Конспект лекции "Назначение систем смазки. Циркуляционные и цилиндровые масла. Браковочные показатели. Присадки.

Назначение систем смазки. Циркуляционные и цилиндровые масла. Браковочные показатели. Присадки.

1.Функции масла

Моторное масло выполняет несколько функций, к числу которых в первую очередь относятся:

1.    Снижение трения и уменьшение износа, включая и коррозию;

1.        Охлаждение путем отвода тепла из зон трения;

2.        Удаление образующихся продуктов износа и загрязняющих примесей;

3.        Обеспечение уплотнения ЦПГ в зоне поршневых колец.

Исходя из изложенного, а также, учитывая высокий уровень форсировки современных двигателей, используемые в них моторные масла, должны обладать рядом эксплуатационных свойств и характеристик:

2.Характеристики (свойства) масла

В сертификаты на масла обычно включаются: плотность,

категория вязкости по SAE (Сообщество автомобильных инженеров),

вязкость при 100°С и 40°С,

нейтрализующая способность, в ОЩЧ(TBN),

температура вспышки и температура застывания, характеристики по API (Американского Нефтяного Института) и АСЕА (Ассоциация Европейских Производителей Автомобилей).

1.2.1.          Плотность

Плотность вещества (density - d) определяется как масса единицы объема. Для нефтяных продуктов плотность принято выражать в виде относительной величины - относительная плотность (specific gravity or relative dencity). Последняя представляет собой отношение массы заданного объема продукта к массе воды этого же объема при температуре 15°С.

Плотность масел лежит в пределах 860-930 кг/м³. Меньшие значения плотности характерны для масел парафинового основания, большие присуди маслам нафтенового основания. В процессе работы масла его плотность изменяется. Падение плотности свидетельствует о его разжижении более легким топливом, а увеличение - загрязнении масла сажей и продуктами окисления масла.

1.2.2. Вязкость

Вязкость (viscosity - v) является важнейшей характеристикой масла, она определяет величину внутреннего трения в слое жидкости, определяющего сопротивление ее течению. Мерой динамической вязкости является пуаз Пз, он представляет собой силу, которую необходимо приложить, чтобы перемещать со скоростью 1см/с пластину площадью 1 см² относительно другой пластины, отделенной от нее слоем жидкости толщиной 1см. В технике принято использовать показатель кинематической вязкости v, выражаемый мм²/с или в сантистоксах (сСт). Кинематическая вязкость может быть получена путем деления динамической вязкости на плотность. За рубежом вязкость масел принято классифицировать номерами (категориями) SAE, численное значение которых придается маслам, вязкость которых лежит в пределах, указанных в табл. 1.

Вязкость непосредственно определяет эффективность смазки, ее способность создавать пленку между трущимися поверхностями, тем самым, предотвращая их непосредственный контакт, изнашивание и рост температур в зоне контакта.

Следует также учитывать, что вязкость большинства масел существенно зависит от температуры, с ее повышением вязкость снижается, а со снижением растет. В зависимости от химического состава масла и методов очистки базовой основы (Base-Stock) эта зависимость различна. Так вязкость масел парафинового основания наиболее стабильна, более зависимы от температуры масла нафтенового основания. Для суждения о вязкостно-температурной зависимости масел можно воспользоваться данными по вязкости, которые в  сертификатах обычно приводятся при двух температурах - 40°С (100°F) и 100^:°С (210°F). С этой же целью часто используют показатель - Индекс вязкости.

Индекс вязкости (V.I.) представляет собой опытную безразмерную величину, характеризующую вязкостно-температурную зависимость масел. Масла с высоким индексом вязкости (100 и более) характеризуются относительно малым падением вязкости при повышении температуры, малый индекс вязкости свидетельствует о существенном падении вязкости см. рис. 1. При выборе масел желательно стремиться к использованию масел по возможности с более высоким индексом вязкости (85-100 и выше), так как позволят обеспечить более стабильную вязкость в широком диапазоне температур и тем самым гарантировать сохранение масляной пленки и гидродинамический режим смазки как на малых, так и на высоких нагрузках.

1.2.3.   Нейтрализующая способность

Нейтрализующее действие масел (alcalinity property) заключается в их способности противостоять коррозии под действием образующейся в цилиндрах серной кислоты и продуктов окисления самого масла (органические кислоты). Нейтрализация кислот достигается путем введения в масло присадок, придающих ему щелочные свойства, задаваемые Общим Щелочным Числом (ОЩЧ или TBN - Total Base Number), которое выражается в мг КОН/г масла.

1.2.4.          Температура застывания

Температурой застывания (pour point temp.) считается та наинизшая температура, при которой масло теряет свою подвижность. Температура застывания масел, рекомендуемых для циркуляционных систем судовых двигателей, обычно лежит в пределах -9°С -15°С. Для двигателей, работающих на открытом воздухе, следует подбирать масла с температурами застывания, которые были бы ниже температур окружающей среды в зимнее время. Такие масла можно найти у разных фирм.

1.2.5.          Температура вспышки и испаряемость

Температурой вспышки (flash point temp.) является та наинизшая температура при которой нагреваемое масло испаряется и образующиеся пары, перемешиваясь с воздухом, создают смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Определение Твсп осуществляется в открытом или закрытом тиглях. Твсп, полученная в открытом тигле в среднем на 30° выше. Температура вспышки масел обычно лежит в пределах 200-230°С.

Основу смазочных материалов составляют фракции нефти, выкипающие при 200-500°С. Их нагревание в двигателях и механизмах приводит к потере легких фракций, что вызывает изменение углеводородного состава, ухудшение вязкостно-температурных свойств, повышение температуры застывания и, что наиболее важно, - повышенный расход масла. Об испаряемости масла судят по фракционному составу и температуре вспышки. Чем ниже Твсп, тем легче фракционный состав, тем при более низкой температуре выкипают легкие фракции, тем, следовательно, выше будет расход масла.

3. Классификация масел

Группа масел по эксплуатационным свойствам

Рекомендуемая область применения

А		Нефорсированные бензиновые двигатели и дизели
Б	Б1	Малофорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений и коррозии подшипников
	Б2	Малофорсированные дизели
В	В1	Среднефорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, способствующих окислению масла и образованию всех видов отложений
	В2	Среднефорсированные дизели, предъявляющие повышенное требование к антикоррозионным, противоизносным свойствам масел и склонности к образованию высокотемпературных отложений.
Г	Г1	Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в тяжёлых эксплуатационных условиях, способствующих окислению масла, образованию всех видов отложений, коррозии и ржавлению.
	Г2	Высокофорсированные дизели без наддува или с умеренным наддувом, работающие в эксплуатационных условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений.
Д		Высокофорсированные дизели с наддувом, работающие в тяжёлых эксплуатационных условиях или когда применяемое топливо требует использования масел с высокой нейтрализующей  способностью, антикоррозионными и противоизносными свойствами, малой склонностью  к образованию всех видов отложений.
Е		Лубрикаторные системы смазки цилиндров дизелей, работающих на топливе с высоким содержанием серы.

4.Состав масла

Любое смазочное масло представляет собой масляную основу – базовое масло,  в которую вводят присадки разного функционального назначения. Существуют

Основа

Присадки

Литература

Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2010.- 382 с  Стр.312-325

Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2008.- 470 с. Стр 388-401