Автомобильные эксплуатационные материалы. Учебное пособие автомобильные эксплуатационные материалы по дисциплинам "Автомобильные эксплуатационные материалы"
 Скачать 1.51 Mb.
|
5.9.1 Классификации моторных масел5.9.1.1 Отечественная классификация моторных масел Отечественные моторные масла классифицированы ГОСТ 17479.1 - 85. Этот стандарт подразделяет масла на классы по вязкости и на группы по назначению и уровням эксплуатационных свойств. Стандартная марка масла сообщает потребителю эти сведения в виде следующих условных обозначений: буква М (моторное), цифра или дробь указывает классы вязкости (дробь для всесезонных масел), одна или две из первых шести букв алфавита, означают уровень эксплуатационных свойств и область применения масла. Универсальные масла обозначают буквой без индекса или двумя разными буквами с разными индексами. Масла для бензиновых двигателей имеют индекс 1, дизельные масла - индекс 2. Классы вязкости, установленные ГОСТ 17479.1 - 85, представлены в таблице 5.2, а группы по назначению и эксплуатационным свойствам в таблице 5.3. Так, например, марка М - 6З/10В указывает, что это моторное масло всесезонное, универсальное для среднефорсированных дизелей и бензиновых двигателей, а М - 8Г2 и М - 10Г2, - это дизельные сезонные масла для дизелей без наддува или с умеренным наддувом, работающие в условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений. В некоторых марках масел встречаются дополнительные буквенные обозначения (М - 10 Г2К). Такие дополнения вводят, чтобы выделить масло, относящееся формально к одной и той же группе, но содержащее различные присадки и допущенные к применению в разных объектах техники. Таблица 5.2 - Классы вязкости моторных масел
Соответствие того или иного масла группе, обозначенной в его маркировке, проверяется классификационными моторными испытаниями, которые повторяются каждые два года для проверки качества продукции. Моторными испытаниями согласно требованиям ГОСТ 17479.1 - 85 проверяют следующие свойства масел: антиокислительные, антикоррозионные, моюще-диспергирующие при высоких рабочих температурах, противоизносные, склонность к образованию отложений при низких температурах. Моюще-диспергирующие свойства универсальных масел проверяют испытанием в бензиновом двигателе и в дизеле. Таблица 5.3 - Группы моторных масел по назначению и эксплуатационным свойствам
5.9.1.2 Зарубежные классификации моторных масел За рубежом наибольшее распространение получили классификации масел по стандартам SAE J - 300 и АРI. Стандарт SAE J - 300 (общество автомобильных инженеров) классифицирует масло по классам вязкости, стандарт API (американский институт нефти) по условиям применения. В таблице 5.4 представлены сведения о примерном соответствии классов вязкости и групп по назначению и эксплуатационным свойствам по ГОСТ 17479.1 - 85 и по стандартам SAE и API. Следует подчеркнуть, что речь идёт не об идентичности, а лишь о близком соответствии, поскольку отечественная классификация основана на других методах испытаний. Данные таблицы 5.4 полезны при решении задач взаимозаменяемости масел отечественного и зарубежного производства. Таблица 5.4 - Соответствие классов вязкости и групп моторных масел по ГОСТ 17479.1 и классификациям SAE и API
Классы вязкости SAE (таблица 5.5) в большинстве случаев имеют более широкие диапазоны вязкости при 100 0С, чем классы вязкости ГОСТ 17479.1 - 85. Одному классу SAE могут соответствовать два класса ГОСТ. В таком случае предпочтительно выбирать аналог имеющий самое близкое фактическое значение вязкости. Кроме классификаций SAE и API широкое распространение в международном масштабе получили классификации АСЕА (Ассоциация европейских производителей автомобилей) и ILSAC (Международный комитет по стандартизации и одобрению смазочных материалов). Все классификации для характеристики вязкостно-температурных свойств масел используют стандарт SAE J - 300 (иногда с небольшими уточнениями или дополнениями). Моторные масла, лицензированные в АРI, маркируют логограммой, приведённой на рисунке 5.2.  Рисунок 5.2 - Логограмма для маркировки моторных масел В центральном круге логограммы указывают класс (классы) масла по классификации SAE J-300, приведённой в таблице 5.5. Она подразделяет масло на шесть зимних классов (0W, 5W, 10W, 15W, 20W и 25W) и пять летних (20, 30, 40, 50 и 60). Из данных таблицы 5.5 видно, что в этих рядах большим цифрам соответствует большая вязкость. Всесезонные масла обозначаются двумя классами SAE, один из которых зимний, а другой летний, например SAE 5W - 30, SAE 10W - 40 и т.п. Таблица 5.5 - Современная классификация моторных масел SAE J-300 APR97
*Вязкость измеряется на капиллярном вискозиметре. ** Вязкость измеряется на коническом имитаторе подшипника. *А Это значение для классов SAE 0W-40, 5W-40, 10W-40. *Б Это значение для классов SAE 40, 15W-40, 25W-40. Во второй колонке таблицы 5.5 для каждого класса зимнего масла указан верхний предел разрешённой динамической вязкости, измеренный при заданной температуре на специальном ротационном вискозиметре, который имитирует поведение масла при холодном пуске двигателя от стартера. Однако это лишь одна характеристика низкотемпературного поведения масла. Не менее важна его способность прокачиваться масляным насосом, быть достаточно текучим, чтобы в самом начале проворачивания вала двигателя задержка поступления масла к парам трения была минимальной. В противном случае в узлах, смазываемых под давлением, возникает сухое трение, что вызывает очень большой износ или даже заклинивание подшипников распределительного вала. Поэтому измерение вязкости, характеризующей прокачиваемость масла в процессе холодного пуска двигателя (третья слева колонка таблицы 5.5), выполняют на миниротационном вискозиметре при малой скорости течения и при температуре на 10 0С ниже, чем для масла того же класса вязкости при определении характеристики проворачивания. Теперь рассмотрим верхнее полукольцо логограммы на рисунке 5.2. Там указан класс масла по классификации API. Эта американская классификация подразделяет моторные масла по уровням эксплуатационных свойств (жёсткости условий применения) и областям применения. Введены две категории масел: "S" (Service) и "С" (Commercial). Масла категории "S" предназначены для четырёхтактных бензиновых двигателей легковых, лёгких фургонов, микроавтобусов, а категории "С" - для 2- и 4-тактных дизелей грузовых автомобилей, тракторов, строительной внедорожной техники. Универсальные масла имеют двойное обозначение, причём в последнее время первым обозначают класс категории "С", а вторым категории "S", например, CF-4/SH, СG-4/SJ и т.п. Уровни эксплуатационных свойств или степень жёсткости требований, которым соответствует масло, в каждой категории обозначают первыми буквами латинского алфавита, причём уровень свойств возрастает по мере удаления от начала алфавита. Сегодня из категории "S" исключены, как устаревшие, классы от SA до SG включительно, а в категории "С" классы от СА до СЕ включительно. В результате действующая классификация API (таблица 5.6) содержит только два класса масел для бензиновых двигателей SH и SJ, и четыре класса дизельных масел CF, CF-2, CF-4, CG-4, где цифры 2 и 4 обозначают соответственно масла для 2- и 4- тактных дизелей. В США с 1999 г. введены в эксплуатацию дизельные масла класса CH-4, отличающиеся высокой экологичностью, длительной работоспособностью, улучшенными противоизносными и диспергирующими свойствами. Как правило, масла более высокого класса API могут использоваться вместо масел более низких классов. Нижнее полукольцо логограммы (рисунок 5.2) предназначено для условного обозначения энергосберегающих масел. Если оно не заполнено, данное масло энергосберегающим не является, если в нижнем полукольце написано ENERGY CONSERVING (сокращённо EC), это масло обладает способностью экономить топливо путём снижения потерь на трение. Критерием оценки служит уменьшение расхода топлива при переходе с эталонного масла на испытываемое. Автомобилестроительные фирмы США и Японии сформулировали единые минимальные требования к моторным маслам для 4-х тактных бензиновых двигателей в классификации ILSAC, которая пока содержит два класса масел, обозначаемых GF-1 и GF-2. Они практически идентичны классам АРI SH и SJ соответственно. Основное отличие состоит в том, что масла классов GF-1 и GF-2 обязательно энергосберегающие и всесезонные, причём зимняя характеристика ограничена тремя наименее вязкими классами SAE 0W, 5W и 10W, а летний класс может быть любым. Масла, сертифицированные API на соответствие требованиям классификации ILSAC, маркируют специальной эмблемой. С 1996 г. введена в действие классификация моторных масел ACEA, в которой ведущие европейские автомобильные фирмы сформулировали единые базовые требования к маслам трёх категорий ("А", "В" и "Е"). Классификация ACEA заменила ныне устаревшую европейскую классификацию ССМС. В 1998 г. опубликована новая редакция классификации ACEA, отличающаяся от первой дальнейшим ужесточением отдельных проходных критериев и введением новых классов масел. В таблице 5.7 классификация АСЕА представлена в сопоставлении с классификациями ССМС, АPI и ILSAC. Здесь можно говорить не об идентичности, а лишь примерном соответствии классов разных классификаций. В целом европейские требования более жестки, чем американские. Это относится в первую очередь к антиокислительным и противоизносным свойствам масел. Таблица 5.6 - Современная классификация моторных масел по API
Масла классов ACEA А1-96, А1-98, В1-96 и В1-98 это энергосберегающие масла, отличающиеся заданными пределами вязкости на довольно низком уровне. Масла классов А2-96, В2-96 и В2-98 отвечают стандартному уровню требований к современным маслам, - классов А3-96, А3-98, В3-96 и В3-98 соответствуют высшим современным требованиям. Все масла категории "В", за исключением класса В4-98, предназначены для дизелей с разделённой камерой сгорания. Таблица 5.7 - Классификация моторных масел АСЕА. Сопоставление с классами ССМС, API, ILSAC
В категории "Е" уровень свойств масел существенно повышается от класса Е1-96 до Е3-96 и Е4-98. Масла класса Е1-96 применяют в дизелях без наддува, класса Е2-96 - в дизелях с умеренным наддувом, в обычных условиях эксплуатации. Масла класса Е3-96 предназначены для высокофорсированных дизелей с турбонаддувом, выполняющих требования норм Euro II по выбросам токсичных веществ и эксплуатируемых в тяжёлых условиях с увеличенным сроком замены масла. Автомобильные фирмы часто дополняют базовые требования классификаций особыми собственными требованиями, которые обусловлены спецификой конструкции двигателей, использованием редко применяемых конструкционных материалов и др. Такие дополнительные требования излагают в фирменных спецификациях моторных масел. 5.9.2 Классификации трансмиссионных масел 5.9.2.1 Отечественная классификация трансмиссионных масел В России действует классификация трансмиссионных масел согласно ГОСТ 17479.2-85. Этот стандарт устанавливает четыре класса вязкости трансмиссионных масел в диапазоне от 16 до 41 мм2/с при 100 0С и пять групп, обозначаемых цифрами от 1 до 5, с возрастающей эффективностью противоизносного и противозадирного действия присадок и повышающимися прочими характеристиками. Стандартное обозначение трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 складывается из букв ТМ и цифр, первая из которых обозначает группу, а вторая - класс вязкости. Например, ТМ-5-18, ТМ-5-123 и т.п. Буква "З", стоящая при классе вязкости, указывает на наличие в составе масла загущающей присадки. 5.9.2.2 Зарубежная классификация трансмиссионных масел Широко известны и применяются в международном масштабе классификации трансмиссионных масел по вязкости SAE J-306 и по уровням эксплуатационных свойств - пять классов API, обозначаемых GL-1, GL-2 и т.д. до GL-5. Классы SAE J-306, обозначенные цифрой, с буквой "W" - зимние масла, а 90, 140 и 250 - летние. Двойное обозначение, например: 80W-90 или 85W-140, присваиваются всесезонным маслам. Примерное соответствие классов вязкости по SAE J-306 и ГОСТ 17479.2-85 показано в таблице 5.8. Таблица 5.8 - Примерное соответствие классов вязкости по SAE J-306 и ГОСТ 17479.2-85
Принадлежность масла к тому или иному классу вязкости определяется характеристиками, приведёнными в таблице 5.9. Таблица 5.9 - Характеристики вязкости трансмиссионных масел
Примерное соответствие классов API и групп по ГОСТ 17479.2 - 85 показано в таблице 5.10. Особо следует сказать о рабочих жидкостях для автоматических коробок передач. В этих агрегатах следует применять только специальные жидкости, называемые АTF. Самые известные ATF выпускаются под марками DEXRON (Дженерал Моторс) и MERCON (Форд). К этим продуктам предъявляются особо жесткие требования в отношении коррозионной активности по отношению к меди, совместимости с материалами уплотнений, окисляемости, противоизносной эффективности, а также вспенивания и защиты от ржавления. Низкотемпературные характеристики ATF существенно отличаются от характеристик других трансмиссионных масел. Таблица 5.10 - Соответствие классов API и групп по ГОСТ 17479.2 - 85
5.10 Вопросы для самопроверки 1 Дайте краткую характеристику видов трения при классификации по наличию смазки между рабочими поверхностями? Перечислите основные функции, выполняемые смазочным маслом в агрегатах автомобиля? Перечислите основные требования, предъявляемые к смазочным маслам? Опишите, каким образом влияют вязкостные свойства масла на показатели работы смазываемого агрегата? Какими показателями характеризуются вязкостные свойства масла? Что характеризует показатель называемый индексом вязкости? Каким образом могут быть улучшены вязкостно-температурные свойства масла? Какое масло называют загущенным? Опишите, какие преимущества даёт применение загущенных масел? Назовите основные недостатки загущенных масел? Каким образом может быть понижена температура застывания масла? Объясните, что понимают под смазывающими свойствами масла? Какие виды активных компонентов (веществ) применяются для улучшения смазывающих свойств масла? Опишите механизмы взаимодействия этих компонентов с поверхностью металла? Каким образом могут быть улучшены смазывающие свойства масла? Что понимают под свойством, называмым стабильностью масла? Перечислите факторы, которые оказывают влияние на стабильность масла? Назовите основные виды отложений, которые образуются в двигателе в процессе его работы? В каких зонах образуются эти отложения? Какие свойства масла оказывают влияние на механизм образования отложений в двигателе? Каким образом можно уменьшить образование отложений в двигателе? Что понимают под детергенно-диспергирующими свойствами масла? От каких факторов зависят коррозионные свойства масел? От каких факторов зависят защитные свойства масел? Назовите основные преимущества синтетических масел по отношению к минеральным? Назовите специфические требования, предъявляемые к маслу для гидромеханических передач? Назовите основные группы примесей, загрязняющих моторное масло в процессе эксплуатации? Какие факторы оказывают влияние на интенсивность процесса загрязнения масла в процессе эксплуатации? К каким последствиям приводит срабатывание присадок, содержащихся в масле? Назовите основные факторы, от которых зависит скорость срабатывания присадок, введённых в масло? Перечислите основные браковочные параметры, используемые при контроле качества масла? Опишите процессы, которые определяют изменение вязкости масла в период эксплуатации? Опишите процессы, которые определяют изменение щелочного числа масла в период эксплуатации? Какие эксплуатационные качества масла характеризует показатель называемый температурой вспышки? Назовите основные факторы, от которых зависит расход масла в процессе эксплуатации? Дайте краткую характеристику существующих методов определения периодичности замены масла? Назовите основные факторы, от которых зависит угар масла? Перечислите основные методы, позволяющие снизить расход смазочных масел? Каким образом отечественные моторные масла подразделяются на классы и группы? Какие данные указываются в маркировке моторного масла, выполненной в соответствии с ГОСТ 17479.1 - 85? Приведите пример маркировки сезонного и всесезонного моторного масла в соответствии с ГОСТ 17479.1 - 85. Какие свойства моторных масла проверяются при проведении моторных испытаний в соответствии с ГОСТ 17479.1 - 85? Назовите классификации моторных масел, которые получили наибольшее распространение за рубежом? Какой логограммой маркируют моторные масла, лицензированные АРI? По каким свойствам классифицируются масла классификацией SAE J-300? По каким свойствам классифицируются масла классификацией АРI? Какие данные указываются в маркировке трансмиссионного масла, выполненной в соответствии с ГОСТ 17479.2 - 85? Приведите пример маркировки трансмиссионного масла в соответствии с ГОСТ 17479.2 - 85. Назовите классификации трансмиссионных масел, которые получили наибольшее распространение за рубежом? Назовите наиболее известные марки жидкостей для автоматических коробок передач выпускаемых за рубежом? 6. Утилизация отработавших нефтепродуктов Рациональная утилизация нефтепродуктов имеет важнейшее экологическое и экономическое значение. Её правовой базой являются Закон РФ "Об охране окружающей природной среды" и Закон РФ "О санитарно - эпидемидемиологическом благополучии населения". 6.1 Классификация нефтеотходов В соответствии с существующими правовыми нормами все нефтеотходы делятся на шесть категорий:
6.2 Правила обращения с нефтеотходами Юридические и физические лица, деятельность которых связана с образованием нефтеотходов, обязаны:
При обращении с нефтеотходами следует помнить, что они относятся к горючим веществам 2 класса пожароопасности и подлежат транспортированию и хранению в соответствии с требованиями пожарной безопасности. Транспортирование нефтеотходов допускается только специализированным транспортом, оснащённым калиброванными емкостями, при наличии сопроводительных документов, подтверждающих количество и категорию нефтеотходов, и лицензии на их транспортирование. 6.3 Методы регенерации отработанных нефтяных масел Содержание ценных углеводородов в отработанных нефтяных маслах, даже моторных, высока, и при регенерации выход базовых масел составляет 70 - 85 %. Выход базового масла зависит как от глубины очистки, так и от технологии регенерации. По групповому углеводородному составу и физико - химическим свойствам регенерированные масла близки соответствующим свежим. Отработанные моторные масла регенерируют разнообразными методами, в том числе многоступенчатыми. В настоящее время для регенерации масел применяют следующие технологические процессы: физические - отстаивание, фильтрация, отгон топливных фракций, центрифугирование, промывка водой, вакуумная перегонка и др.; физико-химические - коагуляция загрязнений поверхностно - активными веществами; контактная очистка отбеливающими глинами; селективная очистка пропаном, фенолом, фурфуролом и др.; химические - сернокислотный, щелочной, гидрогенизационный. Масла полученные в результате регенерации нефтеотходов по своим потребительским свойствам не уступают аналогичным маслам, полученным при переработке нефти. 6.4 Вопросы для самопроверки 1 Что является правовой базой утилизации отработавших нефтепродуктов? Перечислите основные категории на которые делятся нефтеотходы? Назовите основные правила обращения с нефтеотходами? Назовите основные методы регенерации отработанных масел? 7. Пластичные смазки 7.1 Общие сведения о структуре, составе и принципах производства смазок Пластичной смазкой называют систему, которая при малых нагрузках проявляет свойства твёрдого тела; при некоторой критической нагрузке смазка начинает пластично деформироваться (течь подобно жидкости) и после снятия нагрузки вновь приобретает свойства твёрдого тела. В простейшем случае пластичные смазки состоят из двух компонентов - масляной основы (дисперсная среда) и твёрдого загустителя (дисперсной фаза). В качестве грубой модели они могут быть представлены, например, как вата, пропитанная маслом. Волокна ваты соответствуют частицам дисперсной фазы, а масло, удерживаемое в вате, - дисперсной среде смазки. В качестве масляной основы смазок используют различные масла нефтяного и синтетического происхождения. Загустителями, образующими твёрдые частицы дисперсной фазы, могут быть вещества органического и неорганического происхождений (мыла жирных кислот, парафин, силикагель, бентонит, сажа, органические пигменты и т. п.). Для большинства смазок на долю дисперсионной среды - жидкого масла приходится от 70 до 90 % их массы. Для улучшения свойств (консервационных, противоизносных, химической стабильности, термостойкости и др.) в смазки вводят присадки по 0,001 - 5 %. Применяют, как правило, те же присадки, что и в производстве масел. В смазках специального назначения (уплотнительных, резьбовых, для рессор и т.п.) применяются наполнители. Наполнителями называют различные по составу твёрдые, не растворимые в маслах порошкообразные продукты, вводимые в смазочные материалы. Наполнители увеличивают прочность смазки, препятствуют выделению её из узлов трения, повышают термостойкость, снижают коэффициент трения и улучшают некоторые другие свойства. Наиболее широко в качестве наполнителя применяют графит, дисульфид молибдена, слюду. Принцип приготовления смазок состоит в образовании структурного каркаса, включающего в свои ячейки дисперсную среду (базовое масло). Для большинства смазок этот процесс состоит из нескольких стадий: дозировка сырья, приготовление загустителя, смешение загустителя с маслом (варка смазки), охлаждение смазки, гомогенизация, деаэрация, расфасовка. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||