Развитие энергосберегающих технологий промышленной и транспортной техники путем использования смазочных материалов, способных формировать антифрикционные пленки в узлах трения, за счет снижения коэффициента трения и повышения износостойкости трибосистем

Смазывающие свойства масел определяются свойствами формируемых ими граничных слоев. Правильный подбор состава смазочной среды и условий трения, основанный на понимании механизмов трибохимического взаимодействия материалов в узле трения, обеспечивает образование высокомолекулярных продуктов («полимеров трения»), защищающих поверхности трибосопряжения от износа. Отличительной особенностью граничных смазывающих слоев является то, что они содержат в своем составе большое количество масла, что придает им антифрикционные свойства. Управление процессами образования граничных пленок позволит повысить энергоэффективность и долговечность узлов трения промышленной и транспортной техники. Нами впервые показано, что формирование поверхностных пленок при трении стальных тел в синтетических сложноэфирных смазочных материалах протекает на неокисленной поверхности железа при механоактивации. Антифрикционная пленка является плотной, прочной и предотвращает окисление низлежащего металла. Активировать процессы образования граничных пленок можно при добавлении в смазочный материал присадок, способных растворять оксидную пленку на поверхности стали. Испытания модифицированных масел на двигателе внутреннего сгорания показали улучшение энергосберегающих и экологических параметров работы ДВС за счет снижения потерь на трение. Кроме того, формирование прочных граничных смазывающих пленок позволяет существенно – в 2-3 раза увеличивать нагрузочную способность смазочных материалов. Основной научной проблемой, на решение которой направлен проект, является разработка принципов управления процессами формирования поверхностных пленок через совокупность химических превращений, протекающих на молекулярном уровне в зоне контакта металлической поверхности и смазочного материала. При выполнении проекта планируется раскрыть основные механизмы и установить последовательности трибоактивированных превращений, протекающих при образовании и росте поверхностных пленок, в минеральных и синтетических маслах; определить взаимодействия, обеспечивающие закрепление граничного слоя на поверхности трения. Исследование взаимосвязи химического строения присадок с их эффективностью в процессах формирования граничных слоев позволит разработать принципы молекулярного дизайна присадок. Все это обеспечит возможность целенаправленного влияния на триботехнические свойства узлов трения на молекулярном уровне, позволит повысить энергоэффективность и долговечность промышленной и транспортной техники, что является неотъемлемой частью движущей силы научно-технического прогресса. Перспективным направлением развития современной науки является установление глубинных взаимосвязей между структурой материалов и их эксплуатационными свойствами базирующееся на методах машинного обучения искусственного интеллекта. Активное применение нейронных сетей к задачам триботехники ограничивается отсутствием надёжной и систематизированной базы данных, включающей: состав смазочного материала и его физико-химические свойства, физико-механические свойства деталей трибосопряжений, параметры поверхностей трения, условия трибологических испытаний, данные о составе поверхностных пленок, формируемых при трении. При реализации проекта на основе данных о трибологических свойствах модифицированных смазочных материалов, результатах исследований граничных смазывающих пленок формируемыми при трении в минеральных и синтетических маслах, планируется наработка базы данных для интеллектуальной технологии подбора смазочных материалов с использованием машинного обучения, которая позволит обеспечить требуемые триботехнические характеристики узлов трения для конкретных условий эксплуатации.