книги из ГПНТБ / Сулейманова, Ф. Г. Композиции присадок к моторным маслам из бакинских нефтей

Повышение температурного режима, неполноте сгора­ ния топлива и увеличение контакта смазочного масла с кис­ лородом воздуха в дизеле являются основными причинами, зависящими от конструкции двигателя и ускоряющими сте­ пень старения масла.

2. Техническое состояние двигателя и его узлов. В изно­ шенных двигателях и при наличии технических неисправно­ стей в системах питания, охлаждения, вентиляции и филь­ трации масло в большей степени подвергается процессу старения, чем в новых и технических исправных двигателях.

3. Качества топлив, масел и присадок. При прочих рав­ ных условиях работы двигателя фактором, определяющим устойчивость масел против окисления (старения), является его углеводородный состав.

Масла метано-нафтенового основания с оптимальным содержанием ароматических углеводородов являются наи­ более устойчивыми против старения. Применение селектив­ ной, адсорбционной и гидроочистки .масел позволяет удалять из масляного сырья нежелательные соединения и сохранять оптимальное соотношение углеводородов. Однако примене­ ние любого способа и любой глубины очистки не придает смазочным маслам требуемых качеств. Поэтому базовые масла не могут удовлетворять требований современных дви­ гателей. Необходимые качества смазочным маслам придают­ ся применением эффективных моющих, диспергирующих, антиокислительных и антикоррозионных присадок, которые значительно удлиняют срок службы масел и двигателей.

Качество топлива оказывает существенное влияние на степень старения масел. Сернистые дизельные топлива и бензины с повышенным содержанием нейтральных смол ускоряют процесс старения масел в двигателях. Автобензины каталитического крекинга, малосернистые дизельные топли­ ва и особенно естественные газы оказывают меньшее влия­ ние на образование осадков в смазочных маслах, чем сер­ нистые дизельные топлива и бензин термического крекинга.

4. Условия эксплуатации двигателей. В зависимости от условий эксплуатации изменяется ряд параметров работы двигателей: нагрузка, число оборотов коленчатого вала, рас­ ход топлива, угол опережения впрыска (угол опережения зажигания), температура охлаждающей жидкости и др. Из­ менение указанных параметров влияет на температурный режим работы двигателя и масла, что, в свою очередь, ска­ зывается на интенсивности изменения качеств масел.

5. Удлинение срока смены масла— один из путей сни­ жения расхода смазочных масел. Оптимальный арок замены масел зависит от степени их старения в условиях работы двигателя. Поэтому критерием оценки качеств масел при

113

Г Г Л А В А IV

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ МАСЕЛ И ПРИСАДОК

На основании результатов исследования и моторных ис­

влияние оказывают качества топлива и смазочного масла (см. главу III). Стабильность топлив и смазочных масел, являющаяся одним из основных их свойств, предопределяет окисляемость и загрязнение смазочных масел в процессе работы двигателя. Скорость и глубина окисления масел ха­ рактеризуются количеством и природой продуктов их старе­ ния, наличие которых является причиной нарушения нор­ мальной работы двигателя.

Данная глава посвящена описанию эксплуатационных свойств ряда базовых масел и присадок. Исследованию под­ вергались:

а) масла из бакинских нефтей АС-6, АС-10, Д-М, ма­ шинное СУ и АК-10;

б) масла из восточных нефтей АС-6, АС-9,5 и ДС-.М; в) присадки сульфонатного типа (СБ-3), алкилфеноль-

ного (БФК) и антиокислйтельные (ДФ-11 и ИНХП-21). Физико-химические и функциональные свойства указанных базовых масел и масел с присадками определялись в лабо­ раторных условиях.

Моторные испытания проводились на отечественных ав­ тотракторных дизельных и карбюраторных двигателях. Стен­ ды были оборудованы всеми необходимыми приборами и аппаратурой, которые обеспечивали контроль за ходом ис­ пытаний и регулировку всех режимных параметров. Режим испытаний был подобран экспериментально, соответствовал условиям эксплуатации и обеспечивал получение значитель­ ных величин количества продуктов старения масла, износа деталей двигателя и отложений на.них.

115

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ БАЗОВЫХ МАСЕЛ

Химический состав и физико-химические свойства мо­ торных масел, полученных из бакинских и восточных нефтей, широко известны из опубликованных результатов исследо­ ваний, проводившихся А. М. Кулиевым, Р. Ш. Кулиевым, Л. Г. Жердевой, Н. И. Черножуковым, С. Э. Крейном и др. Они показали, что автолы и дизельные масл,а селективной очистки из бакинских нефтей по величине индекса вязкости и по цвету уступают соответствующим маслам из восточных нефтей. Хорошие вязкостно-температурные свойства масел из восточных нефтей определяются их химической природой.

Различие углеводородного состава и структуры масел из бакинских и восточных нефтей предопределяет их каче­ ство. Так, фракции углеводородов, выделенные из масел восточных нефтей, отличаются от соответствующих фракций из бакинских нефтей меньшим значением плотности и боль­ шим содержанием углеводородов в боковых цепях. Наличие в маслах из бакинских нефтей более циклической ароматики и нафтенов с меньшим количеством углеродных атомов в боковых цепях меньшей длины определяет поведение этих масел в условиях работы двигателя.

В маслах из восточных нефтей преобладают моно- и бициклические углеводороды с большим содержанием угле­ родных атомов в боковых цепях; в бакинских — би-, три- и тетрациклические е более короткими цепями. Физико-хими­ ческие свойства исследованных масел из бакинских и во­ сточных нефтей нормируются соответствующими стандар­ тами. В связи с этим остановимся на основных функцио­ нальных свойствах исследованных масел.

СТАБИЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАННЫХ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ

Стабильность масел определялась различными мето­

дами.

Результаты исследования стабильности по поглощению кислорода при методе АзНИИНП. По данным табл. 37 мож­

но установить, что:

а) мнсло из благородного сырья — сураханской отбор­ ной нефти обладает хорошими свойствами как по индук­ ционному периоду, так и по стабильности;

б) масло из смеси нефтей, содержащее более 6 0 % нефти месторождения Нефтяные Камни, обладает наихудшими свойствами по обоим показателям стабильности;

в) селективная очистка вырабатываемых из перспектив­ ных нефтей автолов и дизельных масел значительно улуч­ шает их стабильность.

1 1 6

К. К. Папок. Результаты исследования масел по показате­ лям их термоокислительной стабильности в тонком слое, приведенные в табл. 44, показывают, что исходные масла из восточных и бакинских нефтей в случае окисления в тонком слое при 250° С имеют низкую термическую стабильность (Ti5o°c) и высокий коэффициент лака.

СТАБИЛЬНОСТЬ МАСЕЛ В ОБЪЕМЕ ПО МЕТОДУ ДК-НАМИ

Анализ масел, окисленных в объеме по методу ДКНАМИ (табл. 38), позволяет сделать следующие выводы:

а) характер процесса окисления масел из восточных нефтей различен, масла из бакинских нефтей при окислении образуют осадки пропорционально времени, масла же из восточных нефтей при 10—30-часовом окислении дают не­ значительное количество осадков, но в дальнейшем интенсив­ ность их окисления настолько велика, что образующиеся при этом осадки превышают их количество в маслах из бакин­ ских нефтей;

б) масла кислотно-контактной очистки, помимо образо­ вания большого количества осадков по сравнению с масла­ ми селективной очистки, имеют тенденцию к образованию заметных количеств оксикиелот и асфальтенов;

в) в маслах селективной очистки при окислении образу­ ется меньшее количество осадков;

г) в маслах кислотно-контактной очистки, содержащих значительно большее количество асфальтенов и оксикиелот, чем масла селективной очистки, имеет место большее при­ ращение вязкости. Это подтверждает предположение о том,

117

что нарастание вязкости масла в процессе его окисления является следствием накопления в нем как нейтральных смол, так асфальтенов и окоикислот;

д) количество осадков и соответственно их компонентов у масел селективной очистки из бакинских нефтей несколь­ ко больше, чем у масел из восточных нефтей. При этом при­ ращение вязкости у бакинских масел также выше, чем у во­ сточных, что объясняется их окислением и образованием асфальтенов и оксикислот, а также наличием в маслах из пер­ спективного сырья месторождения Нефтяные Камни смоли­ стых веществ. Повышение температуры и продолжительности испытания увеличивает количество осадков и вязкость масел.

Таким образом, исследование смазочных масел, полу­ ченных из различного сырья при различной технологии про­ изводства, по указанным методам окисления, приводит к следующим выводам:

1) на термическую стабильность масла лв тонком слое в объеме и по поглощению кислосрода существенное влияние оказывают природа нефтей и технология производства сма­ зочных масел; масло из более благородного сырья—icypa- ханской отборной нефти обладает лучшими термоокислительными свойствами, чем масла из перспективной смеси нефтей;

2)селективная очистка улучшает термическую стабиль­ ность смазочных масел;

3)общее количество осадков и составляющих их ком­

понентов, а также приращение вязкости окисленных масел из бакинских нефтей выше, чем из восточных, это объясня­ ется различной природой исходного сырья.

КОРРОЗИОННАЯ АГРЕССИВНОСТЬ МАСЕЛ

В условиях работы двигателя коррозионная агрессив­ ность смазочных масел играет большую роль. При этом на величину коррозии оказывают решающее влияние темпера­ турные условия, характер трения, давление, а также контакт масла с кислородом воздуха и металлами. Под влиянием этих фактарте в окисленном масле образуются различные кислоты. Аппарат ДК-НАМИ обеспечивает контактирование масла с кислородом воздуха, с различными металлами или их солями, при различных температурах.

Результаты испытания базовых масел на коррозионную агрессивность приведены в табл. 39, из которой видно, что:

а) масла кислотно-контактной очистки обладают более высокой коррозионной агрессивностью, чем масла селектив­ ной очистки;

1 1 9

Т а б л и ц а 39

б) коррозионная агрессивность масел селективной очи­ стки из бакинских нефтей значительно выше, чем у масел из восточных нефтей, и интенсивно растет в зависимости от продолжительности опыта.

Противоизносные свойства масел

Противоизносные свойства исследованных масел оцени­ вались на четырехшэриковой 'Машине трения. Результаты этих исследований представлены в табл. 40, откуда видно, что по противоизносным свойствам масла отличаются незна* чительно.

120