Определение эксплуатационных показателей моторных масел

Практическая работа № 3

Цель работы. Научиться определять показатели качества моторных масел, давать заключение об их соответствии требованию стандарта и последствиях применения.

Задание:

1.Ознакомтесь с материалом.

2.Заполните таблицу 1.

3. Ответьте на контрольные вопросы.

4. Оформите отчет.

 

Каждое эксплуатационное свойство для конкретного вида нефтепродукта характеризуется набором определенных показателей качества. Эксплуатационные свойства и показатели качества образуют систему показателей качества (таблица 1). Рациональное применение моторного масла возможно лишь при условии соответствия величины показателей качества требованию стандарта. Поэтому величина показателей качества для моторных масел утверждается государственным стандартомГОСТ 8581-78 «Масла моторные для автотракторных дизелей. Технические условия» и ГОСТ «Масла моторные универсальные и для автомобильных карбюраторных двигателей. Технические условия». При несоответствии величины показателей качества требованию стандарта применение моторного масла запрещается, так как его применение нерационально вследствие быстрого выхода техники из строя.

 

Таблица 1 – Система показателей качества моторных масел

Наименование эксплуатационных свойств	Наименование показателей качества
1. Прокачиваемость	Массовая доля механических примесей, массовая доля воды, степень чистоты, вспениваемость, плотность, температура застывания.
2. Антифрикционное	Кинематическая вязкость, динамическая вязкость при отрицательных температурах, индекс вязкости.
3. Противоизносное	Показатель износа, критическая нагрузка заедания, нагрузка сваривания, индекс задира, массовая доля активных элементов противоизносных и противозадирных присадок, износ на установке, противопиттинговая способность на установке СКТ-НАМИ.
4. Склонность к отложениям	Индукционный период осадкообразования, количество отложений на установке НАМИ-1, коксуемость, моющий потенциал, щелочное число, зольность, моющая способность на установке ПЗВ, количество высокотемпературных отложений на приборе «наклонная плита», УКМ-1.
5. Испаряемость	Потери от испарения.
6. Воспламеняемость	Температура вспышки, температура самовоспламенения.
7. Совместимость	Совместимость с маслами, число деэмульсации, изменение массы, объема и предела прочности резины.
8. Консервационное	Защитная способность масла в условиях периодической конденсации влаги, защитная способность масла в среде электролита, защитная способность масла в среде HBr, защитная способность масла в дистиллированной воде, коррозионная активность масла в приборе ДК-НАМИ, коррозионная активность масла в двигателе ЯАЗ-204, кислотное число, коррозионные потери металлов.
9. Сохраняемость	Стабильность состава, средний срок сохраняемости, стабильность вязкости, цвет.
10. Токсичность	Предельно допустимая концентрация паров масла в воздухе, класс токсичности.

Прокачиваемость – эксплуатационное свойство, характеризующее прокачку нефтепродукта через трубопроводы, фильтры, сепараторы, отверстия и зазоры.

Прокачиваемость моторных масел характеризуется величиной следующих показателей качества: массовой долей воды, массовой долей механических примесей, степенью чистоты, вспениваемостью, плотностью и температурой застывания (таблица 1).

Массовая доля воды – показатель качества, указывающий наличие воды в моторном масле в процентах от ее массы. Наличие воды в моторном масле в виде эмульсии, жидкого осадка или инея не допускается.

Вода в масло поступает в результате конденсации ее паров, которые образуются при сгорании водорода, содержащегося в топливе. При сгорании 1 кг топлива образуется 1,2 кг паров воды, которые прорываются в картер вместе с другими продуктами сгорания топлива. Вода в масло попадает из атмосферы вместе с воздухом, например, вследствие понижения уровня масла при заполнении им системы смазки при пуске двигателя. Вода попадает в масло даже при неработающем двигателе. Днем температура воздуха в поддоне в объеме над маслом выше, чем ночью. Поэтому ночью, при снижении температуры, вода в объеме над маслом переходит из парообразного состояния в жидкость. Наличие воды в масле можно определить по потере его прозрачности и образованию эмульсии белого цвета.

Зимой вода в поддоне застывает, поэтому образующийся лед блокирует поступление масла в маслоприемник масляного насоса. Ухудшение прокачиваемости масла вызывает заклинивание коленчатого вала при пуске двигателя.

Массовая доля механических примесей – показатель качества, указывающий наличие массы механических примесей в масле в процентах. Наличие механических примесей в масле недопустимо.

Механические примеси поступают в масло из воздуха за счет изменения его температуры в поддоне в течение суток при неработающем двигателе или при понижении уровня масла в период пуска двигателя. Механические примеси забивают отверстия системы смазки, что ухудшает прокачиваемость масла и способствует быстрому выходу двигателя из строя.

Методика испытания. Качественное наличие механических примесей в масле определяют с помощью двух стекол. На нижнее стекло нанести каплю масла, сверху положить второе стекло. Сжать пальцами стекла и, перемещая их относительно друг друга, поднести к уху. При наличии механических примесей будет слышен характерный звук, как в процессе резания стекла. Плотность моторного масла – показатель качества, указывающий массу нефтепродукта в единице объема.

Плотность масла характеризует его состав. Если плотность масла не соответствует стандарту, то в нем содержатся тяжелые углеводороды с высокой температурой застывания. При пуске двигателя прокачиваемость масла снижается, особенно зимой, что может привести к выходу двигателя из строя.

Плотность масла определяют с помощью ареометра. Он представляет собой пустотелый стеклянный поплавок с балластом, размещенным снизу, термометром, размещенным в его средней части, и тонкой трубки со шкалой пределов плотности, размещенной сверху.

Сущность метода заключается в погружении ареометра в масло, снятии показания по шкале ареометра при температуре определения и пересчете результатов на плотность при температуре 200С (рисунок 1).

Антифрикционное свойство – эксплуатационное свойство, характеризующее способность масла снижать трение скольжения.

При относительном перемещении контактирующих поверхностей возникает сила трения. Для ее уменьшения их покрывают масляной пленкой. В этом случае режим сухого трения между поверхностями заменяют на режим гидродинамического трения между слоями жидкости. При гидродинамическом режиме трения затраты на преодоление сил трения в масляной пленке меньше и будут зависеть только от вязкости масла.

Антифрикционное свойство моторных масел оценивают по величине его кинематической вязкости при температуре 1000С, индекса вязкости, кинематической и динамической вязкости при температуре минус 180С.

Вязкость – это объемное свойство масла оказывать сопротивление при течении. Кинематическая вязкость масла каждой марки должна находиться в определенных пределах. Если вязкость масла меньше требования стандарта, то толщина масляной пленки становится соизмеримой с высотой шероховатости поверхностей трения, что увеличивает силу трения между ними. Если кинематическая вязкость масла выше требования стандарта, то возрастает сила трения в самой масляной пленке, что также увеличивает силу трения.

Индекс вязкости (ИВ) – безразмерная величина, характеризующая по стандартной шкале изменение вязкости масла в зависимости от температуры. Высокий индекс вязкости указывает на сравнительно незначительное изменение вязкости от температуры. Малый индекс вязкости масла указывает на резкое увеличение вязкости при понижении его температуры. Резкое возрастание вязкости при понижении температуры, например, при пуске двигателя и его прогреве после пуска, увеличивает силы трения в двигателе, что ухудшает его пусковые качества и увеличивает расход топлива.

Воспламеняемость – эксплуатационное свойство, характеризующее пожаро - взрывоопасность смеси паров нефтепродукта с воздухом.

При производстве, транспортировании, хранении, испытании и применении нефтепродуктов их пары образуют с воздухом смеси, которые могут воспламениться и привести к пожару либо к взрыву. В зависимости от воспламеняемости нефтепродукта к помещениям, где они хранятся (склады ГСМ), транспортным средствам для их перевозки (автоцистерны, автомаслозаправщики и т. д.) предъявляются различные требования пожарной безопасности.

Воспламеняемость моторных масел оценивают по следующим показателям качества: температуре вспышки, определяемой в открытом тигле, и температуре самовоспламенения (таблица 1).

Температура вспышки – минимальная температура, при которой происходит кратковременное воспламенение паров нефтепродукта от пламени в условиях испытания.

Температура воспламенения - температура, при которой нефтепродукт, нагреваемый в условиях испытания, загорается и горит не менее 5 с.

Температура самовоспламенения – температура возгорания паров нефтепродукта без контакта с пламенем в условиях испытания.

Температура вспышки в открытом тигле может быть использована для определения присутствия в масле примесей бензина или дизельного топлива. Например, при попадании в масло 1% бензина температура вспышки масла снижается с 200 до 1700С, а наличие в нем 6% бензина снижает в два раза.

Контрольные вопросы

1. Дайте определения терминам: «эксплуатационное свойство», «прокачиваемость», «воспламеняемость», «совместимость» и «антифрикционное свойство».

2. Назовите показатели качества, характеризующие следующие эксплуатационные свойства моторных масел: прокачиваемость, воспламеняемость, антифрикционное свойство, совместимость.

3. Дайте определения терминам вязкость, индекс вязкости  моторного масла.

4. Дайте заключение о качестве моторного масла, соответствии его показателей качества требованию стандарта, его эксплуатационных свойствах и последствиях применения в двигателе.