Характеристики циркуляционного и цилиндрового масел, используемые присадки к ним.

 

Основные характеристики масел аналогичны, за не­которым исключением, характеристикам топлив, приме­няемых в СЭУ. К ним относятся: вязкость, индекс вяз­кости, кислотное число, щелочное число, содержание водорастворимых кислот и щелочей, коксуемость, золь­ность, коррозионность, термоокислительная стабиль­ность, температура вспышки, температура застывания, содержание механических примесей, содержание воды, стойкость при хранении.

Вязкость масла должна обеспечивать надежную смаз­ку и минимальный износ трущихся поверхностей при всех эксплуатационных режимах.

Роль вязкости неоднозначна: для обеспечения несу­щей способности масляного слоя, уплотнения деталей и уменьшения расхода требуется повышенная вязкость масла; в то же время очистка трущихся деталей от про­дуктов окисления и прочих загрязнений, охлаждение деталей лучше обеспечиваются маловязким маслом, к тому же легче фильтруемым.

Поэтому для смазки двигателей выбирают масло по возможности небольшой вязкости, но такое, которое на­дежно обеспечивало бы жидкостное трение в главных узлах даже при высокой температуре. При выборе масла учитывают также, в какой степени изменяется его вяз­кость при изменении температуры, так как от этого зави­сит степень отклонения фактического режима смазки от требуемого, а также возможность прокачки масла при низких температурах.

Различия в вязкостно-температурных свойствах ма­сел зависят от их группового углеводородного состава. Наиболее пологая кривая вязкости у масел, состоящих преимущественно из алкановых углеводородов, наиболее крутая — у масел, содержащих полициклические угле­водороды. Масла на основе циклановых и ароматических углеводородов занимают промежуточное положение.

С повышением вязкости вязкостно-температурные свойства масла ухудшаются при любом групповом соста­ве. Отсюда возникает важный практический вывод: носи­телями хороших вязкостно-температурных свойств явля­ются, как правило, маловязкие масла. Для оценки вяз­костно-температурных характеристик масел используют так называемый индекс вязкости, являющийся безраз­мерным числом. Оценка конкретного масла по индексу вязкости основана на сравнении его вязкостно-темпера­турных свойств с подобными же свойствами двух групп специальных масел, принятых за эталонные. При этом индекс вязкости определяют по номограммам, имеющим­ся на предприятиях-изготовителях масел. У большинства современных масел, применяемых на судах для ДВС, индекс вязкости в среднем измеряется числом 90.

Очень низкие температуры вспышки и воспламенения характеризуют огнеопасность масел и указывают на на­личие в них случайных примесей, главным образом топ­лива.

Температура застывания вместе с вязкостью харак­теризует поведение масел при низких температурах, прокачиваемость, коэффициент трения в момент пуска дизеля.

Содержание золы в маслах должно быть минималь­ным. Присутствие значительного количества золы указы­вает на плохую очистку масел, на наличие в них различ­ных солей и минеральных механических примесей.

Содержание механических примесей и воды приводит к повышенному изнашиванию трущихся деталей и ин­тенсивному нагарообразованию. Кроме того, присутствие механических примесей в масле искажает результаты анализа по определению содержания кокса и золы.

Свободные органические кислоты, содержащиеся в масле и определяющие его кислотность, вызывают кор­розию металлов, особенно цветных. Разрушительное действие органических кислот усиливается при наличии воды. Кислотность рассматривается как основной пока­затель коррозионной агрессивности масла по отношению к металлам, поэтому начальное ее значение должно быть как можно меньшим.

Щелочное число характеризует способность масла нейтрализовать появляющиеся в нем кислоты, предот­вращая коррозию и износ смазываемых поверхностей. Щелочные свойства обеспечивают введением в масло специальных присадок. Начальное щелочное число масла подбирают с учетом возможности образования кислот в среде, где будет применяться данное масло. Наибольшие щелочные числа имеют цилиндровые масла, использу­емые в дизелях, работающих на сернистых топливах. В таких маслах (со щелочными присадками) наличие ще­лочи обусловлено характером присадки и не является признаком непригодности масла. Предельная щелоч­ность современных масел (около 100 мг КОН на 1 г мас­ла) достаточна для нейтрализации сернистых соедине­ний, образующихся при сгорании топлива с содержанием серы до 4%.

Под присадками понимают специальные химические вещества, применяемые с целью придания маслам новых свойств или улучшения их физико-химических характе­ристик. Присадки бывают вязкостные, антиокислитель­ные и антикоррозионные, нейтрализующие, моющие, про-тивоизносные, антипенные и понижающие температуру застывания масла. Наиболее распространены многофунк­циональные присадки, т. е. такие, которые улучшают не одну, а сразу несколько характеристик масла.

К присадкам для масел предъявляют высокие требо­вания: они должны быть достаточно эффективными в малых количествах, сохранять стабильность при измене­нии рабочих температур и давлений в масляной системе, хорошо растворяться в маслах, сохранять свои качества при длительном хранении.

К цилиндровым маслам предъявляют специфические требования.

Надежная смазка цилиндров, особенно у мощных форсированных крейцкопфных дизелей с газотурбинным наддувом, работающих на тяжелых сернистых топливах, значительно затруднена, так как большие нагрузки на поршневые кольца, высокая температура деталей ЦПГ и агрессивное действие газовой среды на смазоч­ное масло препятствуют созданию неразрушаемой мас­ляной пленки на рабочих поверхностях цилиндров. Усло­вия применения цилиндровых масел обусловливают сле­дующие требования, предъявляемые к ним: возможность создания на рабочих поверхностях цилиндров масляной пленки, до минимума снижающей трение между втулкой и кольцами и их изнашивание; способность к нейтрали­зации коррозионного действия продуктов сгорания сер­нистого топлива; способность противостоять нагарообразованию на деталях ЦПГ, образованию стойких эмуль­сий и выпадению присадок при попадании в масло воды; возможность сохранения стабильности при хранении в интервале температур от 253 до 333 К.

Цилиндровые масла в отличие от циркуляционных должны обладать высокой термической стабильностью и хорошей смазывающей способностью. Они должны противостоять высоким тепловым нагрузкам и давлению поршневых колец, удерживаться на смазываемых поверх­ностях цилиндра и колец тонкой пленкой для обеспече­ния жидкостного или по крайней мере граничного тре­ния между ними. Наряду с высокой несущей способ­ностью масло должно также хорошо растекаться по сма­зываемой поверхности цилиндра.

Современные цилиндровые масла имеют вязкость 14—16 мм²/с при 373 К. Этот уровень вязкости выбран для создания лучшего сочетания несущей способности масла, прочности масляной пленки в сопряжении «порш­невое кольцо — рабочая поверхность цилиндра» и ско­рости растекания масла по смазываемым поверхностям. Высокая вязкость, повышающая несущую способность масла, нежелательна ввиду усиления склонности такого масла к образованию отложений в выпускных окнах ци­линдров и в подпоршневом пространстве. В свою очередь низкая вязкость, являющаяся следствием наличия в мас­ле легких фракций, обусловливает его высокую лету­честь, а это приводит к интенсивному испарению масла с поверхности цилиндра, уменьшению толщины масляной пленки и ее исчезновению.

Моторные свойства масел в значительной степени за­висят от их молекулярной структуры и композиции ис­пользуемых присадок. Этим объясняются различные результаты, получаемые при эксплуатации дизелей одной марки на маслах различных фирм, но имеющих пример­но одинаковые физические показатели. Поэтому при выборе сорта цилиндрового масла исходят из накоплен­ного опыта эксплуатации аналогичных дизелей.

В общем случае выбор цилиндрового масла базиру­ется на уровне форсировки рабочего процесса дизеля и содержании в используемом топливе серы.

Современные цилиндровые масла по уровню щелоч­ности делятся на два класса: среднещелочные — щелоч­ность 30—40 мг КОН/г; высокощелочные — щелочность 60—70 мг КОН/г.

При содержании серы в топливе до 1,5—2,0% реко­мендуется использовать среднещелочное масло М16ЕЗО, при большем содержании серы — масло М16Е60. У этих масел последние цифры в их марке указывают щелочное число; индекс вязкости того и другого масла — 85.

 

 

 

РАЗДЕЛ 12.