Изменение качества моторных масел при эксплуатации двигателей
Библиографическая ссылка на статью: Вишняков А.В., Бердников Л.А. Результаты исследования изменения эксплуатационных характеристик моторных масел на бензиновых двигателях // Современная техника и технологии. 2015. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/10/7911 (дата обращения: 11.09.2020).
Затраты на обслуживание неразрывно связаны с надежностью и ресурсом автомобилей и двигателей. Надежность любого автомобиля определяется при проектировании, конструировании, сборке и зависит от условий эксплуатации. Приблизительно в 40% случаев простой автомобиля в ремонте обусловлен отказами двигателей. Причем, примерно 40% приходится на отказы двигателя, связанные с износом пар трения. А износ пар трения, в свою очередь, обусловлен несовершенством смазочных процессов в связи с ухудшающимися эксплуатационными свойствами моторных масел. В процессе эксплуатации автомобиля при работе двигателя в тяжелых условиях (высокие температуры) ускоряется процесс старения масла, снижаются его смазывающие свойства, что требует корректирования и обоснования периодичности его замены.
Обеспечение надёжности и долговечности двигателей внутреннего сгорания является важной задачей в отрасли эксплуатации транспортных средств. Одним из наиболее важных направлений является контроль качества и состояния моторных масел в условиях эксплуатации, а также обоснование браковочных показателей для оценки качества работающих масел и определение срока их службы.
В инструкции по эксплуатации двигателей четко определены категория качества применяемого масла и периодичность его замены. Однако жизненный цикл транспортного средства может быть достаточно продолжительным, и за это время качество выпускаемых моторных масел постоянно растет. Возникает дилемма для больших автотранспортных предприятий: либо производить замену моторного масла в соответствии с инструкцией по эксплуатации, либо организовать замену, исходя из его физико-химического состояния. Поэтому совершенствование профилактики смазочной системы, в том числе периодизации замены моторного масла, является на сегодняшний день актуальной проблемой в эксплуатации транспорта.
Эффективность смазочных способностей масла зависит от сочетания различных факторов, определяющих в совокупности характер влияния его на износ и трение смазываемых поверхностей. Эффективность смазочных материалов зависит от свойств, которые изменяются в процессе эксплуатации; состояния трущихся поверхностей, в том числе от их изменений в процессе эксплуатации; характера взаимодействия между компонентами масла, трущимися поверхностями и покрывающими их окисными плёнками; параметров трения (скорость, нагрузка, температура)[1]. Известно также, что смазочное масло способно обеспечивать заданный ресурс только при точном соответствии его свойств конструкции агрегата и режиму его эксплуатации[2].
Для определения состояния моторного масла необходимо знать значения его эксплуатационных показателей. В качестве основных показателей, которые характеризуют эксплуатационные свойства масел, принимают: плотность, вязкость, индекс вязкости, температуру вспышки в открытом тигле, содержание воды и примесей, щелочность и кислотность. В таблице 1 приведены предельные значения некоторых из них.
Таблица 1. Предельные значения эксплуатационных характеристик масел
Глава 10. Изменение качества моторных масел при эксплуатации двигателей
Читайте также:
BSEmoto.pro PH10 LANNER Руководство по эксплуатации
F62.0 Хроническое изменение личности после переживания катастрофы.
F62.1 Хроническое изменение личности после психической болезни.
I. Изменение на уровне непосредственного политического взаимодействия.
I8 ГЛАВА 1
II. Изменение баланса между Я и Мы
II. Проследите развитие мотивного комплекса, изменение лирического субъекта, учитывая жанрово-тематическую классификацию лирики Пушкина.
II. Снимается напряжение с КР в момент включения тяговых двигателей.
III-яя глава: Режим, применяемый к почетным консульским должностным лицам и консульским учреждениям, возглавляемым такими должностными лицами.
III. Снялось напряжение с КР при пуске тяговых 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:
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:
где VM — первоначальное количество масла, залитого в картер двигателя, кг;
Частичное освежение выражается отношением:
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
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 мм 2 /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/см 2 . 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.
Дата добавления: 2015-04-05 ; просмотров: 16 ; Нарушение авторских прав
Изменение качества моторных масел при эксплуатации двигателей
Читайте также:
C) способность диэлектрика выдерживать воздействие повышенной температуры в течение времени, сравнимого со сроком нормальной эксплуатации, без недопустимого ухудшения его свойств
X. Изменение подхода
XIII. Сроки действия Контракта, изменение и расторжение
XIII. Сроки действия Контракта, изменение и расторжение
XIII. Сроки действия Контракта, изменение и расторжение
XIII. Сроки действия Контракта, изменение и расторжение
XIII. Сроки действия Контракта, изменение и расторжение
В период работы любой машины свойства моторного масла изменяются: происходит загрязнение его механическими примесями, водой, продуктами износа деталей, продуктами окисления масла и продуктами неполного сгорания топлива. Кроме того просадки, введенные в масло, при работе двигателя срабатываются, и масло постепенно утрачивает свои первоначальные свойства. Под срабатываемостью присадок следует понимать уменьшение их концентрации в масле в результате разложения, взаимодействия с продуктами горения топлива и окисления масла, взаимодействия с трущимися поверхностями и частичного улавливания фильтрующими элементами. Срабатывание присадок приводит к изменению многих свойств масла: снижается щелочное число, ухудшаются моющие свойства, повышается уровень коррозионности и т. п.
В процессе работы двигателя моторное масло подвергается интенсивным тепловым и механическим нагрузкам. В результате чего происходят изменения физико-химических свойств и эксплуатационных показателей моторных масел, (масло стареет), однако, глубина этих изменений может быть различной. Интенсивность процесса старения масла определяется условиями работы, качеством применяемого масла, различной теплонапряженностью двигателей кратностью циркуляции масла и т.п.
В качестве критерия для комплексной оценки условий работы моторного масла в двигателе предлагается оценочный показатель – коэффициент напряженности работы масла в двигателе (φм):
Nе – эффективная мощность двигателя, кВт;
Qм – подача масляного насоса, л/мин.
Коэффициент φм учитывает основные условия работы масла в двигателе – среднее эффективное давление в цилиндре, частоту вращения коленчатого вала, тактность двигателя, количество теплоты, выделяемой при сгорании топлива, кратность циркуляции масла.
В процессе эксплуатации кинематическая вязкость моторного масла возрастает в результате испарения легких фракций масла и накопления продуктов окисления на 2,5…3,5 мм 2 /с при 100 о С. В ряде случаев может наблюдаться уменьшение вязкости при попадании в масло топлива, а также в результате деструкции полимерной (вязкостной) присадки в загущенных маслах.
При испарении легких фракций повышается температура вспышки масла. Считается, что температура вспышки может повышаться не более, чем на 20 о С. Снижение температуры вспышки указывает на неисправность топливной аппаратуры.
По мере работы масла снижается щелочное число, которое характеризует его моющие свойства. Щелочное число для карбюраторного двигателя не может быть ниже 0,5…2,0 мг КОН/г масла, а для дизельного – 1,0…3,0 мг КОН/г масла.
В период работы двигателя идет интенсивное нарастание содержания механических примесей (пыль, нагар, продукты износа) в масле. Общее количество примесей не должно превышать 4…6%.
Несмотря на глубокие изменения качества моторного масла в процессе работы его основной углеводородный состав меняется незначительно. После удаления механических примесей и продуктов окисления, а также введения соответствующих присадок масло считается восстановленным.
При эксплуатации автотракторной техники принята регламентная система технического обслуживания машин, которая предписывает производить замену моторных масел через определенное время. Для грузовых и легковых автомобилей этот срок определяют количеством пройденных километров, а для тракторов, строительных и мелиоративных машин – числом отработанных моточасов.
Литература: 2, с. 124-128; 3; 4.
Вопросы для самопроверки
1. Как оценивается напряженность работы моторного масла?
2. Как изменяются основные показатели моторного масла в процессе работы двигателя?
3. В чем заключается процесс старения масла?
4. Каков срок службы моторного масла и чем он определяется?
5. Как понимать полное и частичное освежение моторного масла?
6. Роль маслоочистительных устройств в поддержании качественного уровня моторного масла?
7. Как оценивается техническое состояние и ресурс двигателя по накоплению в моторном масле продуктов износа?
Дата добавления: 2015-08-26 ; просмотров: 396 | Нарушение авторских прав
Изменение свойств масел в процессе эксплуатации
В процессе эксплуатации автомобиля происходит не только уменьшение количества масла, но и ухудшение его первоначальных качеств.
Количество масла уменьшается в результате испарения и подтекания через сальники и другие уплотнения, а в двигателе количество масла уменьшается, главным образом, за счет его выгорания в камере сгорания. Сокращение потерь масла снижает его расход, а следовательно, и затраты на масло.
Изменение свойств масел при работе происходит под действием двух причин:
— загрязнения масла попадающими в него металлическими частицами, пылью, водой, нагаром, топливом;
— образованием в масле продуктов окисления.
Ухудшение свойств масла вследствие загрязнения его продуктами, попадающими извне, не зависит от первоначального качества масла.
Интенсивность же образования в масле продуктов окисления при одинаковых условиях работы смазываемого агрегата или механизма целиком зависит от качества масла.
Обе эти причины вызывают постепенное ухудшение качества масла, что в свою очередь приводит к увеличению износа трущихся деталей, сокращению сроков службы механизмов и агрегатов, повышению затрат на их ремонт. Качество масел с присадками может также ухудшаться из-за уменьшения концентрации присадок.
Ухудшение качества масла приводит к необходимости его периодической замены.
Количество песка и пыли, попадающих в масло, может быть уменьшено тщательным уходом за воздушным фильтром, в том числе своевременной заменой в нем масла. Количество сажи и нагара, попадающих в масло, может быть уменьшено путем применения соответствующего топлива, поддержания необходимого теплового режима двигателя и безотказной работы системы зажигания и газораспределения.
Степень очистки масла от загрязняющих его нерастворимых примесей зависит от конструкции и надежности работы масляных фильтров. При надежной работе фильтров количество механических примесей в масле не превышает 0,1—0,2% и поэтому можно избежать замены масла из-за увеличившегося содержания нерастворимых примесей.
Растворимые же примеси и образуются при окислении масла и топлива не улавливаются фильтром. Содержание этих примесей в масле может непрерывно возрастать и быть причиной его замены. При сопоставимых условиях интенсивность образования растворимых примесей зависит от качества масла и полностью соответствует требованиям конструкции и условиям работы, при этом интенсивность образования растворимых примесей может оказаться настолько низкой, что их содержание не будет превышать допустимого при систематической доливке свежего масла для компенсации количественных потерь (угара, подтекания). И все же у работавшего масла всегда будут более высокие кислотное число, коррозионность и худшие моющие свойства по сравнению со свежим маслом одного и того же сорта.
Качество работавшего масла ухудшается из-за попадания в него воды. Особенно интенсивно идет образование воды при низких температурах, когда водяные пары соприкасаются с холодными стенками картеров. Вода в картер неисправного двигателя может попасть через прокладку головки блока или внутренние трещины в рубашке охлаждения.
Качество масла, работавшего в карбюраторном двигателе, может ухудшаться вследствие попадания в него бензиновых фракций. Наличие в масле 3—5 % бензиновых фракций считается недопустимым, а если их количество достигает 10% и более, то такое масло приобретает недопустимо низкие вязкость и температуру вспышки, ухудшаются смазывающие свойства масла и оно становится непригодным для дальнейшего использования.
В дизельных двигателях с течением времени вязкость масла повышается вследствие насыщения его продуктами старения.
В маслах при их работе в двигателях происходят сложные процессы, протекание которых зависит от многих факторов и в том числе от качества масла, типа двигателя, его технического состояния, режима и условий работы, качества и рода топлива, надежности работы масляных, топливных фильтров и воздухоочистителей, климатических условий и других факторов.
Поскольку соотношение факторов, влияющих на протекающие в масле процессы, в каждом конкретном случае может быть индивидуальным, то могут изменяться и причины, по которым масло становится непригодным для дальнейшего использования. В одних случаях будет недопустимо большое содержание механических примесей, в других — топливных фракций, в третьих — воды, в четвертых — кислот и т. д.
Масло меняют через сроки в километрах или часах работы, которые установлены многолетней практикой и научными исследованиями. Сроки смены масла являются примерными и средними, поэтому желательно, кроме них, пользоваться некоторыми широкодоступными критериями, позволяющими уточнить рекомендуемые сроки смены масла.
Такими критериями могут быть цвет и вязкость масла, содержание механических примесей, осадков и воды в нем.
Цвет масла в процессе работы темнеет, вязкость чаще всего понижается, но может и повышаться (особенно масел для дизельных двигателей), содержание механических примесей, осадков и воды возрастает.
