Властивості моторних масел
Властивості моторних масел
Для забезпечення надійної роботи двигуна моторне масло повинне володіти певним комплексом властивостей, кілька розрізняються для різних умов експлуатації та моделей ДВС.
Моторне масло виконує в двигуні одночасно кілька функцій: знижує знос, сили тертя між деталями двигуна, захищає їх від корозії, миє, утримує в собі продукти неповного згоряння палива і зносу, ущільнює зазор між поршнем, його кільцями і циліндром і т.д.
Для отримання необхідного комплексу властивостей, все масла виготовляють з основи (базового масла) і точно підібраного пакету присадок.
Моторні масла, як і більшість мастильних матеріалів, змінюють в'язкість в залежності від своєї температури. Чим нижче температура, тим більше в'язкість і навпаки.
Всесезонне масло працює в діапазоні температур від -35 (холодний пуск взимку) до 150 - 1800С (робота двигуна влітку під повним навантаженням), що відповідно викликає багаторазове зміна його в'язкості.
Щоб забезпечити холодний пуск двигуна (проворачивание клонували стартером і прокачування масла через систему змащування) при низьких температурах, в'язкість не повинна бути дуже великою.
При високих температурах масло не повинно мати дуже малу в'язкість, щоб створювати міцну масляну плівку між труться деталями і необхідний тиск в системі.
Для забезпечення необхідної в'язкості у всьому діапазоні робочих температур всесезонні моторні масла виготовляють з маловязкой основи і полімерних загущающих присадок (модифікаторів в'язкості). Основа, що має невелику в'язкість, забезпечує потрібні низькотемпературні характеристики. Молекули загущающих присадок являють собою "клубки" полімерів (речовин, молекули яких складаються з великого числа повторюваних ланок), "набухають" при нагріванні, що зберігає достатню в'язкість при високій температурі.
В'язкість загущенного всесезонного масла залежить також і від швидкості переміщення його верств щодо один одного. З її збільшенням в'язкість тимчасово знижується, оскільки "клубок" полімерній присадки "розтягується" і чинить менший опір переміщенню шарів.
Здатність знижувати в'язкість в залежності від швидкості зменшує втрати на внутрішнє тертя в маслі і, відповідно, втрати потужності двигуна. Наприклад, при русі поршня від верхньої або нижньої мертвої точки його швидкість зростає і в певний момент виникає гідродинамічний режим мастила. Полімерна загущающих присадка в цей час знижує в'язкість масла, тим самим знижуючи втрати потужності, що розвивається двигуном.
Протизносні властивості моторного масла визначаються його здатністю запобігати механічний знос деталей двигуна і корозійний знос циліндрів, поршнів, їх кілець. Дані присадки утворюють захисну плівку в результаті прямого або опосередкованого контакту їх активних інгредієнтів з металевою поверхнею.
Механічного зносу схильні до пари тертя - зв'язані деталі, що рухаються відносно один одного. При невеликій швидкості переміщення і великих навантаженнях (наприклад, деталей газорозподільного механізму) масло не повністю розділяє деталі, і вони контактують один з одним (граничний режим мастила). Під час переміщення виступи мікрорельєфу поверхні стикаються, що призводить до їх руйнування. Воно може проявлятися у вигляді "обламування" виступів або освіти "борозни" в металі - задираки. Для запобігання руйнуванню мікрорельєфу (зносу) в моторне масло вводять протизносні присадки. Вони хімічно перетворять (модифікують) поверхню металу, утворюючи на ній тонку плівку, через яку і відбувається ковзання.
Корозійний знос поршнів, циліндрів і їх кілець виникає через вплив кислот, що утворюються при окисленні масла і згорянні палива. Для їх нейтралізації в масло вводять лужні присадки.
Миючі і диспергуючі властивості
Миючі властивості характеризують здатність масла очищати деталі двигуна від різних лакообразних відкладень, нагару і т. Д. Ці властивості забезпечують введенням миючих присадок, що містять поверхнево-активні речовини (ПАР), які "відривають" частинки відкладень від деталей і переносять їх в масло.
Диспергуючі властивості (від лат. Dispersio - розсіювання) утримують нерозчинні в маслі речовини (частки нагару, продукти неповного згоряння палива і т. Д.) В підвішеному стані і не дають їм випасти в осад. Для додання маслу цих властивостей, в неговводят присадки-дисперсанти, що створюють оболонку навколо частинок забруднень. Вона не дозволяє їм прилипати до поверхонь двигуна і злипатися один з одним.
Визначають стійкість масла до втрати його властивостей - старіння. Для уповільнення цього процесу вводять антиокислювальні присадки. Вони захищають основу масла від дії кисню повітря, перешкоджаючи процесу окислення.
Умови роботи масла в двигуні настільки жорсткі, що повністю запобігти його окислення поки не представляється можливим. Після вироблення антиокислювальних присадок починається зростання в'язкості масла, корозійної активності, схильності до утворення відкладень і т. Д.
Характеризують здатність масла запобігати корозії деталей двигуна, виготовлених з кольорових металів (бронзові втулки, антифрикційне покриття підшипників коленвала і т. Д.). Антикорозійні присадки утворюють на їх поверхні міцні захисні плівки, що перешкоджають прямому контакту з моторним маслом, яке при високій температурі є агресивним середовищем для кольорових металів.
Полімерні загущаючі присадки разом з модифікаторами тертя дозволяють створювати енергозберігаючі масла на маловязких засадах, забезпечують економію палива. Залежно від класу масла і режиму експлуатації автомобіля економія палива може становити від 1,5 - 2 до 5,5 - 6%.
Модифікатори тертя використовують двох типів - тверді (наприклад, дісульфіт молібдену - МО2 S) і рідкі. Перші являють собою тверді мастильні речовини, тонко дисперговані (подрібнені) в маслі. За рахунок адгезії (зчеплення) вони зв'язуються з поверхнями тертя і зменшують його величину при граничному режимі мастила. Рідкі модифікатори тертя - з'єднання, що володіють високою адсорбцією (поглинання поверхневим шаром твердого тіла рідин або газів) до металу і утворюють на його поверхні "м'який ворс", що знижує сили тертя.
Зберігають плинність масел при низьких температурах (від -15 0 С до - 45 0 С), перешкоджаючи утворенню кристалів парафіну в оліях при низькій температурі.
Дані присадки змінюють і зменшують процес кристалізації парафінів, що містяться в оліях на мінеральній основі.
Масла можуть пінитися в результаті:
- наявності інших присадок, наприклад миючі присадки надають на олії таку ж дію, як і мило на воду: вони очищають двигун, але сприяють утворенню піни.
- порушень конструкції системи змащення, що може викликати нерівномірний потік мастила в результаті змішування повітря і масла, що веде до утворення міхурів.
Дані присадки запобігають змішування великої кількості повітря з маслом.
Дані присадки дозволяють зменшити крутний момент тертя і таким чином отримати економію енергії, оберігаючи робочі поверхні від важких навантажень.
Вони надають мастильних матеріалів особливі ковзаючі властивості, які надзвичайно підходять для коробки передач і труться, що працюють в маслі (валів, ручний і автоматичної коробки швидкостей, гальм і т.д.)
В даний час проводяться великі дослідження в цій області. Самі сильнодіючі присадки, що допомагають долати надмірний тиск, засновані на органо-металевих молібденових похідних, похідних жирних кислот, складових речовин жирних кислот, форсфоросульфарірованних молекулах, Боратто і т.д.
Для того щоб двигун відпрацював розрахунковий ресурс, необхідно звертати увагу на наступне:
# 252; при виборі моторного масла керуватися переліком масел, допущених до застосування виробником автомобіля. Ці мастильні матеріали пройшли випробування на автозаводі, мають необхідний комплекс властивостей і відповідний допуск до застосування;
# 252; заміну масла виробляти в терміни, встановлені виробником. При експлуатації в місті, по бездоріжжю і т. Д. Рух здійснюється переважно на нижчих передачах, відповідно двигун здійснює більшу кількість обертів на тисячу кілометрів пробігу, ніж при русі по трасі. Тому в таких умовах експлуатації міняти моторне масло необхідно в 1,5 - 2 рази частіше, ніж зазначено в інструкції (наприклад для автомобілів ВАЗ в міських умовах період заміни - 5 - 7 тис. Км);
# 252; для автомобілів з великим пробігом заміну масла виробляти частіше, так як умови його роботи в зношених двигунах більш жорсткі (прорив розжарених газів в картер через збільшених зазорів між поршнями і циліндрами і т. д.);
# 252; зміну масляного фільтра проводити разом із заміною масла. При використанні палива сумнівної якості і великому пробігу по запиленій місцевості бажано замінювати його частіше, ніж масло (в розумних межах). Велика кількість продуктів неповного згоряння палива і пилу з повітря може вивести фільтр з ладу завчасно;
# 252; неприпустимо змішувати мінеральне і синтетичні масла, а також доливати мінеральне в частково синтетичне через різну розчинність присадок в мінеральної і синтетичної основи. Результатом змішування може бути випадання присадок в нерозчинний осад;
# 252; доливати слід той же сорт масла, який залитий в двигун. Масла різних виробників містять різні пакети присадок, які можуть бути несумісні. За результатами досліджень ЦНДІ Морського флоту, що проводяться з метою вивчення можливості "дозаправки" судів маслами в різних портах, навіть сумісні масла після роботи в двигуні не можуть змішуватися без втрати властивостей;
# 252; якщо в процесі експлуатації масло замінювалося своєчасно і мало відповідну якість, промивку двигуна проводити не треба;
# 252; якщо невідомо, яке масло заливав колишній власник автомобіля, перед заміною необхідно промити систему змащення спеціально призначеним для цього промивання маслом. В іншому випадку свіже високоякісне масло може змити велику кількість відкладень, що призведе до швидкого засмічення фільтра системи змащення;
# 252; додавання в моторне масло різних препаратів може поліпшити одні його властивості і різко погіршити інші, що несприятливо позначиться на стані двигуна. Це пов'язано з тим, що в якісному маслі пакет присадок точно збалансований, а додавання в нього якого-небудь препарату, як правило, порушує цей баланс;
# 252; при виборі не варто орієнтуватися на колір масла. Більшість вводяться в нього присадок роблять його більш темним;
# 252; в непрогрітому до робочої температури олії лужні присадки не встигають нейтралізувати кислоти, які утворюються з продуктів неповного згоряння палива, відповідно відбувається посилений корозійний знос поршнів, їх кілець і циліндрів. Під навантаженням (при русі автомобіля) двигун прогрівається швидше. Тому в холодну пору його прогрів "на місці" слід проводити не більше 3 - 5 хв.