В пособии рассмотрены основные требования к эксплуатационным материалам, производимым за рубежом и широко поставляемым в Россию
 Скачать 2.64 Mb.
|
|
Загущенные масла невысокой вязкости 3з, 4з, 5з, 6з и незагущенные 6 и 8 сСт рекомендуется применять зимой. Незагущенные масла с вязкостью при 100 ºС от 10 сСт и выше считают летними. Масла, обозначаемые через дробь – всесезонными. Например, 5з/10. Цифра в числителе обозначает вязкость исходного масла до загущения, буква «з» указывает на применение загущающих присадок и цифра 10 – кинематическая вязкость масла при 100 ºС после загущения. Иногда букву «з» расшифровывают как «зимнее» масло, что, в общем, правильно. Эксплуатационные свойства масел, т. е. способность обеспечить работу тех или иных двигателей обозначают буквами русского алфавита. Все двигатели внутреннего сгорания, которые применялись и применяются в настоящее время на автотранспортных средствах, делят на группы. Эти группы отражены в табл. 2.5. Таблица 2.5 Группы моторных масел в зависимости от уровня эксплуатационных свойств в области их применения
Принадлежность масел к той или иной группе устанавливают на основании результатов моторных испытаний на специальных одноцилиндро-вых или полноразмерных двигателях. Для масел различных групп установлены нормы на оценочные показатели, предусмотренные методами испытаний на двигателях. Отнесение масла к соответствующей группе свидетельствует об определённом уровне его эксплуатационных свойств (антиокислительных, моюще-диспергирующих, противокоррозионных и т. д.), характеризующих качество масла данной группы. Повышение эксплуатационных свойств (группы эксплуатации), как правило, достигается путём расширения ассортимента и общего количества присадок в маслах [12]: Группа масла А Б1 В1 Г1 Содержание присадок, % 3,5 5,5 8,0 10–15 Определить группу двигателя по степени форсированности с достаточной степенью точности, быстро и просто можно по степени сжатия. Степень сжатия является определяющим фактором при повышении мощности двигателя (табл. 2.6). Нефорсированные бензиновые и дизельные двигатели, а также малофорсированные в настоящее время считают устаревшими и на автомобили не ставят. Так как к бензиновым и дизельным двигателям одной группы предъявляют разные требования, что определено условиями работы, то для различия масел после буквы, обозначающей группу эксплуатации ставят цифру, определяющую тип двигателя: 1 – бензиновые двигатели (В1, Г1); 2 – дизельные двигатели (В2, Г2). Если цифра отсутствует, это означает, что масло универсальное, т. е. может быть применено на бензиновых и дизельных двигателях этой группы. Таблица 2.6 Определение степени форсированности двигателя по степени сжатия (  )
После группы эксплуатации строчными буквами иногда указывают дополнительную информацию: к – масло для двигателей семейства КамАЗ; и – масло имеет импортные присадки; рк – масло рабоче-консервационное; цл-20 – масло для ДВС с циркуляционной (ц) и лубрикаторной (л) системами смазки, имеющие щелочное число около 20 мг КОН/г; тс – масло может использоваться и в агрегатах трансмиссии (т), по составу синтетическое (с); у – масло с увеличенным сроком службы. Например: 1. Масло М 10 Г2(к) – масло моторное для высокофорсированных (Г) дизельных (2) двигателей семейства КамАЗ (к) летнее (вязкость 10сСт). 2. Масло М 6з/14 Г1(и) – масло моторное для высокофорсированных (Г) карбюраторных (1) двигателей всесезонное (загущенное масло с вязкостью после загущения 14 сСт – 6з/14). При изготовлении масла использованы импортные присадки. 3. Масло М 6з/10 В(у) – масло моторное для среднефорсированных (В) двигателей универсальное (цифра после буквы В отсутствует), т. е. может использоваться на бензиновых и дизельных двигателях, всесезонное (6з/10), с увеличенным сроком службы (у). Иногда это масло называют долго-работающим. 2.4. Старение моторного масла В процессе использования машины (работы двигателя) масло неизбежно подвергается изменениям. В масло попадают механические примеси и вода, в нём накапливаются и химические соединения: растворимые и нерастворимые продукты окисления, образующиеся как в самом масле, так и при сгорании топлива. Чем больше степень форсированности двигателя, тем быстрее окисляется масло. Происходят также физико-химические превращения вводимых в масло присадок. Старение (загрязнение) масла является основной причиной образования отложений на деталях и в масляных магистралях и каналах, что снижает надёжность и долговечность работы двигателей. При работе двигателя на нагретых до высокой температуры деталях образуются высокотемпературные отложения в виде лаков и нагаров. На низкотемпературном режиме резко ухудшается процесс сгорания. Это легко определить: отработавшие газы имеют явный запах бензина. Неполное сгорание способствует увеличению поступления в картер двигателя частично окисленных продуктов сгорания, в том числе и водяных паров. В результате образуются мазеобразные и шламовые низкотемпературные отложения. Старение масла и образование высоко- и низкотемпературных отложений на деталях двигателя может вызвать: – закоксование поршневых колец, их пригорание и полную потерю подвижности – «залегание» в канавках поршня; – повышение температуры деталей вследствие ухудшения тепловода через теплоизолирующие отложения; – заклинивание клапанов в направляющих втулках – «зависание» клапанов; – трещины и прогар клапанов; – уменьшение проходного сечения каналов и магистралей; – загрязенение сеток маслоприёмников насосов, фильтрующих элементов, жиклёров центрифуг, дренажных отверстий в маслосъёмных кольцах и поршне; – повышение коррозионного износа деталей цилиндропоршневой группы; – абразивное изнашивание деталей твёрдыми частицами механических примесей; – повышенную коррозию подшипниковых сплавов и ржавление железо-содержащих деталей. Современные масла с повышенным содержанием присадок, попадая в камеру сгорания, в процессе естественного угара сгорают с образованием зольных отложений. Откладываясь на деталях, эти отложения ухудшают теплоотвод, что приводит к оплавлению, растрескиванию и обгоранию поршней и выпускных клапанов (впускные охлаждаются поступающей горючей смесью). Особенно это характерно для двигателей с воздушным охлаждением, у которых температурный режим работы повышен. Для моторных масел характерно также загрязнение пылью, попадающей с поступающим для горения воздухом или с недостаточно чистым (очищенным) топливом. В работающих маслах всегда накапливается вода. Больше всего её попадает в масло из камеры сгорания с прорывающимися газами – при сгорании 1 кг топлива образуется 1,2–1,4 кг воды. Вода может поступать и через неплотности системы охлаждения, а также конденсироваться на внешних стенках картера и поддона остановленного двигателя, так как они остывают быстрее. Вода, при нахождении её в масле, приводит к повышению коррозионности и ухудшению смазывающих свойств. Для предотвращения этих явлений необходимо поддерживать в исправном состоянии систему вентиляции картера, обеспечивать ускоренный прогрев двигателя и постоянно поддерживать оптимальный тепловой режим работающего двигателя. У бензиновых двигателей возможно неполное сгорание горючего при повышенном содержании тяжёлых углеводородов (выше температура конца перегонки). Несгоревшие остатки стекают по стенкам цилиндров и смывают масло, увеличивая износ. Затем они попадают в масляный поддон. В зависимости от качества масла и технического состояния двигателя в масле может накапливаться до 5–10% несгоревшего топлива, что более чем вдвое понижает температуру вспышки масла и ухудшает его смазывающую способность. У дизелей состав горючей смеси более бедный. Повышенное содержание воздуха ускоряет загрязнение масла пылью из атмосферы. Кроме того, повышено загрязнение масла продуктами неполного сгорания тяжёлого топлива (сажистыми частицами) и окислами серы. В результате старения и загрязнения меняется внешний вид масла – оно темнеет. При сильном увеличении в толще масла можно заметить много различного размера взвешенных частиц. В этом случае значительно возрастает роль фильтров. Дизели оборудуют высокоэффективными центробежными фильтрами, часто сдвоенными, полнопоточными. Необходимо отметить, что в процессе эксплуатации введённые в масло присадки «срабатываются». Скорость процесса зависит от типа и теплонапряжённости двигателя, его техничекого состояния, условий работы, качества топлива и других факторов. Прежде всего, присадки расходуются при выполнении своих основных функций, а образующиеся вещества задерживаются фильтрами. Своевременная замена масла позволяет поддерживать концентрацию присадок на должном уровне. Значительно влияет на разложение присадок попадающая в масло вода. Они разлагаются и выпадают в осадок, причём наиболее активные [6]. Ещё более вредное действие оказывает сера, точнее её окислы. Поэтому для двигателей, работающих на высокосернистом топливе, рекомендуется использование масел группы Е, содержащих присадки, нейтрализующие образующиеся на основе серы кислоты. При всём вышеизложенном следует иметь в виду, что, несмотря на глубокие изменения качества масла при работе в двигателях, основой его углеводородный состав меняется незначительно. Если из масла удалить все механические примеси и продукты окисления (всего 4–6%), ввести недостающие выработанные присадки, то можно получить качественное моторное масло (регенерация масел). 2.5. Сроки замены масел Сроки замены масел, указанные в руководствах по эксплуатации двигателей, определяют при стендовых испытаниях разработанных моделей и всестороннем контроле качества масел и техничесокго состояния двигателей в ходе испытаний. Поэтому рекомендации заводов-изготовителей ДВС являются основополагающими. В процессе эксплуатации зазоры в сопряжениях, подлежащих смазке, увеличиваются, возрастают утечки масла из трибоузлов. В этом случае применяют масла той же группы, но следующего класса вязкости в сторону увеличения, не забывая о том, что, при низких температурах во время запуска холодного двигателя, смазка узлов и агрегатов ухудшается. Каждый двигатель, даже одной и той же марки, работает в разных условиях и изнашивается по разному. Факторов, определяющих эксплуатацию, очень много. Поэтому чётко определить срок работы масла нельзя и рекомендации завода-изготовителя являются ориентировочными. Средняя продолжительность работы моторного масла в бензиновых и дизельных двигателях внутреннего сгорания составляет 10–20 тысяч километров пробега автомобиля. Современные моторные масла должны иметь ресурс 20–40 тысяч километров пробега или 500–1000 моточасов [14]. 2.5.1. Основные факторы, влияющие на срок службы масла 1. Вид горючего оказывает значительное влияние на продолжительность работы масла в двигателе. В карбюраторных двигателях с меньшей степенью сжатия и меньшей жесткостью работы масло работает дольше. Но очень сильно увеличивает срок службы масла газообразное топливо. Оно сгорает, не оставляя жидкого остатка, который, стекая в поддон, перемешивается с маслом. Масло сохраняет качество при вдвое большем пробеге: 24 и 48 тыс. км для ГАЗ-24, 15 и 30 тыс. км для ЗИЛ-130. 2. Тип масляного фильтра определяет тонкость фильтрации, задержива-ние примесей, негативно влияющих на качество масла. Желателен, например, такой фильтр, который удерживал бы частицы, диспергированные моющими присадками и пропускал последние. Так, фильтр НАМИ-ВГ-10 обеспечивает работу масла при пробеге автомобиля 18–24 тыс. км, а фильтр КФМ всего 9–12 тыс. км. Высокие фильтрующие свойства показывают центробежные фильтры (центрифуги) – ≈ 15 тыс. км. 3. Конструкция системы вентиляции обеспечивает отвод газов из картера в атмосферу. Таким образом, уменьшается вредное действие газов, прорвавшихся в картер в из камеры сгорания и ухудшающих качество масла, особенно окислов серы у дизельных двигателей. При закрытой системе газы циркулируют внутри двигателя. Моторное масло, имеющее высокие антиокислительные свойства работает в двигателе ЗМЗ-24-01: 24 тыс. км при открытой системе вентиляции и 18 тыс. км при закрытой. 4. Синтетические масла имеют срок службы значительно более 20 тыс. км пробега автомобиля, а некоторые образцы служат 80–100 тыс. км без смены. В этом нет ничего удивительного, ведь эти масла изготавливают искусственно с наперёд заданными свойствами. Расход синтетических масел на угар на 30–40% ниже, чем у минеральных [12]. Поэтому нелишне подсчитать: может быть дешевле один раз купить дорогое, но качественное и долгоработающее масло, чем несколько раз дешёвое, для обеспечения одного и того же пробега автомобиля. Кроме перечисленных факторов, на срок службы влияют физико-химические свойства масел, качество присадок, условия эксплуатации, техническое состояние двигателя и другие. При установлении сроков службы масел и определения пригодности масла к дальнейшей эксплуатации, применяют так называемые браковочные показатели, значения которых должны быть в допустимых пределах (табл. 2.7). Таблица 2.7 Предельные значения показателей качества моторных масел
Окончание табл. 2.7
*Большие значения для масел высших групп. Метод «масляного пятна» – экспресс-метод без применения лабораторного оборудования. Необходима лишь фильтрованная бумага «синяя лента». Сразу после остановки двигателя капля масла со щупа наносится на фильтрованную бумагу. Через 2 часа образуящаяся хроматограмма может быть использована для оценки диспергирующих свойств. На хроматограмме различают: центральное тёмное пятно (диаметр – d) и кольцо, очерченное нерастворимыми в масле продуктами загрязнения вокруг центрального пятно – диаметр Д (рис. 2.4) чем больше площадь диффузии, тем выше оценивается диспергирующая способность масла.  Рис. 2.4. Метод «масляного пятна» для оценки диспергирующих свойств масла (ДСМ): а – низкий уровень ДСМ; б – высокий уровень ДСМ. Уменьшение ширины зоны диффузии указывает на срабатывание присадки или наличие в масле воды. Для оценки диспергирующей способности работающего масла определяют площадь зоны диффузии на хроматограмме по выражению: ДС=1-d2/Д2, где: d – средний диаметр центрального ядра; Д – средний диаметр внешнего кольца зоны диффузии, мм. Полученная величина является численным показателем диспергирующего свойства меньше 0,3 усл. ед. При этом необходима смена масла. Основные эксплуатационные характеристики моторных масел для бензиновых и дизельных двигателей приведены в табл. 2.8, 2.9 и 2.10. В таблицах указаны класс вязкости и эксплуатационные свойства по зарубежной классификации. Таблица 2.8Масла моторные универсальные
Окончание табл. 2.8
Таблица 2.9 Масла для бензиновых двигателей
Таблица 2.10Масла моторные для дизельных двигателей
|
