Масла для газотурбинных двигателей

В системе смазки турбореактивного двигателя (ТРД) масло непосредственно не соприкасается с зоной горения топливо-воздушной смеси, как в поршневом двигателе.

Отсутствие тяжелонагруженных и работающих при повышенных температурах узлов трения, а также отсутствие необходимости создания уплотнения за счет масла, как это требуется в цилиндрах поршневых двигателей,- обеспечивает возможность использования для смазки ТРД маловязких масел.

Однако подшипники компрессора при работе могут нагреваться до 120. 200°С, подшипники турбины – до 250. 300°С, а после останова двигателя из-за прекращения циркуляции масла и внешнего обдува корпуса подшипника – значительно выше. Это способствует испарению масла и создает условия для окисления, осадко- и лакообразования. Из этого вытекают требования низкой испаряемости и высокой термоокислительной и термической стабильности смазочного масла.

Широкий диапазон температурных условий применения масел требует пологой ВТХ и низкой температуры его застывания.

Для смазки ТРД применяют маловязкие дистиллятные нефтяные масла МК-8п (ГОСТ 6457 – 66) и МС-8П (ТУ 38101659 – 76).

Турбовинтовой двигатель (ТВД) имеет редуктор, понижающий частоту вращения при передаче мощности от вала турбины на воздушный винт в 10. 15 раз. Шестерни редуктора работают при контактных напряжениях 120. 150 МПа. Система смазки турбо-компрессорного агрегата и редуктора общая, поэтому смазочное масло должно обеспечивать быстрый и легкий запуск двигателя и одновременно надежную смазку шестерен редуктора. В турбовинтовых двигателях маловязкие нефтяные масла типа МК-8п и другие не могут быть использованы ввиду их недостаточной смазывающей способности. Применяемое для смазки поршневых двигателей высококачественное вязкое масло МС-20, известное своими высокими смазывающими свойствами, не удовлетворяет требованиям ТВД в области пусковых и низкотемпературных свойств. В силу этих причин для ТВД применяют смеси маловязких дистил-лятных и высоковязких остаточных масел.

В гражданской авиации на самолетах с ТВД применяют маслосмесь СМ-4,5, приготовляемую из 75% МК-8п или МС-8п и 25% МС-20, а также масло МН-7,5У (ТУ 38 101722 – 85), представляющее собой загущенную нефтяную фракцию с присадками. Оно позволяет запускать двигатель без подогрева при температурах до минус 30°С.

Технические требования на минеральные масла для газотурбинных двигателей приведены в Таблица 4.

Технические требования на минеральные масла для газотурбинных двигателей

Наименование показателей	Норма для марок
МК-8п	МС-8п	СМ-4.5	МН-7.5У
ГОСТ 6457- 66	ТУ 38 101659 – 76	ТУ 38101 722 – 85
Вязкость кинематическая, мм 2 /с:
при 100°С, не менее	—	—	4,3 – 4,7	7,5
при 50°С, не менее	8.3	8,0	—	—
при 20°С, не более	30,0	—	—	—
Кислотное число, мг КОН на 1 г масла, не более	0,04	0.05	0.05	0.01
Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже	—
Коксуемость,%, не более	—	—	0,15	—
Содержание воды	Отсутст	Отсутст	Отсутст	Отсутст
Содержание водорастворимых кислот и щелочей	Отсутст	Отсутст	Отсутст	Отсутст
Содержание механических примесей	Отсутст	Отсутст	Отсутст	Отсутст
Плотность при 20°С, г/см 3 , не более	0,885	0,875	Не менее 0,870	0,900

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Масла для поршневых и газотурбинных двигателей

Синтетические масла для авиационных двигателей

Марки синтетических авиационных масел для турбореактивных двигателей

ИПМ-10 (ТУ 38.101299-90) — синтетическое углеводородное авиационное масло с комплексом высокоэффективных присадок.
Работоспособно в интервале t от -50 до +200 °С.
Применяют в теплонапряженных газотурбинных двигателях военной и гражданской авиации с t масла на выходе из двигателя до 200 °С, а также в авиационных турбохолодильниках в качестве унифицированного сорта масла и в других агрегатах, в частности, в газоперекачивающих с приводом от авиадвигателя.
ИПМ-10 можно использовать для недлительной консервации.

ВНИИНП-50-1-4ф (ГОСТ 13076-86) — синтетическое диэфирное авиационное масло с присадками, повышающими противоизносные свойства и термоокислительную стабильность.
Применяют в двигателях с t масла на выходе до 175 °С и в турбохолодильниках.

ВНИИНП-50-1-4у (ТУ 38.401-58-12-91) — синтетическое диэфирное авиационное масло, содержащее эффективную композицию антиокислительных присадок, позволяющих применять масло при t от -60 до 200 °С с перегревом до 225 °С.
Допущено к применению во всех авиационных ГТД.
Может заменить авиационное масло ВНИИНП-50-1-4ф, совместимо с ним во всех соотношениях, не требуется замена резин и конструкционных материалов.
Используют как одно из основных в военной технике (например, МиГ-29).
Рекомендуется для перспективной техники.

Авиамасло Б-ЗВ (ТУ 38.101295-85) — синтетическое авиационное масло на основе сложных эфиров пентаэритрита и жирных кислот с комплексом присадок.
Применяют в газотурбинных двигателях, редукторах вертолетов и другой технике с t масла на выходе из двигателя до 200 °С.
Обладает высокими смазывающими свойствами.
Недостаток: выпадение в осадок противозадирной присадки при низкой температуре эксплуатации в результате окисления с последующим растворением осадка при 70-90 °С.

Масло 36/1-КУА (ТУ 38.101384-78) — синтетическое, на основе сложных эфиров с комплексом присадок; обладает высокими противозадирными свойствами.
36/1-КУА используют в газотурбинных двигателях с t масла на выходе из двигателя 200 °С. В настоящее время не вырабатывается.

Масло ЛЗ-240 (ТУ 301-04-010-92) — синтетическое, авиационное, на основе сложных эфиров пентаэритрита и жирных кислот с комплексом присадок.
Рекомендуется для использования в тех же двигателях, в которых применяется масло Б-ЗВ.

Масло ПТС-225 (ТУ 38.401-58-1-90) — синтетическое, высоко-стабильное на основе сложных эфиров пентаэритрита и синтетических жирных кислот С5-С9.
Работоспособно в интервале температур от -60 до +225 °С.
ПТС-225 рекомендовано к применению в теплонапряженной авиационной технике, а также в качестве унифицированного масла для отработки новых теплонапряженных газотурбинных двигателей (ТРД, ТВД, ТВВД, турбовальных и редукторов вертолетов).
ПТС-225 обладает улучшенными вязкостно-температурными свойствами и высокой термоокислительной стабильностью.
Рекомендуется для перспективной авиатехники, а также взамен товарных нефтяных и синтетических авиамасел.
По своим физико-химическим и эксплуатационным свойствам наиболее (по сравнению с другими) соответствует американской спецификации MIL-L-23699F.

Авиамасло ВТ-301 (ТУ 38.101657-85) — синтетическое, на основе кремнийорганической жидкости с присадкой.
ВТ-301 характеризуется максимальной (по сравнению с другими) термоокислительной стабильностью, низкой летучестью, хорошими низкотемпературными свойствами.
Можно использовать в газотурбинных двигателях с t масла на выходе до 250-280 °С.

Авиационные масла для турбовинтовых двигателей

Особенности конструкции турбовинтовых двигателей связаны с наличием в них многоступенчатых зубчатых передач (редукторов), которые предназначены для передачи больших усилий и работают при высоких частотах вращения.

Выдержать такие нагрузки, как показывает опыт эксплуатации, могут масла с повышенной вязкостью.

Поэтому для турбовинтовых двигателей применяют авиамасла с более высокой вязкостью, чем для турбореактивных.

Требования, предъявляемые к авиационным маслам для турбовинтовых двигателей, следующие:

• пологая вязкостно-температурная кривая и хорошая прокачиваемость при низких t;
• высокие противоизносные и противозадирные свойства;
• устойчивость к окислению в условиях высоких t (150- 175 °С) и контакта с воздухом и различными авиационными материалами;
• инертность по отношению к металлам, сплавам, резинам, покрытиям, клеям и другим конструкционным материалам;
• минимальные вспениваемость и испаряемость.

Для смазывания этих двигателей применяют нефтяные и синтетические авиационные масла.

Основными смазочными материалами являются маслосмеси, получаемые смешением на местах потребления МС-8п и МС-20 в следующих соотношениях (мас. доля, %): 75:25; 50:50; 25:75.

Допускается применениеМС-8рк в составе маслосмесей; благодаря его применению их качество значительно повышается.
Их готовят и контролируют их качество по ведомственной инструкции МГА.

Марки авиационных масел для турбовинтовых двигателей

Маслосмесь СМ-4,5 (ТУ 0253-007-39247202-96) — смесь МС-8п и МС-20 в соотношении 75:25 (мас. доля, %).
Предназначена для применения в самолетах с турбовинтовыми двигателями типа АИ-20, АИ-24.

Авиационное масло МН-7,5у (ТУ 38.101722-85) — унифицированное, на нефтяной основе с комплексом присадок.
Разработано взамен маслосмесей, масел МН-7,5 и ВНИИНП-7.
Можно применять в турбовинтовых двигателях всех типов при t масла на выходе до 150 °С.

Характеристики авиационных масел для турбовинтовых двигателей

Показатели	МН-7,5у	СМ-4,5
Плотность при 20 °С, кг/м3, не более	900	860
Кинематическая вязкость, мм2/с, при t:
100’С, не менее	7,5	4,3-4,7
-35 ‘С, не более	7500	—
Стабильность вязкости после озвучивания на ультразвуковой установке в течение 15 мин, %, не более	11	—
Кислотное число, мг КОН/г, не более	0,1	0,05
Содержание водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей	Отсутствие
Температура,°С:
вспышки в открытом тигле, не ниже	150	138
застывания, не выше	-53	-35
Коксуемость, %, не более	0,1	0,15
Испаряемость (150 °С, 3 ч, расход воздуха 1,5 дм3/мин), %, не более	7,0	—
Трибологические характеристики на ЧШМТ при (20 ± 5) °С:
критическая нагрузка, Н, не менее	840	—
показатель износа при осевой нагрузке 196 Н, не более	0,5	—
Термоокислительная стабильность, ч (175 °С, расход воздуха 10дм3/ч)	50	—
Показатели после окисления:
Кинематическая вязкость, мм2/с, не более, при t:
100 °С	10	—
-35 °С	11500	—
Массовая доля осадка, нерастворимого в изооктане,%, не более	0,15	—
Коррозия на пластинках, г/м2, не более:
сталь ШХ 15	Отсутствие	—
алюминиевый сплав АК4	±0,2	—
медь М1 и М2	±0,5	—
Степень чистоты:
число фильтраций	1	—
содержание осадка, мг/100 г, не более	60	—
Цвет, ед. ЦНТ, не более	1,5	—

Иформация, опубликованная на сайте является собственностью компании “НефтеХим”
Любое использование — только по согласованию с правообладателем.

А знаете ли Вы . . .

Сколько проходит времени с момента, когда новый полимер впервые увидит в своей колбе синтезировавший его химик, до того дня, когда будет пущен завод по производству этого вещества? 12 — 15 лет. С. А. Вольфсон в своей книжке, которая так и называется “От колбы до реактора” подробно объясняет, почему так получается. Пересказывать все перипетии этого достаточно длинного пути мы здесь не будем — почитайте книжку, и вы все сами поймете. Тем более, что написана она ничуть не менее интересно, чем многие современные романы (по крайней мере на производственную тему). Приведем лишь маленький расчет, показывающий, откуда все-таки набегают эти полтора десятилетия. Несколько лет уходит на технологические исследования — как добиться результатов, полученных в колбе, в условиях современного производства. Когда этот вопрос в принципе решен, технологию отрабатывают на опытной установке. На это нужно еще год-два. Следующий этап — проектирование, строительство и освоение опытно-промышленной установки. На это кладите еще 3 — 4 года. Создание самой промышленной установки, ее отладка и выведение на проектную мощность отнимают еще около 5 лет.

Библиотека

В связи с конструктивными особенностями газотурбинных двигателей (ГТД) условия работы смазочных масел в них существенно отличаются от условий работы масел в поршневых двигателях. В отличие от поршневого двигателя смазочное масло в ГТД изолировано от камеры сгорания (зоны горения топлива); кроме того, в наиболее ответственных узлах трения реализуется в основном трение качения, а не скольжения, как в поршневых двигателях (коэффициент трения качения на порядок ниже коэффициента трения скольжения). Вал турбокомпрессора в ГТД хорошо сбалансирован и при большой частоте вращения и больших осевых и радиальных нагрузках работает без резких переменных нагрузок.

Современные газотурбинные двигатели характеризуются жесткими условиями работы: высокие температуры — до 300 °С и выше, большие частоты вращения турбин — 12000-20000 мин-1. Напряженность работы масла в таких условиях эксплуатации ГТД определяется количеством тепла, которое необходимо отвести от поверхностей трения деталей, и при прочих равных условиях характеризуется скоростью прокачивания масла через двигатель.

Температура масла на входе в ГТД колеблется от 20 до 50 °С, а на выходе зависит от теплонапряженности двигателя. В двигателях самолетов, летающих с дозвуковыми скоростями, она не превышает 125 °С, а при скорости полета с числом М = 2 она достигает 200 °С (где М — число Маха, обозначающее скорость, равную скорости звука).

Подвод масла к узлам трения у ГТД осуществляется не только для смазывания поверхностей трения, но и для отвода тепла от этих узлов. Для исключения перегрева узлов трения масло непрерывно подводится к следующим элементам двигателя: подшипникам, зубчатым колесам, контактным уплотнителям и шлицевым соединениям. Наиболее высокий уровень тепловыделения — в радиально-упорных шарикоподшипниках роторов ГТД, воспринимающих осевую нагрузку, поэтому к ним подводят масла больше, чем к другим элементам.

Масла для реактивных двигателей летательных аппаратов проходят тщательную проверку. При оценке качества масла учитывают возможные условия эксплуатации и напряженность работы его в двигателе.

Смазочные масла для турбореактивных двигателей должны отвечать следующим требованиям:

— надежное смазывание всех узлов и агрегатов двигателя с минимальным износом в пределах рабочих температур от -50 до +200 °С;

— пологая вязкостно-температурная кривая и хорошая прокачиваемость при низких температурах (пусковые свойства масла должны обеспечивать надежный запуск двигателя без подогрева до температуры -50 °С);

— однородный и стабильный фракционный состав, что обусловливает минимальную испаряемость фракций и сохраняет вязкостные характеристики масла в течение всего времени работы двигателя (целесообразно применять смазочные масла узкого фракционного состава);

— высокие антиокислительные свойства и минимальное окисление в двигателе при рабочих температурах 150-200 °С и выше;

— минимальная вспениваемость, высокая температура самовоспламенения;

— неагрессивность по отношению к металлам, сплавам, резинотехническим изделиям, покрытиям, клеям и другим материалам.

Минеральные масла

В России широкое распространение получили авиационные масла на минеральной основе. Это связано с их высоким качеством и относительно невысокой стоимостью.

Масло МС-8п (ОСТ 38 101163-78) — наиболее широко применяемое масло на нефтяной основе с комплексом высокоэффективных присадок. Производят из западно-сибирских и смеси западно-сибирских и приуральских нефтей. Предназначено для газотурбинных двигателей дозвуковых и сверхзвуковых самолетов, у которых температура масла на выходе из двигателя не более 150°С. Используют в составе маслосмесей с авиационным маслом МС-20 (в соотношении 25:75, 50:50 и 75:25) в турбовинтовых двигателях, а также для консервации маслосистем авиационных двигателей. При меняют в корабельных газотурбинных установках и в газоперекачивающих агрегатах. Масло МС-8п разработано взамен масел МК-8 и МК-8п, оно значительно превосходит их по ряду эксплуатационных показателей, в частности, по вязкости при низких температурах, термоокислительной стабильности, ресурсу работы.

Масло МС-8рк (ТУ 38.1011181-88) — рабоче-консервационное масло на базе масла МС-8п с добавлением ингибитора коррозии. Предназначено для смазывания и консервации авиационных двигателей. Равноценно маслу МС-8п по эксплуатационным показателям и значительно превосходит по консервационным характеристикам. При консервации маслосистем авиационных двигателей срок защиты составляет: для масла МК-8 — 3 мес., для масла МС-8п — 1 год, для масла МС-8рк — 4-8 лет.

Масла МК-8, МК-8п (ГОСТ 6457-66) — масла на нефтяной основе, производились из бакинских нефтей. Области их применения аналогичны областям применения масел МС-8п и МС-8рк. В настоящее время не производятся.