Свойства качественной масла

Written by sovxoz   // 24.07.2013   // 0 Comments

Свойства качественной масла

Свойства качественной масла

Эксплуатационная надежность двигателя трактора или другой самоходной машины может быть достигнута только при взаимном соответствии всех компонентов системы ?надежная конструкция — моторное масло — условия эксплуатации?.

Моторное масло в смазочной системе, имея комплекс необходимых физико-химических и эксплуатационных свойств, выполняет важные и разносторонние функции. Она уменьшает трение, срабатывания и предотвращает задиров трущихся поверхностей. Вместе масло отводит теплоту, очищает зоны трения от продуктов срабатывания и герметизирует подвижные соединения, в том числе в зоне цилиндро-поршневой группы. Следовательно, она является одним из основных функциональных элементов двигателя и рассматривается как составная часть его смазочной системы.

Жизнь — это постоянное трение
В двигателях внутреннего сгорания является множество пар трения, которые различаются материалами, чистотой обработки и режимом работы. Способность масла образовывать на твердой поверхности стабильный смазочный слой и быстро восстанавливать его в случае разрушения имеет решающее значение для уменьшения трения.

Неблагоприятным режимом является трения при предельном смазки, т.е. когда трущиеся поверхности разделены очень тонкой пленкой масла, по сравнению с размером его молекул. При предельном смазки коэффициент трения зависит не от вязкости масла, а определяется в основном физико-химическими свойствами поверхности раздела ?твердое тело-масло-твердое тело?. Этот режим, как правило, реализуется в соединенных деталях, работающих в условиях высоких удельных нагрузок, повышенных температур и сравнительно низких скоростей скольжения. Отчетливо предельный режим смазки проявляется в периоды пуска и остановки двигателя.

Благоприятным режимом является трения при жидкостном смазки. Его называют также гидродинамическим режимом смазки. Оно характеризуется полным разделением трущихся поверхностей слоем масла.

Очевидно, что сделать субстанцию, которая обладала бы необходимыми для этого свойствами, и при этом должна стабильные характеристики в широком диапазоне температур, сложно, так как диапазон рабочих температур масла в двигателе достаточно широк.

Исходя из этого, для каждого отдельно взятого двигателя производитель определяет оптимальные параметры масла. Именно они должны обеспечить максимальный коэффициент полезного действия при минимальном износе деталей при заданных условиях эксплуатации.

Моторное масло может длительно и надежно выполнять свои функции только в случае соответствия ее физико-химических и эксплуатационных свойств тем термическим, механическим и химическим воздействиям, которым оно подвергается в смазочной системе двигателя и на поверхностях смазочных и охлаждаемых деталей. Только при взаимном соответствии системы ?моторное масло-конструкция двигателя-условия эксплуатации? может быть достигнута высокая эксплуатационная надежность двигателя. Ни в коем случае не следует заливать в двигатель масло, вязкость которого не предусмотрена производителем именно для этого механизма. Производитель учел все возможные режимы и рекомендует именно те параметры вязкости, которые для этого двигателя являются оптимальными.

Факторы влияния
Получение необходимых качеств масел достигают правильным сочетанием свойств базовой основы с комплексом введенных присадок различного функционального назначения.

Присадки повышают устойчивость масел против окисления, регулируют их вязкость и уменьшают зависимость от температуры, улучшают низкотемпературные свойства, снижающие трение и срабатывания, предотвращают схватывание и задирании, коррозии металлов, образованию углеродистых отложений на деталях двигателей внутреннего сгорания, эмульгированию воды в маслах и их вспениванию.

altК качеству моторного масла (для каждого типа двигателя в зависимости от условий его эксплуатации) ставят ряд требований, часто специфических. При высоких температурах моторные масла должны сохранять достаточно высокую вязкость для обеспечения гидродинамического режима смазки и создания надежного уплотнения между поршнем и гильзой. При низких температурах окружающей среды вязкостно-температурные свойства должны обеспечивать возможность легкого запуска двигателя. Для обеспечения минимального срабатывание в условиях граничной смазки масла должны обладать способностью модифицировать трущиеся поверхности. При высоких термических воздействий, которым подвергается масло в двигателе, предъявляются высокие требования к ее окислительной способности и антикоррозионных свойств, особенно по цветных металлов. Кроме того, моторные масла должны иметь моечно-диспергирующее способность относительно нерастворенных загрязнений в сочетании с эффективной нейтрализующей действием, обеспечивая чистоту деталей во всех температурных зонах двигателя.

В последнее время большое значение придается защитным свойствам масел для двигателей, работающих на низкотемпературных режимах, а также с перерывами в работе — кратковременными и длительными.

К важнейшим эксплуатационных показателей смазочных материалов относят их вязкостные свойства. Эти свойства прежде всего определяют возможность и целесообразность применения той или иной масла для конкретных узлов и механизмов в заданных условиях работы. Показатели вязкости характеризуют потери на трение, тепловыделение, несущую способность, толщину пленки смазки между деталями и т.п.. От вязкости масел зависит легкость и запуске механизмов в работу, способность их циркулировать в системе смазки, содержаться в смазочном узле и обеспечивать гидродинамический режим смазки, а значит свести к минимуму потери энергии на трение и уменьшать износ деталей. Вязкость также влияет на охлаждение трущихся поверхностей, утечка через уплотнения, очистку деталей от загрязнения, фильтрацию и расход масла.

Вязкость — ведущая характеристика
Значимость вязкостных свойств смазочных масел настолько велика, что показатель вязкости является основой классификации смазочных масел. Однако при выборе масла для двигателя знания его вязкости при одном определенной температуры недостаточно, чтобы оценить возможности его использования в различных условиях эксплуатации.

Именно поэтому Американской ассоциацией автомобильных инженеров (SAE) разработана классификация моторных масел по вязкости, которая описывает вязкость того или иного масла при различных рабочих температурах. По сути, эта классификация дает диапазон температур, в котором работа двигателя является безопасной, при условии, что производитель двигателя допустил моторное масло с такими параметрами к использованию именно в этом двигателе.

От вязкости масла зависят легкость и длительность пуска двигателя, способность масла циркулировать в системе смазки, содержаться в смазочном узле и обеспечивать гидродинамический режим смазки. Вязкость влияет также на охлаждение трущихся поверхностей, утечка через уплотнения, фильтрации и расход масла.

Вязкость масла не является постоянной величиной, на нее влияет ряд факторов и прежде всего температура: чем она выше, тем меньше ее вязкость, и наоборот. Характер этой зависимости неодинаков для масел с различного сырья, различных способов получения и состава. Изменение вязкости от температуре не подчиняется линейной зависимости, особенно в пределах высоких температур.

Для большинства минеральных масел характерно резкое повышение вязкости и полная потеря подвижности при снижении температуры. Эти явления объясняются склонностью углеводородов, входящих в состав нефтяных масел, к образованию аморфных или хрустальных структур. Высокая вязкость масел и потеря подвижности отражается на надежности работы машин и механизмов, особенно в момент пуска. Снижение температуры масла приводит к увеличению пускового момента прокрутки двигателя, запаздывание подачи масла к поверхностям трения и ухудшение эффективности работы оливоочисного оборудования.

При высоких температурах масла разжижаются, а при охлаждении загустевают или вообще теряют подвижность. Поэтому, оценивая качество масла, большое значение придают функциональной зависимости ее вязкости от температуры. Характер изменения вязкости в зависимости от температуры неодинаков для масел с различного сырья, различных способов получения и различного состава. Чем меньше она изменяется с повышением или понижением температуры, тем лучше свойства масла в эксплуатации.

В международной практике для оценки вязкостно-температурной характеристики масла принят количественный критерий, который называется индексом вязкости (IB). Чем выше JB, тем более пологая вязкостно-температурная характеристика и тем лучше масло для эксплуатации. Моторные масла имеют индекс вязкости не менее 90-125 единиц.

Наличие сведений о величине индекса вязкости имеет важное значение в практике использования масел, поскольку эти данные необходимы для определения возможного диапазона температур эксплуатации машин и механизмов. Так, при низких (минусовых) температур вязкость низькоиндексних масел настолько повышается, что они теряют подвижность и не поступают в трущихся поверхностей при пуске, а при повышенной температуре вязкость снижается настолько, что масло выдавливается из зоны трения. Потеря подвижности масел при низких температурах определяется содержанием в них твердых и полициклических ароматических углеводородов, которые кристаллизуются и окисляются в этих условиях использования. Высокоиндексные масла, напротив, эффективно выполняют свои функции в широком диапазоне температур.

Вместе с тем, ИС не отражает возможность использования масел в условиях низких температур. Поэтому для зимних и всесезонных масел, кроме ИС, дополнительно указывают значение кинематической или динамической вязкости при минусовой температуре.

Индекс вязкости нефтяных масел определяется их фракционным и углеводородным составом. Маловязкие масла характеризуются высоким индексом вязкости, но при высоких эксплуатационных температурах их вязкость недостаточна для создания условий гидродинамического режима смазки.

Для обеспечения совмещения необходимой вязкости при рабочих температурах и при пологой зависимости вязкости от температуры, маловязкие масла сгущают специальными вязкостных (загущающих) присадками.

Загущенные масла сочетают в себе хорошие пусковые и антифрикционные свойства, характерные для маловязких масел при низких температурах, и хорошие смазочные свойства высоковязких масел при высоких температурах. Применение загущающие присадок позволяет получать зимние и всесезонные масла с индексом вязкости более 125 единиц. В загущенных маслах малая вязкость при низкой температуре обеспечивается базовой маслом и высокая вязкость при рабочих температурах — вязкостные присадкой.

Современные технологии получения всесезонных масел открывают большие возможности для варьирования их вязкостных свойств. Такое варьирование достигается использованием в составе всесезонных масел наряду с базовыми маловязкими минеральными маслами с высоким индексом вязкости синтетических компонентов, а также базовых масел гидрокрекинга с индексом вязкости до 150 и смесей последних с минеральными и синтетическими маслами.

О смазочную способность
Другой из основных эксплуатационных свойств, характеризующих качество смазочных материалов, является их смазочная способность. Смазочная свойство является обобщенным понятием, объединяющим несколько эксплуатационных свойств масел, которые влияют на процесс трения и срабатывания контактованих поверхностей. Основными из них являются антифрикционные, протиспрацьовувальни и противозадирные свойства. Масла должны иметь высокую смазочную свойство для создания на поверхности трущихся деталей прочной пленки, способной снижать потери от трения и предотвращать или уменьшать их износ при рабочих нагрузках и скоростях.

Если при гидродинамическом режиме смазки, согласно гидродинамической теории, смазочное действие определяется в основном вязкостью масла, то в условиях предельного смазки вязкость уже не имеет такого решающего значения.

При предельном режиме смазки поверхности соединительных тел разделены слоем смазочного материала толщиной всего в 0,1 мкм. При этом качество пленки масла отличается от объемных свойств смазочного материала. Но коэффициент трения при граничном режиме смазки зависит не от вязкости, а от наличия в масле поверхностно-активных веществ и их эффективности. При наличии таких пленок сила трения снижается по сравнению с трением без масла в несколько раз, а износ трущихся поверхностей уменьшается в сотни раз.

Присадки как панацея
Присадки вводятся в масла для обеспечения свойств, призванные снижать соответствии трения, срабатывание трущихся поверхностей в случае нарушения условий гидродинамического режима смазки и предотвращать задирании при сверхвысоких нагрузках. Протиспрацьовувальни и противозадирные присадки содержащие преимущественно органические соединения серы, фосфора, хлора и др..

Важным свойством смазочных материалов, характеризующих их при длительной работе двигателя, является стабильность против окисления при повышенных температурах (термоокислительной стабильности). Термоокислительной стабильности характеризует склонность масла к образованию растворимых и нерастворимых в ней продуктов окисления.

altОкисление масла в двигателе приводит к изменению ее химического состава. В масле появляются кислоты, обладают высокой коррозионной агрессивности, она темнеет, становится более вязкой, в ней накапливаются механические примеси органического происхождения. При этом эксплуатационные свойства масла резко ухудшаются. Углеродсодержащие вещества, образующиеся в процессе окисления, оседают на деталях в виде нагара, лака и грязи, а также приводят к значительным изменениям физико-химических и эксплуатационных показателей масла. Для повышения стойкости против окисления в масло добавляют антиокислительные присадки.

Моечно-диспергирующие свойства характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя и поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии. С повышением этих свойств увеличивается количество нерастворимых веществ — механических примесей, содержащихся в работающей масле, не выпадая в осадок, а также уменьшается загрязнение деталей двигателя различными отложениями (лаками, нагара, шлаками). Для уменьшения или предотвращения образования отложений в масла вводят специальные поверхностно-активные вещества — моечно-диспергирующие присадки. Практически все моечно-диспергирующие присадки имеют определенный запас щелочности. Щелочность моторного масла является одним из важных показателей, определяющих возможность обеспечения длительной работы двигателя на высокосернистой топливе.

Кроме того, масло должно иметь антикоррозионные свойства, связанные с химическими процессами, и в зависимости от воздействия самых смазочных материалов, которые вызывают химически электрохимическую коррозию металла или предотвращают ей, защитные свойства, характеризующие способность нефтепродуктов защищать металлические поверхности от коррозии наличии электролита . Соответственно различают антикоррозионные присадки, уменьшающие коррозионное срабатывания, прежде цветных металлов при высоких температурах, и маслорозчинни ингибиторы коррозии, которые улучшают защитные свойства масел.

Снижение коррозионной агрессивности смазочных материалов достигается повышением их антиокислительных свойств и введением специальных противокоррозионных присадок. Эти присадки предотвращают непосредственному воздействию коррозионно-агрессивных веществ на металл. Кроме того, эти пленки дезактивируют металл как катализатор окисления. Поскольку электрохимическая коррозия является следствием электролитических явлений, предотвращение ее достигается только с помощью защитных присадок (ингибиторов коррозии), которые формируют на металлической поверхности прочные пленки, непроницаемые для воды и кислорода.

Пини — нет!
Основной причиной вспенивания масла при работе является аэрация — насыщение масла воздухом. Пенообразование наблюдается вследствие интенсивного перемешивания масла с растворенным в нем воздухом. Образованию пены способствуют загрязняющие вещества, продукты окисления, влага, содержащиеся в масле. Вследствие пенообразования ухудшается теплоотвод и нормальное поступление масла в трущихся поверхностей, происходит выброс масла с оливосистемы.

В случае попадания воды в масло могут образовываться эмульсии, которые затрудняют нормальную работу масляных систем. При наличии таких эмульсий уменьшается вязкость масла, в результате чего нарушается жидкостное трение. Кроме того, ухудшаются смазывающие свойства, увеличивается электрохимическая коррозия металлических поверхностей. Увеличение суммарного объема масла при образованные эмульсии вызывает его выброс из систем смазки.

Для предотвращения образования пены и стойких эмульсий в масла вводят соответственно противопенные и деэмульгирующие присадки.


Tags:

Свойства качественной масла


Similar posts

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code