Масла, применяемые для двигателей, их основные свойства

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. (СЛАЙД № 22)

По температурным пределам работоспособности моторные масла подразделяют на летние, зимние и всесезонные.

По составу базового масла моторные масла подразделяют на синтетические, минеральные и частично синтетические (смеси минерального и синтетических компонентов).

Требования к маслам: (СЛАЙД № 22)

— маслянистость (способность удерживаться на поверхности);

— отсутствие кислот (чистота);

— отсутствие механических примесей.

Марки масел по ГОСТ 17479.1-85 М-8Б₁ (АС-8); М-10Б₁ (АС-10); М-8Б₁; М-6_З/10В₁. В скобках указаны марки масел по старой классификации. Расшифровка марок:

— 8,10 — кинематическая вязкость масла в мм 2 /с или в сСт (сантистоксах) при 100 0 С;

— Б,В,Г,Д -группы масла по эксплуатационным свойствам (отличается количеством присадок и их эффективностью) соответственно для: мало-, средне-, высоко- и высокофорсированных двигателей с турбонаддувом;

— цифровой индекс 1,2 — соответственно для карбюраторных и дизельных двигателей, без индекса — универсальные;

— 6_з: -6 — класс вязкости при t= -18 0 С не менее 2600 и не более 10400 сСт; — з — загущающие присадки (используются в качестве зимнего масла или всесезонного).

Определение качества масла:

— по цвету (прозрачности) — на измерительном стержне, масло требует замены если не видно рисок на стержне;

— по масляному пятну на бумаге (фильтровальной или писчей), если сердцевина пятна черного цвета — масло заменить;

— по запаху — масло не должно содержать топлива;

— на ощупь — взять каплю масла между пальцами, оно должно иметь определенную маслянистость, т.е. быть «липким» и тянуться.

Одним из показателей качества масла является его вязкость (сила внутреннего трения). От ее значения зависят техническое состояние двигателя, расход топлива и масла. По вязкостным показателям подбирается масло для определенного двигателя в зависимости от кон­струкции, технического состояния, условий эксплуатации, сезонности и других факторов. Значение вязкости масла входит в его маркировку в виде цифрового индекса, например, M-8B-I, М-10Г2 где цифры 8 и 10 обозначают значение кинематической вязкости в мм2/с при 100°С. Ис­пользование маловязких масел (тем более загущенных — всесезонных) позволяет экономить топливо. Но, с другой стороны, использование ма­ловязкого масла может стать причиной повышенного износа деталей, в том числе абразивного, увеличения расхода масла на угар. Например, расход масла М-5з/12Г1 на угар больше по сравнению с расходом на угар масла М-12Г1. Но применение масел с повышенной вязкостью свя­зано с увеличением механических потерь, ухудшением пуска двигателя, увеличением пусковых износов. Масла подбирают такой вязкости, кото­рая обеспечивала бы надежную смазку, небольшой расход на угар, легкий пуск двигателя, отвод теплоты и др. Оптимальное значение вяз­кости масла в каждом конкретном случае обеспечивает минимальный износ деталей двигателя, достаточную скорость подачи масла к цилиндрам, максимальный отвод теплоты (масло отводит 1,5. 4,5% теплоты, выделяемой при сгорании топлива), уплотнение зазоров (это, в свою очередь, обеспечивает минимальный прорыв отработавших газов в масляный картер и расход масла на угар). Масла, в зависимости от вязкостных свойств, используются при зимней и летней эксплуатации. Использование зимой летних сортов масел ведет к дополнительному расходу топлива до 8%; использование зимних масел летом — к повы­шенному износу двигателя, ‘увеличению расхода масла на угар.

От значения вязкости зависит прокачиваемость по масляной системе, отвод тепла от трущихся поверхностей, их чистота. Это обес­печивает масло с меньшей вязкостью. Для уплотнения зазоров в изно­шенных двигателях при работе с повышенными давлениями требуются масла с более высокой вязкостью.

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. Моторные масла для двигателей внутреннего сгорания автомобилей согласно эксплуатационных свойств подразделяют на шесть групп: А, Б, В, Г, Д, Е. Масла групп А, Б, В, Г используются в нефорсированных (А), малофорсированных (Б), среднефорсированных (В) и высокофорсированных (Г) карбюраторных и дизельных двигателях. Масла группы Д предназначены для использо­вания в высокофорсированных дизелях, работающих в тяжелых условиях. Масла группы Е — в высокофорсированных малооборотных судовых дизелях и работающих на тяжелом топливе. Для карбюраторных двигателей в маркировку масла вводится цифра 1, для дизелей — 2. Пример обозначения масел: М-8Г1 М-10В2. Буква М обозначает, что масло моторное; цифры 8 и 10 — значение кинематической вязкости в мм2/с при 100°С. При отсутствии масла необходимой марки его можно заменить равновязким по качеству группой выше, но никогда не следует за­менять маслами худшего качества. Например, при отсутствии масла M-8B-I следует заливать масло М-8Г1(зимой), М-12Г1(летом) или всесезонное масло М-5з/10Г1 и другие этого типа. Нельзя смешивать масла разных групп (из-за несовместимости присадок), т.е. при понижении уровня масла в картере доливать масло другой группы. Например, долив масла группы Г1 в масло M-8B1 приводит к резкому ухудшению качества (ниже M-8B1), хотя доливалось более высококачественное масло.

Поэтому не следует смешивать одинаковые по назначению, но разной маркировки масла, например, не смешивать масла М-53/10Г1, М-63/1ОГ1 и М-63/12Г1, так как в состав этих масел входят различные при­садки.

В бензиновые двигатели не следует заливать дизельные масла. При производстве масел учитываются конкретные условия их эксплуатации: температура, давление, металлы, с которыми контактирует масло, качество топлива, охлаждение двигателя и другие. В соответствии с этим подбираются масляная основа определенного ка­чества и соответствующие присадки. Для масел бензиновых двигателей нужны более термостойкие присадки (температура горящей рабочей смеси в бензиновых двигателях на 300. 400°С выше, чем в дизелях), а для дизельных масел —механостойкие. Кроме того, учитывается качес­тво топлива. Содержание серы в дизельном топливе в 5. 10 раз больше, чем в бензине. При сгорании сернистые соединения превращаются в оксиды, которые со временем вызывают не только жидкостную (кислот­ную) коррозию при соединении с водой, но и газовую. Поэтому масла для дизелей должны иметь более высокие нейтрализующие свойства для предотвращения коррозии — в первую очередь вкладышей подшипников — продуктами сгорания топлива и окисления масла. Но, к сожалению, улучшение нейтрализующих свойств сопряжено с повы­шением зольности. Особенно это ощущается, когда дизельное масло используется в бензиновых двигателях, при попадании в камеру сго­рания (расход масла на угар). В этих случаях масляная основа и присадки более интенсивно, чем в дизелях, образуют нагары, вызывают калильное зажигание (двигатель продолжает работать при выключенном зажигании). Калильное зажигание может сопровождаться детонацией (возникновением металлического стука при работе двигателя), так как образующиеся нагары «уменьшают» объем камеры сгорания, т.е. увеличивают степень сжатия двигателя.

Поэтому существует классификация моторных масел для карбюра­торных и дизельных двигателей, высокофорсированных, высоко­форсированных с турбонаддуврм и т.д.

Система смазки двигателя применяемые масла

Система смазки двигателя служит для подачи масла ко всем трущимся деталям двигателя при его работе, вследствие чего снижаются потери мощности на трение между деталями и уменьшается износ трущихся поверхностей. Кроме того, масло, проходя между трущимися деталями двигателя, охлаждает их и уносит продукты износа. При продолжительной работе двигателя масло постепенно загрязняется и разжижается, поэтому его необходимо заменять.

Для смазки двигателей применяют масла минерального происхождения, получаемые путем переработки нефти после отгонки из нее жидких топлив. Полученные из нефти масла сортируют и очищают. Основными наиболее важными свойствами масел, применяемых для двигателей, являются: маслянистость, вязкость, чистота (отсутствие механических примесей и кислот). Маслянистость определяет свойство масла надежно обволакивать трущиеся детали хорошо удерживающейся масляной пленкой, улучшающей условия трения деталей. Вязкость определяет густоту масла и его текучесть при определенных температурных условиях и способность проникать в зазоры трущихся деталей.

Для повышения качества масел к ним добавляют специальные присадки, содержащие различные вещества, которые повышают смазывающую способность масла — маслянистость, делают более стабильной его вязкость при колебаниях температуры, понижают температуру застывания и уменьшают окисляющее действие масла. Присадки способствуют также вымыванию смолистых отложений из зазоров трущихся деталей и т. п. Смолистые отложения получаются в результате воздействия высокой температуры на масло и его окисления.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

В зависимости от времени года и климатических условий для смазки двигателя следует применять масла различной вязкости. Зимой вязкость масла должна быть меньше, так как масло с большой вязкостью при низкой температуре загустеет и будет в холодном двигателе плохо проникать в зазоры трущихся деталей, а также будут затруднены заливка масла и пуск холодного двигателя.

Летом вязкость масла должна быть большей, так как масло с малой вязкостью при повышенной температуре становится еще более жидким и легко выдавливается из зазоров и стекает с деталей, не обеспечивая нормальной смазки двигателя.

Для смазки рядных карбюраторных двигателей применяют стандартные автотракторные масла следующих марок: АКп-6, АКп-10, АК-10, АКЗ п-6, АКЗ п-10.

Обозначение масла имеет следующую расшифровку: А — автомобильное; К — способ очистки данного масла (сернокислотная очистка). Если масло изготовлено путем добавления специального загустителя, то ставят еще букву, что обозначает «загущенное». Когда масло содержит специальную присадку, улучшающую его показатели, то после букв, характеризующих способ очистки, ставят букву «п». Цифрой обозначается вязкость масла в сантистоксах (сст) при 100 °С.

Масло с вязкостью или (малая вязкость) применяют для смазки двигателей в холодное время (весной, зимой, осенью), а масло с вязкостью 9,5 или 10 сст (большая вязкость) — в летнее время. Кроме перечисленных марок масел, для смазки двигателя применяют также: летом — масло индустриальное(машинное СУ) и зимой это же масло в смеси с веретенным маслом (30%).

Для V-образных двигателей, условия работы коренных и шатунных подшипников которых являются более напряженными, применяют специальные высококачественные сорта масел. Так, применяются автомобильные масла фенольной селективной очистки марок АС-8 и АС-10 ( ГОСТ 10541—63).

Для дизелей, детали которых работают в более тяжелых условиях и с большими нагрузками, применяют высококачественные дизельные масла с присадкой марок Дп-8 (зимой) и Дп-11 (летом) или соответственно масла ДЛ и ДЗ, или масла ДС-8 и ДС-11 с присадками.

Смазка снижает потери на трение и тем самым уменьшает износ деталей. Она способствует внутреннему охлаждению трущихся поверхностей, смыванию нагара и металлической пыли, уплотнению поршней в цилиндрах, защите деталей от коррозии.

Недостаточная смазка трущихся поверхностей увеличивает потери на трение и может привести к серьезным поломкам деталей и авариям. Например, недостаточное поступление масла к шейкам коленчатого вала двигателя приводит к выплавлению антифрикционного сплава подшипников. Избыточная смазка также нежелательна, так как попадание масла, например в камеру сгорания, приведет к нагарообразованию и перегреву двигателя.

Устройство и принцип работы системы смазки двигателя

Система смазки в двигателе необходима для уменьшения силы трения между его подвижными деталями. Дополнительно она выполняет функции охлаждения основных узлов, повышает срок их службы, защищает от коррозии, а также очищает от загрязнений (продуктов износа и нагара). Рабочей жидкостью (смазочным материалом) при этом выступает моторное масло, которое может подаваться под давлением, разбрызгиванием или самотеком. Это определяет вид, конструкцию и принцип работы системы.

Устройство системы смазки автомобильного двигателя

Главной задачей системы смазки является обеспечение масляной пленки на соприкасающихся подвижных деталях автомобильного двигателя. Это позволяет снизить потери мощности и износ силового агрегата. Помимо этого, масло, подаваемое системой, используется в гидрокомпенсаторах, гидронатяжителях и в механизмах регулирования фаз газораспределения. В общем устройстве автомобиля смазочная система интегрирована в конструкцию двигателя и состоит из следующих элементов:

• Заливная горловина – через нее выполняется заливка или доливка масла.
• Поддон картера – представляет собой нижнюю часть корпуса двигателя, наполненную маслом. Для правильной работы двигателя количество рабочей жидкости в поддоне должно быть на определенном уровне, что измеряется при помощи различных датчиков и приспособлений (щупа). В поддоне скапливаются не только излишки масла, стекающие из механизмов двигателя, но и загрязнения, образующиеся в процессе работы. Также на поддоне расположено сливное отверстие и пробка в виде болта с шайбой. При замене масла пробку необходимо заменить вместе с шайбой.
• Маслозаборник – представляет собой конструкцию из патрубка, идущего от поддона к насосу, и фильтра грубой очистки.
• Масляный насос – всасывает смазку при помощи маслозаборника из поддона и подает ее в систему. Он запускается и отключается одновременно с двигателем. В качестве привода может выступать коленвал, распредвал или вспомогательный приводной вал. Как правило, в автомобилях для перекачки масла применяются два типа насосов: шестеренчатые (более популярные) и роторные.
• Масляный фильтр. Устанавливается на входе в насос и предназначен для очистки рабочей жидкости от стружки и нагара. Бывают двух типов – разборные (при загрязнении фильтра меняется лишь фильтрующий элемент) и неразборные (меняется весь фильтр).
• Масляный радиатор. Поскольку рабочая жидкость в системе смазки также осуществляет охлаждение, для снижения ее собственной температуры она проходит через радиатор. Последний, в свою очередь, охлаждается жидкостью системы охлаждения.
• Магистрали и каналы – по ним движется масло от одного узла к другому.
• Масляные форсунки. Используются для подачи масла на стенки цилиндров и поршни.
• Датчики давления, температуры и уровня масла – подают сигналы на электронный блок управления двигателем, передавая данные о состоянии системы смазки и режиме работы двигателя.
• Клапаны (перепускные и редукционные). Позволяют автоматизировать контроль давления масла и управлять его подачей в систему. Такие клапаны монтируются вблизи ведущих элементов системы (насоса, основных узлов двигателя, фильтра).

В некоторых моделях двигателей датчики и радиатор могут отсутствовать. При этом охлаждение масла происходит непосредственно в поддоне картера.

Принцип работы и виды систем смазки

Все смазочные системы разделяют на две основные группы: с «сухим» и с «мокрым» картером. Последняя более популярна, благодаря простоте реализации. С другой стороны конструкции с «мокрым» картером склонны к таким проблемам, как вспенивание и расплескивание моторного масла , приводящее к перепадам уровня. В этом случае его подача в систему может быть нестабильной.

Системы смазки с «сухим» и «мокрым» картером

Отличительной чертой «сухих» систем является наличие отдельного бака, в котором хранится моторное масло. Моторное масло после поступления в двигатель стекает в поддон, но не накапливается в нем, а перекачивается назад в бак дополнительным насосом. Картер в таком случае всегда остается сухим.

Эта конструкция сложнее и дороже в изготовлении, однако, позволяет уменьшить высоту двигателя и обеспечивает надежную смазку при движении автомобиля по наклонным поверхностям. Это определило сферу применения систем с «сухим» картером – преимущественно в автомобилях высокой проходимости и спецтехнике.

Принципиально масло может подаваться к основным узлам двигателя тремя способами:

• Под давлением. Масло подается принудительно ко всем узлам двигателя при помощи насоса.
• Разбрызгиванием или самотеком. Подача выполняется под действием центробежной силы вращающихся деталей двигателя. При этом масло разделяется на мелкие частички, внешне похожие на масляный туман. Благодаря этому смазка заполняет все пространство между деталями мотора и оседает на их поверхности.
• Частично под давлением и частично самотеком (комбинированный метод). В этом случае масло к наиболее важным узлам осуществляется под давлением, а для всей остальной конструкции разбрызгиванием.

В современном автомобилестроении практически всегда применяют комбинированный способ, поскольку он позволяет более экономно расходовать смазочные материалы и при этом гарантирует своевременную смазку основных деталей.

Как работает комбинированная система смазки с мокрым картером

Процесс смазки двигателя представляет собой повторяющийся цикл. Он состоит из следующих этапов:

• В момент запуска двигателя приводится в действие масляный насос.
• Маслозаборник начинает всасывать масло из поддона картера, выполняя грубую очистку.
• На входе в насос масло проходит через масляный фильтр, где выполняется тонкая очистка.
• Из насоса по магистралям масло подается на такие узлы двигателя как подшипники (вкладыши) коленвала, опоры распредвала, поршневые кольца, а также на рабочую поверхность цилиндров. Для этого в системе могут быть установлены специальные форсунки или просто выполнены отверстия в блоке.
• Излишки масла, подаваемой на основные узлы, стекают через специальные зазоры на кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы. Их движущиеся элементы выполняют разбрызгивание рабочей жидкости, что обеспечивает ее попадание на остальные детали двигателя.
• Масло стекает обратно в поддон картера, смывая с деталей мотора металлическую стружку, нагар и другие загрязнения.
• После этого цикл повторяется.

Давление масла в системе может находиться в пределах от 0,2 МПа до 1,6 МПа.

Уровень масла и его значение

Для разных типов двигателей требуется различный объем масла в системе. В конструкциях с «мокрым» картером минимальное и максимальное значение уровня рабочей жидкости определяется при помощи специального щупа, который расположен на блоке цилиндров. Он имеет две метки «min» и «max».

Проверку уровня масла в системе выполняют на заглушенном двигателе после того, как он проработал некоторое время. В этом случае оно достаточно прогревается и стекает в поддон. Щуп вытаскивают, протирают тряпкой (ветошью) и погружают обратно в поддон. Далее достают повторно и проверяют уровень. Если масло, попавшее при этом на щуп, выходит за пределы максимального или минимального значения необходима доливка или слив масла. Также этот способ позволяет определить состояние и степень загрязнения.

В зависимости от вида и мощности мотора объем масла в системе смазки может быть от 3,5 до 7,5 литров.

Отличия систем смазки бензинового и дизельного двигателя

Особых конструктивных различий в смазочных системах бензинового и дизельного моторов нет. Однако, поскольку работа дизельного двигателя связана с более высокими температурами, основным отличием является используемое моторное масло. Базовая основа дизельного масла аналогична используемой в бензиновых моторных маслах, но имеет другой пакет присадок, которые позволяют обеспечить ей следующие функции:

• Высокую моющую способность – дизельные двигатели склонны к обильному образованию сажи, а потому требуют интенсивной очистки.
• Устойчивость к окислению – из-за высокой степени сжатия, в картер дизеля могут проникать отработавшие газы, что приводит к окислению моторного масла и более быстрой выработке его ресурса.

Масло, используемое в смазочной системе, может быть синтетическим, минеральным или полусинтетическим. В зависимости от того, какой тип используется, определяют сроки его замены.

Максимально долго служат синтетическое и полусинтетическое масло, которые при нормальных условиях эксплуатации не требуют обновления до 10-15 тысяч километров пробега.

Минеральные масла служат около 5 тысяч километров пробега.

Система смазки является неотъемлемой частью любого двигателя, обеспечивающей его работоспособность. Очень важно проводить своевременный техосмотр, контролировать уровень и состояние масла.