ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Закономерности процессов старения масла в двигателях внутреннего сгорания из "Применение смазочных масел в автомобильных и тракторных двигателях" Старением масла называют совокупность различных процессов, приводящих к изменению физических и химических свойств масла при его применении в мащинах и механизмах, а также при хранении. [c.125] В двигателях внутреннего сгорания под воздействием высоких температур в присутствии воздуха в масле протекают реакции окисления, разложения и полимеризации. Кроме того, оно загрязняется продуктами износа металлических поверхностей трения, дорожной пылью, водой, а также разжижается тбпливом, проникающим в том или ином количестве в систему смазки двигателей. Следует различать, собственно старение масла и его внещнее (механическое) загрязнение, однако процессы эти протекают сопряженно и рассматривать их по отдельности не следует. [c.125] В результате старения масла изменяются его эксплуатационные свойства. Необходимо отметить, что эксплуатационные свойства масла, приобретенные в результате старения, имеют большее значение, чем его свойства в исходном состоянии, так как эти изменения наступают проявляются уже через очень непродолжительное время работы двигателя после заправки системы смазки свежим маслом. [c.125] В связи с этим при подборе масла необходимо учитывать не только его первоначальные свойства, но и закономерности изменения их в процессе его применения в данном двигателе. Методика такого подбора масла не разработана. [c.125] Окисление масла в двигателе протекает как цепная химическая реакция с участием свободных радикалов. Первыми промежуточными продуктами окисления являются перекиси. Это весьма нестойкие соединения, которые в ходе дальнейшего процесса превращаются в кислоты и оксикислоты. В качестве промежуточных продуктов могут образовываться альдегиды, спирты и кетоны. В дальнейшем образуются продукты конденсации и полимеризации промежуточных соединений — различные асфальто-смолистые вещества, а также карбены и карбоиды. [c.125] Первое из направлений приводит к образованию кислых продуктов, второе — нейтральных. [c.126] Из числа кислых продуктов карбоновые кислоты растворимы в масле, растворимость оксикислот ограничена — они частично растворимы в горячем масле, но из холодного выпадают в осадок. Эстолиды и асфальтогеновые кислоты практически в масле не растворимы. [c.126] Из нейтральных продуктов только смолы находятся в масле в молекулярно-растворенном состоянии. Смолы представляют собой продукты длительной полимеризации ароматических и нафтеновых углеводородов. По внешнему виду это темно-желтые или коричневые вещества относительно высокой консистенции. Помимо масла они хорошо растворяются в низкокипящем бензине, бензоле, хлороформе и петролейном эфире. В начальном периоде окисления в двигателях масло в проходящем свете приобретает коричневый оттенок под влиянием красящего действия образующихся в нем смол. [c.126] Карбены и карбоиды имеют еще более темную окраску, чем асфальтены, и являются продуктом их дальнейшего уплотнения. Карбены растворимы в некоторой степени в сероуглероде карбоиды представляют собой комплекс высокомолекулярных соединений, состоящих в основном из углерода, и нерастворимы ни в каких органических растворителях. [c.127] Полимеризации подвергаются главным образом ненасыщенные углеводороды. Так как в свежем масле их имеется незначительное количество, то надо полагать, что решающее значение в образовании продуктов полимеризации имеют вторичные реакции продуктов разложения и окисления масла. [c.127] В результате взаимодействия кислот с металлами образуются соответствующие соли (мыла), которые в зависимости от природы кислоты и катиона могут растворяться в масле или выпадать в осадок. [c.127] взятое из картера даже после непродолжительной работы двигателя, резко отличается по своему виду и свойствам от свежего. В процессе применения масло темнеет, в нем появляются механические примеси органического и неорганического происхождения, изменяется вязкость, кислотноосновные свойства, увеличивается молекулярный вес и пр. Подобные изменения претерпевают также и масла, которые окисляются в лабораторных условиях. Для искусственного окисления в лабораторных опытах масло подвергают воздействию высоких температур, процесс осуществляется в токе нагретого кислорода или воздуха в течение продолжительного времени, иногда нескольких сотен часов. Однако в этих условиях не удается получить такого глубокого окисления с образованием конечных продуктов окислительной полимеризации, как в двигателе за более короткие сроки. [c.127] Условия работы масла в двигателе отличаются в значительной степени от условий, создаваемых в химической лаборатории. Обзор методов искусственного окисления масла, приведенный в работе Е. Г. Семенидо [2], показывает, что ни один из существовавших в то время методов не характеризовал поведение масла в двигателе. [c.127] Бернштейн [3], изучавший микроструктуру работавших масел, отмечает, что в противоположность искусственно окисленным они представляют собой не сплошную систему, а двухфазную светлое масло плюс взвешенные частицы (механические примеси). [c.127] Папок [4] установил, что после полного удаления из масла механических примесей к нему возвращаются первоначальные свойства. [c.127] Указанные работы явились основанием к тому, чтобы поставить опыты значительного объема по изучению состава и структуры взвешенных частиц (механических примесей), образующихся в масле в процессе его применения [5, 6]. В этих опытах изучалось состояние масел, свежих и работавших в двигателях разных типов и назначений, а также работавших масел, фильтрованных в лаборатории до полного удаления из них механических примесей. В качестве объекта исследований были взяты длительно работавшие тракторные, автомобильные, авиационные и тепловозные масла. [c.128] Было установлено, что зольность и содержание механических примесей в работавших маслах после их фильтрации практически уравниваются с исходными значениями для свежих масел. Такой же результат получился для показателей, характеризующих химические процессы старения. масла кислотные, эфирные числа, молекулярные веса. В качестве дополнительной оценки степени изменения масла в результате его фильтрации был применен спектрохимический абсорбционный анализ в ультрафиолетовой области спектра [6]. Сравнение кривых поглощения исходных свежих и работавших фильтрованных масел показало, что структуры молекул этих масел весьма близки. [c.128] Виноградов с сотр. [7] изучал изменения свойств моторных масел в процессе их применения. Испытания- проводили на дизелях разных марок, работавших в, условиях значительной нагрузки по 50—60 ч на масле индустриальном 50 (машинное СУ) без доливок и замены. На основании анализов проб масла Получен вывод о неизменности группового химического состава работавших масел по сравнению бо свежими. Аналогичные выводы сделаны Т. А. Цигуро [8], А. В. Кузнецовым, Н. И. Итинской [9] и Б. Б. Лосиковым [10]. [c.128] Полученные результаты дают основание считать, что в процессе работы двигателя существенных изменений в химической структуре углеводородных молекул масла не происходит. [c.128] В Ставропольском филиале Северо-Кавказского нефтяного научно-исследовательского института были проведены опыты по изучению закономерностей изменения группового хцмического состава масла в процессе работы дизелей В2-400, применяемых на буровых установках [11]. Двигатели такого типа эксплуатируются в условиях сильной запыленности воздуха и при значительных колебаниях нагрузки, включая значительную перегрузку (в режиме подъема). Для смазки их используется специальное масло без присадки по ТУ 500-54. В последнее время на основании результатов проведенных исследований указанные двигатели работают без замены масла в течение длительного срока. Групповой химический состав проб масел определяли адсорбционным методом (метод ГрозНИИ). В табл. 6 приведены результаты этих определений. [c.128] Вернуться к основной статье