Файл: Гуреев, А. А. Автомобильные эксплуатационные материалы учебник.pdf

скреперов и других дорожных машин — с вязкостью 10—16 сст при

100° С.

Имеется определенная тенденция к переходу на масла меньшей б я з к о с т и . Так, если для дизельных двигателей типа В-2 вначале при­ менялось масло с вязкостью при температуре 100° С 20 сСт, то затем 16, далее 14 и наконец было показано, что оптимальный уровень вязкости масла для этого типа двигателя находится в интервале 8— 10 сст при 100° С. Именно при этом значении вязкости обеспечивается надежная смазка и минимальная температура подшипников при всех оборотах и при разных количествах подаваемого масла.

Использование масла для двигателей минимально допустимой вяз­ кости при 100° С позволяет снизить потери на трение и получить выиг­ рыш в его низкотемпературных качествах.

Преимущества загущенных масел особо проявляются при холодных пусках двигателей и в снижении пусковых износов.

Показано, что необходимая скорость подачи масел в пусковой пе­ риод у большинства двигателей обеспечивается при вязкости от 50 до 500 Пз. Температуры, соответствующие динамической вязкости, рав­

Из данных табл. 47 следует, что загущенные масла имеют значи­ тельно лучшую прокачиваемость при холодном двигателе и поэтому обеспечивают лучшую смазку трущихся деталей в период пуска.

Плохие низкотемпературные свойства обычных масел вынуждают для облегчения пуска двигателя зимой прибегать к разбавлению масла бензином, дизельным топливом или веретенным маслом. При этом достигается существенное снижение вязкости масла и улучшение его прокачиваемости при низких температурах. В табл. 48 показано, что разбавление масла бензином на 10% в 1,5—2 раза снижает уровень вязкости при 100° С. Вязкость же этой смеси при температурах минус 20—30° С будет близка к вязкости загущенных масел при этих тем­ пературах.

155

Разбавление масла топливом применяется как вынужденная мера при отсутствии загущенных масел необходимого уровня вязкости. Разбавление снижает в масле концентрацию присадок и тем самым ухудшает качество масла. При разбавлении масла МТ-14п дизельным топливом противоизносные качества масла или критическая нагрузка Р1( (кгс) снижаются следующим образом:

Однако в условиях «масляного голодания», характерного для перио­ да холодного пуска двигателя, важно не только качество смазки, но и ее количество. В этом отношении разбавление масла топливом дает положительный эффект.

При разбавлении масла топливом следует иметь в виду, что при использовании для этих целей бензина последний в течение получаса работы двигателя испаряется и исходная вязкость масла восстанавли­ вается. При использовании для этих целей дизельного топлива пол­ ного испарения последнего не происходит, в масле остаются тяжелые фракции топлива, приводящие к необратимому разжижению масла. В этих случаях необходим тщательный контроль за вязкостью масла и своевременная его замена.

Применение полимерных присадок позволило создать масла для двигателей с вязкостными свойствами, одновременно удовлетворяю­ щими требованиям летней и зимней эксплуатации как карбюраторных, так и дизельных двигателей. Примером такого масла может служить загущенное долгоработающее масло ДВ-АСЗп-10.

Улучшение низкотемпературных свойств масла с помощью де прес­ сорных присадок. При охлаждении смазочного масла переход его из жидкого состояния в гелеобразное или твердое происходит постепенно

вдовольно широком диапазоне температур.

Впервую очередь из масла выкристаллизовываются высокоплав­ кие парафины. Кристаллы парафина соединяются друг с другом и создают каркас, лишающий масло подвижности. Полностью удалить парафины из масла невозможно, да и нет необходимости, так как най-

153

Т а б л и ц а 49

Эффект снижения температуры застывания масла от введения депрессаторов

дены соединения (депрессорные присадки), препятствующие образова­ нию каркаса и изменяющие характер кристаллизации парафина. По своей структуре присадки этого назначения представляют собой поверхностно-активные вещества, у которых одна часть молекулы полярная, а другая представляет длинную углеводородную цепь, хорошо растворяющуюся в масле. Распространена точка зрения, что депрессатор, адсорбируясь на мелких кристаллах парафина, препят­ ствует их росту и образованию сплошной кристаллической решетки (каркаса). Этим же объясняется некоторое улучшение текучести масла с депрессатором при низких температурах. Наиболее эффектив­ ны полимерные депрессаторы типа полиметакрилата Д. Эффективны и такие депрессаторы, как АЗНИИ-ЦИАТИМ-1, АФК, АЗНИИ (табл. 49). Депрессаторы в количествах до 1% способны понизить температуру застывания масла на 15—25° С.

§ 4. ПРОТИВООКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

Окисление масел в процессе работы их в двигателе приводит к об­ разованию лаков и нагаров на деталях и к накоплению различных продуктов окисления в самом масле.

Чем выше температура зон, куда попадает масло, тем более глубокие превращения оно претерпевает.

Исследованию процессов окисления минеральных масел посвящены' многочисленные работы и предложен ряд теорий и гипотез протекания этого сложного процесса (Черножуков Н. И., Крейн С. Э., Иванов К. И.). Общепринятым считается, что при окислении происхо­ дит ряд последовательных реакций, протекающих по радикально­ цепному механизму.

В результате окисления минеральных масел образуется целая гамма сложных продуктов окисления: различных спиртов, альдегидов, кис­ лот, в том числе и оксикислот, играющих главную роль в образова­ нии лака на деталях двигателя, и продуктов более глубокого окисле­ ния, химическое строение которых не установлено.

Основные превращения углеводородов масел при окислении проте­ кают по следующей схеме:

J57

дегиды — растворимы в масле, то продукты более глубокого окисле­ ния — асфальтогеновые кислоты, карбены и карбоиды — этой спо­ собностью уже не обладают. Асфальтены (продукты полимеризации смол) растворимы только в хлороформе, сероуглероде, бензоле, то­ луоле и нерастворимы в спирте и бензине. Поэтому разжижение масла бензином может привести к коагуляции и выпадению этих продуктов кз масла.

Карбены и карбоиды являются продуктами дальнейшего окисли­ тельного уплотнения асфальтенов и представляют собой высокомоле­ кулярные соединения, не растворимые ни в каких органических раст­ ворителях.

Рассмотренные продукты окисления, а также продукты разложения присадок, продукты износа и другие загрязнения составляют основу всех углеродистых отложений в двигателе.

Основными видами этих отложений являются нагары, лаки и низ­ котемпературные отложения.

Нагары— твердые, черного цвета углеродистые вещества, откла­ дывающиеся в двигателях на стенках камеры сгорания, на клапанах, свечах, днище поршня, верхнем пояске боковой поверхности поршня, на форсунках и в продувочных окнах. Нагары содержат также золь­ ные продукты распада присадок.

Лаки — тонкие, как правило, блестящие пленки из продуктов окисления масла от светло-желтого до темно-коричневого и даже чер­ ного цвета. Лаки откладываются в зоне поршневых колец, на юбке и внутренних стенках поршня, на шатунах, на стержнях клапанов, на стенках масляного поддона. Лаковые пленки очень прочны и имеют низкий коэффициент теплопроводности. Лаки способствуют пригоранию поршневых колец и перегреву деталей.

Низкотемпературные отложения (шламы) — мазеобразные отло­ жения в картере и на нерабочих внутренних поверхностях двигателя, особенно в зонах с пониженной температурой. Отложения этого типа характерны для условий зимней эксплуатации, а также при частых пусках, остановках и при работе двигателя на так называемом низко­ температурном режиме работы.

В зависимости от условий эксплуатации, типа масла и конструкции двигателя характер низкотемпературных отложений может быть раз-

158

личен и их состав может изменяться примерно в следующих пре­ делах, %:

Отложения этого типа наблюдаются в больших количествах в из­ ношенных двигателях, так как прорыв газов из камеры сжатия в кар­ тер способствует загрязнению масла продуктами окисления.

Отложение нагара на деталях начинается с образования лаковой пленки. В зонах высоких температур лаковая пленка обугливается. В ней происходят процессы коксообразования. Новые порции масла Увеличивают толщину нагара. В маслах с малым содержанием зольных присадок количество нагара увеличивается до определенных пределов, а затем рост его прекращается и устанавливается своеобразное рав­ новесие между образованием нагара и его выгоранием. При исполь­ зовании высокозольных масел (содержание золы более 1,5%) на порш­ нях могут быть большие зольные отложения, которые уже не выгорают и могут привести к перегреву и прогару поршней. Поэтому следует применять масла для карбюраторных двигателей с меньшей зольностью

(около 0,8%)..

На процессы нагарообразования, помимо масла, оказывает влия­ ние качество топлива и содержание в бензине тетраэтилсвинца.

Если масло обладает плохими противоокислительными свойства­ ми, это приводит к повышенному лако- и нагарообразованию в двига­ теле, пригоранию колец и другим нарушениям.

Для торможения процессов окисления масла и снижения нагаро- и лакообразования в двигателе используют противоокислительные присадки, такие, как диалкилдитиофосфаты цинка (присадка ДФ-11), диарилдитиофосфат цинка (присадка ВНИИНП-354), некоторые фенолы.

Присадки этого типа способны прерывать цепные процессы окисле­ ния, разрушать гидроперекиси и превращать активные радикалы (инициаторы окисления) в неактивные соединения.

Противоокислительным эффектом обладают и зольные присадки, в состав которых входят сера и фосфор (присадки ВНИИНП-360, ЦИАТИМ-339, ИП-22к и др.).

Для уменьшения низкотемпературных отложений в масла вводят полимерные присадки, например некоторые сополимеры, включающие высокополярные группы, или сукцинимиды (полимерные присадки, имеющие в своем составе аминные группы).

Противоокислительные присадки по своему действию бывают двух видов: разрушающие гидроперекиси с образованием неактивных сое­ динений (диалкилсульфиды, тиофосфотированные продукты) и свя­ зывающие активные свободные радикалы в неактивные (алкилфенолы, ароматические амины и др.).

159