Эксплуатационные материалы

- разработка систем тонкой очистки эмульгированных топлив от механических примесей;

- повышение эксплуатационной надежности различных типов двигателей при переводе их на ВТЭ.

Основные физико-химические свойства современных ВТЭ практически идентичны базовому бензину. По антидетонационным свойствам отмечается даже некоторое их превосходство вне зависимости от способа добавления воды к топливу: впрыск в цилиндры или впускную систему, применение в виде водо-бензиновой эмульсии. В настоящее время механизм действия воды на процесс сгорания в двигателе изучен далеко не полностью. Антидетонационный эффект от добавления воды к топливу складывается по меньшей мере из трех факторов:

- охлаждения заряда рабочей смеси;

- охлаждение деталей камеры сгорания;

- действия водяного пара как инертной среды, регулирующей процесс сгорания.

Одним из возможных способов эффективного использования в современных карбюраторных двигателях бензинов с более низким октановым числом является впрыск воды во впускной коллектор двигателя или непосредственно в цилиндры двигателя.

Этот способ по сравнению с использованием водо-бензиновых эмульсий имеет существенное преимущество. Он обеспечивает с помощью сравнительно несложного приспособления подачу воды во впускной коллектор только на режимах средних и максимальных нагрузок, т.е. когда требования двигателя к ОЧ топлива возрастают. Исследования эффективности впрыска воды показали возможность применения в двигателях с впрыском автомобильных бензинов с ОЧ на 6-8 ед. ниже ОЧ бензинов, рекомендованных автомобильным заводом при сохранении, а в некоторых случаях и улучшении экономических и мощностных характеристик, отсутствии повышенных износов и коррозионных поражений деталей двигателей.

Обводненное дизельное топливо характеризуется пониженным ЦЧ и большим периодом задержки воспламенения. Однако наличие "микровзрывов" капель эмульсии и воздействие на сгорание химических факторов присутствия воды приводят к интенсификации тепловыделения и сокращению продолжительности сгорания, что благоприятствует снижению расхода топлива. Удельный расход топлива может быть снижен на 2-6%. Дымность отработавших газов уменьшается в результате влияния водяных паров на процесс газификации углерода (сажи).

При любом способе подачи воды на каждые 10% добавляемой воды снижается содержание NO_х на 8-10%. В то же время добавка воды способствует повышению содержания углеводородов в отработавших газах.

Котельно-печное топливо. Объекты применения. Основные виды котельно-печного топлива и оценка их калорийности. Принципы нормирования потребности автотранспортных предприятий в котельно-печном топливе

Котельно-печное топливо включает отдельные виды твердоготоплива (сланцы, дрова, кокс металлургический, брикеты угольные, брикеты и полубрикеты торфяные, угольный концентрат, промпродукт и шлам обогатительных фабрик Роскомметаллургии и др.),жидкого топлива (мазуты топочный и флотский, керосин для технических целей, керосин осветительный, сырая нефть, прочие продукты переработки топлива, моторные топлива, израсходованные как котельно-печное топливо) и газа (природный, попутный, коксовый и др.).

Потребность в котельно-печном и др. видах топлива определяют исходя из количества котельных, времени их работы и норм расхода.

Калорийность некоторых видов котельно-печного топлива представлена в таблице



Смазочные материалы. Назначение смазочных материалов и способы их получения. Основные функции, выполняемые смазочными материалами, и требования, предъявляемые к ним. Основные виды трения. Способы получения моторных и трансмиссионных масел

При работе различных узлов и механизмов происходит взаимное перемещение соприкасающихся поверхностей деталей, при котором возникает трение. В результате трения детали изнашиваются. Поскольку сила трения направлена по касательной к поверхности трущихся деталей в сторону, противоположную движению, то она является вредной. От силы трения, на преодоление которой затрачивается энергия, будет зависеть коэффициент полезного действия механизма, а от характера трения - износ поверхностей и срок службы механизма. Но, надо отметить что, трение может быть полезным в том случае, когда оно применяется для передачи усилий (фрикционные передачи, тормозные системы и др.).

В зависимости от характера относительного перемещения деталей различают трение скольжения (трение первого рода) и трение качения (трение второго рода). Существует также статическое трение - сила, препятствующая началу движения, и динамическое трение - сила, возникающая при движении поверхностей.

Смазочные материалы классифицируются на группы в зависимости от следующих признаков: происхождение или исходное сырье для получения; внешнее состояние; назначение.

По происхождению или исходному сырью различают такие смазочные материалы:

- минеральные, или нефтяные, являются основной группой выпускаемых смазочных масел (более 90%). Их получают при соответствующей переработке нефти. По способу получения такие материалы классифицируются на дистиллятные, остаточные, компаундированные или смешанные;

- растительные и животные, имеющие органическое происхождение. Растительные масла получают путем переработки семян определенных растений. Наиболее широко в технике применяются касторовое масло.

- животные масла вырабатывают из животных жиров (баранье и говяжье сало, технический рыбий жир, костное и спермацетовые масла и др.).

- органические, масла по сравнению с нефтяными обладают более высокими смазывающими свойствами и более низкой термической устойчивостью. В связи с этим их чаще используют в смеси с нефтяными;

- синтетические, получаемые из различного исходного сырья многими методами (каталитическая полимеризация жидких или газообразных углеводородов нефтяного и ненефтяного сырья; синтез кремнийорганических соединений - полисиликонов; получение фтороуглеродных масел). Синтетические масла обладают всеми необходимыми свойствами, однако из-за высокой стоимости их производства применяются только в самых ответственных узлах трения. По внешнему состоянию смазочные материалы делятся на:

- жидкие смазочные масла, которые в обычных условиях являются жидкостями, обладающими текучестью (нефтяные и растительные масла);

- пластичные, или консистентные, смазки, которые в обычных условиях находятся в мазеобразном состоянии (технический вазелин, солидолы, консталины, жиры и др.). Они подразделяются на антифрикционные, консервационные, уплотнительные и др.;

- твердые смазочные материалы, которые не изменяют своего состояния под действием температуры, давления и т. п. (графит, слюда, тальк и др.). Их обычно применяют в смеси с жидкими или пластичными смазочными материалами.

По назначению смазочные материалы делятся на масла:

- моторные, предназначенные для двигателей внутреннего сгорания (бензиновых, дизельных, авиационных);

- трансмиссионные, применяемые в трансмиссиях тракторов, автомобилей, комбайнов, самоходных и других машин;

- индустриальные, предназначенные главным образом для станков;

- гидравлические для гидравлических систем различных машин;

- компрессорные, приборные, цилиндровые, электроизоляционные, вакуумные и др.

Моторные масла. Требования, предъявляемые к моторным маслам. Основные физико-химические показатели качества масел. Изменение свойств моторных масел при работе двигателей. Расход и сроки замены масел. Отечественная и зарубежные маркировки моторных масел, их взаимозаменяемость

Масла, применяемые в смазочных системах двигателей внутреннего сгорания, называются моторными маслами. Их главное назначение - снижать износ деталей двигателя за счет создания на поверхности трущихся деталей прочной масленой пленки. Помимо этого, моторные масла должны обеспечивать уплотнение зазоров в деталях цилиндропоршневой группы, отвод тепла и удаление продуктов износа из зон трения, защиту рабочих поверхностей деталей двигателя от коррозии, а также способствовать облегчению пуска двигателей при низких температурах. Моторные масла должны предотвращать образование всех видов отложений на деталях двигателя при его работе на различных режимах, обеспечивать высокую стойкость против окисления, т.е. сохранение физико-химической стабильности в процессе работы, а также при длительном хранении. Кроме того, моторные масла должны обеспечивать минимальный расход при работе двигателя и максимальный срок службы до замены без ущерба для надежности двигателя, обладать хорошей вязкостно-температурной характеристикой, высокой моюще-диспергирующей способностью.

Основой отечественных моторных масел являются продукты, полученные в процессе перегонки нефти, главным образом, в процессе фракционной перегонки мазута - остатка образующегося после получения так называемых светлых нефтепродуктов (бензина, керосина, дизельного топлива). Сами по себе эти продукты обладают неплохим смазывающим действием, однако для современных двигателей эти свойства явно недостаточны. Необходимый качественный уровень моторных масел достигается введением в нефтяную основу специальных присадок в определенных количествах и сочетаниях. Среди них наиболее важны противоизносные, противозадирные, моющие, антипенные, антиокислительные. Объем и эффективность введенных в основу присадок предопределяют эксплуатационные свойства и назначение каждого конкретного сорта масла.

Вязкость является одной из важнейших характеристик смазочных масел, определяющих силу сопротивления масляной пленки разрыву. Чем прочнее масляная пленка на поверхности трения, тем лучше уплотнение колец в цилиндрах, меньше расход масла на угар. В соответствии с нормативно-технической документацией вязкостно-температурные свойства моторных масел оцениваются индексом вязкости.

Вязкость динамическая - это сила сопротивления двух слоев смазочного материала площадью 1 см2, отстоящих друг от друга на расстоянии 1 см и перемещающихся один относительно другого со скоростью 1 см/с.

Вязкость кинематическая определяется как отношение динамической вязкости к плотности жидкости.

Индекс вязкости - относительная величина, показывающая степень изменения вязкости в зависимости от температуры. Индекс вязкости рассчитывают по значениям кинематической вязкости при 40 и 100°С или находят по таблицам. Вязкостно-температурные свойства масел оценивают также по кинематической вязкости при низкой температуре (0 и -18°С).

Кинематическая вязкость моторных масел, используемых в смазочных системах автомобильных двигателей, равна 4 … 14 мм2/с при 100°С. С понижением температуры она быстро увеличивается, достигая при -18°С значения 10000 мм2/с и более. Масла с кинематической вязкостью 4 … 8 мм2/с используют в зимнее время, с вязкостью 10 … 14 мм2/с - летом.

Температура застывания - это предельная температура, при которой масло теряет подвижность. Масла, имеющие температуру застывания -15°С и выше, относятся к летним. Если же температура застывания -20°С и ниже, то масла относятся к зимним. Температура застывания в какой-то мере характеризует предельную температуру, при которой возможен запуск охлажденного двигателя. Однако, температура запуска двигателя на холоде зависят не столько от температуры застывания масла, сколько от величины его вязкости при данной температуре.

Противоизносные свойства характеризуют способность масла уменьшать интенсивность изнашивания трущихся деталей, снижать затраты энергии на преодоление трения. Эти свойства зависят от вязкости и вязкостно-температурной характеристики, смазывающей способности и чистоты масла. Моюще-диспергирующие свойства подразделяются на моющие и диспергирующие свойства. Моющие свойства характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя и противостоять лакообразованию на горячих поверхностях, а также препятствовать прилипанию углеродистых соединений. Диспергирующие свойства характеризуют способность масла препятствовать слипанию углеродистых частиц, удерживать их в состоянии устойчивой суспензии и разрушать крупные частицы продуктов окисления при их появлении.

Противоокислительные свойства определяют стабильность масла, от которой зависит срок работы масел в двигателях, характеризуют их способность сохранять первоначальные свойства и противостоять внешнему воздействию при нормальных температурах. Стойкость моторных масел к окислению повышается при введении антиокислительных присадок.

Антикоррозионные свойства. Коррозионная активность моторных масел зависит, прежде всего, от содержания в них сернистых соединений, органических и неорганических кислот и других продуктов окисления. В лабораторных условиях антикоррозионные свойства моторных масел оценивают по потере массы свинцовых пластин (в расчете на 1 м2 их поверхности) за время испытания при температуре 140°С.

Коррозионный износ деталей определяется также исходным значением щелочности и скоростью ее изменения. Чем больше проработало масло, тем ниже становится показатель щелочности. Поэтому показатель щелочности вводится в число показателей качества масла. Зольность масла позволяет судить о количестве несгораемых примесей в маслах без присадки, а в маслах с присадками - о количестве введенных зольных присадок. Зольность определяют в лабораторных условиях и выражают процентным отношением образовавшейся золы к массе пробы масла, взятой для анализа. Зольность масел, не содержащих присадок, не превышает 0,02 … 0,025% по массе. У масел с присадками зольность не должна быть менее 0,4%, а у высококачественных марок масел не менее 1,15 … 1,65% по массе.

Содержание механических примесей и воды. Механических примесей в маслах без присадок не должно быть, а в маслах с присадками их значение не должно превышать 0,015% по массе, причем механические примеси не должны оказывать абразивного действия на трущиеся поверхности. Вода в моторных маслах должна отсутствовать. Даже небольшое количество воды вызывает деструкцию присадок, происходит процесс шламообразования.

Присадки применяются для придания моторным маслам новых свойств или изменения существующих. Присадки подразделяют: на антиокислительные - повышают антиокислительную устойчивость масел; противокоррозионные - защищают металлические поверхности от коррозионного воздействия кислото- и серосодержащих продуктов; моюще-диспергирующие - способствуют снижению отложений продуктов окисления на металлических поверхностях; противоизносные, противозадирные и антифрикционные - улучшают смазочные свойства масел; депрессорные - понижают температуру застывания масел; антипенные - предотвращают вспенивание масел.

В основу классификации моторных масел в России по ГОСТ 17479.1-85 положены два характерных признака: кинематическая вязкость и качественный уровень, определяемый как сумма важнейших эксплуатационных свойств. По вязкости масла подразделяются на три класса: летние, зимние, всесезонные. Летние масла нормируются значением кинематической вязкости при +100°С, зимние - при +100°С и -18°С. Всесезонные масла обозначаются дробью, в числителе указывается класс вязкости зимнего, а в знаменателе - летнего масла. Система обозначений моторных масел включает несколько знаков: букву М (моторное), цифру, характеризующую класс кинематической вязкости, и букву, обозначающую принадлежность к группе по эксплуатационным свойствам. Дробные цифры в числителе указывают класс вязкости масла при -18°С, а в знаменателе - класс вязкости при 100°С. Цифры у букв обозначают следующее: индекс "1" присваивают маслам для бензиновых двигателей, "2" - для дизельных. Универсальные масла, предназначенные для использования как в дизелях, так и в бензиновых двигателях одного уровня форсирования, индекса в обозначении не имеют. Универсальные масла, принадлежащие к разным группам, имеют двойное обозначение, в котором первое характеризует качество масла как дизельного, второе - как бензинового. В необходимых случаях применяют дополнительные индексы: "рк" - рабоче-консервационные масла; "цл" - для циркуляционных и лубрикаторных смазочных систем; "3" - масло, содержащее загущающую присадку; "20", "30" - значение щелочного числа.

Классы кинематической вязкости моторных масел

Группы моторных масел по назначению и эксплуатационным свойствам (ГОСТ 17491.1-85)



Взглянув на рисунок, сразу становится понятно, какой должна быть вязкость моторного масла в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Классификация SAE распространяется только на вязкостно-температурные свойства моторных масел и не сообщает информации о других эксплуатационных свойствах.

Первая классификация моторных масел по условиям применения и эксплуатационным свойствам была предложена Американским институтом нефти (API) еще в 1947 г. С тех пор она многократно изменялась и дополнялась, но принцип подразделения моторных масел на две категории сохранялся всегда. К категории "S" (Service) относятся масла, предназначенные для 4-х-тактных бензиновых двигателей легковых автомобилей, микроавтобусов, пикапов; к категории "С" (Commercial) относятся масла, Предназначенные для дизелей автотранспорта, дорожностроительной техники и сельскохозяйственных машин. Универсальными называют масла, которые могут применяться для смазывания бензиновых и дизельных двигателей.

Уровни эксплуатационных свойств по АРГ в порядке их возрастания обозначают первыми буквами латинского алфавита, стоящими за буквами "S" или "С", указывающими область применения. До сих пор в категорию Service были введены девять классов (SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, SH, SJ), а в категорию Commercial десять классов (СА, СВ, СС, CD, CDH, CE, CF, CF-4, CF-2, CG-4). Цифры при обозначениях классов CDH, CF-4, CF-2, CG-4 дают дополнительную информацию о применимости масел данного класса в 2-х-тактных или 4-х-тактных дизелях соответственно. Для обозначения универсальных масел используют двойное обозначение, например, CF-4/SG, SH/CG-4 и т.п.

Масла старых марок - от SA до SE и от СА до СС - прошедший этап и сейчас не выпускаются. Уровень эксплуатационных свойств масел означает: "SA"-масла без присадок для старых типов бензиновых двигателей; "SB"-масла с антиокислительными и противозадирными свойствами для моторов, работающих с небольшой нагрузкой; "SC"-масла, предназначенные для двигателей 1964-1967 гг. выпуска и обеспечивающие защиту от низко- и высокотемпературных отложений, износа и коррозии; "SD"-масла для двигателей, выпущенных в 1968 - 1972 гг. с более высокими качествами по сравнению с группой "SC"; "SE"-масла, превосходящие по качеству "SD" и предназначенные для моторов, выпускаемых с 1972 г.; "SF"-масла для двигателей, производимых с 1980 г., имеющие по сравнению с группой "SE" лучшую стабильность, антиокислительные и смазывающие свойства; "SG"-масла для форсированных двигателей, производство которых начато в 1989 г. и позже.

В последние годы начат выпуск моторных масел с индексами "SH" и "SJ", которые отличаются от предыдущих возможностями их использования в высокофорсированных двигателях при улучшении смазывающей способности и уменьшении количества масла на угар.

Ориентировочное соответствие моторных масел по классам вязкости и группам по ГОСТ 17479.1- 85 системам SAE и API приведено



В последней Международной классификации моторных масел SAE J300 от декабря 1995 г. для зимних масел установлены максимальные значения динамической вязкости при низких температурах и минимальные значения кинематической вязкости при 100°С. Для летних масел установлены пределы кинематической вязкости при 100°С и минимальные значения динамической вязкости при 150°С и скорости сдвига 106 с-1. Каждый класс зимнего или всесезонного масла характеризуется двумя значениями динамической вязкости при температуре, отличающейся на 10°С. Первое из них дает потребителю информацию о предельной температуре масла, при которой возможно проворачивание двигателя стартером, второе - о предельной температуре, при которой масляный насос будет прокачивать масло под давлением в процессе холодного пуска. Предельная температура прокачиваемости обязательно ниже, чтобы при холодном пуске избежать сухого трения в узлах, смазываемых под давлением.

В современной классификации моторных масел по API устаревшие классы за ненадобностью исключены. В настоящее время в США сертифицируют только масла с высшими уровнями эксплуатационных свойств, а именно: SH и SJ для бензиновых двигателей, CF, CF-2, CF-4, и CG-4 - для дизелей. Моторные масла, сертифицированы на соответствие тем или иным классам по API, маркируются стандартным символом в центре круга указывают класс вязкости по SAE. Категорию и класс по уровню эксплуатационных свойств указывают в верхнем полукольце, а наличие или отсутствие энергосберегающих свойств у данного масла указывают в нижнем полукольце. Если последнее не заполнено, то данное масло не относится к энергосберегающим.

В обозначениях универсальных масел могут встречаться упоминания исключенных классов API, например, CF-4/SG или SH/CD.

Международным комитетом по стандартизации и одобрению смазочных материалов (ILSAC) разработаны минимальные стандартные требования к моторным маслам для автомобильных бензиновых двигателей. Классификация ILSAC пока содержит два класса масел, обозначаемых GF-1 и GF-2.

По уровням эксплуатационных свойств они практически идентичны маслам классов SH и SJ по API, но обязательно имеют высокие энергосберегающие свойства.

Категории универсальных масел

Классификация Ассоциации евроейских производителей автомобилей (АСЕА), заменившая пока еще используемую классификацию Комитета производителей автомобилей стран европейского Общего рынка ССМС, подразделяет моторные масла на три категории по три класса в каждой.

Символ маркировки масел

Классификация АСЕА (в отличие от классификации API) выделяет масла для дизелей легковых авsтомобилей в самостоятельную категорию.

Масла классов А1-96 и А2-96 отличаются только тем, что первые - это энергосберегающие масла. То же относится к маслам классов В1-96 и В2-96. Масла классов АЗ-96 и ВЗ-96 отвечают высшим современным требованиям. По моюще-диспергирующим, противоизносным, антиокислительным свойствам они существенно выше масел двух предшествующих классов.

Опыт эксплуатации двигателей внутреннего сгорания с применением синтетических масел свидетельствует об их преимуществах. Они обеспечивают снижение расхода топлива (до 5% по сравнению с загущенными маслами), имеют повышенный срок службы, меньшую испаряемость при высокой температуре, обладают высокими пусковыми свойствами. Однако высокая стоимость (в среднем в 2,5 - 5 раз выше минеральных масел) ограничивает их применение в двигателях.

Все более популярными становятся полусинтетические масла. В районах с низкой температурой воздуха их использование является единственным способом обеспечения надежности в работе высокофорсированных двигателей.

В полусинтетические масла вводятся эффективные антифрикационные присадки (модификаторы трения), что способствует повышению работоспособности масла в зоне высоких температур (цилиндро-поршневая группа), повышению противоизносных свойств масел

Масла для агрегатов трансмиссий. Особенности работы трансмиссионных масел, требования к ним. Свойства трансмиссионных масел. Отечественная и зарубежные маркировки масел. Свойства и маркировка масел, применяемых в гидромеханических трансмиссий автомобилей

Масла, служащие для смазывания коробок передач, раздаточных коробок, дифференциалов, механизмов рулевого управления, представляющих собой зубчатые передачи - цилиндрические, конические, червячные, гипоидные и другие, называются трансмиссионными.

Трансмиссионные масла должны иметь хорошие противоизносные, противозадирные и противопиттинговые свойства, характеризоваться пологой вязкостно-температурной кривой, низкой температурой застывания, обладать хорошей термической и термоокислительной стабильностью, а также высокой стабильностью при хранении, минимально воздействовать на резинотехнические уплотнительные материалы, не допуская их разрушения, иметь хорошие антикоррозионные свойства, не содержать механические примеси и воду.

Противоизносные и противозадирные свойства - основная характеристика трансмиссионных масел. Масла с такими свойствами обладают высокой смазывающей способностью, при которой на трущихся поверхностях зубьев шестерен создается прочная пленка, предотвращающая сваривание и задирание микронеровностей. Эта способность определяется наличием поверхностно-активных веществ, содержащихся в наибольшем количестве в остаточных нефтепродуктах, из которых получают трансмиссионные масла. Кроме того, для повышения противо-задирных свойств в масла вводят специальные присадки, содержащие соединения хлора, фосфора, серы и цинка. Эти вещества при большом давлении и высокой температуре образуют пленки оксидов, предохраняющие металл от схватывания в точках контакта.

В качестве противоизносных присадок в трансмиссионных маслах широко применяются: ЛЗ-23К - дибутилксантат этилена с 38 … 41% серы; ОТП - осерненный тетрамер пропилена с 20% серы; ЭФО - продукт взаимодействия экстракта фенольной очистки остаточных масел с пятисернистым фосфором. Эти присадки добавляют к маслам в количестве до 5%. Трансмиссионное масло не должно вспениваться, потому что пузырьки воздуха ухудшают его противоизносные и противозадирные качества. Температура застывания характеризует пригодность трансмиссионного масла для применения в зимних условиях. Для понижения температуры застывания применяются различные присадки-депрессоры, которые добавляют в масло в количестве 0,2 … 0,5%.

Противокоррозионные свойства трансмиссионных масел обусловливаются отсутствием в них водорастворимых кислот и щелочей.

Учитывая, что в нормативно-технической документации встречаются обозначения в соответствии с ранее действующими стандартами, приводится соответствие их обозначений ГОСТ 17479,2- 85 (ТМ - трансмиссионное масло; 3 - загущенное масло).

Согласно ГОСТ 17479.2-85 трансмиссионные масла разбиваются на классы по вязкости и в зависимости от эксплуатационных свойств их подразделяют на пять групп, определяющих области их применения

Классы вязкости трансмиссионных масел

Разделение на группы трансмиссионных масел по эксплуатационным свойствам и областям их применения

В качестве примера рассмотрим обозначение трамсмиссионного масла: ТМ-5-123(рк) - ТМ - трансмиссионное масло, 5 - 5- й группы, 12 - 12-го класса вязкости, з - загущенное, рк - рабоче-консервационное.

физический химический эксплуатационный автотранспортный



Рекомендации по применению трансмиссионных масел

Взаимозаменяемость импортных и некоторых отечественных трансмиссионных масел

Соответствие классов вязкости и групп трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 системам SAE и API

Основные показатели трансмиссионных масел



Масла для гидросистем. Классификация масел, применяемых в гидравлических системах, их основные показатели качества. Взаимозаменяемость гидравлических масел

Масла являются рабочим телом в гидросистемах автомобилей, а также применяются для работы различных устройств на автотранспортных предприятиях. Для них характерны большие перепады температур (-40…+80°С), давления 10…15 МПа и скорости скольжения -- до 20 м/с.

По условиям эксплуатации масла для гидравлических систем подразделяются на три группы: А--масла без присадок для работы при температуре ниже 80°С и давлении 15 МПа; Б--масла с антиокислительными и антикоррозионными присадками для работы при температуре выше 80°С и давлении до 25 МПа; В--масла с антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными присадками для работы при температуре выше 90°С и давлении больше 25 МПа. Обозначение масел различных эксплуатационных групп по ГОСТ и международной классификации ISO следующее: А--НН; Б--HL; В--НМ или HV (с загущающей присадкой). По кинематической вязкости масла делят на 10 классов: 5, 7, 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100 и 150.

Обозначаются гидравлические масла в соответствии с ГОСТ 17479.3-85 тремя группами буквенно-цифровых знаков. Первая группа -- буквы «МГ» (минеральное гидравлическое), которые указывают, что масло предназначено для гидравлических систем. Вторая группа включает от одной до трех цифр и указывает класс кинематической вязкости (вязкость при 40°С). Третья -- буква, обозначающая группу эксплуатационных свойств (состав масла и условия его работы). Между группами знаков ставится дефис. Например, масло для гидромеханических передач и гидроусилителя руля марки «Р» имеет обозначение МГ-22-В.

Масла товарных марок «А», «МГТ», «Р» (МГ-32-В; МГ-22-В) предназначены для гидромеханических передач и гидросистем автомобилей, «АУ» -- для гидроприводов (МГ-22-А) и гидравлических систем автомобилей (МГ-10-А, МГ-15-В).

При подборе и эксплуатации гидравлического масла необходимо учитывать следующие критерии:

· сжимаемость;

· вязкость;

· соотношение давления, вязкости и сжимаемости;

· стойкость к окислению (в т.ч. при контакте с воздухом, повышении давления и температуры);

· наличие посторонних примесей;

· смазочные свойства;

· антикоррозийные свойства;

· водоотделительная способность;

· совместимость с уплотнительными и прокладочными материалами;

· огнестойкость.

Как правило, рабочие масла не поддаются сжатию, тем не менее незначительное изменение объема (примерно на одну стотысячную долю) все же происходит. Коэффициент сжимаемости меняется в зависимости от химического состава масла, температуры, величины давления, степени примеси воздушной пены в масле. Обычно в масле растворено 5-10% воздуха, и это не создает проблем в стандартных условиях. Однако при резких перепадах давления воздух отделяется от масла, преобразуясь в воздушную пену. Эта воздушная пена, попадающая в масло и снаружи, становится причиной кавитации, снижения КПД масляного давления, образования шума и эрозии. Поэтому необходимо, чтобы пена выводилась наружу и погашалась.

Одновременно с передачей давления гидравлическое масло должно выполнять роль смазки. Чтобы обеспечить эффективную защиту деталей масляных насосов от износа и сварки масло должно обладать определенной степенью вязкости, а также текучестью при низких температурах. Высокая вязкость негативно влияет на всасывающую мощность насоса, поэтому неприемлема.

Изменение вязкости смазочных масел в большой степени зависит от температуры, давление оказывают на нее минимальное воздействие. Однако высокие перепады все же приводят к значительному увеличению вязкости. Давление может оказывать следующее влияние на вязкость масла:

· с увеличением давления увеличивается и индекс вязкости;

· чем ниже вязкость масла, тем меньше оно подвержено влиянию перепадов давления;

· масла парафинового ряда по сравнению с маслами нафтенового ряда в меньшей степени подвержены влиянию перепадов давления.

Рабочее масло циркулирует под высоким давлением, контактируя с воздухом, влагой, металлическими поверхностями, при этом оно сильно взбалтывается и нагревается. В результате свойства масла ухудшаются, увеличивается вязкость и кислотное число, происходит образование лаковых отложений и нерастворимых шламов. Если смазка перестает обеспечивать должный уровень скольжения трущихся частей насоса и клапанов, может произойти их слипание (сварка), забивка фильтров и образование ржавчины на металлических поверхностях.

Как правило, окисление смазочного масла - это реакция кислорода и углеводорода. Степень окисления масла меняется в разных условиях взаимодействия с кислородом. В гидравлических механизмах масло вступает в контакт с теплым воздухом и взбалтывается, кислород и содержащаяся в нем воздухе влага воздействует на металлы как катализатор, и происходит окисление.

Чем выше давление, тем быстрее идет процесс окисления. Однако по сравнению с температурным влиянием, воздействие давления на процесс окисления гораздо слабее. Повышение температуры на 10 градусов увеличивает скорость химических реакций примерно в 2 раза. Следовательно, сдерживать рост температуры необходимо либо при помощи установки охладительного оборудования, либо путем увеличения емкости масляного бака.

Примеси воды, пыли, грязи, инородных тел (частиц густой смазки, уплотнительного материала, краски и пр.) ускоряют процесс разложения масла.

Вода, содержащаяся в воздухе, при повышении температуры и нагнетании давления растворяется в масле и загустевает. Наибольшую опасность представляет металлическая пыль, образующаяся при трении деталей, которая вместе с водой воздействует на ускорение процесса окисления.

В связи с увеличением скорости и мощности современных механизмов к смазочным свойствам масел стали предъявляться более высокие и жесткие требования.

Качество смазочных свойств рабочего масла оценивается, в основном, по показателям трения деталей гидравлического насоса.

Для повышения эффективности работы гидравлической установки желательно эксплуатировать ее при невысокой температуре, поэтому предпочтительнее выбирать рабочие масла с низким индексом вязкости. Однако такие масла обладают недостаточными смазочными свойствами, и это становится причиной возникновения трения деталей. Решение этой проблемы являются масла с противоизносными присадками.

Причиной образования ржавчины служат примеси наружной воды и влаги, содержащейся в воздухе. Помимо нанесения вреда трущимся деталям, ржавчина ускоряет процесс разложения масла. Следовательно, рабочие масла должны обладать свойствами, предотвращающими образование коррозии. Как правило, смазочные масла с высокой степенью очистки обладают такими свойствами в слабой степени, поэтому им необходима соответствующая присадка.

Водоотделительные свойства можно также назвать деэмульгирующими. Вода, попавшая в масло с такими свойствами, быстро отделяется от него, так как сгустившаяся эмульсия понижает смазочные свойства масла и ускоряет образование ржавчины и коррозии. Водоотделительные свойства масел зависят от степени их очистки и наличия присадок.

Как правило, при повышении противоизносных свойств существует тенденция к ослаблению водоотделительной способности.

Уплотнители, прокладки, набивки и пр. детали, изготовленные из резины и каучука, при плохой совместимости с маслами могут увеличиваться в размерах или сжиматься, тем самым вызывая утечку масла или проникновение в него воздуха. Особое внимание необходимо уделять совместимости резиновых деталей с трудновоспламеняемыми рабочими маслами.

Краски, в зависимости от вида, так же могут подходить или не подходить к маслам. В случае плохой совместимости краска растворяется внутри масла, что негативно влияет на его качество. Краскостойкие свойства разных видов масел отличаются. Например, с минеральными маслами совместимы эпоксидные, полиуретановые, винилхлоридные и фталевые краски.

Масла на водной и синтетической основе могут воспламеняться в зависимости от температуры источника огня, с которым они соприкасаются, условий обстановки и количества рабочего масла.

Так как масло в процессе эксплуатации находится под давлением, любая протечка может привести к аварийной ситуации, поэтому следить за его состоянием очень важно.

Как правило, необходимо, чтобы масла обладали высокой температурой вспышки и воспламенения.

Взаимозаменяемость некоторых марок гидравлических масел

ЛУКОЙЛ	ZIC	Mobil	Shell	Esso	BP	Total
ГЕЙЗЕР СТ 22	-	DTE 22	Tellus 22	Nuto H 22	Energol HLP-HM 22	Azolla ZS 22
ГЕЙЗЕР СТ 32	SUPERVIS AW32	DTE 24	Tellus 32	Nuto H 32	Energol HLP-HM 32	Azolla ZS 32
ГЕЙЗЕР СТ 46	SUPERVIS AW46	DTE 25	Tellus 46	Nuto H 46	Energol HLP-HM 46	Azolla ZS 46
ГЕЙЗЕР СТ 68	SUPERVIS AW68	DTE 26	Tellus 68	Nuto H 68	Energol HLP-HM 68	Azolla ZS 68
ГЕЙЗЕР СТ 100	-	DTE 27	Nuto H 100	-	Energol HLP-HM 100	Azolla ZS 100
Низкотемпературные масла с более высоким индексом вязкости
ГЕЙЗЕР ЛТ 22	-	DTE 12M	-	Univis N 22	Bartran 22	Equivis ZS 22
ГЕЙЗЕР ЛТ 32	SUPERVIS x32	DTE 13M	Tellus TX 32	Univis N 32	Bartran 32	Equivis ZS 32
ГЕЙЗЕР ЛТ 46	SUPERVIS x46	DTE 15M	Tellus TX 46	Univis N 46	Bartran 46	Equivis ZS 46
ГЕЙЗЕР ЛТ 68	SUPERVIS x68	DTE 16M	Tellus TX 68	Univis N 68	Bartran 68	Equivis ZS 68
ГЕЙЗЕР ЛТ 100	-	DTE 18M	-	Univis N 100	Bartran 100	Equivis ZS 100



Пластичные смазки. Функции, выполняемые пластичными смазками. Требования, предъявляемые к ним. Способы получения пластичных смазок. Классификация смазок по видам применяемых загустителей. Основные эксплуатационные свойства смазок и методы их оценки. Маркировка пластичных смазок и рекомендации по их применению, экономии и взаимозаменяемости

Пластичные смазки используют главным образом для смазывания негерметизированных (не заключенных в картеры) узлов трения автомобилей. Такие смазки получили название антифрикционных. В относительно небольших количествах применяют также защитные пластичные смазки, служащие для предохранения деталей от коррозии. Пластичные смазки получают сплавлением (загущением) жидких минеральных масел от 75 до 90% по массе с твердыми веществами, называемыми загустителями. При изготовлении антифрикционных смазок в качестве загустителей применяют кальциевые, натриевые, литиевые и другие мыла, которые являются солями естественных или синтетических жирных кислот. Защитные смазки получают загущением минеральных масел углеводородами (парафином, церезином, петролатумом), находящимися при нормальной температуре (20°С) в твердом состоянии. Пластичные смазки - это однородные по составу, без комков мази от светло-желтого до темно-коричневого цвета, но некоторые из них имеют другой цвет, например, графитная - черного цвета, смазка № 158 - темно-синего.

Особенностью пластичных смазок является обратимость процесса разрушения структурного каркаса: под действием больших нагрузок каркас разрушается, и пластичная смазка работает как жидкостная, а при снятии нагрузки каркас мгновенно восстанавливается, и смазка вновь приобретает свойства твердого тела.

Чтобы пластичные смазки были пригодными для применения по своему основному назначению, показатели их качества должны отвечать требованиям, установленным стандартами и техническими условиями.

Температура каплепадения является показателем температурной стойкости смазки. При достижении данной температуры, определяемой в лабораторных условиях, происходит падение первой капли смазки, нагреваемой в специальном приборе. Надежное смазывание узлов трения без вытекания смазки обеспечивается, если рабочая температура узла на 15 … 20°С ниже температуры каплепадения пластичной смазки. В зависимости от значения температуры каплепадения смазки делят на следующие виды: тугоплавкие (Литол-24, ЯНЗ-2, №158, ЦИАТИМ-201 и некоторые другие), имеющие загустителями литиевые или натриево-кальциевые мыла. Отличаются высокой температурой каплепадения - от 120 до 185°С; среднеплавкие (к ним относят солидолы и графитную смазку УСс-А), изготовлены на кальциевых мылах. Их температура каплепадения находится в пределах 75 … 105°С; низкоплавкие (защитные смазки ПВК и ВТВ-1), созданные на немыльных загустителях. Температура каплепадения этих смазок не превышает 60°С.

Пенетрация характеризует густоту смазки. Значение пенетрации, выражаемое целым числом десятых долей миллиметра, по шкале пенетрометра, представляет собой глубину погружения в смазку стандартного конуса под действием собственной массы (150 г) в течение 5 с. Если пенетрация смазки равна 250, это значит, что конус за 5 с опустился в смазку на глубину 25 мм. Чем выше значение пенетрации, тем меньше густота (консистенция) данной смазки. Смазки с большим значением пенетрации применяются зимой, а с меньшим - летом.

Водостойкость (отношение к воде). Этот показатель характеризует способность смазки противостоять растворению в воде. Антифрикционные смазки, загущенные литиевыми (например, Литол-24) и кальциевыми мылами (солидолы всех марок), нерастворяющимися в воде, являются влагостойкими. Защитные смазки, для создания которых используют углеводородные загустители, совершенно нерастворимы в воде. Антифрикционные смазки, изготовленные на кальциево-натриевых мылах, отличаются недостаточной влагостойкостью, например, смазка ЯНЗ-2. Их можно применять только в узлах трения, надежно защищенных от проникновения воды.

Предел прочности позволяет судить о способности смазки удерживаться на вращающихся деталях. Его определяют в лабораторных условиях. Чем выше предел прочности, тем надежнее удерживается смазка в подшипниках качения. Значение предела прочности солидолов при плюс 50°С не превышает 0,02 Па, а у высококачественной пластичной смазки Литол-24 оно равно 0,045 Па при 20°С.

Свободных щелочей, определяющих коррозионную агрессивность смазок, не должно быть 0,1 … 0,2% по массе. Свободные, органические кислоты и механические примеси, вызывающие абразивный износ деталей, не должны присутствовать.

Вязкость пластичных смазок является одним из важнейших эксплуатационных показателей. Вязкость пластичной смазки в отличие от вязкости масла может изменяться при одной и той же температуре в довольно широких пределах и зависит от скорости перемещения ее слоев относительно друг друга. Чем быстрее продавливают смазку через капиллярную трубку, тем меньше становится ее вязкость. Поэтому при определении вязкости смазки нужно фиксировать не только температуру, но и скорость ее подачи через капилляр.

Вязкость пластичных смазок (пластично-аномальновязкого материала) при постоянной температуре зависит от скорости деформации. Вязкость смазки, определенная, при заданных скорости деформации и температуре, является постоянной величиной и называется эффективной вязкостью. Для жидких нефтепродуктов вязкость не зависит от скорости деформации, в связи с чем эффективная вязкость совпадает с динамической.

Эффективную вязкость пластичных смазок определяют с помощью автоматического капиллярного вискозиметра АКВ-4.

Стабильность характеризует сохранение смазкой своих первоначальных свойств в условиях хранения и применения. Для смазки, представляющей собой коллоидную систему, важны: физическая стабильность; устойчивость к радиации, характеризуемая химической стабильностью; инертность к воде, агрессивным средам, окислению кислородом воздуха.

Одним из показателей стабильности является испаряемость, которая характеризует испарение из смазки ее дисперсионной среды. Испаряемость смазок в наибольшей степени зависит от температуры, причем потеря легких фракций происходит более интенсивно у смазок, изготовленных на базе маловязких нефтяных масел. Показатель испаряемости имеет большое значение для характеристики смазок, предназначенных для работы при высокой температуре и в вакууме.

Испаряемость оценивают потерей массы смазки в условиях определенных температуры и времени (ГОСТ 7934.1-74).

Различают стабильность коллоидную, механическую и химическую (против окисления).

Коллоидная стабильность характеризуется степенью отделения из смазки дисперсионной среды - масла. Ее определяют при отпрессовывании масла из смазки на приборе КСА (ГОСТ 7142-74). Коллоидная стабильность смазки существенно зависит от вязкости входящего в ее состав масла: чем больше вязкость, тем выше коллоидная стабильность. Смазки с чрезмерно высокой коллоидной стабильностью нежелательны, ибо они действуют неэффективно.

Механическая стабильность смазок характеризует их способность противостоять разрушению. Смазки с низкой механической стабильностью быстро разрушаются, разжижаются и вытекают из узлов трения. Высококачественная смазка не должна существенно изменять свои механические свойства как при действии, так и при снятии нагрузки.

Механическую стабильность определяют в соответствии с ГОСТ 19295-73. Ее обозначают индексом разрушения Kр, который характеризует степень разрушения смазки при ее интенсивном деформировании (тиксотронное восстановление смазки).

Сущность метода заключается в определении изменения предела прочности на разрыв в результате интенсивного деформирования смазки в зазоре между ротором и статором тиксометра при последующем тиксотронном восстановлении.

Химическую стабильность смазок (против окисления) определяют в соответствии с ГОСТ 5734-76. Сущность метода заключается в окислении смазки, нанесенной тонким слоем на медную пластинку (катализатор). При этом определяют свободные кислоты или щелочи, образующиеся при окислении смазки. Полученное кислотное число характеризует стабильность смазки.

Противозадирные и противоизносные свойства - важнейшая характеристика смазок, применяемых в узлах с высокими контактными напряжениями и скоростями скольжения. Эти свойства оценивают с помощью различных машин трения, которые используются для исследования смазочных масел.

Антикоррозионные и защитные свойства смазок являются важнейшими показателями для обеспечения надежной работы трущихся или перекатываемых металлических поверхностей. Коррозионную активность смазок определяют следующим способом. Металлические пластины погружают в смазку, выдерживают и затем осматривают. Браковочными признаками являются изменение цвета пластины, появление на ней коррозионных точек и пятен.

Защитные свойства пластичных смазок определяют в соответствии с ГОСТ 0.054-75. При этом на металлическую пластинку наносят слой смазки, выдерживают ее в условиях повышенной относительной влажности воздуха и температуры без конденсации, с периодической или постоянной конденсацией влаги на образце. Затем сравнивают цвет и блеск поверхностей испытуемой пластинки и пластинки-образца.

Марки пластичных смазок и их применение. Выбор марки пластичной смазки определяется конструкцией узла трения (открытой или закрытой), рабочей температурой трущихся поверхностей, их нагруженностью, а также климатическими условиями эксплуатации автомобиля.

С (синтетический), УС-2 (жировой) - солидолы. Предназначены для смазывания открытых узлов трения через пресс-масленки летом в северных районах и всесезонного во всех остальных районах страны.

С (синтетический), УС-1 (жировой) - пресс-солидолы. Их используют для смазывания открытых узлов трения через пресс-масленки всесезонно в северных районах страны и летом во всех остальных районах страны, кроме южных.

ЯНЗ-2 (тугоплавкая, неводостойкая натриево-кальциевая смазка). Ее используют до температур минус 30°С на автомобилях всех моделей для смазывания подшипников ступиц колес, водяных насосов, промежуточных опор карданных валов, опор привода вентилятора и других подшипниковых узлов, защищенных уплотнениями от проникновения воды.

Литол-24 (тугоплавкая водостойкая смазка, изготовленная с применением литиевого мыла). Являет- ся универсальной по назначению. Ее употребляют для тех же целей, что и смазку ЯНЗ-2 на автомобилях всех моделей, всесезонно, во всех климатических районах страны. Может заменять солидолы всех марок для смазывания открытых узлов трения.

ЦИАТИМ-201 (тугоплавкая литиевая смазка). Всесезонно используется для смазывания втулок валика прерывателя-распределителя, подшипников генератора, гибкого вала спидометра, замков и петель дверей, тяг привода, заключенных в оболочки, шарниров рулевых тяг (при их сборке). Ее можно применять вместо смазки Литол-24 при работе автомобилей на Крайнем Севере.

Смазка №158 (водостойкая тугоплавкая, изготовлена на калиевом и литиевом мылах). Смазку закладывают в игольчатые подшипники при сборке карданных шарниров, не имеющих пресс-масленок.

Фиол-1 (литиевая смазка). На автомобилях ВАЗ ею смазывают шлицевое соединение карданного вала и салазки перемещения сидений.

АМ-1 (карданная смазка, натриевая, среднеплавкая, неводостойкая) служит для смазывания шариковых карданов равных угловых скоростей в передних ведущих мостах автомобилей повышенной проходимости. Эту же смазку в смеси с трансмиссионным маслом ТА-15В в отношении 1:1 используют для дисковых карданов равных угловых скоростей на полноприводных автомобилях "Урал" и КрАЗ.

ШРБ-4 (водостойкая тугоплавкая смазка). Предназначена для применения в шаровых пальцах передней подвески и рулевых тяг на автомобилях.

УСс-А (графитная смазка, водостойкая, кальциевая, содержащая 10% графита). Ее используют преимущественно для смазывания листов рессор, тросов привода тормозных механизмов в оболочках, а на автомобилях МАЗ и КрАЗ - и для смазывания шлицев скользящих вилок карданных валов.

ВТВ-1 (защитная смазка - волокнистый технический вазелин). Смазку наносят для предохранения от коррозии на наконечники проводов и полюсные выводы аккумуляторных батарей, на поверхности трения крышки багажника, упора капота, ограничителя, открывания двери, на шарниры и пружины крышки топливного бака и т.п.

ЛВК (углеводородная защитная смазка). Применяют ее для тех же целей, что и смазку ВТВ-1, но из-за недостаточной температурной стойкости не рекомендуется использовать летом в южных районах.

Организация рационального применения ЭМ. Нормативные материалы, регламентирующие качество эксплуатационных материалов. Основные мероприятия по экономии