Лекция № 5. Топлива и смазки, применяемые в СЭУ

 

Возможный ассортимент топлив для тепловых двигателей подразделяется по своему агрегатному состоянию на три большие группы: твердые, жидкие и газообразные. Твердые топлива это уголь. Пригоден разве что для использования в парогенераторах. Попытки использованию угля для ДВС до настоящего времени не увенчались успехом, несмотря на прилагаемые значительные усилия, поскольку это сулит значительные экономические выгоды. Существует теперь уже почти легенда, что первый создатель двигателей с самовоспламенением от сжатия - талантливейший инженер своего времени Рудольф Дизель создал макет двигателя, работающего на угольной пыли, но тайна конструкции затерялась в глубине веков. И эту тайну конструктор унес с собой в глубины Атлантики, после того как сел на корабль и не сошел с него. В принципе, использованию угля в качестве моторного топлива препятствует сразу несколько причин.

Во-первых, уголь, как топливо обладает низкой калорийностью, причем этот недостаток усугубляется невысокой кажущейся плотностью этого вида топлива, что связано с необходимостью использования значительного полезного объема судна для его хранения.

Во-вторых, этот вид топлива крайне сложен для механизации процессов его подготовки подачи к потребителю.

В-третьих, в результате сгорания угля образуется достаточно большое количество зольных остатков, которые могут спровоцировать быстрые износы движущихся деталей теплового двигателя (при непосредственном сгорании в камере сгорания).

В этой связи уголь не находит широкого использования в качестве основного топлива в СЭУ.

Газообразное топливо – (водород, угарный газ – СО, природный, сжиженный газ (пропанобутановые смеси) и др.) является великолепным топливом для тепловых двигателей. Газ экологичен при сгорании, практически не имеет вредных примесей, а, следовательно не вызывает усиленных износов деталей, имеет достойные показатели процесса сгорания. Но при этом газ очень не удобен в хранении (требуются тяжелые баллоны, выдерживающие давление до 20 МПа), кроме того, при возникновении утечек крайне взрывоопасен, более того возможны взрывы газа в коллекторах или картерах. Но эти недостатки не являются препятствием для использования газа в качестве основного топлива в газодизелях или в искровых газовых двигателях, но для использования газа на водном транспорте требуется создание соответствующей инфраструктуры - газозаправочных пунктов.

Таким образом, основным топливом для СЭУ, на сегодняшний день, является жидкое топливо, и, можно полагать, останется таковым еще долгое время.

Любое углеводородное топливо состоит из массовых долей следующих элементов: углерода , водорода , кислорода , азота , серы , воды и минеральных примесей, массовую долю которых обозначим . Для жидких топлив принято считать, что

В среднем, 1 кг жидкого углеводородного топлива состоит из 0,87 кг углерода, 0,126 кг водорода, и 0,004 кг кислорода.

Тот комплекс объективных особенностей топлива, которые проявляются в процессе эксплуатации, называются эксплуатационные свойства топлива. К основным эксплуатационным свойствам относятся такие как: прокачиваемость, испаряемость, воспламеняемость, склонность к образованию отложений, совместимость с материалами, противоизносные свойства, токсичность, стабильность.

Прокачиваемость это эксплуатационное свойство, характеризующее особенности и результаты процессов, которые происходят при перекачке топлива по трубопроводам, топливным системам и при фильтрации. Наиболее важными параметрами, определяющие такие процессы являются массовая доля воды и механических примесей в топливе, температура помутнения и температура застывания. Содержание воды и мех примесей в топливе ухудшают прокачиваемость топлива, а также повышают износ и вероятность задиров в прецизионных деталях топливной аппаратуры. Поэтому эти параметры подлежат жесткому контролю. В топливе для быстроходных дизелей содержание воды не допустимо.

Температура помутнения определяет ту температуру, при которой начинается кристаллизация органических соединений и влаги, в результате чего топливо теряет прозрачность.

Температура застывания это та температура, при которой топливо теряет подвижность. По этой температуре судят о возможности перемещения топлива по магистралям топливной системы и о необходимости его подогрева. Этот параметр должен быть на 10 – 15 больше, чем минимальная температура эксплуатации энергетической установки.

Испаряемость характеризует результаты и особенности процессов перехода топлива из жидкого в газообразное состояние. Наиболее используемым показателем испаряемости топлив является температурная зависимость количества в % выкипевшего топлива от температуры, которая называется температурная характеристика фракционного состава топлива. Чем меньше интервал температур полного выкипания топлива, тем выше его качество, так как избыток легких фракций приводит к увеличению жесткости работы двигателя, а избыток тяжелых фракций – к повышенному дымлению и снижению топливной экономичности ДВС.

Горючесть – это свойство, характеризующее особенности и результаты процессов горения топливовоздушной смеси, протекающих в камерах сгорания тепловых двигателей. К основным показателям горючести относятся удельная теплота сгорания топлива (КДж/кг), плотность и цетановое (для дизельного топлива) или октановое число (для бензинов).

Удельная теплота сгорания, или, по иному, теплотворная способность топлива, может рассматриваться с учетом энергии, выделяющейся при конденсации влаги в продуктах сгорания и тогда она называется высшая теплотворная способность и без учета теплоты конденсации, тогда теплотворная способность называется низшая . В расчетах тепловых машин используется только низшая теплотворная способность топлива, так как температура отработавших газов, покидающих цилиндр (или камеру сгорания) всегда выше той, когда возможен процесс конденсации влаги, то есть вода, входящая в состав продуктов сгорания топлива уносит с собой удельную теплоту парообразования. Параметр находит свое применение в химии.

Поскольку все топлива имеют различную теплотворную способность, то для их сравнения вводят понятие топливного эквивалента. В качестве топливного эквивалента принято некое условное эталонное топливо с удельной теплотой сгорания равной 29300 КДж/кг. Численное значение, полученное от деления низшей теплотворной способности сравниваемого топлива на 29300 КДж/кг называется топливным калорийным эквивалентом.

Для справки ниже приводятся значения для жидких углеводородных топлив:

Автомобильный бензин 44 000

Дизельное топливо 42 500 - 42 700

Моторное топливо 41 800

Мазут 39 200

Важным параметром горючести жидких топлив является цетановое (для дизелей) и октановое (для искровых) числа. Цетановое число определяет процентное (по объему) содержание цетана в смеси с альфаметилнафталином, которая имеет аналогичную склонность к самовоспламенению, как исследуемое топливо. Обычно это значение находится в пределах 40 – 45. Однако в дизелях повышенной оборотности требования к цетановому числу более высоки (не менее 46), особенно в случае использования в конструкции элементов электронного управления топливоподачей – электронная насос-форсунка, система комонрайл.

Пониженное цетановое число будет провоцировать жесткую работу дизельного двигателя – нежелательное увеличение скоростей в кинетическом сгорании и, как следствие, увеличение шумности работы и увеличение нагрузок на детали. При повышении цетанового числа топлива – сокращается период задержки самовоспламенения, сгорание переходит в диффузионную фазу, увеличивается продолжительность и ухудшается экономичность двигателя.

Октановое число это процентное (по объему) содержание изооктана в его смеси с нормальным гептаном, которая имеет аналогичную стойкость к детонации, как и исследуемый бензин. Значение октанового числа для бензинов составляет 72 – 100 и более. Для определения октанового и цетанового чисел существуют специальные моторные установки. Октановое число определяют двумя методами – моторным и исследовательским на специальных установках, которые представляют собой одноцилиндровые двигатели. В исследовательской установке имеется возможность изменения объема камеры сгорания, также установка снабжена системой, позволяющей производить смешение компонентов эталонного топлива (изооктан и нормальный гептан) в любой пропорции и выполнять измерение компонентов. В ходе проведения исследования топлива за счет уменьшения объема камеры сгорания на установившемся режиме работы добиваются начала появления детонации, после чего переходят на работу на эталонном топливе, состав которого подбирается таким образом, чтобы получить детонацию при той же степени сжатия (объема камеры сгорания), которая была установлена для исследуемого топлива. По процентному составу эталонной смеси определяется октановое число. Для высокооктановых бензинов используется исследовательский метод испытаний топлива, когда используется установка с внешним источником наддува. Необходимо отметить, что исследовательский метод дает несколько завышенные значения октанового числа, по сравнению с моторным методом.

Воспламеняемость характеризует особенности и результаты процессов воспламенения смеси паров топлива с воздухом. Наиболее распространенным параметром, характеризующим способность топливовоздушной смеси к воспламенению является температура вспышки в закрытом тигле. Это та минимальная температура, при которой происходит вспышка паров в смеси с воздухом в закрытом тигле стандартного прибора Мартенс-Пенского при соприкосновении с открытым пламенем. Температура вспышки характеризует наличие в топливе легких фракций и определяет пожарную безопасность при хранении и применении топлива. В соответствии с правилами Речного Регистра, топлива, применяемые на судах, должны иметь температуру вспышки в закрытом тигле менее 60^оС.

Склонность к образованию отложений при низких температурах определяется, главным образом, концентрацией фактических смол (в миллиграммах на 100 см³ топлива), которые представляют собой сложные продукты окисления, полимеризации и конденсации углеводородов. Высокотемпературные отложения обуславливаются коксуемостью и зольностью топлива. Коксуемость – свойство тяжелых углеводородов под воздействием высоких температур и давлений без доступа кислорода воздуха образовывать твердые остатки, которые называются коксом. Коксуемость – косвенный показатель склонности топлива к нагарообразованию. Нагарообразование на поверхностях деталей, формирующих камеру сгорания двигателя, провоцирует интенсивный износ и залегание поршневых колец.

Зольность топлива это способность топлива к образованию золы в результате сгорания. Зола, отложившаяся в камере сгорания, вызывает ускоренный износ деталей цилиндропоршневой группы двигателя.

Совместимость с материалами – характеризует особенности и результаты процессов коррозии, разрушения и изменения свойств материалов при их контакте с топливом. Основными показателями этого качества топлива являются: массовые доли серы и меркаптановой серы; содержание сероводорода, а также содержание водо-растворимых кислот и щелочей.

Совместимость с материалами для тяжелых топлив, кроме того, определяется наличием в топливе ванадия и натрия, вызывающих так называемую ванадиевую коррозию.

Массовые доли перечисленных компонентов выражаются в %, содержание водо-растворимых кислот измеряется количеством миллиграмм КОН, необходимых для нейтрализации 100мл топлива. Содержание сероводорода в топливе не допускается.

Что касается соединений серы и элементарной серы, то в результате протекание реакций сгорания образуются окислы серы SO₂ и SO₃, которые интенсифицируют процессы коррозии металлов как при высоких температурах (за счет газовой коррозии), так и при пониженных (электрохимическая коррозия).

Противоизносные свойства характеризуют особенности и результаты процессов изнашивания трущихся поверхностей, которые могут протекать в присутствии топлива. Одним из основных показателей противоизносных свойств топлива является вязкость. Вязкость это свойство жидкости оказывать сопротивления перемещению одной части жидкости относительно другой. Если рассмотреть жидкость, заполняющую емкость, при этом обозначить высоту жидкости (глубину) как , а на поверхности жидкости расположить пластину площадью и попытаться двигать ее с определенной скоростью , то для поддержания постоянной скорости потребуется приложить силу . При этом скорость различных слоев жидкости будет изменяться от 0 на дне до скорости пластины . Тогда, если записать, что

то коэффициент пропорциональности в этой формуле будет называться динамической вязкостью, Па с (Пуаз). При этом величина обратная динамической вязкости называется текучестью. Если взять отношение динамической вязкости к плотности вещества, то получится величина кинематическая вязкость , обычно измеряемая в мм²/с или сСт. В основном, в технике используют понятие кинематической вязкости.

Токсичность это свойство, которое определяет особенности и результаты воздействия топлива и продуктов его сгорания на человека и окружающую среду. Показатели токсичности регламентируются СНИП в ПДК.

Сохраняемость это свойство топлива, которое определяет способность сохранять свои свойства и стабильное качество на протяжении срока хранения. Основной показатель – гарантийный срок хранения.

Для улучшения эксплуатационных свойств топлива в их состав в ограниченных количествах вводят определенные присадки. В зависимости от назначения присадки топлива способны повышать прокачиваемость, улучшать процесс горения, увеличивать срок хранения, снижать склонность к образованию отложений и коррозионную активность топлива и т.д. Присадки могут быть многофункциональными.

 

Ассортимент жидких топлив для СЭУ достаточно многообразен. В качестве легкого топлива для дизелей используется дизельное топливо, которое выпускается трех марок: летнее Л, зимнее З и арктическое А Летнее топливо предназначено для использования при положительных температурах, выше 0 ^оС, зимнее, вплоть до –30 ^оС и арктическое до – 50 ^оС. По содержанию серы дизельные топлива подразделяются на два вида: I – серы менее 0,2% (по массе) и II – серы не более 0,5% для топлива Л и З и не более 0,4% - для А. В обозначение дизельных топлив вводят содержание серы и для летних топлив; температуру вспышки, а для зимних и арктических – температуру застывания. Например, Л-0,2-61 или З-0,1-минус35.

Тяжелые моторные топлива бывают ДТ и ДМ. Первое – более качественное и предназначается для использования в мало- и среднеоборотных двигателях внутреннего сгорания, второе – только в малооборотных ДВС.

Второй разновидностью тяжелого топлива является газотурбинное топливо (ТГ и ТГВК), которое находит применение в средне и малооборотных дизелях.

Что касается бензинов, то они разделяются на автомобильные – А и авиационные – В. Числовой индекс за буквами обозначения соответствует октановому числу бензина. Если в обозначении появляется буква И, то это означает, что октановое число определено по исследовательскому методу, если нет, то по моторному. Автомобильные низко октановые бензины бывают летние и зимние.

Ну и, наконец, о мазутах. Мазут это жидкий остаток, который остается при возгонки из нефти легких фракций в виде бензина, керосина, соляра. Мазуты используются для сжигания в котельных. Котельные мазуты выпускаются следующих марок: флотские – Ф5 и Ф12; топочные 40, 100. Флотские мазуты относятся к легким мазутным топливам, 40 – к средним, а 100 – к тяжелым. Топочные мазуты имеют большую вязкость и высокую температуру застывания. Поэтому их использование возможно при предварительном подогреве.

Снабжение судов топливом производится бункеровочными базами, которые оборудованы всем необходимым для передачи топлив и масел.

Рассмотрим термохимию сгорания топлива. Горение это реакции окисления, протекающие с большой скоростью и сопровождающиеся выделением теплоты. Процесс сгорания сложных углеводородных топлив до конца не изучен в связи с крайне сложными процессами и их многообразием. Поэтому о сгорании судят и ведут расчет по конечным результатам реакций, исходя из элементарного состава топлива и предполагая, что сгорание происходит полностью (хотя это на практике недостижимо). Представим реакции окисления составляющих углеводородных топлив

Из формул реакций следует, что для сгорания кг углерода потребуется 3/8 кг кислорода; кг водорода - 8 кг кислорода; кг серы – кг кислорода. Тогда можно записать, что для сгорания одного килограмма топлива нужно

килограммов кислорода. Поскольку воздух состоит на 23,3 % из кислорода, а топливо имеет элементарный состав: = 0,87 кг, = 0,126 и = 0,004 кг, то можно подсчитать количество воздуха, необходимое для полного сгорания одного килограмма топлива:

После подстановки численных значений, получим, что для полного сгорания одного килограмма углеводородного топлива, необходимо иметь или использовать 14,35 кг воздуха. Такое соотношение смеси (1кг топлива/14,35 кг воздуха) называют стехиометрическим. На практике получить полное сгорание топлива, особенно в дизельном процессе, при стехиометрическом составе смеси не представляется возможным ввиду ряда причин, главной из которых является та, что произвести равномерное распределение топлива в объеме камеры сгорания за столь короткое время, выделенное в цикле дизельного ДВС на процесс топливоподготовки и сгорания практически невозможно. Следовательно, в камере сгорания дизельного двигателя есть некоторые зоны, в которых воздух используется частично – такова особенность процесса сгорания в дизельном двигателе, обусловленная особенностями организации рабочего процесса. Для краткого определения количества избыточного воздуха вводится понятие коэффициента избытка воздуха , который определяется отношением количеством воздуха, поданного (или попавшего) в цилиндр двигателя к теоретически необходимому для сгорания цикловой подачи топлива воздуху, т.е.

Для обеспечения приемлемого сгорания, коэффициент избытка воздуха для дизельного ДВС обычно, для режима настройки, колеблется в пределах 1.3…. 2,2. в зависимости от выбранного способа смесеобразования. Так вихрекамерные и форкамерные двигатели имеют минимальный коэффициент избытка воздуха, а двигатели с объемным смесеобразованием – наибольший. В отличие от дизельных моторов, в искровых двигателях с принудительным воспламенением, времени на проведение подготовки топливовоздушной смеси отводится гораздо больше, так как подготовка смеси производится вне цилиндра специальными устройствами. Поэтому бензиновые моторы способны производить приемлемое сжигание топлива при более низких коэффициентах избытка воздуха – в среднем – 1,1, а на переходных режимах – кратковременно – до 0,8. В этом кроется причина, по которой бензиновые двигатели при равных с дизелями объемах цилиндров и частоте вращения коленчатого вала способны развивать большую мощность, если рассматривать атмосферные двигатели или двигатели с равным давлением наддува. Что касается газотурбинных установок, то в их камерах сгорания коэффициент избытка воздуха завышают до 4…6 искусственно с целью обеспечения приемлемых температур рабочего тела на входе перед турбиной.

Коэффициент избытка воздуха определяется либо прямым измерением, либо по результатам газового анализа отработавших газов.

 

Механизмы, включенные в состав СЭУ имеют детали, которые перемещаются одна относительно другой, образуя пары трения (вал – подшипник скольжения, поршень – зеркало цилиндра - поршневые кольца, толкатели – кулачки распредвала, клапан – направляющая втулка клапана и т.д.). При взаимном перемещении сопрягаемых деталей возникает сила трения, препятствующая перемещению. На преодоление сил трения приходится затрачивать часть полезной мощности, вырабатываемой двигателем – использовать часть энергии, получаемой при сгорании топлива. Работа сил трения трансформируется в тепловую энергию, которая вызывает нагрев трущихся деталей и может вызвать их существенный нагрев, вплоть до создания аварийной ситуации. Кроме того, работа сил трения определяет износ трущихся поверхностей. Для уменьшения сил трения и их негативного влияния на процессы износа сопрягаемых деталей, в пару трения вводится специальное вещество, которое препятствует прямому контакту поверхностей, создавая пленку или прослойку, изолирующую поверхность трения. Тем самым резко снижая силы трения и их негативное влияние на процессы износа. Смазочные материалы, в зависимости от своего агрегатного состояния, могут быть газовыми, жидкими, консистентными и твердыми. В механизмах СЭУ и ДВС, в частности, наибольшее распространение получила циркуляционная жидкостная система смазки. Учитывая то, что смазка в двигателе, помимо своей основной функции – понижения сил трения и сокращения негативного влияния сил трения на износ контактирующих деталей, должна выполнять еще одну, не менее важную функцию, - отвод тепла от трущихся поверхностей, альтернативы жидкостной системе в форсированных машинах пока просто не существует. Кроме того, жидкая смазка выполняет функцию уплотнения деталей ЦПГ и защищает от коррозии смазываемые детали.

Минеральная основа (базовая основа) масла производится из мазутов путем вакуумной перегонки. В результате получаются несколько масляных дистиллятов различной вязкости и гудрон. В дальнейшем масляные фракции подвергаются механической очистке и химической обработке и в результате получаются базовые масла. Технология конечной стадии производства масла достаточно проста и заключается в смешении в потоках нагретых до определенной температуры компонентов базовых масел с растворимыми или диспергируемыми (при данной температуре) присадками.

Многие эксплуатационные свойства и требования, предъявляемые к маслам аналогичны требованиям, предъявляемым к топливам. Так для масла актуальны показатели: вязкость, плотность, температурная характеристика фракционного состава, прокачиваемость по системе, наличие массовой доли воды, механических примесей, серы, содержание водо-растворимых кислот и щелочей зольность, коксуемость, совместимость с другими материалами, склонность к образованию отложений, сохраняемость. Поэтому не будем повторяться, а остановимся на важном.

Главенствующее положение в параметрах, характеризующих масло, принадлежит вязкости и температурной зависимости вязкости масла. С одной стороны, чем выше вязкость у масла, тем более толстая масляная пленка образуется на поверхностях трения, а, следовательно, надежнее защита их от режима граничного трения, когда возможен непосредственный контакт поверхностей. С другой стороны, чем более вязкое масло используется в двигателе, тем выше потери на трение. Кроме того, вязкость масла имеют очень существенную зависимость от температуры, которая в рассматриваемых диапазонах температур изменяется почти в тысячу раз. А, следовательно, возможно возникновение сложностей и проблем с холодным запуском двигателя. В качестве параметра, характеризующего температурную зависимость вязкости масла, вводится индекс вязкости масла – числовое значение от 90 до 115. Чем выше индекс вязкости, тем более пологую температурную характеристику имеет масло.

Как отмечалось ранее, моторные масла представляют собой смесь базового масла с некоторым строго дозируемым и сбалансированным комплексом присадок. Согласно ГОСТ, в триботехнике присадкой называют вещество, добавляемое к смазочному материалу для придания ему новых свойств или изменению существующих. Какие следует выделить основные присадки к маслам и каково их функциональное воздействие на свойства масел.

Антиокислительные присадки – это присадки, препятствующие ограничивающие или задерживающие окисление смазочного материала. Условия работы масла в ДВС таковы, что полностью исключить процесс их окисления не представляется возможным. С помощью антиокислителей можно в той или иной мере уменьшить скорость окисления масла и накопления в нем продуктов окисления, участвующих в образовании углеродистых отложений, вызывающих коррозию, способствующих износу деталей и связанных с другими негативными последствиями. Основное окисление углеводородов, входящих в состав масла, происходит в тонких пленках масла на деталях ЦПГ под воздействием температур и кислорода воздуха. Окисление масла в картере происходит с меньшей скоростью ввиду более низких температур. Инициаторами процессов окисления масла, помимо кислорода воздуха могут являться продукты частичного окисления топлива, а также продукты износа, которые каталитически ускоряют окисление углеводородов масла.

Моющие присадки - присадки, препятствующие образованию углеродистых отложений на внутренних поверхностях двигателя и удерживающих твердые частицы в масле во взвешенном состоянии. Все моющие присадки это малорастворимые поверхностно-активные вещества, полярные группы молекул которых адсорбируются на поверхности деталей и способствуют нарушению адгезионных связей отложений.

Диспергирующие присадки – присадки повышающие дисперсность нерастворимых загрязнений и стабильность суспензий при не высоких рабочих температурах (т.е. в объеме масла). Иными словами препятствуют образованию крупных частиц загрязнений в масле и удерживают их в объеме масла, предотвращая отложение их на поверхностях деталей.

Депрессорные присадки – понижают температуру застывания масла и улучшают его прокачиваемость при низких температурах.

Вязкостные присадки – такие присадки, обычно полимеры, которые способны понизить степень изменения вязкости масел с изменением температур, тем самым, увеличивая индекс вязкости. В основном, вязкостные присадки способны повышать вязкость масла при высоких температурах, не влияя на вязкость основы при температурах запуска холодного двигателя. Нужно иметь ввиду, что применение вязкостных присадок зачастую придают маслу свойства неньютоновской жидкости, у которой вязкость зависит не только от температуры, но и от градиента скорости сдвига. Причем с увеличением градиента скорости сдвига вязкость масла снижается и приближается к вязкости базового масла, но этот процесс обратим.

Противоизносные присадки – такие присадки, которые способны препятствовать изнашиванию трущихся поверхностей или уменьшать скорость и интенсивность процессов износа. В различных деталях двигателя, смазываемых одним и тем же маслом, механизм износа может быть очень разным. В отношении каждого из видов изнашивания, имеющих место в сопрягаемых деталях, противоизносное действие проявляют разные присадки.

Противозадирные присадки – препятствуют, ограничивают или задерживают заедание трущихся поверхностей. В отличие от противоизносных присадок, эти присадки предотвращают до известного предела катастрофические для данного смазываемого сопряжения последствия при развития наиболее тяжелой формы изнашивания, когда нарушается граничная смазка и возникает прямой металлический контакт в сопряжении деталей. Присадки вызывают так называемое вырождение задира за счет образования на поверхности непосредственного контакта металлов пленки (например, сульфидов), имеющей меньшее сопротивление сдвигу.

Антикоррозионные присадки это присадки ограничивающие, препятствующие или задерживающие время развития коррозии смазываемых поверхностей. Применительно к дизельным маслам, нужно уточнить, что к антикоррозионным присадкам не относятся щелочные нейтрализующие присадки, используемые в маслах для нейтрализации сильных кислот, которые находятся в продуктах сгорания, проникающих из камеры сгорания в подпоршневое пространство дизеля. Антикоррозионные присадки создают на поверхностях деталей пленку сульфида или фосфида, достаточно прочную, чтобы противостоять механической нагрузке, разрушающему действию моющих присадок и не растворимую в органических кислотах – продуктах окисления масла.

Противопенные присадки - уменьшают образование пены в масле и препятствующие ее образованию.

Антифрикционные присадки или модификаторы трения целью использования, которых является снижение потерь на трение в смазываемых агрегатах и узлах, т.е. повышение механического КПД двигателя. В качестве модификаторов трения предлагаются к использования различные твердые нерастворимые в масле и малорастворимые органические вещества, такие как коллоидальный графит, дисульфид молибдена, оксид цинка, порошки полимеров и др.

Подводя итог сказанному нужно еще раз отметить, что действие каждой взятой присадки нельзя рассматривать обособленно, а только в комплексе с другими. Как правило, присадки к маслам следует рассматривать как многофункциональные и взаимодействующие друг с другом. Поэтому только правильно сбалансированное по присадкам масло способно выявить все ожидаемые параметры и заявленные характеристики. Из этого следует, что произвольное и всесторонне необдуманное введение в сбалансированные по присадкам масла иных компонентов может быть сопряжено с потерей свойств масла, заявленных изготовителем. В равной мере это относится и к смешению разных масел разных производителей, так как спектр присадок, присущих каждому конкретному маслу является «ноу-хау» каждого производителя, и влияние их (присадок) друг на друга должно являться предметом отдельного тщательного рассмотрения.

Масла классифицируются по вязкости и уровню эксплуатационных свойств. Классификация по ГОСТ содержит оба классификационных признака. Установленная ГОСТ классификация разделяет на 7 классов по пределам кинематической вязкости при температуре 100^оС, а именно: 6, 8, 10, 12, 14, 16 и 20 сСт. По уровню эксплуатационных свойств масла подразделяются на группы, обозначенные в маркировке большой буквой русского алфавита: А, Б, В, Г, и т.д. При этом группа масел А рекомендована к применению только на нефорсированных двигателях, Б – в малофорсированных и т.д. по мере увеличения форсировки. Для определения области применения масла, в маркировке предусмотрен индекс 1 – для бензиновых двигателей и 2 – для дизельных. Так масло М 12Г₂ - моторное, предназначено для эксплуатации в высокофорсированных дизельных двигателях имеет вязкость 12 сСт при температуре 100^оС. М5з/10Г₁ – моторное масло, загущенное вязкостной присадкой с базовой основой масла М5, имеющее вязкость при 100^оС 10 сСт и предназначенное для эксплуатации в высокофорсированных бензиновых двигателях, т.е. это маркировка всесезонного масла.

Кроме классификации масел по ГОСТ, естественно, существуют другие классификаторы и их много, вплоть до того, что собственные классификаторы имеют фирмы - ведущие производители двигателей. Общепризнанной является классификация масел, введенная ассоциацией инженеров теплотехников (США) SAE. Масла по SAE классифицируются только по одному признаку – вязкости, а по уровню эксплуатационных свойств принята отдельная классификация американского института нефти - АPI. Рассмотрим их более подробно. Классификация масел по SAE разделяет масла на зимние (W) – с классами вязкости 0W, 5W, 10W, 15W, 20W и 25W; летние – с классами вязкости: 20, 30, 40, 50, 60 и всесезонные масла (с дробью) Для классов зимних масел регламентируются максимальная низкотемпературная динамическая вязкость при различных температурах, характеризующая проворачиваемость двигателя и прокачиваемость масла, а также минимальную высокотемпературную кинематическую вязкость при 100 С. Для обычных летних масел – регламентируется только высокотемпературная вязкость (кинематическая). Всесезонные масла, например SAE 10W/ 30 сочетают свойства масла SAE 10W при условиях низких температур и масла SAE 30, как летнего масла в условиях высоких температур.

Что касается классификатора по уровню эксплуатационных свойств и области применения - API, то первая буква в маркировке обозначает область применения (С – дизельные двигатели; S - бензиновые), вторая буква – по нарастающей – эксплуатационные свойства.

При выборе моторного масла всегда нужно следовать рекомендациям завода изготовителя двигателя, и не при каких условиях их не нарушать.

В заключении следует упомянуть, что СЭУ находят применение и другие виды смазочных материалов, таких как масла для компрессоров (К 12 и К 19), а также масла марок 38 и 52 для работы машин на перегретом паре и консистентные смазки, предназначенные для работы в малонагруженных узлах трения – солидол, литол и др.

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: