Судовые моторные масла и их эксплуатационные свойства
Функции масел. Для нормальной работы двигателя в качестве смазки применяют моторные масла. С учетом высокого уровня форсировки современных двигателей масла должны отвечать следующим основным требованиям:
— создавать прочное тонкое покрытие на поверхностях трения, исключая их прямой контакт;
— обеспечивать уплотнение цилиндро-поршневой группы в зоне поршневых колец и не допускать прорыв газов;
— обеспечивать охлаждение путем отвода тепла из теплонапряженных деталей и зон трения;
— смывать продукты высокотемпературных отложений с поверхности деталей;
— предохранять детали двигателя от коррозии;
— поддерживать продукты окисления, износа и загрязнения во взвешенном состоянии в виде эмульсии, препятствуя выпадению их в осадок, а также выносить их из зоны трения;
— нейтрализовывать органические кислоты, которые образуются при сгорании топлива и окислении масла;
— обладать требуемой вязкостью и стабильными вязкостно-температурными характеристиками, низкой испаряемостью.
Основные свойства масел. В сертификатах на масла обычно указываются: плотность, нейтрализующая способность, выражаемая в ОЩЧ или TBN, температура застывания и температура вспышки, категория вязкости по SAE, вязкость при 100 и 40 °С, характеристики по API и ACEA.
Плотность. Плотность масел 860…930 кг/м 3 . В процессе работы масла его плотность меняется в сторону увеличения (загрязнение масла сажей и продуктами окисления) и уменьшения (разжижение более легким топливом).
Вязкость. Является важнейшей характеристикой масла, определяющей величину внутреннего трения влияющего на сопротивление течения. Вязкость выражается в мм 2 /с или в сантистоксах (сСТ). За рубежом вязкость масел принято классифицировать номерами (категориями) SAE, которые кроме вязкости не указывают других качественных показателей масла.
Вязкость непосредственно определяет эффективность смазки, ее способность создавать пленку между трущимися поверхностями, предотвращая их контакт, следовательно, износ и рост температур в зоне контакта.
Индекс вязкости. Эмпирическая безразмерная величина, характеризующая вязкостно-температурную зависимость масел. Масла с высоким индексом вязкости (100 и более) характеризуются относительно малым падением вязкости при повышении температуры.
Нейтрализующая способность. Заключается в способности масел противостоять коррозии под действием образующейся в цилиндрах серной кислоты и продуктов окисления самого масла (органические кислоты). Для этого в масло вводят присадки, придающие ему щелочные свойства, задаваемые Общим Щелочным Числом (ОЩЧ или TBN-Total Base Number), которое выражается в мг КОН/г масла. Величина кислотного числа численно равна количеству едкого калия (КОН), необходимого для нейтрализации кислоты, содержащейся в 1 гр. масла, выражается в мг КОН.
Температура застывания. Это температура, при которой масло теряет подвижность. Рекомендуемая температура застывания масла для циркуляционных систем судовых двигателей составляет минус 9… минус 15 °С. Для механизмов, работающих на открытом воздухе, следует руководствоваться температурой воздуха в зимнее время.
Температура вспышки. Наинизшая температура, при которой пары масла образуют с воздухом смесь, взрывающуюся при поднесении к ней пламени. Температура определяется в открытом (в среднем на 30 °С выше) или закрытом тигле и находится для масла в пределах 200…250 °С.
Применяемые на судах моторные масла делятся на цилиндровые (для смазки цилиндров) и системные или циркуляционные (для смазки деталей движения).
Свойства цилиндровых масел. Цилиндровые масла для малооборотных дизелей в дополнение к рассмотренным качественным показателям должны обладать еще рядом специфических свойств:
— высоким резервом щелочности для нейтрализации образующихся при сгорании сернистых топлив кислот;
— его детергентно-диспергирующие свойства должны быть ориентированы на предотвращение отложений продуктов неполного сгорания в зоне поршневых колец и в продувочно-выпускных окнах;
— способность к растеканию для равномерного покрытия всей поверхности цилиндра;
— способность оставаться на поверхности цилиндра при продувке;
— обеспечение вязкостных свойств в зоне действия поршневых колец при высокой температуре и давлении;
— обладать противоизносными свойствами и исключать образование в цилиндро-поршневой группе задиров.
Свойства циркуляционных масел. К наиболее важным свойствам системных масел относятся: обеспечение жидкостного режима смазки в подшипниках (масляный клин); эффективность смазки крейцкопфных подшипников в условиях высоких удельных давлений; высокая термическая стабильность (охлаждение поршней).
Уровень щелочности системных масел крейцкопфных двигателей составляет 3…6 мг КОН/г масла. Для тронковых:
— при работе на топливах с содержанием серы менее 1…1,5%- масло с ОЩЧ 20;
— при содержании серы свыше 1,5…2% масло с ОЩЧ 30 или 40.
|
следующая лекция ==>
Ответственность на рынке ценных бумаг
|
Присадки к моторным маслам
Дата добавления: 2018-06-28 ; просмотров: 3184 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Статьи:
АНАЛИЗ СУДОВЫХ МОТОРНЫХ МАСЕЛ И ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
Для нормального функционирования судовых двигателей в качестве смазки используют моторные масла, которые должны отвечать целому ряду требований. С учетом высокого уровня форсировки современных двигателей требования к качеству и рабочим параметрам моторных масел только растут. Поэтому на судах должен быть организован постоянный контроль за состоянием масла. Для этого отбираются пробы и выполняются необходимые анализы судового моторного масла.
Судовые моторные масла должны отвечать следующим основным требованиям:
создавать прочное тонкое покрытие на поверхностях трения, исключая их прямой контакт;
обеспечивать уплотнение цилиндро-поршневой группы в зоне поршневых колец и не допускать прорыв газов;
выполнять функцию охлаждения посредствам отвода тепла из нагретых деталей и зон трения;
смывать продукты высокотемпературных отложений с поверхности деталей;
защищать детали двигателя от коррозии;
поддерживать продукты окисления, износа и загрязнения во взвешенном состоянии в виде эмульсии, препятствуя выпадению их в осадок, а также выносить их из зоны трения;
нейтрализовывать органические кислоты, которые образуются при сгорании топлива и окислении масла;
обладать требуемой вязкостью и стабильными вязкостно-температурными характеристиками, низкой испаряемостью.
В качестве основных свойств судовых моторных масел в сертификатах обычно указываются: плотность; нейтрализующая способность, выражаемая в ОЩЧ или TBN; температура застывания и температура вспышки; категория вязкости по SAE, вязкость при 100 и 40°С, характеристики по API и ACEA.
Плотность моторных масел составляет 860…930 кг/м³. В процессе работы плотность масла может меняться, как в сторону увеличения за счет загрязнения масла сажей и продуктами окисления, так и уменьшения из-за попадания топлива, обладающего меньшей плотностью.
Вязкость моторного масла является важнейшей характеристикой, определяющей величину внутреннего трения, непосредственно определяет эффективность смазки, ее способность создавать пленку между трущимися поверхностями, предотвращая их контакт, износ и рост температур в рабочей зоне. Вязкость выражается в мм²/с или в сантистоксах (сСТ). За рубежом вязкость масел принято классифицировать номерами (категориями) SAE.
Индекс вязкости — эмпирическая безразмерная величина, характеризующая вязкостно-температурную зависимость масел. Масла с высоким индексом вязкости (100 и более) характеризуются относительно малым падением вязкости при повышении температуры.
Нейтрализующая способность масла заключается в способности противостоять коррозии под действием образующейся в цилиндрах серной кислоты и продуктов окисления самого масла в виде органических кислот. Для этого в масло вводят присадки, придающие ему щелочные свойства, задаваемые Общим Щелочным Числом (ОЩЧ или TBN-Total Base Number), которое выражается в мг КОН/г масла. Величина кислотного числа численно равна количеству едкого калия (КОН), необходимого для нейтрализации кислоты, содержащейся в 1 гр. масла, выражается в мг КОН.
Температура застывания — это температура, при которой масло теряет подвижность. Рекомендуемая температура застывания масла для циркуляционных систем судовых двигателей составляет минус 9… минус 15°С. Для механизмов, работающих на открытом воздухе, следует руководствоваться температурой воздуха в зимнее время.
Температура вспышки — самая низкая температура, при которой пары масла образуют с воздухом смесь, взрывающуюся при поднесении к ней пламени. Температура определяется в открытом или закрытом тигле и находится для масел в пределах 200…250°С.
На судах применяются моторные масла, которые подразделяются на цилиндровые — для смазки цилиндров, и системные (циркуляционные) для смазки деталей движения.
Цилиндровые масла используют для малооборотных дизелей. Эти масла, в дополнение к рассмотренным качественным показателям, должны обладать еще рядом специфических свойств:
высоким резервом щелочности для нейтрализации образующихся кислот при сгорании сернистых топлив;
детергентно-диспергирующие свойства масла должны быть ориентированы на предотвращение отложений продуктов неполного сгорания в зоне поршневых колец и в продувочно-выпускных окнах;
способность к растеканию для равномерного покрытия всей поверхности цилиндра;
способность оставаться на поверхности цилиндра при продувке;
обеспечение вязкостных свойств в зоне действия поршневых колец при высокой температуре и давлении;
обладать противоизносными свойствами и исключать образование в цилиндро-поршневой группе задиров.
К наиболее важным свойствам системных масел относятся:
обеспечение жидкостного режима смазки в подшипниках (масляный клин);
эффективность смазки крейцкопфных подшипников в условиях высоких удельных давлений;
высокая термическая стабильность (охлаждение поршней).
Уровень щелочности системных масел крейцкопфных двигателей составляет 3…6 мг КОН/г масла. Для тронковых:
при работе на топливах с содержанием серы менее 1…1,5% масло с ОЩЧ 20;
при содержании серы свыше 1,5…2% масло с ОЩЧ 30 или 40.
Контроль качества судовых моторных масел осуществляется методом отбора проб, которые производятся во время работы двигателя непосредственно из циркуляционного трубопровода. После выполнения анализа судового моторного масла его физико-химические показатели сравниваются с регламентированными на флоте браковочными показателями для моторных масел, согласно действующим отраслевым нормативным документам.
Для ряда двигателей предельные значения по температуре вспышки, содержанию нерастворимого осадка и воды могут быть более жесткими, что следует учитывать при их эксплуатации, особенно в гарантийный период. В последнем случае за предельные значения масел принимаются рекомендации фирмы-изготовителя дизелей, содержащиеся в эксплуатационной документации. При достижении одного или нескольких из указанных выше предельных значений масло подлежит замене при невозможности восстановления его качества в судовых условиях.
Качественное дизельное топливо должно обеспечивать экономичную работу, легкий и быстрый запуск двигателя, полное сгорание и бездымный выпуск; отсутствие повышенных нагарообразований, малый период задержки самовоспламенения и плавное нарастание давления при сгорании, максимально возможную пожаробезопасность.
Дизельное топливо подразделяется на две группы:
1. Дистиллятное маловязкое дизельное топливо (ГОСТ 4749—49; ГОСТ 305—62; ГОСТ 10489—63) и соляровое масло (ГОСТ 1666—51)—дистиллятное топливо средней вязкости. Эта группа топлива предназначена для работы быстроходных дизелей.
2. Смеси из мазутов и керосино-газойлевых фракций типа моторного топлива (ГОСТ 1667—51). Эта группа топлива предназначается для работы тихоходных дизелей. В настоящее время наблюдается повышенный интерес к применению сжиженных природных газов в качестве топлива судовых дизелей. Примерный состав смеси сжиженных газов (в процентах по объему) следующий: метан 1,5; этап 3,5; пропан 57; Н — бутан 26,5; И — бутан 11,5.
Работа дизеля на некачественном топливе приводит не только к неэкономичной работе и усиленному износу деталей, но и нарушению рабочего процесса.
Для повышения качества топлива применяют специальные присадки. Смазочные масла должны быть химически стойкими и нейтральными, в них должны отсутствовать минеральные кислоты, щелочи, смолистые примеси, вода, зола и другие механические примеси. Для смазки двигателей применяют минеральные масла, добываемые прямой перегонкой из мазута.
К основным требованиям, предъявляемым к смазочным маслам, относятся:
— значительная смазывающая способность, определяемая вязкостью масла. Вязкость дизельных масел должна быть такой, чтобы обеспечивать смазку как при низких, так и при высоких температурах деталей двигателя;
— термоокислительная стабильность, обеспечивающая высокие качества смазки при повышенных температурах. Накапливающиеся в масле продукты окисления ухудшают его качество;
— достаточная липкость, обеспечивающая образование стойкого слоя смазки на трущихся поверхностях;
— низкая температура застывания, обеспечивающая сопротивляемость масел лаконагарообразованию и коксованию. Смазочные масла должны защищать детали от коррозии.
С целью улучшения качества в смазочные масла часто вводят специальные присадки (противопенные, моющие, вязкостные, антиокислительные, антикоррозийные, депрессорные и др.). На судах применяют масла с комбинированными присадками — ВНИИНП-360, ВНИИНП-370; ПИАТИМ-339; АзНИИ-ЦИАТИМ и др. Смазочные масла для дизелей условно подразделяют на авиационные, специальные дизельные, автотракторные и моторные. В соответствующих ГОСТ приводятся физико-химические свойства масел: авиационных (ГОСТ 1013—49), специальных (ГОСТ 6360—58), автотракторных (автолы) — (ГОСТ 1862—57), моторных (ГОСТ 1519—42).
По условиям работы двигателя смазочные масла классифицируются на следующие: А — для обычных условий; Б — для тяжелых условий при работе на топливе с ограниченным содержанием серы; В — то же при работе на сернистом топливе (S до 1%); Г — для особо тяжелых условий; Д — для сверхтяжелых условий; Е — для смазки цилиндров мощных тихоходных дизелей, работающих на тяжелом топливе.
