ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние старения и накопления механических примесей на эксплуатационные свойства масла из "Применение смазочных масел в двигателях внутреннего сгорания" Как было установлено выше, в процессе применения масла в двигателях внутреннего сгорания групповой химический состав его базовой части изменяется незначительно. Однако в результате старения масла в нем появляются в относительно небольших количествах различные продукты окисления оксикислоты, смолы (нейтральные и кислые), асфальтены, карбены и карбоиды. Одни продукты окисления полностью растворяются в масле, другие же либо остаются во взвешенном состоянии в масле, либо образуют с ним коллоидный раствор. Масло после заливки в систему смазки двигателя очень непродолжительное время сохраняет свои исходные свойства. Процессы старения начинаются сразу же после первых оборотов коленчатого вала. [c.211] Таким образом, двигатели работают на масле, содержащем продукты, которые образовались в результате его взаимодействия с поверхностями трения, высокотемпературными газовыми потоками и др. [c.211] Необходимо установить влияние процессов старения и за-грязнения масла на его антифрикционные и противоизносные свойства. Здесь следует рассмотреть 1) влияние продуктов окисления, растворенных в масле 2) влияние продуктов старения масла, которые находятся в нерастворенном состоянии, а также механических примесей неорганического происхождения, образующихся в масле в процессе его применения. [c.211] Продукты окисления- масла обладают, как известно, полярной активностью поэтому они адсорбируются на поверхности трения и оказывают противоизносное и антифрикционное действие [2—5]. Как уже было показано ранее высокодисперсные механические примеси в масле —это комплексы,, в сердцевине которых находятся твердые абразивные частицы, покрытые многослойной коллоидной защитой из полярноактив-ных продуктов окисления масла. Поэтому можно предположить,, что такие механические примеси представляют собой своеобразную присадку, снижающую силу трения и скорость изнашивания. Механизм их действия заключается не только в том, что они разделяют поверхности трения и в результате контакт поверхностей становится дискретным, антифрикционным, но еще,, по-видимому, в том, что наиболее дисперсная их часть нивелирует поверхности и тем самым увеличивает площадь фактического контакта. [c.211] Как было показано ранее при наличии таких механических примесей улучшается теплоотвод от поверхностей и снижается электросопротивление масляной пленки. Это также способствует снижению скорости изнашивания и антифрикционному действию. [c.211] Методом оптической микроскопии исследовали пробы масла, отобранные из систем смазки тепловозных дизелей М-750 после наработки примерно 600 моточасов. Оказалось, что размер основной массы взвешенных в масле частиц 0,2—0,4 мкм. Относительно значительная часть частиц имела размеры до 2—5 мкм, встречались также крупные частицы размером 5—10 мкм. Одну часть масла в том состоянии, в котором оно находилось в пробах, отобранных из систем смазки тепловозов, испытывали на противоизносные и антифрикционные свойства, другую — дентрифугировали при частоте вращения ротора центрифуги 6000, 12000 и 18 000 об/мин (центрифуга типа ЦЛС-31). Противоизносные и антифрикционные свойства масел оценивали на машинах трения ВЛ-2 [4]. [c.212] Выбор машины трения ВЛ-2 обусловлен тем, что при наличии шатунио-кривошипного механизма она в наибольшей степени моделирует условия работы пары кольцо — гильза. При этом на противоизносные и антифрикционные свойства масла при трении пары кольцо — гильза не влияют высокотемпературные газовые потоки, имеющиеся в ДВС. В проведенных исследованиях максимальное давление кольца на стенку гильзы цилиндра в верхней мертвой точке составляло 86 кгс/см , в нижней мертвой точке — 2 кгс/см - При испытаниях применяли приработанные гильзу цилиндра и поршневые кольца. Материал, термообработка, микрогеометрическая характеристика пар трения полностью соответствовали параметрам, принятым для тракторных дизелей. Во всех опытах на машине трения применяли поршневые кольца одной партии изготовления. [c.212] Машина позволяет определять потери на трение в связи с тем, что картер установки подвешен на подшипниках качения и опрокидывающий момент уравновешен специальными весами, снабженными электрическим устройством и электронной аппаратурой для записи величины сил трения в зависимости от времени. [c.212] Как видно нз представленных данных, износ поршневых колец при работе машины трения на свежем масле значительно выше, чем на работавшем, что объясняется наличием в последнем продуктов старения. Массовый износ на других маслах занимает промежуточное положение износ поршневых колец на масле, отцентрифугированном при 18 ООО оборотах, практически равен износу колец на свежем масле. Удаление из масла высокодисперсных частиц вызывает ухудшение его противоизносных и антифрикционных свойств. Аналогичные результаты получены и другими исследователями. [c.214] Весьма интересны данные исследования приработки двигателей на моторостроительных заводах [4]. Известно, что в процессе приработки в начальной стадии обычно наблюдается наиболее интенсивный съем металла с поверхности трения, затем скорость изнашивания уменьшается и наступает стабилизация процесса прн небольшой интенсивности изнащивания. Обычно предполагается, что процесс приработки заканчивается тогда, когда наступает стабилизация износа, оцениваемая, например, по концентрации железа в масле. Однако данные опытов показали, что происходит не столько приработка поверхности трения, сколько своеобразная приработка масла. В нем появляются продукты окисления, механические примеси, снабженные коллоидной защитой, и в результате скорость изнашивания уменьшается. Чтобы убедиться в этом достаточно залить в полностью приработанный двигатель свежее масло — процесс приработки как бы повторяется. [c.214] При заправке машины трения ВЛ-2 маслом, работавшем ранее в автомобильном двигателе, процесс приработки не был явно-выражен. Почти в самом начале момент сил трения стабилизировался на относительно низком уровне. [c.214] Была поставлена серия опытов, в которых в масло вводили ингибитор окисления, тормозящий процессы образования в нем полярно-активных компонентов. Полученные результаты показали, что торможение окисления масла сильно ухудшает его антифрикционные свойства. После всех опытов поверхности трения рассматривали через оптический и электронный микроскоп. Наилучшее состояние поверхности трения оказалось при применении работавшего масла. При смазке свежим маслом, в особенности при проточной системе его подачи, поверхности оказались наиболее грубыми, были явно видны следы задира и местного перегрева. Испытания по той же методике с применением радиоактивных изотопов также подтвердили положительное влияние работавших масел на процесс приработки. [c.215] Такие эксперименты были неоднократно проведены на машине трения ВЛ, а также на двигателях. Полученные данные свидетельствуют о том, что механические примеси, образующиеся в масле, действительно превращаются в противоизносную присадку. [c.215] Однако отсюда не следует, что нужно убрать все средства очистки и не препятствовать накоплению в масле механических примесей. Во-первых, как уже указывалось, полезна только высокодисперсная часть механических примесей во-вторых, наличие в масле большого количества механических примесей, в частности в высокодисперсной фазе, может вызвать забивание масляных канавок и отверстий подвода масла к подшипникам. Кроме того, частицы примесей могут коагулироваться, оседать, образовывая лаки и низкотемпературные осадки. [c.215] Для подшипников коленчатого вала и других узлов, работающих на гидродинамическом режиме смазки, наличие высокодисперсной фазы механических примесей, когда толщина гидродинамической макропленки превышает размер механических примесей, видимо, менее существенно. Однако, как уже указывалось, даже при совершенном режиме смазки неизбежны опасные сближения шипа с вкладышем и нарушение гидродинамического режима в моменты пуска и при резкой перемене нагрузки. В этом случае механические примеси высокодисперсных размеров также являются противоизносной и антифрикционной присадкой. [c.215] Весьма возможно, что взвешенные в масле частицы повышают его противозадирные свойства, так как при мгновенных контактах микрошероховатостей пли прн нарушениях макрогид-родинамических характеристик с поверхностями трення контактируют прежде всего механические примеси. [c.215] Очень важно установить влияние старения масла на образование отложений в двигателе. Для современных форсированных двигателей это влияние в некоторой степени важнее, чем износостойкость. Обычно считают, что вводимые в масло композиции присадок срабатываются и, следовательно, моющее, диспергирующее и антикоррозионное действие ухудшается. Однако в этом случае несколько недооценивают роль базового масла. [c.216] Как было показано в разделе, посвященном старению масла, основной закономерностью этого процесса является двухстадийность интенсивное нарастание количества продуктов окисления и износа и прочих компонентов в начальной стадии и последующая стабилизация этого процесса. В базовом масле прежде всего окисляются наименее стабильные углеводороды. Остающиеся к окончанию первого периода более стабильные углеводороды изменяются при дальнейшей работе масла уже незначительно. Следовательно, базовое масло к началу периода стабилизации более стабильно, чем исходное. [c.216] Таким образом, при рассмотрении влияния процесса старения масла на образование отложений и на коррозию необходимо учитывать действие двух противоположно направленных факторов — срабатываемости присадки, что вызывает ухудшение эксплуатационных свойств масла, и повышение стабильности базовой части масла. Очевидно, от соотношения этих влияний и зависит склонность работавшего масла образовывать в двигателе отложения, осадки, а также его коррозионная агрессивность. [c.216] Соотношение указанных влияний зависит, с одной стороны, от условий работы двигателя, степени его форсирования, с другой — от свойств свежего масла и эффективности действия присадок. В случае высокофорсированного двигателя и недостаточного запаса качества базового масла, соотношение влияний будет таким, что эксплуатационные свойства масла со временем работы ухудшатся, что, в частности, выразится в укрупнении размеров частиц механических примесей, т. е. в преимущественном влиянии процесса срабатывания моющей диспергирующей присадки и в ослаблении его антикоррозионных свойств. Если же масло имеет необходимый запас качества, а двигатель форсирован в небольшой степени, даже при длительном применении масла его эксплуатационные свойства не ухудшатся, поскольку одновременно будут протекать два процесса медленное срабатывание присадок и одновременное улучшение свойств базового масла. [c.216] Вернуться к основной статье