0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Условия работы смазочных материалов в двигателе

Раздел 6. 1. Технологический процесс промывки оборудования и смены смазоч­ных материалов

1. Технологический процесс промывки оборудования и смены смазоч­ных материалов. Правила применения масел, моющих составов и смазок.

Промывка заключается в удалении с узлов и деталей оборудования грязи, металлической и абразивной пыли, отходов. При периодической промывке выполняются следующие работы: промывка картеров, ванн и отстойников; промывка и прочистка всех смазываемых отверстий и масленок, предохранительных фильтров смазочной системы, маслопроводов; заправка всех смазываемых отверстий, масленок и емкостей свежей смазкой. Промывке подвергаются прежде всего агрегаты, работающие в запыленной, загрязненной или абразивной среде. Перечень агрегатов и отдельных узлов, подвергающихся промывке, а также ее периодичность устанавливаются отделом главного механика на основании инструкций заводов-изготовителей и условий эксплуатации оборудования. Промывка осуществляется в нерабочие смены и выходные дни. Периодичность промывки зависит от вида оборудования и условий его эксплуатации. Например, литейное оборудование подвергается промывке примерно через 50 ч работы, металлорежущие станки, работающие с абразивными инструментами, — через 100, а с металлорежущими — через 150 ч.

Замена и пополнение масел производится через определенный период на всем оборудовании с централизованной и картерной системами смазки по специальному графику, предусматривающему совмещение этих работ с промывками, осмотрами и плановыми ремонтами. При этом предусматривается ежесменное смазывание для создания нормальных условий работы и предупреждения преждевременного износа трущихся поверхностей, пополнение масел в редукторах и резервуарах и замена смазочных материалов в редукторах и резервуарах через определенное время работы по карте смазки.

Смазочные материалы. Назначение. Классификация. Основные параметры и свойства смазочных материалов. Материалы, способствующие уменьшению силы трения и износу трущихся поверхностей, увеличению нагрузочной способности механизмов, называют смазочными материалами. Смазочные материалы широко применяются в современной технике, с целью уменьшения трения в движущихся механизмах (двигатели, подшипники, редукторы, и.т д), и с целью уменьшения трения при механической обработке конструкционных и других материалов на станках (точение, фрезерование, шлифование и т. д.). В зависимости от назначения и условий работы смазочных материалов (смазок), они бывают твёрдыми (графит, дисульфид молибдена, иодид кадмия, диселенид вольфрама, нитрид бора гексагональный и т. д.), полутвёрдыми, полужидкими (расплавленные металлы, солидолы, консталины и др), жидкими (автомобильные и другие машинные масла), газообразными (углекислый газ, азот, инертные газы). По происхождению или исходному сырью различают такие смазочные материалы: – минеральные, или нефтяные, являются основной группой выпускаемых смазочных масел (более 90 %). Их получают при соответствующей переработке нефти. По способу получения такие материалы классифицируются на дистиллятные, остаточные, компаундированные или смешанные; – растительные и животные, имеющие органическое происхождение. Растительные масла получают путем переработки семян определенных растений. Наиболее широко в технике применяются касторовое масло. – животные масла вырабатывают из животных жиров (баранье и говяжье сало, технический рыбий жир, костное и спермацетовые масла и др.). – органические, масла по сравнению с нефтяными обладают более высокими смазывающими свойствами и более низкой термической устойчивостью. В связи с этим их чаще используют в смеси с нефтяными; – синтетические, получаемые из различного исходного сырья многими методами (каталитическая полимеризация жидких или газообразных углеводородов нефтяного и ненефтяного сырья; синтез кремнийорганических соединений – полисиликонов; получение фтороуглеродных масел). Синтетические масла обладают всеми необходимыми свойствами, однако, из-за высокой стоимости их производства применяются только в самых ответственных узлах трения. По внешнему состоянию смазочные материалы делятся на: – жидкие смазочные масла, которые в обычных условиях являются жидкостями, обладающими текучестью (нефтяные и растительные масла); – пластичные, или консистентные, смазки, которые в обычных условиях находятся в мазеобразном состоянии (технический вазелин, солидолы, консталины, жиры и др.). Они подразделяются на антифрикционные, консервационные, уплотнительные и др.; – твердые смазочные материалы, которые не изменяют своего состояния под действием температуры, давления и т. п. (графит, слюда, тальк и др.). Их обычно применяют в смеси с жидкими или пластичными смазочными материалами. По назначению смазочные материалы делятся на масла: – моторные, предназначенные для двигателей внутреннего сгорания (бензиновых, дизельных, авиационных); – трансмиссионные, применяемые в трансмиссиях тракторов, автомобилей, комбайнов, самоходных и других машин; Эти два типа масел иногда объединяют термином «транспортные масла». – индустриальные, предназначенные главным образом для станков; – гидравлические для гидравлических систем различных машин; Также выделяют компрессорные, приборные, цилиндровые, электроизоляционные, вакуумные и др. масла. Основные параметры. Основными характеристиками общими для всех жидких смазочных материалов являются: вязкость; температура застывания; температура вспышки; кислотное число. Вязкость — одна из наиболее важных характеристик смазочного материала, во многом определяющая силу трения между перемещающимися поверхностями, на которые нанесен смазочный материал. Значение вязкости смазочного материала всегда указывается при конкретном значении температуры, как прави ло, при 40 °С. Температура застывания (точка утечки) — самая низкая температура, при которой масло растекается под действием силы тяжести. Понятие температуры застывания используется для определения прокачиваемости масла по трубопроводам и возможности смазки узлов трения, работающих при пониженной температуре. Под температурой застывания масла подразумевается температура, при которой масло, помещенное в пробирку и наклоненное под углом 45°, не изменяет своего уровня в течение одной минуты.Температура застывания должна быть на 5 . 7 °С ниже той температуры, при которой масло должно прокачиваться. Температура вспышки — самая низкая температура, при которой масло воспламеняется при воздействии на него пламени. Температуру вспышки паров масла необходимо знать при подаче масла к узлам трения, работающим при повышенной температуре. Температуру вспышки определяют в открытом или закрытом тигле. Обычно в справочниках указывается температура вспышки паров масла в открытом тигле. Кислотное число — мера содержания в масле свободных органических кислот. Кислотное число определяется количеством миллиграмм гидроксида калия (КОН), необходимым для нейтрализации всех кислых компонентов, содержащихся в 1 г масла. При старении масла кислотное число повышается. Во многих случаях это число является основным показателем для смены масла в циркуляционных смазочных системах. При выборе жидких смазочных материалов для конкретных условий работы руководствуются следующими характеристиками: индекс вязкости — оценка изменения вязкости смазочного материала в зависимости от изменения температуры; окисляемость — оценка способности масла вступать в реакцию с кислородом. Стойкость к окислению — показатель стабильности того или иного масла; экстремальное давление (ЕР) — мера качества прочности масляной пленки, используется для характеристики смазочных материалов тяжело нагруженных поверхностей трения; заедание (Stick-slip) — оценка способности смазочного материала предотвращать скачки или неустойчивое движения силового стола или каретки станка даже при крайне низких скоростях. Срок службы смазочного масла зависит от скорости накопления в нем вредных примесей и его старения Пластичные (консистентные) смазочные материалы. Представляют собой нефтяные или синтетические масла с добавлением многофункциональных присадок и загустителя, в качестве которого используются мыла высших сортов жирных кислот, твердые углеводороды (церазины, парафины), силикагель и сажа, относящиеся к термостойким загустителям и др. Пластичные смазочные материалы применяют в следующих случаях: для тяжелонагруженных подшипников скольжения, работающих при небольших скоростях в условиях граничного трения с частыми реверсами или в повторно-кратковременном режиме; когда смазочный материал кроме основного назначения используется как уплотняющий для предохранения поверхности от попадания загрязнителей из окружающей среды; для создания защитной масляной пленки на поверхности трения при длительных остановках; в узлах трения, доступ к которым затруднен или которые могут работать длительное время без пополнения смазки; при необходимости одновременного использования смазочного материала для консервации и смазки механизма. Основные характеристики пластичных смазок: вязкость; предел прочности на сдвиг; температура каплепадения; число пенетрации. Вязкость пластичных смазочных материалов, в отличие от смазочных масел, зависит не только от температуры, но и от скорости деформации. Значение вязкости пластичного смазочного материала, определенное при заданной скорости деформации и температуре, является постоянным и называется эффективной вязкостью. Предел прочности на сдвиг — минимальное напряжение сдвига, которое вызывает переход смазки к ее вязкому течению. Предел прочности на сдвиг характеризует способность смазки удерживаться на движущихся деталях, вытекать и выдавливаться из негерметизированных узлов трения. Температура каплепадения — температура, при которой смазка утрачивает свою густую консистенцию и переходит в состояние жидкой смазки (температура, при которой падает первая капля). Обычно пластичную смазку применяют при температурах на 15 . 20 °С ниже температуры каплепадения. Число пенетрации определяет степень загустения пластичного смазочного материала, которая по ГОСТ5346-78 определяется глубиной погружения в смазочный материал стандартного конуса пенетрометра за 5 с при температуре 25 °С и общей нагрузке 150 г и выражается в десятых долях миллиметра.

1 Системы смазки компрессоров и смазочные материалы

В поршневых компрессорах (ПК) для нормальной ра­боты узлы трения должны смазываться. Смазка уменьшает ра­боту механического трения и износ деталей. Масла охлаждают поверхности деталей, предохраняют их от коррозии, улучшают герметичность уплотнений, заполняя щели. Смазка в большей части ПК выполняется нефтяными маслами изготавливаемыми синтетическим путем. В тех случаях, когда технологические про­цессы исключают контакты с маслами, применяют изготовле­ние деталей из самосмазывающих материалов.

В поршневых ком­прессорах применяют две системы смазки:

1) цилиндров и саль­ников штоков;

Читать еще:  Экологические проблемы при работе теплового двигателя

2) узлов трения механизма движения.

Уплотнения поршня и сальников штоков находятся в контакте с горячими газами под повышенным давлением. К маслам, исполь­зуемых для смазки этих узлов, предъявляется ряд требований: 1) достаточная вязкость при рабочих температурах для создания устойчивой пленки на поверхности трущихся деталей; 2) стабиль­ность, т. е. сохранение свойства не вступать в соединения с сжи­маемыми газами и материалами деталей.

Для смазки цилиндров и сальников применяются сле­дующие масла, изготавливаемые из нефти

Индекс вязкости ИВ характеризует зависимость вязкости масла от тем­пературы и измеряется в условных единицах. Масла с высоким ИВ (100) мало изменяют вязкость от температуры и потому их применение более предпочтительнее.

Для азотных, азотоводородных и водородных компрессоров рекомендуют для средних давлений легкие, а для высоких тяже­лые цилиндровые масла. Эти газы инертны к маслам и не образо­вывают нагара. Компрессоры для кислорода и других агрессивных газов сма­зывать минеральными маслами строго запрещено, так как прои­зойдет взрыв. В этих случаях используются синтетические не­углеводородные масла (фторорганические, полиэтиленгликолевые, полиоргано-силоксановые), мыльно-глицериновые смазки.

В эти­леновых компрессорах сверхвысокого давления цилиндры и сальники смазываются белым нафтеновым маслом или специаль­ными синтетическими маслами. Масла для смазки механизма движения. Эти масла при раздель­ной смазке рекомендуется выбирать с вязкостью 40—70 сСт при 50 °С

Для смазки механизма движения оппозитных ком­прессоров рекомендуют ин­дустриальные масла И40А и И50А (ГОСТ 20799—75*). Для смазки механизма движения пригодны также масла: компрессорные К12 и К19, и авиационные масла МС-20 и МК-22. В масла, используемые для смазки механизма дви­жения высокооборотных компрессоров, добавляют антипенные присадки (на­пример, ПМС-200А, кото­рую вводят в соотношении 0,003—0,005 % к массе масла). Масло в системе смазки механизма движения за­меняют, если в нем содер­жится более 2,5 % воды, если вязкость масла из­менилась на 20—25 % и если содержание механи­ческих примесей состав­ляет более 2 %. Средний срок службы масла около 2500 ч.

ЛЕКЦИЯ № 6 Автомобильные смазочные материалы

2. Общие сведения

Масла, как и топлива, про­изводятся на базе продуктов переработки нефти.

Автомобильные смазочные материалы применяют для уменьшения потерь энергии на трение и для снижения износа трущихся деталей.

Потери на преодоление сил трения благодаря смазыванию снижаются в десятки и сотни раз. При современных скоростях и нагрузках узлы сопряжения двигателя и трансмиссии разрушились бы без смазывания в течение нескольких секунд из-за задиров, заклинивания или расплавления и сваривания деталей вследствие выделения большого количества теплоты.

Кроме того, смазочные материалы охлаждают и очищают от продуктов износа трущиеся поверхности и предохраняют их от коррозии.

Под трением понимают сопротивление относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательным к ним. Различают два вида трения: трение покоя и кинематическое. Кинематическое трение бывает сухим (без смазочного материала), граничным и жидкостным.

Граничное трение возникает в том случае, когда поверхности трения разделены слоем смазочного материала толщиной менее 0,1 мкм.

При жидкостном трении слой смазочного материала полностью отделяет взаимно перемещающиеся поверхности и фактически происходит трение между слоями смазочного материала.

4. Согласно закону Амонтона, сила сухого трения скольжения F пропорциональна силе нормального давления Р тел друг на друга:

где f — коэффициент трения скольжения.

При граничном трении f = 0,08—0,15.

При жидкостном трении f = 0,003—0,03.

Наиболее неблагоприятный режим трения — граничный. Он характеризуется высоким значением коэффициента трения и вызывает повышенный износ деталей. Различают несколько видов изнашивания: механическое, коррозионно-механическое, абразивное и усталостное.

5. Механическое изнашивание возникает в результате механического воздействия. Коррозионно-механическое изнашивание имеет место при химическом или электрохимическом взаимодействии материалов пары трения со смазочной средой при механических воздействиях. Абразивное изнашивание происходит в результате режущего или царапающего действия на материал трущейся пары твердых частиц абразива, попадающих в зону контакта. Усталостное изнашивание (осповидный износ, или питтинг) возникает при ударных нагрузках и деформировании микрообъемов трущихся тел.

Смазочные свойства масел — это совокупность свойств, которые влияют на процессы трения и изнашивания деталей. Основными из них являются противоизносные, противозадирные и антифрикционные свойства.

6. Эксплуатационные требования к смазочным материалам

Затраты на смазочные материалы на автотранспортных предприятиях, как правило, не превышают 1—2 % себестоимости одного тонно-километра.

Однако экономическое значение смазочных материалов определяется не только затратами на них, но и их влиянием на межремонтный пробег, топливную экономичность и производительность автомобилей.

Смазочные материалы должны отвечать следующим требованиям:

— обеспечивать разделение трущихся деталей надежным масляным слоем (жидкостное трение) или создавать на их поверхности прочную масляную пленку (граничное трение);

7. — удерживаться на поверхности неработающих деталей, предохраняя их от коррозии;

— обеспечивать теплоотвод от трущихся деталей;

— обладать способностью смывать с трущихся поверхностей продукты износа и легко отделяться от них;

— не изменять продолжительное время своих свойств в процессе работы и хранения;

— быть экономичными и недефицитными.

Кроме того, масла, используемые в двигателях, должны быть химически устойчивыми при высоких температурах, а при сгорании образовывать минимальное количество нагара.

8. Трансмиссионные масла должны образовывать масляную пленку на зубьях зубчатых колес в местах их контакта, т. е. обладать высокими противозадирными и противоизносными свойствами. Последнее достигается введением в трансмиссионные масла химически активных присадок, которые при высоких температурах и давлениях в зоне контакта образуют на поверхности металла прочные сульфидные и фосфидные пленки, предотвращающие задиры трущихся поверхностей. Сернистые масла имеют лучшие противоизносостойкие свойства, чем бессернистые.

9. Получение смазочных материалов

По способу получения смазочные материалы делятся на дистиллятные, полученные при вакуумном разделении мазута, и остаточные, получаемые из гудрона путем глубокой его переработки. Дистиллятные масла имеют низкую вязкость, остаточные — более высокую. Выход масел при переработке из нефти составляет 2—2,5 %. Масла представляют собой смесь углеводородов с температурой кипения 350—500 °С. Кроме углеводородов в маслах содержатся те же примеси, что и в топливах.

10. Основу нефтяных масел составляют циклоалканы (75—80 %).

Наряду с циклоалканами в маслах содержатся ароматические углеводороды. Также в них присутствуют нафтеновые кислоты, сернистые соединения и смолисто-асфальтеновые вещества.

Обязательным этапом при производстве масел является очистка масел от избытка сернистых соединений и смолисто-асфальтеновых веществ, нафтеновых кислот и парафинов. Способы очистки выбирают в зависимости от исходного сырья и назначения масел.

Существуют следующие способы очистки: кислотно-щелочной, селективный, контактный (адсорбционный, экстракционный).

11. При кислотно-щелочном способе очистки масла обрабатывают 92—96%-ной серной кислотой, затем щелочью (для нейтрализации остатков кислоты), промывают водой и сушат. Сернистые соединения, асфальтены растворяются в серной кислоте и отделяются от основной массы.

При селективном способе очистки подогретое масло смешивают с растворителем, который растворяет нежелательные примеси, и отделяют его от масла.

Селективная очистка позволяет получать масло более высокого качества.

Контактный способ предполагает очистку от примесей с помощью отбеливающих глин и цеолитов. Нежелательные примеси адсорбируются на поверхности адсорбентов и выводятся из состава масел.

12. При производстве высококачественных масел выполняют очистку от углеводородов, кристаллизующихся при сравнительно высоких температурах.

Очищенные масла называются базовыми. В базовые масла вводят присадки, которые улучшают свойства масел, увеличивают долговечность смазываемых узлов и удлиняют срок службы масел в три—пять раз, снижают его расход. Присадки к маслам бывают: вязкостные, депрессорные, антиокислителъные, противокоррозионные, противопенные, противозадирные и моющие.

Антиокислительные присадки добавляют к маслам для повышения их химической стабильности. Молекулы присадок обрывают цепные реакции окисления.

13. Противокоррозионные присадки создают на металле защитный мономолекулярный слой, препятствующий воздействию на металл кислых и других активных агентов.

Депрессорные присадки понижают температуру застывания масел путем разрушения кристаллического каркаса, образованного тугоплавкими углеводородами, которые входят в состав масел.

Вязкостные присадки увеличивают вязкость низковязких масел при положительных температурах и не оказывают существенного воздействия при низких.

Противоизносные и противозадирные присадки повышают смазывающую способность масел, образуют прочный пограничный слой на поверхности металла путем химического взаимодействия активных групп присадки с металлом.

14. Противопенные присадки предупреждают вспенивание масел из-за снижения прочности поверхностных масляных пленок.

Моющие присадки диспергируют образующиеся на поверхности металла отложения (на поршнях, кольцах) и выводят их из зоны трения.

В базовое масло вводится 5—10 % присадок.

15.Классификация масел

Масла по назначению делятся на моторные (для двигателей), трансмиссионные (для трансмиссии) и гидравлические (для гидравлических систем автомобиля).

Одним из основных свойств масел является их вязкость. Под вязкостными свойствами масла понимают совокупность свойств, характеризующих вязкость данного масла в заданных условиях работы в зависимости от температуры, давления и приложенного напряжения сдвига. С понижением температуры вязкость масла повышается. Зависимость вязкости от температуры характеризует вязкостно-температурные свойства масла.

16. От вязкости в значительной мере зависят режим смазывания, величина энергетических потерь, пуск двигателя, прокачиваемость масла по смазочной системе. Поэтому смазочные масла должны обладать оптимальной вязкостью при рабочей температуре, которая по возможности должна как можно меньше зависеть от температуры окружающей среды.

Моторные масла работают в следующих условиях: давление до 100 МПа, температура отработавших газов до 2000 °С. При этом выделяют три температурные зоны: высокотемпературную, среднетемпературную и низкотемпературную.

17. К высокотемпературной зоне относятся: камера сгорания и днище поршня, которые нагреваются от 400 до 800 °С; к среднетемпературной — поршень с кольцами и пальцем, стенки цилиндра (до 300—350 °С); к низкотемпературной — картер и коленчатый вал (до 100—180 °С). Кинематическая вязкость моторных масел нормируется при температурах 100, 0 и —18 °С.

Читать еще:  4 литровый двигатель его расход

Условия работы трансмиссионных масел иные. Они должны быть работоспособны при температурах от —50 до +50 °С. Кинематическая вязкость для трансмиссионных масел нормируется при температурах 100, 50 и 0 °С.

В маркировку масел входит вязкость при температуре 100 °С как для моторных, так и для трансмиссионных масел.

18. Непостоянство условий эксплуатации, связанное с пуском двигателей, изменением скоростных и нагрузочных режимов, сменой времен года, отражается на температуре работающего масла, что влечет за собой изменение вязкости. Поэтому вязкость масла должна как можно меньше зависеть от температуры. Эту зависимость показывает вязкостно-температурная характеристика (ВТХ), по которой определяют индекс вязкости.

Индекс вязкости — условный показатель, отражающий результат сопоставления вязкостного показателя данного масла с двумя эталонными, при этом вязкостно-температурные свойства одного приняты за 100, а другого за единицу.

19. Для вычисления индекса вязкости пользуются номограммами (рис. 2.1). Для моторных незагущенных масел индекс вязкости должен быть до 100, для загущенных — 115—140, для трансмиссионных — 90—140.

20. У масел с низкой вязкостью зависимость от температуры значительно меньше, чем у масел с высокой вязкостью. Чтобы сохранить хорошие вязкостно-температурные свойства низковязкостных масел, их загущают. В качестве исходных базовых масел для загущения используют масла с вязкостью при температуре 100 °С менее 5 мм 2 /с. Загущающей присадкой являются полимерные материалы — полиизобутилен, полиметакрилат и др. Добавка составляет 3—4 %. Загущенные таким образом масла имеют необходимые значения вязкости при положительных температурах, пологую кривую изменения вязкости, присущую низковязким маслам.

21. Принцип действия вязкостных присадок основан на способности макромолекул полимера с понижением температуры свертываться в клубочки, не влияя на вязкость масел, а при положительных температурах клубочки разворачиваются в разветвленные цепи, увеличиваясь в объеме и повышая вязкость масел.

На рис. 2.2 показано влияние присадки на вязкость масла при различных значениях температуры.

При понижении температуры значение вязкости масла растет, и, в конце концов, масло теряет свою текучесть, т. е. застывает.

22. Рис. 2.2. Влияние присадки на вязкость v масла при различных значениях температуры:

1 — маловязкое масло; 2 — маловязкое загущенное масло; 3 — высоковязкое масло

23. Застывание масла связывают с наличием в нем высокоплавких н-алканов. Застывшее масло не прокачивается и не смазывает детали, которые в результате работают при сухом трении с большим износом.

Снижения температуры застывания масла добиваются путем депарафинизации и добавок депрессаторов.

Значение температуры застывания масла нормируется ГОСТом: для незагущенных моторных масел — 20—30 °С, для загущенных — от —35 до —45 °С, для трансмиссионных — от —18 до —55 °С.

Масло при работе в двигателях и других агрегатах окисляется кислородом воздуха, в результате чего в нем появляются новые вещества (смолы, органические кислоты и т. п.). Различают физическую и химическую стабильность.

Масла обладают высокой стабильностью до температуры 50 °С. Поэтому масла можно хранить более 5 лет. При более высоких температурах стабильность снижается, а их коррозионное воздействие увеличивается.

Физическая стабильность характеризуется испаряемостью масла, которая определяется температурой вспышки.

25. Температурой вспышки называют минимальную температуру, при которой пары масла, смешиваясь с воздухом, образуют смесь, воспламеняющуюся от открытого огня. Температура вспышки для моторных масел не ниже 200 °С, для трансмиссионных — 128 °С и выше.

Химическая стабильность характеризуется кислотным или щелочным числом. В процессе работы масла окисляются до альдегидов, карбоновых кислот и т. п., что увеличивает их коррозионное воздействие на металл.

Щелочное число определяется количеством едкого калия (в мг), эквивалентным количеству соляной кислоты, израсходованной на нейтрализацию сильных оснований, содержащихся в 1 г масла.

26. По ГОСТу кислотное число для масел должно быть не более 2—6 мг.

Содержание механических примесей и воды в маслах не допускается. Вода при перемешивании с маслом создает эмульсию, ухудшая смазывание деталей. В зимнее время из-за замерзания вода может вызвать поломку масляного насоса.

Наиболее эффективный способ повышения антиокислительных свойств масел — добавление специальных присадок (фтор-углеродистых, дитиофосфатов, диолов и др.)

|следующая лекция ==>
Методы переработки нефти|Якісний аналіз ризиків підприємницької діяльності

Дата добавления: 2016-04-22 ; просмотров: 3400 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Условия работы и функции моторных масел

Моторные масла предназначены для смазывания поршневых двигателей внутреннего сгорания. Они 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 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.
Например, давление на тонкую масляную пленку между стенкой цилиндра и поршневыми кольцами резко меняется в пределах 0,15-0,3 МПа в зоне компрессионного кольца и 0,5-1,3 МПа в зоне маслосъемного. При этом скорость поршня изменяется от нулевой в мертвых точках до 15 м/сек, и при определенных условиях давление может достигать 2,0 МПа. Температура этой пленки тоже резко варьируется. Верхняя поршневая канавка в современных двигателях нагревается до 270-280°С, а при наличии наддува — до 300-350°С. А когда на такте сжатия из камеры сгорания в картер через пленку прорываются газы (это происходит во всех двигателях, и чем двигатель изношеннее, тем газов больше), температура в зоне поршня может достигать 450°С у карбюраторных моторов и 550-700°С у дизелей.
Не менее тяжелые условия и в зоне трения вкладышей подшипников и шейки коленчатого вала. Там масляная пленка нагревается до 150-160°С при огромном давлении трущихся деталей. А температура масла в картере в рабочем режиме редко падает ниже 80-100°С.
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:

образовывать прочную тончайшую пленку на поверхностях трущихся деталей, исключая тем самым прямой контакт деталей поверхностными микронеровностями и, как следствие, задир поверхностей; снижать износ деталей двигателя;

уплотнять зазоры, в первую очередь, между деталями цилиндро-поршневой группы, не допуская или сводя к минимуму прорыв газов из камеры сгорания;

отводить тепло, образующееся в результате сгорания топлива и трения; охлаждать детали двигателя;

предотвращать образование нагара и лакообразных отложений;

предотвращать коррозию деталей двигателя;

предотвращать выпадение осадков; поддерживать продукты старения и износа в виде стойкой эмульсии; выносить продукты износа из зоны трения;

нейтрализовывать кислоты, образующиеся при окислении масла и сгорании топлива.

Для того чтобы моторное масло успешно осуществляло все эти функции, в базовое масло добавляют пакет присадок (химически активных веществ). В современных моторных маслах доля присадок в среднем составляет 15-25%.

Существует четыре вида базовых масел:

Минеральные (полученные путем вакуумной перегонки мазута с последующим рафинированием);

Гидрокрекинговые (гидрокрекинг минерального масла);

Полусинтетические (смесь минерального и синтетического масел);

Синтетические (направленный синтез).

Условия работы смазочных материалов в двигателе

Системы смазки двигателя

Обеспечение нормальной смазки двигателя является одним из главнейших условий надежной его работы, поэтому правильному режиму смазки, качеству смазочного масла и его очистке при эксплуатации двигателя уделяется серьезное внимание.

Основные технические уходы производятся в сроки, указанные в инструкции по эксплуатации двигателя.

Состояние смазки контролируется по температуре, давлению и качеству масла.

При работе двигателя в масле происходят в основном следующие изменения: легкие фракции частично испаряются и выгорают, вследствие чего масло становится более вязким, а при попадании топлива (воды) — более жидким; повышается кислотность масла от воздействия соприкасающегося с ним воздуха и металла; сильно возрастает содержание механических примесей (остатки от неполного сгорания топлива, частицы металла и т. п.), что загрязняет масло и делает его более вязким. Обычно во время работы вязкость масла снижается из-за попадания топлива и срабатывания присадок.

Особое внимание обращают на смазку цилиндров, так как плохое масло или обильное поступление его вызывает сильное нагарообразование в цилиндре и пригорание поршневых колец. В случае пригорания поршневых колец увеличивается износ втулок цилиндра, ухудшаются пусковые свойства двигателя, отработавшие газы проникают из цилиндра в картер, увеличиваются дымность отработавших газов и удельный расход топлива, понижается мощность двигателя. Поэтому во многих конструкциях двигателей смазка цилиндров, цилиндров компрессоров и продувочных насосов осуществляется специальными маслами, которые подаются лубрикаторами по отдельной системе смазки в количестве 5 — 15 капель в минуту. Работу лубрикатора контролируют путем наблюдения через контрольные стекла лубрикатора.

Температура циркуляционного масла перед масляным холодильником не должна превышать 50 — 55° С и после охлаждения должна быть не выше 35° С. В некоторых конструкциях дизелей при высококачественном масле и подшипниках из свинцовистой бронзы температура масла после выхода из двигателя достигает 80 — 85° С. Температуру масла после выхода из холодильника регулируют количеством воды, прокачиваемой через холодильник.

Читать еще:  Характеристика двигателя rb20de и rb20de neo

Давление масла в системе охлаждения поршней обычно равно 3 — 4 кгс/см 2 , а температура масла на выходе из поршней не должна быть выше 60° С при разности не свыше 10° С для отдельных цилиндров. Если вытекающее из поршней масло имеет беловатый цвет и непрозрачно, это указывает на присутствие в нем воды. При уменьшении давления масла или прекращении вытекания его из какого-либо поршня двигатель останавливают. Через дизель обычно проходит масла 8 — 10 л/(л. с.-ч), если дизель не имеет масляного охлаждения поршней, и 32 — 35 л/(л. с.-ч), если поршни дизеля охлаждаются маслом.

Ориентировочные значения расходов цилиндрового масла для двигателей различных типов лежат в следующих пределах [г/(э.л.с.ч)]:

  • быстроходные двигатели со смазкой цилиндров разбрызгиванием – 2 — 3
  • четырехтактные тронковые двигатели средней быстроходности со смазкой цилиндров от лубрикаторов – 0,6 – 1,2
  • двухтактные малооборотные мощные двигатели со смазкой цилиндров от лубрикаторов – 0,4 – 1,2
  • двухтактные малооборотные мощные двигатели с прямоточно-клапанной продувкой – 0,2 — 0,7

Давление, температура и удельный расход масла в системе смазки различных дизелей указываются в инструкции по эксплуатации двигателя.

При пуске холодного двигателя давление масла в системе смазки может чрезмерно увеличиться вследствие повышенной вязкости масла. В этом случае для предотвращения повышения давления масла частоту вращения вала двигателя уменьшают.

При установившемся тепловом режиме двигателя не следует допускать перепада давления до и после масляного фильтра более величины, оговоренной заводской инструкцией. Повышенный перепад давления указывает на загрязнение фильтра. При этом следует включить в работу другой параллельный фильтр, а работавший ранее фильтр немедленно очистить (выполняется подобно очистке топливного фильтра). Наличие в шламе большого количества металлических частиц указывает на сработку рабочих поверхностей или подплавление подшипника. Пластинчатые фильтры очищают (не реже чем через каждые 2 ч работы) вращением рукоятки. Уменьшение перепада давления в фильтрах указывает на повреждение фильтрующего элемента. В этом случае очистка масла ухудшается; поэтому немедленно переключают циркуляцию масла на запасной фильтр, а неисправный фильтр ремонтируют или заменяют его фильтрующий элемент.

Перед пуском двигателя и через каждый час работы проверяют при помощи щупа уровень масла в картере двигателя или его сточных цистернах. Падение уровня масла не должно быть ниже допустимого предела. Быстрое падение уровня масла указывает на утечку масла из системы через неплотности или на повышенный расход его из-за чрезмерного износа поршневых колец.

Повышение уровня масла в картере двигателя указывает на попадание в масло воды или топлива, что контролируется по цвету и вязкости масла. Работа на масле, в которое попала вода или топливо, недопустима; такое масло должно быть удалено из системы и заменено новым.

Срок службы масла определяется главным образом содержанием в нем механических примесей и кислотным числом, которое не должно превышать 0,5 мг КОН на 1 г масла. Если цилиндры двигателя смазываются разбрызгиванием, то срок службы масла в таком двигателе 600 — 700 ч. При раздельной смазке цилиндров и деталей шатунно-кривошипного механизма, и особенно при наличии диафрагмы (отделяет цилиндр от картера), срок службы масла достигает 10 000 — 20000 ч при расходе масла 0,7 — 1,5 г/(э. л. с.-ч).

Отработавшее масло сдают на склад для регенерации и дальнейшего использования. Нельзя сливать в одну емкость разные сорта отработавшего масла.

Если при нормальной нагрузке двигателя температура повышается одновременно во всех подшипниках, это указывает на загрязнение масла в системе смазки, плохую работу масляного холодильника или на значительное увеличение трения в каких-либо узлах.

Повышение температуры только в одном или нескольких подшипниках указывает на ненормальное состояние рабочих поверхностей этих подшипников, на перегрузку соответствующих цилиндров, недостаточную подачу масла к местам смазки, на неправильные зазоры в подшипнике.

Повышение температуры масла в системе смазки может произойти также от перегрузки двигателя, плохой работы холодильника, несоответствующего сорта масла, неисправности масляного насоса, малого количества масла в системе и неисправности терморегулятора.

Уменьшение давления масла объясняется попаданием воздуха в систему смазки, загрязнением фильтра (до фильтра давление увеличивается), плохим качеством масла (наличие воды и топлива), высокой температурой масла и падением в связи с этим его вязкости, большими зазорами в подшипниках, неправильной регулировкой редукционного клапана, неисправной работой масляного насоса.

Причинами высокого давления масла могут быть неправильная регулировка редукционного клапана, малые зазоры в подшипниках, большая вязкость и низкая температура масла, переохлаждение масла в холодильнике, грязный фильтр (до фильтра давление повышается, а за фильтром уменьшается), порванный фильтр (давление до и после фильтра равно).

При внезапном уменьшении давления масла в циркуляционной системе или чрезмерном повышении его температуры уменьшают частоту вращения вала двигателя и выясняют причину неисправности. Если не удается повысить давление масла до нормы или снизить температуру его, то двигатель останавливают, выяснив причину неисправности, и устраняют неисправность.

Работа масляного холодильника оказывает большое влияние на состояние масла в системе смазки. Если в местах закрепления охлаждающих трубок имеются неплотности или трещины, масло, находящееся под большим давлением, чем вода, попадает в водяные полости холодильника и накапливается в его верхней части. При работе двигателя утечку масла через неплотности в холодильнике можно обнаружить по его вытеканию из воздушного крана водяной полости холодильника или из отливной трубы охлаждения.

При неработающем масляном насосе давление воды больше давления масла, поэтому она может попасть в масляную полость холодильника через неплотности в последнем. Для выявления дефектных трубок все-трубки заглушают с одного конца деревянными пробками и заливают водой. Понижение уровня воды в некоторых трубках указывает наличие в них трещин.

Если холодильник имеет повреждения, то его разбирают, места повреждений развальцовывают или запаивают, неисправные трубки заглушают с обоих концов деревянными пробками, прокладки и набивку сальников заменяют.

После сборки холодильника водяную и масляную полости подвергают испытанию гидравлическим давлением в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.

Масляный шестеренчатый насос не требует особого ухода. Для исправной работы насоса необходимо, чтобы

Детали, к которым масло не подается из циркуляционной системы смазки, смазывают при помощи ручной масленки через промежутки времени, указанные в инструкции по эксплуатации двигателя.

Капельные и прессовые масленки, а также лубрикатор периодически заполняют маслом. Штоки впускных и выпускных клапанов смазываются смесью масла и топлива.

Во время работы дизелей с кривошипно-камерной продувкой следят за непрерывным удалением смазки из кривошипных камер (через спускные краны). Масло из кривошипных камер вместе с продувочным воздухом попадает в цилиндр двигателя. Это способствует нагарообразованию, пригоранию поршневых колец и может вызвать разнос двигателя, что грозит крупной аварией.

Качество циркуляционного масла зависит от способов его очистки. Масло из двигателя поступает в сточную цистерну, благодаря чему значительно улучшаются условия работы масла, так как в этом случае только небольшая часть его находится в самом двигателе, подвергаясь воздействию окисления, загрязнения и т. п.

В судовых условиях масло очищается отстаиванием в цистернах, с помощью фильтров и центрифугированием (сепарированием). Наиболее интенсивно оно очищается сепарированием, которое производят непрерывно или периодически. В первом случае масло непрерывно поступает из сточной цистерны или картера двигателя в сепаратор, а затем возвращается в сточную цистерну (картер). Во втором случае из цистерны грязного масла оно поступает в сепаратор и после очистки перекачивается в. запасную цистерну, откуда по мере надобности направляется для наполнения сточной цистерны. Непрерывная схема сепарирования более эффективна для двигателей с большой емкостью сточных цистерн и неразделенным картером, у которых циркуляционное масло загрязняется продуктами сгорания.

Для нормальной работы сепаратора выполняют следующие операции:

  • осуществляют наружный осмотр сепаратора и приборов, протирают их сухой ветошью, перед пуском проворачивают барабан на несколько оборотов;
  • проверяют наличие масла и плотность контрольных кранов, в червячную передачу заливают масло МС-20 или МС-22 с заменой его через 500 ч работы сепаратора;
  • очищают барабан от шлама согласно инструкции по эксплуатации сепаратора, тарелки промывают в керосине или дизельном топливе без применения наждачной шкурки и инструментов;
  • проверяют крепление сепаратора, трубопроводов, маслоподогревателя, производят необходимый ремонт, контролируют состояние и работу электродвигателя;
  • при бездействии сепаратора более 20 суток проворачивают барабан в течение 15 — 20 мин под нагрузкой;
  • для лучшей и ускоренной сепарации масло подогревают до 50 — 60° С; шайбы маркируют, так как для масла (топлива) определенного удельного веса требуется применение регулирующих шайб определенного размера;
  • для образования водяного затвора (препятствует выходу масла через водовыпускное отверстие) барабан перед началом работы сепаратора заполняют горячей водой;
  • режимы работы (подбор регулирующих шайб, числа тарелок, расстояния между ними и др.) выбирают согласно инструкции завода-изготовителя.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector