Строительные машины и оборудование, справочник





Автомобильные масла

Категория:
   Автомобильные материалы и шины

Автомобильные масла

1. Масла для двигателей и агрегатов силовой передачи

Масла, применяемые для смазки двигателя и агрегатов силовой передачи автомобиля, являются продуктами переработки нефти. Для получения того или иного масла из нефти или продуктов ее переработки выделяются определенные ее фракций, после чего они очищаются от нежелательных примесей; иногда после очистки для улучшения качества добавляются специальные вещества, которые называются присадками.

Очистка масел может быть сернокислотная и селективная. При сернокислотной очистке масло перемешивается с серной кислотой, во время чего нежелательные примеси образуют с ней смолистую густую тяжелую массу, которая оседает на дно и затем удаляется. Для удаления остатков кислоты масло обрабатывается щелочью, затем промывается водсй и нагревается для удаления остатков воды.



Очистка масел может быть сернокислотная и селективная. При сернокислотной очистке масло перемешивается с серной кислотой, во время чего нежелательные примеси образуют с ней смолистую густую тяжелую массу, которая оседает на дно и затем удаляется. Для удаления остатков кислоты масло обрабатывается щелочью, затем промывается водсй и нагревается для удаления остатков воды.

При селективной очистке к маслу добавляются специальные растворители, которые растворяют в себе такие нежелательные вещества, как асфальто-смолистые, сернистые соединения, органические кислоты и др., и затем вместе с ними удаляются из масла. После кислотной или селективной очистки масло очищают отбеливающей землей. Селективный способ обеспечивает более качественную очистку масла, чем сернокислотный.

В зависимости от того, какие фракции нефти использованы, какими способами они получены и очищены, добавлялись ли присадки, а также в зависимости от месторождения перерабатываемой нефти может быть получено масло с требуемыми качествами.

Основным назначением автомобильных масел является уменьшение потерь на работу трения в деталях и механизмах автомобиля и уменьшение их износов. Кроме того, смазывающее масло охлаждает трущиеся поверхности и очищает их от продуктов износа. В период, когда механизмы или отдельные их детали не работают (неподвижны), смазывающее масло должно образовать на них пленку, предохраняющую их от коррозии.

Уменьшение потерь на трение, т. е. уменьшение усилия на перемещение трущихся деталей путем их смазки, достигается благодаря тому, что трущиеся детали разделяются слоем масла. Масло должно прочно прилипнуть тонким слоем (пленкой) к трущимся поверхностям и удерживаться на них во время работы для того, чтобы не допустить непосредственного соприкосновения металла с металлом.

К этому всегда следует стремиться, так как здесь при вращении или перемещении трущихся деталей происходило бы так называемое жидкостное трение, т. е. взаимное трение частиц жидкости, в данном случае масла, а не металла о металл. При этом сохранились бы трущиеся детали и понадобилось бы небольшое усилие для того, чтобы приводить их в движение.

Однако практически в ряде сопряженных деталей жидкостного трения добиться трудно, и некоторое соприкосновение металла о металл имеет место. Чем выше удельное давление трущихся деталей, тем труднее разделить их масляным слоем. Коренные и шатунные подшипники двигателя, а также шестерни коробки передач и заднего моста и другие ответственные детали автомобиля работают с большими удельными нагрузками. Вследствие этого к маслам для смазки таких деталей предъявляются высокие требования.

Масла для двигателей должны также оОеспечивать надлежащее качество смазки в условиях высоких температур, которые отсутствуют в других агрегатах автомобиля. Некоторое количество масла, смазывающего цилиндры двигателя, неизбежно приходит в соприкосновение с горящей рабочей смесью. В этих условиях часть масла должна полностью сгорать, образуя минимальное количество нагара, уносимого отработавшими газами. В основном этим отличаются условия работы масла для смазки двигателя от масла для других агрегатов автомобиля.

Характерным для условий работы автомобильных масел является то, что их температуры до начала работы автомобиля и во время его работы значительно отличаются, особенно в зимнее время.

От автомобильного масла требуется, чтобы оно длительное время работало без ухудшения первоначального качества. Этим качеством будут определяться периодичность смены, расход масла, а также износ деталей.

В зависимости от свойств и назначения смазочные масла разделяются на две группы:
а) масла для двигателей;
б) масла для механизмов силовой передачи (коробок передач, главных передач и т. д.).

Масло для двигателя должно отвечать следующим основным требованиям:
1) обеспечивать прочную масляную пленку на трущихся поверхностях и обладать определенной вязкостью;
2) не вызывать коррозии деталей двигателя;
3) не создавать больших нагарообразований и смолистых отложений;
4) обеспечивать небольшой угар и испарение масла;
5) незначительно изменять вязкость при изменении температуры;
6) не содержать воды и механических примесей.

В соответствии с существующими стандартами для автомобильных карбюраторных двигателей выпускается несколько марок масел. АКЗп-6, АКЗп-10 и АК-Ю (ГОСТ 1862-51), АС-5 (ГОСТ 5239-51) и АСп-5, АКп-5. АСп-9,5 и АКп-9,5 (ГОСТ 5303-50).

В этих обозначениях буква А означает назначение масла —. автомобильное, а следующая, за ней буква обозначает способ очистки масла: К — кислотный или С — селективный. Если мае-ло изготовляется путем добавления специального загустителя, то ставится буква 3 — загущенное. Буква п указывает на наличие в масле присадки. После букв следует цифра, показывающая кинематическую вязкость масла в сантистоксах (сст) при 100°.

Указанные масла выпускаются взамен ранее выпускавшихся автолов 4, 6, 10 и имеют значительно лучшие эксплуатационные качества, чем автолы.

Из выпускаемых в настоящее время масел лучшими являются загущенные с комплексной присадкой масла АКЗп-6 и АКЗп-10.

Масло АКЗп-6 является зимним и обязательно должно применяться для автомобилей, работающих в северных районах.

У двигателя, заправленного маслом АКЗп-6, коленчатый вал легко провертывается при температуре до минус 40° без всякого подогрева. В этих случаях особо важно не допускать разжижения масла бензином при пуске, для чего следует применять качественный бензин, а также прогревать двигатель заливкой горячей воды в систему охлаждения или использовать специальные пусковые приспособления.

Масло АКЗп-10 может применяться летом и зимой на территории средней полосы СССР. Масло АС-5 необходимо применять зимой в средней полосе СССР. Для малоизношенных автомобильных двигателей оно может применяться также и летом. Масло АК-10 следует применять летом.

Масла АСп-5, АКп-5 должны применяться в зимнее время, а масла АСп-9,5 и АКп-9,5 в летнее время.

Для ориентировки можно указать, что масло АКЗп-6 выпускается вместо автола-4, остальные масла, в обозначении которых стоит цифра 5,— вместо автола-6 и с цифрами 10 и 9,5 — вместо автола-10.

Для форсированных автомобильных двигателей ЗИС-110 должны применяться специальные автомобильные масла, соответственно летнее и зимнее, вырабатываемые по ГОСТ 3829-51.

Для двигателей автомобилей М-20 «Победа», ЗИМ и ГАЗ-51 рекомендуется также высококачественное машинное масло СУ.

Для автомобильных двигателей с воспламенением от сжатия (ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206) выпускается зимнее и летнее дизельное масло с присадкой по ГОСТ 5304-50, удовлетворяющее особенностям конструкции и условиям работы этих двигателей.

Масло для механизмов силовой передачи должно отвечать следующим основным требованиям:
1) обеспечивать прочную смазочную пленку на трущихся деталях при всех нагрузках, скоростях и температурах;
2) не вызывать коррозии деталей;
3) иметь достаточную подвижность при низких температурах;
4) не вспениваться в процессе работы;
5) не содержать механических примесей.

К трансмиссионным маслам также предъявляется требование длительной работы в механизмах без выделения осадков и ухудшения качеств.

Если масло не удовлетворяет указанным требованиям, то при работе механизмов будет наблюдаться шум шестерен, и на поверхностях зубьев будут появляться местные разрушения металла.

Отмеченные дефекты проявляются прежде всего в редукторах задних мостов, имеющих гипоидную пару.

Для смазки механизмов силовой передачи автомобилей (коробок передач, раздаточных коробок, главных передач и т. д.) применяются высоковязкие масла, представляющие собой в основном остаточное масло, получающееся при переработке нефти.

Основными видами таких масел являются: нигрол автотракторный летний и зимний, вырабатываемый по ГОСТ 542-50, и масло трасмиссионное по ВТУ 401-51.

Нигрол и масло трансмиссионное применяются для смазки механизмов силовой передачи грузовых автомобилей с цилиндрическими и спирально-коническими шестернями, работающими в условиях сравнительно невысоких скоростей и удельных давлений.

Для смазки коробок передач и рулевых механизмов легковых автомобилей применяются выпускаемые для этих целей по ГОСТ 4002-48 летние и зимние масла, специальные для коробок передач и рулевых механизмов.

Для смазки задних мостов легковых автомобилей с гипоидными передачами должно применяться специальное летнее и зимнее масло по ГОСТ 4003-48.

Замена масла для смазки механизмов силовой передачи автомобилей смесью автола с солидолом недопустима, так как пчи-менение такой смеси вызывает повышенные износы.

2. Физико-химические свойства масел

Физико-химические свойства автомобильных масел (так же, как и топлив) определяются несколькими показателями.

Вязкость является одним из основных свойств масла. Чрезмерно вязкое масло с трудом протекает или совсем не протекает в маслопроводной системе холодного двигателя, создает большое сопротивление при вращении коленчатого вала и вызывает ускоренный износ деталей двигателя. То же самое происходит и в агрегатах силовой передачи, где масло со слишком высокой вязкостью плохо разбрызгивается и не попадает в достаточных количествах к трущимся деталям.

Слишком малая вязкость масла не обеспечивает создания необходимой масляной пленки на трущихся поверхностях деталей, что также увеличивает их износ.

Вязкость масла зависит от температуры: с увеличением температуры вязкость уменьшается, а с уменьшением — увеличивается.

В связи с этим одно и то же масло может быть очень хорошим для применения летом и вовсе непригодным для применения зимой. Только этим объясняется необходимость выпуска и применения разных масел летом и зимой, на юге и на севере.

Для моторных, а также (в меньшей степени) для трансмиссионных масел важным показателем является изменение вязкости при изменении температуры.

Рис. 31. Шариковый вискозиметр

Для характеристики изменения вязкости в зависимости от температуры принято пользоваться величиной соотношения вяз-костей при 50° и 100°. Чем меньше это соотношение, тем выше качество масла, т. е. его вязкость при нагревании и остывании резко не изменяется.

Для определения вязкости масла в условиях автохозяйства может быть использован простой прибор — полевой шариковый вискозиметр ПВ-3 (рис. 31), который состоит из шести стеклянных трубок, металлической оправы 1 и держателя 2 с эбонитовой ручкой 3. Против пяти трубок на корпусе проставлены номера 1, 2, 3, 4, 5.

В трубку № 1 залит автол-4, № 2 — автол-6, № 3 — автол-10, №4 — авиамасло МС-20 и в трубку № 5 — авиамасло МС-24. Вязкость этих масел известна и приведена в таблице, наклеенной на крышке футляра вискозиметра.

Эти масла называются эталонными потому, что вязкость испытуемого масла определяется путем сравнения с вязкостью перечисленных масел (при одинаковой температуре).

В шестую трубку, через пробку, заливается испытуемое масло.

Во всех шести трубках помещены стальные шарики, наблюдая за падением которых производят сравнительные определения вязкости испытуемого масла.

Буква «В» на оправе вискозиметра указывает «верх», а «Н» — «низ».

Оправа вращается в держателе на винтах и перевернутом состоянии она запирается штифтом, входящим в углубление.

Вискозиметр устанавливают вертикально. Когда шарики в трубках опустятся до дна, оправу вискозиметра резко поворачивают на 180°, наблюдая за скоростью опускания шариков.

Для оценки очистки масла от смолисто-асфальтовых веществ наиболее характерным является определение их коксуемости, т. е количества кокса, образующегося при выпаривании масла досуха.

В стандартах на масла предусматривается определение коксуемости в специальном приборе, где после выпаривания масла остаток взвешивается и определяется процентное содержание его в масле.

Для масел с присадками коксуемость не определяется, так как в случае выпаривания такого масла часть присадки переходит в кокс и этим искажается показатель коксуемости.

Зольность определяет в масле содержание солей, органических и минеральных кислот и других минеральных веществ, которые в небольших количествах могут оставаться в масли после их очистки. Величина зольности целиком зависит от тщательности очистки масел при их изготовлении. Масла с повышенной зольностью дают увеличенное нагарообразование и более твердый по структуре нагар, тем самым увеличивается износ деталей двигателя.

Количество золы определяется выпариванием масла, прокаливанием на пламени полученного остатка и взвешиванием его. Вес остатка, выраженный в процентах к весу масла, взятого для выпаривания, определяет содержание золы.

Следует отметить, что для масел с присадками в стандартах ограничивается не максимальное содержание золы, а минимальное, т. е. чтобы ее было не меньше указанного количества.

Такое противоположное требование объясняется тем, что присадки содержат в себе неорганические вещества, и поэтому при добавлении их к маслам зольность последних возрастает.

Таким образом, зольность масла с присадкой меньше уста-’ новленной нормы указывает на недостаточное содержание присадки в масле.

Коррозийные свойства масел характеризуются кислотным числом, а также содержанием водорастворимых кислот и щелочей.

Ввиду сильного коррозирующего действия водорастворимых кислот и щелочей их присутствие в автомобильных маслах не допускается. Наличие их определяется химическим путем при помощи специальных жидкостей. Их можно также выявить по изменению цвета отполированной пластинки из красной меди, которую погружают на некоторое время в подогретое масло.

Кислотное число масла характеризует наличие в нем свободных органических кислот. Органические кислоты практически не действуют на чугун и сталь, но при повышенных температурах рызывают сильную коррозию цветных металлов, особенно подшипников из свинцовистой бронзы. Кислотность свежих масел незначительна, в процессе же пребывания масла в двигателе она увеличивается.

Кислотное число определяется количеством миллиграммов едкого кали, требующегося для нейтрализации кислоты, находящейся в 1 г масла.

Механическими примесями считаются все вещества, присутствующие в масле в виде осадка или во взвешенном состоянии, которые задерживаются фильтром при фильтровании масла, растворенного в бензине или бензоле.

Механические примеси увеличивают износ деталей, засоряют маслопроводы и маслофильтр. Наличие механических примесей в масле определяется путем фильтрования разбавленной бензином пробы масла и взвешивания фильтра до и после фильтрования. Разница в весе дает представление о количестве механических примесей в масле. В отработавших маслах наличие механических примесей является одним из важнейших показателей, характеризующих загрязненность масла.

Присутствие воды в маслах во время работы двигателя вызывает образование пены и эмульсии, заполняющих масляные каналы и ухудшающих интенсивность и условия смазки трущихся поверхностей. Кроме того, присутствие воды приводит к коррозии смазываемых деталей.

Особенно недопустимо присутствие воды в масле в зимнее время, так как вода, отстаиваясь внизу, при замерзании может вызвать поломку масляного насоса.

Определение количества воды в масле может быть произведено путем его разбавления бензином и последующей перегонкой или отстаиванием.

Температурой вспышки определяется содержание в масле легкокипящих или легкоиспаряющихся фракций, а также пригодность масла для работы в соприкосновении с сильно нагретыми поверхностями — склонность его к нагарообразованию.

Лучшие масла имеют более высокую температуру вспышки.

Смазочных качеств масел температура вспышки не характеризует.

Температурой застывания называется температура, при которой испытуемое масло в условиях опыта загустевает настолько, что при наклоне пробирки с маслом под углом 45° уровень его остается неподвижным в течение одной минуты. Таким образом, температура застывания имеет условное значение, так как при иных условиях опыта (например, при большем диаметре пробирки или при другой продолжительности наблюдения) уровень масла будет оставаться неподвижным уже при другой температуре.

Различие в цвете одного и того же наименования свежего масла является признаком, характеризующим степень его очистки. Цвет масла выражается толщиной слоя масла (в миллиметрах). Чем большее число миллиметров, тем оно светлее и лучше очищено.

Цвет работавшего масла с достаточной точностью характеризует возможность его дальнейшего использования.

Вследствие увеличения содержания в масле различного рода механических примесей, увеличения количества смол и химических изменений, ухудшающих смазывающие свойства, цвет масла изменяется в сторону потемнения.

Термоокислительная стабильность позволяет оценивать качество масел с точки зрения склонности их образовывать лакообразные отложения на деталях двигателя, в частности в зоне поршневых колец, вызывающие пр|горание последних. Термоокислительная стабильность выражается временем— в минутах. Чем длительнее это время, тем больше термо-окислителыная стабильность масла и тем меньше будет лакооб-разных отложений.

Маслянистость — способность масла создавать тонкую, прочную пленку на поверхности детали.

Маслянистость оценивают по коэффициенту трения и износу деталей путем испытания масла на специальных машинах трения. Чем меньше износ, тем выше маслянистость.

Маслянистость повышается присадками.

3. Присадки к маслам для двигателей

С усовершенствованием автомобильных двигателей к качеству масел стали предъявляться повышенные требования.

Нефтяные масла, получаемые путем выделения из нефтей определенных фракций и очистки их серной кислотой, отбеливающими землями или селективными растворителями, не удовлетворяют возросшим к ним требованиям. В связи с этим к маслам начали добавлять специальные присадки в количестве обычно до 3%, улучшающие их природные свойства и придающие им новые качества.

В зависимости от того, какое свойство улучшают или какое новое придают смазочным маслам присадки, они подразделяются на следующие группы:
1) вязкостные присадки, повышающие вязкость масел и одновременно обеспечивающие небольшое изменение вязкости при изменении температуры;
2) присадки, понижающие температуру застывания масел {депрессорные присадки). т. е. улучшающие подвижность масла при пониженных температурах;
3) противоокислительные (антиокислительные) присадки, повышающие устойчивость масел против окисления под действием кислорода воздуха и температур;
4) противокоррозийные присадки, уменьшающие коррозию смазываемых деталей;
5) присадки, повышающие смазывающие свойства масел и соответственно уменьшающие износы трущихся деталей и потери мощности двигателей на трение;
6) моющие присадки, предупреждающие загрязнение деталей двигателей отложениями, лакообразование на горячих поверхностях двигателей и пригорание поршневых колец;
7) противопенные присадки, уменьшающие возможность вспенивания масел при циркуляции их в масляных системах двигателей.

Чаще всего применяются не отдельные вышеперечисленные присадки, а такие, которые одновременно улучшают несколько свойств. Называют их многофункциональными, или комплексными, присадками. К таким присадкам относятся Циатим-330 и Азнии-4, улучшающие моющие, противокоррозийные и смазывающие свойства масел.

4. Изменение качества масла в двигателе

Количества и свойства масел во время работы постепенно меняются, в результате чего они становятся непригодными для дальнейшей работы.

Изменение свойств масел вызывается как физическими, так и химическими явлениями.

Вследствие износа трущихся частей масло постепенно загрязняется металлической пылью. При работе автомобиля масло загрязняется пылью, проникающей с воздухом, засасываемым в цилиндры двигателя. В результате конденсации имеющейся в воздухе влаги в масле увеличивается содержание воды.

Кроме загрязнения извне, масло претерпевает при работе и внутренние изменения. При чтом в нем появляются нерастворимые асфальты, растворимые смолистые вещества и органические кислоты.

В двигателе, кроме того, наблюдается коксование масла, образование нагара, выгорание более легких составных его частей, а также разжижение топливом.

Таким образом, качество масел при работе смазываемых ими механизмов непрерывно ухудшается, и их необходимо периодически менять. Масло в двигателе ухудшается и теряет свои смазывающие свойства быстрее, чем масло, применяемое для других механизмов, так как ряд факторов (действие высоких температур и др.) в двигателе проявляется в большей степени, а разжижение масла топливом наблюдается исключительно в двигателе.

Применение фильтров тонкой очистки масла и их регулярная смена, а также применение соответствующих сортов масел и бензинов и поддержание двигателя в исправном состоянии позволяют значительно удлинить сроки смены масла.

Вследствие повышения смолистости работающего масла, коксового числа и увеличения количества взвешенных частиц вязкость и удельный вес масла повышаются, а от разжижения топливом — понижаются.

Таким образом, в результате преобладания тех или иных явлений вязкость и удельный вес, в конечном счете, могут и повышаться и понижаться или в том случае, когда одни явления уравновешивают другие, остаться без изменений, несмотря на значительное изменение смазывающих свойств масла.

Из этого следует, что судить об изменении качества масла лишь по изменению его вязкости и удельного веса нельзя, так как это может привести к неверным заключениям.

Практические способы определения качества масла в двигателе могут быть различные. Выше дано описание упрощенного способа определения вязкости масла при по#ощи вискозиметра.

Наличие воды в масле может быть обнаружено путем нагревания пробирки с маслом до температуры 100—105°. В случае присутствия влаги масло будет вспениваться. Кроме того, пары воды, охлаждаясь, будут осаждаться мельчайшими капельками на холодных стенках верхней части пробирки.

Для определения содержания механических примесей в маслах пропускают через фильтровальную бумагу 50—100 см3 масла, разбавленного тройным количеством чистого бензина. По количеству задержанных фильтровальной бумагой механических примесей судят о степени загрязненности масла.

Наличие механических примесей в маслах может быть также проверено нанесением тонкого слоя масла на стекло и осмотром его на свет или растиранием масла между пальцами.

Читать далее:

Категория: - Автомобильные материалы и шины

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины