Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эксплуатационные материалы. Учебное пособие
.pdf
41
деталей вязкость возрастает, а с увеличением — снижается. Этот эффект больше
проявляется при низкой температуре, но сохраняется и при высокой, что имеет два
позитивных последствия: снижение вязкости в начале проворачивания холодного
двигателя стартером облегчает пуск, а небольшое снижение вязкости масла в
зазорах между поверхностями трения деталей прогретого двигателя уменьшает
потери энергии на трение и дает экономию топлива.
Характеристиками вязкостно-температурных свойств служат
кинематическая вязкость, определяемая в капиллярных вискозиметрах, и
динамическая вязкость, измеряемая при различных градиентах скорости сдвига
в ротационных вискозиметрах, а также индекс вязкости — безразмерный
показатель пологости вязкостно-температурной зависимости, рассчитываемый
по значениям кинематической вязкости масла, измеренной при 40 и 100 °С
(ГОСТ 25371–82). В нормативной документации на зимние масла иногда
нормируют кинематическую вязкость при низких температурах. Индекс
вязкости минеральных масел без вязкостных присадок составляет 85–100. Он
зависит от углеводородного состава и глубины очистки масляных фракций.
Углубление очистки повышает индекс вязкости, но снижает выход рафината.
Синтетические базовые компоненты имеют индекс вязкости 120–150, что дает
возможность получать на их основе всесезонные масла с очень широким
температурным диапазоном работоспособности.
К низкотемпературным характеристикам масел относят температуру
застывания, при которой масло не течет под действием силы тяжести, т.е.
теряет текучесть. Она должна быть на 5–7 °С ниже той температуры, при
которой масло должно обеспечивать прокачиваемость. В большинстве случаев
застывание моторных масел обусловлено образованием в объеме охлаждаемого
масла кристаллов парафинов. Требуемая нормативной документацией
температура застывания достигается депарафинизацией базовых компонентов
и/или введением в состав моторного масла депрессорных присадок
(полиметакрилаты, алкилнафталины и др.).
Классификация моторных масел
Классификация моторных масел согласно ГОСТ 17479.1–85 подразделяет
их на классы по вязкости и группы по назначению и уровням
эксплуатационных свойств. Ниже приведено описание отечественной
классификации моторных масел с учетом Изменения №3 к ГОСТ 17479.1–85,
которым увеличено число классов вязкости и изменены их границы, введены
новые группы по назначению и уровням эксплуатационных свойств, а также
некоторые наименования. Например, по всему тексту стандарта масла для
карбюраторных двигателей называются более точным термином — маслами
для бензиновых двигателей.
42
ГОСТ 17479.1–85 предусмотрено обозначение моторных масел, сообщающее
Группы моторных масел по назначению и эксплуатационным свойствам (ГОСТ
17479.1-85)
Группа
Рекомендуемая область применения
А Нефорсированные бензиновые двигатели и дизели
Б
Б1
Малофорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, которые
способствуют образованию высокотемпературных отложений и коррозии
подшипников
Б2
Малофорсированные дизели
В
В1
Среднефорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях,
которые способствуют окислению масла и образованию отложений всех видов
В2
Среднефорсированные дизели, предъявляющие повышенные требования к
антикоррозионным, противоизносным свойствам масел и способности
предотвращать образование высокотемпературных отложений
Г
Г1
Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в тяжелых
эксплуатационных условиях, способствующих окислению масла, образованию
отложений всех видов и коррозии
Г2
Высокофорсированные дизели без наддува или с умеренным наддувом,
работающие в эксплуатационных условиях, способствующих образованию
высокотемпературных отложений
Д
Д1
Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в
эксплуатационных условиях, более тяжелых, чем для масел группы Г1
Д2
Высокофорсированные дизели с наддувом, работающие в тяжелых
эксплуатационных условиях или когда применяемое топливо требует
использования масел с высокой нейтрализующей способностью,
антикоррозионными и противоизносными свойствами, малой склонностью к
образованию всех видов отложений
Е
Е1
Высокофорсированные бензиновые двигатели и дизели, работающие в
эксплуатационных условиях более тяжелых, чем для масел групп Д1 и Д2.
Е2
Отличаются повышенной диспергирующей способностью, лучшими
противоизносными свойствами
потребителю основную информацию об их свойствах и области применения.
Стандартная марка включает следующие знаки: букву М (моторное), цифру или
дробь, указывающую класс или классы вязкости (последнее для всесезонных
масел), одну или две из первых шести букв алфавита, обозначающих уровень
эксплуатационных свойств и область применения данного масла. Универсальные
масла обозначают буквой без индекса или двумя разными буквами с разными
индексами. Индекс 1 присваивают маслам для бензиновых двигателей, индекс 2
— дизельным маслам.
Пример: масло М 10 Г2 — масло моторное с вязкостью 10 Сст при
температуре 100 оС для высокофорсированных дизелей без наддува или с
умеренным наддувом, работающие в эксплуатационных условиях,
способствующих образованию высокотемпературных отложений (см. таблицу 5).
Таблица 5
43
Классификация моторных масел по вязкости SAE
В настоящее время общепризнанной международной системой
классификации моторных масел по вязкости является SAE J300, разработанная
Обществом Автомобильных Инженеров США (Society of Automotive Engineers).
Вязкость масла по этой системе выражается в условных единицах — степенях
вязкости. Чем больше число, входящее в обозначение класса SAE, тем выше
вязкость масла.
Спецификация описывает три ряда вязкости масел: зимние, летние и
всесезонные. Температурный диапазон моторного масла в основном
определяется двумя его характеристиками: кинематической и динамической
вязкостью. Кинематическая вязкость измеряется в капиллярном вискозиметре и
показывает, насколько легко масло течет при данной температуре под
действием силы тяжести в тонкой капиллярной трубке. Динамическая вязкость
измеряется в более сложных установках — ротационных вискозиметрах. Она
показывает насколько меняется вязкость масла при изменении скорости
перемещения смазываемых деталей относительно друг друга. С увеличением
скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость
снижается, а с уменьшением — возрастает.
Ряд зимних масел: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W — обозначаются
цифрой и буквой "W" (Winter-Зима). Для зимних классов установлены два
максимальных значения низкотемпературной динамической вязкости и нижний
предел кинематической вязкости при 100°С.
К низкотемпературным параметрам относятся:
Проворачиваемость — показывает динамическую вязкость моторного
масла и температуру, при которой масло остается достаточно жидким, чтобы
было возможно запустить двигатель.
Прокачиваемость — это динамическая вязкость масла, при которой масло
сможет прокачаться по системе смазки и двигатель не будет работать в режиме
сухого трения. Температура прокачиваемости ниже температуры
проворачиваемости на 5 градусов.
Высокотемпературные свойства зимних масел характеризует минимальная
кинематическая вязкость при 100°С — показатель, определяющий
минимальную вязкость моторного масла при прогретом двигателе.
Ряд летних масел: SAE 20, 30, 40, 50, 60 — обозначаются цифрой без
буквенного обозначения. Основные свойства летнего ряда масел определяется по:
минимальной и максимальной кинематическим вязкостям при 100°С —
показатель, определяющий минимальную и максимальную вязкость
моторного масла при прогретом двигателе.
минимальной вязкости при 150°С и скорости сдвига 106 с-1. Градиент
скорости сдвига — это отношение скорости движения одной поверхности
44
трения относительно другой к величине зазора между ними,
заполненного маслом. С увеличением градиента скорости сдвига
снижается вязкость масла, но она снова возрастает, когда скорость сдвига
уменьшается.
Ряд всесезонных масел: SAE 0W-20, 0W-30, 0W-40, 0W-50, 0W-60, 5W-20,
5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W-20, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 10W-60, 15W30, 15W-40, 15W-50, 15W-60, 20W-30, 20W-40, 20W-50, 20W-60. Обозначение
состоит из комбинации зимнего и летнего ряда, разделенных тире. Всесезонные
масла должны удовлетворять одновременно критериям и зимнего, и летнего
масла. Чем меньше цифра, стоящая перед буквой W, тем меньше вязкость
масла при низкой температуре, легче холодный пуск двигателя стартером и
лучше прокачиваемость масла по смазочной системе. Чем больше цифра,
стоящая после буквы W, тем больше вязкость масла при высокой температуре и
надежнее смазывание двигателя при жаркой погоде.
Таким образом, класс SAE (см. рис. 3) сообщает потребителю диапазон
температуры окружающей среды, в котором масло обеспечит:
проворачивание двигателя стартером (для зимних и всесезонных масел)
прокачивание масла масляным насосом по смазочной системе
двигателя под давлением при холодном пуске в режиме, не допускающем
сухого трения в узлах трения (для зимних и всесезонных масел)
надежное смазывание летом при длительной работе в максимальном
скоростном и нагрузочном режиме (для летних и всесезонных масел)
Рис. 3. Температурные диапазоны применения различных масел по классификации SAE
45
Классификация моторных масел по назначению и уровням
эксплуатационных свойств API
Наиболее известной международной классификацией моторных масел по
областям применения и уровню эксплуатационных свойств является
классификация API (Американского института нефти).
Классификация API подразделяет моторные масла на две категории:
S (Service) — для бензиновых двигателей легковых автомобилей,
микроавтобусов и легких грузовиков.
C (Commercial) — для дизелей коммерческих автотранспортных средств
(грузовиков), промышленных и сельскохозяйственных тракторов,
дорожно-строительной техники.
Обозначение класса масла состоит из двух букв латинского алфавита:
первая (S или C) указывает категорию масла, вторая — уровень
эксплуатационных свойств. Чем дальше от начала алфавита вторая буква, тем
выше уровень свойств (т.е. качество масла). Классы дизельных масел
подразделяются дополнительно для двухтактных (CD-2, CF-2) и
четырехтактных дизелей (CF-4, CG-4, СН-4). Большинство зарубежных
моторных масел универсальные — их применяют как в бензиновых, так и в
дизельных двигателях. Такие масла имеют двойное обозначение, например:
SF/CC, CD/SF и т.д. Основное назначение масла указывают первые буквы, т.е.
SF/CC - "более бензиновое", CD/SF- "более дизельное". Энергосберегающие
масла для бензиновых двигателей дополнительно обозначаются аббревиатурой
ЕС (Energy Conserving).
На сегодняшний день классификация API содержит 3 действующих класса
категории "S" и 6 действующих классов категории "С". Но многие
производители продолжают выпускать масла классов, исключенных из
спецификации, поскольку техника со старыми двигателями продолжают
эксплуатироваться, а значит, есть необходимость в этих маслах. Согласно
рекомендациям API любой вышестоящий действующий класс категории "S"
заменяет нижестоящий действующий класс. Для дизельных масел,
вышестоящий действующий класс как правило, но не всегда, заменяет
нижестоящий класс.
46
Таблица 6
Соответствие классов вязкости и групп моторных масел по ГОСТ 17479.1–85 и
классификациям SAE и АРI
Класс вязкости
по ГОСТ 17479.1–85
по SAE
3з
5W
4з
10W
5з
15W
6з
20W
6
20 8 20
10
30
12
30
14
40
16
40
20
50
24
60
3з/8
5W-20
4з/6
10W-20
4з/8
10W-20
4з/10
10W-30
5з/10
15W-30
5з/12
15W-30
6з/10
20W-30
6з/14
20W-40
6з/16
20W-40
Группа масла
по ГОСТ 17479.1–85
по АРI
А
SB
Б
SC/CA
Б1
SC
Б2
CA
В
SD/CB
В1
SD
В2
CB
Г
SE/CC
Г1
SE
Г2
CC
Д1
SF
47
Д2
CD
Е1
SG
Е2
CF-4
* Эти классы АРI не имеют аналогов в
отечественной классификации
SH*
SJ*
CG-4*
3.2. Трансмиссионные и индустриальные масла
Трансмиссионные масла
Трансмиссионными называют масла, специально предназначенные для
механических коробок передач, ведущих мостов и других подобных агрегатов
автомобилей, автопогрузчиков и других подъемно-транспортных машин. Их
общая особенность — способность создавать прочную смазывающую пленку,
выдерживающую большие нагрузки в контакте деталей различных зубчатых
передач и редукторов.
Название не означает, что любой агрегат, относящийся, например, к
автомобильной трансмиссии, смазывается именно трансмиссионным маслом. У
большинства переднеприводных легковых машин в коробку передач,
совмещенную с главной передачей, изготовители предписывают заливать
моторное масло. Это же относится ко многим судовым редукторам. Шестерни в
таких агрегатах в основном цилиндрические, поэтому опасность задиров
невелика. Для автоматических коробок не годится ни трансмиссионное, ни
моторное. Эти устройства специфичны, для их работы требуется маловязкая
жидкость, которую в международной практике принято называть ATF
(Automatic Transmission Fluid). Что же касается обычных легковых и грузовых
автомобилей с классической компоновкой, а также полноприводных и
некоторых переднеприводных, то в их агрегатах используются исключительно
трансмиссионные масла.
В нашей стране характеристики и обозначения этих смазочных материалов
прежде диктовались соответствующими советскими стандартами (ГОСТами),
но теперь, в условиях широкого проникновения импортных продуктов,
преобладающей стала международная классификация. А потому есть смысл
рассмотреть хотя бы вкратце основные ее положения.
Сегодня повсюду в мире пользуются классификацией вязкости SAE J306,
разработанной в США. Ее нормативы и система индексации представлены в
таблице 7.
Вязкость
48
Таблица 7
Требования к вязкости трансмиссионных масел
Свойства масел
Класс вязкости
75W
80W
85W
90
140
250
Вязкость кинематическая при 100 С, сСт:
min
max
4,1
-
7,0
-
11,0
-
13,5
24
24,0
41
41,0
-
Макс. температура ( С) при вязкости 150 000 сПз
-40
-26
-12 - - - Температура потери подвижности, ( С), не выше *
-45
-35
-20 - -
-
* Показатель по американской военной спецификации MIL-L-2105D, ставший ныне
общепринятым
Классы вязкости, у которых числовой показатель сопровождается буквой
"W" (winter — зима), относятся к сезонным маслам, применяемым в холодное
время года. Без него — к сезонным для теплого летнего времени.
В эксплуатационной практике сезонные трансмиссионные масла неудобны,
да и экономически невыгодны. Срок службы масел в коробках и мостах
достаточно дорог, а сезонная замена вынуждается избавляться от продукта,
который далеко не выработал свой ресурс. Поэтому и преимущественное
распространение получили так называемые загущенные (в обиходе —
всесезонные) масла.
Такой продукт сочетает в себе свойства двух сортов масла — летнего и
зимнего, маркировки которых присутствуют в его индексе. Сам же индекс
складывается из этих двух обозначений, написанных через дефис (75W-90,
85W0140 и т.п.).
Эксплуатационные свойства
Разработанная американским институтом API классификация содержит
комплексную оценку трансмиссионных масел по эксплуатационным свойствам.
Сегодня она принята повсеместно. Пять категорий, предусмотренных системой,
показывают применяемость и качественный уровень продуктов, помечаемых
соответствующим индексом. Классификация ныне действующего
отечественного ГОСТа практически заключается только в буквах, стоящих в
начале индекса.
49
Таблица 8
Эксплуатационные свойства трансмиссионных масел
Категория
по API
Тип
Применение
Соответствие
ГОСТ
GL-1
Минеральное масло
без присадок
ТМ1
GL-2
Содержит жирные
продуты
Червячные передачи,
индустриальное
оборудование
ТМ2
GL-3
Содержит
противозадирные
присадки
Ручные КПП, спиральноконические передачи (КПП и
задние мосты грузовых
автомобилей)
ТМ3
GL-4
Содержит
противозадирные,
противоизносные и
другие присадки
Ручные КПП, спиральноконические передачи
ТМ4
GL-5
Содержит
противозадирные,
противоизносные и
другие присадки
Гипоидные и другие типы передач
(КПП и ведущие мосты легковых
автомобилей)
ТМ5
Выбор масла
В каждом конкретном случае выбор того или иного сорта
трансмиссионного масла обусловлен прежде всего, разумеется, указаниями
заводской инструкции по эксплуатации агрегата. Использование жидкости
более низкой категории по градации API недопустимо, поскольку ведет к
выходу агрегата из строя, а более высокой — нецелесообразно в первую
очередь по экономическим соображениям (товар следующей группы имеет
существенно повышенную цену).
Если же специальных указаний нет, то принцип выбора заключается в
следующем. Работу тех агрегатов, в которых нет гипоидных зацеплений,
достаточно надежно обспечивают масла с уровнем эксплуатационных свойств
GL 3, хотя бывают и исключения.
Что касается редукторов с гипоидным зацеплением шестерен, то для них
во всех случях пригодно только масло класса GL 5. Смазка более низкой
группы не может предохранить зубья гипоидной пары от задиров. При этом
следует иметь в виду, что отечественная промышленность масел GL 4 не
выпускает, а импортные продукты этого уровня стоят дороже, чем наши GL 5.
Но выбор по уровню эксплуатационных свойств — это еще не все. Надо
определяться также и с вязкостью приобретаемого смазочного материала. Здесь
50
применимы следующие рассуждения. Масла, вязкость которых при 100 С не
ниже 24 сСт, т.е. класса «140» по SAE (а уж тем более «250»), предпочтительны
лишь для жаркого южного климата. В зоне умеренных температур лучше
ориентироваться на класс «90». Выше упоминалось, что рациональнее
использовать «всесезонное» масло, поэтому речь может идти о сортах с
индексами 75W-90, 80W-90 и 85W-90. Последнее не очень подходит для
сколько-нибудь суровой зимы. Масло класса 80W-90 по SAE достаточно
универсально, a масло 75W-90 позволяет не испытывать трудностей даже в
пору самых крепких морозов.
(Раздел написан на основе интернет-сайта «Автомаркет»)
Индустриальные масла
Индустриальные масла — это дистиллятные нефтяные масла малой и
средней вязкости (5–50 мм²/с при 50 °C), используемые в качестве смазочных
материалов, преимущественно в узлах трения станков, вентиляторов, насосов,
текстильных машин, а также как основа при изготовлении гидравлических
жидкостей, пластичных и технологических смазок.
Индустриальные масла с комплексом присадок (антиокислительной,
противоизносной, антикоррозийной и др.) применяются для смазывания
подшипников, редукторов и гидравлических систем промышленного
оборудования.
В обиходе (чаще всего в среде механиков) индустриальные масла
называются «веретёнкой». Название связано с широким распространением
этого типа масел в текстильной и швейной промышленности. При этом часто
неверно отождествляют индустриальные масла (веретёнку) и специальные
масла для гидросистем машин и механизмов (свойства данных жидкостей
кардинально отличаются).
Ассортимент индустриальных масел постоянно изменяется и пополняется
новыми марками, в частности, всё большую роль начинают играть
синтетические масла, например силиконовые, полиэфирные,
фторуглеводородные и т. П.
В портовой и судовой технике применение индустриальных масел
ограничено, в связи с чем в этом пособии мы приводим только их
классификацию, маркировку, а также область применения некоторых марок
индустриальных масел.
Классификация индустриальных масел отражена в ГОСТ 17479.4-87.
По назначению индустриальные масла делят на 4 группы (соответствует
зарубежной классификации по ISO 3498-79 и ISO 6743/0-81):
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]