23. Склонность к образованию отложений (моюще-диспергирующие свойства).

Чтобы обеспечить надежную смазку двигателя в процессе его работы, требуется непрерывно подводить смазочное масло к трущимся поверхностям деталей. При этом масло может находиться в объеме и тонком слое. Скорость и характер окисления масла при этом различные.

Самые высокие требования к стабильности в тонком слое предъявляются к маслам для узла трения поршень-цилиндр. Здесь масло работает в тонком слое, при высокой температуре, в контакте с кислородом воздуха и в условиях, когда наиболее сильно проявляется каталитическое действие металла.

Окисление масла в тонком слое на нагретых деталях двигателей идет в двух принципиально различных условиях - динамических и статических (в потоке и покое).

Окисление масла в потоке происходит во время работы двигателя, когда осуществляется непрерывная циркуляция смазочного масла и детали двигателя все время смазываются новыми порциями его.

Окисление масла в покое происходит только при остановках двигателя, когда прекращается циркуляция масла, а детали в течение определенного времени после остановки двигателя сохраняют еще достаточно высокую температуру. И хотя в покое масло на нагретых деталях находится значительно меньше времени, чем в потоке, окисление масла в статических условиях в ряде случаев оказывает существенное влияние на лакообразование в двигателе.

В двигателе масло находится в трех специфических зонах, которые отличаются условиями химического превращения масла. Такими зонами являются: камера сгорания, поршневая группа и картер двигателя. Зоны отличаются уровнем температуры и характером отложений, образующихся в двигателе. Все отложения, образующиеся на деталях двигателей внутреннего сгорания, подразделяются на нагары, лаковые отложения и осадки (низкотемпературные отложения).

Одним из основных проявлений катализаторов является образование веществ, препятствующих окислению. Каталитическое действие металлов прекращается, когда он покрывается защитной пленкой, создаваемой продуктами окисления.

Обобщая сказанное выше, можно отметить следующие закономерности окисления тонкого слоя масла, находящегося в статическом состоянии на нагретой металлической поверхности:

1. Процесс окисления тонкого слоя масла сопровождается интенсивным испарением значительной части масла.

2. Конечным продуктом окисления являются продукты окислительной полимеризации и конденсации, откладывающиеся на поверхности металла в виде лаковых отложений.

3. Скорость лакообразования увеличивается с повышением температуры нагрева и с уменьшением масляного слоя.

4. При постоянной продолжительности нагрева масла существует температура максимального лакообразования, ниже и выше которой образуются меньшее количество лака. Степень максимального превращения масла в лаке не зависит от толщины масляного слоя, а является функцией температуры.

5. С увеличением продолжительности нагрева масла при постоянной температуре образование лака увеличивается до полного превращения масла в лак.

6. Наибольшее количество лака образуется из масла при самой низкой температуре, при которой только идет процесс лакообразования, и при наиболее длительном нагревании.

7. Чем меньше слой масла, тем при более низкой температуре масло способно образовывать лак, тем быстрее превращается в лак и тем меньше лака образуется на единицу поверхности.

8. Процесс лакообразования находится в большей зависимости от каталитического действия металлической поверхности.

Моющим свойством называется способность масла противостоять лакообразованию на горячих поверхностях в результате торможения процессов окисления и коагуляции. Моющие свойства масел оценивают по методу ПЗВ.

Метод ПЗВ основан на создании в небольшом одноцилиндровом двигателе путем электроподогрева и подачи горячего воздуха искусственных условий, способствующих интенсивному лакообразованию на поверхности поршня. Чтобы исключить влияние топлива на лакообразование двигатель вращают от электромотора. О моющих свойствах масла судят по состоянию боковой поверхности поршня после 2-х часового испытания.

Для количественной оценки лакообразования служит эталонная цветная шкала, с которой сравнивают цвет поверхности поршня двигателя. Поршень без лака оценивается баллом 0, а максимальное отложение (поршень черный) — баллом 6. Чем меньше балл, тем устойчивее масло против образования лаковых отложений в поршневой группе двигателя, тем лучше его моющие свойства.

Среди углеводородов, входящих в состав смазочного масла, наилучшими свойствами обладают полициклические ароматические углеводороды.

Основным средством борьбы с лакообразованием в двигателе является добавка к маслам моющих присадок. При выборе моющей присадки исходят из того, чтобы она хорошо растворялась в масле и активно проявляла моющее действие в течение длительного срока. Моющие присадки, как правило, входят в состав композиций присадок, которые способны одновременно улучшить несколько свойств масла. Обычно моющие функции совмещаются с антикоррозионными и антиокислительными. Добавка моющих присадок различного состава снижает образование лаковых отложений на поршне с 3,0…4,5 до 0,5…1,5 балла, вследствие чего при работе на таких маслах поршни двигателя длительное время сохраняются чистыми, без углеродистых отложений.

Согласно современным представлениям моющие присадки действуют в трех основных направлениях:

удерживают продукты окисления масла во взвешенном состоянии, т.е. оказывают стабилизирующее действие, что достигается способностью присадки образовывать на поверхности частиц адсорбционные оболочки;

переводят нерастворимые в масле продукты окисления в коллоидный раствор при помощи мицелл присадки, т.е. обладают солюбилизирующей способностью;

препятствуют прилипанию продуктов окисления масла к поверхности нагретых деталей, благодаря образованию на ней поверхностно-активного слоя присадки, т.е. проявляют экранирующее действие.