10.1 Характеристика напряженности работы моторного масла в двигателе

Показателем, дающим возможность по напряженности двигателя подбирать соответствующее масло, может служить количество теплоты, отводимое от деталей двигателя маслом. Количество отводимого тепла находится в зависимости от мощности двигателя, расхода топлива и подачи масляного насоса, косвенно связанной с вместимостью смазочной системы. Предлагаемый оценочный показатель — коэффициент напряженности работы масла в двигателе или просто коэффициент маслонапряженности представляет собой мощность двигателя, приходящуюся в 1 минуту на 1 литр прокачиваемого масла в смазочной системе двигателя:

где Ne — эффективная мощность двигателя; Qн — подача масляного насоса.

Коэффициент маслонапряженности косвенно учитывает основные условия работы масла в двигателе: эффективное давление в цилиндре, скорость движения поршня, частоту вращения коленчатого вала, число тактов двигателя, количество выделяемой теплоты. Чем большее значение маслонапряженности двигателя, тем выше должно быть качество масла.

Значение Рм составляет: для двигателей с турбонаддувом — 2,54; для СМД-1,4 -1,5; Д-50 — 1,35; Д-37М — 1,33; Д-54- 1,12; Д-20- 1,0. Т.е. чем меньше теплонапряженность двигателя, тем меньше значение коэффициента.

На практике реально оценивать изменение качество масла в двигателе, подбирать

моторное масло соответствующей марки, устанавливать оптимальные сроки работы его до замены целесообразнее по результатам стендовых и эксплуатационных испытаний двигателя. Своевременная замена масла представляет собой одно из важных условий надежной и долговечной работы двигателя, а также наиболее рационального и экономного использования самого масла.

10.2 Освежение моторного масла

При работе в двигателе моторное масло постоянно освежается за счет периодического долива новых порций, компенсирующих испарение, угар и утечку работающего. Общий расход масла составляет 150 — 300 г/ч. Поэтому за период работы масло несколько раз обновляется.

Полное освежение моторного масла можно вычислить по формуле:

где VM — первоначальное количество масла, залитого в картер двигателя, кг;

Частичное освежение выражается отношением:

где Р — количество доливаемого масла, кг.

Первоначально залитое масло и доливаемое в процессе работы интенсивно перемешиваются в смазочной системе, и расходуется смесь, состоящая из неравных частей масла, проработавшего различное время.

10.3 Роль маслоочистительных устройств двигателей в изменении качества моторного масла

Моторное масло загрязняется примесями органического (смолисто-асфальтовые

соединения, углеродистые частицы и кислые продукты окисления углеводородов масла) и неорганического происхождений (продукты износа трущихся деталей двигателя, сработавшая часть присадок, а также попадающие в масло пыль, песок, вода).

Неорганические загрязнения попадают в моторное масло и накапливаются в нем,

вызывают интенсивное изнашивание трущихся деталей. Поэтому совершенствование очистки масла имеет большое значение для повышения надежности и долговечности работы двигателей и увеличения срока службы масла.

Значение коэффициента очистки моторного масла в центрифуге двигателей составляет 0,65 — 0,80, от несгораемых примесей 0,4 — 0,5. Т.е. в моторном масле более половины металлосодержащих компонентов присадок не отфильтровывается применяемыми приспособлениями.

10.4 Изменение физико-химических и эксплуатационных показателей моторного масла

Рассмотрим изменение показателей моторного масла при работе двигателей 600 —

700 часов без замены в условиях нормальной эксплуатации.

Механические примеси наиболее интенсивно накапливаются в моторном масле в

первые 60 — 120 ч, его работы, а затем процесс стабилизируется. Вязкость масла наиболее интенсивно возрастает в первые 60 — 180 часов, далее процесс стабилизируется, и вязкость практически сохраняется на достигнутом уровне. Вязкость масла увеличивается на 2,5 — 3,5 мм 2 /с при 100°С. Это объясняется испарением в первый период работы масла его легкокипящих маловязких фракций и накоплением в нем поляризованных и конденсированных продуктов окисления.

Щелочность является характеристикой количества введенных в масло щелочных

присадок. Интенсивное снижение щелочности масла наблюдается в первый период его работы (60 — 120ч). Введенная в масло присадка снижает отложения на деталях двигателя, т.е. повышает надежность его работы.

Продукты окисления — смолы интенсивно накапливаются в масле в первый период его работы (до 250 ч), а затем их содержание снижается, что объясняется переходом смол в асфальгены в результате протекающих окислительных процессов и полимеризации. Содержание асфальгенов в масле увеличивается в течение более длительного периода работы масла (до 450 — 500 ч) в результате полимеризации и конденсации смолистых веществ и переход их в асфальгены.

Термоокислительная стабильность моторного масла при работе в дизелях изменяется незначительно. Коррозионность масла достигает 20 — 25г/см 2 . При этих изменениях моторного масла в двигателях не происходит повышенного нагарообразования, закоксовывания поршневых колец и коррозии вкладышей подшипников. При повышении температуры масла увеличивается износ деталей, повышается расход топлива, возрастает угар масла.

Изменение эксплуатационных и физико- химических показателей моторного масла взаимосвязано с техническим состоянием двигателей. Поэтому значение этих показателей могут быть использованы для оценки технического состояния ДВС.

Дата добавления: 2015-04-05 ; просмотров: 16 ; Нарушение авторских прав

Изменение качества моторных масел при эксплуатации двигателей

В период работы любой машины свойства моторного масла изменяются: происходит загрязнение его механическими примесями, водой, продуктами износа деталей, продуктами окисления масла и продуктами неполного сгорания топлива. Кроме того просадки, введенные в масло, при работе двигателя срабатываются, и масло постепенно утрачивает свои первоначальные свойства. Под срабатываемостью присадок следует понимать уменьшение их концентрации в масле в результате разложения, взаимодействия с продуктами горения топлива и окисления масла, взаимодействия с трущимися поверхностями и частичного улавливания фильтрующими элементами. Срабатывание присадок приводит к изменению многих свойств масла: снижается щелочное число, ухудшаются моющие свойства, повышается уровень коррозионности и т. п.

В процессе работы двигателя моторное масло подвергается интенсивным тепловым и механическим нагрузкам. В результате чего происходят изменения физико-химических свойств и эксплуатационных показателей моторных масел, (масло стареет), однако, глубина этих изменений может быть различной. Интенсивность процесса старения масла определяется условиями работы, качеством применяемого масла, различной теплонапряженностью двигателей кратностью циркуляции масла и т.п.

В качестве критерия для комплексной оценки условий работы моторного масла в двигателе предлагается оценочный показатель – коэффициент напряженности работы масла в двигателе (φ_м):

N_е – эффективная мощность двигателя, кВт;

Q_м – подача масляного насоса, л/мин.

Коэффициент φ_м учитывает основные условия работы масла в двигателе – среднее эффективное давление в цилиндре, частоту вращения коленчатого вала, тактность двигателя, количество теплоты, выделяемой при сгорании топлива, кратность циркуляции масла.

В процессе эксплуатации кинематическая вязкость моторного масла возрастает в результате испарения легких фракций масла и накопления продуктов окисления на 2,5…3,5 мм 2 /с при 100 о С. В ряде случаев может наблюдаться уменьшение вязкости при попадании в масло топлива, а также в результате деструкции полимерной (вязкостной) присадки в загущенных маслах.

При испарении легких фракций повышается температура вспышки масла. Считается, что температура вспышки может повышаться не более, чем на 20 о С. Снижение температуры вспышки указывает на неисправность топливной аппаратуры.

По мере работы масла снижается щелочное число, которое характеризует его моющие свойства. Щелочное число для карбюраторного двигателя не может быть ниже 0,5…2,0 мг КОН/г масла, а для дизельного – 1,0…3,0 мг КОН/г масла.

В период работы двигателя идет интенсивное нарастание содержания механических примесей (пыль, нагар, продукты износа) в масле. Общее количество примесей не должно превышать 4…6%.

Несмотря на глубокие изменения качества моторного масла в процессе работы его основной углеводородный состав меняется незначительно. После удаления механических примесей и продуктов окисления, а также введения соответствующих присадок масло считается восстановленным.

При эксплуатации автотракторной техники принята регламентная система технического обслуживания машин, которая предписывает производить замену моторных масел через определенное время. Для грузовых и легковых автомобилей этот срок определяют количеством пройденных километров, а для тракторов, строительных и мелиоративных машин – числом отработанных моточасов.

Литература: 2, с. 124-128; 3; 4.

Вопросы для самопроверки

1. Как оценивается напряженность работы моторного масла?

2. Как изменяются основные показатели моторного масла в процессе работы двигателя?

3. В чем заключается процесс старения масла?

4. Каков срок службы моторного масла и чем он определяется?

5. Как понимать полное и частичное освежение моторного масла?

6. Роль маслоочистительных устройств в поддержании качественного уровня моторного масла?

7. Как оценивается техническое состояние и ресурс двигателя по накоплению в моторном масле продуктов износа?

Дата добавления: 2015-08-26 ; просмотров: 396 | Нарушение авторских прав

Изменение свойств масел в процессе эксплуатации

В процессе эксплуатации автомобиля происходит не только умень­шение количества масла, но и ухудшение его первоначальных ка­честв.

Количество масла уменьшается в результате испарения и подте­кания через сальники и другие уплотнения, а в двигателе количество масла уменьшается, главным образом, за счет его выгорания в каме­ре сгорания. Сокращение потерь масла снижает его расход, а следо­вательно, и затраты на масло.

Изменение свойств масел при работе происходит под действием двух причин:

— загрязнения масла попадающими в него металлическими час­тицами, пылью, водой, нагаром, топливом;

— образованием в масле продуктов окисления.

Ухудшение свойств масла вследствие загрязнения его продукта­ми, попадающими извне, не зависит от первоначального качества масла.

Интенсивность же образования в масле продуктов окисления при одинаковых условиях работы смазываемого агрегата или механизма целиком зависит от качества масла.

Обе эти причины вызывают постепенное ухудшение качества масла, что в свою очередь приводит к увеличению износа трущихся деталей, сокращению сроков службы механизмов и агрегатов, повы­шению затрат на их ремонт. Качество масел с присадками может также ухудшаться из-за уменьшения концентрации присадок.

Ухудшение качества масла приводит к необходимости его периодической замены.

Количество песка и пыли, попадающих в масло, может быть уменьшено тщательным уходом за воздушным фильтром, в том числе своевременной заменой в нем масла. Количество сажи и нагара, по­падающих в масло, может быть уменьшено путем применения соот­ветствующего топлива, поддержания необходимого теплового режи­ма двигателя и безотказной работы системы зажигания и газораспре­деления.

Степень очистки масла от загрязняющих его нерастворимых при­месей зависит от конструкции и надежности работы масляных филь­тров. При надежной работе фильтров количество механических при­месей в масле не превышает 0,1—0,2% и поэтому можно избежать замены масла из-за увеличившегося содержания нерастворимых при­месей.

Растворимые же примеси и образуются при окислении масла и топлива не улавливаются фильтром. Содержание этих примесей в масле может непрерывно возрастать и быть причиной его замены. При сопоставимых условиях интенсивность образования раствори­мых примесей зависит от качества масла и полностью соответствует требованиям конструкции и условиям работы, при этом интенсив­ность образования растворимых примесей может оказаться настоль­ко низкой, что их содержание не будет превышать допустимого при систематической доливке свежего масла для компенсации количе­ственных потерь (угара, подтекания). И все же у работавшего масла всегда будут более высокие кислотное число, коррозионность и худ­шие моющие свойства по сравнению со свежим маслом одного и того же сорта.

Качество работавшего масла ухудшается из-за попадания в него воды. Особенно интенсивно идет образование воды при низких тем­пературах, когда водяные пары соприкасаются с холодными стенка­ми картеров. Вода в картер неисправного двигателя может попасть через прокладку головки блока или внутренние трещины в рубашке охлаждения.

Качество масла, работавшего в карбюраторном двигателе, может ухудшаться вследствие попадания в него бензиновых фракций. На­личие в масле 3—5 % бензиновых фракций считается недопустимым, а если их количество достигает 10% и более, то такое масло приобре­тает недопустимо низкие вязкость и температуру вспышки, ухудша­ются смазывающие свойства масла и оно становится непригодным для дальнейшего использования.

В дизельных двигателях с течением времени вязкость масла по­вышается вследствие насыщения его продуктами старения.

В маслах при их работе в двигателях происходят сложные про­цессы, протекание которых зависит от многих факторов и в том чис­ле от качества масла, типа двигателя, его технического состояния, режима и условий работы, качества и рода топлива, надежности ра­боты масляных, топливных фильтров и воздухоочистителей, клима­тических условий и других факторов.

Поскольку соотношение факторов, влияющих на протекающие в масле процессы, в каждом конкретном случае может быть индиви­дуальным, то могут изменяться и причины, по которым масло ста­новится непригодным для дальнейшего использования. В одних слу­чаях будет недопустимо большое содержание механических приме­сей, в других — топливных фракций, в третьих — воды, в четвертых — кислот и т. д.

Масло меняют через сроки в километрах или часах работы, кото­рые установлены многолетней практикой и научными исследования­ми. Сроки смены масла являются примерными и средними, поэтому желательно, кроме них, пользоваться некоторыми широкодоступны­ми критериями, позволяющими уточнить рекомендуемые сроки сме­ны масла.

Такими критериями могут быть цвет и вязкость масла, содержа­ние механических примесей, осадков и воды в нем.

Цвет масла в процессе работы темнеет, вязкость чаще всего по­нижается, но может и повышаться (особенно масел для дизельных двигателей), содержание механических примесей, осадков и воды возрастает.