2 метод определения моющих свойств

Способность смывать загрязнения внутри двигателя является одной из важнейших хактеристик современного масла, так как безотказная работа двигателя в течение продолжительной эксплуатации возможна только при сохранении чистоты всех его деталей. Чистыми должны быть кольцевые канавки поршней, чтобы кольца не теряли подвижность, и поршни, чтобы обеспечить отвод тепла, а также масляные каналы, клапанный механизм, кулачки и другие трущиеся детали. Ресурс работы масла обусловлен главным образом -его моющими свойствами, поэтому почти во всех моторных испытаниях моющим свойствам уделяют большое внимание.

Двигатель загрязняется ввиду интенсивного окисления масла, контактирующего с другими поверхностями деталей. Отложения и кокс заполняют кольцевые канавки, уменьшают подвижность колец, лак и смолистые отложения покрывают все остальные детали двигателя, а смолы образуют в картере шлам, который способствует закупориванию масляного фильтра и масляных каналов. Масло должно препятствовать образованию продуктов окисления и не допускать их отложения на поверхостях деталей. Если при продолжительной работе двигателя детали не загрязняются, считается, что масло обладает хорошими моющими свойствами. Моюшие свойства моторных масел оцениваются непосредственно чистотой деталей двигателя и косвенно общим щелочным числом (TBN) и кок­суемостью.

Чистота двигателя (cleanliness) - это комплексная характеристика, включающая в себя не только моющие свойства масла, но и его стойкость к окислению, а также способность подавлять коксо- и смолообразование. Смолистые отложения практически не образуются пока в масле находятся моюшие присадки. Моющие свойства масел определяются при помощи стендовых моторных испытаний. Чистота каждого типа двигателя определя­ется разными методами испытаний, при которых устанавливаются разные режимы работы двигателя (предельно высокая температура и частота вращения коленчатого вала, неполный прогрев двигателя в режиме стоп-старт и т.д.). Общая моющая способность опреде­ляется после разборки двигателя и оценки количества загрязнений на отдельных деталях.

При моторных испытаниях моющая способность масла определяется по следующим показателям:

Бензиновый двигатель:

• Отложения при высокотемпературном окислении (150 °С):

◊ Заклинивание колец

◊ Заклинивание толкателей

◊ Лакообразование

◊ Отложения на межкольцевой части поршня

◊ Отложения на подушках коромысла

• Отложения при низкотемпературном окислении (46° - 100°С):

◊ Лакообразование на юбке поршня

◊ Лакообразование в двигателе

◊ Заклинивание колец

◊ Отложения на крышке клапанного механизма

◊ Отложения на поршне

Дизельный двигатель:

◊ Засорение верхней кольцевой канавки

◊ Отложения на поршне

◊ Отложения кокса на верхней части поршня

Моющие свойства масла оказывают непосредственное влияние на полировку стенок цилиндров.

Ниже приводятся основные стандартные стендовые и моторные испытания, применяемые для определения моющей способности моторного масла:

• для дизельного двигателя, работающего в высокотемпературном режиме с применением сернистого топлива оценивается чистота поршня и подвижность колец по стандартам СЕС L-12-A-76 "Оценка чистоты поршня в испытательном дизельном двигателе MWM KD 12Е" (Evaluation of Piston cleanliness in the MWMKD12E Diesel test engine);

• для дизельного двигателя с турбонаддувом, работающего под нагрузкой оценивается образование отложений на поршнях по стандарту СЕС L-24-A-78 "Оценка моторных масел в отношении образования отложений на поршне при тяжелом режиме работы, Fetter AV-B дизельный испытательный двигатель с супернаддувом" (The evaluation of engine crankcase lubricants with respect to piston deposition under severe operating conditions, Fetter AV-B supercharged diesel engine);

• для мощного дизельного двигателя с турбонаддувом, работающего в условиях не­полного прогрева оценивается образование отложений на поршне и полирование стенок цилиндра по стандарту СЕС L-42-A-92 "Отложения на поршне и полирова­ние стенок цилиндров мощного дизельного двигателя MB ОМ 364А" (Heavy duty Diesel piston deposits and cylinder bore polishing, MB OM 364A engine);

• образование высокотемпературных отложений и прихватывание колец в бензиновом двигателе оценивается по стандарту СЕС L-55-T-95 "Высокотемпературные отложения и прихватывание колец в бензиновом двигателе" (High temperature deposits, ring sticking in gasoline engines);

• высокотемпературное окисление моторного масла в бензиновом двигателе оценивается по стандарту ASTM STP 315Н Sequence HIE;

• склонность к низкотемпературному нагарообразованию в бензиновом двигателе оценивается по стандарту ASTM STP 315H Sequence VE;

• склонность к образованию отложений в условиях высокой скорости и высокой температуры в бензиновом двигателе оценивается по стандарту ASTM STP 509A CRC L-38.

В США моющая способность масла оценивается по прихватыванию колец и по количеству загрязнений (отложений) в кольцевых канавках. Для этого проводятся моторные испытания на двигателях «Caterpillar» в разных режимах работы (1-Н 2,1-D, 1-G 2) согласно стандарту ASTM STP 509A.

Определение антикоррозионных свойств

Коррозионность масла (corrosivity of oil). Углеводороды, составляющие масло, не корозионны. Источниками коррозионности масел являются:

• продукты сгорания сернистого топлива;

• продукты окисления масла;

• вода, попадающая в масло с продуктами сгорания или из окружающей среды;

• некоторые хлор-, фтор- и серосодержащие противозадирные присадки.

В бензине содержится до 0,1 %, а в дизельном топливе - до 0,5 % серы. При попадании продуктов сгорания в картер, оксиды серы превращаются в серную и сернистую кислоты. Образовавшиеся кислоты могут быть нейтрализованы щелочными присадками.

При окислении масла, образуются органические кислоты, которые способствуют коррозии цветных металлов вкладышей подшипников. Процесс образования органичес­ких кислот в масле подавляется путем введения противоокислительных присадок

Коррозионный износ цветных металлов и ржавление усиливаются в присутствии воды, поэтому содержание воды в свежем масле лимитируется. В процессе эксплуатации вода попадает в моторное масло как компонент продуктов сгорания топлива, а также вместе с влагой воздуха. Антикоррозионные присадки блокируют поверхности деталей путем образования сплошной адсорбционной пленки.

Уста­новка дози­рования смазки vagonnik.ruvagonnik.ruДля гомо­гени­зации и подачи конси­стентной смазки при монтаже буксо­вого узлаСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темой / Уже купилНавязчивое и надоелоСомнительного содержания или спамМешает просмотру контента Спасибо, объявление скрыто. Скрыть объявление

Яндекс.Директ

Лабораторными методами Коррозионность масла оценивается по следующим характеристикам:

• содержание водорастворимых кислот и щелочей,

• кислотное число,

• содержание серы,

• содержание воды,

• характер коррозии медной или другой металлической пластинки.

Коррозийность масла чаще всего определяется методом воздействия на металлическую пластинку. Испытанию подвергаются только те металлы, которые контактируют с маслом и являются наиболее чувствительными к воздействию коррозии. Коррозийность масла в присутствии воды определяется по стандарту ASTM D 665/Proc.A, ГОСТ 19199-73 и оценивается терминами "соответствует" или "не соответствует".

Примером коррозии может послужить коррозия деталей клапанной системы. Такая коррозия проявляется при:

• низкой температуре, например при езде с недостаточно прогретым двигателем (стоп-старт режим);

• продолжительном простое автомобиля;

• конденсации паров воды и кислот на поверхностях деталей.

Последствиями коррозии являются повышенный износ и возможное залипание клапанов (valve sticking).

Способность масла предохранять детали клапанной системы от коррозии в недостаточно прогретом двигателе (режим стоп-старт), потребляющем сернистое топливо определяется по стандарту ASTM STP 315H "Моторное испытание на многоцилиндровом двигателе для оценки автомобильных моторных масел. Часть первая, последовательность IID" (Multicylinder Engine Test Sequences for Evaluating Automotive Engine Oils. Sequence IID). Условия испытаний соответствуют попаданию в картер конденсата и продуктов неполного сгорания топлива. /

Коррозия подшипников и склонность к образованию отложений в условиях высоких скоростей и температур определяются по американским стандартам ASTM STP 509А Р4 "Испытания для оценки моторных масел" (Testing for Evaluating Crankcase Oils) и CRC L-38. Аналогично определяются и соответствующие свойства европейских масел по стандарту СЕС L-02-A-78 "Моторное испытание окисления масла и коррозии подшипников. Одноцилиндровый бензиновый двигатель Fetter W l" (Oil oxidation and bearing corrosion engine test. Fetter W l single cylinder gasoline engine). В масло погружаются медные и свинцовые пластины, которые показывают коррозийное воздействие масла. После испытания осматривается поверхность пластин и измеряется потери массы.

Склонность к пенообразованию

При интенсивном перемешивании и взбалтывании работающего масла, в нем может образовываться пена, которая ухудшает его смазывающие и защитные свойства, ускоряет окисление, уменьшает производительность масляного насоса. Вспениваемость зависит от химического состава масла, вязкости, поверхностного натяжения, наличия приса­док, условий эксплуатации и др.

По стандарту ASTM D 892 вспениваемость определяется через два показателя - склонность к пенообразованию (foaming tendency) и стабильность пены (foam stability). Склонность к пенообразованию определяется как объем (мл) пены, образующийся в масле в градуированном мерном цилиндре, прогретом до 24°С и продуваемом воздухом в течение 5 мин. Объем пены после определенного интервала времени отстаивания ( по ASTM D 892 - 10 мин.) определяется как стабильность пены.

При повышении температуры и уменьшении плотности масла, склонность к пенообразованию увеличивается, а стабильность пены уменьшается. Моющие, вязкостные, противоизносные, антикоррозионные присадки усиливают вспениваемость масел. Склонность к пенообразованию значительно увеличивается при наличии в масле воды.

Вспениваемость масел уменьшают путем введения в их состав противопенных присадок (в основном силиконовых жидкостей).

1 Фрикционные свойства масел

Трение (friction). Для передвижения сопряженных поверхностей необходима сила для преодоления трения. Эта сила называется силой трения (frictional force). Сила трения зависит от нагрузки, т.е. от силы, прижимающей поверхности одну к другой и от свойств поверхностей. Каждый материал обладает постоянной величиной трения, которая называется коэффициентом трения (friction coefficient]. При рассмотрении вопроса трения в узлах и механизмах автомобилей основным является наружное трение твердых тел в местах соприкосновения (примером внутреннего трения является вязкость масел). По характеру взаимного передвижения трущихся тел, различают трение качения (rolling friction) трение скольжения (sliding friction). Сила трения скольжения зависит от нагрузки и коэффициента трения. Причиной трения качения является деформация поверхностей тел.

Коэффициент трения качения во много раз (около 10) ниже коэффициента трения скольжения. Трение можно уменьшить разделением поверхностей тонким слоем жидкого или пластичного смазывающего материала.

Расход энергии на преодоление трения составляет значительную часть общего расхода энергии, поэтому возможностям уменьшения трения уделяется большое внимание, введение в моторное масло присадок, повышающих липкость или модификаторов трения приводит к уменьшению коэффициента трения и усилению адсорбционной пленки на трущихся поверхностях деталей, что позволяет применять масла с пониженной вязкостью уменьшать расход топлива на преодоление трения.

Фрикционные свойства масел являются важными в нескольких случаях. Во первых, Ісло должно уменьшать трение трущихся поверхностей и их износ. Кроме этого, на автомобилях устанавливаются механизмы, работа которых основана на трении - сцепление, тормоза и другие фрикционные элементы. В системах тормозов и сцепления сила трения пользуется, соответственно, для торможения автомобиля и для предачи крутящего момента двигателя к трансмиссии. Для работы фрикционных механизмов большое трение .обходимо, и чем оно больше, тем эффективнее их работа. Обычно на автомобилях уста-тавливают сцепление и тормоза «сухого типа», для которых сила сцепления поверхностей (тент в основном от фрикционных свойств трущихся поверхностей. В автоматической коробке передач и других гидромеханических механизмах применяются сцепление, тормоза и замедлители, в которых масло является рабочей средой. В этом случае сила сцепления поверхностей зависит от фрикционных свойств масла.

Противоизносные свойства

Эти свойства заключаются в способности смазочных материалов снижать процесс изнашивания трущихся деталей за счет образования на них граничного слоя, препятствующего непосредственному контакту трущихся поверхностей. Изнашивание деталей проходит в результате механического, абразивного, гидроабразивного, коррозионно-механического и окислительного воздействия на трущиеся поверхности и отделения материала поверхности твердого тела при трении с постепенным изменением размеров и форм тела.

Изнашивание (wear, attrition) - процесс разрушения и отделения материала с поверхности трения, сопровождаемый изменением размеров и формы.

Износ (wear) - результат изнашивания, это разрушение твердых тел с отщеплением от поверхности частиц вещества материала.

Задир (scoring, scuffing) - образование в результате схватывания различимой невооруженным глазом борозды с оттеснением материала как в стороны, так и по направлению скольжения.

Задирное изнашивание (scoring, scuffing) - разрушение поверхности при недостаточном смазывании, в результате чего на поверхности образуются отдельные царапины, задиры (score, scoring).

Схватывание при трении (seizure) - приваривание, сцепление, местное соединение двух твердых тел пары трения под действием молекулярных сил. В местах схватывания исчезает граница между соприкасающимися телами, происходит сращивание металлов.

Узел схватывания - это местное соединение поверхностей, образующееся при трении в результате схватывания. Необходимой предпосылкой для образования узла схватывания на поверхности трения является разрушение смазочной пленки.

Заедание, залипание, заклинивание (sticking, scuffing, seizuring) - наиболее яркая форма проявления схватывания, в результате которого может произойти полное заклинивание деталей. Заедание наблюдается в тяжелонагруженных подшипниках скольжения, зубчатых зацеплениях, шарнирных соединениях, в деталях цилиндропоршневой группы двигателя и т.п.

Изнашивание при заедании (seizure wear) проявляется в условиях высоких нагрузок, когда смазка выдавливается с поверхностей трения и возникает сухое трение. Поверхности нагреваются от сильного трения выше температур плавления и свариваются (friction welding). При трении металл вырывается и может привариваться к другому месту. Такой износ наблюдается в гипоидных передачах, где поверхности шестерней скользят под большой нагрузкой в направлении, продольном линии контакта..

Абразивное изнашивание (abrasive -wear, abrasion)} - механическое изнашивание поверхности, вызываемое наличием в масле твердых частиц. Абразивные частицы имеют достаточную твердость и обладают способностью резания (царапанья). В роли твердых абразивных частиц могут выступать пыль, продукты износа, нагар, зола.

Влияние мелких абразивных частиц на изнашивание. Если размер частиц не превышает 5 мкм, то они, имея большую развитую поверхность, адсорбируют на себе продукты окисления масла, что может снизить интенсивность изнашивания деталей. Мелкие частицы выполняют функции противоизносных и антифрикционных присадок, препятствуя непосредственному контакту поверхностей трения.

Усталостное изнашивание (fatigue wear) - это разновидность механического изнашивания, при котором от усталости металл выкрашивается с поверхности трения. Усталостное изнашивание обычно проявляется в подшипниках качения и на профилях зубьев шестерней.

Эрозионно-механическое изнашивание (erosive wear) - изнашивание, вызывае­мое совместно механическим и химическим или электрохимическим воздействием на по­верхности трения. Коррозия ускоряет механическое изнашивание. По своему механизму эрозионно-механическое изнашивание бывает окислительным и питтингоэрозионным.

Окислительное или коррозионное изнашивание (corrosive wear, oxidative wear) - механическое изнашивание, вызываемое химической реакцией поверхности металла с кислородом или другой окисляющей средой. Примером такого изнашивания может служить изнашивание стенок цилиндра дизельного двигателя и вкладышей подшипников коленчатого вала при применении сернистого топлива.

Анализатор масла buchi.combuchi.comАнализатор масла BUCHI для оптимизации производства.Узнать ценуРеализованный проектСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темой / Уже купилНавязчивое и надоелоСомнительного содержания или спамМешает просмотру контента Спасибо, объявление скрыто. Скрыть объявление

Яндекс.Директ

Влияние шероховатости поверхности на трение и изнашивание. Сила трения между поверхностями трения зависит от их шероховатости, свойств материала, покрытия и других факторов. Чем ровнее поверхности трения, тем меньше механическое и тем боль­ше молекулярное трение, и наоборот. С другой стороны, на мелкошереховатой поверхности лучше удерживается масло.

Поверхности гильз быстроходных мощных дизельных двигателей обработаны хо-нингованием. В результате такой финишной обработки на поверхности остаются следы инструмента глубиной около 3 мкм, в которых удерживается масло, что способствует постоянной смазке поверхностей цилиндров. Скапливание в кольцевых канавках отложений приводит к полированию стенок цилиндров (bore polishing) до зеркального блеска (рис. 2.9). С гладкой поверхности кольца стирают масляную пленку что приводит к нарушению смазывания и увеличению расхода масла. Во всех европейских спецификациях на эфирные масла для мощных дизельных двигателей ограничивается максимальная стеополировки цилиндров.

Рис. 2.9. Полирование и износ стенок цилиндра дизельного двигателя

7 Методы определения смазывающих свойств

Испытания смазывающих свойств показывают, в какой мере масло выполняет свои основные функции - уменьшает силу трения и предохраняет детали от износа. При испытаниях имитируются реальные условия режимов трения. На практике существует довольно много частных случаев смазывания и поэтому имеется относительно много методов испытаний смазочных свойств.

Наиболее часто моделируется трение скольжения на небольшой поверхности. В ходе испытания постепенно повышается нагрузка и/или скорость скольжения (деформация сдвига измеряется или регистрируется сила трения и ее изменение, а также износ поверхности трения. Из полученных данных рассчитываются критические параметры - критическая нагрузка, нагрузка сваривания, нагрузочная способность масла, показательІєни износа, показатель скорости износа и др.

Метод четырех шариков(four ball test). Это наиболее распространенный и информативный метод определения смазывающих свойств масел и смазок. Четырехшариковая машина трения (ЧШМТ) с точечным контактом, была разработана компанией "Shell" N' 51 350, ASTM D 2266, ГОСТ 9490-75, РД 50-531-85) (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Принцип работы четырехшариковой машины для изучения

смазывающих свойств

Методом ЧШМТ определяются:

• характер износа, кривая износа, показатель износа (wear line) в условиях гра­ничного трения - по пятнам износа шариков (ASTM D 2266, DIN 5 1350, Teil 3);

• критическая нагрузка, нагрузка сваривания и нагрузочная (несущая) способность - по точкам перегиба на кривой износа;

• индекс задира (нагрузки) - по предельному давлению (ASTM D 2596, DIN 5 1 350, Teil 2).

Характер изменения степени износа от нагрузки показывает противоизносные свойства масла или смазки при постоянной нагрузке, которая ниже критической. В ходе испытания периодически измеряется диаметр пятен износа на нижних шарах и рассчитывается среднее значение износа (в мм). Зависимость износа (D) от нагрузки (Р) характеризуется кривой износа (рис. 2.11). Интенсивность износа от начала и до сваривания зависит от способности смазочного материала уменьшать износ и характеризуется индексом задира (нагрузки) (load wear index - LWI). В начальном интервале нагрузки износ поверхностей трения происходит в условиях граничного трения и является пропорциональным нагрузке. В этом режиме соотношение между нагрузкой и соответствующим ей износом является постоянной величиной и может характеризовать противоизносные свойства масла или смазки. Индекс нагрузки выражается в ньютонах.

По точкам перегиба кривой износа определяются критические точки износа: критическая нагрузка Pk (critical load) - это такая нагрузка, при превышении которой начинается интенсивный износ, вызванный задиром в результате разрушения адсорбционного слоя смазки; критическая нагрузка показывает предельные возможности смазывания масла или смазки и называется несущей способностью (load-carrying capacity);

предельная нагрузка pc (limit load) или нагрузка сваривания (welding load) - это такая нагрузка, при превышении которой шары схватываются (свариваются).

Рис. 2.11. Кривая износа, полученная при помощи четырехшариковой машины. Зависимость диаметра пятна износа, d, от нагрузки Р

Метод FZG (FZG test, Four-square gear oil test), называемый также Методом Нима-( Viemann test) (СЕС L-07-A-95, DIN 51 354, IP 334) (рис. 2.12). Это один из основных и годов определения противоизносных и противозадирных свойств трансмиссионных масел. Свойства масла определяются при помощи двух цилиндрических шестерней, побуженных в исследуемое масло. Шестерни, находящиеся под нагрузкой прокручиваются о 15 мин при постепенном повышении нагрузки и измерении потери массы шестерен. Испытание заканчивается по достижении потери массы в 10 мг или после 12 циклов (если потери массы не достигают 10 мг). Смазывающие свойства масла выражаются через число u держанных циклов повышения нагрузки. Кроме этого, определяется предельная нагрузка, при которой шестерни начинают застревать, она называется OK нагрузкой (OK load) ныражается в ньютонах. Аналогичный метод применяется в США - тест Ридера (Ryder •xi) (ASTM D/ANSI D 1947).

Определение стабильности к окислению

Рис. 2.12. Схема прибора FZG по определению износа шестерней

Метод Тимкен EP (Timken Extreme Pressure Test) (ASTM D 2782) (рис. 2.13). Этим методом определяются противозадирные свойства масла при предельной нагрузке, т.е. критическую нагрузку задира или Timken OK нагрузка (Timken OK load), которая выражаегся в ньютонах. Это нагрузка, которую может выдержать масляная пленка на поверхности трения до появлением задира в условиях данного эксперимента. Такая нагрузка показывает нагрузочную способность масла.

Рис. 2.13. Схема метода Тимкена по определению противозадирных свойств масла

Метод Фалекс (Falex Pin and Уее Block Method) (ASTM D 3233). &алик имитирует .иейку подшипника, который зажимается двумя V-образными зажимами (рис. 2.14), изготовленными из высокопрочной стали, т.е. валик зажимается четырьмя прямолинейными поверхностями - контактами, и прокручивается с постоянной скоростью.

Рис. 2.14. Схема метода Фалекс

Вся эта система погружена в исследуемое масло с установленной постоянной температурой, скорость вращения - 330 об./мин (скорость скольжения - 10,4 см/с). Сила сжатия (Нагрузка) может быть увеличена как непрерывно, так и через определенные интервалы. Измеряется сила трения и износ. По полученным данным определяются антифрикционные и противозадирные характеристики масла.

Метод Алмен-Виланд (Almen Wieland). Метод аналогичный методу Фалекс, но зажимы имеют форму полувтулок и изготовлены из того же металла, что и валик (рис. 2.15). В этом случае контактирующая поверхность трения не линейная, а плоская. В ходе испытания при постоянной скорости вращения валика (200 об./мин, скорость скольжения 6,6 см/с), непрерывно увеличивают нагрузку до начала задира или до окончания ресурса прижимной силы. Измеряется сила трения и максимальная нагрузка до начала задира.

Рис. 2.15. Схема метода Алмен-Виланд

Ни один из приведенных методов не позволяет определить абсолютные параметры трения и износа или подобрать масло для конкретного применения в двигателях внутреннего сгорания, но дает возможность сравнивать качество применяемых присадок в определенных рабочих условиях (малые скорости скольжения и высокие нагрузки). Определение смазывающих свойств моторных масел возможно только при проведении испытаний на реальных двигателях.

Определение стабильности к окислению

Окисление масла (oxidation of oil). Масло, как и все углеводородные соединения, легко окисляется. Процесс окисления масла ускоряется при:

• повышении температуры,

• увеличении доступа кислорода (в присутствии воздуха),

• каталитическом воздействии ионов некоторых металлов,

• механическом напряжении в условиях большой скорости сдвига и др.

Стабильность к окислению или антиокислительная стабильность (oxidation stability) это способность масла противостоять окислению. Окисление углеводородов является многостадийным процессом. В начале окисления накапливаются исходные продукты - перекиси, которые впоследствии резко ускоряют процесс. Этот первый этап окисления фактически не вызывает заметных изменений физических свойств масла и называет индукционным периодом (inductionperiod). Его продолжительность служит показателю й кости масла к окислению. Изучение хода реакции окисления по расходу кислоро-да определяется одним из наиболее простых и точных методов изучения окисления органических соединений. Определяются два показателя - индукционный период расхода кислоро-скорость расхода кислорода после индукционного периода. Стабильность к окисле-моторного масла для бензиновых двигателей определяется по методу TFOUT, ASTM 12 "Испытание стабильности к окислению моторных масел для бензиновых двигате-методом поглощения кислорода тонким слоем" (Test Method for Oxidation Stabiliy of 'line Automotive Engine Oils by Thin-Film Oxygen Uptake).

После индукционного периода начинаются другие, самоускоряющиеся реакции давления, заметно изменяющие химические и физические свойства масла. Образуются азоты, смолы, увеличивается вязкость масла. Из смол на нагретых поверхностях образуются углеродистые отложения, нагар, лак, накопление которых может привести к повышенному износу, заклиниванию колец, толкателей и др. Кислые продукты окисления способтвуют коррозии деталей двигателя. Кроме того, продукты окисления ускоряют старение -резиновых деталей.

Процесс окисления масла в двигателе протекает при высокой температуре. Такое меиие имеет свои особенности и называется термоокислением (thermooxidation). Ібильность к термоокислению (thermooxidation stability) - это показатель, оценивает стойкость моторного масла к образованию нагара на горячих поверхностях цилиндро-поршневой группы. Испытание проводится путем нагревания металлической поверх-и с тонким слоем масла до испарения летучих фракций Остаток масла разделяется на реакцию масла и на нагар. Стабильность масла к термоокислению - это время (в мин) Іение которого масло, нагретое до температуры 250 °С превращается в остаток, состоит из 50 % фракций масла и 50 % нагара. Это испытание имитирует реальные условия чистоты моторного масла.

Ход термоокисления, характер продуктов и его последствия в реальных условиях экплуатации автомобиля являются сложными и зависят от:

• температуры масла и деталей двигателя;

• взаимодействия с продуктами сгорания топлива и др. Термоокислительные процессы ухудшают эксплуатационные свойства и поэтому стойкость к окислению является одной из основных характеристик масел. Для оценки стойкостн к окислению моторных масел, при определении их уровня качества, используют не .ко лабораторные, но и стендовые (моторные) испытания, которые наиболее близко соответствуют реальным условиям эксплуатации.

6 Функциональные присадки

Возможности технического совершенствования двигателя находятся в прямой за­висимости от функциональных свойств моторного масла. Современные смазочные мате­риалы способны длительное время выдерживать высокие механические и термические нагрузки, защищать от износа, коррозии и образования отложений, нарушающих нормаль­ную работу агрегата и обеспечивать снижение потерь энергии.

Качество смазочного масла может быть усовершенствовано двумя способами:

• улучшением свойств базового масла (масла-основы) при его получении;
• легированием масла присадками.

Усовершенствование технологии производства масла применением эффективных процессов очистки, осуществлением молекулярной конверсии молекул нефти, синтезом новых масел, позволяет существенно улучшить некоторые эксплуатационные параметры. Весьма значительно свойства масел могут быть улучшены добавлением в базовое масло присадок. Масло, улучшенное присадками, называется компаундированным или леги­рованным маслом (blendedoil, compoundedoil, formulatedoil). Варьированием состава компонентов базового масла и композиций присадок разработчики смазочных материалов могут создать масла, отвечающие разнообразным требованиям производителей механиз­мов и оборудования, а также формировать широкий ассортимент смазочных материалов с дифференцированными свойствами для решения многообразных, иногда весьма специфи­ческих и даже противоречивых, задач смазывания двигателей и агрегатов трансмиссии. В описаниях товарного продукта - смазочного масла, как правило, перечисляются основные способы его производства, технологии совершенствования базового масла, а так­же перечень наиболее важных присадок.

Присадки (additives) - синтетические химические соединения, вводимые в базовое
масло для улучшения свойств в периоды эксплуатации и хранения. Практически все то­варные автомобильные масла выпускаются с присадками, их число достигает до 8 различ­ных соединений, а общее массовое содержание - до 25%. Почти все присадки, как одиноч­ные, так и пакеты, поставляются на маслосмесительные заводы в виде растворов присадок
в масле, содержащих около 50 % активного вещества. В рецептурах указывается не содер­жание чистой присадки, а количество товарного продукта присадки, т.е. его раствора. По­этому указание о наличии в масле 25% присадок еще не указывает реального количества
активных веществ. При анализе готовых или работающих масел, определяется расходова­ние присадок и рассчитывается содержание активных элементов присадок (active
elementcontent).

Некоторые присадки влияют на физические свойства базовых масел, другие оказы­вают химический эффект. Они могут дополнять друг друга, что создает синергетический эффект, но могут вызывать и антагонистический эффект. Многие современные присадки выполняют несколько функций (многофункциональные присадки). На рынок чаще всего по­ставляются композиции присадок - пакеты (additivepackage). Это пакеты строго опреде­ленного состава, предназначенные для масла конкретного назначения и класса качества.

Таким образом, при наличии на рынке готовых пакетов присадок и различных базовых масел, имеется возможность простыми технологическими приемами - дозировкой и смешением, получить товарные масла с определенным и постоянным уровнем эксплуатационных свойств. Американские и европейские системы обеспечения качества в своих документах (документы API и "Свод правил ATIEL") предусматривают для таких компаундированных масел упрощенные и более дешевые процедуры испытаний при присвоении класса качества и предоставлении права обозначать знаками классов API или АСЕА. Это позволяет мелким фирмам (заводам по смешиванию масел), с наименьшими затратами производить и поставлять на рынок автомобильные масла контролируемого и доста­точного качества.

Разработка согласованного состава пакета, в котором была бы достигнута полная совместимость (compatibility) исинергетическое взаимодействие (synergism) отдельных присадок, является сложным и трудоемким процессом, требующим большого научно-технического потенциала. Производством пакетов присадок заняты крупные нефтекомпании («Shell Additive» + "Paramins"("Exxon") = "Infenium", "Texaco Additive", "Oronite"("Chevron") и др.) и химические компании («Lubrizol», «Ethyl», "BASF" и др.) Из-за опасности нарушения баланса присадок, КРУПНЫЕ НЕФТЕКОМПАНИИ И ПРОИЗВОДИТЕЛИ АВТОМОБИЛЕЙ, ОТРИЦАТЕЛЬНО СМОТРЯТ НА ПРИМЕНЕНИЕдополнительных добавок, вливаемых в картер автомобиля (aftermarketadditives). Пакеты присадок (additivepackage)поставляются в виде концентрированного раствора присадок в масле (до 50% активных веществ). Такая композиция вводится в базо­вое масло и после перемешивания получается товарное масло, готовое к применению. На практике такое производство осуществляется на смесительных заводах (blendingplant). Смешение компонентов выполняется либо периодичным способом в больших резервуа­рах (batchblending) или непрерывным способом путем введения компонентов в основ­ной поток линии смешения масла (lineblending, in-lineblending). Готовое масло поступает на расфасовку. В Европе находится около 400 маслосмесительных заводов. Они бывают самостоя­тельными, имеющими свои товарные знаки, либо принадлежащими крупным нефтекомпаниям. Это хорошо оборудованные заводы, автома­тически управляемые, имеющие лаборатории для контроля качества продукции. Высокое качество продукции может гарантироваться автоматическим управлением смешения и по­стоянством поставщиков базовых масел и присадок. Любая замена базовых масел или дру­гих компонентов требует в обязательном порядке дополнительных процедур проверки ка­чества масла. Такая проверка регламентируется соответствующими документами - в Ев­ропе "Сводом правил ATIEL" (TheATIELCodeofPractice) и "Сводом правил АТС" (АТС CodeofPractice), а в Америке - API системой лицензирования и сертификации моторных масел" (APIEngineOilLicensingandCertificationSystem) и "Сводом пра­вил СМА" (СМЛ CodeofPractice). Маслосмесительные фирмы старают­ся получить сертификаты качества ISO , "Ллойда" (Lloyd) и других ав­торитетных организаций. Знак полу­ченного сертификата наносится на упаковку продукции, как доказатель­ство высокого качества производства и контроля выпускаемой продукции.

Действие присадок.

Присадки могут:

• придать маслу новые свойства (образование на трущихся поверхностях деталей хе-мосорбционной сульфидной или фосфидной пленки, предотвращающей износ);
• улучшить имеющиеся свойства масла (уменьшить вязкостно-температурную зави­симость, понизить температуру застывания);
• замедлить или остановить нежелательные процессы, происходящие при эксплуата­ции масла, (замедлить окисление, образования шлама, коррозию металла).

Эффективность действия присадок обуславливается их химическими свойствами и концентрацией в смазочных материалах, а также приемистостью последних к добавкам, т.к. некоторые присадки более активны для одних базовых масел, чем для других.

Присадки должны:

• хорошо растворяться в масле;
• обладать малой летучестью и не испаряться из масла при хранении и эксплуатации в широком диапазоне температур;
• не вымываться водой и не подвергаться гидролизу;
• не взаимодействовать с контактирующими поверхностями материалов;
• сохранять свои функции в присутствии иных добавок и не оказывать на них депрес­сивного действия.

На практике присадки классифицируются по функциональному действию.

По главному назначению (определяющему свойству) присадки условно объединяют в несколько групп:

• Вязкостные присадки, которые улучшают индекс вязкости и другие свойства (моди­фикаторы индекса вязкости, депрессанты);
• Присадки, улучшающие смазочные свойства (модификаторы трения, антифрикци­онные, фрикционные, противоизносные, противозадирные, повышающие липкость, антипиттинговые, металлоплакирующие и др.);
• Антиокислительные присадки, уменьшающие расход масла и увеличивающие ре­сурс работы масла (антиоксиданты);
• Антикоррозионные присадки (ингибиторы коррозии);
• Моющие присадки (детергенты);
• Другие присадки (противопенные и др.).

Большинство современных присадок являются многофункциональными, т.е. обла­дают несколькими полезными свойствами, например, моющие присадки одновременно яв­ляются и антикоррозионными. Соотношение действия комплексных свойств регулируется химической структурой присадки.

В данном разделе будут рассмотрены в основном присадки, предназначенные для минеральных и полиальфаолефиновых масел. Для синтетических базовых масел могут быть применены другие присадки и в других пропорциях.