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

отводится также и молекулярному кислороду, который может, как и гидроперекиси, вызывать коррозию металла подшипников.

При рассмотрении коррозионных процессов (особенно процессов ржавления) необходимо подходить к ним и с позиций электрохимиче­ ской коррозии, по которым общая реакция взаимодействия коррозионно агрессивных продуктов с металлом может быть разделена на два сопряженных процесса: анодный — переход металла в раствор в виде ионов с оставлением эквивалентного количества электронов в металле

икатодный — ассимиляция появившихся в металле избыточных элект­ ронов каким-либо деполяризатором (кислородом, продуктами окисле­ ния масла).

Противокоррозионные присадки тормозят протекание отдельных стадий процесса и этим замедляют процесс коррозии в целом.

Для подавления коррозионных процессов в двигателе, в том числе

икоррозии подшипников, используют следующие три пути:

нейтрализацию кислых продуктов в работавшем масле; замедление процессов окисления масла; создание на металле защитной пленки.

По первому пути применяют в маслах высокощелочные присадки (например, сульфонаты), нейтрализующие кислые продукты. При­ садки этого типа берут в таких количествах, чтобы в масле, полностью отработавшем срок службы в двигателе, еще оставался некоторый за­ пас щелочных свойств.

По второму пути применяют в маслах присадки, замедляющие окис­ ление масла (присадки, разрушающие гидроперекиси и превращающие активные радикалы в неактивное состояние). Эти функции, как пра­ вило, успешно выполняют противоокислительные, многофункцио­ нальные и другие присадки.

По третьему пути в масло вводят присадки, образующие прочную защитную пленку на поверхности подшипников. При этом следует иметь в виду, что чрезмерный запас моющих свойств у масла (по ще­ лочности) при повышенных температурах может привести к разруше­ нию противокоррозионных пленок на металле и в ряде случаев вызвать повышенную коррозию подшипников.

При консервации машин с помощью масел, содержащих противо­ коррозионные присадки, создаются пленки, надежно защищающие металл даже в жестких атмосферных условиях.

В заключение отметим, что современные моторные масла характе­ ризуются высокими противокоррозионными и противоржавейными качествами, способствующими повышению долговечности двигателей.

§ 8. ПРОТИВОПЕННЫЕ СВОЙСТВА

При работе масла в двигателе создаются благоприятные условия для образования пены. Этому способствует бурное перемешивание масла с воздухом вследствие вращающихся деталей шатунно-кривошипного механизма, наличие в масле следов воды и ряда стабилизирующих пену веществ: продуктов окисления масла. В отдельных случаях

170

может наблюдаться сильное пенообразование, приводящее к выбросу масляной пены.

Обильное пенообразование нарушает нормальные условия режима смазки.

Для устранения пенообразования практически во все современные масла для двигателей вводят в количествах 0,002—0,005% противопенные присадки. Эти присадки относятся к классу кремнийорганических полимеров и маркируются ПМС-200А.

Действие противопенных присадок заключается в том, что, являясь по своей природе соединениями относительно плохо растворяющимися в минеральных маслах, они находятся в основном на поверхностях раздела фазы воздух — масло. В результате этого скорость разруше­ ния пены становится больше, чем скорость ее образования. Наступает пеногашение. Таким образом уже тысячные доли процента противопенной присадки надежно защищают двигатель от пенообразования.

Образование на границе воздух — масло барьера из полимерных молекул кремнийорганических соединений создает определенные труд­ ности для прохождения кислорода воздуха вглубь масла. Предпола­ гают, что это свойство противопенных присадок несколько повышает стойкость масла к окислению.

Пенообразование уменьшается с повышением температуры масла, так как при этом вязкость масла снижается и стойкость пены падает.

Попадание воды в масло приводит к увеличению пенообразования: из масла капельки воды начинают испаряться, приводя к зарождению отдельных газовых пузырьков, а затем и пены.

Замечено, что наиболее часто пенообразование наблюдается в дви­ гателях с «сухим» картером, имеющим откачивающие насосы и от­ дельный масляный бак, чем в двигателях с «мокрым» картером, как у обычных двигателей средней мощности.

Продуктами сгорания противопенной присадки является абразив­ ная окись кремния Si02 (кварцевый песок). И хотя противопенные присадки применяются, как указывалось выше, в очень небольших количествах— 0,002—0,005%, имеется определенная тенденция ис­ пользовать присадку в количествах, отвечающих нижнему пределу допустимых концентраций.

§ 9. СТАБИЛЬНОСТЬ И ВОЗМОЖНОСТЬ СМЕШЕНИЯ МАСЕЛ РАЗНЫХ МАРОК

Стабильность масел при хранении. Масла для двигателей должны сохранять свои эксплуатационные свойства при хранении в течение длительного срока.

Современные масла могут храниться пять лет и более практически без изменений показателей качества. Однако если в масло были введены зольные присадки невысокой степени очистки и в него попала вода (даже десятые доли процента), то при хранении могут наблюдаться случаи выпадения из масла осадка. Осадок представляет собой эмуль­ сию, состоящую из воды, масла, присадок и различных загрязнений. В случаях выпадения присадок эксплуатационные качества масла

171

могут ухудшиться и физико-химические показатели масла не будут отвечать требованиям ГОСТа.

Возможность смешения масел для двигателей разных марок друг с другом. При эксплуатации автомобилей и хранении на складах могут быть случаи смешения разных сортов масел друг с другом

(ГОСТ 17479—72, п. 1.3).

При смешении масел такие показатели, как зольность, вязкость при положительных температурах, содержание механических приме­ сей, воды, изменяются по закону адптивности, т. е. характер их изме­ нения находится в прямой зависимости от соотношения сортов масел в смеси. Температура вспышки смеси будет почти такой, как у более легкого масла. Низкотемпературные свойства и температура застыва­ ния изменяются по более сложной закономерности, если смешиваемые сорта имеют большие расхождения по этим показателям.

При смешении масел могут быть случаи «несовместимости» при­ садок в маслах, в результате чего отдельные эксплуатационные каче­ ства смеси могут быть хуже, чем у любого из смешиваемых масел. Поэтому в эксплуатации и при хранении на складах смешение масел допускается в исключительных случаях.

§ 10. СТАРЕНИЕ МАСЛА В ДВИГАТЕЛЯХ

Старением масла называют совокупность всех изменений физико­ химических свойств масла при работе его в двигателе.

Все многочисленные факторы, оказывающие влияние на старение масла в двигателе, можно разбить на три основные группы:

условия работы масла в двигателе — режим работы двигателя, температура деталей, смазываемых маслом, расход масла на угар, полнота сгорания топлива, степень очистки воздуха и т. п.;

качество масла — антиокислительные, моющие, противокоррозион­ ные и другие эксплуатационные свойства;

характеристика системы смазки — количество масла в двигателе, эффективность работы системы очистки масла (масляные фильтры, центрифуги, принцип подключения их в системе смазки — последова­ тельное или параллельное).

Интенсивность старения масла определяется сочетанием всех фак­ торов указанных групп.

В результате старения масла изменяются его эксплуатационные качества. Знание характера этих изменений необходимо для установ­ ления сроков смены масла.

Характер изменений физико-химических свойств масла в процессе работы его в двигателе следующий.

Вязкость масла. В пробах работавшего масла наблюдается некото­ рый рост (на 10—15%) его вязкости за счет накопления в нем продуктов окисления. Если же вязкость падает, то причиной этого является, как правило, разбавление масла топливом.

При использовании некоторых загущенных масел снижение вяз­ кости (на 10—15%) может быть связано с некоторой деструкцией по­ лимерных присадок в работающем двигателе. Отечественные загущен­

1 7 2

ные масла в процессе работы в двигателе практически не изменяют свою вязкость при положительных температурах (табл. 53). При отри­ цательных же температурах может наблюдаться некоторое ухудше­ ние низкотемпературных свойств за счет накопления смол и других продуктов окисления масел.

лярный вес из-за деструктивных процессов, но при этом количество полимера в масле несколько возрастает за счет испарения масляной основы. Таким образом, вязкость работавшего масла остается примерно на исходном уровне. В высоконапряженных двигателях иногда отме­ чается заметное увеличение (на 100—150% и даже выше) вязкости масла при использовании высокощелочных масел. Объясняется это тем, что некоторые высокощелочные присадки реагируют с кислыми продуктами окисления масел с образованием веществ (типа мыл).

За рубежом разработан метод для контроля вязкости масла и для высокофорсированных двигателей выработаны масла типа SE, кото­ рые не повышают резко вязкость.

Зольность масла. В свежем масле этот показатель оценивает коли­ чество введенных зольных присадок и поэтому является важным показателем качества масла.Для высокощелочных масел и присадок определяется зольность сульфатная (сульфозола) по ГОСТ 12417—66, для остальных масел — зола по ГОСТ 1461—59.

В процессе работы масла в двигателе происходит «срабатывание присадок», в результате чего зольность масла изменяется.

Причинами уменьшения зольности масла являются:

расход присадки на нейтрализацию кислых продуктов окисления

• масла с образованием веществ, задерживаемых на фильтрах; термический распад присадки (угар) при попадании масла в высо­

котемпературные зоны двигателя; адсорбция присадки на фильтрах, на поверхностях деталей, на

углеродистых частичках окисленного масла и на механических приме­ сях, удаляемых системой фильтрации двигателя.

173