книги из ГПНТБ / Башаев В.Е. Потери присадок в автомобильных фильтрах тонкой очистки масла

на установке ПЗВ. Моющие свойства этого обр'зца масла были оценены 2,5—3 баллами по цветной эталонной шкале

(ГОСТ 5726-53).

На рис. 24 изображена экспериментальная зависимость моющих свойств масла АС-6 от содержания в нем присад­ ки СБ-3.

Согласно этой зависимости моющим свойствам в 3 бал­ ла соответствует содержание СБ-3 в масле, равное прибли­ зительно 2,5°/„. Учитывая, что точность метода ПЗВ состав­

•фильтрами ни содержание Ва, ни зольность масла не могут служить надежным показателем концентрации работоспо­ собной части присадки в масле. Величина же о может быть

тиллированной водой. Диаметр капилляров колеблется в

h и /і0—величина вакуума в пробирке прибора Ребиндера в момент установления равновесия между силами поверхностного натяжения и гидростатического дав­ ления на кончик капилляра для анализируемой и эталонной жидкости.

Вся работа по определению а практически не отлича­ лась от обычных приемов использования прибора Ребинде­

ра, досточно подробно описанных в литературе. Из рис. 19 ридно, что концентрация присадки СБ-3 может надежно оп­

садки на фильтрах ее содержание не превышало этого пре­ дела, начальные же концентрации были известны.

§. 4. Диапазон изменения конструктивных и эксплуатационных параметров системы тонкой фильтрации масла в отечественных автодвигателях

В настоящей монографии описано влияние только тех параметров системы тонкой фильтрации масла, которые мо­ гут оказать влияние на процесс поглощения присадок ФТО.

Ких числу следует отнести:

1)объем масла, заливаемого в двигатель;

2)тип и материал фильтрующего элемента;

3)вес фильтрующего элемента;

4)температура масла в корпусе ФТО;

5)концентрация присадки в масле;

6)время циркуляции масла через фильтр.

С целью получения практически полезных данных, вна­ чале установили в каких пределах изменяется каждый из перечисленных выше параметров в условиях эксплуатации для различных моделей отечественных автодвигателей. Из. табл. 5 главы 2 видно, что объем масла, заливаемого в кап-

большинстве используются сменные элементы ФТО из картона, бумаги и древесной муки на пульвербакелитовой связке. Именно эти типы ФТО могут обладать высокой адсорбцион­ ной способностью по отношению к присадкам, благодаря развитой поверхности контакта с маслом. Вследствие ука­ занного, эти наиболее опасные с точки зрения нежелатель­ ного извлечения присадок і-з масел фильтрующие элементы

5С

пользовались в опытах по адсорбции. Однако для получения сравнительных данных испытаниям были подвергнуты также фильтры типа ДАСФО—ЭФА и из древесной муки на пуль* вербакелитовой связке, поступающие в эксплуатацию нарав­ не с типом „P“.

Таблица 12

процессов адсорбции является несовое соотношение раст­ вор-адсорбент, в табл. 12 систематизированы данные по весу фильтрующих элементов различных типов, изготов­

устанавливается вдали от двигателя (М-21 „Волга“, МЗМА408, „Москвич“ и др.). Благодаря различному расположению корпуса ФТО, по-разному осуществляется обдув его пото­

51 ■

ком воздуха от вентилятора. Температура и мощность пос­ леднего в свою очередь зависят от множества факторов: от температуры окружающего воздуха, скорости движения ав­ томобиля, скорости и напаравления ветра, степени открытия жалюзи и т. д. Все это не может не отразиться на темпе­ ратуре масла, контактирующего с фильтрующим элементом, которая может отличаться от той температуры, которая имеет место в картере. Для выяснения данного вопроса, были проведены специальные измерения как в стендовых условиях, так и непосредственно на автомобиле ГАЗ-51 в условиях города Баку. Для этой цели на выходе масла из ФТО был установлен аэротермометр, по которому можно было наблюдать за температурой масла в корпусе ФТО. В результате проведенных опытов выяснилось, что в стендо­ вых условиях на двигателе ГАЗ-51 без обдува ФТО темпе­ ратура масла в последнем незначательно отличалась от тем­ пературы масла в картере всего на 2—3°С. В условиях го­ родской езды при температуре окружающего воздуха + 10°С оказалось: скорость езды—30 км/ч., жалюзи открыты, темпе­ ратура масла в ФТО—£м.фто = + (25-г29)°С. При закрытых жалюзи в тех же условиях £„.фто =34°С. При этом темпера­ тура масла в картере равнялась 40°С.

При езде со скоростью в 60 км/ч при температуре ок­ ружающего воздуха -f6°С и при закрытых жалюзи Аі.фто = '= 25°С, при открытых жалюзи — £м.фто = 18°С.

Итак, минимальная, зафиксированная в этих опытах,

допустимого предела температуры масла, то на этот счет имеется следующее указание: „Можно считать, что для ма­ сел, обладающих высокой стабильностью, температура 121 °С является верхним допустимым пределом. Нежелательно, чтобы температура масла длительное время значительно превышала 121°С. Если нельзя избежать условий, при кото­ рых имеется столь высокая температура масла, следует тщательно следить за состоянием масла, чаще его сменять...“ [311Другой автор [12] указывает еще более высокий верх­ ний предел встречающейся в практике температуры масла в 140°С. Очевидно, что эти температуры могут быть приняты в качестве предельных для масел в корпусе ФТО.

52

дизельном масле селективной очистки, а также для того, чтобы выяснить может ли наступить насыщение элементов ФТО присадкой, в исследованиях по адсорбции был расши­

ЯАЗ-204 для фильтра Р-1 показали, что практически на всех оборотах, благодаря работе регулирующего клапана, расход масла через ФТО составил приблизительно 100 кг\я. Приве­ денные величины показывают возможный диапазон измене­ ния расхода масла через

фильтр.

Рас. 25.

Время пребывания масла в ФТО за период От смены до смены его в картере может быть определено на основании следующих соображений. Смену масла в автомобильных

53

характеристик, отражающих адсорбционные свойства. Известно, что по изотерме поверхностного натяжения

можно' рассчитать размер площади контакта молекулы ПАВ с границей раздела фаз,« на ■которой она адсорбируется. Измерив величину удельной адсорбции ПАВ на фильтрую­ щем материале при насыщении мономолекулярного слоя, можно рассчитать удельную и общую адсорбционную поверх^ ность фильтрующих элементов стандартных типов. -.Изотер­ мы °=f{c) позволяют оценить также начальную поверхност­ ную активность вещества, его растворимость и некоторые другие физические показатели. Как известно, подобные дан­ ные для отечественных присадок в литературе не проводи­ лись. В связи с этим был определен ряд характеристик для присадок: СБ-3, БФК, ИНХП-21, ДФ-11, Santolub-493 (для

-сравнения), ГІМС-200А, которые, как уже указывалось, вхо­ дят в состав композиций, применяемых для моторных масел.

Прежде, чем перейти непосредственно к изложению дан­ ного материала, необходимо определить величину молеку­ лярного веса присадок. Известно, что многие промышленные присадки изготавливаются из сырья, представляющего собой, смесь углеводородов, строение молекул которых в ряде случаев известно только приблизительно. Указанная неопре­ деленность строения молекул в известной степени сохра­ няется и в конечном продукте синтеза, представляющем собой товарную присадку. Следует отметить, что. многие исследователи занимались изучением строения присадок. Поэтому в литературе приводится такой материал в отно-

55

шенин некоторых присадок. Основываясь на литературных материалах, а также на результатах непосредственных из­ мерений, оказалось возможным установить молекулярный вес указанных присадок. Приведенные данные, безусловно, не могут претендовать на высокую точность, однако они позволят установать порядок многих величин, представляю­ щих интерас для настоящей работы.

§ 1. Определение молекулярного веса присадок

СБ-3. В процессе производства присадки СБ-3 сульфи­ рованию подвергаются главным образом ароматические углеводороды, входящие в состав дизельного масла Д-11 из смеси бакинских нефтей. Установлено, что молекулярный вес указанных сульфирующихся углеводородов около 400. Учитывая, что на один атом Ва приходится два сульфиро­ ванных алкиларильных радикала, можно ориентировочно’ рассчитать молекулярный вес присадки СБ-3 следующим образом:

МВсБ-з = 2MBRArSOj + МВВа

Причем: MBRArS(-^ = MBRAr -Ь MBS-В ЗМВ0 = 400-)- 32—3-16 =

— 480. Тогда МВСБ.3 = 2-480 + 137,5 = 1100.

Известно [22], что выход товарной присадки СБ-3 на исходное сырье составляет 75%, а выход 100% сульфоната на сырье составляет 15—17%. Следовательно, содержание 100% сульфоната в товарной присадке будет:

15~М --100 = 20 4-22,5%. 75

БФК. Как уже указывалось выше, присадка БФК полу­ чается путем конденсации промышленного алкилфенола с формальдегидом с последующим омылением продукта кон­ денсации. Предполагаемая формула этой присадки имеет вид, представленный на рис. 18.

Учитывая, что молекулярный вес промышленного ал­ килфенола, применяемого для производства присадки БФК,. равен 206—220, можно рассчитать молекулярный вес при­ садки, соответствующий данной формуле.

МВБФК = 218-2+ 12 + 2 + 137,5 = 587,5.

Однако, как указывает А. М. Кулиев, фактический мо­ лекулярный вес присадки БФК имеет большую величину. Это, по-видимому, объясняется более глубокой конденсацией реагирующих веществ [15]. Примем для нашего случая МВБФК = 850.

56

Товарная присадка БФК выпускается в виде 50%-ного

раствора в веретенном масле.

ИНХП-21. Предполагаемая структурная формула присадки

ИНХП-21 дана на рис. 27.

В данном случае используется такой же, как при изго­ товлении БФК, промышленный алкилфенол со средним мо­

используется смесь спиртов с содержанием углеродных ато­ мов от 4 до 8. Для определения молекулярного веса при­ садки примем спирт среднего состава: С6Н13ОН, тогда моле­ кулярный вес присадки составит =^660. Присадка ДФ-11 выпускается в виде 50%-ного раствора в веретенном масле.

Santolub-493. Специальными исследованиями в СССР

установлено, что присадка Santolub-493 так же, как и при­ садка ДФ-11, представляет собой диалкилдитиофосфат цинка.

Если расчет вести по содержанию серы и фосфора, то молекулярный вес окажется равным: 850 и 770 соответст­ венно. Поэтому для дальнейших расчетов примем MBSantolub.493

= 770.

57

ГШС-200А. Антипенная присадка ПМС-200А представ­ ляет собой полиметилсилоксановую жидкость. Однако в литературе нет данных о структуре ее молекул. Поэтому молекулярный вес ПМС-200А был определен в лаборатории ИХП АН Азербайджанской ССР, причем он оказался равным

«4120.

в молях 100% присадок в товарных растворах в требуемом

тивности молекул отдельных присадок. Так, например, 1 кг масла с 18,2 ммолями присадки СБ-3 имеет моющие свой­ ства 0)—0,5' баллов по методу ПЗВ. В то же время такое же количество ммолей присадки БФК в 1 лгг масла обеспечи­ вает ему только 2,5 балла по ПЗВ, т. е. молекула присадки СБ-3 более эффективна, как моющее средство, чём молеку­ ла присадки БФК, хотя при сравнении одинаковых концен­ траций товарных присадок имеет место обратная картина. В дальнейшем многие из приводимых в данной главе харак­ теристик будут выражены по отношению к молю вещества.

§ 2. Определение зависимости поверхностного натяжения масла АС-6 от концентрации присадок

лированной водой при температуре 20°С. Время образования капли обеспечивало получение статических, значений о. ;

58,