Смазочные масла — классификация, виды и применение
Смазочные масла являются наиболее популярным видом жидких смазок для узлов трения машин и механизмов, выполняют функции рабочего тела в гидравлических приводах и амортизаторах, используются в качестве СОЖ при металлообработке, охлаждающей и изолирующей жидкости в масляных трансформаторах.
Виды смазочных масел по химическому составу и их характеристики
По химическому составу смазочные масла делятся на следующие виды: минеральные (нефтяные), органические (животного и растительного происхождения), синтетические, полусинтетические.
Органические масла обладают отличными смазывающими свойствами и экологически безопасны, но работают в очень узком диапазоне температур. Кроме того, они дорого стоят, поэтому в чистом виде используются крайне редко.
Минеральные масла, которые производят из мазута (Рис.1), имеют самое выгодное соотношение цены и эксплуатационных характеристик для промышленного применения. В зависимости от способа получения, они разделяются на дистиллятные (продукты вакумной перегонки мазута) и остаточные (получают путем деасфальтизации тяжелых нефтяных остатков, образующихся при дистилляции мазута).
Дистиллятные масла превосходят остаточные по термостабильности и вязкостно-температурным свойствам, но существенно уступают им по смазывающей способности. Смешивая их в определенных пропорциях, получают товарные масла – компаундированные смазки с требуемыми техническими характеристиками.
С целью улучшения эксплуатационных свойств в состав минеральных смазочных масел вводят антифрикционные, противозадирные, антипенные, моющие и прочие присадки.
Синтетические масла – это продукты химической переработки нефти или природного газа, в результате которой синтезируются смазочн
ые жидкости с заданными техническими характеристиками (особо высоким индексом вязкости (Рис.2), малой склонностью к пенообразованию, низкой летучестью и т.д.). Стоят они в 2 – 3 раза дороже минеральных, но окупаются тем, что гарантируют легкий пуск и устойчивую работу механизмов в широчайшем диапазоне рабочих температур, обеспечивают экономию энергии за счет меньших потерь мощности на трение, гораздо дольше служат.
Полусинтетические смазочные материалы, в состав которых входит 50%-70% минералки и 30%-50% синтетики, объединяют в себе доступную стоимость и хорошие эксплуатационные характеристики (зависят от процентного соотношения базовой основы и пакета присадок).
Классификация смазочных масел по назначению
В соответствии с ГОСТ 4.24-84 смазочные масла делятся по основному назначению на следующие группы и подгруппы (Табл.1):
Классификацию основных групп смазочных масел по рекомендуемым областям назначения и применения, а также их маркировку регламентируют соответствующие ГОСТы. Например моторные масла, в зависимости от эксплуатационных свойств, согласно ГОСТ 17479.1-85 делятся на группы А, Б, В, Г, Д, Е (Табл.2):
Индекс 1 присваивается маслам для бензиновых двигателей, индекс 2 – для дизельных. Масла, которые подходят для использования в двигателях обоих типов с одинаковым уровнем форсирования, не имеют индекса в обозначении. Если в маркировке присутствует двойное обозначение, то первое из них указывает на возможность применения в дизельных двигателях, а второе – в бензиновых.
С появлением на российском рынке импортных смазочных материалов у автомобилистов большей популярностью пользуется классификация моторных масел по международным системам – ACEA, API, SAE.
От чего зависит область применения смазочных масел
Область применения смазочных масел зависит от их эксплуатационно-технических свойств, основными из которых являются:
вязкость и плотность при самой низкой, нормальной и максимальной рабочей температуре (эти показатели влияют на легкость холодного пуска оборудования, прочность смазывающей пленки, герметичность зазоров в цилиндропоршневых группах);
температура застывания – ее значение должно быть ниже минимальной температуры окружающей среды в предполагаемых условиях эксплуатации;
температуры вспышки и воспламенения – чем они выше, тем меньше пожаро- и взрывоопасность машин и механизмов, технологических процессов;
кислотное число – определяет антикоррозионные свойства;
маслянистость (липкость) – способность создавать на трущихся поверхностях надежную смазывающую пленку.
При работе механизмов в высокотемпературном режиме следует обращать особое внимание на зольность (с ее увеличением возрастает риск ускоренного абразивного износа трущихся деталей) и коксуемость (склонность к образованию нагара) масла.
Важные нюансы при выборе смазочных масел
Каждый вид смазочного масла имеет свои преимущества и недостатки (Рис.2).
Поэтому при подборе смазки для конкретного механизма следует учитывать:
- условия его работы (температура, влажность, степень агрессивности окружающей среды);
- эксплуатационные нагрузки (скоростной и температурный режим, удельное давление в зоне контакта);
- материалы трущихся поверхностей;
- износ контактирующих деталей (с его увеличением необходимо применять масло с большей вязкостью и плотностью).
Кроме назначения, предусмотренного ГОСТом, необходимо учитывать и стоимость смазочного масла. Так, для смазки узлов трения, работающих в щадящих условиях (при невысоких температурах и давлениях, отсутствии агрессивных сред), отлично подходит самая дешевая бесприсадочная минералка. Для механизмов, условия эксплуатации которых предъявляют повышенные требования к противоизносным, антиокислительным, противозадирным, противоскачковым, адгезионным свойствам смазочных материалов применяются более дорогие минеральные, полусинтетические или синтетические масла с соответствующими присадками.
Важнейшее значение при выборе смазочного масла имеет индекс вязкости (ИВ) — зависимость вязкости (ν) от температуры. Его можно вычислить по формулам, приведенным в ГОСТ 25371-97, или воспользоваться номограммой Виноградова (Рис.3).
Чем выше ИВ, тем шире температурный диапазон эксплуатации машин и механизмов (обеспечивается легкий холодный пуск и надежная смазка узлов трения при максимальных рабочих температурах).
Какое масло выбрать – отечественное или импортное?
В наибольшей степени этот вопрос волнует автомобилистов. Еще совсем недавно ответ на него был однозначным – импортное. Но посмотрите рейтинг лучших моторных масел 2019 года, составленный специалистами «Эксперта цен» (табл.3): оказывается, масло марки Лукойл при более низкой стоимости достойно конкурирует с передовыми мировыми брендами >LIQUI MOLY, Total, ELF, MOBIL</a> и Motul. Причем Лукойл Люкс 10W40 при вдвое меньшей стоимости переигрывает LIQUI MOLY Optimal 10W-40, а очень дешевая минералка ЛУКОЙЛ Супер SG/CD 15W-40 и вовсе не имеет конкурентов в категории «Лучшее минеральное моторное масло 15W-40»!
Конечно же, если ваше авто на гарантии, в двигатель нужно заливать исключительно масло, которое указано производителем. После снятия с гарантии для автомобилей, способных по паспорту «переваривать» масла SG/CD, нет смысла покупать дорогую импортную минералку – при соблюдении интервалов замены «Лукойл Супер» не доставит проблем при эксплуатации.
Не забывайте о том, что любые смазочные материалы стоит покупать только в авторизованных точках продаж и у официальных дилеров отечественных и зарубежных производителей. Это исключает риск приобрести подделку, которая может привести к некорректной работе и даже поломке дорогостоящей техники.
Введение
Масла, применяемые для смазывания поршневых двигателей внутреннего сгорания, называют моторными.
В зависимости от назначения моторные масла подразделяют на масла для дизелей, масла для бензиновых двигателей и универсальные моторные масла, которые предназначены для смазывания двигателей обоих типов. Все современные моторные масла состоят из базовых масел и улучшающих их свойства присадок.
По температурным пределам работоспособности моторные масла подразделяют на летние, зимние и всесезонные. В качестве базовых масел используют дистиллятные компоненты различной вязкости, остаточные компоненты, смеси остаточного и дистиллятных компонентов, а также синтетические продукты (поли-альфа-олефины, алкилбензолы, эфиры). Большинство всесезонных масел получают путем загущения маловязкой основы макрополимерными присадками.
По составу базового масла моторные масла подразделяют на синтетические, минеральные и частично синтетические (смеси минерального и синтетических компонентов).
Моторное масло — это важный элемент конструкции двигателя. Оно может длительно и надежно выполнять свои функции, обеспечивая заданный ресурс двигателя, только при точном соответствии его свойств тем термическим, механическим и химическим воздействиям, которым масло подвергается в смазочной системе двигателя и на поверхностях смазываемых и охлаждаемых деталей. Взаимное соответствие конструкции двигателя, условий его эксплуатации и свойств масла — одно из важнейших условий достижения высокой надежности двигателей.
Назначение и эксплуатационные свойства моторных масел
Моторные масла работают в исключительно тяжелых условиях. Другим смазочным материалам, применяемым в автомобилях — трансмиссионным маслам и пластичным смазкам, — несравненно легче выполнять свои функции, не теряя нужных свойств, так как они работают в среде относительно однородной, с более-менее постоянными температурой, давлением и нагрузками. У моторных же режим «рваный» — одна и та же порция масла длительное время подвергается ежесекундным перепадам тепловых и механических нагрузок, поскольку условия смазки различных узлов двигателя далеко не одинаковы. Кроме того, моторное масло подвергается химическому воздействию — кислорода воздуха, других газов, продуктов неполного сгорания топлива, да и самого топлива, которое неминуемо попадает в масло, хотя и в очень малых количествах. В таких, мягко говоря, некомфортных условиях моторное масло должно в течение длительного времени выполнять возложенные на него функции. А именно:
— обеспечивать чистоту деталей и надежную смазку при минимальном трении и износе;
— обеспечивать длительную бессменную работу в различных климатических зонах и при разных условиях эксплуатации;
— охлаждать детали двигателя;
— уменьшать трение между соприкасающимися деталями, снижая износ и предотвращая задиры трущихся частей;
— уплотнять зазоры, в первую очередь, между деталями цилиндро-поршневой группы, не допуская или сводя к минимуму прорыв газов из камеры сгорания;
— защищать детали от коррозии;
— отводить тепло от трущихся поверхностей;
— выносить продукты износа из зоны трения, тем самым, замедляя обpазование отложений на повеpхности частей двигателя.
— для современных масел — экономия расхода топлива и масла.
Эксплуатационные свойства моторных масел.
Показатели эксплуатационной надежности автомобильных двигателей во многом определяются качеством моторных масел.
Вязкостно-температурные свойства. Вязкость моторных масел возрастает при снижении температуры. Для оценки вязкостных свойств масел при изменении температур определяются их вязкостно-температурные характеристики (ВТХ) в диапазоне температур от -18 до +1000С. В идеальном случае вязкость масел не должна зависеть от температур. Для “сглаживания” ВТХ масел в них вводятся загущающие присадки (загущают масло в зоне высоких температур) и депрессаторы (снижают вязкость в зоне низких температур). Загущающие присадки — полиизобутилены КП-5, КП-10, КП-20 и полиметакрилаты В-1 и В-2. Депрессорные присадки — полиметакрилат Д, А3НИИ-ЦИАТИМ-1, АФК
Антиокислительные и антикоррозионные свойства. Масляные фракции являются сложной смесью различных углеводородов, неодинаково взаимодействующих с кислородом. Продуктами окисления масел являются отложения — нагары, лаки и шламы.
Для повышения устойчивости масел к окислению в них добавляют антиокислительные присадки (ингибиторы окисления). Наиболее распространены присадки — ВНИИНП — 354, ДФ — 11 и ДФ — 1.
Противокоррозионными свойствами масел называют их способность препятствовать коррозии деталей. Для улучшения этих свойств в масла вводят присадки ВНИИНП — 360, ЦИАТИМ — 239 и другие, которые образуют на поверхности металла защитные пленки.
Моюще-диспергирующие свойства. Под моющим эффектом понимают способность масел препятствовать прилипанию загрязняющих примесей к поверхности деталей двигателя. Под диспергирующей способностью — свойство масел препятствовать укрупнению частиц загрязняющих примесей и удерживать их в состоянии устойчивой суспензии. Присадки для улучшения моюще-диспергирующих свойств масел — ПМСЯ, С — 150, ЦИАТИМ — 339, ВНИИНП — 360, ИХП — 101, БФК, АСК и др.
Противоизносные и противозадирные свойства. Характеризуют способность масла снижать износ трущихся поверхностей деталей и препятствовать образованию на них задиров. Эти свойства улучшаются путем введения в масла присадок — ЭФО, ЛЗ — 309/2, ДФ — 11, ЛЗ — 9/6, ЛЗ — 23К и др.
Антифрикционные свойства. Характеризуют способность масел снижать механические потери в двигателе за счет уменьшения потерь на трение в сопряжениях деталей. Наиболее известны присадки: дисульфит молибдена MoS2, ПАФ — 4 , “Фриктол”.
Противопенные свойства. Образованию пены в масле способствуют: бурное перемешивание масла с воздухом вследствие вращения деталей КШМ двигателя, наличие в масле воды и стабилизирующих пену веществ — продуктов окисления масла. Обильное пенообразование нарушает нормальные процессы смазывания деталей. Противопенные присадки имеют способность пеногашения. Наиболее распространена присадка — полиметалсиликосан ПМС — 200А.
Основные свойства моторных масел и их влияние на работу двигателя
Исходя из требований к смазочным маслам, наибольшее значение имеют следующие их свойства:
— коррозионное воздействие на металлы;
— содержание механических примесей и воды.
Вязкость – основная характеристика физико-химических свойств масла.
Вязкость – способность жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее слоев под воздействием приложенной к ней внешней силы. Силами, препятствующими перемещению слоев жидкости, являются силы молекулярного притяжения.
Чем больше эти силы, тем большей вязкостью обладает жидкость. Внешне вязкость проявляется в подвижности жидкости – чем меньше вязкость, тем жидкость подвижнее.
С повышением вязкости масла уменьшается износ деталей двигателя, так как повышенная вязкость способствует образованию жидкостного слоя трения.
В двигателе внутреннего сгорания более вязкие масла надежнее уплотняют цилиндро-поршневую группу и предотвращают прорыв газов из камеры сгорания в картер двигателя, лучше герметизируют неплотности в сальниках, уплотнительных прокладках крышек картеров, предохраняя масла от утечки.
Наряду с преимуществами масла повышенной вязкости, применяемые в двигателях, имеют и недостатки:
— увеличиваются затраты энергии на трение;
— затрудняют циркуляцию масла в смазывающей системе;
— ухудшают охлаждение деталей и фильтрацию масла.
Маловязкие масла лучше отводят теплоту, очищают смазывающую систему от продуктов окисления и других загрязнений, лучше фильтруются.
Однако маловязкие масла легче проникают в камеры сгорания двигателей, где испаряются и сгорают (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 – Зависимость расхода масла в двигателе на угар
от его вязкости
По этим соображениям для смазки двигателей обычно выбирают масла по возможности небольшой вязкости, но такие, которые бы обеспечивали в сборочных единицах жидкостное трение. Нормативный расход масла СТМ определяем по зависимости
, (4.1)
где К – нормативный коэффициент масла, полученный по среднестатистическим данным (для автомобилей с бензиновыми двигателями он равен 0,024; с 4-х тактными дизелями – 0,032);
СТТ – расход топлива.
Кинематическая вязкость масла γ, мм 2 /с, определяется по формуле
 , |
(4.2) |
где μ – динамическая вязкость, Па·с;
ρ – плотность, кг/м 3 .
Вязкость всех жидкостей, в том числе и моторных масел, зависит от температуры.
При оценке моторного масла знание величины его вязкости при какой-то одной определенной температуре еще недостаточно, надо знать насколько изменяется вязкость масла при изменении его температуры.
Для оценки вязкостно-температурных свойств моторного масла приняты три показателя:
— отношение кинематической вязкости при плюс 50 0 С к вязкости при плюс 100 0 С;
— вязкость при 0 0 С;
Чем меньше отношение кинематической вязкости масла при плюс 50°С и вязкость при плюс 100 0 С, тем более пологой будет вязкостно-температурная кривая в данном интервале температур. Для моторных масел это отношение лежит в пределах 4…9.
Значение вязкости при 0 0 С позволяет оценить ход кривой вязкости в области низких температур.
Например, М-4З/6-В1 с вязкостью при 0 0 С не более 6·10 -6 м 2 /с обладает более пологой вязкостно-температурной кривой в области низких температур, чем масло М-10-Г2, у которого вязкость при 0 0 С может достигать 16·10 -6 м 2 /с (рисунок 4.2).
 |
Рисунок 4.2 – Зависимость вязкости масел от температуры
Индекс вязкости ‑ условный параметр, отражающий результат сопоставления по вязкостным показателям данного масла с двумя эталонными маслами, вязкостно-температурные свойства одного из которых приняты за 100, а второго ‑ за 0 единиц. Чем выше индекс вязкости, тем лучше вязкостно-температурные свойства масла.
Исследованиями установлено, что пуск двигателя оказывается достаточно легким и не сопровождается, как и последующий прогрев, интенсивным износом только при условии, если вязкость масел не превосходит критического значения, равного для автомобильных двигателей 10 4 м 2 /с.
Для облегчения пуска двигателей возникла серьезная необходимость получения масел с пологой вязкостно-температурной характеристикой.
Использование специальных загущенных масел позволяет производить пуск двигателей при температурах до минус 40 0 С без применения средств подогрева.
Приоритет в создании загущенных масел на специальной масляной основе, отличающихся исключительно хорошими низкотемпературными свойствами, принадлежит нашей стране (Е.Г. Семинидо).
Загущенные моторные масла получают путем добавления в маловязкую масляную основу (например, веретенное масло АУ с вязкостью 3·10 -6 м 2 /c при 100 0 С) в количестве 2-5% специальных полимерных загушающих присадок (полиметакрилат, полиизобутилен и др.). При отрицательных температурах вязкость этого масла также увеличивается, но в 5-6 раз меньше, чем у обычных незагущенных масел.
Использование для двигателей загущенных всесезонных масел, обеспечивающих надежную их работу в рабочем диапазоне рабочих температур – одно из важнейших требований, предъявляемых к маслам на современном этапе. Широкое применение в эксплуатационных условиях загущенных масел дает существенный технико-экономический эффект ‑ облегчается пуск двигателя, снижаются механические потери на трение, на 3-7% повышается мощность двигателя, экономится топливо, увеличивается долговечность деталей и срок службы масел.
При работе двигателей на загущенных маслах достигается экономия топлива – до 5% при длительных пробегах и до 15% при коротких пробегах в зимнее время с частыми пусками.
К недостаткам загущенных масел относят низкую стабильность загущающих присадок при высоких температурах, что вызывает ухудшение вязкостно-температурных характеристик при длительной работе их в двигателях.
При охлаждении масла до определенной температуры оно теряет подвижность – застывает. Показателем, характеризующим подвижность масел при низких температурах, является температура застывания. Несмотря на некоторую условность этого показателя, по нему ориентировочно судят о нижнем температурном пределе применения масел. На практике считают, что масло можно применять при температуре воздуха на 10–15 0 С выше температуры его застывания.
Показатель температуры застывания имеет большое значение. Застывшее масло нельзя слить без разогрева из цистерны, перекачать обычными средствами или заправить смазывающую систему.
Пуск двигателя с застывшим маслом практически невозможен.
Введение в масла депрессорных присадок (депрессоров) вызывает большое снижение (депрессию) температуры застывания. Например, депрессатор АзНИИ, добавленный в количестве 0,3-0,5%, понижает температуру застывания масла на 15-20 0 С. Согласно нормативно-технической документации температура застывания для масел: М-8В1 ‑ минус 25 0 С, M-43/6B1 ‑ минус 42 0 С; М-63/10В ‑ минус 40 0 С.
Под противоизносными свойствами масла понимается его способность образовывать на трущихся поверхностях прочную пленку, препятствующую непосредственному контакту трущихся поверхностей и уменьшающую трение между ними. Такая пленка способна также изолировать металл от коррозионно-агрессивных продуктов.
Противоизносные свойства масел связаны с явлениями адсорбции и химического взаимодействия присадок с металлом. В зонах контакта образуются прочные сульфидные и фосфидные пленки. Противоизносные присадки обычно содержат фосфор и серу (ЭФО, ЛЗ-23К, ОТП и др.).
Противоизносные свойства масла в значительной мере зависят от условий эксплуатации, режимов работы двигателей и агрегатов трансмиссии.
Износ деталей может резко возрасти от попадания в масло пыли. Система фильтрации масла должна надежно задерживать все абразивные загрязнения (пыль, продукты износа, частички нагара и т.д.).
Под химической стабильностью понимается противоокислительная устойчивость масла, то есть способность его противостоять изменению своих свойств при воздействии кислорода и других способствующих окислению факторов.
В результате окисления изменяется химический состав масла и, как правило, ухудшаются его эксплуатационные свойства. Решающее влияние на процесс окисления имеет температура. В течение пяти лет сохраняют свои первоначальные свойства масла, хранящиеся при температуре 18–20 0 С, то есть в них практически не содержатся непредельные углеводороды. Но уже с температуры плюс 50–60 0 С скорость окисления масел с повышением температуры на каждые 10 0 С примерно удваивается. От химической стабильности зависит срок работы масла.
Наиболее эффективными антиокислительными присадками, препятствующими образованию в масле кислот и других агрессивных соединений, являются присадки ДФ-11, НП-360, вводимые в масло в количестве 0,1–0,5%.
Коррозионность масел обуславливается наличием органических или минеральных кислот, которые содержатся в них или образуются в процессе работы двигателя.
Особенно подвержены коррозии детали из свинцовистой бронзы, которые под воздействием коррозии в масле разрушаются в 450 раз быстрее оловянистого баббита.
Органические кислоты всегда имеются в небольшом количестве. Содержание неорганических кислот, в виду их особой коррозионности, в масле не допускается.
Противокоррозионным эффектом обладают присадки, содержащие в своем составе серу, фосфор, осерненное масло, ДФ-11, ДФ-1, и др.
Степень коррозионности масел оценивается путем определения величины потери металла при его соприкосновении с маслом в определенных условиях (в граммах с площади 1 м 2 за определенный период).
Механические примеси – это вещества, находящиеся в масле во взвешенном состоянии.
В свежем масле без присадок содержание механических примесей недопустимо, так как примеси абразивного характера вызывают усиленный износ трущихся деталей.
В маслах с присадками допускается небольшое содержание примесей неабразивного характера. Содержание примесей, нерастворимых в бензине: для бензиновых – не более 1%, для дизелей – не более 3%.
Вода в масле крайне нежелательна и вредна. Содержащаяся в масле вода способствует образованию осадков, разрушает присадки, приводит к вспениванию масла и вызывает коррозию металлов. Стандартом предусматривается отсутствие в масле воды. Однако допускается в летний период эксплуатации содержание воды не более 0,3%.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Эксплуатационные свойства смазочных масел и улучшение их присадками
Нуруллаева, З. В. Эксплуатационные свойства смазочных масел и улучшение их присадками / З. В. Нуруллаева, Ш. К. Бакиева, М. Т. Суяров. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 8 (112). — С. 274-276. — URL: https://moluch.ru/archive/112/28117/ (дата обращения: 08.08.2023).
Смазочное масло представляет собой масляную основу — базовое масло, в которую вводят присадки разного функционального назначения. Масла можно классифицировать происхождению, способу получения и по назначению.
По происхождению все смазочные масла делят на нефтяные, или минеральные, синтетические и смешанные, содержащие в своем составе нефтяной и синтетический компоненты в разных соотношениях. Кроме того, нефтяные масла можно подразделить на дистиллятные, получаемые из вакуумных дистиллятов и остаточные, получаемые из остатков перегонки нефти — гудронов. По способу получения нефтяные масла подразделяются на масла, полученные кислотно-щелочной, кислотно-контактной, селективной очисткой, либо гидроочисткой. В последнее время широко применяются масла гидрокрекинга. По назначению масла делятся на моторные, индустриальные, трансмиссионные, компрессорные, турбинные, и другие. Моторные масла по объему производства и потребления уверенно занимают лидирующую позицию. Их производиться более 55 % от общего объема смазочных масел.
Вторую большую группу составляют индустриальные масла; объем их выпуска около 30 %. Намного меньше производится трансмиссионных масел — около 10 %. Общий объем выпуска всех остальных групп масел составляет около 5 %.
Не зависимо от области применения смазочные масла выполняют следующие функции:
– уменьшают трение, возникающее между трущимися поверхностями сопряженных деталей;
– снижают износ и предотвращают задир;
– отводят тепло от трущихся деталей;
– защищают трущиеся поверхности от коррозионного воздействия внешней среды.
Кроме того, масла должны обладать:
– хорошими смазочными свойствами для облегчения надежной смазки на всех режимах работы объекта;
– достаточной антиокислительной стойкостью, препятствующей значительному изменению химического состава масла в процессе его работы;
– хорошими моющими свойствами с целью снижения склонности к образованию отложений на нагретых металлических поверхностях и в системе смазки;
– высокими противокоррозионными свойствами по отношению к конструкционным материалам, особенно к цветным металлам и сплавам при рабочих температурах масла;
– удовлетворительными защитными свойствами для предохранения металлов от атмосферной коррозии прежде всего в период остановки машины или механизма.
Кроме этого, смазочное масло должно обладать: низкой испаряемостью, малой пенообразующей способностью и эмульгируемостью, не должно оказывать отрицательного воздействия на уплотнительные материалы, не отличаться высокой токсичностью и не подвергаться биоповреждениям, а также не вызывать загрязнения окружающей среды, не изменять своих свойств при хранении, легко транспортироваться и перекачиваться.
Постоянное совершенствование автомобилей и их двигателей, возрастание мощности, частоты вращения и нагрузок на узлы и агрегаты требует новых, более качественных смазочных масел. Поэтому ведутся поиски новых материалов.
Перспективы развития смазочных масел можно ориентировочно разделить на три направления:
– твёрдые смазочные материалы (покрытия);
Для обеспечения оптимальных условий работы мощных и высокооборотных современных двигателей внутреннего сгорания требуются высококачественные смазочные масла. Такие масла могут быть получены из нефти в весьма незначительных количествах или же их получение вообще невозможно. Для придания всего необходимого комплекса эксплуатационных свойств в масла добавляют присадки, которые улучшают один или несколько показателей качества. Присадки, улучшающие сразу несколько показателей качества называют комплексными или многофункциональными. Смазочные свойства моторных масел имеют большое значение для нормальной работы кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов двигателя. В цилиндропоршневой группе, где возникают наибольшие силы трения, высокие смазочные свойства масел во многом определяют ресурс двигателя до его капитального ремонта. Не меньшее значение имеет постоянное наличие надежной масляной пленки в зоне контакта опорных и шатунных шеек коленчатого вала с подшипниками скольжения. Одним из наиболее экономически выгодных путей увеличения долговечности узлов трения является повышение качества смазочных материалов, в первую очередь смазывающей способности, достигаемое в основном путем введения в них противоизносных, противозадирных и антифрикционных присадок и добавок.
Антифрикционные свойства — характеристика смазывающей способности. Эти свойства заключаются в способности смазочного материала уменьшать затраты энергии на трение. Основным показателем антифрикционных свойств жидких смазочных материалов является вязкость. Величина вязкости смазочного масла всецело определяется его групповым углеводородным и фракционным составом.
Противоизносные свойства — характеристика смазывающей способности. Эти свойства заключаются в способности смазочных материалов снижать процесс изнашивания трущихся деталей за счет образования на них граничного слоя, препятствующего непосредственному контакту трущихся поверхностей. Изнашивание деталей происходит в результате отделений материала с поверхности твердого тела при трении и накопления остаточной деформации с постепенным изменением размеров и форм тела. Изнашивание деталей происходит в результате механического, абразивного, гидроабразивного, коррозионно-механического и окислительного воздействия на трущиеся поверхности.
Противозадирные свойства — характеристика смазывающей способности. Эти свойства заключаются в способности смазочного материала предотвращать повреждение трущихся поверхностей в направлении скольжения в виде широких и глубоких борозд, которое называется задиром. Задир может произойти в результате процессов схватывания или заедания поверхностей при трении. Схватывание — явление местного соединения двух твердых тел, происходящее при трении вследствие молекулярных сил.
Противоизносные, противозадирные и антифрикционные присадки и добавки.
По механизму действия данные присадки можно условно разделить на две группы: поверхностно-активные вещества, адсорбирующиеся на рабочих поверхностях деталей и образующие ориентированную структуру (физическая адсорбция) химически активные вещества, при действии которых на поверхности металла образуются новые соединения (хемо-сорбция).
Присадки первой группы придают новые свойства смазочным пленкам, которые приобретают способность в большей мере сопротивляться выдавливанию, чем смазочные пленки, образованные маслами без присадок. Присадки, работающие по принципу физической адсорбции, обычно увеличивают «маслянистость», то есть способность понижать трение в большей мере, чем это следует из значения вязкости масла. В тяжелых условиях работы, когда износ может принимать катастрофический характер, основной целью использования присадок является предотвращение задира трущихся пар.
Присадки второй группы в результате химической адсорбции образуют на трущихся поверхностях тонкий слой продуктов взаимодействия (вторичных структур), механические свойства которых существенно отличаются от механических свойств металла деталей.
Накопленные знания и опыт изучении механизма действия присадок, в производстве и применении присадок и добавок в маслах, в создании композиций и пакетов присадок в настоящее время в известной степени остаются невостребованными в связи с общим спадом производства, наводнением рынка импортными маслами и присадками. Заводы, производящие масла и присадки, добавки начинают постепенно приобретать интерес к созданию масел и пакетов на основе отечественных присадок, поскольку масла высших групп, которые можно изготавливать с импортными пакетами присадок, не находят сбыта из-за несоответствия отечественной техники уровню, достигнутому ведущими странами мира.