Изменение качества моторного масла

Необходимыми условиями надежной и долговечной работы двигателя являются непрерывное высококачественное смазывание его трущихся деталей, отвод от них тепла и защита от коррозии.

Условия работы моторного масла в двигателе характеризуются многообразием и широким диапазоном изменения различных воздействий. Так температура моторного масла в картере двигателя может изменяться в зависимости от температуры окружающего воздуха, отклоняясь в ту или иную сторону на несколько десятков градусов и в зависимости от режима работы двигателя достигать 80…120 ⁰С.

Весьма широк диапазон температур при смазке зеркала цилиндра, так например в момент воспламенения рабочей смеси температура в камере сгорания (верхняя часть цилиндра) достигает 1700…2000 ⁰С.

Моторное масло в камере двигателя находиться в туманообразном состоянии, что создает условия для его интенсивной аэрации.

Кроме того, моторное масло воспринимает высокие удельные нагрузки от шестерен масляного насоса, шатунных и коренных подшипников коленчатого вала, опорных шеек распределительного вала двигателя.

Условия эксплуатации лесных машин характеризуются значительными изменениями влажности, вибрациями, сложными рельефными условиями и т.д.

Для обеспечения в этих условиях надежной смазки деталей двигателя моторное масло должно в течении длительного периода сохранять свои свойства, не подвергаться окислению, не загрязняться различными примесями, не образовывать отложений.

На процесс окисления моторного масла главным образом влияет кислород. Первым продуктом этого процесса являются перекиси, которые образуют продукты более глубокого окисления. С повышением температуры значительно ускоряются процессы окисления и достигают своего максимума в интервале температур моторного масла 130…150 ⁰С.

Большое влияние на скорость диффузии кислорода в моторное масло и степень его окисления оказывает поверхность окисляемого масла. В картере двигателя, где происходит распыливание, разбрызгивание моторного масла, многократная его циркуляция, процесс окисления его ускоряется.

Наименее устойчивыми к действию кислорода при высоких температурах являются парафиновые, а так же нафтеновые углеводороды с большим количеством циклонов. Ароматические углеводороды в смеси с нафтенами более стойкие от окисления.

На окисление моторного масла влияет его прокачиваемость. Так, при хорошем техническом состоянии двигателя на смазку его деталей идет примерно 20…25 % моторного масла, подаваемого насосом, остальная часть через перепускной клапан возвращается в картер. По мере увеличения зазоров в сопряжениях объем моторного масла прокачиваемого в систему смазки двигателя увеличивается. Повышенная подача моторного масла в систему смазки двигателя ведет к дополнительному его окислению.

Одним из факторов, влияющих на изменение качества моторного масла – это объем системы смазки. При малом объеме системы смазки увеличивается кратность покачивания масла, на него воздействуют большие тепловые и удельные нагрузки (в расчете на единицу объема масла), что приводит к более интенсивному изменению его качества. Чем меньше объем моторного масла в системе смазки двигателя, тем больше лако – и нагароотложений на поршне и в камере сгорания. Следовательно, вместимость системы смазки нужно выбирать с учетом изменения качества моторного масла, а при эксплуатации лесных машин необходимо поддерживать оптимальный заданный уровень масла в картере двигателя.

Значительное влияние на качество моторного масла оказывает нагрузка двигателя.

Степень загрузки двигателей лесных машин зависит от выполняемого технологического процесса (валка, очистка от сучьев, раскряжевка, трелевка и т.д.). на лесозаготовительных работах двигатель загружен на 70…90 %, на транспортных (трелевка, вывозка леса потребителю) значительно меньше номинальной мощности.

Оценка состояния моторного масла после определенного времени работы (наработки) лесопромышленной или лесотранспортной техники на различных технологических операциях дает возможность выявить оптимальные сроки замены масла.

Процесс накопления механических примесей в моторном масле проходит тем интенсивнее, чем выше нагрузка двигателя, кроме того повышается содержание нерастворимых продуктов (асфальгены, карбены, карбонды и т.д.). особенно эти процессы резко возрастают при нагрузке двигателя на величину более 80 % номинальной мощности.

С увеличением загрузки двигателя интенсивнее происходит процесс срабатывания присадки в моторном масле.

 

Присадки

 

Наиболее эффективным и достаточно дешевым методом улучшения эксплуатационных свойств смазочных масел является легирование их специальными присадками. Присадки – это сложные химические соединения различных веществ, которые вводятся в смазочные масла для улучшения их качества или придания маслу новых, заранее заданных свойств.

В зависимости от функционального действия присадки подразделяются на вязкостные, антиокислительные, антикоррозионные, нейтрализующие, моющие, температурные (депрессаторы), противоизносные, антипекные, антипитинговые, противоскачковые, противолепные, адгезионные, улучшающие индекс вязкости.

Присадки вводятся в смазочные масла для улучшения или придания одного определенного свойства, например депрессионную – для снижения температуры застывания.

Наиболее распространены многофункциональные присадки, т.е. такие, которые улучшают не одну, а сразу несколько свойств масла (табл.20).

Присадки должны отвечать следующим требованиям: хорошо растворяться в маслах; не выпадать в осадок, быть химически и термически стабильными; не изменять своего функционального назначения; не изменять других качеств масла.

Вязкостные присадки, повышая вязкость масла при высокой температуре, незначительно изменяют ее при низкой температуре, что имеет большое значение для легкого пуска двигателя при низкой температуре окружающей среды.

Антиокислительные присадки применяют для замедления процесса образования в масле кислых продуктов, образующихся в результате окисления масла под действием кислорода.

Антикоррозионные присадки предотвращают корродирование подшипников, залитых сплавами свинцовой или оловянной бронзой.

Нейтрализующие присадки предотвращают в основном коррозионное действие на детали двигателя кислот, образующихся в результате сгорания сернистых топлив. Нейтрализующее действие этих присадок обеспечивается их щелочностью.

Моющие присадки применяют для уменьшения образования лаковых отложений на тронковой части поршня и в районе поршневых колец.

Температурные присадки (депрессаторы) применяют для снижения температуры застывания масла, они препятствуют выделению кристаллов парафина при снижении температуры окружающей среды.

Противоизносные присадки применяют в условиях высоких температур и больших удельных давлений между трущимися поверхностями.

Антипенные присадки предотвращают вспенивание масла при перемешивании его с воздухом.

Антипиттинговая присадка применяется для предотвращения выкрашивания сопряженных поверхностей при трении качения.

Противоскачковые присадки (антискачковые) предотвращают скачкообразное движение при перемещении по направляющим узлов с различными парами трения, с так называемым «всплытием» столов на слое смазки

Противолепные присадки уменьшают стекание масла с поверхностей деталей узлов и механизмов.

Адгезионные присадки улучшают образование поверхностных масляных пленок в сопряженных парах.

Присадки, улучшающие индекс вязкости - это синтетические загустители масла, используются для производства всесезонных масел. Говоря на профессиональном языке, можно сказать, что моторное масло подвергается легированию.

Импортные присадки

Наиболее известны присадки фирмы Liqui Moly, которые обладают высокими антиизносными свойствами, уменьшают трение в сопряженных деталях двигателя, сокращают расход масла и топлива, значительно сокращают выброс вредных веществ в атмосферу.

Фирма Liqui Moly предлагает как отдельные молибденовые присадки «Oil Additive MoS₂», «M₀S₂ - Leichtlauf», так и готовые моторные масла с присадками.

Присадка "Средство для долговременной защиты двигателя Motor Protect" - это синтетическая присадка добавляется в моторное масло. Она предотвращает износ посредством взаимодействия высокоэффективных EP/AW - присадок (ЕР - Extrem Pressure - экстремальное давление; AW -Anti Wear - антиизносное) и разработанное в 1998 году Friction Reducer (фактор понижения трения). Одновременное действие присадок с новым типом Friction Reducer приводит к тому, что в двигателе не возникает больше смешанного трения.

Добавка этой присадки даже к особым синтетическим маслам с антифрикционными свойствами, дополнительно уменьшает износ деталей двигателя на 35 % (см. рис. 3). На рис. 4 показано уменьшение износа различных видов металлов в двигателе при наличии присадки Motor Protect в моторном масле. В приложении 1 приведены марки импортных присадок.

 

 

Таблица 20