Читайте также:
|
Моторні оливи призначені для зменшення тертя, зниження спрацювання й запобігання задиру контактуючих поверхонь. Крім здатності адсорбуватися на поверхнях тертя з утворенням граничних змащувальних шарів, моторна олива частково відводить тепло від деталей двигуна.
Умови роботи оливи у двигуні внутрішнього згоряння різко відрізняються залежно від типу змащувального вузла тертя. Зокрема тиск поршневих кілець на стінки циліндра змінюється по ходу поршня у межах 0,5–2,0 МПа за 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 зміні частоти обертання колінчастого вала в межах 1200–5500 об./хв.
Високі контактні навантаження 500–700 МПа й вище властиві для пари тертя між кулачком й штовхачем механізму газорозподілення.
Інтервал температур, при якому працює моторна олива, різноманітний. Перед пуском двигуна в зимових умовах температура оливи в картері й на поверхнях тертя знижується до -30°С й нижче, а під час роботи на номінальному режимі перебуває в межах 80-110°С й вище. Олива 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 ущільнювальну оливову 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 олив, є температура поршня в зоні першого компресійного кільця. Для сучасних автотракторних двигунів з використанням сучасних високоякісних моторних олив вважається допустимою температура канавки першого компресійного кільця 220–240°С. Вищі температури впродовж тривалої експлуатації двигуна можуть спричинити пригоряння 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 низькотемпера-
турні 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 оливою потрапляють у картер двигуна. Підвищення вмісту води в оливі погіршує умови її роботи, бо інтенсифікує утворення продуктів окиснення, головним чином оксикислот – найнебажаніших 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 спричинюють інтенсивну корозію деталей двигуна.
Для забезпечення необхідного режиму мащення йстворення надійного ущільнення між поршнем і гільзою при високих температурах деталей двигуна, моторні оливи повинні зберігати досить високу в'язкість. При низьких температурах навколишнього середовища в'язкісно-температурні властивості оливи повинні забезпечувати можливість легкого запуску двигуна.
В'язкість оливи особливо важлива для створення гідродинамічного режиму мащення, наприклад у шатунних і корінних підшипниках колінчастого вала.
У міжнародній практиці для оцінки в'язкісно-температурної характеристики олив прийнято кількісний критерій, що називається індексом в'язкості (ІВ). Це умовний показник, який визначають порівнянням досліджуваної оливи з двома еталонними, в'язкісно-температурні властивості однієї з яких прийняті за 0, а другої – за 100 одиниць. З достатньою точністю ІВ можна визначити за допомогою номограми (рис. 1), знаючи значення кінематичної в'язкості в мм2/с при температурі 50 і 100 °С, та за формулою:
 |
, (15)
де u – кінематична в’язкість оливи, мм2/с, при температурі 40 °С з ІВ = 0 і що має при 100 °С таку ж кінематичну в’язкість, як випробувана олива; u 1 – кінематична в’язкість випробовуваної оливи, мм2/с, при температурі 40 °С; u 2 – кінематична в’язкість випробовуваної оливи, мм2/с, при температурі 40 °С з
ІВ = 100 і що має при 100 °С таку ж кінематичну в’язкість, як випробувана олива.
ІВ змінюється у межах 80–140 і чим він вищий, тим пологіша в'язкісно-температурна характеристика і тим краще олива пристосована для всесезонного застосування. В'язкість оливи в процесі роботи двигуна може як збільшуватися, так і зменшуватися, досягаючи відповідно верхньої та нижньої межі праце-
здатності. Підвищення в'язкості зумовлене накопиченням у ньому розчинних і нерозчинних продуктів окиснення, спрацьовуванням присадки, часток металів й пилу та сажі від згоряння палива, а також випаровуванням легких фракцій основи.
Роботоздатність моторних олив оцінюють верхньою та нижньою межею кінематичної в'язкості при 100°С. Олива вважається непрацездатною, якщо її в'язкість збільшилась по відношенню до початкового значення на 25 % для карбюраторних двигунів і на 35 % – для дизельних, або зменшилась на 20 % для обох типів двигунів.
При підвищенні в'язкості вище гранично допустимої норми олива повинна бути замінена свіжою з попередньою промивкою системи мащення. При цьому замінюють фільтрувальні елементи, очищують від відкладень відцентровий оливоочисник.
Для забезпечення мінімального спрацювання в умовах граничного мащення оливи повинні мати здатність модифікувати тертьові поверхні й нейтралізувати утворені при роботі продукти кислотного характеру.
Через термічні впливи, яких зазнає олива у двигуні, ставляться високі вимоги до її окиснювальних властивостей й антикорозійних якостей, особливо стосовно кольорових металів. Допускається зниження лужного числа у працюючій оливі не менше 2 мг КОН/г у карбюраторних і 3,5 мг КОН/г – у дизельних двигунах, а показник pH становить 5–6.
У поєднанні з ефективною нейтралізуючою дією моторні оливи повинні мати високу мийно-диспергуючу властивість стосовно нерозчинних забруднень, забезпечуючи чистоту деталей у всіх температурних зонах двигуна.
Диспергуюча властивість (ДВ) оливи підраховується в умовних одиницях за формулою:
, (16)
де d – середній діаметр центрального ядра, що відповідає розпливу краплі гарячої оливи на поверхні фільтрувального паперу, мм; D – середній діаметр зони дифузії, тобто кільця, окресленого нерозчинними в оливі продуктами забруднень навкруги центрального ядра, мм. Оливу необхідно замінити, якщо ДВ становлять менше 0,3.
Високі вимоги, що ставлять до якості олив, досягаються за допомогою вибору необхідної базової оливи та додавання до неї комплексу присадок.
Деякі присадки впливають на фізичні властивості (нахил до застигання, в'язкісно-температурні характеристики), інші надають масляним фракціям властивості, яких вони не мали (антикорозійні, протизадирні тощо). Як правило, в оливи вводять композиції присадок. За функціональним призначенням виділяють такі групи присадок: в’язкісні; депресорні; антифрикційні, протиспрацьовувальні й протизадирні; антиокиснювальні; мийно-диспергуючі; антикорозійні та захисні; протипінні та деемульгуючі.
Присадки, що поліпшують одночасно кілька властивостей мастильних матеріалів, називають багатофункціональними. При цьому назву присадки визначає лише її основне призначення.
Класифікація моторних олив згідно з ГОСТ 17479.1-85 складається з груп знаків, наприклад, М-6з/12-Г1. Літера М вказує, що олива моторна; цифри ха-
рактеризують класи кінематичної в’язкості при температурі мінус 18 та 100˚С (табл. 3); буква (А, Б, В, Г, Д, Е) вказує на групу за експлуатаційними властивостями (табл. 4), яка для дизельних двигунів оцінюється значенням середнього ефективного тиску і швидкості руху поршня, а для карбюраторних двигунів – ступенем стиску літровою потужністю й частотою обертання; цифровий індекс 1 – для бензинових двигунів, 2 – для дизельних, без індексу – універсальна олива.
Таблиця 3
Класифікація моторних олив за в’язкістю у відповідності з ГОСТ 17479.1-85
| Клас в'язкості | В'язкість кінематична при температурі 100°С, | В'язкість кінематична при температурі мінус 18°С, мм2/с (сСт), не більше | |
| не менше | не більше | ||
| 3з | 3,8 | - | |
| 4з | 4,1 | - | |
| 5з | 5,6 | - | |
| 6з | 5,6 | - | |
| 5,6 | 7,0 | - | |
| 7,0 | 9,3 | - | |
| 9,3 | 11,5 | - | |
| 11,5 | 12,5 | - | |
| 12,5 | 14,5 | - | |
| 14,5 | 16,3 | - | |
| 16,3 | 21,9 | - | |
| 21,9 | 26,1 | - | |
| 3з/8 | 7,0 | 9,5 | |
| 4з/6 | 5,6 | 7,0 | |
| 4з/8 | 7,0 | 9,3 | |
| 4з/10 | 9,3 | 11,5 | |
| 5з/10 | 9,3 | 11,5 | |
| 5з/12 | 11,5 | 12,5 | |
| 5з/14 | 11,5 | 13,0 | |
| 6з/10 | 9,3 | 11,5 | |
| 6з/12 | 11,5 | 12,5 | |
| 6з/14 | 12,5 | 14,5 | |
| 6з/16 | 14,5 | 16,3 |
Таблиця 4
Групи моторних олив за призначенням і експлуатаційними властивостями
| Позначення групи за ДСТ 17.479.1 | Характеристики, галузі застосування | |
| A | Нефорсовані карбюраторні двигуни і дизелі | |
| Б | Б1 | Малофорсовані карбюраторні двигуни, що працюють в умовах, що сприяють утворенню високотемпературних відкладень і корозії підшипників |
| Б2 | Малофорсовані дизелі | |
| В | В1 | Середньофорсовані карбюраторні двигуни, що працюють в умовах, що сприяють окисненню оливи й утворенню усіх видів відкладень |
| Продовження табл. 4 | ||
| В2 | Середньофорсовані дизелі, які працюють на оливах з підвищеними антикорозійними, протиспрацьовувальними властивостями олив та низькою схильністю до утворення високотемпературних відкладень | |
| Г | Г1 | Високофорсовані карбюраторні двигуни, що працюють у важких експлуатаційних умовах, що сприяють окисненню оливи й утворенню усіх видів відкладень, корозії та іржавінню |
| Г2 | Високофорсовані дизелі без чи з помірним наддувом, що працюють в умовах, що сприяють утворенню високотемпературних відкладень | |
| Д | Д1 | Високофорсовані карбюраторні двигуни, що працюють в експлуатаційних умовах, більш важких, ніж для олив групи Г1 |
| Д2 | Високофорсовані дизелі з наддувом, що працюють у важких експлуатаційних умовах, чи умовах коли застосовуване паливо вимагає використання олив з високою нейтралізуючою здатністю, антикорозійними і протиспрацювальними властивостями, малою схильністю до утворення усіх видів відкладень | |
| Е | Е1 | Високофорсовані карбюраторні й дизельні двигуни, що працюють в експлуатаційних умовах, більш важких, ніж для олив групи Д1 і Д2 |
| Е2 | Відрізняються підвищеної диспергуючою здатністю, кращими протиспрацювальними властивостями |
Оскільки двигуни внутрішнього згоряння зазнали значних конструктивних змін і їх застарілі модифікації майже не використовуються, то й оливи перших експлуатаційних груп (А і Б) не виготовляють.
Згідно з ТУ вітчизняних виробників марки моторних олив містять елементи міжнародних класифікацій, зокрема SAE (Society of Automobile Engineers) та АРІ (American Petroleum Institute). Наприклад, Азмол М-15/4040, де буквені позначення вказують на торгову марку виробника; літера М – моторна олива; цифри – дві для сезонних олив і для всесезонних чотири, що характеризують класи динамічної й кінематичної в’язкості згідно з SAE (індекс W не вказується); передостання цифра вказує на експлуатаційні властивості згідно з ГОСТ 17479.1 (1-група А; 2- група Б; 3- група В; 4- група Г і т.д.); остання цифра 1 – для бензинових двигунів, 2 – для дизельних двигунів, 0 – універсальна олива.
Згідно з SAE (табл. 5) та API марки моторних олив також мають буквенно-цифрові позначення, наприклад, 10W-30 SF/СЕ. Цифри з індексом W вказують клас динамічної в’язкості при температурі мінус 18˚С, а без індексу – клас кінематичної в’язкості при температурі 100˚С. Літера S – для бензинових двигунів, С – для дизельних. Наступна літера після S або С (А, В, С, D, Е, F, G, H, J) вказує на групу за експлуатаційними властивостями.
Таблиця 5
Міжнародна класифікація моторних олив за в'язкістю SAE J 300
| Клас в'язкості | Низькотемпературна характеристика: динамічна в'язкість, МПа с, не більше | Високотемпературні характеристики: в'язкість | |||
| за методом ASTMD 5293 (віскозиметр CCS, імітація холодного пуску) | за методом ASTM D 4684 (віскозиметр MRV, прокачуваність) | кінематична при 100°С (за ASTM D 445), мм2/сек | динамічна при 150оС і швидкості зсуву 10-6 (за ASTM D 4683, D 4741 чи D 5481), МПа с, не менше | ||
| міні-мальна | мак-симальна | ||||
| 0W | 6200 при -35°С | 60 000 при -40°С | 3,8 | - | - |
| 5W | 6600 при -30°С | 60 000 при -35°С | 3,8 | - | - |
| 10W | 7000 при -25°С | 60 000 при -30°С | 4,1 | - | - |
| 15W | 7000 при -20°С | 60 000 при -25°С | 5,6 | - | - |
| 20W | 9500 при -15°С | 60 000 при -20°С | 5,6 | - | - |
| 25W | 13000 при -10°С | 60 000 при -15°С | 9,3 | - | - |
| - | - | 5,6 | 9,3 | 2,6 | |
| - | - | 9,3 | 12,5 | 2,9 | |
| - | - | 12,5 | 16,3 | 2,9* | |
| - | - | 12,5 | 16,3 | 3,7** | |
| - | - | 16,3 | 21,9 | 3,7 | |
| - | - | 21,9 | 26,1 | 3,7 | |
| * Для класів SAE 0W-40, 5W-40 і 10W-40 ** Для класів SAE 15W-40, 20W-40, 25W-40 і SAE 40 |
Асоціація європейських виробників автомобілів (ACEA) також розробила маркування олив, наприклад, А2-96. У даній марці літера А вказує, що олива для бензинових двигунів, В – для легко- та Е – важконавантажених дизельних двигунів. Цифра – від 1 до 5, – характеризує експлуатаційні властивості. Номер року вказує на введення жорсткіших вимог для олив, які використовуються у сучасних двигунах.
У маркуванні олив, що виготовляються у Європейських країнах, зустріча-
ється старе позначення, розроблене комітетом виробників автомобілів країн спільного ринку (ССМС). Моторні оливи для бензинових двигунів позначаються літерою G, а для дизельних двигунів легкових автомобілів – РD, дизельних двигунів тракторів і вантажних автомобілів – D. Цифра – від 1 до 5 – аналогічно, як і за ACEA, характеризує експлуатаційні властивості.
Запитання і завдання для самоконтролю
1. Охарактеризувати призначення олив та їх класифікацію [1, с. 121-123]; [2, с. 134-138]; [4, с. 78-82]; [9, с. 20-28].
2. Дати порівняльну оцінку змішаного і граничного тертя. Вказати, в яких вузлах вони зустрічаються [1, с. 114-119]; [2, с. 128-133]; [4, с. 84-90].
3. Проаналізувати в'язкісні властивості олив [1, с. 125-130]; [2, с. 154-157]; [4, с. 90-93].
4. Поясніть суть процесу окиснення олив [1, с. 134-136]; [2, с. 157-162]; [4, с. 93, 94].
5. Встановити, від чого залежать зносостійкі властивості олив, і оцінити вплив присадок різного типу [1, с. 124]; [2, с. 166-168]; [4, с. 97, 98].
6. Проаналізувати вимоги до моторних олив [1, с. 144-146]; [2, с. 137, 138]; [4, с. 101, 102].
7. Навести класифікацію вітчизняних моторних олив і проаналізувати її відмінність від закордонної (АРІ або SАE) [1, с. 146-149, 153-156]; [8, с. 27-34].
8. Дати рекомендації із застосування олив у дизельних і карбюраторних двигунах відповідно до пори року і форсованості [1, с. 147-149]; [8, с. 34-36].
9. Охарактеризувати методику визначення марок моторних олив [4, с. 112, 113].
10. Окреслити процеси, які відбуваються в оливах під час їх роботи в двигунах [1, с. 156-158]; [2, с. 169-172]; [4, с. 113-119].
11. Охарактеризувати чинники, що спричиняють старіння олив у дизельних двигунах [1, с. 156-158]; [2, с. 169-172]; [4, с. 113-119].
12. За яким показником оцінюються в’язкісно-температурні властивості моторних олив? Як він визначається? [1, с. 127]; [2, с. 155].
Дата добавления: 2015-11-14; просмотров: 623 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Експлуатаційні властивості твердих палив | | | Експлуатаційні властивості трансмісійних олив |