Тема 11. Пути совершенствования и эффективного использования моторных масел

Глава 10. Изменение качества моторных масел при эксплуатации двигателей

10.1 Характеристика напряженности работы моторного масла в двигателе

Показателем, дающим возможность по напряженности двигателя подбирать соответствующее масло, может служить количество теплоты, отводимое от деталей двигателя маслом. Количество отводимого тепла находится в зависимости от мощности двигателя, расхода топлива и подачи масляного насоса, косвенно связанной с вместимостью смазочной системы. Предлагаемый оценочный показатель - коэффициент напряженности работы масла в двигателе или просто коэффициент маслонапряженности представляет собой мощность двигателя, приходящуюся в 1 минуту на 1 литр прокачиваемого масла в смазочной системе двигателя:

Рм=Ne/Qн, (13)

где Ne - эффективная мощность двигателя; Qн - подача масляного насоса.

Коэффициент маслонапряженности косвенно учитывает основные условия работы масла в двигателе: эффективное давление в цилиндре, скорость движения поршня, частоту вращения коленчатого вала, число тактов двигателя, количество выделяемой теплоты. Чем большее значение маслонапряженности двигателя, тем выше должно быть качество масла.

Значение Рм составляет: для двигателей с турбонаддувом - 2,54; для СМД-1,4 -1,5; Д-50 - 1,35; Д-37М - 1,33; Д-54- 1,12; Д-20- 1,0. Т.е. чем меньше теплонапряженность двигателя, тем меньше значение коэффициента.

На практике реально оценивать изменение качество масла в двигателе, подбирать

моторное масло соответствующей марки, устанавливать оптимальные сроки работы его до замены целесообразнее по результатам стендовых и эксплуатационных испытаний двигателя. Своевременная замена масла представляет собой одно из важных условий надежной и долговечной работы двигателя, а также наиболее рационального и экономного использования самого масла.

10.2 Освежение моторного масла

При работе в двигателе моторное масло постоянно освежается за счет периодического долива новых порций, компенсирующих испарение, угар и утечку работающего. Общий расход масла составляет 150 - 300 г/ч. Поэтому за период работы масло несколько раз обновляется.

Полное освежение моторного масла можно вычислить по формуле:

M = (VM-V)/VM! (10.2)…………………………………………………….

где VM - первоначальное количество масла, залитого в картер двигателя, кг;

Частичное освежение выражается отношением:

m = P/VM, (Ю.З)………………………………………

где Р - количество доливаемого масла, кг.

Первоначально залитое масло и доливаемое в процессе работы интенсивно перемешиваются в смазочной системе, и расходуется смесь, состоящая из неравных частей масла, проработавшего различное время.

10.3 Роль маслоочистительных устройств двигателей в изменении качества моторного масла

Моторное масло загрязняется примесями органического (смолисто-асфальтовые

соединения, углеродистые частицы и кислые продукты окисления углеводородов масла) и неорганического происхождений (продукты износа трущихся деталей двигателя, сработавшая часть присадок, а также попадающие в масло пыль, песок, вода).

Неорганические загрязнения попадают в моторное масло и накапливаются в нем,

вызывают интенсивное изнашивание трущихся деталей. Поэтому совершенствование очистки масла имеет большое значение для повышения надежности и долговечности работы двигателей и увеличения срока службы масла.

Значение коэффициента очистки моторного масла в центрифуге двигателей составляет 0,65 - 0,80, от несгораемых примесей 0,4 - 0,5. Т.е. в моторном масле более половины металлосодержащих компонентов присадок не отфильтровывается применяемыми приспособлениями.

10.4 Изменение физико-химических и эксплуатационных показателей моторного масла

Рассмотрим изменение показателей моторного масла при работе двигателей 600 -

700 часов без замены в условиях нормальной эксплуатации.

Механические примеси наиболее интенсивно накапливаются в моторном масле в

первые 60 - 120 ч, его работы, а затем процесс стабилизируется. Вязкость масла наиболее интенсивно возрастает в первые 60 - 180 часов, далее процесс стабилизируется, и вязкость практически сохраняется на достигнутом уровне. Вязкость масла увеличивается на 2,5 - 3,5 мм² /с при 100°С. Это объясняется испарением в первый период работы масла его легкокипящих маловязких фракций и накоплением в нем поляризованных и конденсированных продуктов окисления.

Щелочность является характеристикой количества введенных в масло щелочных

присадок. Интенсивное снижение щелочности масла наблюдается в первый период его работы (60 - 120ч). Введенная в масло присадка снижает отложения на деталях двигателя, т.е. повышает надежность его работы.

Продукты окисления - смолы интенсивно накапливаются в масле в первый период его работы (до 250 ч), а затем их содержание снижается, что объясняется переходом смол в асфальгены в результате протекающих окислительных процессов и полимеризации. Содержание асфальгенов в масле увеличивается в течение более длительного периода работы масла (до 450 - 500 ч) в результате полимеризации и конденсации смолистых веществ и переход их в асфальгены.

Термоокислительная стабильность моторного масла при работе в дизелях изменяется незначительно. Коррозионность масла достигает 20 - 25г/см². При этих изменениях моторного масла в двигателях не происходит повышенного нагарообразования, закоксовывания поршневых колец и коррозии вкладышей подшипников. При повышении температуры масла увеличивается износ деталей, повышается расход топлива, возрастает угар масла.

Изменение эксплуатационных и физико- химических показателей моторного масла взаимосвязано с техническим состоянием двигателей. Поэтому значение этих показателей могут быть использованы для оценки технического состояния ДВС.

11.1 Повышение эксплуатационных свойств моторных масел воздействием ультразвука

Повышение эксплуатационных свойств масел можно добиться обработкой его перед применением ультразвуком. При этом получается мелкодисперсный коллоидный раствор металлосодержащей присадки в масле, в результате чего присадка в меньшей степени выпадает в осадок и большее время сохраняет свою работоспособность. Максимального улучшения эксплуатационных свойств моторных масел можно достичь при их обработке ультразвуком с частотой колебаний около 2 кГц и мощностью 15 кВт/м³ с разовым объемом 30 - 40 л масла (высота столба 25 - 35 см) в течение 1 ч. В обработанных маслах массовая доля продуктов окисления на 25% ниже, износ деталей сократился в среднем на 30 - 35%, а загрязненность поршней уменьшилась примерно на 20%. Одновременно срок работы таких моторных масел повысился с 240 до 600 моточасов. Масло, обработанное ультразвуком, имеет более высокую эффективность действия присадки.

11.2 Технико-экономические мероприятия при эксплуатации машин