Файл: Итинская, Н. И. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости учеб. пособие.pdf

повышению износа. Нагары и лаки имеют очень плохую теплопроводность, что способствует сильному перегреву деталей.

Все это заставляет очень внимательно подбирать ма­ сла для быстроходных дизельных двигателей и использо­ вать только те, в которых содеря;атся композиции высо­ коэффективных присадок.

§ 4. Изменение свойств масел в процессе работы

Интенсивность процессов старения и загрязнения ма­ сел в двигателях зависит от очень многих факторов, и в первую очередь, от конструктивных особенностей двига­ теля и вида сжигаемого топлива. Ранее было сказано, что наиболее глубокие изменения претерпевают масла в фор­ сированных быстроходных дизельных двигателях. Если сравнивать 4- и 2-тактные дизели одной мощности, то условия работы масла в 2-тактпых двигателях значитель­ но тяжелее; требования к качеству смазочных масел в этом случае повышены.

Большое влияние на изменение свойств масел оказы­ вает техническое состояние двигателя. В изношенных и отремонтированных двигателях скорость и глубина окис­ ления масел выше, чем в новых из-за большего прорыва газов из камеры сгорания в картер и более высокой темпе­ ратуры деталей поршневой группы. На химические про­ цессы, происходящие в масле, сильно влияет степень загрузки двигателя, особенно перегрузка и работа с неустановившимися переменными режимами. Увеличение содержания серы в топливе не только повышает корро­ зийный износ деталей, но и существенно влияет на по­ вышение шламообразования в масле и нагарообразования на деталях поршневой группы.

Сейчас во все моторные масла добавляют многофунк­ циональные присадки или их композиции, причем часто в значительных количествах (около 10%).

В процессе работы масла в двигателе любая присадка, выполняя свои функции, срабатывается и ее концентрация понижается. Интенсивность изменения начальной концент­ рации присадок зависит от их количества и эффективности, теплопапряженности двигателя, его технического состоя­ ния, условий эксплуатации (нагрузка, скорость, темпера­ тура), качества сжигаемого топлива и др.

269

Определить содержание присадки в работавшем масле значительно труднее, чем в свежем. По золе работавшего масла нельзя судить о количестве присадки, так как со­ держание золы уменьшается по мере срабатывания при­ садки, но увеличивается за счет накопления в масле меха­ нических примесей (металлов, кварцитов, глинозема и др.). Поэтому зольность работавших масел может умень­ шаться, оставаться без изменений или увеличиваться в зависимости от того, какие процессы и с какой скоростью происходят в масле.

Нельзя также судить об изменении концентрации при­

вмасло с продуктами сгорания топлива. Количество серы

вработавших маслах остается примерно на одном уровне.

Осрабатываемости присадки можно судить по изме­ нению щелочного числа, но этот метод пригоден только для присадок, в состав которых входят соединения, обуслов­ ливающие щелочную среду раствора. Работавшее масло отфильтровывают от осадков, а затем определяют щелочное число. Чем больший период работало масло в двигателе, тем ниже будет его щелочное число. Существует мнение, что если щелочное число равно нулю, то активной части присадки уже нет и масло к дальнейшему использованию непригодно. Нам кажется, что в таком масле израсходо­

ваны нейтрализующие функции, а по ряду показателей оно еще пригодно к эксплуатации.

Точнее о количестве присадки в работавшем масле мо­ жно судить по содержанию ее основного компонента (на­ пример, бария), концентрация которого не зависит ни от накопления механических примесей, ни от качества сжига­ емого топлива. Определив в золе масла содержание бария, можно судить о количестве присадки. Но в этом общем ко ­ личестве часть присадки, иногда значительная, уже сра­ боталась (разложилась) и находится в масле в неактивной форме.Чтобы судить об эксплуатационных свойствах масла, нужно знать содержание активной части присадки. Обычно считают, что активная часть присадки находится в масле в растворенном состоянии, а в осадках и на отложениях находится неактивная (сработавшая) часть. Поэтому для

определения активной части присадки нужно исследовать золу фильтрованного масла.

270

100—120 ч работы, а затем меняется незначительно. Аб­ солютное увеличение вязкости, обычно составляющее 2—4 сСт при 100°, только способствует образованию масляного клина с более высокой несущей способностью. Смазочные свойства работавших масел повышаются за счет накопления в них полярно-активных соединений (смол, оксикислот, кис­ лот, асфальтенов). Следовательно, если из масла в процессе его работ],I хорошо удалять накапливающиеся абразив­ ные примеси, то работавшее масло может обладать повы­ шенными противоизносными свойствами. Но если накоп­ ление продуктов окисления не оказывает существенного влияния на изменение противоизносных свойств, то они резко ухудшают моющие свойства, увеличивая количество высокотемпературных отложений, вызывая залегание и пригораниз поршневых колец. Основное действие присадок в моторных маслах направлено на снижение лако- и нагарообразования на нагретых деталях двигателя, а затем снижение коррозийных свойств за счет нейтрализации как продуктов окисления масла, так и окислов серы, об­ разующихся при сгорании топлива.

Почти всегда в работавшем масле накапливается вода. Основное ее количество образуется от сгорания водорода. Пары воды конденсируются при прорыве газов в картер двигателя. Попадает вода и из окруяшющего воздуха при охлаждении двигателя, особенно в более холодное ночное время суток. Кроме этого, вода может случайно проникать через различные неплотности системы жидкостного охла­ ждения двигателя, через сапун в дождливое время, при небрежном доливе масла взамен выгоревшего и другими путями. Частично вода испаряется при вентиляции кар­ тера, а остающаяся в масле повышает коррозийные свой­

ства последнего, гидролизует присадку, уменьшая ее ак­ тивность.

Очень часто в работавшем масле как карбюраторных, так и дизельных двигателей накапливается не полностью сгоревшее топливо. Топливо, попадающее в масло даже в небольших количествах, резко снижает температуру его вспышки, а также уменьшает вязкость. Следовательно, если температура вспышки работавшего масла ниже, чем свежего, то в масле содержится топливо. Чем больше сни­

жена температура вспышки, тем выше содержание топ­ лива в масле

Определение температуры вспышки масел. Прибор для определения температуры показан на рисунке 57. На коль-

272

ется в нижней части ловушки 3 , а растворитель 2 будет сверху. Растворитель, поднявшись до отводной трубки, стекает обратно в колбу 5. Процесс нагревания и перегонки продолжают до тех пор, пока уровень воды 1 в ловушке не перестанет увеличиваться.

Закончив опыт и охладив колбу, определяют количе­ ство воды в ловушке и подсчитывают ее в процентах от

Чем больше воды в нефтепродуктах, тем осторожнее нужно нагревать колбу, чтобы избежать перебросов содер­ жимого колбы через холодильник. Количество сильно

обводненных работавших масел для анализа уменьшают до 20—25 мл.

Определение механических примесей методом фильт­ рации. Пробу отработавшего масла перемешивают 3— 4 мин и в мерный цилиндр наливают 10—20 мл. Наливать масло нужно осторожно, тонкой струей в центр цилиндра. Масло растворяют 7—10-кратным объемом бензина, не содержащего механических примесей. Полученную смесь фильтруют через предварительно взвешенный на анали­ тических весах беззольный фильтр. После фильтрации осадок на фильтре и мерный цилиндр промывают бензином до полного удаления следов масла на фильтре; должен сте­ кать бесцветный бензин. Фильтр с осадком высушивают 20—25 мин в сушильном шкафу при температуре 105—110°, затем охлаждают и взвешивают.

Количество механических примесей, в процентах, под­

В состав механических примесей работавших масел входят различные углеродистые соединения, металл, сни­ маемый с поверхностей трения, различные кварцевые частицы и другие продукты загрязнения. Если сжечь фильтр и прокалить осадок, то все углеродистые продукты сгорят, останется негорючий остаток, состоящий из квар­ ца и металлов (в основном железа).

275

§ 5. Новая классификация моторных масел

Минеральные (нефтяные) масла, используемые для смаз­ ки двигателей внутреннего сгорания, называются мотор­ ными. По способу получения они могут быть дистиллят­ ные, остаточные, смешанные (дистиллятные с остаточными) и загущенные (маловязкие масла, загущенные полиме­

рами).

Многомарочность масел, вырабатываемых для двига­ телей внутреннего сгорания, настоятельно требовала соз­ дания единой классификации. По постановлению госстан­ дарта 15 января 1972 г. была утверждена новая классифи­ кация (ГОСТ 17479—72), срок введения которой 1 января 1974 г. С этого периода все выпускаемые и вновь разраба­ тываемые масла должны соответствовать данной классифи­ кации, которая распространяется на масла для всех дви­ гателей широкого назначения, за исключением масел, применяемых в авиационных двигателях.

Моторные масла для двигателей внутреннего сгорания автомобилей, тракторов, комбайнов, речных и морских судов, тепловозов, и т. д. получают селективной очист­ кой дистиллятов с последующим введением присадок. Делятся они на шесть групп: А, Б, В, Г, Д , Е, которые отличаются количеством и эффективностью введенных при­ садок. Меньше всего присадок в маслах группы А, в каж­ дой следующей группе больше, чем в предыдущей, самое высокое содержание в маслах группы Е. Масла группы А предназначены для нефорсированных двигателей. Ма­ сла группы Б вырабатываются двух видов: Б х и Б», они предназначены для малофорсированных двигателей (Bj— карбюраторных, Б 2— дизельных). Масла групп В и Г также вырабатываются двух видов: Вх и В2 для средне­ форсированных, Tj и Г2 для высокофорсировапных дви­ гателей, индекс «1» — для карбюраторных, «2» — дизель­ ных. Эксплуатационные свойства масел группы Д наибо­ лее высоки, они предназначены для высокофорсированных дизельных двигателей, работающих в тяжелых усло­ виях. Масло группы Е в сельском хозяйстве не применя­ ется, оно предназначено для дизельных малооборотных двигателей, работающих па тяжелом топливе с высоким содержанием серы (3,5%).

Для карбюраторных двигателей выпускаются масла с кинематической вязкостью 6, 8, 10 сСт, а для дизельных—

8, 10, 12, 14, 16, 20 сСт при 100°.

276

В летних маслах класс вязкости указывается одной цифрой, а именно, кинематической вязкостью при 100°, эти масла имеют индекс вязкости не менее 90. В зимних

ивсесезонных сортах масел класс вязкости указывается двумя цифрами (дробью), например 43/10; 43/8; 63/6; 63/10. Цифры 4 и 6 в числителе указывают пределы кинемати­ ческой вязкости при минус 18° (4— вязкость не менее 1300

ине более 2600 сСт, а 6 — не менее 2600 и не более 10400 сСт).

Уданных масел индекс вязкости не менее 125 еди­ ниц. Буква «з» показывает, что масло содержит загущаю­ щие (вязкостные) присадки и предназначено для приме­ нения зимой или во все сезоны. Цифра в знаменателе так же, как для летних масел, указывает кинематическую вязкость в сСт при 100°.

Вмарке моторного масла условно обозначается класс вязкости, группа эксплуатационных свойств и сезонность применения. Ниже приводятся несколько марок масел:

М8А, М6БЬ М10Б2, М8Г2, М-43/8Вь М-43/10Г2, М-б^бВ*.

Буква М указывает, что масло моторное. Если в марке одна цифра, то она показывает значение вязкости в сСт при 100°, если две цифры, то первая (4 или 6) пределы вяз­ кости при — 18°, а вторая (6, 8, 10 и т. д.) значение вяз­ кости при 100°. Индекс «1» — масло для карбюраторных двигателей, «2» — для дизельных двигателей. Буквы Б, В,

Гпоказывают, к какой группе по эксплуатационным свой­ ствам относится масло и для двигателей какой степени форсировки его можно применять. Буква «з» показывает, что масло с загущающей присадкой (зимнее или всесезон­ ное).

Следовательно, марка М10В2 читается: масло мотор­ ное, имеет значение кинематической вязкости 10±1,0 сСт при 100°, предназначено для смазывания среднефорсирован­ ных дизельных двигателей летом. Марка масла М-43/10Га—

ванных дизельных двигателей. Марка масла M-Gg/eBj—

277