Визначення температури помутніння і застигання дизельного палива
Температура помутніння - це та температура, при якій з палива відбувається випадання кристалів парафіну, що раніше знаходилися в ньому в розчиненому стані. Температурою застигання називається температура, при якій паливо втрачає свою рухливість.
В експлуатації більш важливою є температура помутніння палива, тому що кристали парафіну, що виділяються, порушують роботу паливного насоса, значно збільшують в'язкість палива, забивають паливні фільтри і призводять до припинення подачі палива. Температура застигання нафтопродуктів має велике значення при транспортуванні, збереженні і застосуванні палива.
Від температури застигання палива багато в чому залежить можливість пуску холодного двигуна. Температуру застигання визначають за допомогою приладу рис. 5.2, що складається з пробірки 2 з вставленим у неї термометром 4. У пробірку заливають 2 см3 палива і закривають термометром із пробкою, ртутна кулька якого повинна знаходитися посередині шару нафтопродукту.
Пробірку у вертикальному положенні занурюють в охолодну суміш, що складається зі снігу і повареної солі.
При охолодженні палива відзначають візуально момент початку помутніння і застигання. За температуру застигання приймають ту температуру, при якій паливо густіє настільки, що при нахилі пробірки під кутом 450 рівень його залишиться в похилому положенні на протязі однієї хвилини.
|
|
|
Рис. 5.2. Прилад для визначення температури
Помутніння та застигання
1 – корпус ; 2 – пробірка; 3 – пробка; 4 – термометр.
Більш детальну інформацію можна знайти в додатках 2.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДО ПЕРШОГО МОДУЛЯ
1. Яким найпростішим способом можна оцінити в'язкість оливи?
2. Що розуміють під втратою на випаровування палива при визначенні фракційного складу і як вона визначається?
3. Що називається паливом? Класифікація палив.
4. Які експлуатаційні вимоги пред'являються до палив для карбюраторних двигунів?
5. Як визначити характер неграничних вуглеводнів у паливі?
6. Чому не допускається наявність у нафтопродуктах водорозчинних кислот і лугів?
7. Які фактори сприяють виникненню детонації?
8. Поясніть фізичні і хімічні властивості нафтових вуглеводнів.
9. Які індикатори використовують при визначенні кислот і лугів у нафтопродуктах?
10. Що таке пускова фракція палива?
11. Що називається цетановым числом і що воно характеризує?
12. Які елементи входять до горючої і не горючої частини палива?
13. Як визначити наявність води і механічних домішок у паливі?
14. Як визначається температура початку і кінця кипіння палива?
15. Що називається температурою помутніння і застигання?
|
|
|
16. Поясніть фізичні і хімічні властивості ароматичних вуглеводнів.
17. Як вимірюють щільність високов'язких нафтопродуктів?
18. Що таке пускова фракція палива і чим вона формується?
19. Що розуміють під вищою і нижчою теплотою згоряння?
20. Яким вимогам повинно відповідати паливо?
21. Як визначити наявність води і механічних домішок в оливі?
22. Чому при вимірюванні щільності нафтопродуктів береться температурна поправка?
23. Поясніть суть теорії мінерального походження нафти.
24. Які вуглеводні входять до складу бензину?
25. Як можна визначити наближено кількість смол, що міститься в паливі?
26. Про що свідчить підвищена температура википання 96 % палива?
27. Поясніть фізичні і хімічні властивості парафінових і нормальних вуглеводнів, ізопарафінів.
28. Що таке октанове число? У чому сутність моторного і дослідного методів визначення октанового числа?
29. Як визначають наявність кислот і лугів у нафтопродуктах?
30. Які точки кривої фракційної розгонки є характерними?
31. Що називається крекінгом? Види крекінгу.
32. Що таке депарафінізація?
33. Як відрізнити наявні в оливі механічні домішки абразивного характеру від неабразивних?
34. Що називається щільністю речовини? Що розуміють під відносною щільністю?
|
|
|
35. Яким вимогам повинно відповідати паливо?
36. Назвіть основні хімічні елементи що входять до складу палив, вкажіть приблизний вміст у відсотках.
37. Як визначити присутність води в оливі?
38. Як вимірюють щільність високов'язких нафтопродуктів?
39. Поясніть суть теорії органічного походження нафти.
40. Що таке нафта? Які види переробки нафти ви знаєте?
ТЕОРЕТИЧНИЙ КУРС
6. ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ТА ВИКОРИСТАННЯ МАСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ
6.1. ПРИЗНАЧЕННЯ МАСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І ВИМОГИ ДО НИХ
Галузі використання та призначення мастильних матеріалів дуже широкі. Окрім своєї основної функції – змащення тертьових поверхонь машин і механізмів – вони служать робочою рідиною в гідравлічних передачах, створюють електричну ізоляцію в трансформаторах, конденсаторах та масляних вимикачах, знижують вібрацію, шум, забезпечують герметизацію сполукових деталей від прориву газів, пари, або рідини тощо. Вказані функції можуть успішно протягом необхідного терміну виконуватися маслами тільки за умови, що їх якість буде задовольняти експлуатаційним вимогам.
Масла повинні мати:
· оптимальні в'язкісно-температурні властивості для полегшення запуску машин та механізмів у межах температур навколишнього середовища, які потребує експлуатація; для зниження тертя спрацювання та скорочення витрат енергоресурсів;
|
|
|
· добру змащувальну здатність для забезпечення надійного змащення на всіх режимах роботи машин та механізмів;
· необхідні антиокислювальні властивості, що забезпечують мінімальну зміну хімічного складу масла в процесі його роботи;
· добрі миюче-диспергуючі властивості з метою зниження схильності до утворення різноманітного роду відкладень на нагрітих металевих поверхнях і в системі мащення (лаки, нагари, осади);
· високі протикорозійні властивості по відношенню до конструкційних матеріалів, особливо кольорових металів та сплавів при робочих температурах масла;
· достатні захисні властивості для захисту металевих поверхонь від атмосферної корозії у неробочий період машин та механізмів;
· стійкість до процесів випаровування, спінювання та утворення емульсій.
Крім того, мастильні матеріали не повинні негативно впливати на ущільнюючі матеріали, а також не викликати забруднення навколишнього середовища.
Високі вимоги, що ставлять до якості масел, досягаються шляхом вибору необхідної масляної основи (базового масла) та додаванням до неї комплексу присадок.
6.2. ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ ПРО ТЕРТЯ ТА СПРАЦЬОВУВАННЯ
Добре відомою причиною опору відносного руху двох контактуючих тіл є тертя, на подолання якого витрачається енергія. Мірою тертя є кількість енергії, розсіяної на одиницю шляху, воно має розмірність сили й чисельно дорівнює силі тертя.
Тертя виникає в місцях стикання поверхні тіл незалежно від того, перебувають вони в русі чи в спокої. Залежно від характеру переміщення тертьових деталей розрізняють:
· тертя спокою,
· тертя руху.
В свою чергу останнє поділяють на:
· тертя ковзання — це тертя руху двох твердих тіл, коли швидкості тіл у точках контакту різні за величиною й напрямом, або за величиною або напрямом (тертя між вкладишем підшипника й цапфою, між поршнем та гільзою тощо);
· тертя кочення — це тертя руху двох твердих тіл, коли швидкості тіл у точках дотику однакові за величиною та напрямом (тертя в кулькових та роликових підшипниках).
Іноді обидва види тертя проявляються разом, коли кочення супроводжується ковзанням, наприклад у зубчастих передачах.
Залежно від наявності мастильного матеріалу розрізняють:
· тертя без мастильного матеріалу,
· тертя з мастильним матеріалом.
Особливості тертя без мастильного матеріалу визначаються фізичною та хімічною природою поверхонь, що перебувають у контакті. Поверхня деталей різних механізмів не буває ідеально гладкою. Навіть після шліфування на поверхні металу зберігаються нерівності у сотих і навіть десятих долях мікрометра. Незмащена поверхня завжди вкрита адсорбованими на ній поверхневими шарами різноманітного походження, від яких залежить сила тертя. Розрізняють внутрішні поверхневі шари, що включають основний матеріал і механічно зміцнений шар, та «зовнішні поверхневі шари», що складаються із забруднень, адсорбованих газів та оксидів. Склад, структура й товщина різних поверхневих шарів окрім якостей основного матеріалу залежать також від підготовки поверхні й від навколишнього середовища.
Тертя без мастильного матеріалу має молекулярно-механічну природу. На площадках фактичного контакту поверхні діють сили молекулярного притягання, що утворюють адгезійні зв'язки. Сили адгезії прямо пропорційні площі фактичного контакту. При прикладанні тангенціальної сили, що викликає відносне ковзання двох тіл, адгезійнї зв'язки руйнуються. Одночасно відбувається деформування поверхневих шарів.
У цьому випадку сила тертя F обумовлена механічною та молекулярною взаємодією:
| (6.1) |
де а — середня інтенсивність молекулярної складової сили тертя;
Sф — фактична площа контакту;
b — коефіцієнт, що характеризує механічну складову силу тертя;
Р — сила тиску.
Відношення сили тертя до сили тиску являє собою коефіцієнт тертя:
| (6.2) |
Коефіцієнт тертя без мастильного матеріалу орієнтовано складає 0,10—0,80. Тертя без мастильного матеріалу під час експлуатації машин веде до інтенсивного спрацювання, задирання поверхні тертя та заїдання механізму. Виникнення його на змащених поверхнях свідчить про те, що масло на даній ділянці перестало виконувати свої функції.
Наявність масла, що покриває мікрошорсткості поверхні, сприяє суттєвому зниженню сил, що втрачаються на подолання адгезійних зв'язків та на взаємну деформацію тертьових поверхонь. Тертя із мастильним матеріалом поділяють на:
· тертя при граничному мащенні,
· тертя при рідинному мащенні,
· тертя при напіврідинному мащенні.
При граничному мащенні поверхні сполукових тіл розділені шаром мастильного матеріалу до 0,1 мкм. При цьому якість плівки масла відрізняється від об'ємних якостей мастильного матеріалу. Але коефіцієнт тертя при граничному мащенні залежить не від в'язкості, а від наявності в ньому й ефективності поверхнево-активних речовин. За наявністю таких плівок сила тертя знижується в порівнянні з тертям без масла в кілька разів, а спрацювання тертьових поверхонь зменшується в сотні разів. Механізм граничного мащення визначається в основному фізикою та хімією поверхні розділу тверде тіло — масло — тверде тіло.
Тертя при рідинному мащенні (рідинне тертя) характеризується наявністю між тертьовими поверхнями шару рідкого мастильного матеріалу, що перебуває під тиском.
Закон рідинного тертя базується на гідродинамічній теорії мащення, розробленій російським вченим М. П. Петровим у 1883 р. Згідно цієї теорії сила тертя при рідинному мащенні визначається такою залежністю:
| (6.3) |
де F – сила тертя при рідинному мащенні, Н;
η – динамічна в'язкість, Па·с;
S – площа стикання тертьових тіл, м2;
V – швидкість взаємного переміщення тертьових поверхонь м/с;
h – товщина масляного шару, м.
Наочне уявлення про умови переходу одного режиму до іншого дає графік залежності коефіцієнта тертя від числа Зоммерфельда (рис. ).
На даній кривій режим тертя при рідинному мащенні ІІІ і граничному мащенні І розділені режимом напіврідинного мащення ІІ, коли навантаження сприймається частково плівкою рідини, частково контактуючими нерівностями поверхонь.
Таке тертя має місце за наявністю одночасово рідинного та граничного мащення. Даний режим, як правило, реалізується на перехідних режимах роботи вузлів тертя.
Будь-яке порушення гідродинамічного режиму мащення створює несприятливі умови для роботи тертьових поверхонь. Найбільш несприятливим режимом є тертя при граничному мащенні. Воно характеризується мінімальною товщиною масляної плівки, високими значеннями коефіцієнта тертя (0,08 – 0,15), а також підвищеним спрацюванням тертьових пар.
Граничний режим мащення, як правило, реалізується у спряжних деталях механізмів, працюючих в умовах високих питомих навантажень, підвищених температур і порівняно низьких швидкостей ковзання (важко навантажені передачі, циліндро-поршнева група в районі верхньої мертвої точки тощо). Найвиразніше граничний режим проявляється в період запуску та зупинки механізмів.
Будь-який вид тертя, як правило супроводжується різноманітним за характером спрацьовуванням спряжених деталей. Під спрацьовуванням розуміють процес руйнування й відділення матеріалу з поверхні твердого тіла, або процес накопичення його залишкової деформації в умовах тертя, що проявляється в поступовій зміні розмірів або форми тіла.
Спрацювання – це результат процесу руйнування, виражений в одиницях довжини, об'єму, маси.
Залежно від режиму й умов розрізняють такі види спрацьовування:
· водневе,
· абразивне,
· окислювальне,
· внаслідок пластичної деформації,
· корозійне,
· кавітаційне,
· ерозійне,
· корозійно-механічне,
· при схоплюванні та заїданні,
· при фретінг-корозії та ін.
Характер руйнування залежить від видів взаємодіючих пар тертя (метали, полімери, мінерали тощо), типу відносного руху (ковзання, кочення, удар, вібрація та ін.).
При будь-якому з різних видів відносного руху може діяти один або кілька механізмів спрацьовування. Однак у більшості випадків проявляється основний вид руйнування, що визначає механізм спрацьовування. Наприклад, при чистому ковзанні пари метал-метал може переважувати абразивне або корозійно-механічне спрацьовування, в той час як при вібрації цієї пари виникає фретінг-корозія, до утворення якої по суті ведуть обидва вказаних механізми спрацьовування.
При роботі тракторів, автомобілів та сільськогосподарських машин та знарядь мають місце усі види тертя та спрацьовування. У різноманітних агрегатах та вузлах сільськогосподарської техніки одні види спрацьовування можуть протікати окремо чи разом, один вид може переходити в інший.
Найефективнішим засобом зниження тертя й спрацювання є правильний вибір мастильних матеріалів.
6.3. КЛАСИФІКАЦІЯ МАСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ
Надійна робота машин та механізмів в умовах впливу різноманітних факторів (температура, тиск, навантаження, швидкості відносного руху тертьових поверхонь та ін.) забезпечується застосуванням різних видів та сортів мастильних матеріалів.
За походженням усі мастильні матеріали поділяють на:
· нафтові чи мінеральні,
· органічні (рослинного або тваринного походження),
· синтетичні та змішані, що містять у своєму складі у різних співвідношеннях нафтовий і синтетичний компоненти.
За агрегатним станом розрізняють чотири групи мастильних матеріалів:
· рідкі,
· пластичні,
· тверді,
· газоподібні.
Звичайно під час експлуатації масло виконує одну чи кілька функцій. Тому в промисловості виробляють масла, що мають певне призначення й забезпечують у цій галузі найбільший ефект. Залежно від призначення масла поділяють на:
· моторні,
· трансмісійні,
· гідравлічні,
· індустріальні,
· іншого призначення.
7. МАСЛА ДЛЯ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ
7.1. УМОВИ РОБОТИ Й ВИМОГИ ДО ЯКОСТІ МАСЕЛ
Удосконалення конструкції двигунів, підвищення рівня форсування навантажувальних і швидкісних режимів їх роботи та розширення діапазону кліматичних умов експлуатації техніки ставлять високі вимоги до якості масла. Якість масла є одним з вирішальних факторів, що визначають працездатність двигунів внутрішнього згоряння.
Основним призначенням моторного масла є зменшення тертя, зниження спрацювання й запобігання задиру контактуючих поверхонь. Однак роль змащувального матеріалу в двигунах внутрішнього згоряння не обмежується цими функціями. Крім здатності адсорбуватися на поверхнях тертя з утворенням граничних змащувальних шарів моторне масло є тепловідводячим і хімічно активним по відношенню до матеріалів деталей середовищем, що набуває особливого значення в тяжких специфічних умовах роботи пар тертя що визначаються високими контактними тисками й швидкостями переміщення, температурними режимами, агресивністю середовища продуктів згоряння.
Умови роботи масла в двигуні внутрішнього згоряння різко відрізняються залежно від типу змащувального вузла тертя.
Так тиск поршневих кілець на стінки циліндра змінюється по ходу поршня в межах 0,5...2,0 МПа при швидкості ковзання від 0 (у верхній та нижній мертвих точках) до 15 м/с.
Тиск у зоні тертя підшипників колінчастого вала досягає 20—30 МПа. При цьому залежно від режиму роботи двигуна суттєво змінюється частота обертання колінчастого вала.
Високі контактні навантаження 500...700 МПа й вище характерні для пари тертя між кулачком й штовхачем механізму газорозподілення.
Важливим фактором, що характеризує умови роботи масла в двигуні є температура. Інтервал температур, при якому працює моторне масло, різноманітний, залежно від конструкції, режиму роботи двигуна й температури оточуючого середовища. Перед пуском двигуна в зимових умовах температура масла в картері й на поверхнях тертя знижується до —З0°С й нижче, а під час роботи на номінальному режимі перебуває в межах 80...110°С й вище. Масло зазнає високих термічних дій під час роботи двигуна при взаємодії з високотемпературними газами. Так температура газів у камері згоряння досягає 2500°С. Температура газів, які прориваються з камери згоряння у картер через ущільнюючу масляну плівку, в зоні циліндро-поршневої групи на такті стиску становить 150...450°С у карбюраторних двигунах й 500...700°С у дизелях. Різко підвищується теплова напруженість двигунів внутрішнього згоряння при використанні наддуву. Одним з основних критеріїв, що визначають вимоги до моторних масел, є температура поршня в зоні першого поршневого кільця. Для сучасних автотракторних двигунів з використанням сучасних високоякісних моторних масел вважається допустимою температура канавки першого поршневого кільця 220...240°С. Більш високі температури при тривалій експлуатації двигуна можуть викликати пригоряння поршневих кілець.
З підвищенням температури тертьових поверхонь погіршується змащувальна властивість через низьку в'язкість, спрацьовування в ньому присадки, збільшується кількість високотемпературних відкладень.
Для сучасних автотракторних двигунів характерні також низькотемпературні режими, пов'язані з частими пусками й зупинками, тривалою роботою на холостому ходу. При зниженій температурі циліндро-поршневої групи виникає небезпека конденсації в канавках поршня води й кислот з газів, що прориваються в картер. Краплини води, яка сконденсувалася на поверхнях поршневого кільця, підхоплюються потоком газу й разом із маслом потрапляють у картер двигуна. Підвищення вмісту води в картерному маслі погіршує умови його роботи, бо інтенсифікує утворення продуктів окислення, головним чином оксикислот—найбільш небажаних для двигуна. Крім того, при зниженій температурі поршня у воді, яка конденсується, розчиняються наявні в продуктах згоряння палива СО2, СО, SО2, SО3 та інші сполуки, утворюючи кислоти, що викликають інтенсивну корозію деталей двигуна.
Враховуючи все викладене моторне масло розглядають як складову змащувальної системи двигуна. Воно може довго й надійно виконувати свої функції лише при відповідності фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей тим термічним, механічним і хімічним впливам, яких масло зазнає в змащувальній системі двигуна й на поверхнях змащувальних та охолоджуваних деталей. Тільки при взаємній відповідності хіммотологічної системи «моторне масло — конструкція двигуна — умови експлуатації» може бути досягнута висока експлуатаційна надійність двигуна.
До якостей моторного масла для кожного типу двигуна внутрішнього згоряння залежно від умов його експлуатації ставиться ряд вимог, часто специфічних. При високих температурах моторні маслі повинні зберігати досить високу в'язкість для забезпечення необхідного режиму мащення й створення надійного ущільнення між поршнем і гільзою.
При низьких температурах навколишнього середовища в'язкіснотемпературні властивості масла повинні забезпечувати можливість легкого запуску двигуна.
В'язкість масла особливо важлива для створення гідродинамічного режиму мащення, наприклад у шатунних та корінних підшипниках колінчастого вала.
Для забезпечення мінімального спрацювання в умовах граничного мащення масла повинні мати здатність модифікувати тертьові поверхні й нейтралізувати утворені при роботі продукти кислотного характеру.
Через високі термічні впливи, яких зазнає масло в двигуні, ставляться високі вимоги до його окислювальних властивостей й антикорозійних якостей, особливо по відношенню до кольорових металів. Крім того, моторні масла повинні мати миюче-диспергуючу властивість по відношенню до нерозчинних забруднень у поєднанні з ефективною нейтралізуючою дією, забезпечуючи чистоту деталей у всіх температурних зонах двигуна.
В останній час велике значення надається захисним властивостям масла для двигунів, працюючих на низькотемпературних режимах, а також під час роботи з короткочасними і тривалими перервами в роботі.
До деяких моторних масел ставлять специфічні додаткові вимоги. Так масла, загущені в'язкісними присадками, повинні мати досить високу стійкість до механічної та термічної деструкції, для масел судових двигунів особливо важлива вологостійкість присадок й мала емульгованість з водою.
7.2. КЛАСИФІКАЦІЯ МОТОРНИХ МАСЕЛ
У наш час класифікація моторних масел регламентується ГОСТ 17479.1—85, згідно з яким система позначення масел включає кілька знаків: літеру «М» (моторне), цифровий індекс, що характеризує клас кінематичної в'язкості, потім ставлять літеру, що означає належність до групи за експлуатаційними властивостями.
Залежно від кінематичної в'язкості масла поділяють на класи.
Для літніх класів нормують границі в'язкості при 100°С, а для зимових − при 18°С. Всесезонні масла повинні одночасно задовольнити нормам в'язкості одного літнього та одного зимового класів. їх клас позначається дробом, у чисельнику й знаменнику якого вказують клас в'язкості зимового та літнього масел відповідно. Літера «з» вказує на наявність у маслі загущуючих присадок.
Залежно від рівня експлуатаційних якостей та області застосування масла поділяють на 6 груп (табл.7.1).
При цьому масла для карбюраторних двигунів мають індекс «1», а для дизелів — індекс «2». Універсальні масла, призначені для використання як у дизелях, так і в карбюраторних двигунах одного рівня форсування, цифрового індексу не мають.
Універсальні масла, що належать до різних груп, мають подвійне позначення, в якому перше характеризує якість масла як дизельне, друге — як карбюраторне.
Після основного позначення в дужках може бути вказано додаткове, що характеризує відмітні ознаки масла.
Групу дизельного масла за рівнем експлуатаційних властивостей оцінюють за ступенем форсування двигуна — середнього ефективного тиску й середньої швидкості поршня.
Розподіл карбюраторних двигунів за вимогами до якості масел виконують за параметрами, що характеризують рівень форсування цих двигунів, що визначаються літровою потужністю, ступенем стиску й частотою обертання.
Належність масел до тієї чи іншої групи встановлюють на основі результатів класифікаційних випробувань згідно ГОСТ 17479.1-85 на спеціальних одноциліндрових установках або повнорозмірних двигунах. Для масел різних груп встановлені норми на оціночні показники, передбачені методами випробувань. Порівнюючи результати моторних випробувань масла з цими нормами, визначають його приналежність до відповідної групи за експлуатаційними властивостями.
Таблиця 7.1
| Група масел | Рекомендована область застосування |
| А | Нефорсовані карбюраторні та дизельні двигуни |
| Б, Б1 | Малофорсовані карбюраторні двигуни, які працюють в умовах, що сприяють утворенню високотемпературних відкладень і корозії підшипників |
| Б2, В1 | Середньофорсовані карбюраторні двигуни, які працюють в умовах, що сприяють окисленню масла й утворенню всіх видів відкладень |
| В, В2 | Середньофорсовані дизелі, які працюють на маслах з підвищеними антикорозійними, протиспрацьовувальними властивостями масел та низькою схильністю до утворення високотемпературних відкладень |
| Г1 | Високофорсовані карбюраторні двигуни, які працюють у важких експлуатаційних умовах, сприяючих окисленню масла, утворенню всіх видів відкладень, корозії та іржавіння |
| Г, Г2 | Високофорсован дизелі без наддуву або з помірним наддувом, які працюють в експлуатаційних умовах, що сприяють утворенню високотемпературних відкладень |
| Д | Високофорсовані дизелі з наддувом, які працюють у важких експлуатаційних умовах, або коли використоване паливо вимагає застосування масла з високою нейтралізуючою здатністю, антикорозійними та протиспрацьовувальними властивостями, малою схильністю до утворення всіх видів відкладень |
| Е | Лубрикаторні системи змащування циліндрів дизелів, які працюють на паливі з високим вмістом сірки |
7.3. АСОРТИМЕНТ МОТОРНИХ МАСЕЛ
Масла для карбюраторних двигунів. Карбюраторні двигуни використовуються у легкових та вантажних автомобілях, автобусах, мотоциклах, мінітракторах, бензопилах та іншій техніці й характеризуються, як правило, швидкісними та навантажувальними, а значить і температурними режимами, які змінюються в процесі роботи. Це ставить підвищені вимоги до здатності масла запобігати утворенню як високо-, так і низькотемпературних відкладень, а також до антиокислювальних властивостей.
Основні характеристики масел для карбюраторних і дизельних двигунів наведені в табл. 7.2
Таблиця 7.2
| Показник | М-4З/6-В1 | М-8-В | М-6З/10-В | М-5З/10-Г1 | М-6З/12-Г1 |
| В’язкість кінематична, мм2/с при температурі: 100 °С –18 °С | 6±0,5 1100...2600 | 8±0,5 <20000 | 10±0,5 ≤9000 | 10–11 ≤6000 | 12 ≤10400 |
| Індекс в’язкості не менше | 125 | 85 | 120 | 120 | 115 |
| Зольність, %, не більше | 1,3 | 0,95 | 1,3 | 0,9 | 1,3 |
| Миючі властивості ПЗВ, бали, не більше | 1,0 | 0,5 | 0,5 | – | 0,5 |
| Лужне число, мгКОН/г, не менше | 5,5 | 4,0 | 5,5 | 5,0 | 7,5 |
| Корозійність на пластинах із свинцю, г/м2, не більша | 5 | 10 | 4 | – | відсутнє |
| Температура, °С: Спалаху, не нижче Застигання, не вище | 165 –42 | 200 –25 | 190 –30 | 200 –38 | 210 –30 |
Масло М-4З/6-В1 одержують на базі веретенного масла з композицією присадок. Високий рівень в'язкіснотемпературних властивостей забезпечує загущуюча присадка. Використовують як зимове масло для середньої кліматичної зони та всесезонне для північної кліматичної зони з температурою холодного пуску до −30°С.
Масло М-8-В є універсальним. Одержують його з суміші дистилятного й залишкового компонентів з композицією присадок. Це масло використовують як всесезонне для середньофорсованих карбюраторних двигунів легкових і вантажних автомобілів. У середньофорсованих дизельних двигунах його використовують як зимове масло.
Масло М-6З/10-В одержують з використанням високоякісних базових масел АСВ-5 або АСВ-6 та ефективними композиціями присадок. Є універсальним всесезонним довгопрацюючим для середньофорсованих карбюраторних і дизельних двигунів. Високі експлуатаційні властивості масла дозволяють використовувати його із підвищенним до 15... 18 тис. км пробігом автомобіля й 500 мотогодин роботи трактора.
Масло М-5З/10-Г1 виготовляють на основі індустріального масла з композицією миюче-диепергуючих, антиокислювальної загущуючої та інших присадок. Це масло є ефективним при всесезонному застосуванні від +30°С до – 35°С.
Масло М-6З/12-Г1 одержують на базі суміші мало-, середньо- і високов'язкого компонентів з композицією присадок, що забезпечують підвищені протиспрацьовувальні властивості, які включають зношення штовхачів, кулачків розподільного вала. Воно призначене для високо форсованих карбюраторних двигунів усіх типів легкових автомобілів і є всесезонним при використанні в кліматичних зонах з температурою навколишнього середовища від +40°С до – 25 °С
Масло моторне М-12 ТПУ (ТУ-38.401862-91) призначене для експлуатації двотактних двигунів мотоциклів, бензопил, човнів, насосів та іншої техніки. Його вводять у бензин у кількості 2 % для одержання паливнозмащувальної суміші. Застосування цього масла дозволяє вдвічі скоротити його втрату в порівнянні з іншими автотракторними маслами.
Масла для дизелів. Сучасні дизельні двигуни характеризуються великою різноманітністю типів, конструкцій та умов експлуатації. Тому асортимент дизельних масел охоплює всі групи експлуатаційних властивостей від А до Е, передбачених класифікацією. Особливістю дизельних масел є підвищені вимоги до рівня миюче-диспергуючих та антикорозійних властивостей. Основою дизельних масел є дистилятні, залишкові або компаундовані базові масла селективної очистки, які одержують з малосірчистих або сірчистих нафт. У всі дизельні масла вводять багатофункціональні присадки або композиції присадок. Показники якості масел для швидкохідних дизелів тракторів, комбайнів та автомобілів наведені в табл. 7.3.
Масла М-8-В2 і М-10-В2 застосовують в автотракторних дизелях без наддуву, що експлуатуються на дизельному паливі з невеликим вмістом сірки, відповідно при експлуатації їх взимку та влітку.
Масла М-8-Г2 і М-8-Г2призначені для автотракторних дизелів без наддуву і з наддувом, що мають підвищений рівень форсування. Потрібне для масел цієї групи підвищення температурних меж роботоздатності, миюче-диспергуючих, антиокислювальних, нейтралізуючих та протиспрацьовувальних властивостей досягається використанням у їх складі більш ефективних присадок та їх більшою концентрацією. Дизелі, що змащують цими маслами, експлуатують на дистилятних паливах із вмістом сірки до 0,5 %.
Масла М-8-Г2(К) і М-10-Г2(К) використовують відповідно взимку та влітку для експлуатації двигунів автомобілів КамАЗ, «Магірус—Дойц», автобусів «Ікарус», а також у всіх автотракторних дизелях, для яких застосовують масла М-8-Г2 і М-8-Г2. У порівнянні з маслами групи Г2 вони мають кращі миюче-диспергуючі та протиспрацьовувальні властивості.
Масла М-8-Д(м) і М-10-Д(м) у своєму складі мають високоефективні присадки у великих концентраціях. Вони забезпечують тривалу працездатність найбільш форсованих двигунів в особливо важких експлуатаційних умовах при використанні пального з підвищеним вмістом сірки.
Науково-дослідний інститут НП «Масма» розробив і передав у виробництво нові вітчизняні сорти і марки моторних масел Галол М-2040, Славол М-3042 та ін. В основу систематизації цих масел інститутом покладено принципи класифікації країн СНД (ГОСТ 17479.1-85) і елементи класифікації інофірм.
Таблиця 7.3
| Показник | М-8-В2 | М-10-82 | М-8-Г2 | М-10-Г2 | М-8-Г2(К) | М-10-Г2(К) | М-8-Д(М) | М-8-Д(М) |
| В’язкість кінематична при 100°С, мм2/с | 8±0,5 | 11±0,5 | 8±0,5 | 11±0,5 | 8±0,5 | 11±0,5 | 8–8,5 | ≥11 |
| Індекс в’язкості не менше | 85 | 85 | 85 | 85 | 80 | 85 | 102 | 90 |
| Лужне число, мгКОН/г, не менше | 3,5 | 3,5 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 8,5 | 8,2 |
| Миючі властивості ПЗВ, бали, не більше | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | – |
| Термоокислювальна стабільність при 250°С, хв., не більше | 50 | 80 | 60 | 90 | 60 | 60 | – | – |
| Зольність сульфоната %, не більше | 1,3 | 1,3 | 1,65 | 1,65 | 1,15 | 1,15 | 1,5 | 1,5 |
| Температура, °С: Спалаху, не нижче Застигання, не вище | 200 –25 | 205 –15 | 200 –25 | 205 –15 | 200 –30 | 205 –15 | 195 –30 | 200 –18 |
| Густина при 20°С, кг/м3, не більше | 905 | 905 | 905 | 905 | 905 | 905 | 897 | 905 |
7.4. КЛАСИФІКАЦІЯ ТА АСОРТИМЕНТ ТРАНСМІСІЙНИХ МАСЕЛ
Згідно з класифікацією (ГОСТ 17479.2—85) залежно від рівня в'язкості трансмісійні масла поділяють на 4 класи (табл. 7.4).
Таблиця 7.4
| Клас в'язкості | Кінематична в'язкість при температурі 100 °С, мм2/с | Температури, при якій динамічна в'язкість не перевищує 150 Па·с, °С, не вище |
| 9 | 6,0...10,99 | –35 |
| 12 | 11,0...13,99 | –26 |
| 18 | 14,0...24,99 | –18 |
| 34 | 25,0...41,0 | – |
У кожному класі встановлені допустимі границі кінематичної в'язкості при 100 °С та негативна температура, при якій ще забезпечується надійна робота трансмісій, бо динамічна в'язкість при цій температурі не перевищує 150 Па·с.
Залежно від експлуатаційних властивостей та рекомендованих галузей застосування масла для трансмісій автомобілів, тракторів та іншої мобільної техніки віднесені до 5 груп (табл. 7.5).
Таблиця 7.5
| Група масла | Склад масел | Рекомендована область застосування |
| ТМ-1 | Нафтові (мінеральні) масла без присадок | Циліндричні, конічні та черв’ячні передачі, що працюють при контактних напруженнях від 900 до 1600 МПа та температурі масла в об’ємі до 90°С |
| ТМ-2 | Мінеральні масла з протиспрацьовувальними присадками | Те ж, при контактних напруженнях до 2,100 МПа та температур-масла в об’ємі до 130°С |
| ТМ-3 | Мінеральні масла з протизадирними присадками помірної ефективності | Циліндричні, конічні, спірально-конічні та гіпоїдні передачі, які працюють при контактних напруженнях до 2500 МПа і температурі масла в об’ємі до 150°С |
| ТМ-4 | Мінеральні масла з протизаднрними присадками високої ефективності | Циліндричні, спірально-конічні і гіпоїдні передачі, що працюють при контактних напруженнях до 3000 МПа і температурі масла в об’ємі до 150°С |
| ТМ-5 | Мінеральні масла з проти- задирними присадками високої ефективності й багатофункціональної дії, а також універсальні масла | Гіпоїдні передачі, що працюють з ударними навантаженнями при кон- тактному тиску більш 3000 МПа і температурі масла в об'ємі до 150°С |
Згідно з ГОСТ 17479.2−85 передбачена також система позначень (маркування) масел для трансмісій. Трансмісійні масла маркують групою знаків, перша з яких позначається літерами ТМ (трансмісійне масло); друга група знаків позначається цифрами й характеризує належність до тієї чи іншої групи за експлуатаційними властивостями; третя − позначається цифрами, що характеризують клас в'язкості при температурі 100°С. При наявності загущуючої присадки додатково вказують індекс «з».
Відповідність класифікації трансмісійних масел ГОСТ 17479.2—85 продуктам діючого асортименту, що випускаються нафтопереробними підприємствами за різними нормативно-технічними документами, наведена в таблиці 7.6.
Таблиця 7.6
| Позначення за ГОСТ 17479.2-85 | Прийняте позначення | Нормативно-технічна документація |
| 1 | 2 | 3 |
| ТМ-1-8 | ТС-14,5 | ТУ 38 101110-81 |
| ТМ-1-18 | АК-15 | ТУ 38 001280-76 |
продовження табл. 7.6
| 1 | 2 | 3 |
| ТМ-2-9 | ТСп-10ЗФО | ТУ 38 101701-77 |
| ТМ-2-18 | ТЭп-15 | ГОСТ 23652—79 |
| ТМ-2-34 | ТС | ТУ 38 1011332-90 |
| ТМ-3-9 | ТСп-10 | ТУ 38 101809 |
| ТМ-3-18 | ТСп15К, ТАП-15В | ГОСТ 23652—79 |
| ТМ-5-9 | ТСз-9гип | ТУ 38 101238-89 |
| ТМ-5-34 | ТСгип | ОСТ 38 01260-82 |
| ТМ-5-123(рк) | ТМ-5-12рк | ТУ 38 101844-80 |
Найбільше розповсюдження в Україні одержали трасмісійні масла (класу в'язкості 18), що випускаються згідно з ГОСТ 23652 — 79 (табл. 7.7).
Таблиця 7.7
| Показник | ТЭп-15 | ТСп15К | ТАП-15В | ТСп-14гип | ТАД-17и |
| В'язкість кінематична при 100 °С, мм2/с | 15±1 | 16 | 15±1 | 14 | 17,5 |
| Масова доля активних елементів, %, не менше: фосфору сірки | 0,06 3,0 | – | – 1,2 (з ОТП) 1,9(з ЛЗ-23К) | – – | 0,1 2,7–3,0 |
| Змащувальні властивості на ЧКМ: індекс задира И3, не менше Навантаження зварювання Рс, Н Показник спрацювання Дн при осьовому навантаженні 392 Н при 20±5°С протягом 1 год, мм, не більше | – – 0,55 | 55 3479 0,50 | 50 3283 (*) | 60 3920 (*) | 58 3687 0,4 |
| Температура застигання, °С, не вище | –18 | –25 | –20 | –25 | –25 |
| Індекс в'язкості, не менше | – | 90 | – | 85 | 100 |
| Густина при 20°С, кг/м3, не більше | 950 | 910 | 930 | 910 | 907 |
7.5. ІНДУСТРІАЛЬНІ МАСЛА
З метою уніфікації, поліпшення якості й розширення виробництва індустріальних масел для промислового обладнання передбачена єдина система класифікації та їх позначення (ГОСТ 17479.4—87). Вона враховує міжнародні класифікації індустріальних масел за в'язкістю (ІSО 3448—75) та областями застосування мастильних матеріалів.
Згідно з ГОСТ 17479.4—87 залежно від призначення індустріальні масла поділяють на 4 групи: Л, Г, Н і Т, у кожну з яких входить значна кількість масел, які розрізняються за складом, фізико-хімічними та експлуатаційними властивостями.
Таблиця 7.8
Класифікація індустріальних масел за призначенням
| Група | Призначення |
| Л Г Н Т | Легконавантажені вузли (шпінделі, підшипники та спряжені з ними сполучення) Гідравлічні системи Напрямні ковзання Важконавантажені вузли (зубчасті та інші передачі, підшипники й спряжені з ними сполучення) |
Крім того, стандартом передбачено розподіл індустріальних масел на п'ять підгруп: А, В, С, Д і Е залежно від складу масла й рекомендованої області застосування (табл. 7.9).
Таблиця 7.9
| Підгрупа | Склад масла | Рекомендована область застосування |
| А | Нафтові масла без присадок | Шпінделі, підшипники, гідросистеми, напрямні ковзання, зубчасті передачі промислового обладнання, умови роботи яких не ставлять особливих вимог до антиокислювальних та антикорозійних властивостей масел |
| В | Нафтові масла з антиокислювальними та антикорозійними присадками | Ті ж агрегати й вузли, умови роботи яких ставлять підвищені вимоги до антиокислювальних та антикорозійних властивостей масел |
| С | Нафтові масла з антиокислювальними, антикорозійними й протиспрацьовувальними присадками | Ті ж агрегати й вузли з переважним тертям ковзання, а також вузли тертя, де використовуються антифрикційні сплави кольорових металів, умови роботи яких ставлять підвищені вимоги до антиокислювальних, антикорозійних та протиспрацьовувальних властивостей масел |
| Д | Нафтові масла з антиокислювальними, антикорозійними, протиспрацьовувальними й протизадирними присадками | Елементи промислового обладнання з переважним тертям кочення й ковзання й термонавантажені вузли з тертям кочення й ковзання, умови роботи яких ставлять підвищені вимоги до антиокислювальних, антикорозійних, протиспрацьовувальних та протизадирних властивостей масла |
| Е | Нафтові масла з иро-тистрибковими присадками | Напрямні ковзання високоточних автоматизованих верстатів, умови роботи яких ставлять підвищені вимоги до антиокислювальних, адгезій-них, протиспрацьовувальних, протизадирних та протистрибкових властивостей |
Залежно від величини кінематичної в'язкості при температурі 40°С індустріальні масла поділяють на 18 класів (табл. 7.10).
Таблиця 7.10
| Клас в'язкості | Кінематична в'язкість при 40°С, мм2/с | Клас в'язкості | Кінематична в'язкість при 40°С, мм2/с |
| 2 | 1,9...2,5 | 68 | 61...75 |
| 3 | 3...3.5 | 100 | 90...110 |
| 5 | 4...5 | 150 | 135...165 |
| 7 | 6...8 | 220 | 198...242 |
| 10 | 9...11 | 320 | 288...352 |
| 15 | 13...17 | 460 | 414.„506 |
| 22 | 19...25 | 680 | 612...748 |
| 32 | 29...35 | 1000 | 900... 1100 |
| 46 | 41...51 | 1500 | 1350...1650 |
Відповідно до класифікації для позначень індустріальних масел виділяють чотири групи знаків розділених між собою дефісом.
Знак першої групи — літера И вказує на приналежність масел до індустріальних, знаки другої групи (Л, Г, Н, Т) характеризують їх за призначенням, знаки третьої групи (А, В, С, Д і Е) — за експлуатаційними властивостями (див. табл. пред), знаки четвертої групи — цифри, що позначають клас в'язкості (див. табл.).
Асортимент індустріальних масел включає більше 90 найменувань. Найбільше розповсюдження в сільськогосподарському виробництві одержали мало- та середньов'язкі масла групи Л і Г без присадок.
Масла И-Л-А-7 і И-Л-А-10застосовують для змащення найбільш розповсюджених високошвидкісних вузлів та механізмів, замаслювання волокон і у виробництві масел різного призначення. Використовують також у гідравлічних системах різноманітних будівельних машин.
Масло И-Л-А-15служить для змащування шпінделів металорізальних верстатів, працюючих із частотою обертання до 5 тис. хв–1, підшипників малопотужних електродвигунів з кільцевою системою змащення, застосовують у гідросистемах верстатів і деяких сільськогосподарських машин. Використовують також для виготовлення масел з присадками та пластичних мастил.
Масла И-Г-А-32, И-Г-А-46, И-Г-А-68, И-Г-А-100застосовують як робочі рідини в гідравлічних системах верстатного обладнання, для змащування легко- та середньо-навантажених зубчастих передач, пресів, напрямних кочення та ковзання верстатів й інших механізмів, де не потрібні спеціальні масла.
У зв'язку із застосуванням у гідравлічних системах сучасного промислового обладнання фільтрів тонкої очистки вказані масла замінюють легованими мастильними матеріалами, що відповідають їм за в'язкістю
Масла И-Г-С-32 (ИГП-18), И-Г-С-46 (ИГП-30), И-Г-С-68 (ИГП-38, ИГП-49)призначені для гідравлічних систем верстатів, автоматичних ліній, пресів. Використовують також для змащування високошвидкісних коробок передач, мало- та середньонавантажених редукторів та черв'ячних передач, варіаторів, електромагнітних і зубчастих муфт та інших вузлів і механізмів із збільшеним у 2...4 рази строком зміни. При необхідності можуть використовуватися в гідравлічних системах сільськогосподарської техніки.
Особливу групу індустріальних масел являють змащувальні матеріали для напрямних ковзаннях високоточних металорізальних верстатів, умови роботи яких відрізняються високими навантаженнями й можливістю дуже низьких швидкостей руху. Тому змащувальні матеріали для напрямних металорізальних верстатів містять так звані антистрибкові присадки, що знижують тертя при відносно низьких швидкостях руху.
Для змащування напрямних ковзання (швидкість переміщення 0,016...3,3 мм/с) й кочення металорізальних верстатів, передач ходової гвинт-гайка, верстатів високої точності та інших, де потрібна рівномірність повільних переміщень без ривків, а також для змащування пневматичного бурильного інструмента застосовують масла И-Н-Е-68 (ИНСп-40), И-Н-Е-100 (ИНСп-65), И-Н-Е-220 (ИНСп-110).
Для зубчастих і черв'ячних передач, коробки передач, редукторів, моторедукторів, зубчастих муфт, працюючих при середніх та високих навантаженнях, у тому числі ударних, всіляких середньонавантажених елементів верстатного обладнання й автоматичних ліній використовують масла И-Т-Д-68 (ИРп-40), И-Т-Д-100 (ИРп-75) та И-Т-Д-220 (ИРп-150). Крім того, ці масла можна використовувати для змащування напрямних ковзання верстатів, за винятком верстатів високої точності, а також у циркуляційних системах змащення різноманітних механізмів, працюючих при підвищених навантаженнях.
ЛАБОРАТОРНІ ЗАНЯТТЯ
Лабораторна робота №6
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 228; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!