O 1.1. Присадки и добавки к моторным маслам

Масла для двигателей внутреннего сгорания принято называть моторными маслами. Иногда их называют также картерными маслами. К этой группе относятся масла, предназначенные для смазывания бензиновых, дизельных и авиационных поршневых двигателей. Масла для бензи­новых двигателей подразделяются на масла для четырех­тактных и двухтактных двигателей.

Современные моторные масла применяются для умень­шения трения, снижения износа и предотвращения зади­ра контактируемых поверхностей. Масло отводит теплоту от трущихся деталей и уплотняет зазоры, в первую очередь в зоне цилиндропоршневой группы двигателя.

Износ различных узлов и деталей двигателей внутрен­него сгорания зависит от ряда факторов, определяемых особенностями конструкции двигателя, условиями его эксплуатации, техническим состоянием, качеством при­меняемого топлива и масла и т. п.

Интенсивность изнашивания увеличивается при:

•попадании абразива в смазочную систему (роль аб­
разива могут играть также продукты разложения масла,
образующие зольные отложения);

•переходе с нефтяного топлива на топливо ненефтя­
ного происхождения (в частности, спиртовое);

•повышении содержания серы в топливе;

накоплении в масле воды, охлаждающей жидкости;

•повышении химической активности масла;

•увеличении расхода масла на угар вследствие повы­
шенного пенообразования масла и т. д.

Особое значение имеет износ, возникающий в момент пуска двигателя (пусковой износ). Известно, что износ всего при одном пуске ДВС длительностью несколько се­кунд значительно превышает износ при работе двигателя на установившемся режиме в течение нескольких часов. Пусковой износ зависит от вязкостных свойств масла — при малой вязкости в условиях пуска обеспечивается более низкий пусковой износ вследствие лучшего посту­пления масла к узлам трения; для работы в установив­шемся режиме предпочтение, наоборот, отдается маслам, имеющим в этих условиях повышенную вязкость.

Таким образом, для уменьшения трения и изнашива­ния различных узлов и деталей двигателя должны ис­пользоваться масла с такими вязкостно-температурными свойствами, которые обеспечивают быстрый пуск и на­дежную работу двигателя в последующий период.

Для нейтрализации коррозионно-агрессивных про­дуктов, накапливающихся в масле в процессе его работы, варьируется содержание детергента (моющих присадок). Детергент выбирается в зависимости от условий работы масла, особенностей конструкции двигателя и специфи­ки его эксплуатации. Концентрация моющих присадок не должна быть слишком большой, иначе из-за высокой зольности масла может возникнуть повышенное абразив­ное изнашивание.

Для повышения надежности работы двигателя исполь­зуются и другие способы, приводящие к снижению из­носа. Увеличивается эффективность работы средств очи­стки, удаляющих из масла механические примеси, воду и другие продукты, присутствие которых может отрица­тельным образом отразиться на надежности работы дви­гателя в процессе его эксплуатации. Например, наличие в масле воды снижает его способность противодейство­вать изнашиванию трущихся поверхностей.

Для предварительной оцен­ки качества масла можно про­вести исследование моторно­го масла методом капельной пробы. На лист специальной адсорбирующей бумаги из пи­петки наносят по одной капле исследуемого смазочного мас­ла. После того как оно пол­ностью растечется и впита­ется в бумагу, определяют диаметр пятна, а также на­личие и количество концен­трических окружностей раз­ной интенсивности окраски (рис. 3).

Например, минеральное моторное масло обычно имеет две концентрические окружности (рис. 4а). Большая из них, радиусом около 2 см, представляет основу масла (продукты перегонки нефтяного сырья), а внутренняя — комплекс растворенных в масле противопенных, диспер­гирующих, антиокислительных и других функциональ­ных присадок и загустителя.

Импортные среднещелочные и высокощелочные мо­торные масла для автотракторных двигателей дают окра­шенное характерное пятно капельной пробы с появлени­ем структуры бумаги.

Рис. 3. Схема отпечатка капельной пробы:

1 — ремонтно-восстановительные

добавки (реметаллизант, модификатор, слоистый препарат

и т. д.); 2 — пакет основных присадок; 3 — основа масла

Рис. 4. Капельные пробы моторных масел на адсорбирующей бумаге:

а — свежее моторное масло; б — отработавшее моторное масло;

в — свежее моторное масло с ремонтно-восстановительнои добавкой;

г — перегретое моторное масло

Отработавшее масло (рис. 46) также имеет две харак­терные окружности, примерно по 1 см в диаметре, и от­личается значительно более темным цветом.

Если в приготовленную композицию капнуть не­сколько капель топлива (для имитации его попадания в масло на автомобиле с низкой компрессией) и опять повторить процедуру оценки методом капельной пробы, результат будет совсем иным. Такая экспертиза, прове­денная журналом «За рулем» с моторными маслами, со­держащими слоистые модификаторы трения (дисульфид молибдена и графит), показала, что эти масла образуют три концентрические окружности с максимальным ра­диусом 1,6—1,7 см, что указывает на их более низкую проникающую способность. Введение в масло этого типа 2% бензина или воды приводит к резкому уменьшению оптической плотности (расслоению). Например, у масла с дисульфидом молибдена оптическая плотность падает на 9—10%, а у графитсодержащего масла — на 35—40%.

Попадание в смазочные материалы топлива, влаги, а также окисление при работе существенно снижают их стабильность. Поверхностно-активные вещества восста­новителей теряют свои свойства, вступая в реакцию с влагой и топливом. В результате снижается не только эф­фективность их применения, но и трибологические свой­ства базовых масел.

Условия работы масла определяются различными рабочими температурными нагрузками узлов и деталей двигателя, смазываемых моторным маслом (цилиндро-поршневой группы, подшипников, механизма газорас­пределения и т.д.). Для обеспечения надежной подачи моторного масла к различным агрегатам двигатели осна­щены специальными приспособлениями (входящими в смазочную систему): емкостью для хранения масла, сред­ствами для очистки (фильтрами), масляной магистралью, насосом и т. п.

Подбор моторного масла для двигателя зависит от ус­ловий его работы (особенностей эксплуатации). Принято оценивать напряженность или жесткость работы моторного масла в заданном двигателе, а значит, определение степени форсирования двигателя. Например, подбор мо­торного масла можно осуществлять по параметру его теплонапряженности, пропорциональному температуре масла в верхней поршневой канавке. С ее ростом повы­шаются требования к качеству масла, рекомендуемого для смазывания двигателя.