Эксплуатационные свойства масел

Вяз­кость и вяз­кос­тно-тем­пе­ратур­ные ха­рак­те­рис­ти­ки яв­ля­ют­ся од­ни­ми из глав­ных экс­плу­ата­ци­он­ных свойств мас­ла для дви­гате­лей.

Вяз­кость (внут­реннее тре­ние) — свойство жид­кости ока­зывать соп­ро­тив­ле­ние от­но­сительно­му пе­реме­щению сло­ев.

От вяз­кости мас­ла за­висят обес­пе­чение жид­кос­тно­го тре­ния, уп­лотне­ние уз­лов тре­ния, лег­кость пус­ка дви­гате­ля. Зна­чение вяз­кости ука­зыва­ют в мар­ке мас­ла.

Вяз­кость мо­тор­ных и тран­смис­си­он­ных ма­сел нор­ми­ру­ют при 100°С, ин­дус­три­альных и гид­равли­чес­ких — при 40°С.

Ве­личи­на вяз­кости ча­ще все­го вы­ража­ет­ся в еди­ницах вяз­кости ки­нема­тичес­кой в сис­те­ме СИ — мм²/с при 100°С (в сис­те­ме из­ме­рений СГС сток­сы — Ст, со­тая часть Ст на­зыва­ет­ся сан­тистокс — сСт, 1 сСт = 1 мм²/с) или ди­нами­чес­кой вяз­кости в сис­те­ме СИ — пас­каль в се­кун­ду (Па·с). Ки­нема­тичес­кую вяз­кость из­ме­ря­ют в при­борах — ка­пил­лярных вис­ко­зимет­рах, а ди­нами­чес­кую — в ро­таци­он­ных вис­ко­зимет­рах при раз­личных гра­ди­ен­тах ско­рос­ти сдви­га.

Вяз­кость мас­ла за­висит от внеш­них ус­ло­вий — тем­пе­рату­ры и дав­ле­ния.

При не­большом уве­личе­нии дав­ле­ния вяз­кость ма­сел прак­ти­чес­ки не из­ме­ня­ет­ся. При уве­личе­нии дав­ле­ния, на­чиная с 5 МПа, вяз­кость мас­ла по­выша­ет­ся, что не­об­хо­димо учи­тывать при экс­плу­ата­ции пар тре­ния. Дав­ле­ние в под­шипни­ках ко­лен­ча­того ва­ла дос­ти­га­ет 20…35 МПа, в под­шипни­ках пор­шне­вого пальца — 50…90 МПа, в зуб­ча­тых пе­реда­чах тран­смис­сии — 2000…4000 МПа. При вы­соком дав­ле­нии вяз­кость мас­ла воз­раста­ет в де­сят­ки раз. При уве­личе­нии дав­ле­ния воз­раста­ет так­же и тем­пе­рату­ра мас­ла.

С по­выше­ни­ем тем­пе­рату­ры вяз­кость мас­ла сни­жа­ет­ся, что мо­жет при­вес­ти к вы­тека­нию его из уз­лов тре­ния. При низ­ких тем­пе­рату­рах вяз­кость мас­ла рез­ко воз­раста­ет до пол­ной по­тери те­кучес­ти. Уве­личе­ние вяз­кости мас­ла соз­да­ет труд­ности при зим­нем пус­ке дви­гате­лей. В стан­дартах вяз­кос­тно-тем­пе­ратур­ные свойства мас­ла обыч­но оце­нива­ют ин­дексом вяз­кости.

Ин­декс вяз­кости — от­но­сительная ве­личи­на, по­казы­ва­ющая сте­пень из­ме­нения вяз­кости в за­виси­мос­ти от тем­пе­рату­ры или по­логость вяз­кос­тно-тем­пе­ратур­ной кри­вой.

Рас­счи­тыва­ют ин­декс вяз­кости по фор­му­ле

ИВ = [(ν - ν₁)/(ν - ν₂)]100,

где ν — вяз­кость эта­лон­но­го мас­ла, мм²/с, при тем­пе­рату­ре 40°С име­юще­го ин­декс вяз­кости 0; ν₁ — вяз­кость ис­пы­ту­емо­го мас­ла при тем­пе­рату­ре 40°С, мм²/с; ν₂ — вяз­кость вы­соко­сор­тно­го эта­лон­но­го мас­ла, мм²/с, име­юще­го при тем­пе­рату­ре 40°С ин­декс вяз­кости 100.

По­каза­тели ν и ν₂ бе­рут из таб­ли­цы ГОСТ 25371—82 с уче­том, что эта­лон­ные мас­ла при тем­пе­рату­ре 100°С име­ют оди­нако­вую вяз­кость с ис­пы­ту­емым.

Воз­можно оп­ре­деле­ние ин­декса вяз­кости мас­ла гра­фичес­ким спо­собом по но­мог­рамме. Для это­го не­об­хо­димо знать ки­нема­тичес­кую вяз­кость ис­пы­ту­емо­го мас­ла при 40 и 100°С. По точ­ке пе­ресе­чения зна­чений этих вяз­костей с од­ной из ли­ний ин­декса вяз­кости оп­ре­деля­ют ин­декс вяз­кости ис­пы­ту­емо­го мас­ла.

Ин­декс вяз­кости неф­тя­ных ма­сел без вяз­кос­тных при­садок сос­тавля­ет 85…100 пун­ктов. Син­те­тичес­кие ба­зовые мас­ла име­ют ин­декс вяз­кости, рав­ный 120…150 пун­ктов, на их ос­но­ве по­луча­ют все­сезон­ные мас­ла с ши­роким тем­пе­ратур­ным ди­апа­зоном ра­ботос­по­соб­ности.

Чем вы­ше ин­декс вяз­кости, тем меньше ме­ня­ет­ся вяз­кость с из­ме­нени­ем тем­пе­рату­ры и тем луч­ше вяз­кос­тно-тем­пе­ратур­ные ха­рак­те­рис­ти­ки мас­ла. Для по­выше­ния ин­декса вяз­кости ма­ловяз­ких ма­сел в них вво­дят вяз­кос­тные за­гуща­ющие при­сад­ки. Та­кие мас­ла на­зыва­ют за­гущен­ны­ми.

Ан­ти­окис­ли­тельные свойства ха­рак­те­ризу­ют окис­ле­ние ма­сел в про­цес­се их ра­боты в дви­гате­ле, что при­водит к об­ра­зова­нию ла­ков и на­гаров на де­талях и на­коп­ле­нию раз­личных про­дук­тов окис­ле­ния в са­мом мас­ле.

Мас­ля­ные фрак­ции яв­ля­ют­ся слож­ной смесью раз­личных уг­ле­водо­родов, ко­торые не­оди­нако­во ре­аги­ру­ют с кис­ло­родом. При нор­мальной тем­пе­рату­ре окис­ля­ют­ся только неп­ре­дельные уг­ле­водо­роды, ко­торых в мас­ле прак­ти­чес­ки нет. Чем вы­ше тем­пе­рату­ра зон, ку­да по­пада­ет мас­ло, тем бо­лее глу­бокие прев­ра­щения оно пре­тер­пе­ва­ет.

При тем­пе­рату­ре 60…70°С в со­еди­нение с кис­ло­родом всту­па­ют на­име­нее ус­тойчи­вые уг­ле­водо­роды; при этом об­ра­зу­ют­ся раз­личные кис­лые со­еди­нения, ко­торые рас­тво­римы в мас­ле. При дальнейшем по­выше­нии тем­пе­рату­ры об­ра­зу­ют­ся про­дук­ты бо­лее глу­боко­го окис­ле­ния — ас­фальто­вые ве­щес­тва, ок­си­кис­ло­ты, уг­ле­родис­тые про­дук­ты (кар­бе­ны и кар­бо­иды). Эти со­еди­нения не рас­тво­римы в мас­ле или ог­ра­ничен­но рас­тво­римы. Они вы­деля­ют­ся в ви­де осад­ков, ла­ков и на­гаров.

При тем­пе­рату­ре 150°С и вы­ше про­цес­сы окис­ле­ния про­тека­ют очень ин­тенсив­но. Ког­да тем­пе­рату­ра пре­выша­ет 300°С од­новре­мен­но с ре­ак­ци­ями окис­ле­ния про­ис­хо­дит тер­ми­чес­кое раз­ру­шение уг­ле­водо­родов. В ре­зульта­те окис­ле­ния и тер­ми­чес­ко­го рас­па­да уг­ле­водо­родов, сра­баты­вания и раз­ло­жения при­садок в ра­бота­ющем мас­ле на­кап­ли­ва­ют­ся ор­га­ничес­кие кис­ло­ты, ас­фальте­но-смо­лис­тые ве­щес­тва и про­дук­ты из­на­шива­ния. Экс­плу­ата­ци­он­ные свойства мас­ла ухуд­ша­ют­ся.

Ос­новны­ми ви­дами уг­ле­родис­тых от­ло­жений в дви­гате­ле яв­ля­ют­ся на­гары, ла­ки и низ­ко­тем­пе­ратур­ные от­ло­жения.

На­гары — твер­дые, чер­но­го цве­та уг­ле­родис­тые ве­щес­тва, от­кла­дыва­ющи­еся на де­талях дви­гате­ля.

На­гары от­кла­дыва­ют­ся на стен­ках ка­меры сго­рания, кла­панах, све­чах за­жига­ния, дни­ще пор­шня, вер­хнем по­яс­ке бо­ковой по­вер­хнос­ти пор­шня, фор­сунках, в про­дувоч­ных ок­нах и т. п. На­гары со­дер­жат так­же зольные про­дук­ты рас­па­да при­садок.

Ла­ки — тон­кие, как пра­вило, блес­тя­щие плен­ки из про­дук­тов окис­ле­ния мас­ла от свет­ло-жел­то­го до тем­но-ко­рич­не­вого и да­же чер­но­го цве­та.

Ла­ки от­кла­дыва­ют­ся в зо­не пор­шне­вых ко­лец, на юб­ке и внут­ренних стен­ках пор­шня, на ша­тунах, стер­жнях кла­панов, стен­ках мас­ля­ного под­до­на и т. п. Ла­ковые плен­ки очень проч­ны и име­ют низ­кий ко­эф­фи­ци­ент теп­лопро­вод­ности. Ла­ки спо­собс­тву­ют при­гора­нию пор­шне­вых ко­лец и пе­рег­ре­ву де­талей.

Низ­ко­тем­пе­ратур­ные от­ло­жения (шла­мы) — ма­зе­об­разные от­ло­жения в кар­те­ре и на не­рабо­чих внут­ренних по­вер­хнос­тях дви­гате­ля, осо­бен­но в зо­нах с по­нижен­ной тем­пе­рату­рой.

От­ло­жения это­го ти­па ха­рак­терны для ус­ло­вий зим­ней экс­плу­ата­ции, ра­боты дви­гате­лей при час­тых пус­ках и ос­та­нов­ках и на низ­ко­тем­пе­ратур­ном ре­жиме (пе­ре­ох­лажде­нии).

В за­виси­мос­ти от ус­ло­вий экс­плу­ата­ции, ти­па мас­ла и конс­трук­ции дви­гате­ля ха­рак­тер низ­ко­тем­пе­ратур­ных от­ло­жений мо­жет быть раз­ли­чен и их сос­тав мо­жет из­ме­няться при­мер­но в сле­ду­ющих пре­делах, мас.%:

- Мас­ло50…85

- Во­да5…35

- Топ­ли­во1…7

- Зо­ла1…8

- Ок­си­кис­ло­ты2…15

- Ас­фальте­ны0,1…1,5

- Кар­бе­ны и кар­бо­иды2…10

Ок­си­кис­ло­ты, ас­фальте­ны, кар­бе­ны и кар­бо­иды яв­ля­ют­ся про­дук­та­ми окис­ле­ния мас­ла.

Шла­мы наб­лю­да­ют­ся в больших ко­личес­твах в из­но­шен­ных дви­гате­лях, так как по­вышен­ный про­рыв га­зов из ка­меры сжа­тия в кар­тер спо­собс­тву­ет ин­тенсив­но­му заг­рязне­нию мас­ла про­дук­та­ми окис­ле­ния.

Ос­новным фак­то­ром, вли­яющим на про­тека­ние ре­ак­ций окис­ле­ния, яв­ля­ет­ся тем­пе­рату­ра. С по­выше­ни­ем тем­пе­рату­ры ско­рость окис­ле­ния воз­раста­ет в де­сят­ки раз. В кар­те­ре, мас­лопро­водах, мас­ля­ном ра­ди­ато­ре окис­ле­ние про­ис­хо­дит в объеме. В не­кото­рых уз­лах, нап­ри­мер внут­ренней час­ти пор­шня, мас­ло на­ходит­ся в ту­мано­об­разном сос­то­янии.

От­ло­жение на­гара на де­талях на­чина­ет­ся с об­ра­зова­ния ла­ковой плен­ки. На мно­гих го­рячих де­талях — ци­лин­драх, пор­шнях и кольцах — мас­ло ис­па­ря­ет­ся, под­верга­ет­ся тер­ми­чес­ко­му раз­ру­шению и окис­ля­ет­ся в тон­ком слое. Чем тоньше мас­ля­ная плен­ка и вы­ше тем­пе­рату­ра де­талей, тем ин­тенсив­нее об­ра­зу­ют­ся ла­ковые от­ло­жения. В зо­нах вы­соких тем­пе­ратур ла­ковая плен­ка обуг­ли­ва­ет­ся. В ней про­ис­хо­дят про­цес­сы кок­со­об­ра­зова­ния.

На про­цес­сы на­гаро­об­ра­зова­ния по­мимо мас­ла ока­зыва­ют вли­яние ка­чес­тво топ­ли­ва и со­дер­жа­ние в бен­зи­не раз­личных со­еди­нений, нап­ри­мер ан­ти­дето­наци­он­ных при­садок.

Для тор­мо­жения про­цес­сов окис­ле­ния в мас­ле и сни­жения на­гаро- и ла­ко­об­ра­зова­ния в дви­гате­ле ис­пользу­ют ан­ти­окис­ли­тельные при­сад­ки, та­кие как ди­ал­килди­ти­офос­фа­ты цин­ка (при­сад­ка ДФ-11), не­кото­рые фе­нолы. При­сад­ки это­го ти­па спо­соб­ны пре­рывать цеп­ные ре­ак­ции окис­ле­ния, раз­ру­шать гид­ро­перок­си­ды и прев­ра­щать ак­тивные ра­дика­лы (ини­ци­ато­ры окис­ле­ния) в не­ак­тивные со­еди­нения.

Для уменьше­ния низ­ко­тем­пе­ратур­ных от­ло­жений в мас­ла вво­дят по­лимер­ные при­сад­ки, нап­ри­мер не­кото­рые со­поли­меры, вклю­ча­ющие вы­соко­поляр­ные груп­пы, или сук­ци­ними­ды (по­лимер­ные при­сад­ки, име­ющие в сво­ем сос­та­ве амин­ные груп­пы).

Спо­соб­ность мас­ла про­тивос­то­ять ре­ак­ци­ям вза­имо­действия с кис­ло­родом воз­ду­ха при нор­мальной тем­пе­рату­ре на­зыва­ют хи­мичес­кой ста­бильностью. При нор­мальных ус­ло­ви­ях хра­нения ми­неральные мас­ла дли­тельное вре­мя прак­ти­чес­ки не окис­ля­ют­ся и не из­ме­ня­ют сво­их пер­во­начальных свойств.

Тер­мо­окис­ли­тельная ста­бильность — это спо­соб­ность ма­сел про­тивос­то­ять окис­ле­нию при по­вышен­ной тем­пе­рату­ре. В мас­лах ста­бильность к окис­ле­нию оп­ре­деля­ют по ин­дукци­он­но­му пе­ри­оду осад­ко­об­ра­зова­ния (ИПО). Сущ­ность ме­тода зак­лю­ча­ет­ся в окис­ле­нии мас­ла при тем­пе­рату­ре 200°С в при­боре (ДК-НА­МИ) с пос­ле­ду­ющим оп­ре­деле­ни­ем ко­личес­тва не­рас­тво­римо­го осад­ка. В мо­тор­ных ис­пы­тани­ях оце­нива­ют ан­ти­окис­ли­тельные свойства по уве­личе­нию вяз­кости мас­ла за вре­мя ра­боты в дви­гате­ле (ус­та­нов­ки ИКМ, Petter W-1).

Мо­ющи­ми свойства­ми на­зыва­ют спо­соб­ность мас­ла обес­пе­чивать не­об­хо­димую чис­то­ту де­талей ра­бота­юще­го дви­гате­ля, под­держи­вая про­дук­ты окис­ле­ния и заг­рязне­ния во взве­шен­ном сос­то­янии. Чем вы­ше мо­ющие свойства, тем меньше на­гара и ла­ков на­кап­ли­ва­ет­ся на де­талях ЦПГ дви­гате­ля.

Ми­неральное мас­ло без при­садок при ра­боте дви­гате­ля вы­зыва­ет за­кок­со­выва­ние ко­лец и обильное заг­рязне­ние всех де­талей. Вы­сокие мо­ющие свойства то­вар­ным мас­лам при­да­ют мо­юще-дис­перги­ру­ющие при­сад­ки, вво­димые сов­мес­тно с при­сад­ка­ми дру­гих наз­на­чений (ан­ти­окис­ли­тельной, про­тиво­кор­ро­зи­он­ной и т. п.).

Су­щес­тву­ют два ти­па мо­ющих при­садок — зольные и без­зольные. Зольные при­сад­ки при сжи­гании да­ют зо­лу, ко­торая при­липа­ет к по­вер­хнос­ти де­талей, а без­зольные нет. Зольные при­сад­ки пред­став­ля­ют со­бой сульфо­наты ще­лоч­но-зе­мельных ме­тал­лов ба­рия и кальция.

Ме­тал­лсо­дер­жа­щие при­сад­ки по­выша­ют зольность мас­ла, что мо­жет при­вес­ти к об­ра­зова­нию зольных от­ло­жений в ка­мере сго­рания, за­мыка­нию за­зора элек­тро­дов све­чей за­жига­ния, преж­де­вре­мен­но­му вос­пла­мене­нию ра­бочей сме­си, про­гару вы­пус­кных кла­панов, аб­ра­зив­но­му из­на­шива­нию. На­личие в при­сад­ках со­еди­нений ме­тал­лов ще­лоч­но­го ха­рак­те­ра (ба­рия или кальция) при­да­ет этим при­сад­кам ще­лоч­ность. По­это­му о ко­личес­тве при­садок мож­но су­дить по зна­чению ще­лоч­но­го чис­ла. У сов­ре­мен­ных ма­сел этот по­каза­тель на­ходит­ся в пре­делах 4…10 мг KOH на 1 г мас­ла.

Без­зольные мо­ющие при­сад­ки пред­став­ля­ют со­бой ор­га­ничес­кие со­еди­нения, при сжи­гании ко­торых зольных от­ло­жений не об­ра­зу­ет­ся, так как они не со­дер­жат в сво­ем сос­та­ве ме­тал­ла.

Мо­ющие свойства мас­ла оце­нива­ют на ла­бора­тор­ной ус­та­нов­ке ПЗВ — од­но­цилин­дро­вом дви­гате­ле с элек­тро­подог­ре­вом ра­бочих уз­лов (рис.1). При ис­пы­тани­ях в те­че­ние 2 ч при оп­ре­делен­ном тем­пе­ратур­ном ре­жиме мас­ло, по­падая на стен­ки наг­ре­того пор­шня, окис­ля­ет­ся, об­ра­зу­ют­ся на­гары, ла­ки и осад­ки. Пос­ле ис­пы­таний дви­гатель раз­би­ра­ют и оце­нива­ют ла­ко­об­ра­зова­ние на бо­ковой по­вер­хнос­ти пор­шня с по­мощью цвет­ной шка­лы по се­мибалльной сис­те­ме: чис­тый пор­шень — 0, ес­ли чер­ны­ми ла­ковы­ми от­ло­жени­ями пок­ры­та вся бо­ковая по­вер­хность пор­шня — 6 бал­лов. Мас­ла, об­ла­да­ющие хо­роши­ми мо­ющи­ми свойства­ми, име­ют оцен­ку по ме­тоду ПЗВ не бо­лее 1 бал­ла.

Рисунок 1-Установка ПЗВ:

1 — электродвигатель; 2 — одноцилиндровый двигатель; 3 — электронагревательные элементы

Про­тиво­из­носным свойством мас­ла на­зыва­ет­ся его спо­соб­ность пре­пятс­тво­вать из­но­су тру­щих­ся пар в дви­гате­ле. Эти свойства за­висят от фи­зико-хи­мичес­ких по­каза­телей ка­чес­тва мас­ла, в час­тнос­ти вяз­кос­тно-тем­пе­ратур­ных ха­рак­те­рис­тик, сма­зыва­ющей спо­соб­ности, ко­личес­тва и эф­фектив­ности вве­ден­ных в мас­ло при­садок и ус­ло­вий экс­плу­ата­ции.

В дви­гате­ле наб­лю­да­ют­ся прак­ти­чес­ки все ре­жимы смаз­ки: гид­ро­дина­мичес­кий, гра­нич­ный и в от­сутс­твие смаз­ки — «мас­ля­ное го­лода­ние». Ре­жим тре­ния за­висит от ус­ло­вий ра­боты тру­щих­ся по­вер­хнос­тей — тем­пе­рату­ры, ско­рос­ти, наг­рузки, аг­рессив­ности ок­ру­жа­ющей сре­ды, ка­чес­тва при­меня­емо­го сма­зоч­но­го ма­тери­ала, тех­но­логии из­го­тов­ле­ния уз­ла тре­ния. Ес­ли де­тали хо­рошо об­ра­бота­ны, ра­бота­ют при вы­соких ско­рос­тях и срав­ни­тельно не­больших наг­рузках, то обес­пе­чива­ет­ся жид­кос­тное тре­ние. Для обес­пе­чения ми­нимальных из­но­сов не­об­хо­дим пра­вильный вы­бор мас­ла по вяз­кости и сос­та­ву.

На­ибольший из­нос при­ходит­ся на пе­ри­од пус­ка и прог­ре­ва дви­гате­ля, ха­рак­те­ризу­емый ма­лой по­дачей мас­ла. Мас­ла с вы­сокой вяз­костью при низ­кой тем­пе­рату­ре за­гус­те­ва­ют и не пос­ту­па­ют к тру­щим­ся по­вер­хнос­тям. Тру­щи­еся де­тали дли­тельное вре­мя ра­бота­ют в ре­жиме «мас­ля­ного го­лода­ния». При этом воз­раста­ет ин­тенсив­ность их из­на­шива­ния, уве­личи­ва­ют­ся зат­ра­ты энер­гии на пре­одо­ление внут­ренне­го тре­ния. Ис­пользо­вание ме­нее вяз­ких ма­сел об­легча­ет ус­ло­вия пус­ка и прог­ре­ва, ре­жим жид­кос­тно­го тре­ния нас­ту­па­ет быс­трее.

В тех слу­ча­ях, ког­да действу­ют вы­сокие удельные наг­рузки, а ско­рость не­вели­ка, ис­пользу­ют мас­ло по­вышен­ной вяз­кости.

Для улуч­ше­ния сма­зыва­ющей спо­соб­ности в мас­ла вво­дят про­тиво­из­носные и про­тиво­задир­ные при­сад­ки. В ка­чес­тве при­садок для уменьше­ния из­но­са ис­пользу­ют по­вер­хностно-ак­тивные ор­га­ничес­кие со­еди­нения, в сос­тав ко­торых вхо­дят фос­фор, се­ра, хлор, раз­личные ме­тал­лы и дру­гие эле­мен­ты.

Действие про­тиво­из­носных при­садок зак­лю­ча­ет­ся в сле­ду­ющем: при тем­пе­рату­ре 120…150°С они об­ра­зу­ют на по­вер­хнос­тях тре­ния ад­сор­бци­он­ные проч­ные плен­ки, за­щища­ющие по­вер­хнос­ти не только от из­но­са, но и от за­дира и ус­та­лос­тно­го раз­ру­шения. При воз­раста­нии тем­пе­рату­ры до 200°С бо­лее ак­тивные ве­щес­тва при­садок всту­па­ют в хи­мичес­кое вза­имо­действие с ме­тал­лом, об­ра­зуя хе­мосор­бци­он­ную плен­ку, ко­торая пре­дох­ра­ня­ет ме­талл от из­но­са и уменьша­ет тре­ние.

Под про­тиво­задир­ны­ми свойства­ми по­нима­ют спо­соб­ность мас­ла при вы­соких удельных наг­рузках и тем­пе­рату­рах пре­пятст­во­вать за­диру де­талей в ус­ло­ви­ях «мас­ля­ного го­лода­ния». При очень жес­тких ус­ло­ви­ях тре­ния за­паса про­тиво­задир­ных ка­честв ма­сел бы­ва­ет не­дос­та­точ­но, и тог­да наб­лю­да­ют­ся за­диры зер­ка­ла ци­лин­дра, по­выше­ние из­но­са пор­шне­вых ко­лец, пит­тинг тол­ка­телей и ку­лач­ков рас­пре­дели­тельно­го ва­ла. Дви­гате­ли сов­ре­мен­ных конс­трук­ций с низ­ким рас­хо­дом мас­ла (ме­нее 1,5…2,0 мас.% рас­хо­да топ­ли­ва) предъяв­ля­ют по­вышен­ные тре­бова­ния к про­тиво­задир­ным свойствам мас­ла.

Оце­нива­ют про­тиво­из­носные и про­тиво­задир­ные свойства ма­сел на че­тырех­ша­рико­вой ма­шине тре­ния (ЧШМ). Ос­новной узел ЧШМ — пи­рами­да из трех не­под­вижных и од­но­го под­вижно­го ша­ров (рис. 2).

Рисунок 2 - Четырехшариковый узел трения машины:

1 — верхний шар; 2 — нижние шары; 3 — масло

Кри­тичес­кая наг­рузка за­еда­ния P _к яв­ля­ет­ся по­каза­телем про­тиво­задир­ных свойств.

Оце­ноч­ны­ми про­тиво­из­носны­ми по­каза­теля­ми яв­ля­ют­ся ди­аметр пят­на из­но­са на ниж­них ша­рах, зна­чение ко­эф­фи­ци­ен­та тре­ния, по­теря мас­сы об­разцов, наг­рузка раз­ру­шения гра­нич­ных пле­нок и др.

Из­нос де­талей дви­гате­лей рез­ко воз­раста­ет при по­пада­нии в мас­ло пы­ли. Мас­ло, со­дер­жа­щее ме­хани­чес­кие при­меси, к при­мене­нию неп­ри­год­но. Ис­пользо­вать та­кое мас­ло мож­но только пос­ле уда­ления (от­стой, фильтра­ция) аб­ра­зива.

На сте­пень из­но­са де­талей дви­гате­лей вли­яет ре­жим или пе­ри­одич­ность за­мены мас­ла. Сро­ки за­мены мас­ла в дви­гате­ле ус­та­нав­ли­ва­ют­ся с уче­том из­ме­нения всех экс­плу­ата­ци­он­ных свойств.

Про­тиво­кор­ро­зи­он­ны­ми свойства­ми мас­ла на­зыва­ют его спо­соб­ность пре­пятс­тво­вать кор­ро­зии де­талей дви­гате­лей.

Кор­ро­зи­он­ность ма­сел оце­нива­ют по по­тере ме­тал­ла в грам­мах на квад­ратный метр (г/м²) при кон­такте его с мас­лом за оп­ре­делен­ное вре­мя. В тех­ни­чес­кие ус­ло­вия на мо­тор­ные мас­ла вве­ден по­каза­тель кор­ро­зи­он­ности, оп­ре­деля­емый по ме­тоду Пин­ке­вича или ме­тоду НА­МИ (с по­мощью при­бора ДК-3).

По ме­тоду Пин­ке­вича оп­ре­деля­ют по­терю мас­сы свин­цо­вых (свин­цо­вис­той брон­зы) плас­тин, пе­ри­оди­чес­ки пог­ру­жа­емых (15 раз в ми­нуту) в наг­ре­тое до тем­пе­рату­ры 140°С мас­ло при про­дол­жи­тельнос­ти ис­пы­таний 25 ч, в при­боре ДК-3 НА­МИ — 10 ч. По­каза­тели кор­ро­зии по НА­МИ и Пин­ке­вичу от­ли­ча­ют­ся нез­на­чительно и поз­во­ля­ют оце­нить мас­ла по их воз­действию на ме­талл.

Про­тиво­кор­ро­зи­он­ные свойства мас­ла в мо­тор­ных ис­пы­тани­ях на пол­но­раз­мерных дви­гате­лях или од­но­цилин­дро­вых ус­та­нов­ках ИКМ, Petter W-1 оце­нива­ют по по­тере мас­сы вкла­дышей ша­тун­ных под­шипни­ков и сос­то­янию по­вер­хнос­тей тре­ния (цвет, за­дир, сле­ды кор­ро­зии).

В све­жих мас­лах кор­ро­зи­он­но-аг­рессив­ны­ми про­дук­та­ми яв­ля­ют­ся ак­тивные сер­нистые со­еди­нения, ми­неральные кис­ло­ты и ще­лочи. В про­цес­се ра­боты мас­ло окис­ля­ет­ся, в ра­бота­ющем мас­ле на­кап­ли­ва­ют­ся ор­га­ничес­кие кис­ло­ты, пе­рок­си­ды, ок­си­кис­ло­ты, смо­лис­тые ве­щес­тва. При соп­ри­кос­но­вении с про­дук­та­ми сго­рания об­ра­зу­ют­ся кор­ро­зи­он­но-ак­тивные ок­си­ды се­ры и кис­ло­ты.

На­личие и ко­личес­тво ор­га­ничес­ких кис­лот оп­ре­деля­ет­ся кис­лотным чис­лом — ко­личес­тво мил­лиграм­мов КОН, не­об­хо­димо­го для нейтра­лиза­ции кис­лот, со­дер­жа­щих­ся в 1 г мас­ла. Для раз­личных ма­сел кис­лотное чис­ло сос­тавля­ет 0,005…0,30 мг КОН/г мас­ла.

На ско­рость кор­ро­зи­он­но­го раз­ру­шения су­щес­твен­ное вли­яние ока­зыва­ет во­да. Во­да мо­жет на­кап­ли­ваться в мас­ле при не­соб­лю­дении пра­вил тран­спор­ти­рова­ния, хра­нения и до­лив­ки в дви­гатель. Кро­ме то­го, па­ры во­ды по­пада­ют в мас­ло при ра­боте дви­гате­ля с про­рыва­ющи­мися га­зами, ко­торые со­дер­жат мно­го во­ды, об­ра­зу­ющейся при сго­рании топ­ли­ва.

Для за­щиты ме­тал­лов от кор­ро­зии при­меня­ют про­тиво­кор­ро­зи­он­ные при­сад­ки. Ак­тивные эле­мен­ты при­сад­ки (се­ра, фос­фор и др.) об­ра­зу­ют на по­вер­хнос­ти ме­тал­ла за­щит­ные плен­ки, на­деж­но пре­дох­ра­ня­ющие цвет­ные ме­тал­лы от кор­ро­зии.

Кор­ро­зи­он­ное действие мас­ла на ме­тал­лы в дви­гате­ле так­же уменьша­ет­ся при при­мене­нии кор­ро­зийно-стойких ме­тал­лов и под­шипни­ковых спла­вов, нап­ри­мер алю­мини­евых.

Про­тиво­пен­ные свойства ха­рак­те­ризу­ют пе­но­об­ра­зова­ние или выб­рос мас­ля­ной пе­ны. При ра­боте мас­ла в дви­гате­ле соз­да­ют­ся ус­ло­вия для об­ра­зова­ния пе­ны. Это­му спо­собс­тву­ет бур­ное пе­реме­шива­ние мас­ла с воз­ду­хом вследс­твие вра­щения де­талей кри­вошип­но-ша­тун­но­го ме­ханиз­ма, на­личия в мас­ле ста­били­зато­ров ПАВ сле­дов во­ды и про­дук­тов окис­ле­ния мас­ла. Пе­но­об­ра­зова­ние на­руша­ет нор­мальные ус­ло­вия ре­жима смаз­ки.

Пе­но­об­ра­зова­ние уменьша­ет­ся с по­выше­ни­ем тем­пе­рату­ры мас­ла, так как при этом вяз­кость мас­ла сни­жа­ет­ся и стойкость пе­ны па­да­ет.

Для ус­тра­нения пе­но­об­ра­зова­ния прак­ти­чес­ки во все сов­ре­мен­ные мо­тор­ные мас­ла вво­дят про­тиво­пен­ные при­сад­ки. Действие при­садок зак­лю­ча­ет­ся в том, что они пло­хо рас­тво­ря­ют­ся в мас­ле, вы­тес­ня­ют ПАВ и кон­цен­три­ру­ют­ся на по­вер­хнос­ти раз­де­ла фаз воз­дух—мас­ло. В ре­зульта­те ско­рость раз­ру­шения пе­ны ста­новит­ся больше, чем ско­рость ее об­ра­зова­ния. Про­тиво­пен­ные при­сад­ки от­но­сят к клас­су крем­нийор­га­ничес­ких по­лиме­ров, нап­ри­мер ши­роко ис­пользу­емая оте­чес­твен­ная при­сад­ка ПМС-200А.

Низ­ко­тем­пе­ратур­ные свойства ха­рак­те­ризу­ют из­ме­нение вяз­кости мас­ла (до пол­ной по­тери те­кучес­ти) с по­ниже­ни­ем тем­пе­рату­ры. К ним от­но­сят тем­пе­рату­ру зас­ты­вания мас­ла, при ко­торой мас­ло те­ря­ет те­кучесть. Зас­ты­вание ма­сел в большинс­тве слу­ча­ев обус­ловле­но об­ра­зова­ни­ем в объеме ох­лажда­емо­го мас­ла крис­таллов па­рафи­на. Тем­пе­рату­ра зас­ты­вания ра­бота­юще­го мас­ла дол­жна быть на 5…7°С ни­же той тем­пе­рату­ры, при ко­торой мас­ло дол­жно обес­пе­чивать про­качи­ва­емость.

Лет­ние мо­тор­ные мас­ла зас­ты­ва­ют при тем­пе­рату­ре −10…−15°С, все­сезон­ные — при тем­пе­рату­ре не вы­ше −42°С. Тем­пе­рату­ра зас­ты­вания ма­ловяз­ких ин­дус­три­альных и гид­равли­чес­ких ма­сел — око­ло −50…−60°С.

Тем­пе­рату­ру зас­ты­вания ба­зовых ма­сел по­нижа­ют при­мене­ни­ем деп­рессор­ных при­садок. При ох­лажде­нии мас­ла вы­деля­ющи­еся крис­таллы па­рафи­на об­ра­зу­ют кар­кас, внут­ри ко­торо­го на­ходит­ся жид­кое мас­ло. Деп­рессо­ры пре­пятс­тву­ют об­ра­зова­нию кар­ка­са, мас­ло сох­ра­ня­ет те­кучесть.