«УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

ЛЕКЦИЯ

по дисциплине

«УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Занятие № 9. 5. Эксплуатационные материалы (моторные масла)

Учебные вопросы Эксплуатационные материалы и их назначение.

Место проведения: аудитория.

Вид занятия: лекция.

Введение

Успешное использование автомобильной техники в значительной мере зависит от эксплуатационных материалов.

К эксплуатационным материалам, применяемым на автомобильной технике, относятся жидкие и газообразные топлива, смазочные и конструкционно-ремонтные материалы, а также технические (специальные) жидкости (ГСМ).

Правильный выбор и рациональное использование эксплуатационных материалов во многом определяют надежность и долговечность техники, затраты на ее обслуживание и ремонт.

Учебный вопрос № 1.

Эксплуатационные материалы и их назначение

Для двигателей внутреннего сгорания с принудительным воспламенением в качестве топлива используется бензин. Сырьем для получения бензина служат нефть, нефтяные газы, бурый и каменный уголь, горючие сланцы.

Автомобильным бензином называют нефтяную фракцию, представляющую смесь углеводородов, которая выкипает при температуре от 35 до 205 °С.

Эксплуатационные качества бензинов характеризуются:

- испаряемостью;

- детонационной стойкостью;

- стабильностью;

- коррозионностью и токсичностью;

- наличием механических примесей и воды.

Моторные масла.

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

Масла представляют собой смесь углеводородов с температурой кипения 350-500 °С.

Основная функция, которую выполняют моторные масла, – это снижения трения и износа трущихся деталей двигателя за счет создания на их поверхностях прочной масляной пленки.

Одновременно моторные масла должны обеспечивать:

- уплотнения зазоров в сопряжениях работающего двигателя и, в первую очередь, деталей цилиндропоршневой группы;

- эффективный отвод тепла от трущихся деталей, удаление из зон трения продуктов износа и других посторонних веществ;

- надежную защиту рабочих поверхностей деталей двигателя от коррозионного воздействия, продуктов окисления масла и сгорания топлива;

- предотвращение образования всех видов отложений на деталях двигателя при его работе на различных режимах.

Основными эксплуатационными свойствами моторных масел являются:

- антифрикционные;

- противоизносные и противозадирные;

- противоокислительные свойства и склонность к лакообразованию;

защитные и коррозионные

Антифрикционные свойства характеризуют способность масел снижать затраты энергии на преодоление трения и обусловливаются вязкостью, вязкостно-температурными свойствами и подвижностью масел при пониженных температурах.

Вязкость (единицей кинематической вязкости является мм2/с) определяет возможность создания жидкостного трения. Чем больше вязкость, тем надежнее жидкостное трение и меньше износ. С увеличением вязкости улучшается уплотнение зазоров и уменьшается расход масла, обусловленный угаром и утечками.

Вместе с тем при увеличении вязкости возрастают затраты энергии на трение внутри масляного слоя, затрудняется циркуляция масла в системе смазки, ухудшается отвод тепла и удаление продуктов износа из узлов трения.

Для смазки двигателей обычно выбирают масло по возможности небольшой вязкости, но такое, чтобы оно надежно обеспечило жидкостное трение. Так, масло, применяемое летом, имеет, как правило, большую вязкость, чем масло, применяемое зимой; для эксплуатации техники в северных и арктических районах выбираются масла с наименьшей вязкостью; в сильно изношенных двигателях целесообразно применять масла с большей вязкостью. Вязкость масел указывается в их маркировке.

Вязкостно-температурные свойства показывают изменение вязкости смазочных масел в зависимости от температуры. Лучшими являются те масла, у которых вязкость с понижением температуры возрастает не особенно резко. Это облегчает пуск двигателя и трогание машины с места при низких температурах.

Потеря подвижности масла происходит при его значительном охлаждении и характеризуется температурой застывания. По температуре застывания можно судить о нижней температурной границе применения моторного масла при холодном пуске двигателя. Этот предел должен быть ориентировочно, на 10 °С выше температуры застывания масла.

Противоизносные и противозадирные свойства масел проявляются в способности масел образовывать на поверхности трения прочную пленку, предотвращающую непосредственный контакт трущихся деталей, уменьшающую их износ и опасность возникновения задиров.

Противоокислительные свойства и склонность масел к лакообразованию характеризуют способность масел противостоять окислению под воздействием окружающей среды.

Скорость и глубина окислительных процессов зависят от температуры, площади соприкосновения масла с кислородом воздуха и каталитического действия металлов.

При температуре до 30 °С окисление протекает очень медленно.

В камере сгорания двигателя при температуре, достигающей 2000 °С, масло сгорает, образуя нагар, что отрицательно сказывается на работе двигателя.

Уменьшению нагара способствует работа двигателя с полной нагрузкой на высоком тепловом режиме, при снижении теплового режима двигателя слой нагара увеличивается.

В области боковой поверхности поршня и соответствующих участков гильзы цилиндра температура составляет от 150 до 300 °С, масло покрывает детали тонким слоем. Окисление масла в этих условиях приводит к образованию на металлических поверхностях лаковых отложений – тонких лакоподобных пленок от светло-коричневого до темного цвета.

Накопление лаковых пленок в канавках поршневых колец ведет к потере подвижности или, как говорят, «пригоранию» колец. Пригоревшее кольцо не выходит из канавки и перегревается, газы, прорываясь в картер, сдувают масляную пленку со стенок цилиндров, вследствие чего резко увеличивается износ.

Степень лакообразования зависит от теплового режима двигателя, технического состояния поршневой группы и качества применяемого масла.

Склонность масла к лакообразованию характеризуют показатели: моющие свойства масла и термоокислительная стабильность.

Под моющими свойствами понимают способность масла противостоять лакообразованию на горячих поверхностях.

Защитные и коррозионные свойства масел. Смазочным маслам присущи функции защиты металла от коррозии.

Вместе с тем в маслах практически всегда содержатся вещества, которые сами могут коррозировать металлы. К ним относятся органические кислоты и сернистые соединения, а также неорганические кислоты и щелочи. Особенно усиливается коррозионность масла в присутствии воды.

Коррозионно-агрессивные продукты, содержащиеся в масле, способны вызывать коррозию всех металлических поверхностей, но наиболее уязвимым местом являются вкладыши подшипников коленчатого вала, изготовленные из свинцовистого баббита, свинцовистой бронзы или кадмиево-серебряного сплава. В результате коррозии свинец вымывается из сплава, а остающаяся основа не выдерживает механических нагрузок и разрушается.

Для преподавателя:

Согласно принятой классификации всем моторным маслам присвоен индекс, и они разделены на классы и группы в зависимости от их вязкости и эксплуатационных свойств. По эксплуатационным свойствам и области применения масла делят на следующие группы (таблица 1).

По типу двигателя маслам присваивается цифровой индекс: 1 - для бензиновых, 2 - для дизелей.

Масла универсальные не имеют индекса.

По вязкости масла подразделяются на три класса: летние, зимние, всесезонные. Летние масла нормируются значением кинематической вязкости при температуре 100 °С, зимние - при 100 °С и при минус 18 °С. Всесезонные масла обозначаются дробью: в числителе указывается класс вязкости зимнего, а знаменателе – летнего масла.

Маркировка моторных масел включает в себя: букву М – принадлежность к моторным маслам; цифру – класс кинематической вязкости (при обозначении дробными цифрами в числителе указывается класс вязкости масла при температуре минус 18 °С, а в знаменателе – при 100 °С). Прописные буквы указывают на группу масла по эксплуатационным свойствам, индекс 1 - для бензиновых двигателей, индекс 2 - для дизелей.

При обозначении моторных масел кроме перечисленных используют и дополнительные индексы:

- Рк – рабоче-консервационные масла;

- З – масло, содержащее загущающую присадку;

- К – масло предназначено для двигателей КамАЗ и т. д.

Примеры обозначения масел:

- М-8-В1: М – моторное; 8 - класс кинематической вязкости; В - по эксплуатационным свойствам относится к группе В (среднефорсированные двигатели); индекс 1 – предназначено для бензиновых двигателей;

- М-10-Г2к: М – моторное; 10 - класс кинематической вязкости; Г - по эксплуатационным свойствам относится к группе Г (высокофорсированные двигатели); индекс 2 –предназначено для дизелей; индекс «к» - масло предназначено для двигателей КамАЗ;

- М-6з/10-В: М – моторное; 6 и 10 - класс кинематической вязкости; буква «з» означает, что масло имеет загущающую присадку, улучшающую вязкостно-температурные свойства, и предназначено для всесезонного или зимнего применения; В (без индекса) – масло универсальное и предназначено как для бензиновых двигателей, так и для дизелей.

Таблица 1- Группы масел в зависимости от эксплуатационных свойств

Группа масла		Рекомендуемая область применения
А		Нефорсированные бензиновые двигатели и дизели
Б	Б1	Малофорсированные бензиновые двигатели
Б	Б2	Малофорсированные дизели
В	В1	Среднефорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, способствующих окислению масла и образованию всех видов отложений
В	В2	Среднефорсированные дизели
Г	Г1	Высокофорсированные бензиновые двигатели
Г	Г2	Высокофорсированные дизели без наддува или с умеренным наддувом
Д	Д1	Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в эксплуатационных условиях, более тяжелых, чем для масел группы Г1
Д	Д2	Высокофорсированные дизели с наддувом, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях
Е	Е1	Высокофорсированные бензиновые и дизельные двигатели, работающие в эксплуатационных условиях, более тяжелых, чем для масел групп Д1 и Д2

Часто возникает необходимость выбора отечественного масла для зарубежной техники или импортного масла для отечественной и в этом случае необходимо знать о возможной взаимозаменяемости отечественных и зарубежных масел.

В международной практике широко используется классификация моторных масел по вязкости (SAE), разработанная Американским обществом автомобильных инженеров, а эксплуатационные свойства масел и область их применения оценивается по классификации API (разработана американским институтом нефти).

Согласно SAE масла подразделяются на три категории: летние, зимние, всесезонные.

Летние маркируются: 20, 30, 40, 50, 60 (вязкость в секундах Сейболта при температуре 98, 9 °С); зимние – 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W (цифры означают вязкость в секундах Сейболта, а «W» – первая буква английского слова «Winter» - зима); всесезонные (загущенные) масла имеют двойную нумерацию. Например, 10W/50, означает, что данное масло при температуре минус 17, 8°С соответствует по вязкости SAE-10, а при температуре 98, 9 °С - SAE 50.

Классификация масла по условиям эксплуатации API подразделяет масла на две категории: S - категория «Сервис» (для бензиновых двигателей) и С - коммерческая категория (для дизелей). При этом для бензиновых двигателей применяют маркировку SA, SB, SC, SD, SE, SF, SH, SJ ( 9 классов по состоянию на 2005 г. ), а для дизелей – СА, СВ, СС, СD, СD11, СЕ, CF, CF – 4, CF – 2, CG – 4 (10 классов по состоянию на 2005 г. ). Таким образом, вторая буква обозначает степень качества масла и чем буква дальше по алфавиту, тем масло качественнее.

Цифры при обозначении классов СD-11, CF-2, CG-4 дают дополнительную информацию о применяемости масел данного класса в 2-тактных или 4-тактных дизелях соответственно.

Большинство современных масел универсальны, т. е. применимы как для бензиновых двигателей, так и для дизелей. Такие масла имеют двойное обозначение – SF/CC, SF/CD, CG/CD, CD/SF и др., где на основное назначение указывают первые буквы. Полная маркировка масла обозначается, например, так: SAE 10W-30 API SF/CC.

Для отечественных автомобилей рекомендуются следующие марки моторных масел:

- М-4з/6-В1 – применяют всесезонно в северной климатической зоне и как зимнее в районах с умеренными климатическими условиями;

- М-8-В – применяют всесезонно в среднефорсированных бензиновых двигателях легковых и грузовых автомобилей с периодичностью замены до 18 тыс. км пробега, а также как зимнее масло для среднефорсированных дизелей;

- М-6з/10-В – применяют всесезонно в среднефорсированных бензиновых двигателях и безнаддувных дизелях. Это универсальное масло отличается повышенной работоспособностью. Пробег до замены масла для автомобилей с бензиновыми двигателями составляет 18 тыс. км, а с дизелями – до 500 мото-ч;

- М-5з/10-Г1 – применяют всесезонно в высокофорсированных бензиновых двигателях в регионах с низкими температурами зимних месяцев как всесезонное;

- М-6з/12-Г1 - применяют всесезонно в регионах с умеренными климатическими условиями при температуре воздуха от минус 20 до 45 °С;

- М-8-Г2 и М-10-Г2 – применяют соответственно для зимней и летней эксплуатации дизелей без наддува или невысоким наддувом;

- М-8-Г2к и М-10-Г2к – применяют соответственно для зимней и летней эксплуатации двигателей семейства КамАЗ;

- ВНИИ/НПМ –5з/16-Д2 – применяют всесезонно для двигателей КамАЗ-740. 50-360;

- М-8-Д2 М и М-10-Д2 М – применяют соответственно для зимней и летней эксплуатации высокофорсированных турбонаддувом дизелей, работающих в тяжелых условиях.

Преподаватель Катречко С. И.