Физико-химические и эксплуатационные свойства масел для автомобилей

Вязкостные и низкотемпературные характеристики масел. Схема окисления углеводородов. Соединения хлора и фосфора. Противопенные и деэмульгирующие (водоотделительные) свойства масел. Показатели, характеризующие наличие присадок. Обкаточные свойства масел.

Рубрика Транспорт
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 06.11.2012
Размер файла 431,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МАСЕЛ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ

масло фосфор присадка окисление

Вязкостные и низкотемпературные характеристики масел

В соответствии с SAE (Society of Automotive Engineers) и ГОСТ 17479.1 кинематическая вязкость х масел нормируется при температурах 100оС или 210оF и при минус 17,8 оС или 0 оF для моторных и трансмиссионных масел и в соответствии с ISO VG при 40 оС для гидравлических масел.

Условная вязкость ENGLER E представляет собой отношение времени истечения 200 мл нефтепродукта при тем-пературе испытания к времени истечения 200 мл дистиллированной воды при температуре 20 оС и измеряется в оЕ.

Условная вязкость SAYBOLT SU представляет собой время истечения 60 мл нефтепродукта через калиброванное отверстие стандартного прибора и измеряется в SUS (секунды универсал Cейболта).

Взаимосвязь между различными видами вязкости определяется следующими выражениями:

х = 8,0• Е - 8,64/Е (? 3,2 оЕ); х = 7,6• Е - 4,0/Е (?3,2 оЕ)

х = 0,226• SU - 195/ SU (? 100 SUS); х = 0,220• SU - 135/ SU (?100 SUS)

Классы вязкости моторных масел

Класс вязкости

Bязкость масла

ГОСТ 17479.1

SAE J 300

Кинематическая при 100? C, мм2/с

Условная SAYBOLT при 210оF, sus

Кинематическая при -18? C (0 оF), мм2/с не более

Зимние классы

5w

не менее 3,8

минимум 38,8

1250

10w

не менее 4,1

минимум 39,7

2600

15w

не менее 5,6

минимум 44,6

6000

20w

не менее 5,6

минимум 44,6

10400

Летние классы

6

20

5,6-7,0

44,6 - 49,1

-

8

20

7,0-9,3

49,1 - 56,9

-

10

30

9,3-11,5

56,9 - 64,7

-

12

30

11,5-12,5

64,7 - 68,4

-

14

40

12,5-15,0

68,4 - 77,9

-

16

40

15-16,3

77,9 - 83,1

-

20

50

16,3-21.9

83,1 - 106,7

-

Всесезонные классы

3з/8

5w/20

7,0-9,3

49,1 - 56,9

1250

4з/6

10w/20

5,6-7,0

44,6 - 49,1

2600

4з/8

10w/20

7,0-9,3

49,1 - 56,9

2600

4з/10

10w/30

9,3-11,5

56,9 - 64,7

2600

5з/10

15w/30

9,3-11,5

56,9 - 64,7

6000

5з/12

15w/30

11,5-12,5

64,7 - 68,4

6000

5з/14

15w/40

12,5-15,0

68,4 - 77,9

6000

6з/10

20w/30

9,3-11,5

56,9 - 64,7

10400

6з/14

20w/40

12,5-15,0

68,4 - 77,9

10400

6з/16

20w/40

15-16,3

83,1 - 106,7

10400

Рис. 1

С одной стороны, чем больше вязкость масла при рабочей темпера-туре, тем лучше уплотняются узлы трения, тем более прочную смазочную пленку оно создает. С другой стороны, чем выше вязкость, тем тяжелее провернуть детали в густом масле и тем труднее прокачивать его по системе смазки. Поэтому при прочих равных, чем гуще масло, тем больше потери на трение, тем меньшую мощность развивает двигатель и тем больше он расходует топливо. Так, например, по данным компании Castrol использование моторного масла 10W-60 вместо более жидкого 0W-40 в некоторых условиях может привести к снижению мощности двигателя на 10 и даже 20%. В свое время раллийная команда Toyota использовала масло Castrol 10W-60, но позже перешла на масло 0W-40 и улучшила свои результаты. При низкой вязкости масла и увеличении нагрузки в узле трения может разрушиться масляная пленка, что приведет к росту износа деталей. А если двигатель с износом, подтеками и расходом масла, то стоит постепенно повышать класс вязкости. Классы вязкости масел для механических трансмиссий

Класс вязкости по SAE

Класс вязкости

по ГОСТ 17479.2

Условная вязкость SAYBOLT при 210оF, sus

Кинематическая вязкость при 100°С, мм2/с

min

max

min

max

70W

39,7

4.1

-

75W

9

39,7

4.1

-

80W

12

49,1

7.0

-

85W

12

62,9

11.0

-

80

49,1

62,9

7.0

<11.0

85

62,9

72,2

11.0

<13.5

90

18

72,2

118

13.5

<24.0

140

34

118

192

24.0

<41.0

250

192

41.0

-

Классы вязкости гидравлических масел

Класс вязкости по ISO 3448 и ГОСТ 17479.3

Кинематическая вязкость при 40 °С, мм2/с

5

4,14-5,06

7

6,12-7,48

10

9,00-11,00

15

13,50-16,50

22

19,80-24,20

32

28,80-35,20

46

41,40-50,60

68

61,20-74,80

100

90,00-110,00

150

135,00- 165,00

Рис. 2

Вязкость масла изменяется с изменением температуры, что важно при различных режимах работы механизма (пуск при низких температурах, рабочий режим, перегрев и т.п.).

Пологость вязкостно-температурной кривой очень важна. Этим показателем определяются пусковые свойства моторных масел при низкой температуре и смазывающие свойства при высоких эксплуатационных температурах. Для приближенной оценки пологости вязкостно-температурной кривой масел применяется такой показатель как индекс вязкости Чем выше индекс вязкости, тем положе вязкостно-температурная кривая и тем устойчивее масляная пленка, разделяющая трущиеся детали при повышении температуры. Масла с высоким ИВ способны обеспечить легкий пуск двигателя при низкой температуре и надежную работу двигателя при высоких температурах. Масла с индексом выше "100" считаются всесезонными, так как застывают они при температуре не ниже -15-20С. Если у масла индекс "125" и выше, с ним запустить мотор можно до -30С. Если индекс больше "150", масло не застынет и при минус 40 градусов.

Рис. 3

Индекс вязкости в общем случае зависит от группового химического состава масла; наиболее пологую вязкостно-температурную кривую имеют углеводороды парафинового ряда, а также циклические углеводороды с большим числом углеродных атомов в боковых цепях.

Индекс вязкости VI определяется сравнением вязкостно-температурной характеристики испытуемого масла с вязкостно-температурными характеристиками двух эталонных масел:

VI = ((L - U)/(L - H))•100,

где L - кинематическая вязкость при 40оС эталонного масла с VI =0, имеющего ту же кинематическую вязкость при 100 оС, что и испытуемое масло, мм2/с;

U - кинематическая вязкость при 40оС испытуемого масла, мм2/с;

H- кинематическая вязкость при 40оС эталонного масла с VI =100, имеющего ту же кинематическую вязкость при 100 оС, что и испытуемое масло.

Рис. 4

Для обеспечения надежного пуска двигателя при отрицательных температурах и необходимую вязкость при рабочей температуре масла загущают с помощью модификаторов вязкости. Загущенные масла 2 сочетают пологую вязкостно-температурную характеристику маловязкого базового масла 1 с достаточно высокой вязкостью масла с вязкостно-температурной характеристикой 3. Зависимость кинематической вязкости хt, мм2/с от температуры t,оС выражается уравнением Вальтера:

?g?g(хt + 0,8) - c - b•?g(t +273,2),

где c и b - постоянные, рассчитанные в зависимости от определенных экспериментально двух значений вязкости при двух различных температурах.

Максимальная динамическая вязкость, выраженная в милиПаскаль секундах и определенная при различных температурах в зависимости от класса вязкости SAE и в условиях повышенного градиента сдвига (скорости) dv/dz (см. п.3.1), характерных для работы в подшипниках коленчатого вала при холодном пуске, характеризует сопротивление при пуске холодного двигателя и возможность достижения пусковых оборотов. Устанавливается для зимних сортов масел.

Максимальная динамическая вязкость, выраженная в милиПаскаль секундах и определенная при различных температурах в зависимости от класса вязкости SAE и в условиях низкого градиента сдвига (скорости) dv/dz (см. п.3.1), характерных для условий течения масла в поддоне двигателя к маслоприемнику и в маслоприемнике при пуске, характеризует скорость, с которой масло поступает к парам трения (и вероятность выхода двигателя из строя при провороте вкладышей) при холодном пуске. Устанавливается для зимних сортов масел.

Минимальная динамическая вязкость ,выраженная в милиПаскаль секундах и определенная при различных температурах в зависимости от класса вязкости SAE и в условиях высокого градиента сдвига (скорости) dv/dz (см. п.3.1) характеризует нагружение подшипников коленчатого и распределительного вала при работе в условиях высоких нагрузок и температур, характерных при перегреве Устанавливается для летних сортов масел.

КЛАССИФИКАЦИЯ SAE J300 DEC 95

Класс

по SAE

Низкотемпературная вязкость

Трансмиссионные

масла

Высокотемпературная вязкость(моторные масла)

Проворачивание*(моторные масла)

Прокачиваемость**(моторные масла)

Динамическая вязкость****, мПа- с, при 150оС и скорости сдвига 106с-1, не менее

Максимальная динамическая вязкость, мПа- с, при температуре, оС

Максимальная динамическая

вязкость, мПа- с, при температуре, оС

Максимальная

вязкость, мПа- с, при температуре, оС

0W

3250 при -30оС

60000 при -40оС

-

5W

3500 при -25оС

60000 при -35оС

-

10W

3500 при -20оС

60000 при -30оС

-

15W

3500 при -15оС

60000 при -25оС

-

20W

4500 при -10оС

60000 при -20оС

-

25W

6000 при -5оС

60000 при -15оC

-

20

-

-

2,6

30

-

-

2,9

40

-

-

2,9*a

40

-

-

3,7*б

50

-

-

3,7

60

-

-

3,7

70W

150000 при - 55оС

75W

150000 при - 40оС

80W

150000 при - 26оС

85W

150000 при - 12оС

* Вязкость измеряется по методу ASTM D 5293 на ротационном вискозиметре CCS.

** Вязкость измеряется по методу ASTM D 4684 на ротационном вискозиметре MRV;

**** Вязкость измеряется по методам ASTM D 4683 или CЕC L-36-A-90 на коническом имитаторе подшипника.

*a Значение для классов SAE 0W-40, 5W-40, 10W-40.

*б Значение для классов SAE 40, 15W-40, 20W-40, 25W-40.

Для определения динамической вязкости используют ротационные вискозиметры. Вискозиметр состоит из двух коаксиальных цилиндров: внутреннего 1 и внешнего 2, установленных в подшипниках корпуса прибора. Внутренний цилиндр приводится в равномерное вращение с угловой скоростью . Пространство между цилиндрами заполнено жидкой смазкой 3.

Рис. 5

Внутренний цилиндр увлекает за собой примыкающий к нему слой смазки, и за счет внутреннего трения в этом слое вращение передается на наружный цилиндр, который удерживается от вращения пружинным динамометром 4, измеряющим момент трения F.

Вязкость по показаниям прибора рассчитывают следующим образом:

з = F•(D - d)/2р2•n•D2•L,

где L - рабочая длина цилиндра; n - частота вращения ротора

Градиент сдвига dv/dz задается за счет изменения зазора между внутренним и внешним цилиндрами (D - d) или за счет изменения щ: dv/dz =щ• D/(D - d).

При сильном понижении температуры масла в нем начинают образовываться кристаллы парафинов, которые, срастаясь, образуют пространственный каркас, что ведет к потере подвижности масла (оно становится похожим на желе), и в результате ухудшается низкотемпературный пуск двигателя и прокачиваемость масла по каналам. В процессе производства базовых масел часть парафинов удаляют, но полное их удаление по технологическим и экономическим причинам невозможно (сильно возрастают затраты на получение базового масла). Обычно минеральное базовое масло имеет температуру застывания около -15°С. Возможность получения минеральных моторных масел с температурами застывания -30°С...-35°С достигается путем введения в масло депрессорных присадок. Эти присадки предотвращают срастание кристаллов парафина, но не предотвращают их появление вообще (принцип действия такой же, как у дизельных антигелей). Температура, при которой масло теряет текучесть называется температурой застывания.

Антикоррозионные характеристики масел

Одна из функций масла это защита поверхности деталей от коррозии. Коррозионное воздействие может быть связано с внешними и внутренними факторами. Главным внутренним фактором является химический состав масла. Активные сернистые соединения непосредственно вызывают коррозию металлов, поэтому должны быть удалены в процессе очистки нефтепродукта (см. раздел 1). Содержание активных сернистых соединений определяется пробой на медной пластинке (3 часа при 50 оС).

Из камеры сгорания двигателя вместе с отработавшими газами в картер двигателя попадают окислы серы SOx, окислы азота NOx и вода, образующаяся в результате сгорания водорода, которые формируют минеральные кислоты

H2SO3, H2SO4, HNO3, вызывающие коррозию деталей системы смазки двигателя. В результате окисления углеводородов масла образуются органические кислоты, вызывающие коррозию в первую очередь цветных металлов. Кислотность масла оценивается его нейтрализующей способностью (общее кислотное число TAN), которое представляет собой количество мг КОН, необходимое для нейтрализации кислот в 1 грамме масла. Для нейтрализации кислот в масла вводятся щелочные присадки, концентрация которых оценивается общим щелочным числом TBN, выраженное в мг КОН/1г масла. Для нейтрализации кислот в масле необходимо чтобы общее щелочное число TBN было больше общего кислотного числа TAN.

Коррозионную агрессивность масел по отношению к свинцовистой бронзы из которой изготовляются вкладыши подшипников коленчатого вала, оценивается пробой на свинцовой пластинке. При этом определяется потеря ее массы в условиях ее нахождения в масле 50 часов при 140 °С.

Коррозионная агрессивность масел значительно возрастает при наличии в них воды, которая может попасть в картер из атмосферы или из системы охлаждения двигателя.

Ингибиторы коррозии призваны защищать поверхность деталей двигателя от коррозии, вызываемой органическими и минеральными кислотами, образующимися при окислении масла и присадок. Механизм их действия - образование защитной пленки на поверхности деталей и нейтрализация кислот.

Ингибиторы ржавления в основном призваны защищать стальные и чугунные стенки цилиндров, поршни и кольца. Механизм действия схожий.

Термоокислительная стабильность и моющедиспергирующие свойства масел

Термоокислительная стабильность характеризует окисление углеводородов масла при повышенных температурах.

Следствием окисления углеводородов является:

1) увеличение вязкости масла;

2) образование в масле растворимых соединений, которые способствуют образованию отложений на поверхности деталей, например на дорожках подшипников агрегатов; на юбке поршня, ухудшая отвод тепла; в кольцевых канавках поршней, блокируя кольца и т. д.;

3) образование в масле нерастворимых соединений, которые вместе с эмульгированной водой способствуют образованию низкотемпературных отложений (осадков), которые способны забивать каналы системы смазки, отлагаются на стенках картера двигателя;

4) образование в масле кислотных соединений, способствующих коррозии деталей;

5) потемнение масла.

На характер окисления масла кроме температуры оказывают влияние специфические условия его работы в двигателе:

большие поверхности контакта масла с воздухом (масляные пленки, туман, вспенивание масла в картере). Железо, медь, свинец оказывают каталитическое действие на процесс окисления. Наиболее интенсивно окисление наблюдается в относительно тонких слоях масла, находящихся на сильно нагретых металлических поверхностях.

Окисление углеводородов происходит по следующей схеме:

Для оценки термоокислительной стабильности моторных масел определяется время в минутах за которое образуется лаковая пленка в специальном приборе при температуре 250 оС или определяется увеличение кинематической вязкости масла при его испытании в специальном двигателе Petter W -1. Косвенно термоокислительная стабильность моторных масел может быть оценена индукционным периодом образования осадка в специальном приборе и выраженная в часах.

Для оценки термоокислительной стабильности трансмиссионных масел определяется увеличение кинематической вязкости масла при 100 оС (50 оС) и осадок в эфире,%. Масло испытывается в специальном приборе при повышенных температурах 140 оС и в течение длительного времени (20 часов). Для повышения термоокислительной стабильности масел используются антиокислительные присадки. Принцип их действия заключается в химической реакции при высоких температурах с продуктами, вызывающими окисление масла. Как правило, в качестве антиокислительных присадок используются осерненные эфиры, сульфиды фенатов, ароматические амины, замещенные фенолы и диалкилдитиофосфаты цинка (которые также выполняют роль противоизносных присадок).

Диспергирующая способность это способность масла поддерживать во взвешенном состоянии продукты старения масел и продукты окисления топлива и как следствие противодействовать образованию отложений в двигателе за исключением нагара.

Моющие свойства это способность масла препятствовать прилипанию загрязнений на поверхности деталей. Моющие свойства масла оцениваются в баллах от 0 (самые высокие) до 6 (самые низкие) по специальной цветной шкале в зависимости от характера отложений на юбке поршня, который испытывался в течение 2 часов в одноцилиндровом двигателе с вращением коленчатого вала от электродвигателя.

Моющие присадки (детергенты) выполняют несколько функций. Самая важная из них - поддержание чистоты деталей двигателя. Как правило, используется несколько типов детергентов: сульфонаты, сульфофенаты и алкилсалицилаты. Принцип действия этих присадок в двигателе в точности такой же, как и у моющих средств, используемых в быту. Металлосодержащие моющие присадки повышают зольность, что может привести к образованию зольных отложений в камере сгорания двигателя, замыканию электродов свечей зажигания, калильному зажиганию, прогару выпускных клапанов, абразивному изнашиванию. Поэтому сульфатная зольность моторных масел ограничивается верхним пределом.

Диспергирующие присадки (дисперсанты). Основная задача этих присадок - поддержание загрязнений в масле в растворенном состоянии, предотвращение их отложение на деталях двигателя, масляных каналах и др., диспергирование (растворение) крупных загрязнений.

Рис. 6

Рис. 7

Диспергирующие присадки похожи по структуре на моющие, но, как правило, не содержат металла и, соответственно, беззольные. Кроме этого, диспергирующими свойствами также могут обладать и моющие присадки. В процессе работы в двигателе диспергирующая способность масла снижается.

Смазочные свойства масел

Смазочные свойства масел - общее название нескольких свойств масел, влияющих на процессы трения и изнашивания трущихся поверхностей в машинах. Основными из них являются: антифрикционные, влияющие на величину коэффициента трения; противоизносные, влияющие на уменьшение износа трущихся поверхностей при умеренных нагрузках; противозадирные, предохраняющие поверхности от задира и заедания в условиях высоких нагрузок и высоких температур.

Для современных двигателей все чаще стараются использовать масла с модификаторами трения, позволяющими снизить коэффициент трения между трущимися деталями с целью получения энергосберегающих масел. Наиболее известные модификаторы трения - графит и дисульфид молибдена. В современных маслах их очень сложно использовать, поскольку эти вещества нерастворимы в масле, а могут быть только диспергированы в нем в виде маленьких частиц. Это требует введения в масло дополнительных дисперсантов и стабилизаторов дисперсии, однако это все равно не позволяет использовать такие масла в течение длительного времени. Поэтому в настоящий момент в качестве модификаторов трения обычно используют маслорастворимые эфиры жирных кислот, обладающие очень хорошим прилипанием к металлическим поверхностям, формированием на них слоя молекул, снижающих трение.

Противоизносные свойства масел обеспечиваются их смазывающей способностью (липкостью, маслянистостью) - способностью масла создавать на металлической поверхности деталей очень прочную адсорбированную пленку.

Электрополярные молекулы масла в процессе своего хаотического движения попадают в силовое электрическое поле металлической поверхности трения и формируют на этой поверхности ориентированный адсорбционный слой. Однополярные заряды на границе соприкосновения слоев дополнительно создают расклинивающее действию. Высокой смазывающей способностью обладают смолы, асфальтены, соединения серы и высокомолекулярные органические кислоты.

Противоизносные свойства масел оцениваются такими показателями как показатель износа и критическая нагрузка, которые определяются на четырехшариковой машине трения. В узле трения машины, размещается пирамида из четырех контактирующих друг с другом стальных шариков. Три нижних шарика пирамиды закреп-лены в чаше с испытуемым маслом, а верхний шарик, закрепленный во вращающемся шпинделе машины, прижимается к нижним с определенным усилием.

Показатель износа это среднеарифметическое значение диаметров пятен износа нижних шариков, мм в условиях нормированных осевой нагрузки Р, температуры и времени испытания.

Критическая нагрузка это минимальная осевая нагрузка, н при которой величина диаметров пятен износа нижних шариков резко начинает расти.

Противозадирные свойства масла характеризуются его способностью формировать на металлической поверхности детали хемосорбированной пленки 2 (1- адсорбированная пленка).

Для придания этих свойств трансмиссионным маслам, особенно маслам для гипоидных передач, моторным маслам (для снижения износа пар кулачок-толкатель) в них вводят противозадирные присадки. В условиях высокой удельной нагрузки гидродинамический режим смазки на микроучастках заменяется режимом смешанного трения (сочетанием сухого и жидкостного трения), что вызывает вспышки высоких температур на этих участках. В таких условиях нагретые микровыступы шероховатостей металлических поверхностей при соприкосновении свариваются. При резком подъеме температуры ("вспышках" температуры) противозадирные присадки образуют на микроучастках фрикционного взаимодействия поверхности пар трения соединения с металлами. Эти соединения при обычных температурах представляют собой твердые вещества, но в условиях "вспышек" температур они являются смазывающими веществами, обеспечивающими скольжение контактирующих металлических поверхностей. Это предотвращает сваривание и задир. Атомы фосфора, серы и хлора противозадирных присадок - основные агенты, которые в зависимости от своей реакционной способности вступают в реакции с металлами в условиях трения (температура, давление).

Сернистые соединения. Действие серы и сернистых соединений основано на образовании сульфидной пленки на поверхности металла, начиная с температуры 200 °С. Эта пленка содержит карбиды и оксиды железа и сульфаты железа (вследствие окисления).

Соединения хлора. Механизм противозадирного действия хлорсодержащих соединений основан на образовании пленки металл-хлорида на локальных микроучастках поверхностей трения в условиях высоких удельных нагрузок, особенно в присутствии следов влаги. Т. к. опасность коррозии увеличивается по мере повышения противозадирных свойств с повышением реактивности атомов хлора, при разработке хлорсодержащих присадок следует находить компромисс между противозадирной эффективностью и коррозионной агрессивностью.

Соединения фосфора. Механизм противозадирного действия фосфорорганических соединений основан на образовании фосфидов металлов на трущихся поверхностях при высоких температурах. Эффект основан на образовании пленки фосфида металла, имеющей высокое сопротивление к сдвигу.

Противозадирные свойства масел оцениваются такими показателями как нагрузка сваривания и индекс задира, определяемых на четырехшариковой машине трения.

Нагрузка сваривания это минимальная нагрузка, н при которой произошла автоматическая остановка машины трения в результате сваривания шариков.

Индекс задира это отношение между значениями осевых нагрузок и относительного износа шариков при нагрузках предшествующих свариванию.

На противоизносные и противозадирные свойства масел существенное влияние оказывает их вязкость (на рис.: 1 - критическая нагрузка Рк; 2 - нагрузка сваривания Рс, 3 - диаметр пятна износа Dи).

Рис. 8

Противопенные свойства масел

Смазочные материалы в работе подвергаются интенсивному перемешиванию, при котором возникает пена - смесь воздуха с микроскопическими частицами масла, которая не обеспечивает необходимую прокачиваемость масла и гидродинамическую масляную пленку, особенно в системах с большими нагрузками. Кроме того, увеличение площади контакта масла с воздухом способствует интенсивному окислению углеводородов. Вспениваемость масла возрастает с увеличением содержания в нем смол и воды.

Склонность масла к пенообразованию оценивается путем продувания через масло определенного объема воздуха с установленной скоростью и последующим определением объема образующейся пены, см3 при различных температурах, установленных соответствующими стандартами.

Основное назначение антипенных присадок - предупреждение образования стабильной пены в работающем агрегате.

В большинстве своем это полимерные соединения на основе кремния - так называемые силиконы. Эти добавки практически не растворяются, а собираются на поверхности масла, разрушая образующиеся воздушные пузырьки. Правда, у силиконов есть существенные минусы - они ухудшают смазывающую способность масла и сгорают с образованием твердого абразива - оксида кремния SiO2. Вот почему концентрация противопенных присадок в масле минимальна - около 0,002-0,005%.

Деэмульгирующие (водоотделительные) свойства масел

Вода в масле образует эмульсию, которая представляет собой дисперсионную смесь в виде мельчайших капелек моды в масле. Необходимо чтобы вода, попавшая в масло, быстро от него отделялась, так как сгустившаяся эмульсия ухудшает смазочные свойства, ускоряет коррозию, разрушает присадки, способствуя образованию липких отложений. Эмульсация масел интенсифицируется в присутствии смол, частиц углерода, солей органических кислот.

В пробирке, помещенной в водяную баню прибора АДИМ при температуре 23-25оС производится эмульгирование пробы масла сухим паром, а затем в другой водяной бане при температуре 93-95 оС определяется время деэмульсации масла, т.е. время отделения масла от воды.

Физическая стабильность масел

Под физической стабильностью масел понимают их устойчивость к изменению фракционного состава и физических свойств вследствие колебаний температуры и внешнего давления. Изменение физического состава масел возможно, как правило, при их длительном хранении в результате испарения легких фракций, а также из-за выпадения в осадок части присадок. Интенсификация образования осадка возможно также из-за невысокой растворимости присадок при температуре хранения или при попадании в масло воды. В результате испарения легких фракций увеличивается вязкость масла и его склонность к образованию различных отложений.

Косвенно физическая стабильность масла оценивается температурой вспышки его паров - минимальной температурой, до которой необходимо нагреть в специальном приборе масло, чтобы его пары воспламенились на воздухе от поднесенного к ним открытого пламени. Чем ниже эта температура, тем больше в масле низкокипящих углеводородов и тем более склонно оно к испарению.

Также температура вспышки паров масла характеризует его пожароопасность и косвенно наличие топлива в нем.

Потери от испарения масла в динамических условиях определяют путем пропускания воздуха через испытуемое масло и определения относительных потерь массы масла в процентах.

Повышенная испаряемость масел, то есть потеря маслом легких фракций, наблюдается, прежде всего, при работе масла в двигателе.

Совместимость масел с эластомерами

Совместимость масел с конструкционными материалами, преимущественно неметаллическими (резинами, каучуками и. прочими эластомерами), означает, что при контакте с маслом детали, выполненные из данных материалов, не изменяют своих размеров и формы, а сохраняют свое функциональное назначение. В частности, не происходит набухания или потери эластичности уплотнительных материалов. В стандартах нормируется увеличение объема эластомера в результате его набухания после нахождения в испытуемом масле при определенных условиях.

Показатели, характеризующие наличие присадок в маслах

Общее щелочное число (TBN) показывает общую щелочность масла, включая вносимую моющими и диспергирующими присадками, которые обладают щелочными свойствами. Выражается через количество гидроокиси калия (КОН) в мг, на 1 г масла (мг КОН/г). Моторное масло должно обладать определенной щелочностью для сохранения способности к нейтрализации кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива.

Зольность это количество неорганических примесей (углистый остаток), остающихся после сжигания пробы масла и выраженное в процентах. При определении сульфатной зольности углистый остаток дважды обрабатывается серной кислотой и высушивается при определенной температуре.

Металлсодержащие моющие присадки повышают зольность масла, что может привести к образованию зольных отложений в камере сгорания, замыканию электродов свечей зажигания, преждевременному воспламенению рабочей смеси, прогару выпускных клапанов, снижению детонационной стойкости топлива, абразивному изнашиванию. Поэтому сульфатную зольность моторных масел ограничивают верхним пределом. Ее допустимое значение зависит от типа и конструкции двигателя, расхода масла на угар, условий эксплуатации, в частности, от вида применяемого топлива. Наименее зольные масла необходимы для смазывания двухтактных бензиновых двигателей и двигателей, работающих на газе. Согласно требований европейской классификации АСЕА сульфатная зольность масел для бензиновых двигателей легковых автомобилей и микроавтобусов не более 1,5%, для дизельных двигателей легковых автомобилей - не более 1,8%, для дизельных двигателей тяжелых грузовиков - не более 2%.

Содержание активных элементов Ca, Ba, P, Zn, Cl, S, % характеризует содержание и состав присадок в масле.

Содержание активных элементов определяется с помощью спектральных методов анализа - физических методов определения качественного и количественного состава вещества, основанных на изучении его спектра.

Обкаточные свойства масел

При обкатке происходит приработка поверхностей трения, изменяется их микрогеометрия, микротвердость,поэтому обкаточные масла обладают высокими моющими, диспергирующими, антиокислительными и антикоррозионными свойствами наряду со способностью обеспечивать интенсивную приработку трущихся поверхностей. Для повышения этой способности в масла вводят обкаточные присадки, включающие в себя поверхностно-активные вещества на основе серы, хлора, фосфора, жирных (алифатических) кислот и пр.

Цвет масла

Для свежих масел нормируется цвет в единицах ЦНТ, определяемый в специальных приборах - калориметрах или компараторах.

Компаратор Lovibond® для топлив и масел соответствует требованиям, предъявляемым к приборам для визуального определения цветности по шкале ASTM (ЦНТ) путем непосредственного сравнения с цветными стеклянными стандартами и указанным в документе ASTM D 1500. Он широко используется для определения цветности нефтепродуктов, таких, как смазочные масла.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Обозначение моторных масел. Минеральные, синтетические, частично синтетические или полусинтетические масла. Зависимость вязкости различных масел от температуры. Основные эксплуатационные свойства масел. Каталог масел фирм "Бритиш петролиум" и "Mobil".

    реферат [942,0 K], добавлен 31.05.2015

  • Общая характеристика моторных масел, их функции в системе поршневых двигателей. Назначение и эксплуатационные свойства автомобильных масел. Система обозначений и методы моторных испытаний. Ассортимент масел, классы их вязкости и группы по ГОСТу.

    реферат [190,4 K], добавлен 05.06.2013

  • Характеристика свойств и эксплуатационных качеств масел, применяемых для карбюраторных, дизельных и роторных двигателей. Свойства трансмиссионных масел для автомобилей, их классификация. Технические автомобильные смазки общего и специального назначения.

    реферат [335,9 K], добавлен 08.10.2014

  • Подбор дисперсионных сред, дисперсных фаз и введение добавок при изготовлении пластичных смазок. Общие требования, свойства, классификация и система обозначения гидравлических масел. Физико-химические и эксплуатационные свойства тормозных жидкостей.

    контрольная работа [48,1 K], добавлен 24.02.2014

  • Обеспечение работоспособности двигателей. Принципиальная схема смазочной системы. Масляный насос, радиатор, фильтр. Классификация автомобильных масел. Рекомендации по подбору масел по вязкости. Сухое и жидкостное трение. Схема работы центрифуги.

    реферат [6,7 M], добавлен 10.04.2009

  • Выбор смазочных материалов. Требования к горюче-смазочным материалам. Классификация трансмиссионных масел и их обозначение. Схема смазки автомобиля ЗИЛ - 4334. Рекомендации по применению масел в зависимости от их назначения и температуры окружающей среды.

    курсовая работа [23,7 K], добавлен 15.11.2014

  • Древесные материалы, которые применяются на автотранспортных предприятиях, краткая характеристика. Основные марки топлив, моторных и трансмиссионных масел, пластичных смазок и специальных жидкостей, применяемых для автомобилей ГАЗ-31029 при эксплуатации.

    контрольная работа [33,9 K], добавлен 23.09.2011

  • Установка сорта и марки масел, низкозамерзающих и охлаждающих жидкостей для применения на автомобиле Москвич 214122. Оценка эксплуатационных свойств трансмиссионных масел и тормозной жидкости. Выбор сорта и марки смазочных материалов для автомобиля.

    курсовая работа [39,8 K], добавлен 07.08.2013

  • Изучение количества и рационального применения в тракторах, автомобилях и сельскохозяйственной технике топлива, масел, смазок и специальных жидкостей. Основные и альтернативные виды топлива, их физико-химические свойства и предъявляемые к ним требования.

    реферат [38,1 K], добавлен 30.11.2010

  • История создания дизельного двигателя. Характеристики дизельного топлива. Типы смазочных систем двигателя А-41: разбрызгивание, смазывание под давлением и комбинированные. Эксплуатационные свойства моторных масел. Техническое обслуживание двигателя.

    дипломная работа [3,1 M], добавлен 20.05.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.