Критеріальний підхід для оцінювання зміни властивостей моторних олив у процесі експлуатації та визначення строків їх заміни

Abstract

UA: У статті подано новий аналітичний підхід для оцінювання зміни службових властивостей моторних олив під час експлуатації двигунів внутрішнього згоряння. Запропоновано два безрозмірні критерії — πм та πt,, які дають змогу комплексно враховувати зміну властивостей моторної оливи та вплив основних експлуатаційних факторів. Розроблено залежність πм = f(πt) для визначення оптимальних строків заміни моторної оливи з урахуванням як якості пального, так і початкових характеристик оливи. Поданий критеріальний підхід забезпечує більш точне прогнозування моменту, коли олива втрачає свої експлуатаційні властивості та підлягає заміні. Наразі проводять експериментальні дослідження для уточнення розробленої залежності на основі даних із різних типів двигунів. Збір експериментальних даних із різних типів машин забезпечить побудову узагальненої моделі, яка враховує всі суттєві фактори зносу моторної оливи.

EN: This article presents a novel analytical method for assessing the degradation of motor oil performance during the operation of internal combustion engines (ICEs), based on a criterial approach. The research introduces two dimensionless criteria — πм and πt — that comprehensively reflect both the change in the oil’s functional properties and the impact of key operating factors such as engine load, fuel quality, lubrication system volume, oil consumption, and additive depletion over time. The πм criterion integrates tribological, chemical, and rheological indicators of oil performance, including anti-wear and anti-seizure characteristics, alkalinity (neutralization capacity), viscosity, and oxidative stability. It reflects the capacity of the oil to maintain protective and lubricating properties under thermal and mechanical stress conditions. The πt criterion, in turn, incorporates sulfur content in fuel, engine power density, oil change intervals, and the volume of oil replenishment during operation, which directly affect the rate of additive depletion and oil aging processes. These criteria allow not only for real-time assessment of oil degradation but also for forecasting the optimal oil replacement period depending on the operational conditions and oil group classification (according to API standards or national regulations). This provides a unified and scientifically grounded tool for evaluating oil condition across a broad range of ICE types, designs, and operating modes. A key outcome of the study is the derived functional dependence πм = f(πt), which enables the calculation of oil change intervals based on operating similarity rather than just mileage or engine hours. This approach enhances decision-making in maintenance planning by considering real service conditions. The proposed approach takes into account both the initial oil quality and the dynamic changes occurring during engine operation, which improves reliability, durability, and economic efficiency in vehicle and machinery maintenance systems. Currently, experimental data is being collected from field tests of various engine types to refine the proposed dependency and to develop a generalized empirical model that can be applied across different service conditions and engine configurations. The criterial methodology developed in this study addresses the need for more objective and comprehensive assessment of motor oil service life, moving beyond traditional mileage-based approaches.