Перечислите и кратко опишите специфические свойства моторных масел зависящие от условий их работы
Обновлено: 26.06.2024
Специфические свойства моторных масел, зависящие от условий их работы
Масла в двигателях внутреннего сгорания выполняют ряд важных функций, причем работают они в очень тяжелых условиях: при воздействии изменяющихся во времени давлений (достигающих в некоторых узлах 100 МПа) и высоких температур (температура продуктов сгорания топлива превышает 2000 °С).
В зависимости от условий работы масла в двигателе различают три зоны:
высокотемпературную — камера сгорания, обращенная к ней поверхность днища поршня и верхняя часть цилиндра. Некоторые детали в этой зоне нагреваются до 400 (например, днище поршня) и даже до 800 °С (например, выпускной клапан), а температура горящих газов может достигать 2500 °С;
среднетемпературную — поршень с поршневыми кольцами и пальцем, верхняя часть шатуна и стенки цилиндра. Максимальная температура в этой зоне развивается в области поршневых колец (до 300 и даже 350 °С);
низкотемпературную — коленчатый вал, картер (температура в области коренных и шатунных подшипников достигает 180 °С).
Масла в двигателях внутреннего сгорания выполняют ряд важных функций, причем работают они в очень тяжелых условиях: при воздействии изменяющихся во времени давлений (достигающих в некоторых узлах 100 МПа) и высоких температур (температура продуктов сгорания топлива превышает 2000 °С).
В зависимости от условий работы масла в двигателе различают три зоны:
высокотемпературную — камера сгорания, обращенная к ней поверхность днища поршня и верхняя часть цилиндра. Некоторые детали в этой зоне нагреваются до 400 (например, днище поршня) и даже до 800 °С (например, выпускной клапан), а температура горящих газов может достигать 2500 °С;
среднетемпературную — поршень с поршневыми кольцами и пальцем, верхняя часть шатуна и стенки цилиндра. Максимальная температура в этой зоне развивается в области поршневых колец (до 300 и даже 350 °С);
низкотемпературную — коленчатый вал, картер (температура в области коренных и шатунных подшипников достигает 180 °С).
Физическая стабильность масел
При повышенных температурах
В средне- и низкотемпературной зонах прогретого двигателя масло способно интенсивно испаряться, т.е. оно недостаточно физически стабильно при повышенных температурах. В результате испарения количество масла в системе смазки уменьшается, а его качество ухудшается. Этот процесс характеризуется температурой вспышки масла — минимальной температурой нефтепродукта, при которой его пары от нагревания в стандартном приборе образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую от пламени определенного размера.
Чем выше температура вспышки, тем меньше испаряемость масла и, следовательно, лучше его физическая стабильность.
Нагарообразование в высокотемпературной зоне двигателя
При работе двигателя масло частично попадает в камеру сгорания и там в основном сгорает. Несгоревшее масло в результате глубоких химических превращений преобразуется в нагар, который плохо влияет на работу двигателя. Образующийся слой нагара ухудшает теплоотвод от деталей, облегчает возникновение детонации и калильного зажигания, а оторвавшиеся от стенок камеры твердые частички загрязняют работающее масло.
Количество образующегося нагара зависит от качества масла и его расхода, а также от качества топлива. Предельная толщина слоя нагара определяется тепловым режимом работы двигателя: чем холоднее стенки камеры сгорания, тем толще образуется слой нагара.
Летом нагара образуется меньше, чем зимой.
Зависящие от условий их работы
Масла в двигателях внутреннего сгорания выполняют ряд важных функций, причем работают они в очень тяжелых условиях: при воздействии изменяющихся во времени давлений (достигающих в некоторых узлах 100 МПа) и высоких температур (температура продуктов сгорания топлива превышает 2000 °С).
В зависимости от условий работы масла в двигателе различают три зоны:
высокотемпературную — камера сгорания, обращенная к ней поверхность днища поршня и верхняя часть цилиндра. Некоторые детали в этой зоне нагреваются до 400 (например, днище поршня) и даже до 800 °С (например, выпускной клапан), а температура горящих газов может достигать 2500 °С;
среднетемпературную — поршень с поршневыми кольцами и пальцем, верхняя часть шатуна и стенки цилиндра. Максимальная температура в этой зоне развивается в области поршневых колец (до 300 и даже 350 °С);
низкотемпературную — коленчатый вал, картер (температура в области коренных и шатунных подшипников достигает 180 °С).
Физическая стабильность масел
При повышенных температурах
В средне- и низкотемпературной зонах прогретого двигателя масло способно интенсивно испаряться, т.е. оно недостаточно физически стабильно при повышенных температурах. В результате испарения количество масла в системе смазки уменьшается, а его качество ухудшается. Этот процесс характеризуется температурой вспышки масла — минимальной температурой нефтепродукта, при которой его пары от нагревания в стандартном приборе образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую от пламени определенного размера.
Чем выше температура вспышки, тем меньше испаряемость масла и, следовательно, лучше его физическая стабильность.
Нагарообразование в высокотемпературной зоне двигателя
При работе двигателя масло частично попадает в камеру сгорания и там в основном сгорает. Несгоревшее масло в результате глубоких химических превращений преобразуется в нагар, который плохо влияет на работу двигателя. Образующийся слой нагара ухудшает теплоотвод от деталей, облегчает возникновение детонации и калильного зажигания, а оторвавшиеся от стенок камеры твердые частички загрязняют работающее масло.
Количество образующегося нагара зависит от качества масла и его расхода, а также от качества топлива. Предельная толщина слоя нагара определяется тепловым режимом работы двигателя: чем холоднее стенки камеры сгорания, тем толще образуется слой нагара.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Специфические свойства моторных масел, зависящие от условий их работы
Условия работы моторных масел.
Масла в двигателях внутреннего сгорания выполняют ряд важных функций, причем работают они в очень тяжелых условиях: при воздействии изменяющихся во времени давлений (достигающих в некоторых узлах 100 МПа) и высоких температур (температура продуктов сгорания топлива превышает 2000 °С).
В зависимости от условий работы масла в двигателе различают три зоны:
высокотемпературную — камера сгорания, обращенная к ней поверхность днища поршня и верхняя часть цилиндра. Некоторые детали в этой зоне нагреваются до 400 (например, днище поршня) и даже до 800 °С (например, выпускной клапан), а температура горящих газов может достигать 2500 °С;
среднетемпературную зону — поршень с поршневыми кольцами и пальцем, верхняя часть шатуна и стенки цилиндра. Максимальная температура в этой зоне развивается в области поршневых колец (до 300 и даже 350 °С);
низкотемпературную зону — коленчатый вал, картер (температура в области коренных и шатунных подшипников достигает 180 °С).
Физическая стабильность масел при повышенных температурах.
В средне- и низко - температурной зонах прогретого двигателя масло способно интенсивно испаряться, т.е. оно недостаточно физически стабильно при повышенных температурах. В результате испарения количество масла в системе смазки уменьшается, а его качество ухудшается. Этот процесс характеризуется температурой вспышки масла — минимальной температурой нефтепродукта, при которой его пары от нагревания в стандартном приборе образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую от пламени определенного размера.
Чем выше температура вспышки, тем меньше испаряемость масла и, следовательно, лучше его физическая стабильность.
Нагарообразование в высокотемпературной зоне двигателя.
При работе двигателя масло частично попадает в камеру сгорания и там в основном сгорает. Несгоревшее масло в результате глубоких химических превращений преобразуется в нагар, который плохо влияет на работу двигателя. Образующийся слой нагара ухудшает теплоотвод от деталей, облегчает возникновение детонации и калильного зажигания, а оторвавшиеся от стенок камеры твердые частички загрязняют работающее масло.
Количество образующегося нагара зависит от качества масла и его расхода, а также от качества топлива. Предельная толщина слоя нагара определяется тепловым режимом работы двигателя: чем холоднее стенки камеры сгорания, тем толще образуется слой нагара. Летом нагара образуется меньше, чем зимой.
Нагары — твердые, черного цвета углеродистые вещества, откладывающиеся на деталях двигателя. Нагары откладываются на стенках камеры сгорания, клапанах, свечах зажигания, днище поршня, верхнем пояске боковой поверхности поршня, форсунках, в продувочных окнах и т.п. Нагары содержат также зольные продукты распада присадок.
Лакообразование в среднетемпературной зоне двигателя
В среднетемпературной зоне двигателя углеводороды и другие компоненты масел становятся недостаточно химически стабильными. Они окисляются и образуют плохо испаряющиеся, высоковязкие, практически не растворимые в масле асфальтены и кислые смолы, осаждающиеся на деталях в виде тонкого блестящего слоя, называемого лаковым отложением. Лаки откладываются в зоне поршневых колец, на юбке и внутренних стенках поршня, на шатунах, стержнях клапанов, стенках масляного поддона и т.п. Лаковые пленки очень прочны и имеют низкий коэффициент теплопроводности. Лаки способствуют пригоранию поршневых колец и перегреву деталей.
Наибольшую опасность лаковые отложения представляют для поршневых колец, так как вместе с внедрившимися в них твердыми частичками нагара вызывают пригорание поршневых колец, т. е. полную потерю ими подвижности.
На рис. 6.2 показан прибор для определения термоокислительной стабильности масла.
Рис. 6.2. Прибор для определения термоокислительной стабильности масла (а) и его диск (б): 1 — кольцо; 2 — диск
Одной из мер борьбы с лакообразованием является введение в масла антиокислительных (ДФ-11, МНИ, ИП-22к, ВНИИ НП-354, ИХП-21 и др.) и моющих (обычно в составе композитных) присадок, которые тормозят отложение образующихся смолисто-асфальтовых веществ.
При использовании масла с хорошими моющими свойствами детали двигателя выглядят как бы вымытыми. Кроме того, моющие присадки удерживают продукты окисления масла во взвешенном состоянии, препятствуя прилипанию их к поверхностям нагретых деталей и сращиванию частичек между собой, что нарушило бы поступление масла к трущимся деталям (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Схема углеродистой дисперсии в масле, наблюдаемая с помощью электронного микроскопа:
а — без моющей присадки; б — с моющей присадкой
Моющие свойства масел оценивают по цветной эталонной шкале в баллах от 0 до 6 с помощью прибора ПЗВ, работающего на принципе создания в небольшом одноцилиндровом двигателе условий интенсивного лакообразования.
Работающее масло со временем изменяет цвет от светло – желтого до темно-коричневого. Колориметр для определения цвета масла показан на рис. 6.4.
Рис. 6.4. Колориметр для определения цвета масла:
1 — цилиндр с эталонной жидкостью; 2 — окуляр оптической системы; 3 — цилиндр с испытуемым маслом; 4 — экран
Образование лаковых отложений на поршне двигателя, работающего на масле с моющими присадками, уменьшается в 3. 6 раз (с 3,0. 4,5 до 0,5. 1,5 баллов). Применяют моющие присадки двух типов — зольные и беззольные, которые вводят в базовые масла в количестве 2. 10%.
Изменение масла в низкотемпературной зоне двигателя.
Несмотря на довольно мягкий тепловой режим в низкотемпературной зоне двигателя в ней также происходит окисление масла. Типичными продуктами окисления масла в этой зоне являются органические кислоты, преобразующиеся частично в кислые смолы, которые в виде осадков (мазеобразных сгустков) откладываются на стенках поддона картера, крышке клапанной коробки, фильтрах и т.д. Отложение осадков в маслопроводах может привести к прекращению подачи масла к трущимся поверхностям.
Для предотвращения образования осадков необходимо поддерживать оптимальный тепловой режим работы двигателя, применять масла с хорошей химической стабильностью.
Образовавшиеся в масле и растворившиеся в нем кислоты очень агрессивны, в первую очередь, по отношению к свинцу (рис. 6.5). Для защиты деталей от коррозии в масла вводят антикоррозионные присадки, содержащие серу и фосфор, т. е. для нейтрализации кислых продуктов маслам с помощью присадок придаются щелочные свойства.
В процессе работы моторные масла способны сильно вспениваться. Торможение пенообразования достигается введением в масла противопенных присадок, например ПМС-200А.
Рис. 6.5. Вкладыш подшипника из
Низкотемпературные отложения (шламы) характерны для условий зимней эксплуатации, работы двигателей при частых пусках и остановках и на низкотемпературном режиме (переохлаждении).
В зависимости от условий эксплуатации, типа масла и конструкции двигателя характер низкотемпературных отложений может быть различен и их состав может изменяться примерно в следующих пределах, мае. %:
Оксикислоты 2. 15
Асфальтены 0,1. 1,5
Карбены и карбоиды 2. 10
Оксикислоты, асфальтены, карбены и карбоиды являются продуктами окисления масла.
Шламы наблюдаются в больших количествах в изношенных двигателях, так как повышенный прорыв газов из камеры сжатия в картер способствует интенсивному загрязнению масла продуктами окисления.
Факторы, влияющие на окисление масла.
Основным фактором, влияющим на протекание реакций окисления, является температура. С повышением температуры скорость окисления возрастает в десятки раз. В картере, маслопроводах, масляном радиаторе окисление происходит в объеме. В некоторых узлах, например внутренней части поршня, масло находится в туманообразном состоянии.
Отложение нагара на деталях начинается с образования лаковой пленки. На многих горячих деталях — цилиндрах, поршнях и кольцах — масло испаряется, подвергается термическому разрушению и окисляется в тонком слое. Чем тоньше масляная пленка и выше температура деталей, тем интенсивнее образуются лаковые отложения. В зонах высоких температур лаковая пленка обугливается. В ней происходят процессы коксообразования.
На процессы нагарообразования помимо масла оказывают влияние качество топлива и содержание в бензине различных соединений, например антидетонационных присадок.
Способность масла противостоять реакциям взаимодействия с кислородом воздуха при нормальной температуре называют химической стабильностью. При нормальных условиях хранения минеральные масла длительное время практически не окисляются и не изменяют своих первоначальных свойств.
Термоокислительная стабильность — это способность масел противостоять окислению при повышенной температуре. В маслах стабильность к окислению определяют по индукционному периоду осадкообразования (ИПО). Сущность метода заключается в окислении масла при температуре 200 °С в приборе (ДК-НАМИ) с последующим определением количества нерастворимого осадка. В моторных испытаниях оценивают антиокислительные свойства по увеличению вязкости масла за время работы в двигателе (установки ИКМ, Petter W -1).
1. Манусаджянц О. И., Смаль Ф.В. Автомобильные эксплуатационные материалы.- М.: Транспорт, 2005.
2. Павлов В. П., Заскалько П. П. Автомобильные эксплуатационные материалы. -М.: Транспорт, 2007.
3. Кириченко Н.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы. Москва АСАДЕМА, 2003.
4. Васильева Л. С. Автомобильные эксплуатационные материалы.- М.: Транспорт, 2006.
5. Колесник П. А. Материаловедение на автомобильном транспорте. -М.: Транспорт, 2007.
6. Мотовилин Г. В., Масико М. А., Суворов О. М, Автомобильные материалы. -М.: Транспорт, 2009.
7. МАТ РСФСР. Методические указания по применению и контролю качества топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей. М., ЦБНТИ, 2008.
8. НИИАТ. Краткий автомобильный справочник. -М., Транспорт, 2005.
9. НИИАТ. Инструкция по получению, хранению, выдаче и учету топлива и смазочных материалов на автомобильном транспорте. РТМ-200-РСФСР-12-0053—84.
10. НИИАТ, ЦНИЛ. Руководство по нормированию расхода топлива и масел на автомобильном транспорте. РД-200-РСФСР-12-0212—84.
11. МАТ РСФСР. Линейные нормы расхода топлива для автомобильного транспорта. -М.: ЦБНТИ, 2009.
Рассмотрим, какими же свойствами должно обладать хорошее масло, чтобы выполнять все функции, возложенные на него.
В двигателе внутреннего сгорания неизбежны высокотемпературные отложения. Умение их смывать — одно из важнейших свойств моторного масла. Но смыть недостаточно, частицы этих отложений необходимо измельчить и нейтролизовать. За это отвечают диспергирующие свойства масла.
Моюще-диспергирующие свойства характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя, поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии. Чем выше моюще — диспергирующие свойства масла, тем больше нерастворимых веществ — продуктов старения может удерживаться в работающем масле без выпадения в осадок, и тем меньше нагаров и лакообразных отложений образуется на поверхности деталей. А вследствие этого — может достигаться более высокая допустимая температура в двигателе (степень форсирования ДВС).
В составах моторных масел в качестве моющих присадок используют сульфонаты, алкилфеноляты, алкилсалицилаты и фосфонаты кальция или магния. Рациональное сочетание этих зольных присадок друг с другом и с беззольными дисперсантами-присадками, обеспечивает уменьшение низкотемпературных отложений в двигателе и положительно влияет на скорость загрязнения масляных фильтров. Модифицированные термостойкие беззольные дисперсанты также способствуют уменьшению нагарообразования на поршнях и кольцах.
При работе ДВС на топливе с увеличенным содержанием серы, моющие присадки, повышающие в масле щелочное число, препятствуют образованию отложений на деталях двигателя путем нейтрализации кислот, образующихся из продуктов сгорания топлива.
Металлсодержащие моющие присадки повышают зольность масла, что может привести к образованию зольных отложений в камере сгорания, замыканию электродов свечей зажигания, преждевременному воспламенению рабочей смеси, прогару выпускных клапанов, снижению детонационной стойкости топлива. Поэтому сульфатную зольность моторных масел ограничивают верхним пределом. Ее допустимое значение зависит от типа и конструкции двигателя, расхода масла на угар, условий эксплуатации, (в частности, от вида применяемого топлива). Наименее зольные масла необходимы для смазывания двухтактных бензиновых двигателей, а также двигателей работающих на газе.
Антиокислительные свойства в значительной степени определяют стойкость масла к старению. Условия работы моторных масел в двигателях настолько жестки, что предотвратить их окисление полностью практически не возможно.
Окисление масла приводит к росту его вязкости и коррозионности, склонности к образованию отложений, загрязнению масляных фильтров и другим неблагоприятным последствиям (затруднение холодного пуска, ухудшение прокачиваемости масла).
Значительно затормозить процессы окисления масла можно соответствующей очисткой базовых масел от нежелательных соединений, присутствующих в сырье, использованием синтетических базовых компонентов, а также введением эффективных антиокислительных присадок.
Окисление масла в двигателе наиболее интенсивно происходит в тонких пленках масла на поверхностях деталей, нагревающихся до высокой температуры и соприкасающихся с горячими газами (поршень, цилиндр, поршневые кольца, направляющие и клапаны). В объеме масло окисляется менее интенсивно, так как в поддоне картера, радиаторе, маслопроводах температура ниже и поверхность контакта масла с окисляющей газовой средой меньше.
На скорость и глубину окислительных процессов значительно влияют загрязнения неорганического происхождения, которые накапливаются в масле в результате изнашивания деталей двигателя, (соединения меди, железа и других металлов, образующиеся в результате коррозии деталей двигателя). Еще больше на окисление масла влияют попадающие в него продукты неполного сгорания топлива. Они проникают в масло вместе с газами, прорывающимися из надпоршневого пространства в картер.
Стойкость моторных масел к окислению, повышается введением в его состав антиокислительных присадок. Наилучший антиокислительный эффект достигается при добавлении в масло присадок, обладающих различным механизмом действия. В качестве антиокислительных присадок к моторным маслам применяют диалкил и диарилдитиофосфаты цинка, которые улучшают противоизносные и антикоррозионные свойства. Их часто комбинируют друг с другом и с беззольными антиокислителями. Довольно энергичными антиокислителями являются некоторые моюще-диспергирующие присадки, в частности, алкилсалицилатные и алкилфенольные.
Противоизносные свойства моторного масла зависят от химического состава базового масла, общего состава присадок и вязкостно-температурных характеристик масла. Это в основном и определяет температурные пределы его применяемости (защита деталей от износа при холодном запуске двигателя и максимальных температурных нагрузках).
При работе на топливе с высоким содержанием серы, а также в условиях, способствующих образованию азотной кислоты из продуктов сгорания (газовые двигатели, дизели с высоким наддувом), важнейшей характеристикой способности масла является предотвращение коррозионного износа поршневых колец и цилиндров.
Множественность факторов, влияющих на износ деталей в ДВС и принципиальные различия режимов трения, затрудняют оптимизацию противоизносных свойств моторных масел. Придание маслу максимальной нейтрализующей способности и введение в его состав дитиофосфатов цинка, часто оказывается достаточным для предотвращения коррозионно-механического изнашивания и избежание задиров. Однако тенденция к применению маловязких масел, для достижения экономии топлива и уменьшения расхода на угар, требует улучшения противоизносных свойств масел. Это достигается введением специальных присадок, содержащих серу, фосфор, галогены, бор, а также беззольные дисперсанты, содержащие противоизносные фрагменты.
Большое влияние на износ оказывает наличие в масле абразивных загрязнений. Их наличие в свежем масле не допускается, а масло, работающее в двигателе, должно подвергаться очистке в фильтрах, центрифугах, сепараторах. Высокие диспергирующие свойства масла так же уменьшают вред, оказываемый действием абразивных частиц.
Антикоррозионные свойства моторных масел зависят от состава базовых компонентов, концентрации и эффективности антикоррозионных, антиокислительных присадок и деактиваторов металлов. Антикоррозионные присадки защищают антифрикционные материалы, образуя на их поверхности прочную защитную пленку. Антиокислители препятствуют образованию агрессивных кислот, а присадки-деактиваторы предохраняют поверхности металлов от коррозионного разрушения. Минеральные масла из малосернистой нефти, с высоким содержанием парафиновых углеводородов, наиболее подвержены коррозионности в процессе старения. Их углеводороды, в ходе окисления, образуют органические кислоты, которые взаимодействуют с цветными металлами и их сплавами.
Вязкостно-температурные свойства — одна из важнейших характеристик моторного масла. От этих свойств зависит в каком диапазоне температур окружающей среды, данное масло сможет обеспечить запуск двигателя без предварительного подогрева, беспрепятственное прокачивание насосом по всей системе, надежное смазывание, очистка и охлаждение деталей двигателя при наибольших допустимых нагрузках.
Даже в умеренных климатических условиях, диапазон изменения температуры масла от холодного пуска зимой до максимального прогрева, в подшипниках коленчатого вала или в зоне поршневых колец составляет от -30° до +150°С. Вязкость масел в этом интервале температур изменяется многократно.
Характеристиками вязкостно-температурных свойств служат кинематическая вязкость, динамическая вязкость, а также индекс вязкости — безразмерный показатель пологости вязкостно-температурной зависимости, рассчитываемый по значениям кинематической вязкости масла, измеренной при 40° и 100°С. Синтетические базовые компоненты имеют индекс вязкости 120-150, что дает возможность получать на их основе всесезонные масла с очень широким температурным диапазоном работоспособности.
К низкотемпературным характеристикам масел относят температуру застывания, при которой масло не течет под действием силы тяжести, т. е. теряет текучесть. Она должна быть на 5-7°С ниже той температуры, при которой масло должно обеспечивать прокачиваемость. В большинстве случаев застывание моторных масел обусловлено образованием в объеме охлаждаемого масла кристаллов парафинов.
Температура застывания масла указывает только на возможность перелить масло из канистры в картер двигателя, не прибегая к предварительному подогреву. Однозначной взаимосвязи температуры застывания масла с его пусковыми свойствами на холоде не существует.
Температура вспышки. Если масло нагревать, то его пары образуют с воздухом смесь. Температуру, при которой эти пары способны воспламениться, называют температурой вспышки. Температура вспышки связана с фракционным составом масла и структурой молекул базовых компонентов. При прочих равных условиях высокая температура вспышки предпочтительна. Она существенно снижается по сравнению с исходным значением, если в процессе работы масло разжижается топливом из-за неисправностей двигателя. В сочетании со снижением вязкости масла, понижение температуры вспышки служит сигналом для поиска неисправностей системы подачи топлива, системы зажигания или карбюратора.
Сульфатная зольность. При сгорании масла образуется зола, которая, в свою очередь, состоит из солей и минералов, находящихся в масле во взвешенном состоянии. При очистке базового масла зольность должна быть минимальной и составляет порядка 0,005% и меньше. Однако, при введении необходимых для качественного масла присадок, зольность резко возрастает и достигает 1-1,5%. Сульфатная зольность масла в процессе работы двигателя, почти не изменяется и в нормативной документации ограничена верхним пределом. Это обусловлено тем, что излишне зольное масло может способствовать повышенному износу деталей, вследствие абразивного воздействия на поверхности трения, а также приводить к преждевременному воспламенению рабочей смеси из-за образования отложений в камере сгорания и неблагоприятно влиять на работоспособность свечей зажигания.
Базовые масла практически беззольны. Довольно высокая сульфатная зольность моторных масел в основном, обусловлена наличием в их составе моющих присадок, содержащих металлы. Эти присадки необходимы для предотвращения нагара и лакообразования на поршнях, кольцах, клапанах и придания маслам способности нейтрализовывать кислоты. Чем больше щелочное число, тем большее количество кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива, может быть переведено в нейтральное соединение. В противном случае эти кислоты вызвали бы коррозионный износ деталей двигателя и усилили процессы образования различных углеродистых отложений. При работе масла в двигателе, щелочное число неизбежно снижается. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло считается утратившим свою работоспособность. Поэтому, при прочих равных условиях, предпочтительнее масло у которого щелочное число выше.
Моторное масло играет в двигателе сразу несколько ролей: уменьшает износ, силу трения в парах деталей двигателя, предохраняет их от коррозии, омывает, собирает продукты сгорания топлива, делает более плотным зазор между поршнем, поршневыми кольцами и цилиндром…
Производят масло не абы как, а по известной заранее рецептуре. Чтобы получить все необходимые свойства – смешивают основу (базовое масло) и точно рассчитанный пакет присадок.
Вязкость моторного масла
Чтобы успешно осуществить холодный запуск зимой – вязкость не должна быть очень велика. В летнюю жару, при высокой температуре моторное масло, напротив, не должна быть на очень низком уровне.
Почему? Чтобы создавалась прочная масляная пленка между парами трения и нужное давление в системе. Чтобы обеспечить заявленную вязкость масла в полном температурном диапазоне делается следующее: производство моторных масел осуществляется из основы с малой вязкостью, которая затем обогащается модификаторами вязкости (полимерные загущающие присадки.
Таким образом, основа обеспечивает требуемые низкотемпературные характеристики. А загущающие присадки позволяют сохранить достаточный уровень вязкости при высоких температурах.
Что все это значит на практике? А то, что способность регулировать вязкость исходя из скорости – сокращает потери на внутреннее трение в моторном масле и, стало быть, мощность двигателя остается на уровне.
Например, когда поршень начинает движение, то его скорость увеличивается и наступает момент, когда масло разделяет поверхности (гидродинамический режим смазки). Загущающая присадка уменьшает вязкость масла и снижает тем самым потерю мощности двигателя.
Противоизносные свойства моторного масла
Противоизносные качества моторного масла – это умение минимизировать механический износ деталей двигателя, а также ЦПГ и колец.
Особо опасен тут механический износ для трущихся между собой элементов. Допустим, скорость невелика, но нагрузки зашкаливают – что будет тогда?
Масло не сможет эффективно выполнять свою функцию, разделять детали, облегчая ход. Детали контактируют друг с другом (это называется граничным режимом смазки). В эти моменты микроповерхности касаются друг друга и разрушаются. Так формируются выступы и задиры.
Этого допускать никак нельзя и для предотвращения разрушения поверхностей в масло заливают противоизносные присадки. Они образуют на металлической поверхности тонкую пленку, обеспечивающую скольжение.
А что делают щелочные присадки? Ответ: нейтрализуют кислоты. Они предотвращают коррозионный износ ЦПГ из-за воздействия кислот, окисления масла и сгорания топлива.
Моющие и диспергирующие свойства моторного масла
Моющие свойства масла
Это, как видно из названия, свойство масла очищать внутренние элементы двигателя от лака, нагара и пр. Такие свойства обеспечиваются вводом моющих присадок, в составе которых есть поверхностно-активные вещества (ПАВ), смывающие отложения от деталей в масло.
Диспергирующие свойства
Оставляют нерастворимые в масле вещества (нагар, продукты сгорания топлива) в активном состоянии, не позволяя им выпасть в осадок. Похоже на чудо? нет, все проще – специальные присадки-дисперсанты, облепляют загрязнения, образуя оболочку. А уж эта оболочка, поверьте, точно не позволит загрязнениям прилипнуть к стенкам двигателя.
Антиокислительные свойства моторного масла
Отвечают за рабочий срок моторного масла
Дело в том, что когда масло начинает окисляться – его качества ухудшаются и оно стареет. Можно ли отсрочить этот процесс? Да, можно, с использованием антиокислительных присадок. Они защищают масляную основу от действия кислорода, и процесс окисления замедляется.
Но, масло работает в двигателе в сложных условиях, так что полностью избавиться от окисления нельзя. Потому что после ввода антиокислительных присадок вязкость масла увеличивается, также растет коррозионная активность, склонность к отложениям и пр.
Антикоррозионные свойства моторного масла
Само название раскрывает суть. Имеется в виду способность масла сопротивляться коррозии, особенно на элементах двигателя, изготовленных из цветных металлов. Антикоррозионные присадки формируют прочные защитные пленки, препятствующие непосредственному контакту с моторным маслом, которое при нагревании оказывается сильной агрессивной средой для цветмета.
Энергосберегающие свойства моторного масла
Загущающие присадки вместе с модификаторами трения – это ингредиенты для получения энергосберегающих масел с маловязкой основой. Такие масла экономят топливо.
В зависимости от класса масла и рабочего режима автомобиля экономия топлива может составлять от 1,5-2 до 5,5-6%.
Читайте также: