Глава 10. Изменение качества моторных масел при эксплуатации двигателей

10.1 Характеристика напряженности работы моторного масла в двигателе

Показателем, дающим возможность по напряженности двигателя подбирать соответствующее масло, может служить количество теплоты, отводимое от деталей двигателя маслом. Количество отводимого тепла находится в зависимости от мощности двигателя, расхода топлива и подачи масляного насоса, косвенно связанной с вместимостью смазочной системы. Предлагаемый оценочный показатель - коэффициент напряженности работы масла в двигателе или просто коэффициент маслонапряженности представляет собой мощность двигателя, приходящуюся в 1 минуту на 1 литр прокачиваемого масла в смазочной системе двигателя:

Рм=Ne/Qн, (13)

где Ne - эффективная мощность двигателя; Qн - подача масляного насоса.

Коэффициент маслонапряженности косвенно учитывает основные условия работы масла в двигателе: эффективное давление в цилиндре, скорость движения поршня, частоту вращения коленчатого вала, число тактов двигателя, количество выделяемой теплоты. Чем большее значение маслонапряженности двигателя, тем выше должно быть качество масла.

Значение Рм составляет: для двигателей с турбонаддувом - 2,54; для СМД-1,4 -1,5; Д-50 - 1,35; Д-37М - 1,33; Д-54- 1,12; Д-20- 1,0. Т.е. чем меньше теплонапряженность двигателя, тем меньше значение коэффициента.

На практике реально оценивать изменение качество масла в двигателе, подбирать

моторное масло соответствующей марки, устанавливать оптимальные сроки работы его до замены целесообразнее по результатам стендовых и эксплуатационных испытаний двигателя. Своевременная замена масла представляет собой одно из важных условий надежной и долговечной работы двигателя, а также наиболее рационального и экономного использования самого масла.

10.2 Освежение моторного масла

При работе в двигателе моторное масло постоянно освежается за счет периодического долива новых порций, компенсирующих испарение, угар и утечку работающего. Общий расход масла составляет 150 - 300 г/ч. Поэтому за период работы масло несколько раз обновляется.

Полное освежение моторного масла можно вычислить по формуле:

M = (VM-V)/VM! (10.2)…………………………………………………….

где VM - первоначальное количество масла, залитого в картер двигателя, кг;

Частичное освежение выражается отношением:

m = P/VM, (Ю.З)………………………………………

где Р - количество доливаемого масла, кг.

Первоначально залитое масло и доливаемое в процессе работы интенсивно перемешиваются в смазочной системе, и расходуется смесь, состоящая из неравных частей масла, проработавшего различное время.

10.3 Роль маслоочистительных устройств двигателей в изменении качества моторного масла

Моторное масло загрязняется примесями органического (смолисто-асфальтовые

соединения, углеродистые частицы и кислые продукты окисления углеводородов масла) и неорганического происхождений (продукты износа трущихся деталей двигателя, сработавшая часть присадок, а также попадающие в масло пыль, песок, вода).

Неорганические загрязнения попадают в моторное масло и накапливаются в нем,

вызывают интенсивное изнашивание трущихся деталей. Поэтому совершенствование очистки масла имеет большое значение для повышения надежности и долговечности работы двигателей и увеличения срока службы масла.

Значение коэффициента очистки моторного масла в центрифуге двигателей составляет 0,65 - 0,80, от несгораемых примесей 0,4 - 0,5. Т.е. в моторном масле более половины металлосодержащих компонентов присадок не отфильтровывается применяемыми приспособлениями.

10.4 Изменение физико-химических и эксплуатационных показателей моторного масла

Рассмотрим изменение показателей моторного масла при работе двигателей 600 -

700 часов без замены в условиях нормальной эксплуатации.

Механические примеси наиболее интенсивно накапливаются в моторном масле в

первые 60 - 120 ч, его работы, а затем процесс стабилизируется. Вязкость масла наиболее интенсивно возрастает в первые 60 - 180 часов, далее процесс стабилизируется, и вязкость практически сохраняется на достигнутом уровне. Вязкость масла увеличивается на 2,5 - 3,5 мм² /с при 100°С. Это объясняется испарением в первый период работы масла его легкокипящих маловязких фракций и накоплением в нем поляризованных и конденсированных продуктов окисления.

Щелочность является характеристикой количества введенных в масло щелочных

присадок. Интенсивное снижение щелочности масла наблюдается в первый период его работы (60 - 120ч). Введенная в масло присадка снижает отложения на деталях двигателя, т.е. повышает надежность его работы.

Продукты окисления - смолы интенсивно накапливаются в масле в первый период его работы (до 250 ч), а затем их содержание снижается, что объясняется переходом смол в асфальгены в результате протекающих окислительных процессов и полимеризации. Содержание асфальгенов в масле увеличивается в течение более длительного периода работы масла (до 450 - 500 ч) в результате полимеризации и конденсации смолистых веществ и переход их в асфальгены.

Термоокислительная стабильность моторного масла при работе в дизелях изменяется незначительно. Коррозионность масла достигает 20 - 25г/см² . При этих изменениях моторного масла в двигателях не происходит повышенного нагарообразования, закоксовывания поршневых колец и коррозии вкладышей подшипников. При повышении температуры масла увеличивается износ деталей, повышается расход топлива, возрастает угар масла.

Изменение эксплуатационных и физико- химических показателей моторного масла взаимосвязано с техническим состоянием двигателей. Поэтому значение этих показателей могут быть использованы для оценки технического состояния ДВС.