Основные характеристики зарубежных масел для поршневых авиадвигателей 3 страница

Химические характеристики авиабензинов производства Великобритании и США

Показатели	Великобритания	США
100/130	91/96	100/130	91/96
Спецификация			5572В	5572В
Октановое число
Сортность на богатой смеси
Содержание ТЭС в бензинах(фактически 2,2 г/кг)	4,2	4,2	4,0	4,0
Давление насыщенных паров, мм рт.ст	280..380	280…380	….380	…380
Теплота сгорания, ккал/кг, не менее
Кислотность, мг КОН на 100 мл, не более	-	-	-	-
Содержание серы, %, не более	0,05	0,05	0,05	0,05
Температура замерзания, °С, не выше	-60	-60	-60	-60
Фактические смолы, мг/100 мл, не более
Цвет	Зелёный	Голубой	Зелёный	Голубой
Вода, механические примеси, водорастворимые кислоты и щелочи	отсутствуют

Авиационные масла.

Общие сведения об авиационных маслах

Главным назначением смазки любого механизма является уменьшение износа трущихся деталей и снижение затрат мощности на трение. Кроме этого, смазочные материалы выполняют ряд других важных функций: отводят тепло от нагретых деталей машин, предохраняют детали от коррозии, очищают пространство между трущимися поверхностями от продуктов износа. Для правильного подбора и применения смазочных масел необходимо знать основные закономерности процессов трения и изнашивания деталей машин, знать условия, в которых работают масла, знать качество, состав и возможные изменения в них при работе в двигателях и других машинах.

Различают три принципиально отличных друг от друга вида трения:

- жидкостное, когда две движущиеся друг по другу поверхности разделены слоем масла, т.е. трение между слоями и молекулами масла. Коэффициент жидкостного трения лежит в пределах 0,001 – 0,010. При этом виде трения надёжность смазки возрастает с увеличением скорости движения трущихся поверхностей и с увеличением вязкости масла;

- граничное, когда при повышении нагрузки на масляную плёнку, понижении вязкости масла или при снижении скорости движения уменьшается толщина плёнки и через неё начинают проступать отдельные неровности поверхностей, приводящие к их механическому контакту. С увеличением числа контактируемых точек область граничной смазки будет постепенно расширяться за счёт уменьшения жидкостной смазки.Такое состояние также называют полужидкостной или смешанной смазкой;

- сухое, когда масляная плёнка практически отсутствует и происходит перемещение с непосредственным контактом одной поверхности по другой.

Авиационные смазочные материалы разделяются на три основные группы:

- жидкие смазки;

- консистентные смазки, представляющие собой пластичные, мазеобразные вещества;

- твёрдые смазки(графит, дисульфид молибдена, слюда и т.п.), применяемые как в виде компонентов к маслам и смазкам, так и в виде самостоятельных смазок в узлах, где другие смазочные материалы неприменимы.

По роду исходного сырья масла подразделяются на нефтяные, растительные, животные и синтетические.

По целевому назначению авиационные масла делятся на следующие виды:

- масла для авиационных ТРД, маловязкие, с низкой температурой застывания;

- масла для авиационных ТВД, мало- и средневязкие, с низкой температурой застывания и высокой смазывающей способностью;

- масла для авиационных ПД, высоковязкие, подвергнутые глубокой очистке;

- масла для редукторов вертолётов(трансмиссионные масла)высоко- и средневязкие, с хорошей смазывающей способностью;

- агрегатные и приборные масла, маловязкие, подвергнутые глубокой очистке, с низкой температурой застывания.

Основные требования к авиационным маслам:

Прежде всего, масло должно обеспечивать хорошую смазку трущихся деталей и предотвращать их износ. Желательно, чтобы даже при кратковременных нарушениях жидкостного режима смазки(в моменты запуска и останова) масло хорошо защищало от износа трущиеся детали. Масло в любых условиях эксплуатации должно надёжно подаваться к трущимся и охлаждаемым деталям. При длительной работе масло должно сохранять свои свойства и не давать отложения на деталях, так как отложения способствуют перегреву и загрязнению двигателя или агрегата. Масло не должно вызывать коррозии деталей, оно должно защищать детали от внешних коррозионных факторов. Необходимо, чтобы масла имели невысокую стоимость. Одним из важных требований к маслам является их нетоксичность и малая огнеопасность.

Исходя из этого, желательно, чтобы масла имели следующие свойства:

- возможно меньшую вязкость, но достаточную для создания надёжного жидкостного слоя в зазорах при максимальной рабочей температуре;

- резкое возрастание вязкости с повышением давления;

- пологую вязкостно-температурную характеристику;

- низкую температуру застывания;

- хорошо смазывающую способность и высокую нагрузочную способность плёнки;

- отсутствие нестабильных составных частей, выделяющихся в виде отложений в двигателе;

- отсутствие коррозионных примесей и химически нестабильных составных частей, склонных к превращениям в коррозионно-активные вещества;

- высокую температуру вспышки, характеризующую стойкость против испарения и выгорания при работе двигателя, а также низкую огнеопасность масла;

- физическую однородность(отсутствие механических примесей и воды).

Важнейшие характеристики масел

1. Вязкость. Вязкостью называют свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении одной её части относительно другой. Другими словами, вязкость – характеристика внутреннего трения между частицами жидкости. Различают динамическую и кинематическую вязкости. Динамической вязкостью называют сопротивление, возникающее на единице площади трущихся слоёв жидкости при поперечном градиенте скорости, равном единице. За единицу динамической вязкости в системе СИ принимается вязкость, при которой на 1 м² слоя жидкости действует сила в 1 н при поперечном градиенте сек^-1. Размерность динамической вязкости н×сек/м² или кг/(м×сек). В технике пользуются единицей измерения динамической вязкости – пуаз(пз), причём 1 пз = 0,1 н×сек/м².

Кинематической вязкостью называется динамическая вязкость, приходящаяся на единицу плотности жидкости: ν = η/ρ, где ν – кинематическая вязкость, м²/сек, η – динамическая вязкость, кг/(м×сек), ρ – плотность, кг/м³. В технике пользуются единицей измерения кинематической вязкости – стокс(ст), где 1 ст = 1 см²/сек = 10^-4м²/сек, и единицей в 100 раз меньшей стокса – сантистоксом(сст), 1 сст = 0,01 см²/сек = 10^-6 м²/сек. Вязкостью в 1 сст обладает вода при 20,2°С.

Измерение вязкости проводится в лабораторных условиях капиллярным вискозиметром.

2. Смазывающая способность. Зависит от целого ряда факторов, но основное влияние оказывают физико-химические свойства углеводородов и присадок, входящих в состав масла. Смазывающая способность должна проявляться в двух положительных качествах: способности предотвращать износ поверхностей трения в условиях устойчивой граничной плёнки масла в области окислительного износа, и в способности масла отодвигать в сторону больших нагрузок, больших скоростей движения и более высоких температур момент разрыва граничной плёнки масла и наступления схватывания металлов, т.е. обладать хорошими противозадирными свойствами. Измерение смазывающей способности производят в лабораторных условиях при помощи четырёхшариковой машины.

3. Стабильность. Это способность масла сохранять свой состав и свойства при работе в двигателе. Чем стабильнее масло, тем меньше оно даёт загрязнений(осадков, лаковидных плёнок, нагара). Изменение качества масла в работающем двигателе и образование углеродистых отложений прежде всего связано с окислением масла. Кислород воздуха, вступая в реакцию с молекулами масла, образует в конечном итоге смолы, асфальтены, карбены и т.д.Окисляемость масел зависит прежде всего от его химического состава, температурных условий(например, в высокотемпературной зоне двигателя масло разогревается до 350 - 400°С и часть масла теряет летучие вещества и обугливается, образуя нагар), длительности окисления, каталитического действия металлов и продуктов окисления, наличия воды и т.п.

Нагар – твёрдые углеродистые вещества, образующиеся во время работы двигателя на стенках камеры сгорания, на днище поршня, на верхнем пояске поршня, на клапанах и свечах. Толщина нагара составляет максимум несколько мм с шероховатой поверхностью, имеет характерный чёрный цвет, по структуре может быть как плотной, так и рыхлой или пластинчатой структуры. Отлагаясь на стенках камеры и на днищах поршней, нагар способствует возникновению детонации вследствие ухудшения теплоотдачи, т.к. является плохим проводником тепла. Отложение нагара на сёдлах клапанов препятствует их нормальной работе, может привести к зависанию(особенно – клапана впуска) и прогоранию. При отложении на свечах нарушает правильную работу зажигания. Наличие раскалённых частиц нагара в камере сгорания может вызвать самовоспламенение топлива и нарушать работу двигателя.

4. Коррозионные свойства масла. Авиационные масла не должны оказывать коррозионного влияния на металлы, из которого изготовлены детали двигателя. Во избежание коррозии действующими стандартами на авиамасла предусматривается требование об отсутствии в маслах водорастворимых кислот и щелочей и строгого ограничения содержания нерастворимых в воде органических кислот. Коррозионные свойства масел определяются в лабораторных условиях специальной установкой методом попеременного погружения свинцовых пластинок стандартного размера в пробирки с нагретым маслом; степень коррозии определяют по потере веса пластинок в г на м².

5. Плотность масел определяется аналогично плотности топлив при помощи ареометра.

6. Температура вспышки и воспламенения. При нагревании масло испаряется; пары, смешиваясь с воздухом, образуют воспламеняющуюся смесь. Самая низкая температура, до которой нужно нагреть масло, чтобы его пары образовали с воздухом смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней пламени, называется температурой вспышки. Температура нагрева масла, при которой не только воспламеняются пары масла при поднесении к ним огня, но загорается и само масло, называется температурой воспламенения масла. Очень низкие температуры вспышки и воспламенения характеризуют огнеопасность масла и указывают на наличие в нём случайных примесей, главным образом, топлива.

7. Зольность. Остаток, полученный от выпаривания и прокаливания в фарфоровом тигле определённого образца масла и выраженный в процентах к весу масла, называется зольностью. Содержание золя в чисто нефтяном масле должно быть минимальным. Присутствие значительных количеств золы указывает на плохую очистку масла, на наличие различных солей и минеральных механических примесей, на присутствие в масле присадок.

8. Коксуемость. Сущность определения коксуемости заключается в следующем: масло, нагретое до высокой температуры без доступа воздуха, испаряясь и разлагаясь, образовывает коксообразный остаток. Полученный кокс выражают в весовых процентах по отношению к взятому маслу. Коксуемость зависит от химического состава масла, степени его очистки. Параметр позволяет определить периодичность замены масла в двигателе для предотвращения коксования маслоподводящих каналов и форсунок на двигателе.

9. Наличие механических примесей и воды. К механическим примесям относят все инородные тела, находящиеся в масле во взвешенном состоянии или в осадке(пыль, песок, продукты износа, частицы кокса и т.п.) В свежих авиационных маслах механические примеси и вода должны отсутствовать. Содержание воды в масле определяют для свежих масел качественной пробой(методом потрескивания или вспенивания).

Для смазки поршневых авиадвигателей в СССР применяли масла двух видов: минеральные(нефтяные) и минеральные с различными присадками. Минеральные масла – это в основном остаточные или компаундированные масла вязкостью при 100°С от 15 до 25 сст, получаются из высококачественных нефтей путём различных методов очистки. До 1940 г. применялось шесть сортов масел, известных под марками МД, СО, МДС, СС, Д-17 и Д-17С. В 1940 г. вместо шести сортов были введены четыре: МК, МС, МЗ и МЗС. В 1949 г. вместо существовавших были выпущены новые сорта: МК-22, МС-14, МС-20 и МС-24. Для улучшения природных свойств минеральных масел к ним добавлялись присадки различного назначения – антикоррозионные, антиокислительные, моющие и депрессорные.

Авиамасло ААС – стандартное авиамасло, выпускавшееся до 1932 г. Вырабатывалось из чистой доссорской нефти. Сырая нефть предварительно подвергалась сернокислотной очистке с последующей промывкой водой и нейтрализацией аммиаком. После отгона из нефти бензина и керосина остаток(мазут)поступал на масляную батарею, где из него под вакуумом отгонялось соляровое, веретённое и машинные масла. Остаток после отгона лёгких масел и представлял собой готовое авиамасло. АСС было совершенно тёмного цвета.

Самыми распространёнными маслами стали МК и МК-22 – масла кислотно-контактной очистки, масла МС-14, МС-20 и МС-24(ГОСТ 1013-49) – селективной очистки. Вырабатываются из лучших масляных нефтей.

Основные характеристики авиамасел МК и МС:

Показатели	МК-22	МС-14	МС-20	МС-24
Вязкость кинематическая при 100°С, сст, не менее
Кислотное число, мг КОН на 1 г масла, не более	0,1	0,25	0,05	0,05
Плотность, не выше	0,905	0,890	0,895	0,9
Коксуемость, %, не более	0,7	0,45	0,3	0,3
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже
Температура застывания, °С, не выше	- 14	- 30	-18	-17
Зольность, %, не более	0,004	0,003	0,003	0,003
Коррозионность на пластинках из свинца, г/м^2, не более
Коэффициент вязкости, не более				-
Содержание серы, не более	-	-	-	1, 0

За пределами РФ для авиационных поршневых двигателей применяют большое количество, наиболее известными из которых являлись следующие сорта:

- минеральные масла спецификации Великобритании DEngRD-2472(международное обозначение ОМ-270) типа А/0 и В/0(без присадок), А/2 и В/2(с присадкой) и С(высоковязкие для тропических условий);

- масла фирмы «Шелл» с присадкой «100V», рекомендуемые для всех ПД без ограничений;

- минеральные масла США спецификации Mil-L-6082B типов 1065,1080 и 1100

Показатели	ОМ-270	ОМ-370
Великобритания	США
Вязкость кинематическая при 98,9°С, сст, не менее	18,8	18,9	25,0
Вязкость кинематическая при 98,9°С, сст, не более	21,15	21,40	28,00
Индекс вязкости, не более
Кислотность, мг КОН на 1 г масла, не более	0,95	0,10	1,50
Содержание золы, мг на 20 г масла	0,5	-	-
Температура вспышки в приборе открытого типа, °С, не ниже	243,0	243,3	254,0
Температура застывания, °С, не выше	-12,2	-12,0	-7,0
Коксуемость,%, не более	0,95	1,20	1,50
Содержание серы,%, не более	-	0,5	-

Присадки. Применяемость. Взаимозаменяемость. Контроль качества. Сертификаты.

10. Контроль знаний по курсу лекций. Тесты.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Двигатель М-14П это:

- 9-цилиндровый, воздушного охлаждения, карбюраторный, невысотный;

- 9-цилиндровый, воздушного охлаждения, с непосредственным впрыском топлива, невысотный;

- 9-цилиндровый, воздушного охлаждения, карбюраторный, высотный;

2. Взлётная мощность достигается при оборотах:

- 2900 об\мин;

- 2400 об\мин;

- 2950 об\мин;

3. Диаметр цилиндра двигателя М-14П равен:

- 130 мм;

- 105 мм;

- 103 мм;

4. Степень сжатия двигателя М-14П равна:

- 6,3±0,1;

- 6,3 мм;

- 5,6±0,1;

5. Редуктор двигателя обеспечивает:

- понижение оборотов воздушного винта относительно оборотов коленчатого вала;

- повышение оборотов воздушного винта относительно оборотов коленчатого вала;

- регулировку оборотов воздушного винта в полёте в зависимости от нагрузки;

6.Питание двигателя осуществляется:

- бензином Аи-95;

- бензином Б-100/130

- бензином 100LL;

6. Рабочий цикл двигателя осуществляется:

- за два оборота коленчатого вала;

- за один оборот коленчатого вала;

- за два хода поршня;

7. Если при проверке работы магнето и свечей падение оборотов при отключении левого магнето составляет 5%:

- вылетать разрешается;

- вылетать запрещается;

- вылетать разрешается, если падение оборотов при отключении правого магнето не превышает 3%;

8. Внешняя характеристика двигателя - это:

- зависимость эффективной мощности и удельного расхода топлива от числа оборотов при работе двигателя на земле с полностью открытой дроссельной заслонкой и переменной внешней нагрузкой;

- зависимость эффективной мощности и удельного расхода топлива от числа оборотов при работе двигателя с переменной внешней нагрузкой и переменным положением дроссельной заслонки;

- зависимость эффективной мощности и удельного эффективного расхода топлива от числа оборотов при постоянном зафиксированном положении лопастей винта, но переменном положении дроссельной заслонки карбюратора;

9. При наборе высоты с полностью открытой дроссельной заслонкой с увеличением высоты:

- происходит падение мощности в результате уменьшения весового заряда смеси в цилиндрах;

- происходит увеличение мощности двигателя в результате снижения противодавления на выпуске, уменьшения температуры наружного воздуха и насосных потерь при уменьшении давления в картере;

- мощность сохраняется неизменной из-за принудительной подачи топлива высотным автокорректором;

10. Главный шатун располагается в:

- цилиндре №1;

- цилиндре №4;

- цилиндре №9;

11. Перезаливка двигателя на запуске может привести к:

- затруднённому последующему запуску;

- гидроудару;

- смыву смазки со стенок цилиндров и ускоренному износу деталей цилиндро-поршневой группы;

12. Маятниковый противовес коленчатого вала предназначен для:

- разгрузки коленчатого вала от критических колебаний определённой частоты на всех режимах работы двигателя;

- разгрузки коленчатого вала от критических колебаний определённой частоты на номинальном и взлётном режимах работы двигателя;

- плавности вращения коленчатого вала и вращающихся деталей цилиндро-поршневой группы при переходных режимах;

13. Уменьшение частоты вращения воздушного винта по сравнению с оборотами коленчатого вала при помощи редуктора применяется для:

- повышения КПД воздушного винта для увеличения тяги на взлёте, сокращения длины разбега и повышения скороподъёмности;

- повышения мощности двигателя без увеличения его габаритов и массы;

- возможности установки винта изменяемого шага;

14. Нагнетатель предназначен:

- для повышения взлётной мощности двигателя у земли;

- повышения высотности двигателя;

- повышения мощности при работе на богатых смесях;

15. Периодические обратные вспышки в карбюратор могут привести к:

- гидроудару;

- повреждению регулятора оборотов воздушного винта;

- деформации диффузора и крыльчатки нагнетателя;

16. На двигателе М-14П фрикционными муфтами оборудованы приводы следующих агрегатов:

- генератора, регулятора оборотов, магнето;

- генератора, регулятора оборотов, компрессора;

- генератора, нагнетателя;

17. Проворачивание за винт непрогретого двигателя может привести к:

- задиру цилиндров;

- случайному запуску двигателя;

- излому вертикального валика привода агрегатов;

18. Вал винта по отношению к коленвалу двигателя вращается:

- медленнее в 0,6 раз;

- быстрее в 0,6 раз;

- медленнее в 0,5 раз;

19. Останов неохлаждённого двигателя может привести к:

- разрушению привода кулачковой шайбы газораспределения;

- разрушению привода нагнетателя;

- разрушению привода компрессора;

20. Основными функциями системы смазки являются:

- уменьшение трения, износа и нагрева трущихся деталей, отвод тепла от деталей цилиндро-поршневой группы, предохранение деталей внутри двигателя от коррозии, унос частиц износа, отделяющихся от трущихся поверхностей, управление винтом изменяемого шага;

- уменьшение трения, износа и нагрева трущихся деталей, отвод тепла от деталей цилиндро-поршневой группы;

- уменьшение трения, износа и нагрева трущихся деталей, отвод тепла от деталей цилиндро-поршневой группы, предохранение деталей внутри двигателя от коррозии, унос частиц износа, отделяющихся от трущихся поверхностей;

21. Внутренняя маслосистема двигателя включает в себя:

- маслорадиатор, маслобак, маслопроводы, маслофильтры;

- маслонасос, маслоотстойник, фильтр-сигнализатор стружки, сетчатые маслофильтры;

- маслорадиатор, маслоотстойник, фильтр-сигнализатор стружки, маслопроводы;

22. Фильтр-сигнализатор предназначен для:

- выдачи индикации экипажу о наличии металлической стружки в маслоотстойнике при разрушении или интенсивном износе деталей двигателя;

- обнаружения металлической стружки в маслоотстойнике при разрушении или интенсивном износе деталей двигателя и переключения работы маслосистемы на малый контур;

- выдачи индикации экипажу о наличии металлической стружки в маслоотстойнике при разрушении или интенсивном износе деталей двигателя и блокировки системы разжижения масла бензином;

23. Датчик давления масла измеряет давление масла:

- на входе в двигатель;

- в масляной магистрали двигателя;

- на выходе из двигателя;

24. Датчик температуры масла измеряет температуру масла:

- на входе в двигатель;

- на выходе из двигателя;

- на входе в маслорадиатор;

25. При неработающем двигателе перевести лопасти винта на большой шаг:

- можно;

- нельзя;

- можно только при температуре головок цилиндров выше 110°;

26. Выбрасывание масла из двигателя в полёте через систему суфлирования может быть вызвано:

- превышением эксплуатационных перегрузок;

- накапливанием воды в масляном баке за несколько лётных дней;

- невыдерживанием температурного режима двигателя;

27. Повышение температуры масла и понижение его давления в полёте может свидетельствовать о:

- неисправности электропроводки приборов контроля двигателя;

- выбрасывании масла из маслобака через дренажную систему и понижении его уровня;

- срабатывании редукционного клапана маслорадиатора;

28. Температура воздуха на входе в карбюратор ниже +10°С может привести к:

- остановке двигателя в полёте;

- снижению приемистости двигателя;

- ухудшению смесеобразования и нарушению нормальной работы непрогретого двигателя;

29. На номинальных и взлётном режимах дроссельная заслонка карбюратора:

- всегда открыта полностью;

- открывается в зависимости от величины атмосферного давления;

- открывается в зависимости от температуры на входе в карбюратор;

30. Автоматический высотный корректор обеспечивает:

- постоянство состава горючей смеси;

- обогащение рабочей смеси с увеличением высоты полёта;

- обеднение рабочей смеси с увеличением высоты полёта;

31. Показания манометра давления топлива менее 0,2 кг\см² в полёте при неизменных остальных параметрах работы двигателя может свидетельствовать о:

- засорении фильтра тонкой очистки топлива;

- заедании дозирующей иглы карбюратора;

- отказе редукционного клапана топливного насоса;

32. Зажигание смеси в момент запуска обеспечивается:

- работой пусковой катушки;

- работой первичной обмотки трансформатора левого магнето;

- работой первичной обмотки трансформатора правого магнето;

33. Передние свечи получают питание от:

- левого магнето;

- правого магнето;

- дублирующей проводки пусковой катушки;

34. За один рабочий цикл двигателя ротор каждого магнето должен сделать:

- 2,25 оборота;

- 3,12 оборота;

- 4,5 оборота;

35. Заливка бензина в цилиндры перед запуском производится с целью:

- получения соответствующего состава смеси в цилиндрах с учётом её конденсации из-за расширения сжатого воздуха, поступающего из пусковых клапанов;

- получения предварительно обогащённой смеси для запуска;

- облегчения запуска двигателя в условиях низких температур окружающего воздуха;

36. Распределитель сжатого воздуха предназначен:

- для распределения по цилиндрам рабочей смеси в соответствии с порядком работы цилиндров;

- для распределения по цилиндрам пускового топлива в соответствии с порядком работы цилиндров;

- для проворачивания коленчатого вала через пусковые клапаны в соответствии с порядком работы цилиндров;

37 .Лопасти воздушного винта АV-803 переводятся на малый шаг:

- давлением масла и центробежными силами лопастей;

- центробежными силами противовесов лопастей;

- давлением масла и силами противовесов лопастей;

38. Предельная температура головок цилиндров не должна превышать:

- 240°С;

- 220°С;

- 190°С;

39.Минимальное давление масла при полётах на крейсерских режимах должно составлять:

- 2 кг/см²;

- 1 кг/см²;

- 3 кг/см²;

40. Температура воздуха на входе в карбюратор должна находится в пределах:

- +10….+45°С;

- +5….+45°С;

- 0….+35°С;

41. После запуска двигателя давление масла должно установиться не менее:

- 0,5 кг/см²;

- 2 кг/см²;

- 1 кг/см²;

42. Температура масла на крейсерских режимах должна составлять:

- 50-65°С;

- 40-75°С;

- 60-85°С;

43. Продолжительность работы двигателя на режиме МАЛЫЙ ГАЗ не должна превышать:

- 10 мин;

- 20 мин;

- 5 мин;

44. Для уменьшения режима необходимо:

- уменьшить давление наддува, затем – число оборотов коленчатого вала;

Дата добавления: 2015-07-13