Моторные масла

Смазочные масла

Моторное масло может длительно и надежно выполнять свои функции, обеспечивая заданный ресурс двигателя, только при точном соответствии его свойств тем термическим, механическим и химическим воздействиям, которым масло подвергается в смазочной системе двигателя и на поверхностях смазываемых и охлаждаемых деталей. Взаимное соответствие конструкции двигателя, условий его эксплуатации и свойств масла – одно из важнейших условий достижения высокой надежности двигателей. Современные моторные масла должны отвечать многим требованиям, главные из которых перечислены ниже:

•снижение трения и износа трущихся деталей двигателя за счет создания на их поверхностях прочной масляной пленки;

•уплотнение зазоров в сопряжениях, и в первую очередь деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ);

•отвод тепла от трущихся деталей, удаление продуктов износа из зон трения;

•защита рабочих поверхностей трущихся деталей от коррозии продуктами окисления масла и сгорания топлива;

•предотвращение всех видов отложений (нагары, лаки, зольные отложения).

Эксплуатационные требования к моторным маслам:

•оптимальная вязкость, определяющая надежную и экономичную работу агрегатов на всех режимах;

•хорошая смазывающая способность;

•устойчивость к испарению, вспениванию, выпадению присадок;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•малый расход масла при работе двигателя;

•большой срок службы масла до замены без ущерба для надежности двигателя;

•сохранение качества при хранении и транспортировке.

Для выполнения этих требований моторные масла обладают рядом свойств, к важнейшими из которых относятся вязкостные и низкотемпературные.

Вязкость — свойство масла, связанное с внутренним трением между его слоями. Она уменьшается с ростом температуры масла и наоборот. Диапазон рабочих температур всесезонных моторных масел составляет от -35°С (холодный пуск зимой) до +150°-180°С (температура масла в поддоне картера двигателя летом при его работе с полной нагрузкой), что приводит к изменению вязкости в сотни раз. Если она будет слишком низкой при высоких температурах, прочность масляной пленки между трущимися поверхностями и давление в системе смазки будут недостаточными. Это приведет к увеличению износа пар трения. Чрезмерно высокая вязкость при отрицательных температурах может привести к тому, что стартер не прокрутит коленвал, будет невозможен пуск двигателя. Возможно также масляное "голодание" на первых минутах его работы из-за того, что масло не будет прокачиваться по системе смазки [3].

Температура масла в двигателе зависит от температуры окружающего воздуха и конструкции ДВС. Чем теплее на улице, тем больше оно нагрето, несмотря на то, что температура охлаждающей жидкости в двигателе поддерживается в определенных пределах.

В связи с вышеперечисленным, масла разбиты на классы по вязкости (см. ниже), для каждого из которых рекомендуются определенные температурные диапазоны применения, несколько различающиеся для разных моделей двигателей.

Зимние масла обладают небольшой вязкостью для обеспечения холодного пуска двигателя при низких температурах. Они не обеспечивают надежного смазывания двигателя в летних условиях эксплуатации.

Летние масла, благодаря большой вязкости, надежно смазывают двигатель при высоких температурах, но не обеспечивают холодный пуск при температуре окружающего воздуха ниже 0°С.

Всесезонные масла при низких температурах обладают вязкостными свойствами зимних, а при высоких — летних масел. Для достижения таких вязкостно-температурных характеристик маловязкие масла загущают специальными присадками, позволяющими им меньше "разжижаться" при высоких и "густеть" при низких температурах. Летние и зимние масла практически вытеснены всесезонными, так как нет необходимости заменять их при наступлении другого сезона. Кроме того, эти масла могут обладать энергосберегающими свойствами.

От вязкости зависят режим смазки, отвод тепла от рабочих поверхностей, уплотнение зазоров, энергетические потери в двигателе, быстрота запуска двигателя и т.д.

Вязкость моторных масел измеряют в следующих единицах:

•кинематическая вязкость ν - 1 мм²/c= сСт (сантистокс);

•динамическая вязкость т) - 1 Па-с=10 П (Пуаз); 1 МПа-с=1 сП (сантипуаз).

На вязкость моторных масел существенно влияет температура. При ее снижении вязкость резко увеличивается. Так, в интервале температур от 100 до 0 °С вязкость различных масел может возрастать в 300 раз и более (табл. 17).

Таблица 17

Классы вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85

Класс вязкости	V при 100^0С, мм^2/с	V при +18^0С, мм^2/с	Класс вязкости	V при 100^0С, мм^2/с	V при +18^0С, мм^2/с
не менее	не более	не менее	не более
3з 4з 5з 6з	3,8 4,1 5,6 5,6 5,6 7,0 9,5 11,5 13,0 15,0 18,0 21,0	- - - - 7,0 9,5 11,5 13,0 15,0 18,0 23,0 28,0	- - - - - - -	3з/8 4з/6 4з/8 4з/10 5з/10 5з/12 5з/14 6з/10 6з/14 6з/16	7,0 5,6 7,0 9,5 9,5 11,5 13,0 9,5 13,0 15,0	9,5 7,0 9,5 11,5 11,5 13,0 15,0 11,5 15,0 18,0

Степень изменения вязкости в зависимости от температуры характеризуется индексом вязкости (ИВ), определяемым по значениям вязкости масла при 50 и 100 °С. Чем меньше изменение вязкости масла в заданном интервале температур, тем лучше его вязкостно-температурные свойства и тем больше индекс вязкости этого масла. Для летних масел индекс вязкости, как правило, не превышает 90, а для зимних и всесезонных (загущенных) он составляет 95-125 и выше. При определенной температуре масло вообще теряет подвижность. Эта температура называется температурой застывания масла. Для моторных масел температура застывания, как правило, составляет: -15 °С - для летних, —25...—30 С - для зимних, —35...-45 °С - для загущенных.

Вязкостно-температурные свойства, в первую очередь, определяют выбор моторного масла для конкретного типа двигателя и условий его эксплуатации. При предельно высоких рабочих температурах в двигателе вязкость масла должна быть достаточной, чтобы обеспечить надежную смазку и работу узлов трения, низкий износ деталей, эффективное уплотнение сопряжений, малый прорыв картерных газов и расход масла на угар. При отрицательных температурах масло должно иметь относительно низкую вязкость, обеспечивающую эффективный пуск двигателя, своевременную подачу масла к парам трения и т.д.

Однако для обычных (незагущенных) минеральных масел - это трудносочетаемые требования. Поэтому масла с вязкостью 6...8 мм²/с при 100 ⁰С применяют в зимний период, а более вязкие (10...14 мм²/с при 100 °С) - в летний.

В настоящее время находят широкое применение всесезонные моторные масла, для которых при высоких температурах характерны значения вязкости летних образцов, а при отрицательных температурах - зимних.

Вид масла зависит от его основы (базового масла), в которую вводятся пакеты присадок для улучшения эксплуатационных свойств. В качестве базовых масел используются минеральные (полученные переработкой нефти), синтетические (полученные путем органического синтеза), а также их смесь. Соответственно моторные масла подразделяются на минеральные (Mineral), синтетические (Fully Synthetic) и частично синтетические (Semi Synthetic) — в обиходе полусинтетические. Минеральные имеют невысокую стоимость при приемлемых эксплуатационных качествах, но относительно узкий температурный диапазон применения. Большую стоимость "синтетики" определяет сложность технологических процессов изготовления, но этот вид масла обладает лучшими свойствами, прежде всего малым изменением вязкости от температуры. Частично синтетические масла являются компромиссом между названными выше видами, имея лучшие свойства, чем минеральные, при более низкой цене, чем "синтетика".

Классификация (обозначение) масел. Для правильного подбора моторного масла по вязкости к конкретному типу двигателя и условиям его эксплуатации следует руководствоваться ГОСТ 17479.1-85 "Масла моторные, трансмиссионные и жидкости гидравлические. Система обозначений". По этому ГОСТ моторные масла разделяют на различные классы по вязкости (табл. 17) и различают по сезонности применения, т.е. они дифференцируются на зимние (вязкость 6...8 мм²/с при 100 °С), летние (10...20 мм²/с при 100 ⁰С) и всесезонные.

Для сезонных (незагущенных) масел нормируются значения вязкости при 100°С. Для всесезонных (загущенных) масел в знаменателе дробного обозначения указывается вязкость при 100 ⁰С, цифра в числителе характеризует предельно допустимую вязкость при -18 ⁰С.

При подборе масла для конкретного типа двигателя наряду с установлением требуемых вязкостных показателей определяют также необходимый для этого двигателя уровень качества масла, т.е. группу масла по эксплуатационным свойствам [5].

До 1974 г. в нашей стране деление масел по уровню качества не производилось. Масла выпускались, с буквенным обозначением, характеризующим область их применения, - А, Д, М и МТ (А - для смазки карбюраторных двигателей, Д - автотракторных и судовых дизелей, М -поршневых авиационных двигателей, МТ - транспортных дизелей; особенности технологии получения масел указывались буквами: К -кислотная, С - селективная очистка, П - масло с присадками, 3 -загущенное масло). Например, автомобильное масло селективной очистки АС-8, авиационное масло МС-20, загущенные масла с присадками АКЗп-6 и АСЗп-10, масло для транспортных дизелей МТ-16п и т.д. Цифры в обозначении масел характеризовали их вязкость в сСт (мм²/с) при температуре 100 ⁰С [3].

Обеспечение надежной и экономичной работы современных двигателей возможно только при условии применения в них моторных масел с определенными свойствами, отвечающих необходимым требованиям.

Моторные масла по ГОСТ 17479.1-85 подразделяются на группы по эксплуатационным свойствам, характеризующие условия работы масла в двигателях конкретного уровня форсирования (табл. 18).

Таблица 18

Дата добавления: 2014-01-15