Изменения, происходящие с маслами в двигателях
При работе любого механизма или пары трения свойства смазочных масел изменяются: они загрязняются механическими примесями, водой, в них накапливаются растворимые и взвешенные продукты окисления. Говорят, что в процессе работы масло «стареет». Масло, взятое из картера двигателя, даже через небольшой промежуток времени работы существенно отличается от свежего по внешнему виду и свойствам, t Наиболее заметные изменения качества вызваны процессами окисления и термического распада углевоводородов масла, которые являются основной причиной образования лаков и нагаров в зоне цилиндропоршневой группы. Кроме того, часто накапливаются низкотемпературные отложения (шлам) в картере и маслопроводах. Современные двигатели, устанавливаемые на мощные тракторы и высокоскоростные автомобили, имеют повышенную теплонапряженность, а, следовательно, при их работе свойства масел ухудшаются значительно быстрее. Некоторые продукты окисления (смолы, органические кислоты) находятся в масле в растворенном состоянии. Они приводят к увеличению вязкости и кислотного числа. Другие (типа асфальтовых соединений) способны образовывать лаки, липкие осадки, приносящие особенно большой вред, так как вызывают залегание и пригорание поршневых колец. Значительная часть продуктов окисления находится в виде очень мелкой устойчивой механической взвеси, участвующей в образовании нагаров. Фильтрацией полностью очистить от них масло не удается, поэтому количество углеродистых частиц в процессе работы двигателя увеличивается. Для моторных масел характерно также загрязнение пылью, попадающей с засасываемым для горения воздухом и при использовании загрязненного топлива. Максимальное количество абразивных примесей в масле накапливается при работе тракторов на пахоте, посеве, езде автомобилей по грунтовым дорогам, полям. Количество механических примесей возрастает и в результате накопления металлов, снимаемых с поверхностей в процессе трения. Все эти абразивные механические примеси, твердость которых больше, чем металла, резко увеличивают износ деталей. Основная их часть задерживается маслоочистительными устройствами двигателя, но наиболее мелкие могут длительное время циркулировать по смазочной системе, вызывая повышенный износ. Чтобы не допускать чрезмерного загрязнения масла, необходимо тщательно следить за состоянием маслофильтрующих устройств двигателя, своевременно заменять фильтр тонкой очистки и промывать центрифугу В работающих маслах всегда накапливается вода. Больше всего ее попадает из камеры сгорания с прорывающимися газами, так как при сгорании 1 кг топлива образуется около 1, 2 — 1, 4 кг воды. Кроме того, вода иногда проникает в картер двигателя через неплотности в системе водяного охлаждения, конденсируется из воздуха при резком снижении температуры (например, при охлаждении двигателя после работы). Накопление воды повышает коррозионность и ухудшает смазывающие свойства масла. Поэтому, чтобы не допускать накопление воды, нужно следить за исправностью системы вентиляции картера. Пуск и прогрев двигателя должны быть, возможно, короче, а тепловой режим двигателя следует поддерживать оптимальным. В работавших маслах могут быть обнаружены также серная и сернистая кислоты, образующиеся при сгорании серы топлива, которые резко увеличивают коррозионный износ. Перечисленные изменения свойственны маслам, работающим в любых двигателях. Но для каждого из них характерны и свои особенности. Так, в карбюраторных, наряду с загрязнением и окислением свойства масел заметно ухудшаются из-за накопления в них тяжелых остатков бензина. В карбюраторных двигателях тяжелые фракции полностью не сгорают, а конденсируются, стекая в картер, смывая по пути смазочное масло. В зависимости от качества топлива и технического состояния двигателя в масле может накопиться до 5—10% несгоревшего топлива. Это снижает вязкость масла, ухудшает его смазывающую способность и может привести к нарушению жидкостного трения. Если двигатель работает на этилированном бензине, то в масле может быть обнаружен свинец, входящий в состав антидетонаторов. При правильной регулировке топливной аппаратуры и хорошем техническом состоянии деталей цилиндропоршневой группы дизелей масло топливом, как правило, не разжижается. Однако здесь степени сжатия, а значит температура и нагрузки значительно выше, чем в карбюраторных двигателях, что способствует ускоренному образованию продуктов окисления, находящихся в масле как в растворенном, так и взвешенном состоянии. Не менее значительные изменения вызваны сильным загрязнением масла продуктами неполного сгорания топлива (сажистыми частицами), а также окислами серы. Именно здесь быстро и значительно увеличивается коррозийность масел из-за накопления минеральных кислот. Дизели работают на более бедных, чем бензиновые Двигатели, горючих смесях: для сжигания 1 кг топлива в них подается в 1, 5 раза больше воздуха. В результате. Ускоряется загрязнение масла пылью из окружающей атмосферы, что приводит к большему накоплению осадков, загрязняющих систему смазки двигателей и увеличивающих износ, а также вызывающих нагарообразование в цилиндропоршневой группе. На изменение свойств масел существенное влияние называет техническое состояние двигателя. Скорость окисления и загрязнения значительно выше при работе масел в изношенных двигателях, когда увеличен прорыв газов в картер и повышена температура деталей, а также при работе трактора (автомобиля) с перегрузкой или с неустановившимся нагрузками. В результате старения и загрязнения меняется и внешний вид масла — оно темнеет. Если рассмотреть каплю работающего масла при сильном увеличении, то будет заметно, что в ней находится множество взвешенных частиц различного размеpа. При использовании в двигателе масла с большим количеством продуктов загрязнения быстро образуются нагары и лаки. Постеленное накопление высотемпературных отложений в поршневых канавках приводит в итоге к залеганию, а потом и к пригоранию колец. При этом увеличивается прорыв газов в картер возрастает расход масла и износ цилиндропоршневой группы, снижаются мощность и экономичность. Нагары и лаки плохо проводят тепло, поэтому при их накоплении двигатель перегревается, а это в свою очередь вызывает ускорение процессов окисления. Понятно, что чем лучше эксплуатационные свойства масел, выше эффективность введенных в них присадок, тем медленнее оно стареет. При работе двигателя введенные в масло присадки срабатываются. Скорость процесса зависит от типа и теплонапряженности двигателя, его технического состояния, условий эксплуатации, качества используемого топлива и многих других факторов. Прежде всего, присадки расходуются на выполнение своих основных функций, я образующиеся вещества задерживаются масло фильтрующими устройствами. Т а б л и ц а 13 Изменение некоторых показателей качества масла М-10Г2 в процессе работы двигателей
Кроме того, в процессе работы двигателя масло угорает, вместе с ним теряется, и часть присадок Своевременные доливы масла взамен угоревшего позволяют в некоторой степени поддерживать концентрацию присадок на требуемом уровне Срабатывание присадок приводит к изменению многих показателей качества масла снижается щелочное число, ухудшаются моющие свойства, повышается коррозионность и т д. 9 В табл. 13 показано изменение некоторых показателей качества масла М-10Г2 в процессе его работы в дизелях воздушного охлаждения Д-37Е и Д-144 Конструкция этих двигателей практически одинакова, но за счет увеличения частоты вращения коленчатого вата мощность Д-144 повышена до 44 кВт (60 л.с.) по сравнению с 30 кВт (40л.с.) для Д-37Е Естественно, дизель Д-144 более теплонапряжён. Из приведенных данных видно, что процессы окисления (вязкость, кислотное число) и накопления механических примесей в дизеле Д-144 происходят заметно быстрее. Впервые 120 ч работы свойства масла меняются быстрее. Это связано с окислением малостабильной части масла. В дальнейшем количество продуктов окисления увеличивается медленнее Судя по щелочному числу, концентрация присадок при работе масла в дизеле Д-144 уменьшается быстрее. Зольность работавших масел меняется мало.
|
