Масла для двигателей внутреннего сгорания

§ 32. Эксплуатационные требования и классификация

Используемые в двигателях внутреннего сгорания моторные масла работают в особенно неблагоприятных условиях. В карбюраторном двигателе гильзы цилиндра нагреты до 180—200° С, температура чугунных поршней в верхней зоне достигает 400—430° С, алюминиевых — 260—280° С. В дизельных двигателях температура на 50—100° С выше. Масло в зоне цилиндропоршневой группы находится в виде тонкой пленки, интенсивно испаряется, окисляется и выгорает. Для обеспечения на­дежной работы двигателя масло должно обладать спо­собностью образовывать прочные пленки, а также пре­дотвращать накопление высокотемпературных отложе­ний.

Часть масла, идущая на смазывание поршневого пальца и охлаждение поршня, находится в виде тумана.

Поскольку в этой зоне температура и поверхность окис­ления капель высокие, необходимо, чтобы масло обла­дало хорошей термоокислительной стабильностью.

В подшипниках коленчатого вала температура значительно меньше (150—160° С), но зато здесь достигают больших значений действующие на поверхности трения дельные нагрузки: до 35 МПа (350 кгс/см-). Основное свойство масла, обеспечивающее надежную работу этого сопряжения, — оптимальная вязкость. В картере двига­теля оно длительное время находится в объеме при тем­пературе 70—120° С, энергично перемешивается с возду­хом и окисляется. Здесь важна антиокислительная ста­бильность.

Применяемое моторное масло должно обеспечивать как легкий пуск холодного двигателя (когда нередко в зимнее время температура опускается ниже —20— —30°С), так и надежную работу при установившемся режиме. Пуск без применения средств подогрева возмо­жен, если вязкость масла при температуре запуска не превышает 2500—5000 сСт (зависит от конструктивных особенностей двигателя). Не менее важное значение имеет и минимальная вязкость, которая должна быть не менее 5 сСт при рабочей температуре.

Условия эксплуатации и рабочие режимы автомо­бильных, тракторных, тепловозных, судовых и других двигателей значительно отличаются друг от друга, раз­личны и эксплуатационные свойства используемых в них моторных масел. Поскольку основное значение любого масла — обеспечение надежной экономичной работы двигателя в течение установленного моторесурса, мотор­ные масла должны отвечать следующим требованиям

обеспечивать наименьшие износ деталей двигателя и затраты мощности на преодоление трения, а также чи­стоту деталей (иметь оптимальные в зависимости от уровня форсирования двигателя моющие, нейтрализую­щие и антиокислительные свойства);

предохранять трущиеся поверхности от коррозии;

не вызывать образование низкотемпературных отло­жений на стенках маслоприемника, маслопроводах, ка­налах,

хорошо прокачиваться через зазоры и сопряжения в местах трения, обеспечивать легкий запуск двигателя в холодное время и сохранять минимально допустимую толщину масляной пленки при высокой рабочей температуре (хорошие вязкостнотемпературные свойства — высокий индекс вязкости);

иметь оптимальный состав, обеспечивающий мини­мальный расход на угар;

сохранять эксплуатационные свойства в процессе транспортирования и длительного хранения.

Надежная работа двигателей возможна только на маслах с хорошими моющими, антиокислительными, вяз­костно-температурными и противоизноскими свойствами. И эти требования постоянно ужесточаются в связи с продолжающимся интенсивным развитием двигателестроения, совершенствованием конструкции двигателей, увеличением напряженности их работы. Поэтому нефте­перерабатывающей промышленностью выпускается боль­шой ассортимент моторных масел, обеспечивающие надежную работу техники в сельском хозяйстве. Для летней эксплуатации дизелей вязкость масла должна быть 10—12 сСт, а для зимней —8 сСт при 100° С. В кар­бюраторных двигателях температурные и нагрузочные условия легче. Для них можно летом использовать масла вязкостью 8—10 сСт, а зимой — 6—8 сСт при 100° С.

Моторные масла отличаются друг от друга не только вязкостью, но также концентрацией и эффективностью введенных присадок. В СССР действует единая класси­фикация моторных масел (ГОСТ 17479—72) для всех видов двигателей внутреннего сгорания (за исключением авиационных), которая упрощает вопросы использова­ния масел.

В зависимости от количества и эффективности вве­денных присадок, а следовательно, и эксплуатационных свойств все моторные масла делят на шесть групп (от А до Е). В каждой группе для различных назначений и условий применения могут быть масла разной вязкости. Классификацией предусмотрен выпуск масел вязкостью при 100° С от 6 до 20 сСт с интервалом через 2 сСт. В сель­ском хозяйстве используют, главным образом, масла вязкостью 6—12 сСт при 100° С. Таким образом, сущ­ность классификации заключается в делении масел 'по вязкости и эксплуатационным свойствам. Поэтому в марке указывают значение кинематической вязкости при 100 ⁰С и букву, которая позволяет выбрать масло с оп­ределенными свойствами для двигателей различной сте­пени форсирования.

Масла группы А выпускаются без присадок или с не­значительным их количеством. В масла группы Б вводят до 6% присадок. (Масла этих групп в дизелях не приме­няют, их можно использовать только в малофорсирован­ных карбюраторных двигателях.)

Основные смазочные материалы, поступающие в сельское хозяйство, — масла групп 3 и Г. Первые содер­жат до 8%, а вторые —до 14% композиций присадок. Масла группы В предназначены для работы в средне-форсированных, а Г — в высокофорсированных дизель­ных и карбюраторных двигателях.

Для работы теплонапряженных дизелей с наддувом на топливе со значительным содержанием серы предус­мотрен выпуск масел группы Д, в состав которых вхо­дит до 15—18% композиций присадок. Масла группы Е в сельском хозяйстве применения не находят, они пред­назначены для работы малооборотных дизелей на топ­ливе с содержанием серы до 3,5%.

Классификацией предусматривается выпуск масел групп Б, В и Г как для карбюраторных, так и для ди­зельных двигателей. В первом случае после марки ста­вится цифра 1, а во втором — 2.

Рассмотрим маркировку современных масел. Напри­мер, М-10Г₂: буква М показывает, что масло моторное, его вязкость составляет 10 сСт при 100° С, по эксплуата­ционным свойствам пригодно для использования летом в высокофорсированных (Г) дизельных (2) двигателях. M-10Г₁ расшифровывается так же, как и в предыдущем случае, только масло предназначено для использования в высокофорсированных карбюраторных двигателях (индекс 1). Или М-8В₂ — масло моторное зимнее вяз­костью 8 сСт при 100° С, предназначено для использова­ния в среднефорсированных (В) дизельных (2) двига­телях.

Кроме того, классификацией предусмотрены загущен­ные зимние и всесезонные масла с улучшенными вяз­костно-температурными свойствами (индекс "вязкости не менее 125). Маркировка их сложнее, так как в ней допол­нительно указывается класс вязкости при отрицатель­ной (—18³С) температуре. Так, марка М-4з/8В₂ озна­чает, что масло моторное, цифра 4 показывает класс вязкости (при —18 °С она должна быть не более 2600 сСт), буква «з»—масло содержит загущающие при­садки и может быть использовано как зимнее или всесезонное в северных районах страны. Далее, цифра 8— вязкость при 100°С, а буква В с индексом 2—-масло предназначено для работы в среднефорсированных ди­зельных двигателях.

Существенная особенность действующей классифика­ции заключается в том, что группа масла по эксплуата­ционным свойствам определяется на основании, главным образом, моторных испытаний двигателей. В соответст­вии с существующим комплексом методов моторной оценки на одноцилиндровых установках определяют способность масел предотвращать образование нагара в цилиндропоршневой группе, антиокислительные свой­ства, а также склонность к отложению шлама в зоне низких температур (только для автомобильных масел). Кроме того, на полноразмерном двигателе оценивают коррозионные свойства. Моторные испытания проводят на нефтеперерабатывающем предприятии один-два раза в год, а также по требованию потребителей, что являемся гарантией выработки и поставки масел с высокими эк­сплуатационными свойствами.