книги из ГПНТБ / Сердечный, В. Н. Тепловая подготовка лесотранспортных машин при безгаражном содержании

дизельных двигателей, эксплуатируемых на топливах с содержанием серы не более 0,2%;

В — для форсированных дизельных двигателей, эксплуатируемых на топ­ ливах с повышенным содержанием серы (до 1%);

Г — для высокофорсированных дизельных двигателей, эксплуатируемых на топливах с содержанием серы до 1%.

Масла групп Д и Е выпускаются для специальных двигателей (тепловозы,, суда и т. п.).

Для смазки той или иной лесотранспортной машины должен использоваться вполне определенный сорт масла. Основные эксплуатационные требования к качеству зимних масел сво­ дятся к следующему: они должны разделять трущиеся детали надежным масляным слоем, иметь пологую вязкостно-темпера­ турную характеристику, обладать хорошей текучестью, быть в необходимой степени физически и химически стабильными,, обладать минимальным коррозионным воздействием на металлы и не содержать механических примесей и воды.

Наиболее важным требованием, определяющим эксплуата­ ционные качества зимних масел, являются вязкостно-темпера­ турные свойства. Простейшая вязкостно-температурная харак­ теристика находится отношением вязкостей, взятых для данного*

/ v50 \

масла при двух различных температурах 1-^щ г).

Для •характеристики вязкостно-температурных свойств масел в ГОСТ нормируется индекс вязкости (ИВ). Для определения индекса вязкости сравнивают вязкостные свойства оцениваемого* масла и двух эталонных масел, у которых, как и у испытуемого,

50

одинаковая вязкость при температуре 98,8° С, но разные ин­ дексы вязкости — у одного принят за 100, а у другого — за 0 [13]. Масло с большим индексом вязкости имеет лучшие вязкостно­ температурные свойства.

При подборе масел для работы при отрицательных темпера­ турах следует иметь в виду, что с понижением температуры вяз­ кость масла может увеличиться настолько, что мощности стар­ тера не хватит для вращения коленчатого вала двигателя. При высокой вязкости давление, создаваемое масляным насосом, не­ достаточно для подачи масла к трущимся деталям, что вызовет повышенные износы. Чем ниже вязкость масла, тем быстрее и при более низкой температуре возможен пуск двигателя, но это масло может не обеспечить надежного масляного слоя при уста­ новившемся режиме работы двигателя.

Для товарных дизельных масел, применяемых в лесозагото­ вительной промышленности (обычного способа производства), характерны плохие вязкостно-температурные и пусковые свой­ ства, вследствие чего они не могут обеспечить зимой проверты­ вание коленчатого вала двигателя с необходимым числом обо­ ротов. Для автотракторных двигателей лесозаготовительные предприятия получают в основном масла группы Б, предназна­ ченные для двигателей, эксплуатируемых на малосернистых топливах. •

При низких температурах эксплуатации масло теряет свою текучесть. Одной из причин потери текучести масла в двигателе при низких температурах является образование структурного каркаса из кристаллов парафина, что вызвано ограниченной растворимостью высокоплавких парафинов в маслах и выпаде­ нием кристаллов из раствора при низкой температуре. Это осо­ бенно опасно на тех участках масляной системы, где давление и скорости невелики (масляный бак, всасывающая линия мас­ ляного насоса, маслоприемники и в особенности сетка на маслоприемнике).

Там, где давление и скорость масла достаточны, образовав­ шийся структурный карка’с разрушается, и масло вновь при­ обретает текучесть. В условиях эксплуатации для улучшения его подвижности может быть применен подогрев или разбавление маловязкими низкозастывающими нефтепродуктами.

При отсутствии на предприятии масла нужного сорта до­ пускается использование разбавленных летних сортов. В каче­ стве разбавителей применяется масло индустриальное 12 (вере­ тенное 2) ГОСТ 1707—51, имеющее вязкость при 50° С 10— 14 сст, температуру застывания не выше минус 30° С, его добав­ ляют до 20% объема [4]. В порядке исключения допускается применять летние сорта масла, разбавленные зимним дизельным топливом. В зависимости от температуры наружного воздуха к применяемому маслу ориентировочно добавляется, разжижитель в количествах, приведенных в табл. 10 [6].

51

Т а б л и ц а 10

Содержание топлива, добавляемого в моторное масло, при отрицательных температурах воздуха

Содержание топлива, %, при температуре

воздуха, °С

Марка масла

Однако разбавление масел маловязкими нефтепродуктами (веретенным или индустриальным маслом и дизельным топли­ вом) облегчает прокрутку коленчатого вала двигателя, но усло­ вия пуска улучшаются при этом незначительно. Кроме того, на практике трудно контролировать изменение состава смеси вслед­ ствие угара масла и испарения некоторых компонентов.

При использовании разжижителей масла после пуска и де­ сятиминутной работы двигатель останавливают. Затем черев 30 мин замеряют уровень масла в картере и наносят по этому уровню на масляный щуп метку. Затем в картер доливают разжижитель, двигатель запускают, и он работает 5—10 мин. За это время масло и разжижитель хорошо смешиваются. Доливка разжижителя в двигатель должна производиться в конце смены при температуре масла в пределах 35—40° С, после чего дви­ гатель должен обязательно проработать 5—8 мин. При этом вяз­ кость масла должна проверяться не реже чем 1 раз в течение 50 ч работы двигателя. Если вязкость масла снизилась более чем на 30%, его следует заменить.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ ДВИГАТЕЛЕЙ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ

Во время работы в дизеле масло под воздействием высоких температур, давления, кислорода воздуха, топлива и продуктов сгорания, износа деталей и посторонних загрязнений изменяет свои эксплуатационные свойства. Этот процесс изменения свой­ ства известен под общим названием старения масла. Процесс старения сводится в основном к накоплению в масле загрязне­ ний и срабатываемости присадки. Такие процессы, как разжи­ жение масла топливом и обводнение, не являются характерными для работающих масел и связаны обычно с неисправностями в работе системы питания и охлаждения.

52

Во время работы двигателя качество масла может ухуд­ шаться по ряду причин, не связанных со сроками его замены. Так, при длительной работе переохлажденного двигателя может наблюдаться пригорание поршневых колец и образование низ­ котемпературных отложений. При засорении вентиляционной си­ стемы картера и перебоях в работе форсунок или топливного насоса топливо может попасть в масло и привести к его разжи­ жению. Причины, вызвавшие разжижение масла или его обвод­ нение, должны быть немедленно устранены: в противном случае могут появиться задиры трущихся деталей и их коррозия.

В настоящее время существует не­ сколько способов оценки качества рабо­ тающего масла и сроков его замены.

Наблюдения, проведенные СевНИИП в леспромхозах объединения Архангельсклеспром, показывают, что в экс­ плуатационных условиях имеет место как преждевременная замена (слив) мотор­ ного масла, обладающего запасом актив­ ной присадки и недостаточно загрязнен­ ного, так и длительная эксплуатация двигателей на маслах с истощенной присадкой и имеющих недопустимую степень загрязнения. Поэтому необхо­ димо систематически контролировать ка­ чество масла и заменять загрязненное масло не через строго установленный период, а по потребности.

Наименее просто и быстро оценить ствойства работающих масел в условиях лесосеки и гаража леспромхоза можно, нанеся каплю на лист фильтровальной

бумаги. По пятну на фильтровальной бумаге достаточно точно можно оценить качество работающего масла с многофункцио­ нальными присадками. Однако указанный метод не нашел ши­ рокого применения ввиду отсутствия простых и удобных устройств для его применения в производственных условиях.

Оценка качества работающего масла с многофункциональ­ ной присадкой «по методу пятна» разработана ГОСНИТИ н заключается в следующем. На лист (полосу) фильтровальной бумаги наносят каплю масла, взятого из системы смазки дви­ гателя. Под действием капиллярных сил масло распространяется по порам бумаги. Типичный вид пятна, или так называемая хро­ матограмма капли работающего масла, многофункциональная присадка в котором не утратила своей активности, представ­ ляет собой неоднородное пятно с несколькими зонами (рис. 12). Центральная часть пятна темного цвета характеризует степень загрязнения масла. Чем больше примесей в масле, тем ядро

5а

хроматограммы чернее. Сильное почернение наблюдается также лри истощении присадки. Центральную часть ядра охватывает концентрический пояс, зона которого соответствует максималь­ ному распространению укрупненных частиц загрязнений масла. За концентрическим поясом расположена зона диффузии, рас­ пространение которой по поверхности бумаги выражает степень дисперсности нерастворимых частичек, богатых углеродом. Раз­ мер частиц загрязнений в этой зоне меньше пор бумаги. Сле­ дующая, светлая зона, образована профильтрованным бумагой маслом.

При визуальной качественной оценке масляного пятна цвет и характер зон хроматограммы в зависимости от изменения эксплуатационных качеств работающего масла изменяется. Если масло имеет хорошую' диспергирующую способность, то в хро­ матограмме отсутствует центральное ядро, размер частиц за­ грязнений меньше пор бумаги, и они равномерно распределены по всему пятну. Если диспергирующая способность масла сни­ жается, то размеры частиц загрязнений увеличиваются, и зона диффузии резко сокращается. С увеличением процента механи­ ческих примесей в масле и более сильном его окислении ско­ рость распространения пятна на бумаге снижается.

Капельная проба дает хорошее качественное определение наличия воды в работающем масле, так как отсутствует зона диффузии на пятне.

Диспергирующая способность масла зависит от наличия в ней активной присадки и может быть определена коэффициен­ том

»

где К — коэффициент, характеризующий диспергирующую спо­ собность масла;

D — наружный диаметр зоны диффузии; d\ — внутренний диаметр зоны диффузии.

Коэффициент К колеблется в значительных пределах, и полное отсутствие активной присадки в дизельном масле трелевочного трактора наблюдается при /(>1,35. С увеличением концентрации механических примесей, т. е. загрязненности работающего масла, размер зоны диффузии уменьшается. Эта зависимость выража­ ется коэффициентом К\

тде d2— диаметр центрального ядра.

По величине коэффициента К\ в эксплуатационных условиях

54

или необходимости замены. Если величина /Ci> 1,35, следова­ тельно, дизельное масло трелевочных тракторов содержит пре­ дельный уровень механических примесей и его необходимо за­ менить.

Установлено, что при систематическом контроле за качеством работающего масла в двигателе с определенным интервалом по хроматограмме легко заметить степень нарастания его загряз­ ненности. Постепенное увеличение загрязненности масла указы­ вает на нормальную работу двигателя и системы фильтрации. Внезапное увеличение содержания загрязнений указывает на неисправность двигателя или системы фильтрации.

заменено.

Качество работающего масла в эксплуатационных условиях является важнейшим фактором при оценке технического состоя­ ния двигателя. Наличие в масле чрезмерного количества твер­ дых частиц указывает на неисправность системы фильтрации или необходимость промывки фильтров, а наличие охлаждаю­ щей жидкости — на потерю герметичности системы охлаж­ дения.

В процессе работы двигателя дизельное масло изменяет свой цвет. При содержании в масле механических примесей до 0,2% центральное ядро хроматограммы имеет желтый цвет, от 0,3 до

.0,65% — светло-коричневый или светло-серый, от 0,7 до 1% — коричневый или серый и выше 1% — темно-коричневый или тем* но-серый. При содержании 1,6% и выше механических приме* сей пятно имеет черный цвет с отблеском.

Для определения качества масла в эксплуатационных усло­ виях автором предложено простое и удобное устройство (рис. 13).

55

Устройство изготовлено из органического стекла и включает кассету 1 с двумя размещенными в ней катушками 2, на кото­ рых намотан коррекс 3 с лентой из фильтровальной бумаги 4, крышку 5 с тремя отверстиями 6 и пипетку 7. Коррекс обеспе­ чивает натяжение бумажной ленты и предотвращает контакт ее витков между собой. На крышке устройства имеются три гра­ дуированные шкалы с отверстиями. В нижней части устройства крепится пипетка для нанесения капли масла.

В эксплуатационных условиях оценка качества масла про­ изводится следующим образом. Двигатель прогревается до тем­ пер атуры«маела не ниже 60° С. Устройство размещается на го­ ловке блока горизонтально. Через отверстие в крышке подается капля масла масломерным щупом или пипеткой, фильтроваль­ ная бумажная лента разбита на квадраты, каждый из которых имеет порядковый номер. При помощи ручек устройства три квадрата ленты устанавливаются против трех градуированных шкал крышки, и масло подается в центр квадратов для получе­ ния идентичных пятен с целью повышения точности. Спустя 10 мин градуированными шкалами замеряется величина диамет­ ров пятен и их концентрических колец без перемещения ленты.

При оценке качества работающего масла дизелей тракторов ТДТ-55 устройство показало высокую точность. Его легко можно изготовить в условиях РММ предприятия или РМЗ.

ТРАНСМИССИОННЫЕ МАСЛА

Трансмиссионное масло, находящееся между зубьями шес­ терен в момент их контакта, подвергается воздействию сверх­ высоких давлений при большой скорости скольжения. Давление, развиваемое в зонах контакта зубьев шестерен и деталей под­ шипников качения, составляет от 10 000 до 50 000 кгс/см2. и выше.

Влияние низких температур на работу агрегатов трансмис­ сий: коробок передач, ведущих мостов, бортовых передач, раз­ даточных коробок, механизмов и агрегатов технологического оборудования, механизмов рулевого управления автомобилей и т. д. проявляется в основном в изменении вязкостно-температур­ ных свойств трансмиссионных масел.

При длительных стоянках лесотранспортных машин транс­ миссионные масла застывают настолько сильно, что двигатель не моДсет преодолеть момента сил сопротивления и останавли­ вается.

Установлено, что цри смазке агрегатов силовой передачи трактора ДТ-75 маслом ДСп-11 при наружной температуре ниже минус 33° С нормальная смазка подшипников наступает только после 20—25 мин работы агрегатов без нагрузки. Температура масла в агрегатах трансмиссии при работе с нагрузкой не под­ нимается выше 25—30° С.

56

Т а б л и ц а It

Рекомендуемые масла для агрегатов трансмиссий лесотранспортных машин

57

В аналогичных условиях работы агрегатов трансмиссий авто­ мобиля «Урал-375» при температуре минус 10—19° С масло в ко­ робке передач разогревается до положительных температур только через 5—7 мин, что соответствует 3—4 км пробега авто­ мобиля.

Агрегаты силовых передач трелевочных тракторов и погру­ зочных механизмов находятся в особенно неблагоприятных тем­ пературных условиях из-за длительных остановок этих машин с работающими двигателями на холостом ходу и коротких рас­ стояний перемещения по лесосеке. Изменения температуры масла в начале работы с плюс 10 до минус 20° С увеличивает скорость изнашивания деталей силовой передачи трактора на холостом ходу почти в 1,35 раза, а при работе под нагрузкой — в 2 раза [5].

Несмотря на то, что эксплуатационные качества нигролов (трансмиссионных масел марок 3 и Л по ГОСТ 542—50) ниже, чем всех других смазок, они все еще в значительных количе­ ствах поступают в лесозаготовительную промышленность. Зим­ ний нигрол может применяться в холодное время года для смазки коробок передач, ведущих мостов и других агрегатов автомоби­ лей старых марок: ЗИЛ-151; ЗИЛ-157; Урал-355 и др.

Наиболее хорошей вязкостно-температурной характеристикой обладают всесезонные масла, выпускаемые в настоящее время по ГОСТ 8412—57 под марками ТАп-10 и ТАп-15. Эти масла, имеющие кинематическую вязкость при 100° С соответственно 10 и 15 сст и температуру застывания минус 37 и минус 25° С, готовятся смешением летнего автотракторного трансмиссионного масла и маловязкого дистиллята с добавлением в смесь 5% присадки ЭЗ-5. Масло ТАп-15 рекомендуется применять при

масло ТАп-10. Если этого масла нет, то масло ТАп-15 можно разбавить зимним дизельным топливом, добавляемым в объ­

еме 10%.

При отсутствии смазочных материалов допускается примене­ ние смеси масел с зимним дизельным топливом: 80%. масла ДСп-11 или АКп-10 и 20% топлива ДЗ, 3 или 90% масла ДСп-8 и 10% топлива ДЗ.

Рекомендуемые зимние сорта трансмиссионных масел для лесотранспортных машин приведены в табл. 11.

КОНСИСТЕНТНЫЕ СМАЗКИ

Консистентные смазки применяются для уменьшения трения и износа в узлах трансмиссии, ходовой части, шасси, механизмах управления тракторов, автомобилей, в агрегатах технологиче­ ского оборудования лесотранспортных машин.

БВ

Основой любой консистентной смазки является маловязкое индустриальное масло, занимающее 80—90% объема смазки, основой загустителя — соли жирных кислот (мыла), реже —твер­ дые углеводороды (церезин, петролатум, парафин). Мазеобраз­ ная консистенция зависит от количества введенного загустителя.

Основными характеристиками консистентных смазок явля­ ется температура каплепадения {плавления) и вязкость. Чтобы предотвратить возможность вытекания смазок из узла, их при­ меняют при температурах более низких, чем температура капле­ падения.

Диапазон температур каплепадения, по которому классифи­ цируются смазки по тугоплавкости и влиянию на них вида за­ густителя, приведен в табл. 12.

Самая высокая температура, до которой Допустимо нагре­ вать смазки, не должна превышать температуру каплепадения на 10° С для низкоплавких и на 15° С для средне- и тугоплавких смазок. Вязкость определяет возможность подачи смазки в со­ пряжения и величину потерь в узлах трения, т.. е. возможность работы машин при низких температурах.

Лесозаготовительная промышленность получает в основном среднеплавкие смазки, большинство из которых принято назы­ вать солидолами. Солидолы применяют при эксплуатации авто­ мобилей, трелевочных тракторов и других машин. Пресс-соли­ дол С и солидол УСс (автомобильный) выпускаются в соответ­ ствии с ГОСТ 4366—64, графитная смазка марки УСс А — по ГОСТ 3333—55. Графитная смазка представляет собой солидол,

вкоторый введено 10% тонко помолотого графита.

Вхолодный период года могут применяться оба солидола:

марки С при температуре не ниже минус 20° С и пресс-солидол при температуре ниже минус 20° С.

К перспективным смазкам, рекомендуемым для лесотранс­ портных машин, следует отнести литиевые смазки, обладающие хорошими вязкостно-температурными характеристиками. В ли­ тиевых смазках марок ЦИАТИМ-201 и ЦИАТИМ-203 (ГОСТ 6267—59) соединяются лучшие свойства консталина и солидола. У них высокая температура каплепадения (выше 170°С). Эти смазки могут применяться при температуре минус 55—60° С.

59