«Топливо и смазочные материалы» icon

«Топливо и смазочные материалы»


3 чел. помогло.
Смотрите также:
Программа дисциплины федерального компонента «Топливо и смазочные материалы» для студентов...
Компании
Индустриальные масла и смазочные материалы в металлургии и машиностроении...
Реферат по курсу «История развития нефтегазового дела» Тема: «Горение и топливо»...
Хранение гсм, правила хранения смазочных материалов и обращения с ними расположение склада...
Реферат тема: Топливно-смазочные материалы, технические жидкости...
Вопросы по разделам курса «Технология конструкционных материалов»...
Реферат тема: Топливно-смазочные материалы, технические жидкости...
Задачи анализа собственных оборотных средств...
Тема " расчет показателей производства и реализации продукции"...
Курсовая работа по дисциплине: «Автоматизация технологических процессов» на тему: «Автоматизация...
«Студентам, аспирантам, преподавателям»...



Загрузка...
страницы: 1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15
вернуться в начало
скачать

Как установлено выше, на ус­ловия работы моторного масла влияет содержание серы в топливе. В первом приближении можно считать, что количество вводимой присадки Со и группа моторного масла определяются двумя факто­рами — поршневой мощностью двигателя Кф и содержанием серы в топливе. Соответствующая схема приведена на рис. 7.4. Схема пос­троена для наиболее эффективных



композиций присадок.

Дизели по сравнению с карбюраторными ДВС предъявляют более жесткие требования к моторному маслу. К специфическим особен­ностям работы дизеля относят высокие удельные нагрузки на несу­щую поверхность масляной пленки, большую жесткость процесса сгорания, повышенные давления конца сжатия и сгорания, увеличен­ное количество картерных газов, а также повышенное содержание в них свободного кислорода и сернистых соединений. Эти особен­ности обусловливают необходимость применения в дизелях специаль­ных дизельных масел.

Неполнота сгорания топлива в дизелях ведет к образованию больших по сравнению с бензиновыми двигателями количества сажи и смол, в результате чего интенсивнее протекают процессы закоксовывания колец и загрязнения моторного масла. Это в значительной мере повышает требования к моющим свойствам масел (моющие присадки впервые были разработаны и использованы для дизелей). Масла для дизелей содержат моющую присадку в концентрации, в несколько раз большей, чем масла для бензиновых двигателей.

Некоторые дизельные топлива содержат повышенное количество сернистых соединений, частично переходящих в моторное масло и вызывающих активный коррозионный износ двигателя. Для нейт­рализации сернистых продуктов и снижения коррозионного износа в масло дизелей, использующих сернистое топливо, в больших количе­ствах вводят щелочные и антиокислительные присадки. Такие присадки имеют зольность 1 — 3 %.

Перечисленные особенности при выборе моторного масла для дизелей могут быть учтены по условному показателю А напряжен­ности работы масла в двигателе



где GTчасовой расход топлива, кг/ч; i — количество цилиндров; F—суммарная площадь поверхностей зеркала цилиндра, днища пор­шня и головки цилиндра, м2 ; Ne — эффективная мощность двигате­ля, кВт; GМ — емкость системы смазки, кг; Ка, Kb, Кп Кs Кт — соответственно коэффициенты, учитывающие количество рабочей смеси, способ охлаждения двигателя (жидкостной или воздушный), периодичность смены масла, содержание серы в топливе и техниче­ское состояние двигателя.

Для дизелей без наддува Kа-1, с наддувом Ка= 1,3, жидкост­ного охлаждения Кb =1, воздушного Кb - 1,7.

В зависимости от конструкции и режима работы двигателя изме­няется показатель А и соответственно меняются требования к мо­торному маслу. По величине A исходя из условий работы масел, их разделяют на четыре группы: первая группа (A < 150) соответ­ствует дизелям устаревших моделей, для них целесообразно приме­нять масла группы Б2 вторая группа (150 < А < 250) соответствует двигателям без турбонаддува с уменьшенной частотой вращения ко­ленчатого вала, в этих двигателях можно использовать масла группы Вг; третья группа (251 < А < 400) соответствует высокооборотным дизелям и дизелям с турбонаддувом, имеющим относительно низкую частоту вращения коленчатого вала; к четвертой группе (А > 401) относятся современные и перспективные дизели с турбонаддувом, форсированные по частоте вращения коленчатого вала. В этих двига­телях применяют масла группы Г2.

Окончательный выбор моторного масла производится заводом -изготовителем двигателя на основании квалификационных и эксплу­атационных испытаний, а также анализа работы первых промыш­ленных партий изделий. Поэтому в эксплуатации недопустимо применение моторных масел, не рекомендованных заводом-изго­товителем. В связи с этим необходимо отметить глубокую ошибоч­ность представления, что масло с более высокой концентрацией присадок (более высокой группы) дает лучшие результаты в эксплу­атации. Необоснованное применение масла более высокой группы может привести к повышенному износу, обусловливаемому, с одной стороны, увеличением зольности масла, ведущей к росту абразивного износа, а с другой — избыточной скоростью образования и истирания хемосорбированных защитных пленок на поверхностях трения.

^ Выбор масла для стационарных и двухтактных двигателей. Стационарные двигатели, используемые для привода электрогенера­торов, компрессоров, ирригационных насосов и пр., работают в течение длительного времени при постоянной, достаточно высокой нагрузке. При эксплуатации этих двигателей отмечаются недостатки, относительно редко встречающиеся в работе транспортных двигате­лей: отказ ныпускных клапанов из-за отложений нагара мл стержне и фасках, неисправности свечей из-за короткого замыкания электродов нагаром и значительная потеря мощности. Эти дефекты имеют одну общую причину — работу двигателя на постоянном режиме, что способствует накоплению нагара. Для устранения этих недостатков в стационарных двигателях следует применять масла, обладающие высокой устойчивостью к окислению и хорошими моющими свойст­вами.

Отличительной особенностью двухтактных двигателей с кривошипно-камерной продувкой является то, что их смазка осуществ­ляется смесью бензина с маслом. Специфические требования к маслам для таких двигателей можно в основном свести к следующим: сохранение смазочных свойств в условиях сильного разбавления топливом и наиболее полное, без образования отложений сгорание вместе с топливно-воздушной смесью. Кроме того, масла для двух­тактных двигателей должны обладать растворяющей способностью по отношению к углеводородам, необходимой для очистки впускного тракта и особенно роликовых подшипников кривошипно-шатунного механизма от смол, содержащихся в топливе.

Необходимы также повышенные антикоррозионные свойства для компенсации воздействия влаги, обильно конденсирующейся из отра­ботавших газов при относительно низких температурах в картере, характерных для двухтактных двигателей (около 80 °С), поэтому должны использоваться специальные масла. В настоящее время ве­дутся интенсивные работы по созданию таких масел. При использо­вании масел существующих типов для двухтактных двигателей можно рекомендовать масло М-12-ТП (ТУ 38-40*666 — 87), содер­жащее присадки, обеспечивающие наиболее полное удовлетворение перечисленным требованиям. Следует строго соблюдать предусмот­ренную заводом-изготовителем двигателя дозировку при смешении масла с топливом, так как избыток масла, в частности, увеличивает количество отложений в двигателе.

^ Совместимость масла с конструкционными материалами. Под совместимостью понимается отсутствие или минимальное взаимо­действие между маслом и веществами, с которыми оно соприкасается в процессе работы. В практике применения моторных масел сов­местимость с конструкционными материалами обычно оценивают по коррозионным свойствам и воздействию на неметаллические ма­териалы. Коррозия возникает в результате комбинированного воз­действия на металл воды, кислорода, органических и минеральных кислот, сернистых соединений и других продуктов. Кроме разру­шения поверхности металла коррозия опасна тем, что образующиеся в результате ее твердые продукты (например, гидратированная окись трехвалентного железа Fe2U3 ■ Н2О) вызывают абразивный износ трущихся пар.

Вещества, входящие в состав моторных масел, могут оказывать интенсивное физическое и химическое воздействие на немаслостойкие резины, паронит и другие неметаллические материалы. В результате происходят набухание или усадка этих материалов, уменьшение их прочности, потеря эластичности, появление хруп­кости, образование трещин и т.п. Продукты разрушения неме­таллических материалов механически загрязняют масло, а в некоторых случаях образуют с ним коллоидные растворы, наруша­ющие нормальное функционирование системы смазки двигателя. С увеличением температуры и времени контакта эффект воздействия масла на неметаллические материалы возрастает.

Главным показателем, по которому оценивают совместимость мо­торного масла с неметаллическими материалами, является их набухаемость из-за проникновения растворителя (легких углеводородов, входящих в моторное масло) в пространство между молекулами этих материалов. Например, по техническим условиям при контакте с маслом в течение 5 ч при температуре 100 °С толщина прокладки не должна увеличиваться более чем на 15 %.

Набухаемость резинотехнических изделий зависит от группового состава масла и свойств каучука. Так, натуральный и некоторые виды синтетического каучука набухают значительно больше в аро­матических углеводородах, чем в парафиновых. На набухаемость сильно влияет температура, длительность контакта и др. В ДВС применяют резинотехнические и неметаллические материалы, обла­дающие повышенной стойкостью при контакте с маслами.

Синтетические масла отличаются более агрессивным воз­действием на резину, изготовленную из обычных сортов каучука. Некоторые цветные металлы, достаточно стойкие в нефтяных мас­лах, разрушаются синтетическими маслами. Эти масла разрушают изоляцию электрических проводов, в связи с чем их защищают маслостойкими лаками. Для уменьшения отрицательного взаимного влияния масла и конструкционных материалов в необходимых слу­чаях на их поверхности наносят покрытия.

Контрольные вопросы

1. Расшифруйте марку и укажите основные свойства масла М-63/10Г1. Почему использование дизельного масла в карбюраторном двигателе может понизим его надежность? 3. В чем отличие между рабоче-консервационным и консервационным маслами? 4. Перечислите достоинства и недостатки кремнийорганических масел в сравнении с нефтя­ными. 5. Каким образом учитывается наличие сернистых соединений в дизельном топливе при оценке теплонапряженности двигателя?


§ 7.4. Старение, угар и смена моторных масел


При работе двигателя происходят качественные и количественные изменения моторного масла. Качественные изменения обусловлены физическими и химическими прицепами, протекающими в двигате­ле, и определяются общим понятием «старение масла». Количественные изменения сводятся к уменьшению запаса масла в маслосистеме и определяются понятием «угар масла». В результате ста­рения в определенный период времени качественные показатели масла выходят за пределы допусков и возникает необходимость в полной замене масла в маслосистеме. В результате угара возникает необходимость долина масла в маслосистему.

Старение масла представляет собой сложный многофункциональ­ный и многостадийный процесс физических и химических превра­щений, происходящих вследствие двух основных причин: внутренних — обусловливаемых нарушением стабильности масла (испарение, окисление, полимеризация, разложение углеводородов базового мас­ла, срабатывание присадок) и внешних — обусловливаемых загряз­нением масла механическими примесями, водой, топливом и продуктами его сгорания.

Окисление масла протекает неравномерно по времени. В свеже-залитом масле накопление продуктов старения протекает наиболее быстро и называется динамическим окислением. Это объясняется интенсивным окислением самых неустойчивых компонентов масла. Затем старение постепенно замедляется и стабилизируется на опре­деленном уровне и называется стабилизацией старения. Причиной стабилизации старения является то, что в результате окисления масла и последующей полимеризации окислившихся продуктов обра­зуются некоторые вещества, являющиеся замедлителями процесса окисления. Кроме того, на трущихся поверхностях образуются ад­сорбированные пленки из продуктов окисления масла, уменьшающие каталитическое воздействие металла на окисление.



Совокупность этих явлений приводит к тому, что масло ста­новится более стойким к окислению (рис. 7.5 — 7.8). Соответственно различают две стадии старения масла — неустановившуюся и стабилизированную.

В результате старения базового масла возрастают его вязкость и кислотность, частично компенсируемые адсорбцией кислородсодер­жащих органических соединений на нерастворимых в масле примесях



с последующим отделением образовавшихся компонентов в масляных фильтрах.

По мере старения масла происходит «срабатывание» содер­жащихся в нем присадок. Под этим термином понимают уменьшение содержания присадок в масле и потерю их работоспособности в результате разложения, взаимодействия с продуктами окисления мас­ла и сгорания топлива. Скорость срабатывания присадок зависит от степени форсирования двигателя и условий его работы, качества топлива (в первую очередь от содержания в нем серы) и моторного масла, а также качества самих присадок. При прочих равных ус­ловиях на скорость срабатывания влияет нейтрализация щелочных присадок продуктами, образующимися при окислении масла и при сгорании сернистого топлива, расход присадок на образование хемо-сорбированных слоев на поверхности металла (для противоизносных и противозадирных присадок), коагуляция присадок на механических примесях с частичным отложением их в системах фильтрации, вы­падение присадок в осадок и их механическая деструкция. Продукты окисления масла (например, смолы) обладают поверхностно-активными свойствами и могут связывать молекулы присадок в стабильные соединения. В результате снижается эффективность присадок и они могут выпадать в осадок (в этом заключается одна из причин повышения эффективности присадок при улучшении очистки масла). Такую же роль играет вода. Помимо этот вода обусловливает разрушение некоторых присадок вследствие гидролиза. Повышенная температура масла способствует разрушению присадок. При пониженной температуре и при эксплуатация непрогретого двигателя усиливается агрегатирование присадок, ведущее к нару­шению коллоидной стабильности раствора с выделением присадок из масла (это явление усиливается при налимий воды).


На рис. 7.9 приведен график, иллюстрирующий изменение со­держания в масле многофун­кциональной (антиокислительной, моющей и антикоррозионной) присадки ЦИТАМ-339.

Вязкостные присадки могут разрушаться под действием доста­точно больших (свыше 250 °С) температур и из-за механического воздействия (при энергичном пере­мешивании и высоких контактных напряжениях). При этом высоко­молекулярные полимеры с длинными боковыми цепями, сос­тавляющие основу вязкостных присадок, разрываются с образо­ванием более коротких цепей и вязкость масла уменьшается.

Срабатывание присадок является основным критерием, обусловливающим необходимость смены масла. При этом базовая часть масла, как правило, остается вполне качественной в течение длительного времени. Следовательно, в не­которых случаях (например, при затруднениях с доставкой свежих масел) можно компенсировать срабатывание присадок дополнитель­ными их дозами, вводимыми непосредственно в систему смазки двигателей. В этом отношении представляет интерес система дозированного ввода присадок с помощью микрокапсул с полуп­роницаемой оболочкой, через которую присадки в дозированном количестве постепенно поступают в масло.

^ Оценка старения. В результате старения масла показатели, ха­рактеризующие его положительные свойства (щелочность, ВТХ, мо­ющие, противоизносныс и противозадирные свойства), уменьшаются, а показатели, характеризующие отрицательные свойства (содержание нерастворимых примесей, кислотность), увеличиваются. Некоторые показатели (например, термоокислительная стабильность) могут оставаться практически неизменными. Процесс старения можно объективно охарактеризовать изменением вязкости, зольности, ще­лочности и содержанием механических примесей.

Зольность масла определяется количеством введенных в него зольных присадок. По мере старения (при отсутствии дол ива) ЗОЛЬ­НОСТЬ уменьшается вследствие расхода присадки на нейтрализацию продуктов окисления, ее адсорбции на частичках окисленного масла, механических примесях и поверхностях деталей.

Накопление в масле пыли, продуктов износа двигателя и других внешних загрязнений, обладающих достаточно высокой зольностью, уменьшает темп снижения зольности по времени работы двигателя.

Различают сгораемую, или органическую (продукты окисления масла) и неорганическую, или несгораемую (продукты износа, пыль, зола), части механических примесей. В процессе работы двигателя происходит накопление в масле как органических, так и неор­ганических примесей.

В нефтепродуктах количество механических примесей определя­ют растворением образца испытуемого продукта в растворителе, фильтрацией полученного раствора, определением массы нерастворившегося осадка на фильтре (эта масса характеризует общие механические примеси), сжиганием нерастворившегося осадка и определением массы несгораемых механических примесей. Разность между массой общих и несгораемых механических примесей опре­деляет количество сгораемых механических примесей.

Влияние старения моторного масла на надежность двигателя является многофакторным и сказывается в двух основных направ­лениях: в износе (механическом и коррозионном) и в образовании отложений. Эти явления взаимосвязаны: продукты износа интенсифицируют образование отложений, отложения усиливают износ двигателя.

Рассмотрим влияние изменения основных свойств и харак­теристик моторного масла при его старении на техническое состояние двигателя. В процессе эксплуатации вязкость масел, не содержащих загущающих присадок, возрастает вследствие накопления в них вязких продуктов окисления, а также частичного испарения наиболее легкокипящих углеводородов, обладающих наименьшей вязкостью.

При использовании масел со щелочными присадками для форсированных двигателей присадка может реагировать с продуктами окисления масла — образуются высоковязкие вещества. В этом слу­чае вязкость масла может возрасти до 150 %.

Например, за 200 ч работы дизеля на масле М-10Г2 при темпе­ратуре масла 115— 120°С его вязкость возрастает более чем в 2 раза. Увеличение вязкости ведет к росту механических потерь и соответствующему ухудшению мощностных показателей и эко­номичности двигателя. При отрицательных температурах масла увеличение вязкости приводит к выраженному масляному голоданию узлов трения (в особенности при низкотемпературных пусках).

Изменение вязкости загущенных масел определяется условиями протекания двух взаимно противоположных процессов: накопления продуктом окисления, выбывающих увеличение вязкости масла, и деструкции вязкостных присадок, ведущей к уменьшению его вязкости. В результате этого исходная вязкость может оставаться неизменной, увеличиваться или уменьшаться, по индекс вязкости масла всегда уменьшается (ухудшаются вязкостно-температурные ха­рактеристики). Изменение вязкости загущенного масла при старении оценивается по результатам его прокачки в заданных условиях через шестеренчатый насос лабораторной установки. Продукты окисления, накапливающиеся в масле по мере выработки ресурса, уменьшают его щелочность.

В процессе приработки трущихся пар и старения масла умень­шаются энергетические затраты на трение и снижаются темпы изно­са. Это обусловливается тем, что при трении на твердых поверхностях происходят металлофизические и химические превра­щения (оптимизация микроструктуры и микрорельефа, образование хсмосорбированных пленок), уменьшающие силы трения. Наряду с отрицательным влиянием на работу двигателей окисление масла дает и ряд положительных эффектов. Некоторые продукты окисления обладают высокой полярной активностью и благодаря этому, адсорбируясь на поверхностях трения, повышают смазочные и защитные свойства масла (к таким продуктам относятся, например, смолистые вещества, образующиеся при последовательном окислении и полимеризации углеводородов, входящих в масло). В итоге в на­чальный период работы масла его противоизносные и антифрикционные свойства улучшаются. Однако в дальнейшем происходит их ухудшение, вызываемое срабатыванием противоизнос-ных присадок, накоплением неорганических примесей (в том числе продуктов срабатывания зольных присадок) и внешних механических загрязнений.

Следует отметить, что некоторые инородные вещества, попадающие в масло, претерпевают изменения, не только снижающие их отрицательное влияние, но и приносящие в ряде случаев пользу. Например, инородные частицы размером до 3 мкм способствуют оптимизации микрорельефа поверхностей и их антифрикционному разделению. Более крупные частицы дробятся под действием высоких температур в камере сгорания и давлений в зазорах между трущимися поверхностями. На этих частицах адсорбируются моле­кулы масла и смолистых веществ.

^ Угар масла определяется разностью между количеством масла, залитого в двигатель, и количеством слитого из него при смене (t учетом количества масла, добавляемого в период между сменами). Угар масла обусловливается его сгоранием, испарением, утечками и I выбросом через систему вентиляции картера. Величина угара зависит I от свойств масла (испаряемости, вязкости), степени износа уплотнительных элементов, конструктивных особенностей и режим.1 работы двигателя. На величину угара влияют свойства масла, конструкция, условия эксплуатации и техническое состояние двигателя. Потери на испарение определяются физической стабильностью масла, которая зависит от его химического и фракционного составов, поэтому масла с широким фракционным со­ставом имеют повышенный расход на угар. Загущенные масла обладают повышенной испаряемостью маловязко­го базового масла, что увеличивает рас­ход этих масел на угар при работе двигателя на форсированных режимах. При уменьшении вязкости угар масла возрастает (рис. 7.10) вследствие увеличения протечек по уплотнительным элементам (в первую очередь по цилиндро-поршневой группе и по зазо­ру пары клапан — втулка).

Нормативный расход масла на угар <7М определяется в зависимости от расхода топлива Gт: Gv = kGT, где к — нормативный коэффициент расхода масла, равный 0,035 для автомобилей с кар­бюраторными двигателями, 0,06 — с четырехтактными дизелями, 0,075 — с двухтактными дизелями и 0,05 — для тракторов. Приве­денные значения к получены по среднестатистическим данным. При совершенствовании конструкции двигателя и улучшении качества масла значение к может быть существенно снижено. Например, для двигателей автомобилей «Жигули» всех моделей установлена норма к= 0,008, при этом фактически к = 0,0025 — 0,005 и менее.

Поставлена задача снижения величины к до значений 0,001 — 0,003.

Рекомендуется использовать в качестве параметра оценки расхода масла на угар величину удельного расхода масла GM, равную отно­шению расхода масла GM (кг) к произведению мощности двигателя Nе(кВт) на время его работы т(ч): gм = GM/Neт).

Существует теоретический предел снижения угара, определяемый потерями на испарение масла и обеспечение масляной пленки, до­статочной для герметизации уплотнений по кольцам и в зазоре клапан — втулка. Уменьшение расхода масла на угар ниже этого предела ведет к увеличению износа и .образования отложений.

Повышенный расход масла в дизелях по сравнению с карбюра­торными двигателями объясняется более интенсивным окислением масла из-за повышенного количества газа, поступающего в картер из надпоршневого пространства, и большим количеством кислорода, содержащегося в этом газе.

Угар возрастает с повышением частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель. Это объясняется увеличением подачи масла на стенки цилиндра, повышением количества масла, попада­ющего в надпоршневос пространство вследствие насос нот действия поршневых колец (рис. 7.11), и уменьшением пылкости масла из-за роста его температуры. Повышенный угар масла при движении ав-

томобиля на загородных трассах определяется этими обстоятельст­вами.

Угар может быть снижен при рациональной организации вентиляции картера, в частности путем соединения дренажных магистралей картера с впускным трактом (при этом должны исполь­зоваться маслоуловители).

Важным ресурсом снижения угара масла является усовершенст­вование конструкции маслосъемных и компрессионных колец. В частности, поршневые кольца с проточкой на внутренней поверх­ности имеют относительно небольшое осевое перемещение, благодаря чему снижено их насосное действие.

На рис. 7.12 приведен график, характеризующий изменение расхода масла по мере совершенствования конструкции гильз и поршневых ко­лец двигателя.

У технически исправного двига­теля основную (до 90 %) часть угара составляет масло, попадающее в надпоршневую часть цилиндра. Коли­чество этого масла зависит от характера и чистоты обработки цилиндро-поршневой группы и пары трения стебель клапана — втулка. Из рис. 7.13 следует, что при обкатке двигателя угар снижается. Это мож­но объяснить оптимизацией гео­метрии и микроструктуры поверхностей трения. По мере износа двигателя и накопления в нем отложений угар

возрастает (у предельно изношенного двигателя в 20 раз и более). С увеличением количества масла, попадающего в камеру сгорания, нарушаются условия смесеобразования, воспламенения и сгорания рабочей смеси (в частности, из-за «заброса» масла на электроды свечей и распылители форсунок), что вызывает ухудшение эко­номических и мощностных показателей двигателя, а также снижение его надежности. Следствием увеличения угара масла является мно­гократное повышение концентрации в отработавших газах токсичных ароматических углеводородов. Отсюда следует, что величина угара и токсичность отработавших газов коррелируются с техническим состоянием и износом двигателя и могут быть использованы для комплексного диагностирования.

Вследствие старения масла необходимо производить его регуляр­ную смену в двигателе. Оптимизация периодичности смены имеет большое экономическое значение. При необоснованном увеличении сроков смены масла ухудшаются его свойства, возрастают количество отложений в двигателе, его износ и расход масла на угар.

Периодичность смены масла определяется экспериментально и указывается в техническом паспорте в зависимости от времени рабо­ты двигателя (в мото-часах) или пробега автомобиля (в километрах). Такой способ задания смены масла не учитывает режимов работы двигателя. Более точно определяют сроки службы масла по количе­ству израсходованного двигателем топлива. Однако и этот вариант нельзя считать достаточно надежным, так как в данном случае не учитываются условия эксплуатации двигателя. Например, при высо­кой запыленности воздуха и недостаточно совершенной системе фильтрации периодичность смены масла должна определяться по накоплению в нем механических примесей. Качество масла ухудша­ется при отрицательных температурах окружающей среды, поэтому в зимних условиях и при эксплуатации в северных районах должна практиковаться более частая смена масла.

В двигателестроении имеется четкая тенденция увеличения срока службы масла, реализуемая путем повышения его качества и совер­шенствования конструкции систем смазки и двигателя в целом.

Например, в двигателе трактора Т-25 смена масла производится через 480 мото-часов при работе на масле М-8Г2, через 240 мото­-часов при работе на масле М-8В2 и через 120 мото-часов при работе на масле М-8Б2.

По расчетам массовое внедрение в народное хозяйство долгоработающего масла М-63/10В даст экономию в несколько миллионов рублей. За истекшие 5— 10 лет срок смены масла увеличился в карбюраторных двигателях в 1,5 — 2, в дизелях — в 2 — 4 раза. Лучшие нефтяные масла имеют срок смены до 18 тыс. км. Неко­торые перспективные синтетические масла — до 160 тыс. км (при условии обеспечения высокоэффективной фильтрации).

Возможность и целесообразность длительной работы двигателя без смены масла подтверждена экспериментальными данными.

В двигателях, работающих на газообразных топливах, длитель­ность бессменной работы масла увеличивается в 2 — 4 раза по срав­нению с двигателями, работающими на жидком топливе. Это объясняется меньшим количеством загрязнений, попадающих в масло (в 5 раз меньше, чем в карбюраторных двигателях, и в 10—20 раз меньше, чем в дизелях), меньшей скоростью срабатывания присадок и меньшим повышением вязкости масла при наработке ресурса (так как в масле накапливается меньше продуктов неполного сгорания топлива, окисления и полимеризации).

В практике моторостроения срок службы масла в двигателе опре­деляется путем анализа периодически отбираемых из двигателя проб масла и определения величины отклонения отдельных показателей качества масла от их номинальных значений — так называемых «браковочных» показателей. При достижении предельно допустимых величин браковочных параметров (табл. 7.11) масло подлежит за­мене.

Показатель

^ Значение показателя

бензиновые

двигатели

дизели

Изменение вязкости, %:




прирост

25

25

снижение

20

0

Содержание нерастворимых примесей, %, не более

1,О

3,0

Щелочное число, мг КОН/г, не более

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

о,«

Диспергирующие свойства по методу масляного пятна, усл. ед., не более

0,3—0,35

0,3—0,35


'Большие значения для масел высших групп.

Таблица 7.11


Контрольные вопросы

I. Перечислите отрицательные и положительные изменения в свойствах масла при его окислении. 2. Что такое «стабилизация старении» масла и двигателе и почему она происходит? 3. Как и почему изменяется вязкость масел (незагущенных и загущенных) при работе в двигателе? 4. Почему у загущенных масел увеличен расход на угар (и сравнении печаточными)? 5. Что служит браковочными признаками, определяющими не­обходимое il смены масла?

^ ГЛАВА 8 ТВЕРДЫЕ И ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ

Характерная особенность твердых и пластичных смазочных ма­териалов состоит в том, что эти материалы находятся в агрегатном состоянии, исключающем, при соблюдении заданных условий экс­плуатации, их вытекание из узла трения. Благодаря этому возможно смазывание нсгерметизированных узлов трения, отсутствует необ­ходимость в непрерывном подводе смазочного материала, а следова­тельно, и в наличии предназначенных для этого систем и агрегатов. Это обеспечивает получение следующих в сравнении с маслами преимуществ:

—уменьшение расхода смазочных материалов;

—упрощение конструкции, а следовательно, повышение надеж­ности и снижение металлоемкости механизма;

—уменьшение эксплуатационных расходов.

К основным (в сравнении с маслами) недостаткам, характерным в различной степени для большинства смазок, относят: отсутствие отвода теплоты от поверхностей трения, худшую физическую и химическую стабильность, а также большую разницу в величинах коэффициентов трения покоя и движения.

§ 8.1. Твердые слоистые смазки. Мягкие металлы. Полимерные и композиционные материалы

Твердые слоистые смазки (ТСС) — кристаллические вещества, обладающие смазочными свойствами: графит, дисульфиды молибдена и вольфрама, нитрид бора, бромиды олова и кадмия, сульфат се­ребра, иодиды висмута, никеля и кадмия, фталоцианин, селениды и теллуриды вольфрама, титана и пр.

Все ТСС обладают слоистой структурой, характеризующейся тем, что атомы, лежащие в одной плоскости (одном слое), находятся друг к другу ближе, чем в различных слоях. Например, в решетке графита расстояние между атомами углерода в слое равно 1,42 х 10 м-10, между слоями — 3,44 • 10-10 м. Это обусловливает различную прочность связей между атомами в различных направ­лениях, в результате чего под воздействием внешних сил происходит скольжение (сдвиг) одних слоев кристаллов относительно других (уменьшению сопротивления сдвига способствует накопление на поверхностях кристаллов адсорбированных продуктов). Это свойство является необходимым, но недостаточным. Нужна также хорошая адгезия ТСС к материалу поверхности трения, поэтому дисульфид титана и многие алюмосиликаты (слюда, тальк и др.), обладая ярко выраженной слоистой структурой, не отличаются смазочными свой­ствами, так как имеют плохие адгезионныг свойства с металлами. На качество и свойства ТСС влияют неоднородности связей между атомами кристаллической решетки, величина работы, затрачиваемой на расщепление кристалла по поверхностям скольжения, степень адгезии к металлическим поверхностям и т.п.

Рассмотрим свойства некоторых наиболее распространенных ТСС.

Графит обладает антифрикционными свойствами в паре трения со сталью, чугуном и хромом (несколько хуже эти свойства с медью и алюминием). В присутствии воздуха и воды графитная смазка улучшает свои показатели. Графиту присуща способность ад­сорбироваться на поверхностях трения с образованием прочной пленки, ориентированной в направлении скольжения. Наличие на поверхности металла пленки оксидов облегчает адсорбцию графита, поэтому использование графита особенно эффективно для металлов, образующих прочную оксидную пленку (хром, титан, в меньшей степени сталь).

Температурный предел работоспособности графитной смазки равен 600 С. Свойственная этому материалу вследствие наличия свободных электронов высокая электротеплопроводность способствует отводу электростатических зарядов и сохранению прочности смазоч­ного слоя. Коэффициент трения графита по стали составляет 0,04 — — 0,08. С увеличением нагрузки и повышением температуры ко­эффициент трения возрастает.

^ Дисульфид молибдена MоS2 — синевато-серый порошок с ме­таллическим блеском, обладает хорошими адсорбционными способ­ностями по отношению к большинству черных и цветных металлов. Смазочная способность MоS2 обусловлена выраженным слоистым строением кристаллов (расстояние между атомами серы, нахо­дящимися в различных слоях кристалла, почти в 4 раза больше, чем внутри слоев) и сильной поляризацией атомов серы в процессе трения. В отличие от графита при увеличении нагрузки и темпера­туры коэффициент трения MоS2 уменьшается (средняя величина 0,05 — 0,095).

Несущая способность граничной смазочной пленки дисульфида молибдена выше, чем у любых смазочных масел. При температурах выше 500 °С MоS2 окисляется с выделением SO2. Дисульфид молибдена обладает высокой радиационной стойкостью — при дозе до 5 107 Гр не отмечено каких-либо изменений в его свойствах. К недостаткам M0S2 относится то, что он обладает высокой химической активностью и относительно легко вступает в реакцию с водой и кислородом. Вследствие этого при контакте M0S2 с воздухом максимально допустимую температуру ограничивают 450 °С. Водород восстанавливает M0S2 до металла.

^ Дисульфид вольфрама WS2 по сравнению с MоS2 обладает боль­шей термостойкостью (580 °С), стойкостью к окислению и в 3 раза большей несущей




оставить комментарий
страница11/15
А. М. ОБЕЛЬНИЦКОГО
Дата29.09.2011
Размер4.8 Mb.
ТипУчебник, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15
отлично
  7
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх