Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, МАШИНОСТРОЕНИЕ

Проблема повышения эффективности использования моторных масел.

ikonowosky2016 1900 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 76 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 17.04.2019
Актуальность диссертационных исследований. Проблема повышения эффективности использования моторных масел относится к одной из сложных научно технических задач трибологии, материаловедения и химмотологии. Как элемент сложной трибосистемы моторные масла являются индикатором режимов и условий эксплуатации двигателя, его технического состояния и поэтому от его качества зависит надежность самого двигателя. Однако ресурс моторных масел в разы уступает трибоэлементам двигателя и устанавливается заводами- изготовителями двигателей в километрах пробега или наработке в моточасах. Та- кая система замены масел наряду со своей простотой не обеспечивает эффектив- ного их использования, т.к. не учитывает индивидуальных особенностей режимов и условий эксплуатации двигателя, его технического состояния, качества топлива, производительность систем фильтрации и охлаждения, влияние процессов, про- исходящих в камере сгорания, на процессы старения. Кроме того, отсутствует научное обоснование сроков службы масел различной базовой основы и их выбо- ра для двигателей различной степени нагруженности. Значительные трудности, возникающие при разработке теории определения предельного состояния, связаны с большим количеством факторов, влияющих на качество моторных масел при эксплуатации двигателей. Кроме того, основные процессы окисления, механической и температурной деструкции масел протекают на поверхностях трения в тонких граничных слоях. Поэтому разработка методов и средств контроля состояния моторных масел на стадии их обоснованного выбора для двигателей различной степени нагруженности является актуальной задачей, решение которой позволит повысить эффективность их применения.Цель исследований: разработка новых подходов и совершенствование технологии получения антикоррозионного состава из отходов автомобильной техники. Цель исследований: разработка новых подходов и повышение эффективности противоизносных качеств моторных масел. Задачи исследований. ? провести теоретические исследования основные видов моторных масел и их функции; ? разработать методику контроля противоизносных свойств термоокисленных масел ? провести оценку эффективности полученных результатов. Объект исследований Моторное масло автомобильной техники. Предмет исследований – методика контроля противоизносных свойств. Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 4 работы. Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложения; содержит 100 страниц, 14 таблиц, 34 рисунка, список использованных источников включает 62 наименования .
Введение

В настоящее время повышение надежности механических систем решается путем выбора износостойких конструкционных материалов и подбор к ним сма- зочных масел. Если вопросы применения износостойких материалов изучались более интенсивно и в этой области достигнуты значительные успехи при проек- тировании техники, то выбор смазочного материала для различных машин и ме- ханизмов, работающих в большом интервале температур, нагрузок и скоростей, относятся к более сложным задачам. Это вызвано тем, что часто в одном меха- низме применяется одно масло, а узлы трения выполнены из конструкционных материалов с широким диапазоном механических свойств. Кроме того, на рынке существует большое количество масел, применение которых для разных меха- низмов практически не обосновано. Ресурс работы масел на минеральной, синте- тической и смешанной основах принят постоянным и регламентируется заводами – изготовителями по наработке часов или километрам пробега для автотранспор- та. Эти параметры не учитывают режимы и условия эксплуатации, техническое состояние узлов трения, состояние системы фильтрации масла и его свойства. Процессы, происходящие в трибосистемах, в значительной мере зависят от свойств смазочного материала, которые задаются с помощью их легирования функциональными присадками или их комплектом. Однако при эксплуатации техники, свойства смазочного материала (вязкостные, окислительные, фрикцион- ные, диспергирующие и др.) изменяются вследствие протекания окислительных процессов, температурной и механической деструкций, химических реакций ма- териалов деталей машин с продуктами, образующимися при старении масел. Процессы, происходящие в системе «МПТ-СМ», в большей мере зависят от степени окисления смазочного материала, а если учесть, что они более интенсив- но протекают на поверхностях трения, за счет более высоких температур и ката- литического влияния материалов пар трения, то становится понятным, насколько весома связь и взаимовлияние элементов этой системы на ее надежность. Окислительные процессы, протекающие в смазочном масле, оцениваются по кислотному числу и для некоторых сортов масел стандартизированы. Однако анализ патентной и научно-технической литературы показал, что существует большое разнообразие инженерных методов и устройств для оценки термоокис- лительной стабильности. В качестве показателей предлагаются: величина измене- ния вязкости, период осадкообразования, склонность к лако- и нагарообразова- нию, электропроводность, количество отложений на деталях, содержание раство- римого кислорода в масле, удельная мощность диэлектрических потерь в присут- ствии и отсутствии катализатора, коэффициент поглощения светового потока, оп- тическая плотность, концентрация нерастворимых продуктов загрязнения, массо- вые доли рабочей фракции и лака, испаряемость, коррозионные свойства и др. Большинство перечисленных показателей не нашло практического применения в виду отсутствия промышленных стандартизированных средств контроля, а часть показателей требует использования дорогостоящего оборудования и применяется только в лабораторных условиях. Однако необходимо отметить, что термоокисли- тельная стабильность и основные индивидуальные свойства масел недостаточно изучены в области их влияния на противоизносные свойства. В этой связи прак- тическое и научное значение представляют исследования: механизма окисления масел и влияние его на ресурс; изменение противоизносных свойств в зависимо- сти от продолжительности применения масел; процессов, протекающих на фрик- ционном контакте при изменении свойств масел; механизма формирования адсорбционных, хемосорбционных и модифицированных слоев при трении. При проектировании новых машин и агрегатов вопросы выбора смазочных масел являются проблематичными, т.к. существующая классификация по группам эксплуатационных свойств не дает полной информации о поведении их при но- минальных режимах эксплуатации, кроме того, отсутствуют критерии оценки ре- сурса, данные по противоизносным, противозадирным и антикоррозионным свой- ствам, которые в основном определяют долговечность узлов трения. Поэтому по- иск новых методов контроля состояния товарных и работающих масел является актуальной задачей.
Содержание

ВВЕДЕНИЕ 1 состояние вопроса и задачи исследования 1.1 Основные виды моторных масел и их функции Основные виды изнашивания, характерные для автомобильных двигателей 1.2Требования к моторным маслам. 1.3 Влияние твердых загрязнителей моторного масла на его противоизносные свойства 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1 Моторное масло - как объект исследования 2.2Выбор моторных масел для исследования 3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1 Общая характеристика приборов, используемых для исследования. 3.2Методика контроля противоизносных свойств термоокисленных масел 3.3Методика обработки результатов исследования 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ 3.1 Результаты исследования минеральных моторных масел 3.2 Оценка влияния продуктов окисления моторных масел различных базовых основ на противоизносные свойства ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Список литературы

1. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и при- менение: Справочник / И.Г. Анисимов, К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов и др. Под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-е перераб. И доп. – М.: Издательский центр «Техинформ», 1999. – 596с. 2. ГОСТ 17479.1-85. Масла моторные. Классификация и обозначение. Изда- тельство стандартов № 1986 Стандартинформ № 2006. Разработан ВНИТИ. Утверждён 20 декабря 1985 г. Госстандарт СССР. Поправки к документу №1 от 01 декабря 1987 г., ИУС 3-88., №2 от 01 декабря 1991 г., ИУС 2-92№3 от 01 августа 1999 г. ИУС 11-99. 3. А.с.1779756 РФ, МПК F01М9/02. Способ оценки ресурса моторного масла двигателей внутреннего сгорания. / В.В. Чанкин, Т.К. Пугачева, Ю.А. Шапунский и др. 1992, Бюл. №45. 4. А.с.1460364 РФ, МПК F01М9/02. Способ оценки качественного резерва кар- терного масла в двигателе внутреннего сгорания. / В.В. Чанкин, Л.А. Моро- зова, Т.К. Пугачева, Ю.А. Шапунский и др. 1989, Бюл. №7. 5. Григорьев, М.А. Качество моторного масла и надежность двигателей. / М.А. Григорьев, Б.М. Бунаков, В.А. Долецкий. М.: Изд-во стандартов, 1981.-238с. 6. Арабян, С.Г. Масла и присадки для транспортных и комбайновых двигате- лей. / С.Г. Арабян, А.Б. Виппер, И.А. Холомонов. – М.: Машиностроение, 1984ю-208с. 7. Трейгер, М. И. Экономное и рациональное использование смазочных мате- риалов / М. И. Трейгер. – ЛДНТИ, 1982. – 280 с. 8. Соколов, А. И. Измерения качества масел и долговечность автомобильных двигателей / А. И. Соколов. – Томск: Изд-во Томского ун-та, 1976. – 120 с. 9. Маркова Л.В. Современные требования к контролю работоспособности мас- ла дизельного ДВС. / Л.В. Маркова, Н.К. Мышкин, Х. Конт и др. // Трение и износ. – 2002. Т.23. №4. С. 425-435. 10. Скиндер, Н.И. портативный комплект средств для экспресс-диагностики ра- ботающего моторного масла. / Н.И. Скиндер, Ю.А. Гурьянов // ХТТМ. – 2001. С. 38-40. 11. Розенберг, Ю.А. Влияние смазочных материалов на надежность и долговеч- ность машин. / Ю.А. Розенберг. – М.: Машиностроение, 1970. – 315с. 12. А.с. №145060 (СССР), МПК G01 №33/30. Способ определения необходимо- сти замены масла в дизелях. / К.А. Павлов. 1962, Бюл. №4. 13. Васильева, Л.С. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учебник для вузов. / Л.С. Васильева. – М.: Транспорт, 1986. – 14. Безбородов, Ю.Н. Методы контроля и диагностики эксплуатационных свойств смазочных масел по параметрам термоокислительной стабильности: дис. д-ра. техн. наук. / Безбородова Юрия Николаевича – Красноярск, 2009. – С. 65. 15. Ковальский, Б. И. Методы и средства повышения эффективности использо- вания смазочных материалов / Б. И. Ковальский. – Новосибирск: Наука, 2005. – 341 с. 16. А.с. №113465 (СССР), МПК G01 №33/30. Метод оценки термической ста- бильности смазочных масел. / К.К. Папок. 17. А.с. №135642 (СССР), МПК G01 №33/28. Способ определения стабильности растворов присадок к маслам. / Ю.С. Заславский, Г.И. Шор, Е.В. Евстегнеев, Н.В. Дмитриева, 1961. Бюл.№3. 18. А.с. №527660 (СССР), МПК G01 №33/30. Способ определения свойств мо- торного масла. / А.В. Непогодьев, В.Г. Колупаев, 1976. Бюл. №33. 19. А.с. №744325 (СССР), МПК G01 №33/28. Прибор для оценки термоокисли- тельной стабильности масел. / Е.П. Федоров, Н.Т. Разгоняев, В.В. Горячев, О.А. Запорожская, 1980. Бюл. №24. 20. А.с. №1187054, МПК G01 №27/22. Способ определения термоокислитель- ной стабильности низкомолекулярных продуктов. / А.М. Соловьев, И.Г. Третьяков. 1985. Бюл. №39. 21. А.с. №2057326, (СССР) МПК G01 №25/02. Способ определения термоокис- лительной стабильности смазочных материалов. / Б.И. Ковальский, Л.Н. Де- верягина, И.А. Кириченко. 1996. Бюл. №9. 22. А.с. №1282002, (СССР) МПК G01 №33/28. Способ определения степени за- грязненности работавшего моторного масла. / Ю.Л. Шепельский, Л.А. Певз- нер. 1987. Бюл. №1. 23. А.с. №02117287, МПК G01 №33/28. Способ определения качества моторно- го масла. / Р.М. Ишмаков, В.И. Васильев, А.Р. Хафизов, М.Ю. Абызгильди- на. 1998. Бюл. №1. 24. А.с. №1525576, МПК G01 №33/30. Способ определения термической ста- бильности смазочного масла. / П.Ф. Григорьев, О.А. Лебедев. 1989. Бюл. 25. №44. 26. ГОСТ 20457-75. Масла моторные. Метод оценки антиокислительных свойств на установке ИКМ. 27. ГОСТ 23175-78. Масла моторные. Метод оценки моторных свойств и опре- деление термоокислительной стабильности. 28. ГОСТ 11063-77. Масла моторные с присадками. Метод определения ста- бильности по индукционному периоду осадкообразования. 29. ГОСТ 981-75. Масла нефтяные. Метод определения стабильности против окисления. 30. ГОСТ 20944-75. Жидкости для авиационных систем. Метод определения термоокислительной стабильности и коррозионной активности. 31. ГОСТ 18136-72. Масла. Метод определения стабильности против окисления в универсальном приборе. 32. ГОСТ 23797-79. Масла для авиационных газотурбинных двигателей. Метод определения термоокислительной стабильности в объеме масла. 33. Ахматов, А. С. Молекулярная физика граничного трения. Гос. изд. физ.- ма- тем. лит., 1963.
Отрывок из работы

1.1 Основные виды моторных масел и виды и функции 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: • 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 . Рассмотрим некоторые основные характеристики масел. Вязкость - это одна из важнейших характеристик масел. Моторные масла, как и большинство смазочных материалов, изменяют вязкость в зависимости от своей температуры. Чем ниже температура, тем больше вязкость и наоборот. Чтобы обеспечить холодный пуск двигателя (проворачивание коленвала стартером и прокачивание масла по системе смазки) при низких температурах, вязкость не должна быть очень большой. При высоких температурах, наоборот, масло не должно иметь очень малую вязкость, чтобы создавать прочную масляную пленку между трущимися деталями и необходимое давление в системе. Индекс вязкости - показатель, который характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах– это просто число. Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем в более широком температурном диапазоне масло обеспечивает работоспособность двигателя. Для минеральных масел без вязкостных присадок индекс вязкости составляет 85-100, масла с вязкостными присадками и синтетические масла-компоненты могут иметь индекс вязкости 120-150. У маловязких глубокоочищенных масел индекс вязкости может достигать 200. Температура вспышки. Этот показатель характеризует наличие в масле легкокипящих фракций, и, соответственно, связан с испаряемостью масла в процессе эксплуатации. У хороших масел температура вспышки должна быть выше 225°С. У недостаточно качественных масел маловязкие фракции быстро испаряются и выгорают, ведя к высокому расходу масла и ухудшению его низкотемпературных свойств. Температура застывания - это температура, при которой масло практически полностью теряет текучесть (подвижность). Температура застывания характеризует момент резкого увеличения вязкости при снижении температуры, или кристаллизации парафина вместе с повышением вязкости в такой степени, что масло становится твердым. Щелочное число (TBN). Показывает общую щелочность масла, включая вносимую моющими и диспергирующими присадками, которые обладают щелочными свойствами. TBN характеризует способность масла нейтрализовывать вредные кислоты, поступающие в него в процессе работы двигателя и противодействовать отложениям. Чем ниже TBN, тем меньше активных присадок осталось в масле. TBN большинства масел для бензиновых двигателей обычно имеет значения в пределах 8-9 единиц, а для дизельных двигателей около 11-14. При работе моторного масла общее щелочное число неизбежно снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Значительное падение числа TBN приводит к кислотной коррозии, а также загрязнению внутренних частей двигателя. Кислотное число (TAN). Кислотное число является показателем, характеризующим наличие в моторных маслах продуктов окисления. Чем меньше его абсолютное значение, тем лучше условия работы масла в двигателе и тем больше его остаточный ресурс. Повышение числа TAN служит показателем окисления масла, вызванного длительным временем использования и/или рабочей температурой. Общее кислотное число определяется для анализа состояния моторных масел, как показателя степени окисления масла и накопления кислых продуктов сгорания топлива. Базовые масла Моторное масло состоит из основы (базового масла) и присадок. Свойства масла определяются прежде всего химическим составом основы, присадки же предназначены для корректировки и улучшения этих характеристик. С помощью присадок можно значительно повысить эксплуатационные свойства моторных масел, даже изготовленных из не самых лучших базовых масел. Но при длительной эксплуатации и особенно при высоких нагрузках присадки разрушаются, и конечное качество моторного масла, проработавшего в двигателе более половины положенного срока, определяется качеством базового масла. Основы масла бывают минеральные (т.е. полученные путём очистки соответствующей фракции нефти) и синтетические (т.е. полученым путём каталитического синтеза из газов). Комбинация минеральных и синтетических основ, при условии не менее 25 % синтетического базового масла, называется полусинтетической базой. Масла — это углеводороды с определенным количеством атомов углерода. Эти атомы могут быть соединены как в длинные и прямые цепи, так и разветвленные, как крона какого-нибудь дерева. Чем более «прямыми» будут цепи, тем лучше будут свойства масла. Так, например, «ветвистым» молекулам легче свернуться в шарик, поскольку они более компактные — именно так происходит замерзание. То есть они будут замерзать при более высокой температуре, чем их «коллеги», состоящие из прямых цепей. Итак, нам нужно получить масло, состоящее из красивых одинаковых прямых углеводородных цепей. Никаких вредных примесей, ненасыщенных связей или колец. Получаемое из нефти масло идет к «идеалу», отсеивая все ненужное более или менее изощренными способами. Если менее — это обычная «минералка», более — гидрокрекинговое масло. В процессе каталитического гидрокрекинга происходит «выпрямление» цепей — изомеризация, но строя отборных молекул таким способом не получить. Ну а синтетическое масло? Его получают из легких газов, «наращивая» длину цепи до нужного числа атомов углерода. Условия этой реакции намного лучше контролируются, поэтому можно получить практически линейные цепи заданной длины. Условные эксплуатационные характеристики (по возрастанию качества), в % (минеральное базовое масло принято за 100 %) •Минеральное, обычного качества- 100 % •Гидрокрекинговое, улучшенное минеральное- 200 % •Синтетическое, полиальфаолефиновое- 300 % •Синтетическое, эстеровое- 500 % По классификации Американского института нефти (API) базовые масла подразделяются на пять категорий: •Группа I - базовые масла, которые получены методом селективной очистки и депарафинизации растворителями (обычные минеральные) •Группа II- высокорафинированные базовые масла, с низким содержанием ароматических соединений и парафинов, с повышенной окислительной стабильностью (масла, прошедшие гидрообработку- улучшенные минеральные) •Группа III- базовые масла с высоким индексом вязкости, полученные методом каталитического гидрокрекинга (НС-технология). В ходе специальной обработки улучшают молекулярную структуру масла, приближая по своим свойствам базовые масла группы III к синтетическим базовым маслам IV группы. Не случайно масла этой группы относят к полусинтетическим (а некоторые компании даже к синтетическим базовым маслам). •Группа IV– синтетические базовые масла на основе полиальфаолефинов (ПАО). Полиальфаолефины, получаемые в результате химического процесса, имеют характеристики единообразной композиции, очень высокую окислительную стабильность, высокий индекс вязкости и не имеют молекул парафинов в своем составе. •Группа V – другие базовые масла, не вошедшие в предыдущие группы. В эту группу входят другие синтетические базовые масла и базовые масла на растительной основе. Химический состав минеральных основ зависит от качества нефти, пределов выкипания отбираемых масляных фракций, а также методов и степени их очистки. Минеральная основа – самая дешевая. Это продукт прямой перегонки нефти, состоящий из молекул разной длины и разного строения. Из-за этой неоднородности – нестабильность вязкостно – температурных свойств, высокая испаряемость, низкая стойкость к окислению. Минеральная основа – самая распространенная в мире моторных масел. Совершенствование минеральных базовых масел проводится по двум основным направлениям. Первое, при котором масло очищается только до такой степени, чтобы в нем осталось оптимальное содержание смол, кислот, соединений серы, азота и, дополнительно, вводятся присадки для улучшения некоторых функциональных свойств. Такой метод не позволяет получить масла достаточно высокого уровня качества. Второе направление, при котором базовое масло полностью очищается от всех примесей и проводится молекулярная модификация методом гидрокрекинга. В результате получается масло, обладающее ценными свойствами для тяжелых режимов работы (высокая стойкость к деформациям сдвига при высоких скоростях, нагрузках и температурах, высокий индекс вязкости и стабильность параметров). К какому классу относить такие масла? По цене «гидрокрекинг» ближе к «минералке», а по качеству, как уверяет продавец, ничуть не хуже «синтетики». Но мы же понимаем, что если бы дело обстояло именно так, такое дорогое удовольствие, как синтетическое масло, вымерло бы как класс... Гидрокрекинговое масло ближе к минеральному не только по цене, но и по способу получения, потому что оно тоже производится из нефти. Чем же оно тогда лучше? Как следует из названия, оно проходит более глубокую обработку при помощи гидрокрекинга. А на первых этапах его производство ничем не отличается от производства минерального масла. Из обычного минерального масла разнообразными физико-химическими методами удаляются нежелательные примеси, вроде соединений серы или азота, асфальтеновые (битумные) вещества и ароматические полициклические соединения, которые усиливают коксование и зависимость вязкости от температуры. Депарафинизацией удаляются парафины, повышающие температуру застывания масел. Однако понятно, что удалить все ненужные примеси таким методом невозможно — грубо говоря, это и служит причиной худших свойств «минералки». Обработка масла может продолжиться и дальше. Ведь остались еще ненасыщенные углеводороды, которые ускоряют старение масла из-за окисления, да и примеси тоже остались. Гидроочистка (воздействие водородом при высокой температуре и давлении) превращает непредельные и ароматические углеводороды в предельные, что увеличивает стойкость масла к окислению. Таким образом, масло, прошедшее гидроочистку, обладает дополнительным преимуществом. А что же гидрокрекинг? Это еще более глубокий вид обработки, когда одновременно протекает сразу несколько реакций. Каких? Удаляются все те же ненавистные серные и азотистые соединения, Длинные цепочки разрываются (крекинг) на более короткие с однородной структурой, места разрывов в новых укороченных молекулах насыщаются водородом (гидрирование). Отсюда и название – «гидрокрекинг». Таким образом, при гидрокрекинге налицо все признаки синтеза – создания из исходного сырья нового соединения, с новой структурой и свойствами. Поэтому гидрокрекинг часто называют НС- синтезом. Но не все так просто. Некоторые компоненты нефти, которые обычно считаются вредными, местами могут быть весьма ценными. Например, смолы, жирные и нафтеновые кислоты улучшают липкость и стойкость адсорбционной пленки масла и тем самым улучшают смазывающую способность масла. Некоторые соединения серы и азота обладают антиокислительными свойствами. Таким образом, при глубокой очистке масла некоторые его смазывающие, антиокислительные и антикоррозионные свойства могут ухудшиться. Эта неприятность исправляется специальными присадками, которые добавляют уже на маслосмесительных заводах. Итак, гидрокрекинговые масла — это продукты перегонки и глубокой очистки нефти. Гидрокрекинг отбрасывает все «ненужное», ну а если захватывается что-то «полезное», необходимые свойства придаются с помощью присадок. Но четко отфильтровать ненужные примеси сложно — поэтому имеет место большее нагарообразование и «содействие» коррозии у гидрокрекинговых масел по сравнению «синтетикой». Гидрокрекинговое масло получается близким по качеству к «синтетике», но быстрее стареет, теряет свои свойства. Зато они обладают высоким индексом вязкости, противоокислительной стойкостью и стойкостью к деформациям сдвига, а от износа могут защищать даже лучше, чем синтетические. С другой стороны, «синтетика» более однородна в смысле линейности углеводородных цепей, что дает преимущества, например, в температуре замерзания. Есть еще один нюанс. Гидрокрекинг — процесс каталитический, как, впрочем, и синтез. Но если первый идет, например, на никеле, то второй — на углероде. Понятно, что углерод в этом смысле лучше, так масло будет избавлено от нежелательных примесей соединений катализаторов. Самое интересное, что подавляющее большинство моторных масел, позиционируемых как полусинтетические, и даже полностью синтетические, являются ни чем иным, как гидрокрекинговыми маслами. Это общая тенденция крупнейших производителей масел. Программа BP (кроме Visco 7000), Shell (кроме 0W-40), частично Castrol, Mobil, Esso, Chevron, Fuchs построена на гидрокрекинге. Все масла южно-корейской фирмы ZIC- это только гидрокрекинг. Полусинтетика – это смесь минеральных и синтетических базовых масел, и может содержать в своем составе от 20 до 40 процентов «синтетики». Специальных требований к производителям полусинтетических смазочных материалов в отношении того, какое количество синтетического базового масла (синтетического компонента) должно быть в готовом моторном масле - нет. Также нет никаких предписаний, какой синтетический компонент (базовое масло группы III или группы IV) использовать при изготовлении полусинтетического смазочного материала. По своим характеристикам эти масла занимают промежуточное положение между минеральными и синтетическими маслами, т.е. их свойства лучше обычных минеральных масел, но хуже синтетических. По цене же эти масла значительно дешевле синтетических. Синтетические масла обладают исключительно удачными вязкостно-температурными характеристиками. Это, во-первых, гораздо более низкая, чем у минеральных, температура застывания (-50°С, -60°C) и очень высокий индекс вязкости, что существенно облегчает запуск двигателя в морозную погоду. Во-вторых, они имеют более высокую вязкость при рабочих температурах свыше 100°C - благодаря этому масляная пленка, разделяющая поверхности трения, не разрушается в экстремальных тепловых режимах. К прочим достоинствам синтетических масел можно отнести повышенную стойкость к деформациям сдвига (благодаря однородности структруры), высокую термоокислительную стабильность, то есть малую склонность к образованию нагаров и лаков (лаками называют откладывающиеся на горячих поверхностях прозрачные, очень прочные, практически ничем не растворимые пленки, состоящие из продуктов окисления), а также небольшие по сравнению с минеральными маслами испаряемость и расход на угар. Немаловажно и то, что синтетика требует введения минимального количества загущающих присадок, а особо высококлассные ее сорта не требуют таких присадок вообще, следовательно, эти масла очень стойкие - ведь разрушаются в первую очередь именно присадки. Все эти свойства синтетических масел способствуют снижению общих механических потерь в двигателе и уменьшению износа деталей. Кроме того, их ресурс превышает ресурс минеральных в 5 и более раз. Основным фактором, ограничивающим применение синтетических масел, является их высокая стоимость. Они в 3-5 раз дороже минеральных. В роли синтетической базы выступают обычно полиальфаолефины (ПАО) или эстеры, либо их смесь. ПАО - это углеводороды с длиной цепочки порядка 10…12 атомов. Получают ее путем полимеризации (проще говоря – соединения) коротких углеводородных цепочек – мономеров из 3…5 атомов. Сырьем для этого обычно служат нефтяные газы – бутилен и этилен. Эстеры представляют собой сложные эфиры – продукты нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырье для производства – растительные масла, например рапсовое, или, даже, кокосовое. Эстеры обладают рядом преимуществ перед всеми другими известными основами. Во-первых, молекулы эстеров полярны, то есть электрический заряд распределен в них так, что молекула сама «прилипает» к металлу. Во вторых, вязкость эстеров можно задавать еще на этапе производства основы: чем более тяжелые спирты используются, тем большей получается вязкость. Можно обойтись без всяких загущающих присадок, которые «выгорают» в ходе работы в двигателе, приводят к «старению» масла. Современная технология позволяет создавать полностью биологически разлагаемые масла на основе эстеров, т. к. эстеры являются экологически чистыми продуктами и легко утилизируются. Однако все эти плюсы могут показаться слишком дорогим удовольствием. Эстеровая база стоит в 5…10 раз дороже минеральной! Поэтому их содержание в моторных маслах обычно ограничено 3-5%, и применяются они лишь в самых совершенных продуктах, обычно составляющих вершину товарного ряда компаний-лидеров. Присадки При современном уровне развития двигателестроения использование масла без присадок практически невозможно, т.к. невозможно создание масел, которые обеспечили бы эффективную защиту двигателя и одновременно не разрушались в течение длительного времени. Все современные моторные масла содержат в своем составе пакет (набор) присадок, содержание которых суммарно может достигать 20%. Присадки можно разделить на несколько типов: •Вязкостно-загущающие присадки •Моющие присадки (детергенты и дисперсанты) •Противоизносные присадки •Ингибиторы окисления (антиокислительные присадки) •Ингибиторы коррозии и ржавления •Антипенные присадки •Модификаторы трения •Депрессорные присадки. Вязкостно-загущающие присадки. Механизм их действия основан на изменении формы макромолекул полимеров в зависимости от температуры. В холодном состоянии эти молекулы, будучи свернутыми в спиральки, не влияют на вязкость масла, при нагреве же они распрямляются, и масло густеет, или, точнее, не становится слишком жидким. Фактически эта присадка повышает индекс вязкости масла. Масла, в состав которых входят вязкостные присадки (до 10%), называют загущенными - это зимние и всесезонные сорта. В зависимости от количества добавленной вязкостно-загущающей присадки можно получить масла с разными вязкостями. Чем выше изначальный индекс вязкости базового масла, тем меньше вязкостно-загущающей присадки необходимо добавлять. Если индекс вязкости достаточно высок, можно получить моторное масло, не содержащее загустителей. Современные тенденции в области разработки моторных масел направлены на создание моторных масел с невысокими диапазонами вязкостей. Причина заключается в том, что такие масла, как правило, обеспечивают энергосберегающие свойства (т.е. позволяют экономить топливо) и содержат невысокое количество загустителя или вообще его не содержат. Почему большое количество загустителя в моторном масле нежелательно для двигателя? В двигателе множество пар трения, где масло подвергается высоким сдвиговым нагрузкам, в результате которых происходит разрушение загустителя. Это приводит к потере вязкости моторного масла, ухудшению функций смазывания (уменьшение толщины смазывающей пленки), а продукты разрушения загустителя являются потенциальным источником нагаров и лаковых отложений в двигателе. Масла с большими диапазонами вязкостей ориентированы исключительно на спортивное применение. Они предназначены только для экстремальных условий эксплуатации, в которых наиболее важны высокие вязкостные свойства, а не их стабильность с течением времени. Моющие присадки. Моющие присадки нужны для предотвращения образования лаковых и сажевых (в дизелях) отложений на деталях двигателя. Они, как правило, состоят из детергирующих компонентов, которые вымывают продукты окисления масла и износа деталей и несут их к фильтру, и диспергирующих, способствующих дроблению крупных частиц нагара на мелкие (не больше микрона). Детергенты. Принцип действия этих присадок в двигателе в точности такой же, как и у моющих средств, использующихся в быту. Кроме этого,детергенты обладают щелочными свойствами, т.е. могут нейтрализовать кислоты. Кислоты образуются при сгорании серы, содержащейся в топливе, особенно дизельном и при окислении самого масла. Нейтрализуя такие кислые продукты, эффективно предотвращается коррозия деталей двигателя. Т.е. вторая важная функция таких присадок – нейтрализация кислот и антикоррозионные свойства. Дисперсанты. Основная задача этих присадок – поддержание загрязнений в масле в растворенном состоянии, предотвращение их отложений на деталях двигателя, масляных каналах и др., диспергирование (растворение) крупных загрязнений. Диспергирующие добавки удерживают грязь в мелкодисперсном состоянии, не дают ей слипнуться в большие комки и пригореть к металлу. Естественно, грязь проходит по всей системе смазки, фильтр ее пропускает, но это гораздо меньшее зло, чем если бы она осаждалась на металле. Кстати, результаты работы моющих присадок можно наблюдать почти сразу после замены старого масла на новое. Вроде только-только залил, немного поездил - и уже черное! Не волнуйтесь. В данном случае чернота масла свидетельствует о высокой моющей способности его присадок - они смыли грязь со стенок, довели ее до безопасной консистенции, и масло гоняет ее по системе смазки. Противоизносные присадки. Основная функция – предотвращение изнашивания трущихся деталей двигателя в местах, где невозможно образование масляной пленки необходимой толщины. Они работают путём абсорбирования в поверхность металла, а затем химически реагируя с ней в процессе контакта металл-металл, тем более активно, чем больше тепла при этом контакте образуется, создавая при этом особую металлическую плёнку со “скользящими” свойствами, чем и предотвращают абразивный износ. Ингибиторы окисления (антиокислительные присадки). В процессе работы масло в двигателе постоянно подвергается воздействию высоких температур, кислорода воздуха и окислов азота, что вызывает его окисление, разрушение присадок и загущение. Противоокислительные присадки замедляют окисление масел и неизбежно следующее за ним образование коррозионно-активных осадков. Принцип их действия заключается в химической реакции при высоких температурах с продуктами, вызывающими окисление масла. Делятся на присадки-ингибиторы, работающие в общем объеме масла, и на термоокислительные присадки, выполняющие свои функции в рабочем слое на нагретых поверхностях. Ингибиторы коррозии и ржавления. Ингибиторы коррозии призваны защищать поверхность деталей двигателя от коррозии, вызываемой органическими и минеральными кислотами, образующимися при окислении масла и присадок. Механизм их действия – образование защитной пленки на поверхности деталей и нейтрализация кислот. Ингибиторы ржавления в основном призваны защищать стальные и чугунные стенки цилиндров, поршни и кольца. Механизм действия схожий. Противокоррозионные присадки часто путают с противоокислительными. Это разные вещи. Противоокислительные, как говорилось выше, защищают от окисления само масло. Противокоррозионные же - поверхность металлических деталей. Они способствуют образованию на металле прочной масляной пленки, предохраняющей его от контакта с всегда присутствующими в объеме масла кислотами и водой.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg