книги из ГПНТБ / Дерябин А.А. Смазка и износ дизелей

оцениваемых по методике 344Т, для таблицы выбраны главные показатели: отложения на юбке поршня; отложения на перемычке между 1 и 2-й канавками поршневых колец; отложения в 1-й ка­ навке поршневого кольца; отложения во 2-й канавке поршневого кольца. И в этом случае хорошие моющие свойства показали минеральные масла, содержащие аксилсалицилат магния, не­ смотря на их низкую зольность. -

моющие свойства, уступает остальным маслам. На рис. 11 по­ казаны поршни после работы на маслах М-20Г-6 и М-20А.

В табл. 34 представлены данные по износам некоторых деталей на установке ОЦ-50 при испытании масел. Наименьший износ гильзы цилиндра получен на синтетическом масле СМ-8ПМ-4 износы гильз и первых поршневых колец при работе .на других маслах одного порядка. Повышенный износ первого поршневого кольца при работе на масле М-20Г-5, по-видимому, связан с ча­ стичным нарушением хромового покрытия кольца.

При работе на масле М-20Г-6, содержащем 5% сукцинимидной присадки ЛЗ-325, зафиксирован большой износ направляющей втулки выхлопного клапана, изготовленной из оловянистой бронзы. Это явление отмечалось на поршневых авиационных Дви­ гателях при работе на маслах с сукцинимидными присадками. У таких двигателей направляющие втулки клапанов также изго­ товлены из оловянистой бронзы.

96

На одноцилиндровой установке ОЦ-50 были испытаны масла с композициями присадок, имеющими в своем составе серусодержащие присадки Л3-23к и ДФ-11. В обоих случаях наблюдалось сильное коррозионное разрушение высоконагруженных втулок верхней головки шатуна и втулок бобышек поршня, изготовлен­ ных из бронзы «Каро» и работающих в высокотемпературных условиях. Глубина эрозии внутренней поверхности втулок до­ стигла 1000—1500 мкм. Этот дефект подтвердился при испытании масел, в состав которых входили серусодержащие присадки на полноразмерных двигателях типа М-50. По этой причине пришлось отказаться от дальнейших испытаний масел, имеющих в своем составе серусодержащие присадки (типа Л3-23к, ДФ-11, ДФ-1) на ОЦ-50 и двигателях типа М-50.

6. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ МАСЕЛ В ДИЗЕЛЯХ 12ЧН 18/20 (ТИПА М-50) И НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

Накоплен достаточно большой материал о поведении различ­ ных масел в полноразмерных дизелях типа М-50. Можно утвер­

свои особенности в работу масла, имеют специфические требова­ ния к свойствам и качеству смазочного масла. Это отнюдь не означает, что одно и тоже масло не может удовлетворять требова­ ниям двух или нескольких типов дизелей. Смазочное масло с вы­ сокими эксплуатационными свойствами может удовлетворять требованиям, если не всех, то многих типов дизелей.

Ниже рассматриваются специфические особенности условий применения смазочных масел в дизелях типа М-50 различного назначения. Имеется большое количество модификаций дизелей типа М-50. Все они являются четырехтактными, отличаются небольшим удельным весом (металлоемкостью), высоким числом оборотов. Поршни их отлиты из алюминиевого сплава. Коренные и шатунные вкладыши изготовлены из свинцовистой бронзы и имеют'свинцовисто-оловянистое покрытие толщиной 15—20 мкм. Втулки верхних головок шатунов и бобышек поршней изготовлены из бронзы «Каро» и также покрыты свинцовисто-оловянистым сплавом.

ВНИИНП-360 и 0,005% присадки ПМС-200А). Однако ни пер­ вое, ни второе масло по моющим свойствам далеко не удовлетво­ ряют требованиям этих двигателей. Отсутствие официальных рекомендаций по применению масел с более высокими моющими

свойствами является тормозом в работе по увеличению моторе­

соответственно и номинальной мощностью 1000 л.с. Условия их работы на судах с подводными крыльями весьма тяжелые. Дизели большую часть эксплуатационного времени работают на мощ­

составляет примерно 200 л; таким образом, количество масла, циркулирующее в системе и приходящееся на единицу мощности, составляет 0,2 кг/л.с. Расход масла на угар обычно лежит в пре­ делах 3—7 г/л. с. ч.

В условиях эксплуатации рассматриваемых двигателей на масле М-20А (МС-20 сернистое с 3% ЦИАТИМ-339) смена масла производится через 120—240 ч работы двигателя; часто при­ ходится производить очистку фильтров и центрифуг.

Делались многочисленные попытки применить для двигате­ лей М-400 масло с более высокими моющими свойствами, но всякий раз наблюдались либо недостаточные антикоррозионные свойства новых масел, либо значительное золообразование в ка­ мере сгорания и на клапанах.

Наиболее высокие моющие свойства при испытаниях на дви­ гателе М-400 при удовлетворительных результатах по противоизносным, антикоррозионным и золообразующим свойствам по­ казало масло М-20Г-5 (МС-20 из сернистых нефтей с 2% АСМ; 1% БФК-30 и 0,003% ПМС-200А). После 1000-часовых стендовых испытаний двигателя М-400 на масле М-20Г-5 со сменой масла через 500 ч юбки поршней по шкале ПЗВ- оценивались баллом 0,5, тогда как за этот же срок работы двигателя на масле М-20А (МС-20 из сернистых нефтей с 3% ЦИАТИМ-339) со сменой масла через 120 ч юбки поршней покрывались черным лаком (балл 5—6). После работы на масле М-20Г-5 не отмечено пригоревших и инерт­ ных поршневых колец, закоксовывания дренажных отверстий поршня, повышенных отложений в коленчатом вале и в маслосистеме дизеля.

Масло М-20Г-5-обеспечило удовлетворительную работу дизеля М-400 в течение гарантийного срока службы — 1000 ч. Все детали

98

Испытания показали, что масло М-20Г-5 обладает высокими моющими, хорошими противоизносными свойствами и обеспе­ чивает надежную эксплуатацию двигателей.

Работа двигателя М-400 на масле М-20Г-5 может произво­ диться без смены масла в течение навигации, чем достигается значительная экономия. При этом не происходит засорения фильтров и практически не образуется отложений в центрифуге. В процессе работы двигателя масло М-20Г-5 по всем основным показателям незначительно изменяет свои физико-химические

ЦИАТИМ-339 и обеспечивает возможность работы двигателя без переборки в течение 2000 ч.

Д и з е л и М-50Ф — также модификация дизелей 12ЧН 18/20, предназначенная для судов специального назначения. Максималь­ ная мощность их выше, чем у дизелей М-400. Вместе с тем, средняя эксплуатационная мощность у этих дизелей по условиям экс­ плуатации значительно ниже, чем у дизелей М-400, так Как двига­ тели М-50Ф редко работают на максимальной мощности и на' режимах, близких к ней. Режимы стендовых испытаний двигате­ лей М-50Ф значительно выше эксплуатационных и даже несколько

присадки ВНИИНП-360), не удовлетворяя требованиям двигате­ лей М-50Ф при стендовых испытаниях (вызывает коррозию бронзо­ вых втулок бобышек поршней и верхней головки шатуна и повы­ шенное нагарообразование), с удовлетворительными результатами прошло эксплуатационные испытания на судах с этими двига­ телями.

Д и з е л и М-756Б, М-753Б, М-601, М-603А, М-820 — моди­ фикации дизелей 12ЧН 18/20, предназначенные для тепловозов, стационарных и судовых дизель-генераторов, работающих на пониженной мощности.

Все эти дизели также эксплуатируются на масле М-20А (МС-20 из сернистых и малосернистых нефтей с 3% присадки ЦИАТИМ-339).

На дизеле М-50 были проведены стендовые 500-часовые испы­ тания масла М-20Б, применяемого на дизелях типа М-503 и со­ держащего кроме 3% присадки ЦИАТИМ-339 2% присадки ДФ-1 и 0,005% ПМС-200А."Испытаниями установлено, что моющие свойства масла МС-20 с 3% ЦИАТИМ-339 резко ухудшаются

при добавлении 2% присадки ДФ-1. При разборке двигателя было обнаружено большое количество шлама в картере, в клапан­ ной коробке, на фильтрах и в центрифуге. Повышенное коли­ чество отложений явилось причиной аварии двигателя.

Впроцессе применения на судах с дизелями 61 масла М-20Г была проверена возможность работы на нем вспомогательного дизеля М-820. Было установлено, что дизель М-820 может рабо­ тать на масле М-20Г в течение ресурса. Однако при этом на днище поршня и клапанах образуется большое количество зольных отложений.

Втабл. 35 приведены данные, характеризующие условия

цилиндровой установке ОЦ-50 с цилиндром двигателя этого типа. Как видно из таблицы, наиболее тяжелые условия работы масла

100

(по количеству масла, приходящегося на единицу мощности) имеют место при стендовых испытаниях на двигателе М-50Ф

дящееся на единицу мощности, составляет 0,57 кг/л. с , но если учесть, что при испытаниях на этой установке средняя и макси­ мальная мощность в одном цилиндре значительно выше, чем у полноразмерных двигателей, можно предположить, что масла, прошедшие на этой установке длительные испытания с удовлетво­ рительными результатами, будут пригодны для всех модификаций двигателей типа М-50.

На двигателях типа М-50 были испытаны масла с алкилсалицилатными магниевыми и кальциевыми присадками, с присад­ ками БФК и ЛАНИ-317, с присадками БФК и СБЗ, с компо­ зициями присадок, включающими сукцинимидную присадку ЛЗ-325, и другие рекомендованные ВНИИНП, ИХП АН СССР,

ЦНИДИ, ЛОНМЗ им. Шаумяна. При использовании в этих вигателях более высококачественных масел (типа М-20Г-5, М-20Г-6, М-20В-а) срок службы до первой переборки и сроки смены масла могут быть значительно увеличены.

7. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ МАСЕЛ В ДИЗЕЛЯХ ЧН 16/17 (ТИПА М-503) И НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

Требования к качеству масел для дизелей 42ЧН 16/17 различ­ ных модификаций мало отличаются от требований к маслам для дизелей 12ЧН 18/20. Двигатели типа М-503, так же как и двига­ тели М-50, являются высокооборотными, высокофорсированными, термически напряженными, четырехтактными судовыми дизелями.

Некоторые условия работы масла в дизелях типа М-503 более тяжелые, чем в дизелях типа М-50, а другие легче. Так, меньшие объем и диаметр цилиндра, охлаждение внутренней поверхности поршня струей масла облегчают условия работы масла. Более высокие наддув и число оборотов, отсутствие центрифуги, большее число цилиндров, наоборот, ужесточают условия работы масла.

Имеется несколько модификаций дизелей типа М-503, отли­ чающихся некоторыми конструктивными особенностями и режи­

большим удельным весом и высоким числом оборотов. Поршни их отлиты из алюминиевого сплава. Шатунные вкладыши изго­ товлены из свинцовистой бронзы и имеют свинцовисто-индиевое покрытие. Втулки верхних головок шатуна изготовлены из

101

Масло М-20Б не удовлетворяет требованиям по моющимсвой­ ствам и ограничивает возможность увеличения моторесурса дви­ гателей типа М-503. При длительной работе их на масле М-20Б наблюдается закоксовывание дренажных отверстий поршня, вслед­ ствие чего резко увеличивается удельный расход масла. При работе на масле М-20Б образуются отложения в полых быстро вращающихся деталях двигателя и его агрегатах (коленчатый вал, муфта нагнетателя и пр.). Большие неудобства вызывает необходимость частой чистки фильтров или смены фильтрующих патронов.

Масло М-20БП обладает более высокими моющими свой­ ствами. При переходе на это масло удалось повысить моторесурс двигателей М-503, однако и это масло неполностью отвечает требованиям по моющим свойствам и затрудняет дальнейшие работы по увеличению моторесурса. Кроме того, при работе на этом масле отмечены несколько повышенные износы канавок поршневых колец поршня, следствием чего являлось в отдельных случаях прогрессирующее «разбивание» канавок поршневых колец и разрушение поршня.

типа. По количеству масла, приходящегося на единицу мощности,

показателю на установке У-526 с цилиндром двигателя. М-503 (643 г/л. с ) .

На судовых дизелях типа М-503 испытано несколько масел,

102

ной присадкой ПМС, с алкилсалицилатной присадкой АСК, с композициями различных присадок. Полностью положительных

Двигатели 16ДПН 23x2/30 являются среднеоборотными высо­ кофорсированными двухтактными дизелями.

До 1965 г. на них применялось масло М-20А (МС-20 с 3% ЦИАТИМ-339). При работе дизелей 58 и 61 на масле М-20А наблю­ далось значительное нагарообразование в зоне поршневых колец. Отмечались случаи пригорания поршневых колец и закоксовывания канавок поршня. Вследствие этого масло М-20А не позволяло увеличить ресурс работы дизелей до 1000 ч между переборками. Кроме того, необходимо было производить частую смену и чистку масляных фильтров, сепараторов, холодильника.

ВНИИНП предложил испытать на дизеле 61 масло М-20Г (МС-20 из сернистых нефтей с 11% ВНИИНП-370; 4% ПМС; 1,2% ДФ-11 и 0,003% ПМС-200А). Присадка ДФ-11 вместо Л3-23к

коррозионное действие на высоконагруженные втулки верхней головки шатуна, изготовленные из бронзы «Каро» и работающие на дизелях 16ДПН 23x2/30 в высокотемпературных условиях.

Испытания на дизеле типа 61 показали, что масло М-20Г обеспечивает удовлетворительную работу дизеля в течение 2000 ч без разборки и позволяет увеличить срок службы масла'до 1000 ч. Вместе с тем было отмечено, что при работе на масле М-20Г в ди­ зелях типа 61 наблюдалась повышенная склонность к задирам поршней. Этот дефект был устранен конструктивно-технологиче­ скими мероприятиями: лужением боковой поверхности поршня тонким слоем олова.

Ниже показаны результаты оценки лаконагарообразования на поршнях дизеля 61 после 657 ч работы на масле МС-20 с 3% ЦИАТИМ-339 и после 3000 ч работы на масле М-20Г (табл. 37).

Таким образом, масло М-20Г обеспечивает в течение 3000 ч ра­ боты лучшее состояние поршневой группы дизелей 58 и 61, чем масло М-20А за 657 ч работы.

Физико-химические свойства масла М-20Г при работе в ди­ зеле 61 изменяются столь незначительно, что при наличии эффек­ тивных средств очистки масла от крупных механических абразив­ ных примесей смена масла может вообще не производиться. Доливка масла в систему смазки по мере расхода его на угар полностью обеспечивает поддержание необходимых моющих, анти­ коррозионных свойств и щелочности масла на необходимом уровне.

В табл. 38 приведены результаты определения физико-хими­ ческих и моторных свойств неработавшего (свежего) масла М-20Г

103

Таблица 37

Оценка лаконагарообразопания (в баллах) по методу 344Т *

На базе двигателя 61 создаются различные модификации его для работы на тяжелых топливах, как правило, содержащих большое количество сернистых соединений, и для работы на

104