ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ. Определение качества автомобильных смазочных масел

• Название: Определение качества автомобильных смазочных масел
• Анкор: ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ
• Дата: 06.04.2023
• Размер: 2.22 Mb.
• Имя файла: Valekzhanin_maslo.docx
• Тип: Документы; #1041739
• страница: 2 из 2

пологости вязкостно-температурной характеристики

используется ряд параметров.

Наиболее простой - это отношениевеличинвязкостипритемпературах50°C

(ν₅₀) и100°C (ν₁₀₀) -

 ₅₀ ₁₀₀ . Чем меньше это отношение, тем положе проходит

вязкостно-температурная характеристика (ВТХ), тем выше эксплуатационные качества масел.

Недостатком параметра является невозможность оценить крутизну ВТХ в наиболее важной области низких температур, оказывающих решающее влияние на запуск двигателя. Для летних моторных масел величина этого отношения составляет не более 6, для зимних и арктических сортов - не более 4.

Другой оценочный параметр - температурныйкоэффициентвязкости, определяемый из выражений:

^ТКВ20100

_{ 1,25}^ 20 ^100

^ 50

или ТКВ_0100

 ^{ 0 100} , (1.5)

^ 50

где ν₀, ν₂₀, ν₅₀, ν₁₀₀ − вязкость масла при температурах 0°C, 20°C, 50°C и 100°C, соответственно.

Этот параметр характеризует вязкостно-температурные свойства масел в более широком диапазоне температур. Для зимних масел величина коэффициента не превышает 22, для всесезонных - не более 25, для летних - не свыше 35-40 (интервал: 0- 100°C).

Наиболее часто для оценки пологости ВТХ используется индекс вязкости (ИВ) - условный параметр, отражающий результат сопоставления данного масла с двумя эталонными, вязкостно-температурные свойства одного из которых приняты за 100, а другого - за 0. Индекс вязкости определяется по номограмме (рисунок 1.4.).

1. 
   Определение кинематической вязкости масел
   

Кинематическая вязкость определяется с помощью капиллярных вискозиметров типа ВПЖ-2 или Пинкевича. Сущность метода заключается в измерении калиброванным стеклянным вискозиметром времени истечения, в секундах, определенного объема испытуемой жидкости под влиянием силы тяжести при постоянной температуре. Кинематическая вязкость является произведением измеренного времени истечения на постоянную вискозиметра.

1. 
   Выбрать вискозиметр с диаметром капилляра, соответствующим ожидаемой вязкости масла (0,99 мм или 1,32 мм), промыть бензином и просушить в сушильном шкафу при температуре 100-120°C.
   
2. 
   Испытуемый образец масла профильтровать через бумажный фильтр, высушить прокаленной поваренной солью и еще раз профильтровать. Высоковязкие масла допускается перед фильтрованием подогреть до температуры 50-100°C.
   
3. 
   Заполнить вискозиметр маслом в той же последовательности, что и топливом. Для облегчения заполнения вискозиметра сосуд с маслом рекомендуется подогреть до температуры 50-60°C на водяной бане.
   
4. 
   Поместить вискозиметр на штативе в водяную баню таким образом, чтобы оба его верхних расширения находились в воде. Выдержать прибор с маслом при температуре 20±0,1°C в течение 15-20 минут.
   
5. 
   С помощью резиновой груши закачать масло через капилляр вискозиметра до уровня, находящегося приблизительно на 7 мм выше первой временной метки, если в инструкции по эксплуатации вискозиметра не установлено другое значение (рисунок 1.3), после чего дать ему стекать в нижний резервуар. В момент достижения уровнем масла первой метки между верхним и средним расширениями пустить секундомер, а при прохождении метки под средним расширением - выключить.
   

Рисунок 1.3 – Установка для определения кинематической вязкости масла

6. 
   Определить кинематическую вязкость масла последовательно при температурах 20°C, 50°C, 70°C и 100°C, используя формулу:
   

  c _ср, (1.6)

где С - постоянная вискозиметра, мм²/с², (выписывается из паспорта на вискозиметр); τ_ср - среднее время истечения масла через капилляр между метками, с.

Число параллельных замеров устанавливается в зависимости от времени истечения масла через капилляр: пять измерений при времени истечения от 200 до 300 секунд; четыре - при времени истечения от 300 до 600 секунд; три - при времени истечения свыше 600 секунд.

7. 
   Построить график зависимости вязкости масла от его температуры
   

(ВТХ).

2. 
   Определение индекса вязкости.
   

Для определения индекса вязкости по номограмме (рисунок 1.4) необходимо отложить на осях координат значения вязкости масла при температурах 50°C и 100°C и провести через эти точки соответственно горизонтальную и вертикальную прямые. На точке пересечения этих прямых найти линию, соответствующую индексу вязкости испытуемого масла.

Для отчета необходимо сделать скан номограммы на полный лист формата А4, выполнить построения, скан и результаты привести в отчете по лабораторной работе.



Рисунок 1.5 – Номограмма для определения индекса вязкости масла

3. 
   Оценка пусковых свойств масел
   

Лёгкий пуск двигателя, не сопровождающийся, как и последующий прогрев, интенсивным износом деталей, возможен лишь при условии, что вязкость масла не превосходит критического значения. Для автомобильных двигателей это значение округленно составляет 10⁴ мм²/с.

Оценка пусковых свойств заключается в том, чтобы определить температуру, при которой вязкость моторного масла составит 10⁴ мм²/с. Для этой цели используется специальная номограмма (рисунок 1.5).

1. 
   Соединить прямой линией точку на правой шкале, отмеченную 100°C, с точкой на левой шкале, соответствующей полученному для 100°C значению вязкости масла.
   
2. 
   Провести ещё одну прямую, идущую, например, от точки 50°C (или 20°C) до точки на левой шкале, соответствующей значению вязкости масла при этой температуре.
   
3. 
   Провести через точку пересечения прямых и точку на левой шкале, отмеченную 10⁴ мм²/с, прямую линию до пересечения с правой шкалой, на которой и прочитать ответ.
   

Для отчета необходимо сделать скан номограммы на полный формат А4, выполнить построения, скан и результаты привести в отчете по лабораторной работе.




Рисунок 1.5 – Номограмма для определения пусковых свойств масла

7. 
   Определение температуры застывания масел (ГОСТ 20287)
   

При охлаждении из масла выделяются микрокристаллы парафина, вследствие чего ухудшаются фильтрация и прокачиваемость масла, затрудняется пуск двигателя, возрастают пусковые износы его деталей. При сильном охлаждении микрокристаллы, сращиваясь друг с другом, образуют каркас по всей массе, в результате чего масло теряет свою подвижность.

На практике оценка потери подвижности масел производится по температуре застывания, т.е. по температуре, при которой масло теряет свою подвижность в стандартных условиях испытаний.

Аппаратура и методика проведения испытания по определения температуры застывания практически такие же, как и для дизельного топлива.

1. 
   Проведение испытания.
   
   1. 
      В сухую чистую пробирку диаметром 20 мм я высотой 160 мм налить обезвоженное масло так, чтобы уровень его отстоял от дна на 30 мм (на боковой
      

поверхности пробирки должна быть кольцевая метка). При заполнении пробирки нельзя допускать растекания масла по её стенкам.

2. 
   Вставить в пробирку термометр на корковой пробке так, чтобы его ртутный шарик находился на расстоянии 8-10 мм от дна пробирки и на равном удалении от её стенок.
   
3. 
   Поместить пробирку с маслом и термометром в водяную баню, нагретую предварительно до температуры 50±1°C, и выдержать до тех пор, пока масло не примет температуру баня.
   
4. 
   Вынуть пробирку из бани, насухо протереть и укрепить при помощи корковой пробки в пробирке-муфте так, чтобы её стенки были параллельны стенкам муфты.
   
5. 
   Закрепить собранный прибор вертикально в штативе и выдержать при комнатной температуре до охлаждения масла до температуры 35±5°C.
   
6. 
   Поместить прибор в сосуд с охладительной смесью, температуру которой устанавливают на 5°C ниже ожидаемой температуры застывания.
   
7. 
   После охлаждения масла до предполагаемой температуры застывания наклонить прибор под углом 45° и, не вынимая из охладительной смеси, держать в течение одной минуты.
   
8. 
   Вынуть прибор из охладительной смеси, быстро протереть и наблюдать за смещением мениска. Если он сместился, то пробирку вновь подогревают до 50±1°C и приводят новое определение при температуре на 4°C ниже предыдущей до тех пор, пока мениск масла не перестанет смешаться.
   
9. 
   Если мениск не сместился, вынуть пробирку из муфты, вновь подогреть до температуры 50±1°C и провести новое определение при температуре, на 4°C выше предыдущей до тех пор, пока при некоторой температуре мениск не перестанет смещаться.
   
10. 
    После нахождения границ застывания повторять испытания, понижая или повышая температуру на 2°C до установления температуры, при которой мениск остаётся неподвижным, а при повторном испытании при температуре на 2°C выше он сдвигается. Эта температура и принимается за температуру застывания масла.
    

8. 
   Определение температуры вспышки в открытом тигле (ГОСТ 4333-2014).
   

Температурой вспышки масла называется температура, при которой его пары при нагревании в определенных условиях образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени.

Температура, при которой масло при поднесении пламени загорается и продолжает устойчиво гореть в течение не менее 5 с, называется температурой воспла- менения.

Очевидно, что температура воспламенения выше температуры вспышки.

Температура вспышки характеризует испаряемость масла. Чем легче его фракционный состав, тем выше испаряемость и ниже температура вспышки, тем больше расход масла в двигателе от угара. Например, при снижении температуры вспышки с 200°C до 140°C расход масла возрастает почти на 50 %.

Снижение температуры вспышки работавшего масла свидетельствует о разжижении его топливом. Исключением являются загущенные масла (М-6_З/ 10Г₁, М-4_З

/6Г₁ и др.), приготовленные на маловязком базовом масле. Для них температура вспышки может составлять 160-170°C.

В отличие от дизельных топлив, температура вспышки масел определяется в открытом тигле на аппарате Бренкена (рисунок 1.7), ГОСТ допускает применение аппаратов ТВО и полуавтоматических и автоматических аппаратов типа АТВО.

1. 
   Проведение испытания.
   
   1. 
      Тщательно промытый бензином и просушенный тигель (1) прибора вставить в песчаную баню (2) так, чтобы между дном тигля и дном бани был слой песка толщиной 5-8 мм. При этом уровень песка должен быть на высоте около 12 мм от края тигля.
      
   2. 
      Налить в тигель предварительно обезвоженное масло так, чтобы его уровень отстоял от верхнего края тигля на 12 мм. При наливании не допускать разбрызгивания масла и смачивания стенок тигля выше допустимого уровня.
      
   3. 
      Установить тигель в кольцо штатива и опустить в масло закрепленный в вертикальном положении термометр (3) так, чтобы его ртутный шарик находился в центре тигля примерно посредине между его дном и уровнем масла.
      

Рисунок 1.7 – Аппарат Бренкена для определения температуры вспышки

4. 
   Нагревать тигель таким образом, чтобы температура масла повышалась сначала на 10°C в минуту, а за 40°C до ожидаемой температуры вспышки - на 4°C в минуту.
   
5. 
   За 10°C до ожидаемой температуры вспышки проводить по краю тигля на расстоянии 10-14 мм от поверхности масла и параллельно ей пламенем зажигательного приспособления, делая два оборота: один по часовой стрелке, другой
   

— против. Длина пламени для зажигания должна быть 3-4 мм, а длительность каждого испытания не должна превышать 2-3 с.

6. 
   Повторять испытания через каждые 2°C подъема температуры до тех пор, пока над частью (или над всей) поверхности масла не появится голубоватое, быстро исчезающее пламя, сопровождаемое легким взрывом. Температура, показываемая в этот момент термометром, считается температурой вспышки.
   
7. 
   Зафиксировав температуру вспышки, повторить испытание при температуре на 2°C выше. Если вспышка повторится, то полученную ранее температуру считают правильной. Если вспышка не появилась, то температуру считают ошибочной.
   

Истинную вспышку не следует смешивать с отблеском от пламени зажигательного приспособления.

При появлении неясной вспышки она должна быть подтверждена последующей вспышкой через 2°C.

8. 
   Определение кислотного числа.
   

Органические кислоты, которые могут присутствовать в маслах, активно воздействуют на цветные металлы: свинец, цинк, медь (но не на алюминий). При этом образуются нерастворимые в нефтепродуктах мыла, которые, выпадая в виде липкой массы в осадок, забивают фильтры и маслопроводы двигателя. Корродирующее действие кислот резко увеличивается в присутствии воды и при повышенных температурах.

Кислотным числом называется количество едкого калия (в мг), необходимое для нейтрализации кислых соединений в 1 г масла. Для свежих масел с присадками этот показатель не нормируется. В отработавших маслах кислотное число может достигать 2-3 мг КОН / 1 г масла.

1. 
   Проведение испытания.
   

Определение кислотного числа масел производится аналогично определению кислотности бензинов с использованием примерно той же методики и аппаратуры.

1. 
   В коническую колбу ёмкостью 250 см³ налить 50 см³ этилового спирта, закрыть колбу пробкой со вставленным в неё обратным холодильником и кипятить содержимое в водяной бане в течение 5 минут для удаления углекислоты.
   
2. 
   В прокипяченный горячий спирт добавить несколько капель 1 %-го спиртового раствора фенолфталеина и быстро нейтрализовать 0,05Н спиртовым раствором едкого калия КОН до появления розовой окраски.
   
3. 
   Поместить в коническую колбу ёмкостью 100 см³ навеску масла (8-10г); сюда же влить нейтрализованный спирт. Закрыв колбу пробкой с обратным холодильником, прокипятить смесь в течение 5 минут, периодически взбалтывая.
   
4. 
   После кипячения в смесь добавить 4-5 капель раствора фенолфталеина и титровать 0,05 нормальным раствором КОН при непрерывном интенсивном взбалтывании до первого появления розовой окраски.
   

Кислотное число определяется по формуле:

КЧ ^{ T}, мг/г, (7)

A

где υ - объем 0,05 нормального раствора КОН, пошедший на титрование, см³; Т - титр 0,05Н раствора едкого калия; Т = 2,8 мг/л;

А - навеска масла, г.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МАСЛА
Полученные, при выполнении лабораторной работы данные, необходимо сопоставить с соответствующими показателями, предусмотренными стандартом на масло (Приложения А и Б) и сделать вывод о соответствии или не соответствии исследуемого масла требованиям стандарта, а так же о возможности применения масла для автотракторных двигателей.

Таблица 1.3 − Пример заполнения итоговой таблицы

Наименование показателя	Нормативное значение	Фактическое значение
Плотность кг/м3	Не более 905	884
Содержание механических примесей, %	0,015	0,01
Содержание воды, %	следы	нет
Наличие водорастворимых кислот и щелочей	нет	нет
Кинематическая вязкость, мм2/с, 100 град. С	7,0-9,3	9.1
0 (-18) град. С	1200	1190
Индекс вязкости	не менее 93	120
Температура застывания, град. С	- 25	-25
Температура вспышки в открытом тигле, град. С	207	210

Рис. 2.1. Вязкостно-температурная характеристика (ВТХ)
Вывод: Исходя из рис.2.1. (ВТХ), Индекс вязкости исследуемого масла будет равен 120.

Рис.2.2. Пусковые св-ва масел
Вывод: В ходе измерения исследования масла минимальная пусковая температура равна -24 градуса.(Температура холодного пуска)
Вывод: исследуемое масло М-8-В₁ по большинству показателей качества соответствует требованиям ГОСТ 10541-78 (с изм.), при соответствии остальных показателей качества требованиям ГОСТ данное масло может применяться в зимний период эксплуатации для среднефорсированных бензиновых и дизельных двигателей.

Марки авто работающий на данном масле:

Легковой - ГАЗ, УАЗ

Грузовой - ЗИЛ

Автобус - ПАЗ, ЛИАЗ