Файл: Сулейманова, Ф. Г. Композиции присадок к моторным маслам из бакинских нефтей.pdf

жаются к нафтено-парафиновьш фракциям. Фракции поли­ циклических ароматических углеводородов с относительно короткими боковыми цепями, добавленные к нафтено-пара­ финовым фракциям масел, резко улучшают противокорро­ зионные, термоокислительные и моющие свойства, при этом снижается лакообразование. Степень окисления минеральных масел и образование конечных продуктов окисления имеют огромнее практическое значение в условиях работы двига­ телей.

Температура в различных узлах двигателей при их рабо­ те колеблется в широких пределах: в картерном простран­

почти со всеми узлами и деталями двигателя, должно обес­ печивать их нормальную и долговечную работу.

В связи с обычно имеющими место условиями эксплу­ атации и тармонапряженн-остыо карбюраторных двигателей процесс окисления масел в них протекает главным образом с образованием кислот, асфальтенов и оксикислот, и в мень­ шей степени—-с образованием карбенов. Лакообразные от­ ложения на деталях этих двигателей представляют собой продукты конденсации оксикислот.

В дизельных двигателях смазочные масла при окисле­ нии образуют в основном карбены и карбоиды (конечные продукты окисления). Установлено [6, 7], что минеральные масла при температуре выше 350° С подвергаются распаду. Это обстоятельство предъявляет особые требования к терми­ ческой стойкости смазочных масел, подбор которых должен производиться с учетом конструктивных особенностей дви­ гателе.": п условий их эксплуатации. В свете этих требований на маслозаводах в настоящее время внедряются более про­ грессивные методы очистки масел. Широко применяется, на­ пример, селективная очистка, после которой в маслах не наблюдается тенденции к увеличению образования свобод­ ных или связанных кислот, спиртов и карбонильных соеди­

нений.

В условиях работы двигателя масла, окисляясь, образу­ ют растворимые и не растворимые в масле продукты. Послед­ ние осаждаются в виде взвеси или суспензии, а также обра­ зуют лаковые отложения на деталях двигателя. Различные температурные условия работы масла в узлах двигателя приводят к образованию разных по характеру отложений: высоко-, средне- и низкотемпературных.

Исследованиями [1, 2] показано, что при относительно низкотемпературных режимах работы двигателя имеет место процесс конденсации влаги, которая, попадая в картер, спо­ собствует образованию эмульсии. К высокотемпературным

28

осадкам относятся шершавые, твердые кокоообразные или рыхлые вещества в виде нагара и сажи, к среднетемпературным — лаки, к .низкотемпературным — осадки различной кон­ систенции и состава [1, 2].

При работе двигателя в умеренном температурном ре­ жиме источником образования продуктов окисления смазоч­ ных масел, смолистых и лакообразных веществ в основном являются топливо и продукты его неполного сгорания. При высокотемпературном режиме ооно-вным источником образо­ вания отложений являются масла. В конечном счете продук­ ты окисления любого происхождения оказывают отрицатель­ ное влияние на работу двигателя.

Нагары вызывают преждевременное воспламенение топ­ лива в карбкфаторных двигателях, повышают требование двигателя к величине октанового числа бензинов, увеличи­ вают жесткость работы дизелей, снижают мощность двига­ теля, повышают абразивный износ деталей и загрязняют кар­ терное масло. Нагарообразующая способность топлива и масла в условиях работы двигателя зависит от температур­ ных режимоз, связанных с условиями эксплуатации, и кон­ структивными особенностями двигателя.

Работами К. К. Папок с сотрудниками [1] показано, что скорость образования нагара на днище поршня наиболее велика в начальный период работы двигателя. При постоян­ ном режиме работы количество нагара увеличивается до определенного момента, а затем рост его прекращается и стабилизируется. В дальнейшем, в зависимости от режима и условий эксплуатации, количество нагара может даже не­ сколько уменьшиться.

Период образования предельной толщины слоя нагара зависит от температуры, качества и -расхода масла и топлива, а также от состава смеси. В зависимости от этих факторов состав нагара изменяется. Нагары состоят в основ­ ном из масла, карбенов, карбоидов, незначительного количе­ ства асфальтенов, смол и неорганической части, содержащей окислы железа, свинца и других металлов, а также кремния. Лаки, покрывая поверхности деталей цилиндро-поршневой группы, нарушают зазоры между ними, ухудшают теплооб­ мен и приводят к преждевременному выходу их из строя.

Н. И. Черножуков и С. Э. Крейн [20, 21] предполагают, что лакообразные соединения представляют собой продук­ ты конденсации оксимислот. Элементарный состав лака примерно, следующий: 81—85% углерода; 7—9% водорода и 6— 10% кислорода. С повышением температуры и пподолжительности работы двигателя изменяется состав лака, содер­ жание кислорода увеличивается и достигает 8—22%.

Лак состоит в основном из карбенов и карбоидов, масла нз нейтральных смол и в значительно меньшем количестве из

39

Г Л А В А II

ЛАБОРАТОРНЫЕ И МОТОРНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ МАСЕЛ

И ПРИСАДОК

Многочисленные отечественные и зарубежные исследо­ вания [14—'.16], особенно произведенные после появления бо­ лее быстроходных теплонзаряженных двигателей, работа­ ющих на сернистом топливе, а также на топливах и смазоч­ ных маслах, содержащих различные присадки, показали, что оценка масел по физико-химическим показателям недоста­ точна для установления пригодности их к применению в тех или иных условиях.

Показатели физико-химических свойств смазочных ма­ сел, нормированные в государственных стандартах, либо слабо снизаны с эксплуатационными качествами масел, либо не отражают их вообще. В силу этого удовлетворительные качества масел, оцениваемые на основании физико-химиче­ ских констант, в большинстве случаев не подтверждаются в эксплуатационных условиях работы двигателей. Это несоот­ ветствие объясняется главным образом тем, что условия исследования и анализ масел по ряду физико-химических свойств не воспроизводят условий работы их в двигателе.

За последние годы создан ряд лабораторных методов определения отдельных функциональных свойств базовых масел и с присадками, таких как устойчивость против окис­ ления, склонность к осадкообразованию, коррозионная агрес­ сивность, способность масел с присадками снижать отложе­ ние лака и на-гара на деталях и др. Применение указанных методов при исследовании дает возможность предварительно оценить эксплуатационные качества масел и присадок и зна­ чительно сократить объем моторных испытаний.

Результаты лабораторных исследований позволяют из многочисленных образцов масел и присадок отобрать наи­ лучшие для последующих моторных испытаний. Сравнение данных лабораторных и моторных исследований качеств ма-

41

сел и присадок способствует более правильному толкованию результатов моторных испытании. Таким образом, лаборатор­ ные методы оценки качеств смазочных масел имеют своей целью отбор наиболее эффективных образцов масел и при­ садок для дальнейшей проверки их в условиях работы дви­ гателя. Кроме того, лабораторные методы испытаний спо­ собствуют лучшему, чем в условиях работы двигателя, пониманию механизма действия различных присадок и изу­ чению поведения смазочных масел под влиянием различных факторов (температура, давление, контакт с кислородом воздуха, металлическими поверхностями и т. и.).

Возможность раздельного исследования влияния раз­ личных факторов на изменение качеств смазочных масел, потребность в малом количестве опытных образцов, а также малая продолжительность испытаний являются основными преимуществами лабораторных методов оценки качества смазочных масел по сравнению с моторными. Достоверность и целесообразность использования любого лабораторного метода исследований определяются наличием соответствия между результатами лабораторных и моторных испытаний.

Попытка ряда исследователей судить об эксплуатацион­ ных качествал смазочных масел преимущественно по их физико-химическим свойствам и результатам лабораторных исследований их отдельных функциональных свойств, без учета эксплуатационных и конструктивных факторов, не при­ вели к объективным результатам, по которым можно было бы дать окончательное заключение о пригодности смазоч­ ного масла для тех или иных конкретных типов двигателей.

Из указанного следует, что при исследовании качества смазочных масел, помимо определения их физико-химиче­ ских свойств, необходимо учитывать влияние эксплуата­ ционных и конструктивных факторов на их изменение в усло­ виях работы двигателя. Отсюда вытекает необходимость создания надежных методов исследования и испытания ка­ честв смазочных масел непосредственно в двигателе, обес­ печивающих их объективную оценку. Разработка комплекса таких методов является основным направлением в работе многочисленных исследователей в СССР и за рубежом.

Установление соответствия между конструкциями двига­ телей, условиями эксплуатации и качеством применяемых смазочных масел значительно ускорит решение проблемы обеспечения народного хозяйства высококачественными сма­ зочными маслами. В настоящее время моторесурс дизель­ ного парка из-за работы на высокосернистом топливе, выра­ батываемом из сернистых нефтей восточных районов страны, а также недостаточно высокого качества смазочных масел используется лишь на 50—60% по сравнению с использова­ нием его при работе на малосернистом дизельном топливе.

42