Тема Автомобильные эксплуатационные материалы.
Тема урока «Автомобильные масла. Классификация и применение автомобильных масел».
Задание.
1.Прочитать материал по теме. Составить краткий конспект, ответить на вопросы.
Теоретический материал
Классификация смазочных материалов.
Все масла нефтяного происхождения делятся на четыре группы:
моторные масла (для авиационных, газотурбинных, карбюраторных и дизельных двигателей);
трансмиссионные масла (в том числе для гидропередач гидродинамических и гидрообъемных приводов);
специальные (турбинные, компрессорные и др.);
различного назначения.
Современные моторные масла подразделяются на три вида: минеральные, синтетические и частично синтетические. Все они состоят из базовых масел и точно подобранного пакета присадок, которые вводятся для улучшения эксплуатационных свойств.
Условия работы масел в двигателях различных конструкций могут существенно отличаться друг от друга, что обусловливает выбор моторного масла для конкретного типа двигателя.
Для обеспечения правильности выбора и решения вопроса взаимозаменяемости масел в нашей стране и за рубежом существуют различные их классификации.
Основные функции смазочных масел.
Основное назначение смазочного масла — это обеспечение надежной экономичной работы двигателя в течение установленного для него ресурса времени, т. е. любое смазочное масло должно обеспечивать:
уменьшение износа деталей;
зазоров между деталями снижение потерь энергии на трение;
уплотнение (например, между поршнем и гильзой цилиндра двигателя);
отвод тепла от нагретых деталей;
вынос из зон трения продуктов износа и перенос их в фильтрующие устройства систем смазки;
защиту металлических поверхностей от коррозии.
Эксплуатационные требования к моторным маслам.
Качество моторного масла — один из решающих факторов, определяющих работоспособность двигателя. Высокие эксплуатационные требования, которые предъявляют к маслам для двигателей, обусловили выделение их в особую группу моторных масел.
Для успешного выполнения перечисленных функций моторные масла должны удовлетворять ряду эксплуатационных требований:
ü иметь вязкость, обеспечивающую надежную смазку деталей при всех рабочих температурах с наименьшими потерями на трение;
ü обладать соответствующими низкотемпературными свойствами для облегчения зимнего пуска двигателя;
ü иметь хорошие моющие и диспергирующие свойства. Этим достигается необходимая чистота деталей цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма;
ü обладать высокими противоокислительными свойствами для торможения процессов окисления и уменьшения накопления в работающем масле продуктов окисления, составляющих основу нагара, лаков и отложений;
ü защищать от коррозии подшипники из цветных металлов и от ржавления детали двигателя;
ü обладать стабильностью и сохранять эксплуатационные свойства в процессе транспортирования и длительного хранения;
ü удовлетворять требованиям экологической безопасности.
ü Нефтяные и синтетические базовые масла независимо от качества исходного сырья и способов их производства часто не могут обеспечить нормальную эксплуатацию современных двигателей.
Для получения масел, отвечающих предъявляемым требованиям, в них добавляют присадки.
Температура застывания масел.
При определенных значениях температуры при охлаждении масла становятся не текучими. Переход в не текучее состояние вызывается либо выпадением в процессе понижения температуры масла кристаллов высокоплавких углеводородов и образованием из них кристаллического каркаса (рис. 6.1, а), либо сильным увеличением его вязкости.
Применение масла, потерявшего подвижность, недопустимо, поэтому стандарты ограничивают их максимальные температуры застывания.
Рис. 6.1. Схемы выпадения кристаллов твердых углеводородов при охлаждении масла:
а — образование кристаллического каркаса в масле без присадки; б — масло с введенным депрессантом
В процессе производства принимаются меры по снижению температуры застывания масел. К таким мерам относятся удаление наиболее высокоплавких углеводородов из масел при помощи депарафинизации и введение в очищенные масла депрессорных присадок (рцс. 6.1, б). Например, введение депрессанта АзНИИ в количестве 0,5 % снижает температуру застывания масла на 15...20-С.
Иногда снижение температуры застывания обеспечивается с помощью многофункциональных присадок АзНИИ-ЦИАТИМ-1 и ПМА-Д.
Вязкость масел
Вязкость — одно из важнейших свойств масла, имеющее многостороннее эксплуатационное значение.
От вязкости масла зависят режим смазывания пар трения, отвод тепла от рабочих поверхностей, уплотнение зазоров, энергетические потери в двигателе, его эксплуатационные качества, а также запуск двигателя, прокачивание масла по системе смазки, охлаждение трущихся деталей и их очистка от загрязнения.
Масло с чрезмерно низкой вязкостью легко выдавливается из зазоров между деталями, что ведет к повышенному износу механизмов и увеличению расхода смазочного материала. При слишком высокой вязкости, с одной стороны, затрудняется подача масла в зазоры, следствием чего также является интенсивный износ механизмов, а с другой стороны, возрастает расход энергии на относительное перемещение смазанных или погруженных в масляную ванну деталей. Поэтому вязкостные свойства моторных масел определяются в стандартах значениями вязкости при 100 и 0°С (а для некоторых масел при — 18°С) и индексом вязкости (ИВ), т.е. интенсивностью изменения вязкости с повышением или понижением температуры.
Увеличение вязкости масла с понижением температуры обусловливает значительные трудности при эксплуатации автомобилей, особенно в зимнее время, усложняя пуск двигателей.
Надежный пуск карбюраторных двигателей осуществляется при частоте вращения коленчатого вала 35...50 об/мин (при температуре окружающего воздуха —10... +20 °С), а дизельных двигателей с различным способом смесеобразования — при средней частоте вращения 100...200 об/мин (при температуре до 0 °С).
Индекс вязкости автомобильных масел должен быть не менее 90. Для получения масел с хорошими вязкостно-температурными свойствами в базовые маловязкие масла (с вязкостью при 100 °С менее 5 мм2/с) добавляют 3...4 % вязкостных присадок, например полиизобутилена. Таким образом получают моторные масла, называемые загущенными, они обладают высоким ИВ (115... 140).
Загущенные масла имеют значительно лучшие низкотемпературные свойства, что особенно важно при пуске двигателей в холодное время и для снижения пусковых износов. Использование для автомобильных двигателей загущенных внесезонных масел, обеспечивающих надежную их работу, дает существенный технико-экономический эффект: на 3... 7 % повышается мощность двигателя, а также снижаются механические потери на трение.
Присадки.
Присадки — это вещества, улучшающие одно или несколько свойств масел. Присадки должны полностью растворяться в маслах, не выпадать в осадок при длительном хранении, не задерживаться маслоочистительными устройствами двигателя, не растворяться в воде, не ухудшать физико-химические показатели качества масел.
В зависимости от назначения и условий работы масел концентрация присадок колеблется от сотых долей до десятков процентов. В современные моторные масла вводят присадки следующих типов:
■ вязкостные (полимерные) — для увеличения вязкости
масла, улучшения вязкостно-температурной характеристики (повышения индекса вязкости масла) — в количестве 0,5...8 мас. %;
■ депрессорные — для понижения температуры застывания масла (до 1 мас. %);
ü моющие и диспергирующие — для уменьшения отложений лака, нагара и осадков на деталях двигателя и устранения пригорания поршневых колец (3... 10 мас. %);
ü противоокислительные — для торможения процессов окисления масла (0,5... 2,0 мас. %);
ü противоизносные — для снижения износа трущихся деталей (0,5...2,0 мас. %);
ü противопиттинговые — для снижения задира трущихся пар, работающих при очень высоких удельных давлениях (2500...3 000 МПа), например, кулачок—толкатель V-образных бензиновых двигателей (до 2 мас. %);
■ противокоррозионные — для предотвращения коррозии цветных и черных металлов (до 1 мас. %);
ü противоржавейные — для борьбы с коррозией в условиях кратковременного и длительного хранения техники (1...5мас. %);
ü противопенные — для уменьшения склонности масла к пенообразованию (до 0,005 мас. %);
ü многофункциональные — для обеспечения нескольких функциональных свойств: моющих, противоокислительных, противоизносных и др. (до 8 мас. %).
Присадки часто улучшают не одно, а одновременно несколько свойств масла, например присадки ДФ-11, ДБФ, А-22, ВНИИНП-354 улучшают противоизносные и одновременно антиокислительные свойства.
В масла (моторные, трансмиссионные, гидравлические) могут добавлять композицию многофункциональных присадок, состоящую из 4 — 6 присадок, или пакет присадок до 12 компонентов. Дозированием сбалансированного пакета присадок (до 12 мае. %) к базовому маслу получают марки товарных масел с разным уровнем эксплуатационных свойств.
Присадки и пакеты присадок к маслам могут быть как отечественных марок, например СамОйл-7311, СамОйл-7321, ВДС-941Н, К-47, К-48; перспективные — К-471, К-483, К-484; так и зарубежных.
Составление композиций присадок является сложным процессом. Эффективность композиций присадок может взаимно усиливаться (синергизм) или ослабевать (антагонизм). Эксплуатационные качества масел могут ухудшиться при «несовместимости» присадок.
Относительно новым направлением в применении присадок к маслам являются антифрикционные присадки, или модификаторы трения (вводимые до 2 мае. %), снижающие коэффициент трения. Они образуют группу энергосберегающих моторных масел, выделенных в зарубежной классификации в отдельный класс ЕС (Energy Conserving). В качестве модификаторов трения применяют тонкодиспергированные маслорастворимые ПАВ соединений различных металлов: меди, никеля, кобальта и чаще всего молибдена. Энергосберегающие масла обеспечивают в условиях эксплуатации некоторую экономию топлива и уменьшение износа двигателя за счет снижения потерь энергии на трение.
Вопросы для самопроверки
1. Как получают дистиллятные, остаточные и смешанные масла?
2. Какие эксплуатационные требования предъявляются к качеству масел?
3. Как производится определение кинематической вязкости масел?
4. Что характеризует индекс вязкости масел и как он определяется?
5. Что называется температурой вспышки масла, что она характеризует и как определяется?
6. Что называется температурой застывания, как она определяется и какое влияние оказывает на эксплуатационные свойства масел?
7. Основные виды присадок к маслам и их свойства.
.
Литература
1. Адаскин А. М. Материаловедение (металлообработка): учеб.пособие для студ. учреждений сред проф. образования/ А. М. Адаскин, В. М. Зуев. – 1-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2016. – 288 с.
2. Соколова Е. Н. Материаловедение: лабораторный практикум: учеб. Пособие для студ. Учреждений сред. Проф. Образования/ Е. Н. Соколова, А. О. Барышева, А. В. Давыденко. – 2- изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2017. – 128 с.
3. Стуканов, В. А. Материаловедение: Учебное пособие/Стуканов В. А. - Москва: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 368 с. (Профессиональное образование) ISBN 978-5-8199-0352-0.: - URL: https://znanium.com/catalog/product/508597
4. https://infourok.ru/konspekt-po-predmetu-avtomobilnye-ekspluatacionnye-materialy-po-teme-naznachenie-motornyh-masel-vyazkost-masel-4200356.html