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

Одна молекула антиокислителя может разложить много молекул гидроперекиси, т. е. антиокислитель разлагает гидроперекиси в ко­ личествах, значительно превышающих стехиометрические, поэтому антнокислительные присадки добавляют к маслам в очень небольшом

количестве.

Присадки, разлагающие гидроперекиси, более эффективно подав­ ляют окисление масла, чем антиокислители, действие которых основано на обрыве цепи (уничтожении радикала).

Соли железа, меди и других тяжелых металлов всегда имеются в работавшем масле, они ускоряют процесс окисления углеводородов масла. Поэтому в ряде случаев применяют дезактиваторы металлов для пассивации и дезактивации растворенных металлов. Из присадок этого типа широко известны: дисалицилидены, диаминопропан, ализа­ рин и др. Эти соединения связывают ионы металлов в масле в так называемые хелатные соединения.

Интересны также зарубежные противоокислительные присадки, в состав которых входят новые для масел химические элементы: кад­ мий около 10% в присадке Ванлюбе 61 и селен около 16% в присадке

OLOA-250.

' § 5. МОЮ ЩИЕ СВОЙСТВА

Моющими свойствами масла называют его способность обеспечи­ вай) необходимую чистоту деталей работающего двигателя.

Минеральное масло без присадок не может обеспечить работу сов­ ременного двигателя, вызывает закоксовывание колец и обильное за­ грязнение всех деталей. Высокие моющие свойства товарным автомо­ бильным маслам придают эффективные моющие присадки, введенные в масло совместно с присадками других назначений (противоокислптельной, противокоррозионной и др.).

Моющие присадки (табл. 50) являются наиболее массовыми при­ садками к моторным маслам, их выпуск составляет более 70% от общего выпуска присадок к маслам.

Существуют два типа моющих присадок — зольные и беззольные.

В зависимости от количества металла сульфонаты бывают нейтраль­ ные (присадки СБ-3, СК-3, СК-11) и высокощелочные (присадка ПМС), в которых содержится больше металла.

Нейтральные сульфонаты называют также малозольными, а вы­ сокощелочные (основные) — многозольными сульфонатами. Наличие в этих соединениях металлов щелочного характера (бария или каль­ ция) придает этим присадкам щелочность. Этот показатель иногда указывается прямо в названии присадки. Например, наименование присадки ПМС-70 означает: присадка многозольный сульфонат со щелочностью 70 мгКОН/г.

Щелочность характеризует запас моющих и нейтрализующих свойств масел для двигателей. У современных масел этот показатель

1G0

* Зольность сульфатная.

находится в пределах 4—10 мгКОН/г. Щелочность самих присадок — многозольных сульфонатов (типа ПМС и др.) —равна 70—120 мгКОН/г.

Зольные моющие присадки в масла вводятся до 5—10%. Беззольные моющие присадки представляют собой чистооргани­

ческие соединения, при сжигании которых, как уже говорилось, зольных отложений не образуется, так как в их состав металл не входит. Существуют два основных типа беззольных моющих присадок: сукцинимиды и полярные полимеры.

Сукцинимидные присадки являются продуктом взаимодействия низкомолекулярного полиизобутилена с малеиновым ангидридом и некоторыми аминами. С химической точки зрения это имидопроизводные янтарной кислоты. Одна из отечественных присадок этого ти­ па имеет условное название СВ-5. Известны зарубежные присадки этого класса — OLOA-1200, Lubrizol-890 и др.

Полярные полимеры, или, как их еще называют, сополимерные присадки, представляют собой высокомолекулярные продукты, син­ тезированные на базе метакриловых эфиров и азотсодержащего моно­ мера. Наличие в длинной молекуле присадки полярных фрагментов придает ей особые моющие свойства. Известны зарубежные присадки этого типа L.OA-564, LOA-565, Р1ехо1-917 и отечественная ВНМ-1.

Моющие зольные присадки эффективны в горячих зонах двигателя,

абеззольные и в горячих, и в холодных.

Сростом теплонапряженности двигателя повышаются и требования

кмоющим свойствам масла. В масло приходится вводить большее количество присадок. Однако от введения зольных моющих присадок повышается зольность масла. Это приводит к увеличению на поршне нагара и зольных отложений, которые при попадании в масло приводят

кувеличению абразивного износа. Чтобы избежать этого, зольные присадки сочетают с моющими беззольными присадками. Этим дости­ гается снижение зольности масла до 0,7—0,8% при сохранении и даже улучшении его моющих свойств.

Моющий эффект присадок определяется их способностью удержи­ вать во взвешенном состоянии продукты окисления в работавшем масле.

Работавшее масло представляет собой дисперсную систему, состоя­ щую из мельчайших частичек нагара (неизбежных продуктов окисле­ ния масла) и других твердых загрязнений в минеральном масле, причем в качестве стабилизаторов этой суспензии выступают поляр­ ные соединения.

Строение мицелл (мельчайших частиц колоидного раствора) в ра­ ботавшем масле окончательно не установлено, но ясно одно, что в их образовании и стабилизации могут участвовать все полярные веще­ ства, находящиеся в масле, в том числе и вода.

Таким образом, действие моющих присадок связано с чисто хими­ ческими процессами (нейтрализация кислых продуктов окисления, химическое превращение склонных к лакообразованию оксикислот

впродукты, не дающие таких отложений, торможение образования

вмасле продуктов окисления) и с физическими процессами (удержание

во взвешенном состоянии продуктов окисления масла, размельчение и

162

растворение — солюбилизация — твердых продуктов окисления и пре­ вращение их в стойкие тонкодисперсные системы, создание на метал­ лических поверхностях адсорбционных пленок, препятствующих при­ липанию к ним продуктов окисления масла).

В лабораторных условиях моющие свойства масла определяют по величине моющего потенциала (ГОСТ 10734—64). Моющий потенциал показывает способность данного масла (или присадки) удерживать во взвешенном состоянии эталонный загрязнитель. Чем выше значение моющего потенциала, тем лучше моющие качества масла.

Широкое применение для оценки моющих свойств нашел метод Г13В. Сущность метода заключается в следующем: на одноцилиндро­ вой установке в течение 2 ч испытывается масло при определенном температурном режиме. После испытаний двигатель разбирают и оце­ нивают лакообразование на боковой поверхности поршня с помощью цветной шкалы по семибалльной системе: чистый поршень—0 балла, самый грязный — 6 баллов. Масла, обладающие хорошими моющими свойствами, оцениваются по методу ПЗВ баллом не более 0,5—1,0.

§ 6. ПРОТИВОИЗНОСНЫЕ СВОЙСТВА

Противоизносным свойством масла называется его способность препятствовать износу трущихся пар в двигателе.

Как было сказано раньше, в автомобильном двигателе наблюдаются практически все режимы смазки: гидродинамический, граничный и в отсутствие смазки — «масляное голодание». Узлы трения двигателя работают при самых различных условиях и удельных нагрузках. Смаз­ ка двигателя в период пуска и прогрева характеризуется малой пода­ чей масла и низкими температурами, при работе на полных оборотах— повышенными температурами масла, самих деталей и обильной подачей масла.

При изучении влияния качества масла на износ деталей двигателя следует отдельно рассмотреть противоизносные и противозадирные свойства масла.

Под противозадирными свойствами понимают способность масла препятствовать задиру деталей при условии «масляного голодания» трущейся пары при высоких удельных нагрузках и температурах. В зоне контакта с противоизноеными присадками происходят хими­ ческие превращения, в результате которых на поверхности металла образуются прочные сульфидные и фосфидные пленки (противоизнос­ ные присадки обычно содержат серу и фосфор), предотвращающие натиры и задиры трущихся поверхностей.

При очень жестких условиях трения запаса противозадирных ка­ честв у масел для двигателей иногда бывает недостаточно и тогда наблюдаются натиры и даже задиры зеркала цилиндра, повышение износа поршневых колец, питтинг толкателей.

Двигатели внутреннего сгорания большинства конструкций при относительно больших расходах масла (1,5—2% к топливу), как пра­ вило, не предъявляют особых требований к противозадирным свойствам масла.