Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
14.64 Mб
Скачать

для специальных двигателей — на установке ОД-9, масла для быстроходных судовых дизелей на установках с цилиндрами дизелей типа М-50 и М-503.

На дизель-компрессоре ДК-2 рекомендуется испытывать цилиндровые масла, предназначенные для мощных морских дизе­ лей с лубрикаторнон смазкой цилиндров и свободно-поршневых генераторов газа (СПГГ).

Установки «Питтер AV-b-и «Питтер W-b, ИМ, ИДМ, ИКМ-1 ИТ-9-5 и дизели Ч 8,5/11, Ч 10,5/13 предназначены для отбороч­ ных испытаний смазочных масел. При этом установки с карбю­ раторным двигателем («Питтер W-l», ИКМ-1, ИТ-9-5) могут быть использованы и для оценки отдельных функциональных свойств масел, предназначенных ' для дизелей. Например, установка «Питтер W-l» используется для оценки коррозионного износа подшипников из свинцовистой бронзы, а установка двигателя СД-12 — для оценки золообразующих свойств дизельных масел.

Для отборочных испытаний смазочных масел наиболее со­ вершенными и отработанными следует признать методики оценки на установках «Питтер AV-1» и «Питтер W-b. Сами установки также следует считать наиболее совершенными и удобными из числа установок, выпускаемых за рубежом, для отборочных испы­ таний масел.

Оценка моющих свойств масла на установке «Питтер AV-1»

Установка «Питтер AV-1» фирмы «Хннан—Фруд» состоит из четырехтактного одноцилиндрового дизеля фирмы «Питтер» с диаметром цилиндра 80 мм, гидравлического тормоза, топливной, масляной и охлаждающей системы, пульта управления с прибо­ рами, смонтированных на фундаментной плите (рис. 3).

Метод оценки моющих свойств масел на установке «Питтер AV-1» разработан в Англии. Оценка моющих свойств масел на этой установке в Англии производится по стандарту IP175/64 [4]. В зависимости от сорта масла испытание проводится на дизельном топливе с содержанием серы 0,35—0,45% (для масел группы Б) или 0,95—1,05% (для масел группы В). Продолжительность испы­

тания 120

ч. Режим

испытания следующий:

 

Мощность, л. с.

 

 

4,9

Частота

вращения,

об/мин

 

1500

Расход

топлива, кг/ч

 

1,08

Температура охлаждающей жидкости (керосин), °С

18

на

входе в двигатель

 

на

выходе из двигателя

 

85

Температура

масла

в картере

двигателя, °С . . .

55

Количество

масла в системе,

кг

3,4

Оценка моющих свойств масел производится по специально разработанной 100-балльной шкале, где за 100 принимается макси­ мально возможный балл (наилучшая оценка). Хотя метод

32

масел на установке «Питтер AV-1» на ЛОНМЗ им. Шаумяна была несколько усовершенствована.

1. При проведении исследований особое внимание обращалось

на поддержание

постоянной полноты сгорания топлива по дым-

ности

выхлопа

и проверялось качество распыла топлива.

2.

Постоянный температурный режим двигателя поддержи­

вался корректировкой расхода топлива таким образом, чтобы температура выхлопных газов не выходила за пределы 450-± 5° С.

3. Испытания масел различных групп производились на одном сорте топлива с содержанием серы до 0,2%.

Эти мероприятия позволили повысить воспроизводимость ре­ зультатов оценки моющих свойств масел и получить возможность сравнения моющих свойств масел различных групп. Для получе­ ния результатов, более полно корреспондирующихся с поведе­ нием масла в реальных форсированных дизелях, за рубежом начали применять установки «Питтер AV-В» с двигателем, имею­ щим наддув.

Для характеристики установки «Питтер AV-1» как инстру­ мента для оценки моющих свойств масел . нами проведено сравне­ ние условий работы масла иа установке «Питтер AV-1» и на уста­ новке У-526 с наддувом с цилиндром высокофорсированного дизеля М-503, а также изучены физико-химические изменения масла в системе. Установлено, что на установке «Питтер AV-1» физико-химические свойства масла изменяются не менее интен­ сивно, чем в дизеле установки У-526, в то время как теплонапряженность и форсирование двигателя установки «Питтер AV-1» значительно ниже, чем у двигателя установки У-526. Количества масла в системе, приходящиеся на единицу мощности, примерно одинаковы (0,5—0,6 кг/л. с ) , расходы масел на угар близки (3—4 г/л. с. ч), а температура масла на установке «Питтер AV-1» ниже. Причиной интенсивного изменения свойств масла на уста­ новке «Питтер AV-1» служит повышенное количество продуктов неполного сгорания топлива (углеродистых частичек), поступаю­ щих в масло. Повышенное количество продуктов неполного сго­ рания топлива, поступающих в масло в двигателе установки «Питтер AV-1», обеспечивает, после соответствующего усовер­ шенствования методики испытаний (см. выше), возможность проводить на ней испытания масел не только с низкими и средними, но и с высокими моющими свойствами, т. е. масел групп Г, Д и Е.

Не меняя существа оценки моющих свойств масла по англий­ скому стандарту IP 175/64 по 100-балльной шкале, мы предложили

формулу

для подсчета моющих

свойств

масла в

баллах.

Б

а л

л =

щ х 1

+ хt+x,

+ xt)

+

3 0 д +

Ю(В1 +

Вг +

В3) +

где Хи

Хг,

Х3, Х 4

+

5e+10d+10e,

 

(2)

— часть дуги 1, 2, 3 и 4-го поршневого кольца,

не подвергшаяся

заклиниванию,

защемлению

и

пригоранию,

34

а — часть юбки поршня ниже 4-го поршневого кольца, не покры­ тая отложениями лака и нагара; В±, 5 2 , В3 — часть 1, 2, и 3-й перемычек канавок поршневых колец, не покрытая лаком, нага­

ром;

с—часть

боковой поверхности поршня выше 1-го поршне­

вого

кольца,

не покрытая лаком, нагаром; d—часть

прорезей

маслосъемного кольца без отложений; е—часть

внутренней

поверхности

поршня, не покрытая лаком, нагаром.

 

 

В

табл.

8 приведены данные по воспроизводимости результа­

тов

оценки

моющих свойств

масел на установке «Питтер AV-1»

после,

усовершенствования

методики испытаний,

внесенных

ЛОНМЗ им. Шаумяна.

 

 

 

Из

таблицы видно, что данные по воспроизводимости резуль­

татов

 

оценки

моющих свойств удовлетворительные и не выходят

за

пределы

 

±1, 5 балла.

 

 

 

В

табл.

9 показаны результаты оценки моющих

свойств ма­

сел различных групп на установке «Питтер AV-1». В этой таблице масла расположены в соответствии с присвоенными им названиями по принятой классификации. Например, масло М-16Д занесено в графу масел группы Д, хотя по моющим свойствам, оцениваемым на установке «Питтер AV-1», оно должно быть отнесено к маслам группы В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8

 

 

 

 

'Воспроизводимость результатов оценки

 

 

 

 

моющих свойств масел на установке

«Питтер

AV-I»

 

 

 

 

 

 

 

Лаконагарообразование

на поршне

 

 

 

 

 

 

 

 

в баллах

 

 

 

Масло

 

 

Испытание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I I

ш

IV

значение

 

 

 

 

 

 

 

М-20Г-5 (МС-20 из сернистых

90,2

90,8

 

 

90,5

нефтей с 2% АСМ; 1% БФК-30

 

 

 

 

 

и 0,03% ПМС-200А)

 

 

 

 

 

 

М-20Г-6

 

 

 

 

92,0

92,0

93,0

93,0

92,5

М-12В-а

(ДС-11

с 6% БФ К и

67,5

68

 

 

67,7

0,5%

ЛАНИ-317)

 

 

 

 

 

 

 

М-16Е

(ДС-16

из

сернистых

98,2

98

 

 

98,1.

нефтей с

25%

MACK

и 0,5%

 

 

 

 

 

Л3-23к)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СМ-16ПМ-6

(синтетическ ое

89,5

87,5

 

 

88,5

СМ-16

с 3% АСМ; 1%

каптакса

 

 

 

 

 

и 1% БСФА)

 

 

 

 

 

 

 

 

М-20Г после 2000 ч работы в ди­

78,2

80,8

 

 

79,5

зеле 61В (МС-20 из сернистых

 

 

 

 

 

нефтей с 11% ' ВНИИНП-370;

 

 

 

 

 

4% ПМС-Я; 1,2% ДФ-11 и0,005%

 

 

 

 

 

ПМС-200А)

 

 

 

 

 

 

 

 

3*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

Результаты

оценки

моющих свойств масел

различных групп

на установке

«Питтер AV-1»

 

 

Балл 55)(до

 

 

 

 

Балл 70)(ДО

при работе на топливе,

содержащем

0,2%

серы

 

 

 

Балл* (выше90)

Масла без присадок

 

Масла

групп

 

Масла

группы

 

Балл 80)-(70

 

Масла группы

 

Балл (80—90)

 

Масла группы

 

 

А н Б

 

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДС-11 из серни­

18

М-20Б (МС-20 из

22

М-20В-3 (МС-20 из

56

М-10ГФЛ (ДС-11

77

М-16Д (ДС-16 из

77

стых нефтей

 

малосернистых

неф­

 

сернистых

нефтей

с

 

из сернистых нефтей

сернистых нефтей с

 

 

 

тей с 3% ЦИА-

 

3% ЛЗ-325; 1%

 

 

с 3,5% MACK; 2,5%

15%

ВНИИНП-370;

 

 

 

ТИМ-339; 2% ДФ-1

 

БСФА

и

0,003%

 

ПМС; 1,2% ДФ-11 и

6%

ПМС; 0,5%

 

 

 

и 0,005% ПМС-200А)

 

ПМС-200А)

 

 

 

 

0,003%

ПМС-200А)

Л3-23к и 0,005%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПМС-200А)

 

 

МС-20 из малосер­

28

М20А (МС-20 из

50

М-12В-а

 

(ДС-11

68

М-14ГБ (ДС-14 из

78

М-1 ОД-16

(ДС-16

93

нистых нефтей

 

сернистых

нефтей с

 

с 6%

БФ К и 0,5%

 

сернистых

нефтей с

из сернистых

нефтей

 

 

 

3% ЦИАТИМ-339)

 

ЛАНИ-317)

 

 

 

 

8% АСБ; 4% ПМС-Б;

с 15% БФК-30; 2%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2%

ДФ-11 и

 

АСМ и 0,5% ДФ-1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,001%

ПМС-200А)

 

 

 

 

 

Синтетическое

49

МТ-16П

(ДС-16

63

М-14ВЦ

(ДС-14

с

74

М-20Г (МС-20 из

79

Шелл Арджина 30

95

СМ-8

 

с 4,5% ИП-22к и 1%

 

4%

ПМС; 3%

ЦИА­

 

сернистых

нефтей с

 

 

 

 

 

 

 

АзНИИ-ЦИАТИМ-1)

 

ТИМ-339; 2% ВНИ-

 

15%

ВНИИНП-370;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИНП-354 и 0,005%

 

6%

ПМС; 0,5%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПМС-200А)

 

 

 

 

Л3-23к)

 

 

 

 

 

 

 

 

МС-20 из серни­

55

М-20БП (МС-20 из

64

М-20В-12

 

(МС-20

77

СМ-14ПМ-6 (СМ-14

88

 

 

 

 

стых нефтей

 

малосернистых

неф­

 

из сернистых

нефтей

 

с 3% АСМ; 1% кап-

 

 

 

 

 

 

 

тей

с 3%

ЦИА­

 

с

1%

АСМ;

0,5%

-

такса;

 

1%

БСФА)

 

 

 

 

 

 

 

ТИМ-339; 2% ДФ-1;

 

БФК-30;

2,5%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5%

ПМСиО.005%

 

ЛЗ-325; 0,5%

БСФА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПМС-200А)

 

 

 

и 0,005% ПМС-200А)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шелл Талона

30

93

М-16ВС

(ДС-16

 

78

М-20Г-5 (МС-20 из

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сернистое с 4% АСБ;

 

сернистых

нефтей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5% ПМС-Б; 0,7%

 

с

2%

АСМ; 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДФ-11 и 0,003%

 

 

БФК-30 н 0,005%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПМС-200А)

 

 

 

 

ПМС-200А)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шел

Ротелла

30

96

М-14ВИ

(ДС-14

с

79

СМ-8ПМ-4 (СМ-8

91

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4%

Монто

613

и

 

с 2% АСМ; 1% кап-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,25% Сантолюб 493)

 

такса

и

1% БСФА)

 

 

 

 

 

 

Таблица 9

Масло группы

90)

Балл* (выше

Е

 

 

 

М-16Е-14

(ДС-16 92

из сернистых

нефтей

 

с 25% БФК-30; 3%

 

АСМ и 0,5%

ДФ-1)

 

Шелл Алексия 40 95

М-16Е-60

(ДС-16

96

из

сернистых

неф­

 

тей с 20%

Сантолюб

 

621;

8%

ВНИ­

 

ИНП-370;

0,5%

 

Л3-23к)

 

 

 

М-16Е

(ДС-16 из

98

сернистых

 

нефтей

 

с 25% MACK и 0,5% Л3-23к)

36.

37

 

 

Балл (до55)

Масла групп

Балл (ДО70)

Балл -(7080)

Масла без присадок

 

 

 

 

А н Б

. В

 

Шелл Медина 30 92

Мобилгард 312

97

* При работе на т эплив е, содержащем 1% серы.

Из таблицы видно, что установка «Питтер AV-1» хорошо диф­ ференцирует отечественные масла всех групп по моющим свой­

ствам. До 55

баллов в зависимости от их химической природы

имеют масла

без присадок, до 70 баллов — отечественные масла

группы Б, 70—80 — отечественные масла группы

В, 80—90 —

отечественные масла группы Г и выше 90 — масла

групп Д, Е,

и зарубежные масла с присадками фирмы «Шелл».

 

По данным испытаний на установке «Питтер AV-1» следует

что масло М-20Б с присадками ЦИАТИМ-339 и ДФ-1

неправильно

отнесено к маслам группы Б. Моющие свойства у него даже ниже, чем у масла МС-20 сернистого без присадок. Этот вывод согла­ суется с данными оценки моющих свойств на установке ПЗВ при повышенных температурах (табл. 3). И в этом случае масло М-20Б с присадками ЦИАТИМ-339 и ДФ-1 по моющим свойствам ока­ залось хуже масла МС-20 из сернистых нефтей без присадок. На рис. 4 показаны поршни после работы на маслах М-20Б и М-16Е.

Кроме масел М-16Д и М-20Б, не соответствующих по оценке на установке «Питтер AV-1» присвоенным им названиям, непра-

П р о д о л ж е н и е т а б л . 9

Масла группы

Балл (80-90)

Масла группы

Балл*

(выше90)

Масло группы

Балл*

(выше90)

Г

Д

Е

 

 

 

 

 

М-ЮГ

 

(ДС-11 ИЗ

91

сернистых

нефтей

с

 

6%

ВНИИНП-360;

 

3,5%

ПМС; 0,8%

 

ВНИИНП-354

и

 

0,003%

ПМС-200А)

 

М-20Г-6

 

 

92

М-14ГИ (МС-20 из

92

сернистых

нефтей

с

 

9% Монто 613 - и

 

0,7%

Сантолюб 493)

 

М-16Г-8 (ДС-16

с

94

4%

П М С 3 9 0 ; 2%

 

 

АСМ; 0,5% ЛЗ-315;

 

0,003%

 

ПМС-200А)

 

Шелл

Риму л а

 

96

вильно отнесены к группе Г масла М-10ГФЛ

и М-14ГБ,

которые

по моющим свойствам равноценны маслам

группы В.

Следует

заметить, что масла, содержащие алкилсалицилат магния, отне­ сенные к группе Г, имеют высокие моющие свойства.

Иностранные масла Шелл Ротелла 30, Шелл Талона 30, Мобилград 312, Шелл Мелина 30 хотя и относятся по зарубежной классификации к маслам типа Хеви Дьюти, Суплемент 1, при оценке на установке «Питтер AV-1» имеют высокие моющие свой­ ства, соответствующие моющим свойствам отечественных' масел групп Г, Д и Е.

Качественное изменение содержащихся в масле присадок (например, применение присадок АСМ, ЛЗ-325 и П М С 3 0 0 вместо БФК, ВНИИНП-370, ПМС, ЦИАТИМ-339, ДФ-11, ДФ-1, ЛАНИ-317), а также природы масла (синтетического вместо

минерального) позволяет резко повысить моющие

свойства

масла.

 

Присадка АСМ (алкилсалицилат магния) по сравнению с дру­

гими присадками, в том числе с алкилсалицилатными

бариевыми

38

39

 

Изменение (уменьшение) щелочности масел за время испытания на установке «Питтер AV-1»

Таблица 10

Масла без присадок

МС-20 из малосернис-гых нефтей

{Изменение щелочности 'мг КОН/г

0,0

Масла группы

Б

М-12В-а(ДС-11

с6% БФК и

0,25% ЛАНИ-317)

Изменение щелочности КОН/гмг

Масла группы

 

В

1.0М-14ВЦ(ДС-14

с4% ПМС; 3%

ЦИАТИМ-339; 2% В-354 и 0,005% ПМС-200А)

Изменение щелочности мг КОН/г

0,03

Масла группы

Г

М-20Г (МС-20 из сернистых нефтей с 11% ВНИИНП-370; 2% 4% ПМС; 1,2% ДФ-11 и 0,005% ПМС-200А)

Изменение щелочности мг КОН/г

0,7

Масла группы

Е

М-16Е (ДС-16 из сернистых нефтей с 25% MACK и 0,5% Л3-23к)

Изменение щелочности мг КОН/г

0,7

МС-20 из

0,0

М-20Б (МС-20

1,0

М-12В-12

0,01

М-20Г-6

2,4

сернистых

из

малосерни­

 

(ДС-11 из серни­

 

 

 

 

нефтей

стых нефтей с 3%

 

стых нефтей с 1 %

 

 

 

 

 

ЦИАТИМ-339;

 

АСМ;

0,5%

 

 

 

 

 

2% ДФ-1 и

 

БФК-30;

2,5%

 

 

 

 

 

0,003%

 

ЛЗ-325 и 0,5%

 

 

 

 

 

ПМС-200А)

 

БСФА)

 

 

 

 

 

 

из

М-20БП (МС-20

0,5

М-20ВИ (МС-20

0,13

М-14ГБ (ДС-14

2,5

 

малосерни­

 

из сернистых

из

 

сернистых

 

 

стых нефтей с 3%

 

нефтей с 4% Мон-

нефтей с 8% АСБ;

 

 

ЦИАТИМ-339;

 

то 613 и

0,25%

3% ПМС-Б; 1,2%

 

 

2% ДФ-1; 1,5%

 

Сантолюб 493)

ДФ-11 и 0,001%

 

 

ПМС и 0,003%

 

 

 

ПМС-200А)

 

 

ПМС-200А)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из

М-20ГИ (МС-20

0,9

 

 

 

 

 

 

 

сернистых

 

 

 

 

 

 

 

нефтей с 9% Мон-

 

 

 

 

 

 

 

то

613 и 0,7%

 

 

 

 

 

 

 

Сантолюб)

 

 

 

 

 

 

 

 

М-20Г-5 (МС-20

0,4

 

 

 

 

 

 

из

сернистых

 

 

 

 

 

 

 

нефтей с 2% АСМ

 

 

 

 

 

 

 

и

1%

БФК-30)

 

нистом топливе присадка АСМ будет быстро срабатываться и необходимый эффект при малой ее концентрации достигнут не бу­ дет. Если учесть, что нефтеперерабатывающая промышленность вырабатывает и поставляет для быстроходных дизелей маслосернистое дизельное топливо, то эффект применения алкилсалицилатной магниевой присадки для повышения моющих свойств

масла

будет очевиден.

 

 

Дополнительными критериями при оценке моющих свойств

масла

на

установке

«Питтер AV-1» могут

служить: вес

нагара

и лака

на

поршне;

количество отложений

в клапанной

коробке

и на боковой крышке картера. Вместе с тем использование веса нагара на поршне в качестве дополнительного критерия моющих свойств масла должно производиться с некоторыми оговорками. Так, количество нагара в значительной степени зависит от суммар­ ного расхода масла на угар за время испытания (120 ч). Сравне­ ние двух масел по количеству нагара на поршне может произво­ диться только в том случае, если при этом был одинаковый расход масла на угар (различие в количестве израсходованного масла на угар должно быть меньше 0,2 кг). Вес нагара на поршне зави­ сит также от характера и количества золы, образующейся при сго­ рании масла. Таким образом, сравнение моющих свойств масла по количеству образовавшегося нагара на поршне будет правиль­ ным при одинаковых зольности и расходах масла на угар, а также близких удельных весах образующейся золы.

Устойчивость масла к окислению при оценке его моющих свойств на установке «Питтер AV-1» могла-бы характеризоваться изменением вязкости масла за время испытания, однако большое количество углеродистых частиц—продуктов неполного сгорания топлива, накапливающихся в масле, и разжижение масла топли­ вом искажают величину вязкости отработанного масла и затруд­ няют визуальное наблюдение за мениском масла при определении вязкости в стеклянном вискозиметре (масло черное).

Срабатываемость присадки может косвенно характеризоваться падением щелочности за время испытания. Эти данные приведены в табл. 10. Как видим, величина изменения щелочности масла за 120 ч его работы в дизеле установки «Питтер AV-1» практически не зависит от первоначальной ее величины и лежит в пределах 0,01—2,5 мг КОН/г (для масел с присадками).

Оценка моющих свойств масел на установке «Питтер W-l»

Установка «Питтер W-l» фирмы «Хинан—Фруд» состоит из одноцилиндрового бензинового карбюраторного четырехтактного двигателя фирмы «Питтер» с диаметром цилиндра 85 мм, гидра­ влического тормоза, топливной и охлаждающей систем и пульта управления с приборами, смонтированных на фундаментной плите (рис. 5).

Метод оценки моющих свойств масел на установке «Питтер W-l» разработан в Англии. Оценка моющих свойств масел на этой

42