Файл: Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции..pdf

и температуры двигателя. Маслянистость зависит от хими­

ческой структуры масла. Она тем выше, чем больше в масле

поверхностно-активных веществ (парафиновых и жирных кис­ лот, смолисто-асфальтовых веществ), способных создавать

на поверхностях смазываемых деталей прочный граничный

слой. Маслянистость возрастает с увеличением вязкости.

Особенно большое значение имеет маслянистость при работе двигателя на переходных и неустановившихся режимах, когда

возникают условия граничного трения. В этих условиях мас­

ло с высокой маслянистостью обеспечивает лучшую смазку,

меньшее трение и износ.

2. Антиокислительные свойства характеризуют способ­

ность масла противостоять окислению при высоких темпера­ турах.

При окислении в масле образуются перекиси и кислоты,

которые повышают коррозионную агрессивность масла, а также смолистые вещества, лаки, нагар и осадки, которые

ухудшают режим смазки, повышают тепловую напряженность

и износ двигателя. Наиболее интенсивно процесс окисления

масла происходит в случае применения сернистого топлива.

Значительное накопление продуктов окисления требует

применения фильтрации и периодической замены отработав­ шего масла свежим.

Интенсивность и характер окисления, а также свойства конечных продуктов окисления зависят от температурной зоны, в которой работает масло.

В высокотемпературной зоне (камера сгорания), где тем­ пература поршня и втулки достигает 200-400°С, масло ча­ стично сгорает, образуя нагар и прочные лаковые пленки.

Нагар и лак ухудшают теплоотвод, увеличивают абразивный

износ цилиндрово-поршневой группы и нарушают герметич­ ность выпускных клапанов. Расход масла на угар должен компенсироваться путем доливки свежего масла в циркуля­ ционную цистерну или масляный бак. Склонность масла к

нагарообразованию определяют по весу нагарного остатка

275

при полном испарении навески масла при температуре

350-500°С.Моторные масла, полученные переработкой восточ­

ных сернистых нефтей, имеют большую склонность к нагарообразованию по сравнению с бакинскими маслами. Поэтому

эти масла'должны применяться только в сочетании с эффек­ тивными моющими присадками.

*В среднетемпературной зоне (боковая поверхность порш­

ня, поршневые кольца и их канавки, внутренняя поверхность

донышка поршня, охлаждаемого маслом), где температур» ко­

леблется в пределах от 100 до 300°С, масло окисляется, образуя лаковые пленки различной толщины, которые, благо­ даря большой липкости, накапливают в себе продукты износа

инагарюобрзс^ования. Лаки откладываются в канавках порхпневых колец, что приводит к потере подвижности (пригоранию)

иперегреву колец. При этом снижается компрессия, умень­

шается механическая прочность и увеличивается износ ко­ лец. Склонность масла к лакообразоваяию определяют по

времени, в течение которого масло, окисляясь в условиях

испытания, теряет работоспособность и превращается в

лаковую пленку, что фиксируется по резкому возрастанию коэффициента трепля между трущимися поверхностями. На интенсивность лакообр»зования влияют температура и про­ должительность нагрева масла, толщина масляного слоя, термоокислительная стабильность и моющие свойства масла.

Скорость, с которюй тонкая масляная пленка при дан­

ной температуре превращается в лаковую пленку, характе­ ризует термоокислительную стабильность масла. Она оце­ нивается по методу Папок по времени, в течение которого

ратур» составляет около 100°С, масло, под воздействием прерывающихся в картер воздуха и газов, образует осадки.

276

Пары воды, содержащиеся в воздухе и горячих газах, при

прорыве в картер конденсируются, и влага смешивается

с маслом, находящимся в картере. При наличии вода в

масле образуются мыла, которые выпадают, образуя шлам в виде студнеобразной массы. Она содержит воду, масло,

железные мыла, продукты износа, сажу, нагар и лак. Оседая

во внутренних полостях двигателя,' в фильтрах, на прием­ ных сетках насосов и в трубопроводах, осадки и отложения

ухудшают работу масляной системы и могут привести к срыву

подачи масла. Склонность масла к осадкообразованию опре-

•*

деляют по количеству нерастворимых в изооктане осадков

(в % по объему), появлявшихся в масле при его окислении в специальной установке. Осадкообразованию способствует работа дизеля на малых числах оборотов и нагрузках, на

холостом ходу,а также частые пуски и остановки, длитель­

ные режимы прогрева и другие низкотемпературные режимы, при которых увеличивается прорыв воздуха и газов в картер,

атакже конденсация водяных паров в картере.

3.Коррозионная агрессивность масла обусловлена

наличием и появлением в нем перекисей и кислот, которые взаимодействуют с металлами. В наибольшей степени корро­ зии подвергаются подшипники коленчатого вала, залитые

свинцовистой бронзой. Коррозионная агрессивность масла

сильно возрастает при использовании сернистого топлива,

атакже в присутствии даже незначительных количеств воды

(рис. 9.3).

Присутствие в масле органических кислот определяется

величиной кислотного числа, которое для свежего масла

должно находиться в пределах 0,15-0,20мг КОН на I г

масла.

Коррозионная агрессивность масла оценивается по мето­ ду Пинкевича или по методу, разработанному НАМИ, сущность

которых заключается в определении величины потери веса металлических пластин, помещенных в испытуемое масло.

Величина потери веса составляет:для масла марки МС-20

277

45г /м2', для масла марки МК-22 2 г /м2'.

го составляет 2 ч, поддерживается определенная темпера­

тура цилиндра, масла и всасываемого воздуха. Степень

покрытия боковой поверхности эталонных поршней лаковыми

отложениями выражается в баллах от 0 до 6, где ноль

означает абсолютно чистую боковую поверхность поршня.

5. Щелочность масла характеризует его способность

нейтрализовать коррозионное действие продуктов сгорания

сернистых соединений и препятствовать образованию отло­

жений продуктов окисления на деталях цилиндрово-поршневой группы. Необходимая щелочность масла обеспечивается добав­

лением специальных присадок. С увеличением содержания серы в топливе нейтрализующее свойство масла должно быть

выше, поэтому выше должна быть и его щелочность. При используемых в настоящее время присадках максимальная,

278

практически доставшая щелочность составляет около 75 кг

топлив с содержанием серы до 4#. Критерием правильности выбора щелочности масла служат результаты анализа проб

отработавшего масла. Запас щелочности отработавшего масла

должен быть не менее 1-2мг KDH на 1г масла.

§ 5. Присадки к смазочным маслам

с

Для того, чтобы масло наиболее полно удовлетворяло

предъявляемым требованиям, в него добавляются присадки, которые даже в небольших количествах (3-5# по весу масла)

существенно улучшают эксплуатационные свойства и увеличи­ вают срок службы масла. Общими требованиями для всех

присадок являются: хорошая растворимость в масле, ста­ бильность свойств при работе двигателя и при длительном

хранении, отсутствие вредного воздействия на масло, отно­ сительно невысокая стоимость.

В настоящее время чаще всего применяются многофунк­ циональные присадки, которые улучшают сразу несколько

свойств масла.

Механизм действия основных компонентов присадок сво­ дится к следующему.

1. Присадки, улучшающие вязкостные свойства, повышают*2 вязкость масла при увеличении температуры и мало влияют на вязкость при понижении температуры. Молекулы вещества таких присадок при повышении температуры изменяют свою

нитевидную структуру на клубйообразную и тем самым увели­

чивают внутреннее трение масла.

2. Моющие присадки препятствуют отложению нагара и лака на рабочих поверхностях дизеля и укрупнению нераст­

воримых частиц смолистых продуктов, находящихся в масле.

Молекулы присадки, являясь поверхностноактивным веществом,

279

легко адсорбируются на поверхности частиц смолистых про­ дуктов или нагара (рис. 9.4). Это препятствует дальней­ шему укрупнению частиц и приводит к образованию на их

поверхности одноимен­ ных электрических за­ рядов и к взаимному отталкиванию частиц. Образовавшиеся части­ цы удерживаются в масле во взвешенном состоянии и постепен­ но удаляются из него при прохождении через масляные фильтры и центрифуги.

3. Антикоррозион­ ные присадки создают на поверхности"ме­

Рис. 9.4. Механизм действия моющих присадок: молекула смолообразующего соединения или нагара - I; молекула мою­ щей присадки - 2; частица, состоящая из молекул смолооб-

резующих соединений или нагаре, агрессивных агентов -

4 . Антиокислителъные присадки препятствуют окислению масла кислородом воздуха и накоплению в масле кислых соединений.

5.Антизадирные присадки, содержащие в своем составе поверхностно—активные вещества, активизируют процесс образования на поверхности трущихся деталей граничного слон, которой препятствует появлению сухого трения.

6.Депрессаторы понижают температуру застывания масла на 20-30°С.

280

7.Противопенные присадки разрушают воздушно-масляную

пену, которая образуется в результате насыщения масла пу­

зырьками воздуха при разбрызгивании масла в картере. Рассмотрим некоторые многофункциональные присадки.

1.Присадка Аз Н М - ЦИАТИМ - I обладает моющими,

антикоррозионными и депрессоргодач свойствами; добавляется

кмаслу в количестве до 3%; предназначена для дизелей,

работающих на малосернистом топливе; защищает детали

двигателя от коррозии и поршни от нагарообразования;

предохраняет поршневые кольца от пригорания; понижает температуру застывания масла.

2.Присадка ЦИАТИМ - 339 улучшает моющие и антикор­

розионные свойства масла; предназначена для дизелей,ра­ ботающих на топливе с содержанием серы до 1%.

3. Присадки ЕНИИНП - 360 и МНИИП - 22 обладают высо­

кими моющими и антиизносными свойствами, однако сильно

повышают вспениваемость масла, в связи с чем к ним до­ бавляется антипенная присадка ПМС - 200А.

4. Присадки ПМС - 19, ПМСЯ и СБ - 3 обладают антиокислительными и высокими моющими свойствами, однако

содержат в своем составе много золы. Так присадка

ПМС - 19 содержит около 13% золы. Иногда эти присадки называют многозольными.

§6. Срок службы и способы очистки масла

Впроцессе работы смазочное масло постепенно утрачи­ вает необходимые эксплуатационные качества, становится практически непригодным к дальнейшему использованию и подлежит замене.

Срок службы масла в двигателе зависит от типа и конст­ рукции двигателя, его технического состояния и режимов

работы, сорта применяемых топливаи масла.О том,насколько существенно влияние перечисленных факторов, говорит боль-

281

шая разница в сроках службы масла в двигателях различного

типа и форсировки.

Срок службы масла определяется заводом-изготовителем

двигателя опытным путем и указывается в формуляре. Уста­ новленные сроки смены масла должны строго соблюдаться.

При смене масла раньше установленного срока будет иметь место неоправданный перерасход свежего масла. При

поздней смене масла оно будет чрезмерно загрязняться и ухудшать свои физико-химические свойства, что вызовет

увеличение интенсивности износа.

Для контроля за состоянием масла в период между очередными заменами через каждые 100 ч работы двигателя оно должно подвергаться анализу в топливной лаборатории. Качество масла при этом оценивается по вязкости; содер­ жанию механических примесей, воды и топлива; величине кислотного числа; температуре вспышки. Если хотя бы один из указанных показателей не удовлетворяет установленным

требованиям, масло подлежит замене на свежее. Слив отра­

ботавшего масла производится сразу же после остановки

двигателя, когда масло еще горячее. Затем необходимо

очистить масляный бак и картер двигателя (при наличии смотровых лючков) от отложений, промыть дизельным топли­

вом все фильтры и только после этого заполнить систему

смазки свежим маслом. Отработавшее масло подлежит сдаче

на склад для регенерации.

282