способ определения диэлектрической проницаемости твердых и жидких диэлектриков путем воздействия электромагнитного поля, отличающийся тем, что испытуемый образец помещают в межэлектродное пространство между измерительным плоским электродом и поверхностью вращающегося металлического диска, на котором закреплен полимерный пленочный электрет - источник электрического поля, определяют амплитудное значение индукционного тока измерительного электрода в случае, когда испытуемый образец находится в межэлектродном пространстве, амплитудное значение индукционного тока без помещения диэлектрика, а диэлектрическую проницаемость вычисляют по формуле где х - диэлектрическая проницаемость исследуемого диэлектрического материала; возд. - диэлектрическая проницаемость воздуха; hх - толщина исследуемого диэлектрического материала; hвозд. -толщина воздушного промежутка; h - расстояние от поверхности измерительного электрода до поверхности вращающегося диска, на которой закреплен тонкопленочный электрет - источник электрического поля; Ix - амплитудное значение индукционного тока измерительного электрода, измеренное с помощью осциллографа, для случая, когда исследуемый диэлектрик находится в межэлектродном измерительном промежутке; 1возд. - амплитудное значение индукционного тока для случая, когда межэлектродный измерительный промежуток заполнен только воздухом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника электрического поля используют тонкий пленочный электрет из конденсаторной пленки политетрафторэтилен.  РИСУНКИ Рисунок 1