Файл: Топливо и смазочные материалы.pdf

82 старением масла и с химическими превращениями его компонентов, попаданием в масло пыли, продуктов износа деталей, воды и несгоревшего топлива. Уменьшение количества и ухудшение качества работающего масла может привести к выходу современного высокофорсированного двигателя из строя.
При контроле качества масел используются предельные значения браковочных показателей состояния масла для автомобильных двигателей внутреннего сгорания (табл. 16). Выбор браковочных показателей зависит от типа двигателя режима его работы, качества применяемого масла и других факторов. Замен масла в двигателе необходима, если достигнуты предельные значения одного или нескольких браковочных показателей. Замену масла по фактическому состоянию производят на основе оценки экспресс-методами в лабораториях по контролю качества масел.
Вязкость масла, зависящая от изменения работоспособности систем двигателя, режимов его работы, качества эксплуатационных материалов, а также уровня технического обслуживания позволяет объективно оценить состояние сопряжений, узлов и агрегатов автомобиля.
Таблица 16
Предельные значения браковочных показателей работавших
моторных масел
Наименование показателей
Предельные значения браковочных показателей для двигателей бензиновых дизельных
Изменение вязкости, %: прирост снижение
25 20 35 20
Содержание примесей, не растворимых бензине, %, не более
1,0 3,0
Щелочное число, мг КОН/г, не менее
0,5-2,0 1,0-3,0
Снижение температуры вспышки, С, не более
20 20
Содержание воды, %, не более
0,5 0,3
Содержание топлива, %, не более
0,8 0,8
Диспергирующие свойства по методу масляного пятна, у.е., не менее
0,3-0,35 0,3-0,35

83
При диагностировании двигателей и коробок передач наибольшее распространение получил метод спектрального анализа масла, основанный на взаимозависимости показателей качества работавших масел и технического состояния двигателей.
5.4 ОСОБЕННОСТИ СИНТЕТИЧЕСКИХ И ПОЛУСИНТЕТИЧЕСКИХ
МОТОРНЫХ МАСЕЛ
Синтетические и полусинтетические моторные масла, обладающие по ряду эксплуатационных свойств лучшими, чем нефтяные
(минеральные) масла, показателями, находят в настоящее время все большее применение.
К достоинствам синтетических и полусинтетических моторных масел относятся:
1. значительно более высокий индекс вязкости, чем у минеральных масел аналогичных и даже лучших марок и сортов;
2. лучшая вязкостно-температурная характеристика некоторых синтетических масел в зоне отрицательных температур, а также более низкая температура потери подвижности обеспечивают более легкий пуск двигателей при более низких температурах окружающего воздуха;
3. меньшая склонность к образованию низкотемпературных отложений способствует нормальной эксплуатации двигателей в районах Крайнего Севера;
4. высокие показатели вязкости при рабочих температурах 250-300 0
С (в 3-5 раз выше равновязких им минеральных масел при температуре
100 0
С) обеспечивают гарантированные условия гидродинамической смазки до более высоких температур и термическую стабильность;
5. низкая испаряемость и малая склонность к образованию высокотемпературных отложений позволяют использовать эти масла в высокофорсированных теплонагруженных двигателях и при эксплуатации автомобилей в условиях жаркого климата;
6. синтетические масла обеспечивают хорошее состояние двигателя, так как характеризуются лучшими противоокислительными, диспергирующими свойствами и механической стабильностью, равными или лучшими (в зависимости от синтетической основы) противоизносными и противозадирными характеристиками;
7. большой срок службы синтетического масла до замены и меньший расход на угар сокращает его эксплуатационный расход на 30-
40 %;
8. применение синтетических моторных масел на 4-5 % снижает расход топлива благодаря созданию оптимальных условий трения.

84
Основные показатели нефтяного
(минерального) масла и синтетических моторных масел представлены в таблице 17.
Таблица 17
Основные показатели синтетических и минеральных моторных масел
Наименование показателей
Нефтяное
(минеральное масло)
Синтетические масла
Диэфир- ные
Полиалкен- гликолевые
Полисил- оксановые
Фторугле- родные
Вязкость кинематическая, при 100 0
С, мм
2
/с
2,5 3,2 3,2 3,5

85 вызывают набухание и размягчение резиновых прокладок, шлангов и др.
Полиалкенгликоли по своей структуре — простые полиэфиры с длинными цепями, получаемые взаимодействием различных гликолей и других спиртов с окисью этилена, окисью пропилена или их смесями.
Молекула полигликоля может содержать одну или несколько свободных гидроксильных групп, замена которых на алкильную эфирную группу приводит к получению эфиров полигликолей. Раз- личные радикалы, вводимые в молекулу полигликоля, влияют на свойства получаемых масел.
Полигликолевые масла, помимо лучших, чем у минеральных, противоизносных свойств, отличаются более пологой вязкостно- температурной характеристикой, более низкой температурой застывания, имеют высокий индекс вязкости, выдерживают высокие рабочие температуры (до 300 0
С), не провоцируют коррозии металлов, а также, в отличие от эфирных масел, не вызывают набухания и размягчения натуральной и синтетической резины.
Широкое применение синтетических масел на полигликолевой основе ограничивается только высокой стоимостью их производства.
Полисилоксаны (силиконы) — полимерные кремнийорганические соединения, находящие все более широкое применение в качестве специальных смазочных масел ижидкостей. В их основе лежит цепочка из чередующихся атомов кремния и кислорода. Углеводородные и другие органические радикалы различного строения закрывают боковые цепи атомов кремния. Практическое применение в качестве смазочных масел имеют полимеры с метильнымирадикалами
(метилполисилоксаны) и этильными радикалами (этилполисилоксаны).
Полисилоксаны отличаются низкой температурой застывания, имеют пологую вязкостно-температурную кривую, термостабильны.
Эти масла и масла на их основе химически инертны, не вызывают коррозию стали, чугуна, меди, латуни, бронзы, свинца и других металлов даже при нагревании до температуры 150 0
С. Однако у масел этой группы низкая смазывающая способность и противоизносные свойства, которые несколько улучшаются введением присадок. Поэтому полисилоксаны более перспективны в качестве рабочих жидкостей в гидравлических системах и гидроамортизаторах, а также для изготовления пластичных смазок.
Фторуглеродные масла получают путем замены в углеводородах всех атомов водорода фтором, а хлорфторуглеводородные масла — путем замены атомов водорода частично хлором, а частично фтором.
Фторуглеродные масла обладают хорошими смазочными

86 свойствами. Высокие термическая и химическая стабильность, инертность к кислотам и щелочам, минимальная коррозионная агрессивность позволяют использовать их в узлах трения, работающих при высоких температурах в атмосфере химически активных веществ.
Однако низкая температура кипения и высокая температура замерзания при очень крутой вязкостно-температурной кривой исключают их при- менение в качестве моторных масел.
Хлорфторуглеводородные масла характеризуются более высокой температурой кипения, лучшими вязкостно-температурными свойствами и смазывающей способностью, но несколько худшими термической и химической стабильностью.
Синтетические масла объединяют в себе свойства самых маловязких зимних и вязких летних классов (SAE 5W-50 и SAE 0W-40) и имеют обозначение Fully Synthetic, что переводится как «полностью синтетическое». Стоимость синтетических моторных масел в среднем в
2-3 раза выше минеральных. Тем не менее, применение их целесообразно не только с эксплуатационной точки зрения, но и с экономической, так как они обладают большим сроком службы в двигателях до замены и меньшим расходом на угар.
Полусинтетические моторные масла— это минеральные масла, улучшенные благодаря специальной технологии очистки и содержащие синтетические добавки или
30-40
% синтетической основы.
Обозначаются они как Semi-Synthetic. Такие масла обладают лучшими эксплуатационными свойствами и, конечно, дороже минеральных, однако дешевле полностью синтетических.
Переход на хорошо очищенные минеральные, полусинтетические и синтетические масла облегчает пуск двигателя при низких (до -40 °С) температурах и экономит 2-5 % топлива за счет снижения потерь на трение в гидродинамическом режиме смазки.
При всесезонной эксплуатации автомобиля ориентировочно могут быть рекомендованы к применению зимой масла вязкостью (по SAE)
0W-40, 5W-30 и 10W-40, а летом — 5W-50 и 15W-40. Однако эти общие рекомендации не учитывают всех особенностей состояния и условий эксплуатации конкретного автомобильного двигателя. В качестве температурных пределов применения некоторых всесезонных моторных масел можно ориентироваться на диаграмму, представленную на рисунке 15.

87
Рисунок 15 – Рекомендуемые температурные диапазоны применения
моторных масел различных классов вязкости по SAE
5.5 ПУТИ СНИЖЕНИЯ РАСХОДА МОТОРНЫХ МАСЕЛ
Основная доля потерь масла в двигателе внутреннего сгорания приходится на угар. Потери масла в результате его угара зависят от свойств топлива и масла, типа двигателя, технического состояния и режима эксплуатации автомобиля и др. Схема влияния физико- химических и эксплуатационных свойств моторного масла на его расход приведена на рисунке 16.
Угаропределяют как разность между количеством масла, залитым в двигатель, и количеством масла, слитым при его смене (с учетом количества, добавленного между сменами).
Нормативный расход масла G
M
связан с расходом топлива G
T
уравнением:
G
M
= kG
T
,
(11) где к - нормативный коэффициент расхода масла (для карбюраторных двигателей к=0,024; для четырехтактных дизелей
к=0,032; для двухтактных дизелей к=0,075).
По мере совершенствования конструкций двигателей и улучшения качества масел значение коэффициента снижается. Так, для двигателей автомобилей ВАЗ к=0,008.
Угар масла существенно зависит от состояния двигателя, степени износа его деталей (например, поршневых колец, некоторых уплотнительных элементов), а также от условий и даже манеры езды. С увеличением частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель (например, при движении по загородным трассам со

88 значительными скоростями) угар масла возрастает. Одновременно величина угара масла косвенно свидетельствует о техническом состоянии двигателя.
Рисунок 16 – Схема физико-механических свойств моторного масла на
его потери и угар
Уменьшение расхода масла достигается также понижением удельной (отнесенной к единице мощности) емкости системы смазки.
Такого эффекта добиваются за счет совершенствования конструкции двигателей (улучшение рабочего процесса, уплотнений цилиндро- поршневой группы и т.д.), а также уменьшения интенсивности старения масла (применение масел с большим запасом эксплуатационных свойств).

89
5.6 КЛАССИФИКАЦИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ
МОТОРНЫХ МАСЕЛ
Руководства по эксплуатации автомобилей допускают применение моторных масел различных фирм-производителей, объединенных общей классификацией по вязкостным и эксплуатационным свойствам.
На упаковке с названием фирмы-изготовителя обязательно присутствуют буквенные и цифровые обозначения.
Маркировка моторных масел российского производства производится по ГОСТ 17479.1-85. В соответствии с этим стандартом моторные масла по вязкости делятся на три класса (зимние, летние и всесезонные), а по эксплуатационным свойствам — на шесть групп, обозначаемых буквами А, Б, В, Г, Д и Е.
Зимние масла нормируются значением кинематической вязкости при температурах +100 0
Си -18 0
С, летние — при температуре +100 0
С.
Всесезонные масла обозначаются дробью, в числителе которой указывается класс вязкости зимнего, а в знаменателе — летнего масла
(табл. 18). Кинематическая вязкость при температуре -18 0
С определяется по номограмме до введения в действие стандарта на определение динамической вязкости при температуре ниже 0 0
С.
Рекомендуемые для применения в автомобильных двигателях группы моторных масел отечественного производства в зависимости от эксплуатационных свойств представлены в таблице 19.
Структура обозначений моторных масел включает группу букв и цифр. Буква «М» указывает на принадлежность к моторным маслам.
Следующие через дефис цифры характеризуют класс кинематической вязкости (см. табл. 18). При обозначении дробными цифрами в числителе указывается класс вязкости масла при температуре -18 °С, а в знаменателе — класс вязкости при температуре +100 °С. Прописные буквы после цифр указывают на принадлежность к группе масел по эксплуатационным свойствам (см. табл. 19). Индекс «1» у букв обозначает масла для карбюраторных двигателей, а «2» — для дизелей.
В необходимых случаях применяют дополнительные индексы: «з»
— масло, содержащее загущающую присадку; «цл» — для циркуляционных и лубрикаторных смазочных систем; «рк» — рабоче- консервационные масла; «20», «30» — значение щелочного числа и т.д.
Так, в обозначении масла отечественного производства М-8В, буква «М» означает вид смазочного материала (моторное масло); цифра
«8» — класс вязкости (летнее); буква с индексом «В,» означает, что по эксплуатационным свойствам масло относится к группе «В» и предназначено для смазывания среднефор-сированных карбюраторных