МОТОРНЫЕ МАСЛА

Товарные масла и их назначение

Технология получения товарных масел довольно сложная и трудоем­кая. Базовое масло получают смешиванием дистиллятного (полученно­го из мазута) и остаточного (полученного из гудрона), прошедших соот­ветствующие виды очисток от нежелательных компонентов (смол, сернистых соединений, высокозастывающих компонентов и др.). Затем к базовому маслу, отвечающему требованиям стандарта по ряду физико-химических показателей качества, добавляют комплекс присадок. При добавлении присадок учитывают их совместимость, т.е. присадки должны выполнять только свои функции, для которых они предназначены, не ухудшая других качеств масла и не влияя на действие других присадок. Кроме того, присадки не должны выпадать в осадок и разлагаться при хранении масел. Учитываются и эксплуатационные фак­торы работы масел: температура, давление, наличие цветных металлов и сплавов, вид топлива и др. Поэтому состав присадок (а соответствен­но и масел) для двигателей (бензиновых и дизельных, малофор­сированных и высокофорсированных, турбонаддувных и без турбонаддува) различен.

Механический коэффициент полезного действия двигателя в значительной степени зависит от потерь энергий на трение, которые могут быть уменьшены за счет образования оптимального режима трения. Как известно, наиболее Малы потери на трение и износы при гидродинамической (жидкостной) смазке, зависящей от вязкости масла. 6 условиях гидродинамического трения (смазки) работают подшипники коленчатого вала.

Много узлов работает в условиях полужидкостного или граничного трения, коэффициент которого зависит от качества масла, часто называ­емого маслянистостью, от наличия соединений, способных образовы­вать масляную, пленку на металле. К таким узлам относятся, например, пара "шейка — вкладыши подшипников коленчатого вала" в момент пуска двигателя, поршневые кольца в момент нахождения поршня в вер­хней мертвой точке (когда вязкость масла и скорость поршня имеют минимальные значения).

Основное назначение моторных масел:

уменьшение износа трущихся деталей и снижение коэффициента трения, уменьшение потерь мощности на трение;

охлаждение трущихся деталей;

уплотнение зазоров;

предохранение поверхностей от коррозии.

Моторные масла должны обеспечивать надежный пуск двигателя при любой температуре, малый расход масла и топлива при работе двигате­ля, большой срок работы без замены. Для этого масла должны обладать

определенными эксплуатационными качествами, которые зависят от типа двигателя, его конструктивных особенностей, режима работы, условий эксплуатации, применяемого топлива. Эксплуатационные ка­чества масел характеризуются рядом физико-химических показателей, которые не являются постоянными, а изменяются по мере совершенст­вования автомобильного транспорта и другой техники,

Для чего необходимо знать вязкость и индекс вязкости масел

Одним из показателей качества масла является его вязкость (сила внутреннего трения). От ее значения зависят техническое состояние двигателя, расход топлива и масла. По вязкостным показателям подбирается масло для определенного двигателя в зависимости от кон­струкции, технического состояния, условий эксплуатации, сезонности и других факторов. Значение вязкости масла входит в его маркировку в виде цифрового индекса, например, M-8B-I, М-10Г2 где цифры 8 и 10 обозначают значение кинематической вязкости в мм²/с при 100°С. Ис­пользование маловязких масел (тем более загущенных — всесезонных) позволяет экономить топливо. Но, с другой стороны, использование ма­ловязкого масла может стать причиной повышенного износа деталей, в том числе абразивного, увеличения расхода масла на угар. Например, расход масла М-5з/12Г1 на угар больше по сравнению с расходом на угар масла М-12Г1. Но применение масел с повышенной вязкостью свя­зано с увеличением механических потерь, ухудшением пуска двигателя, увеличением пусковых износов. Масла подбирают такой вязкости, кото­рая обеспечивала бы надежную смазку, небольшой расход на угар, легкий пуск двигателя, отвод теплоты и др. Оптимальное значение вяз­кости масла в каждом конкретном случае обеспечивает минимальный износ деталей двигателя, достаточную скорость подачи масла к цилиндрам, максимальный отвод теплоты (масло отводит 1,5...4,5% теплоты, выделяемой при сгорании топлива), уплотнение зазоров (это, в свою очередь, обеспечивает минимальный прорыв отработавших газов в масляный картер и расход масла на угар). Масла, в зависимости от вязкостных свойств, используются при зимней и летней эксплуатации. Использование зимой летних сортов масел ведет к дополнительному расходу топлива до 8%; использование зимних масел летом — к повы­шенному износу двигателя, 'увеличению расхода масла на угар.

От значения вязкости зависит прокачиваемость по масляной системе, отвод тепла от трущихся поверхностей, их чистота. Это обес­печивает масло с меньшей вязкостью. Для уплотнения зазоров в изно­шенных двигателях при работе с повышенными давлениями требуются масла с более высокой вязкостью. В двигатели легковых авто­мобилей при падении давления в масляной системе иногда заливают высоковязкие авиационные масла типа МК-22, МС-20,

чего делать не следует. Вязкость этих масел в среднем в два раза больше допустимой для масел легковых автомобилей. В данной ситуации следует выяснить причину падения давления в системе и ус­транить ее. В критическом случае, как исключение, возможно кратковре­менное применение масла МС-20 (оно выпускается без присадок).

Если при падении давления в масляной системе объем масла в кар­тере повышается, значит в него попало несгоревшее топливо (или антифриз) и его необходимо срочно заменить.

Вязкость не является величиной постоянной, она изменяется с изме­нением температуры. Качественными маслами являются те, которые имеют небольшую вязкость при отрицательных температурах и обес­печивают хорошую текучесть, минимальные пусковые износы, а при рабочих температурах имеют высокую вязкость (то есть вязкость остается стабильной независимо от температуры) и хорошие смазочные свойства. Для характеристики вязкостно-температурных свойств масел существует ряд показателей: значение вязкости при температурах 100, 50, О, -18°С, соотношение вязкостей при различных температурах, вяз­костно-температурные коэффициенты, индексы вязкости. Междуна­родным показателем вязкостно-температурных свойств масел является индекс вязкости.

Индекс вязкости —безразмерная условная величина, характеризую­щая степень изменения вязкости с изменением температуры, наклон вязкостно-температурной кривой. Чем меньше изменяется вязкость с изменением температуры, тем выше индекс вязкости. Качественными маслами (по вязкостно-температурным свойствам) являются масла с индексом вязкости выше 100. В первую очередь это всесезонные с индексом вязкости выше 125. Сезонные масла (зимние и летние) могут иметь индекс вязкости менее 100.

С целью улучшения вязкостно-температурных свойств масел, повы­шения индекса вязкости готовят так называемые загущенные масла. Их получают из маловязких индустриальных масел типа веретенного, турбинного, трансформаторного и др. с высоким индексом вязкости путем добавления вязкостных (полимерных) присадок. Например, марка масла М-5з/10Г1 обозначает, что данное масло имеет товарную вяз­кость, равную 10 мм²/с при 100°С, а приготовлено оно из масла с началь­ной вязкостью 5 мм²/с при 100°С добавлением вязкостных присадок (буква з — загущенное, а не зимнее). Загущенные масла готовятся для всесезонного использования.

Работа на загущенных маслах обеспечивает эксплуатацию двигателя в широком диапазоне температур. Их использование экономически це­лесообразно: облегчается пуск двигателя зимой (при пуске срабатывает вязкость масла, из которого приготовлено товарное), снижаются пуско­вые износы двигателя, уменьшается расход топлива и масла. Например, зимние масла M-8B1, М-8Г1 обеспечивают пуск двигателя без применения средств облегчения пуска до температур -10°С, тогда как всесезонное масло М-6з/10Г1 обеспечивает пуск двигателя до темпера­тур -22...-25°С.-

Кроме вязкостных свойств, масла должны иметь хорошую масля­нистость, прочную масляную пленку. Создать такую пленку для работы в современных двигателях за счет соединений, входящих в состав ба­зового масла, как отмечалось выше, не удается. Высокая вязкость масла не предопределяет прочности масляной пленки. Например, многим известен нигрол (старое название трансмиссионного масла), имеющий высокую вязкость при 20°С, который при нагреве до 40°С и выше течет как вода, теряя при этом смазочные свойства. Для предот­вращения износа, сваривания металлических поверхностей, задира и т.п. к маслам добавляют противозадирные, противоизносные, анти­фрикционные присадки.