otdat_GOS_SDM / госы сдм вопросы и приблизительные ответы / Приблизительные варианты ответов на вопросы к гос. экзамену / 2007 / 87.Классиф. моторных масел по ГОСТ. Осн. эксплуат. св-ва ма

87. Классификация моторных масел по ГОСТ. Основные эксплуатационные свойства масел. Присадки к моторным маслам. Назначение, состав, принцип работы.

До 1974г. использовалась старая классификация моторных масел с буквенными обозначениями, характеризующими область применения масел. Масла класса А предназначались для смазки карбюраторных двигателей, Д -автотракторных и судовых дизелей, МТ - транспортных дизелей, М -поршневых авиационных двигателей. Особенности технологии получения и очистки масел определялись буквами: К - кислотно-контактная очистка, С - селективная очистка, П - масло с присадками, З -загущенное масло. Цифровые обозначения масел характеризовали их кинематическую вязкость в мм²/с (сСт) при температуре 100°С

Например. АС-8 - это масло для смазки автомобильных двигателей, селективной очистки, имеет вязкость 8 мм²/с при 100°С. АСЗ_П-6 -автомобильное масло, селективной очистки, загущенное, с присадками, вязкостью 6 мм²/с при 100°С. МС-20 - масло для смазки поршневых авиационных двигателей, селективной очистки, вязкостью 20 мм²/с и т.д.

С 1974 г введен в действие ГОСТ 17479-72 «Масла моторные. Классификация», который распространяется на моторные масла с присадками, применяемыми для смазывания ДВС широкого применения - автомобилей, тракторов, морских и речных судов, тепловозов, строительных и сельскохозяйственных машин и др. Однако этот стандарт не распространяется на масла для авиационных двигателей.

На основании ГОСТ 17479-72 все масла в зависимости от типа применяемого двигателя и условий его эксплуатации подразделяются на шесть групп (А, Б, В, Г, Д, Е), которые, в свою очередь, разделяются по сезону эксплуатации на летние, зимние и всесезонные (загущенные).

А - для нефорсированных карбюраторных двигателей;

б₁- для малофорсированных карбюраторных двигателей;

Б₂ - для малофорсированных дизелей;

В₁ - для среднефорсированных карбюраторных двигателей;

В₂ - для среднефорсированных дизелей;

Г₁ - для высокофорсированных карбюраторных двигателей;

Г₂ - для высокофорсированных дизелей;

Д - то же, работающих в тяжелых условиях;

Е - для малооборотных дизелей с лубрикаторной системой смазки, работающих на тяжелом топливе, с содержанием серы до 3,5 %.

По вязкости летние и зимние масла делятся на 7 классов (6, 8, 10, 12, 14, 16, 20), а всесезонные загущенные масла - на 10 (3₃/8, 4₃/6, 4₃/8, 4₃/10, 5₃/10, 5₃/12, 5₃/14, 6₃/10, 6₃/14, 6₃/16). Класс для летних и зимних масел обозначает их вязкость (в мм²/с) при 100⁰С. Для всесезонных масел класс маркируется дробью, в которой числитель обозначает вязкость масла при температуре -18°С (условными цифрами 3,4, 5, 6), а в знаменателе - вязкость масла при 100°С. Цифра 3 указывает условно, что вязкость не превышает 1250 мм²/с, цифра 4 - 2600 мм²/с, цифра 5 - 6000 мм²/с, цифра 6 - 10400 мм²/с. Индекс «з» при цифре указывает на присутствие в масле загущающей присадки. Индекс вязкости для незагущенных масел - не менее 90. для загущенных - не менее 115

При оценке вязкостно-температурных свойств масел при отрицательных температурах индекс вязкости (ИВ) даст погрешность. Поэтому для зимних масел дополнительно определяют вязкость при 0°С, а для загущенных - при -18°С, которая и характеризует пусковые свойства масла в холодное время, без применения средств подогрева.

Температура застывания для летних масел не должна быть выше -15°С, зимних -25°С. Загущенные масла застывают при - 30...-40°С и ниже.

Всесезонные масла можно применять в любое время года, поскольку они обладают хорошей вязкостно-температурной характеристикой.

Масла без загущающих присадок с вязкостью 6..8 мм²/с при 100⁰С рекомендуется применять только зимой, т.к. они имеют низкую температуру застывания и большую текучесть по сравнению с маслами вязкости 10... 14 мм²/с.

Масла в группах в зависимости от степени форсирования двигателя различаются содержанием и характером действия вводимых присадок. Так, в маслах группы А содержится небольшое количество присадок, в маслах группы Б - около 3..5 % присадок, группы В - от 4 до 8 % антиокислительных, противокоррозионных, моющих и других присадок, группы Г - от 8 до 14 % многофункциональных присадок и групп Д и Е - от 18 до 25 % композиций присадок.

По указанному стандарту выпускаются также универсальные масла, применяемые как в карбюраторных, так и дизельных двигателях. В этом случае цифровой индекс при группе масла не ставится.

Марки масла следует расшифровать следующим образом. Например М-6₃/10Г₁, означает: М - масло моторное; цифра 6 - класс вязкости (у масла этот класса вязкость при – 18⁰С составляет 2600… 10400 мм²/с); буква «з» - масло загущено вязкостной присадкой и предназначено для применения в зимнее время и как всесезонное; цифра 10 - вязкость (мм²/с) при 100⁰С. буква Г - масло предназначено для высокофорсированных двигателей; индекс I при букве Г - масло используется для карбюраторных двигателей.

За рубежом (США, страны Западной Европы, Японии) используют деление моторных масел на различные сорта по вязкости - классификация SAЕ и условиям применения - классификация APJ (американского нефтяного института)

Эксплуатационные требования, предъявляемые к маслам.

В двигателях внутреннего сгорания моторные масла работают особенно в неблагоприятных условиях. В карбюраторных двигателях температура гильз цилиндров в верхней зоне достигает 200°С и выше, чугунных поршней 400…430, алюминиевых - 260...280°С. В дизелях указанные температуры на 50-100°С выше.

Смазочное масло в зоне ЦПГ находится в виде тонкой пленки, интенсивно окисляется, испаряется и выгорает. Для обеспечения надежной работы двигателя масло должно обладать способностью образовывать на поверхностях трения прочные пленки и предотвращать накопление высокотемпературных отложений на деталях.

По температурным условиям работы масла можно выделить 3 зоны:

высокотемпературная - куда входят камера сгорания, верхняя часть цилиндра и поршня;

среднетемпературная - поршень и кольца, поршневой палец, стенка, цилиндра;

низкотемпературная - картер двигателя, коленчатый вал с подшипниками, масляные магистрали, очистительные устройства, распредмеханизмы, радиатор.

В камере сгорания двигателя температура газов достигает 1700… 2200⁰С и выше. Масло, находясь в этой зоне в виде тонкой пленки, интенсивно окисляется и разлагается с образованием нагаров на поверхностях деталей. Поэтому для этой зоны масло должно обладать хорошей термоокислительной стабильностью, определяемой временем, в течение которого тонкий слой масла превращается в лаковую пленку.

В подшипниках коленвала рабочая температура значительно ниже и достигает всего 150... 160°С. Но удельные нагрузки на поверхности трения могут достигать 35 МПа и выше. Поэтому основное требование к смазочному маслу для этих узлов - это оптимальная вязкость.

В картере двигателя масло находится в объеме при температуре 70… 120⁰ С, энергично перемешивается с воздухом и окисляется. Следовательно, здесь очень важна антиокислительная стабильность масла.

Моторное масло должно обеспечивать легкий пуск холодного двигателя при низких температурах воздуха, нередко ниже -20...30°С и надежную работу при установившемся режиме при высокой температуре деталей. Пуск двигатели без подогрева возможен, если вязкость масла при температуре запуска не превышает 2500… 5000 мм²/с. Минимальная вязкость масла при рабочей температуре для большинства автотракторных двигателей в среднем не должна быть ниже 5 мм²/с

Назначение присадок. С ростом технического прогресса в машиностроении и двигателе-строении предъявляются повышенные требования и к качеству смазочных материалов. Для придания маслам требуемого уровня качества в их состав вводят присадки разного функционального назначения. В качестве присадок используют сложные химические соединения различных веществ, которые вводятся в смазочной масло для улучшения его качества или придания маслу заранее заданных свойств.

Присадки делят на беззольные, не содержащие в своем составе металла, и зольные, в состав которых входит металл. Как правило, смазочные масла содержат две и более присадок разных типов. Многие присадки являются многофункциональными, т.е. обладают одновременно несколькими свойствами. Товарные присадки отечественного производства можно условно объединить в группы, в зависимости от функционального действия в смазочном масле: антиокислительные, противокоррозионные и защитные, моюще-диспергирующие, противоизносные и противозадирные, вязкостные, депрессорные, антипенные и др.

Присадку вводят в масло либо для улучшения и придания одного определенного свойства, либо для улучшения одновременно нескольких свойств смазочного масла, для первого случая примером может служить депрессорная присадка, которая снижает температуру застывания масла, для второго - многофункциональные присадки.

Для улучшения функционального качества масла присадки должны удовлетворять следующим требованиям; хорошо растворяться в маслах; не выпадать в осадок при изменении температуры и при хранении; быть термически и химически стабильными: не изменять своего функционального назначения при использовании в двигателях; не нарушать других качеств масла, длительно сохранять свои свойства при работе с другими маслами и др.

Присадки однофункционального назначения.

Антиокислительные присадки. Улучшают стабильность смазочного масла против окисления при высоких температурах.

Беззольные антиокислительные присадки - соединения фенольного и аминного типов.

В качестве зольных антиокислительных присадок используют дитиофосфаты металлов.

Противокоррозионные присадки. Применение в качестве материалов для подшипников сплавов цветных металлов вызвало необходимость повышения противокоррозионных свойств моторных масел. При воздействии на антифрикционные сплавы кислот и продуктов окисления масла в процессе эксплуатации возникает коррозия последних. Для подавления коррозионного действия в масла вводят щелочные присадки, которые нейтрализуют продукты его окисления или замедляют процессы образования кислот и перекисей.

В качестве противокоррозионных присадок предложены различные фосфоро- и серосодержащие соединения: осерненное масло. Трибутилфосфат, трифенилфосфат, алкалфеноляты щелочных и щелочноземельных металлов. Наиболее распространена присадка бензотринзол. К числу ингибиторов коррозии анодного действия относятся присадки КСК, сулин и др., катодного - ДМ-А, СИМ и др.. экранирующего - КАП-25, эфиры и т.п.

Механизм действия этих присадок сводится к образованию на металле защитных пленок, препятствующих воздействию коррозионно-активных веществ на металл.

Моющие и диспергирующие присадки (детергенты или диспергенты). При работе двигателя на его деталях образуются нагары и лаковые отложения, которые ухудшают отвод тепла от деталей, закоксовывают поршневые кольца и лишают их подвижности, снижают компрессию и повышают угар картерного масла. Чтобы препятствовать отложению смолисто-асфальтовых веществ на деталях ЦПГ, в масла добавляют моющие и диспергирующие присадки.

Моюще-диспергирующис присадки можно условно разделить на моющие (зольные или детергенты) и диспергирующие (беззольные или диспергенты) добавки. К моющим присадкам относятся сульфонаты, феноляты и салицилаты различных металлов. Среди сульфонатных присадок наибольшее распространение получили сульфонаты кальция (ПМС). (Присадка АзНИИ-4, присадки СЬ-3 и СК-3. присадка ПМС)

Противоизносные и противозадирные присадки Их вводят в масла для улучшения смазочной способности. По характеру действия их делят на антифрикционные, противоизносные и противозадирные.

Противоизносные присадки содержат такие поверхностно-активные вещества, которые при повышении температуры способны образовывать пленки, препятствующие схватыванию поверхностей трения. К ним относятся соединения, содержащие неактивную серу и эфиры фосфорных кислот.

Механизм действия противозадирных присадок заключается о химическом взаимодействии продуктов их разложения с металлом при высоких температурах трения. Образуются новые соединения, имеющие меньшее сопротивление сдвигу и более низкую температуру плавления, по сравнению с металлом. Это и предотвращает заедание и задир трущихся поверхностей. Они содержат серу, фосфор и xлор, а некоторые из них - свинец, сурьма и молибден в сочетании с серой или фосфором.

Эти присадки одновременно обладают и антифрикционным действием, в силу чего антифрикционные садки не производятся. (ЛЗ-23К (ГОСТ 11883-77); ЛЗ-6/9 (ГОСТ 9973-62); ОТП; ЭФО)

Вязкостные присадки вводят в масла для придания им соответствующих вязкостно-температурных свойств, высокого индекса вязкости и хорошей прокачиваемости при отрицательных температурах.

В качестве вязкостных присадок широко применяются полиметакрилаты -полимеры эфиров метакриловой кислоты и одноатомных спиртов. Масла, загущенные ними присадками, обладают хорошими вязкостными свойствами при различных температурах и обеспечивают легкий пуск двигателя в холодное время Такие масла используют в качестве всесезонных

Противопенные присадки применяют для масел, подверженных вспениванию, в результате их энергичного перемешивания с растворенным воздухом. Степень пенообразования зависит от температуры, вязкости и плотности масла. В качестве противопенных компонентов применяют кальциевые мыла ланолина, алкилсульфаты. олеат калия, полисилоксаны и др. Эти вещества снижают прочность поверхностных пленок, которые разделяют газовые пузырьки и жидкую фазу.

Многофункциональные присадки. Для придания смазочному маслу не одного, а многих эксплуатационных свойств в него вводят одновременно несколько органических соединений, обладающих различными функциональными качествами! Комплекс таких соединений и называют многофункциональной присадкой, которая должна обладать целым набором эксплуатационных свойств, таких, как антиокислительные, противокоррозионные, противонагарные. противоизносные и др. К многофункциональным присадкам относятся алкилфенольные, фенолсульфидные, полимерные, содержащий фосфор и сору.