Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Лакообразование

За критическую температуру лакообразования принимают температуру, при которой испытуемое масло при анализе по ГОСТ 5737 — 53 образует за 30 мин 3 % лака. [46]

За критическую температуру лакообразования принимают температуру, при которой испытуемое масло при анализе по ГОСТ 5737 — 53 образует за 30 мин 3 % лака. Чтобы рассчитать критическую температуру лакообразования, определяют склонность испытуемого масла к образованию лака в течение 30 мин при различной температуре через каждые 5 или 10 С и строят график зависимости лакообразования от температуры. На графике по оси ординат откладывают величину лака в процентах, а по оси абсцисс — температуру в С. Пользуясь этим графиком, находят температуру, соответствующую 3 % лака. Критическую температуру лакообразования ( Ткр) определяют с точностью до 5 С, при этом принимают меньшее значение температуры. Так, например, если найдено, что 3 % лака образуются между 245 и 250 С, то за ТКр принимают 245 С. [47]

За критическую температуру лакообразования принимают температуру, при которой испытуемое масло при анализе по ГОСТ 5737 — 53 образует за 30 мин 3 % лака. [48]

Склонность масла к лакообразованию зависит от его химической стабильности. С понижением химической стабильности масла его склонность к лакообразованию увеличивается. [49]

Наибольшей склонностью к лакообразованию обладают смо-листо-асфальтеновые соединения. Лаковые отложения, как и нагары, обладают теплоизоляционными свойствами. Отложение лака на внутренней поверхности поршня может привести к его прогару. [50]

Для борьбы с лакообразованием и пригоравшем поршневых колец применяют моющие присадки. Механизм действия моющих присадок может быть двояким в зависимости от качества присадки. [51]

Влияние процесса коагуляции на лакообразование в двигателе может быть самым различным в зависимости от ряда факторов, среди которых наиболее важными являются температура масла и степень загрязненности его высокодисперсными углеродистыми частицами. С повышением температуры скорость коагуляции углеродистых частиц из масла в тонком слое, как показал С. П. Беренсон [4] сильно возрастает. [52]

Интенсивность нагаро — и лакообразования в двигателе снижают введением в масла соответствующих присадок. В понятие моющее действие присадок входит повышение термоокислительной стабильности, антиокислительное, нейтрализующее и стабилизирующее действия. [53]

В соответствии с теорией лакообразования [61] установлено, что с уменьшением толщины слоя масла, находящегося на поверхности горячих деталей, повышается скорость превращения масла в лаковую пленку. [54]

При повышении температуры скорость лакообразования возрастает. Однако, с понижением температуры металлической поверхности деталей двигателя количество лака на них увеличивается. [55]

Для понимания природы процесса лакообразования необходимо установить долю участия топлива и масла в образовании лаковых отложений, о чем в литературе имеются противоречивые сведения. [56]

Одна из главных причин лакообразования — окисление тонкого слоя масла, не содержащего дисперсную фазу, подробно рассмотрена в гл. [57]

Кроме того, процесс лакообразования должен рассматриваться с двух сторон, каждая из которых имеет важное и само-стоятельное значение, а именно: как быстро, с какой скоростью тонкий слой масла превращается в лак и какое количество лака образуется из масла. [58]

Замеченную закономерность в изменении лакообразования при изменении температуры можно использовать для оценки лакообразующих свойств масла, беря за показатель температуру, при которой начинается интенсивное лакообразование, названную критической температурой лакообразования. Нами рекомендуется брать за критическую температуру ту температуру, при которой в масле образуется 3 % лака. [59]

Большое влияние на интенсивность лакообразования оказывает степень дисперсности в масле механических примесей органического происхождения. На поверхностях деталей оседают только относительно крупные частицы; мелкие частицы остаются во взвешенном состоянии и лаковых отложений не образуют. [60]

INTSOIL

we do quality

Моющие свойства

Способность смывать загрязнения внутри двигателя является одной из важнейших характеристик современного масла, так как безотказная работа двигателя в течение продолжительной эксплуатации возможна только при сохранении чистоты всех его деталей. Чистыми должны быть кольцевые канавки поршней, чтобы кольца не теряли подвижность, сами поршни, чтобы обеспечить отвод тепла, а также масляные каналы, клапанный механизм, кулачки и другие трущиеся детали. Ресурс работы масла обусловлен главным образом его моющими свойствами, поэтому во всех моторных испытаниях моющим свойствам уделяют большое внимание.

Двигатель загрязняется ввиду интенсивного окисления масла, контактирующего с горячими поверхностями деталей. Отложения и кокс заполняют кольцевые канавки, уменьшают подвижность колец, лак и смолистые отложения, покрывают все остальные летали двигателя, а смолы образуют в картере шлам, который способствует закупориванию масляного фильтра и масляных каналов. Масло должно препятствовать образованию продуктов окисления и не допускать их отложения на поверхностях деталей. Если при продолжительной работе двигателя детали не загрязняются, считается, что масло обладает хорошими моющими свойствами. Моющие свойства моторных масел оцениваются непосредственно чистотой деталей двигателя и косвенно общим щелочным числом (TBN) и коксуемостью.

Чистота двигателя (cleanliness) — это комплексная характеристика, включающая а себя не только моющие свойства масла, но и его стойкость к окислению, а также способность подавлять коксо- и смолообразование. Смолистые отложения практически не образуются пока в масле находятся моющие присадки. Моющие свойства масел определяются при помощи стендовых моторных испытаний. Чистота каждого типа двигателя определяется разными методами испытаний, при которых устанавливаются разные режимы работы двигателя (предельно высокая температура и частота вращения коленчатого вала, неполный прогрев двигателя в режиме стоп-старт и т.д.). Общая моющая способность определяется после разборки двигателя и оценки количества загрязнений на отдельных деталях.

При моторных испытаниях моющая способность масла определяется по следующим показателям:

Бензиновый двигатель:

Отложения при высокотемпературном окислении (150 °С):

• Заклинивание колец
• Заклинивание толкателей
• Лакообразование
• Отложения на межкольцевой части поршня
• Отложения на подушках коромысла

Отложения при низкотемпературном окислении (46° — 100°С):

• Лакообразование на юбке поршня
• Лакообразование в двигателе
• Заклинивание колец
• Отложения на крышке клапанного механизма
• Отложения на поршне

Дизельный двигатель:

• Засорение верхней кольцевой канавки
• Отложения на поршне
• Отложения кокса на верхней части поршня

Моющие свойства масла оказывают непосредственное влияние на полировку стенок цилиндров. Ниже приводятся основные стандартные стендовые и моторные испытания, применяемые для определения моющей способности моторного масла:

• для дизельного двигателя, работающего в высокотемпературном режиме с применением сернистого топлива оценивается чистота поршня и подвижность колец по стандартам СЕС L-12-A-76 «Оценка чистоты поршня в испытательном дизельном двигателе М WM KD 12Е»
• для дизельного двигателя с турбонаддувом, работающего под нагрузкой оценивается образование отложений на поршнях по стандарту CEC L-24-A-78 «Оценка моторных масел в отношении образования отложений на поршне при тяжёлом режиме работы, Petter AV-B дизельный испытательный двигатель с турбонаддувом»
• для мощного дизельного двигателя с турбонаддувом, работающего в условиях неполного прогрева оценивается образование отложения на поршне и полирование стенок цилиндра по стандарту СЕС L-42-A-92 «Отложения на поршне и полирование стенок цилиндров мощного дизельного двигателя MB ОМ 364А» (Heavy duty Diesel piston deposits and cylinder bore polishing. MB ОМ 364A engine);
• образование высокотемпературных отложений и прихватывание колец в бензиновом двигателе оценивается по стандарту СЕС L-55-T-95 «Высокотемпературные отложения и прихватывание колеи в бензиновом двигателе» (High temperature deposits, ring sticking in gasoline engines);
• высокотемпературное окисление моторного масла в бензиновом двигателе оценивается по стандарту ASTM STP 315Н Sequence IIIE;
• склонность к низкотемпературному нагарообразованию в бензиновом двигателе оценивается по стандарту ASTM STP 315Н Sequence VE;
• склонность к образованию отложений в условиях высокой скорости и высокой температуры в бензиновом двигателе оценивается по стандарту ASTM STP 509А CRC L-38.

В США моющая способность масла оценивается по прихватыванию колец и по количеству загрязнений (отложений) в кольцевых канавках. Для этого проводятся моторные испытания на двигателях «Catеrpillar» в разных режимах работы (1-Н2,1-D, 1-G 2) согласно стандарту ASTM STP 509А.

Что такое лакообразование в двигателе

MANNOL SAE 60 7408

Высокоэффективное моноградное минеральное моторное масло для тяжелонагруженных дизельных двигателей с турбонаддувом и без, работающих в сверх тяжелых условиях при температурах окружающей среды выше минус 15°C.

Свойства продукта:
— По причине отсутствия загустителей меньше подвержено деструкции и старению чем аналогичные всесезонные масла, имеет повышенный ресурс, что в сочетании невысокой испаряемостью снижающей расход масла «на угар», позволяет применять его в двигателях с увеличенным интервалом замены масла;
— Минеральная основа высочайшего качества и тщательно подобранные присадки обеспечивают хорошие антифрикционные и противоизносные свойства, что значительно продлевает ресурс техники по сравнению с маслами-аналогами на всех, даже самых экстремальных, режимах работы;
— По сравнению с аналогами, за счёт природных антиоксидантов, имеет повышенную термоокислительную стабильность, что в сочетании с хорошими моюще-диспергирующими свойствами снижает нагаро- и лакообразование, предотвращает образование отложений всех видов и поддерживает в чистоте детали двигателя на протяжении всего интервала между заменами;
— Обладает удовлетворительными низкотемпературными свойствами;
— Эффективно защищает детали двигателя от всех видов коррозии;
— Может быть использовано при работе на топливе с повышенным содержанием серы.

Предназначено для высоконагруженных дизельных двигателей грузовых автомобилей, строительной, горнодобывающей и сельскохозяйственной техники, небольших судов, тепловозов, а также стационарных. Подходит для ретро-автомобилей.
Может быть использовано как гидравлическое масло в гидросистемах, в том числе совмещенных с механическими коробками передач или с гидротрансформаторами, если производитель требует применения в этих узлах моторного масла соответствующего класса вязкости.

• MN7408_DEMN7408_EN

«> MSDS

Масло для двигателя автомобиля

Содержание статьи:

• Состав автомобильного масла
• Категории базовых масел
• Присадки
• Основные виды присадок
• Классификация и обозначение автомобильных масел

Автомобильные масла предназначены для смазывания роторных и поршневых двигателей внутреннего сгорания. Выделяют три основных зоны их работы:

Камера сгорания цилиндра.

В ней температура сгорания достигает +2000 °C и выше. Масло в двигателе активно окисляется, частично сгорает до золы и кокса, а также образует отложения на внутренних стенках. Нагарообразование происходит более интенсивно в двигателях с низкой температурой. Большое значение имеют условия эксплуатации автомобиля.

Если при поездках приходится делать частые остановки и запуски, двигатель переохлаждается, долго прогревается, в нем могут образовываться значительные отложения. При высокой температуре обычно происходит самоочищение камеры. Это связано с более полным сгоранием отложений – до рыхлого серого порошка. Дизельные двигатели обычно менее чувствительны к нагару, чем бензиновые.

Сопряжение «цилиндр-поршень».

В этом узле автомобиля масло находится в виде тонкой пленки на поверхностях двигателя. Температура эксплуатации достигает +200…+300 °C. При таких условиях частично испаряются легкие фракции масла, в результате чего образуются темные лаковые отложения на внутренних поверхностях поршня, на верхней головке шатуна и проточках для колец. Процесс становится более интенсивным при прорыве газов из камеры сгорания.

При значительных лаковых отложениях снижается отвод тепла от поршневой группы, в результате чего происходит перегрев последней и, как результат, трудный запуск. Использование автомобильных масел с моющими присадками значительно снижает лакообразование, а при определенных условиях может полностью его предотвратить.

Картер двигателя.

Температура работы не превышает +50…+100 °C. В этих условиях масло в автомобиле практически не окисляется. Однако при прорыве в картер горячих газов и плохой работе вентиляции происходит нагрев до +120 °C. Масло начинает быстро окисляться, увеличивает свою коррозионную активность.

Не менее опасно и переохлаждение, возникающее, например при неисправности термостата. Уменьшение температуры масла в картере до +35 °C и ниже приводит к накоплению липкой мазеобразной массы (шлама). Шламообразование резко усиливается при попадании воды в масло. Со временем это может привести к прекращению подачи последнего.

Состав автомобильного масла

Для того чтобы продлить срок эксплуатации поршневого двигателя и обеспечить его стабильную работу, необходимо правильно подобрать и использовать смазочные материалы. Качество последних во многом зависит от базового масла. Его основными показателями, согласно American Petroleum Institute (API), являются:

• индекс вязкости. Представляет собой безразмерную величину. Индекс показывает степень зависимости вязкости базового масла от температуры;
• процентное содержание насыщенных углеводородов. Эта группа веществ наделяет масло для авто устойчивостью к окислению и химической стабильностью;
• наличие серосодержащих органических веществ. Они отличаются высокой реактивной способностью. Поэтому содержание таких веществ крайне нежелательно и строго регламентируется.

Категории базовых масел

Группа I. Производится из нефтяного сырья. Основой технологического процесса является удаление нежелательных компонентов. Для таких масел глубина переработки не является существенной. Конечный продукт содержит 0,03 % и более серы, сравнительно низкую долю насыщенных углеводородов – менее 90 %. Индекс вязкости – в пределах 80–120, обычно не более 90.

Группа II. Принцип производства тот же, что и для первой группы, однако применяются более совершенные методы очистки. Благодаря этому конечное базовое масло имеет более улучшенный состав: доля насыщенных углеводородов – от 90 % и выше, серы – не более 0,03 %. Диапазон индекса вязкости тот же (80–120), но стандартное значение выше – 95–100.

Группа III. Базовые масла третьей категории могут производиться из нефтяного сырья и (реже) из природного газа. Переработка осуществляется методом каталитического гидрокрекинга. Он включает в себя химические процессы, проходящие при высоких температурах и давлении в присутствии водорода.

Нежелательные вещества не удаляются, а трансформируются в молекулы с заданными характеристиками. Применение такой технологии позволяет получать базовые масла с превосходными характеристиками, близкими к показателям синтетических аналогов. Индекс вязкости третьей группы – не менее 120, часто 140–150, серы – не более 0,03 %, а содержание насыщенных углеводородов – 90 % и выше.

Группа IV. Полиальфаолефины (ПАО). Их получают химическим синтезом с использованием катализаторов. Технология производства является более сложной, что обуславливает более высокую стоимость продукции по сравнению с оригинальными маслами, полученными из нефтяного сырья.

Основным отличием ПАО от продукции I–III групп является однородный состав и лучшие физико-химические показатели: термостабильность, низкая испаряемость, индекс вязкости и ряд других.

Группа V. Она включает в себя остальные базовые масла, не относящиеся к предыдущим категориям. В нее входят полигликоли, силиконы, эфиры и т. п.

Присадки

Чтобы достичь требуемых эксплуатационных характеристик и обеспечить оптимальное соотношение цены и качества, используются различные комбинации базовых веществ. Например, минеральное масло имеет хорошую стабильность и растворимость присадок, неплохие характеристики. Однако на его основе очень сложно произвести смазочный материал, который обеспечивает надежный пуск при низких температурах и в то же время обладает хорошими противоизносными свойствами при высоких.

Достичь указанного сочетания качеств можно, если ввести в состав исходного сырья ПАО или гидрокрекинговую (III группа) продукцию. Полученная комбинация имеет набор характеристик, которыми обладают оба вида оригинальных масел – минеральное и синтетическое.

Помимо этого, для получения смазочного материала с заданными свойствами используются специальные присадки.

По принципу действия они делятся на две группы:

• модифицирующие свойства масла для авто;
• защищающие пары трения, узлы и механизмы.

Первый тип включает в себя антиокислительные, вязкостно-загущающие, антипенные, депрессорные и другие присадки. Во вторую группу входят антикоррозионные, моющие, противоизносные, диспергирующие вещества.

Основные виды присадок

Вязкостно-загущающие. Представляют собой полимеры различной массы и молекулярного строения. Основное назначение присадок – повысить индекс вязкости масла для авто. Смазочные материалы, загущенные такими веществами, работают в широком диапазоне температур. Благодаря достаточной текучести в холодное время года, они обеспечивают надежный пуск зимой, в том числе в условиях сурового климата. Благодаря загущающей присадке масло сохраняет достаточную вязкость при максимальных рабочих температурах. Процентное содержание добавки варьируется в зависимости от качества исходного материала и требуемых свойств.

Антиокислительные (ингибиторы). Они предназначаются для замедления реакций, происходящих в масле под воздействием кислорода воздуха, контакта с металлами, агрессивными газами и т. п. Введение антиокислительных присадок продлевает срок эксплуатации смазочного материала, благодаря чему увеличивается межсервисный интервал.

Антикоррозионные. Присадки предотвращают окисление металлических узлов и деталей под воздействием высокой температуры, агрессивных веществ, кислорода воздуха. Такой ингибитор коррозии нейтрализует кислоты, а также создает защитную пленку на поверхности двигателя.

Депрессорные. Чаще всего вводятся в минеральные базовые масла для улучшения их низкотемпературных свойств. Депрессорная присадка предотвращает образование больших кристаллов парафина и их сращивание, происходящие в автомобильных маслах в холодное время года. Таким образом, сохраняется фильтруемость и прокачиваемость смазочного материала при низких температурах.

Антифрикционные. Предназначаются для снижения коэффициента трения в узлах и повышения КПД. В качестве антифрикционных добавок могут использоваться мелкодисперсные вещества (политетрафторэтилен, коллоидный графит, дисульфит молибдена), маслорастворимые полимеры.

Противоизносные. Образуют тонкий, постоянно возобновляемый поверхностный слой. Такая присадка срабатывает в том месте, где толщины масла недостаточно для защиты пар трения от прямого контакта или же уровень нагрузки на узел очень высок.

Моющие присадки (детергенты). Они являются поверхностно-активными веществами (ПАВ), которые предотвращают образование нагара и лака в зонах, работающих со значительной нагрузкой и при высокой температуре. Основная задача автомобильных масел с моющими присадками – сохранение двигателя в чистоте.

Диспергирующие. Предназначаются для поддержания нерастворимых соединений во взвешенном состоянии, не допускают образования отложения на внутренних поверхностях. Диспергенты особенно эффективны в сочетании с моющими присадками.

Классификация и обозначение автомобильных масел

Она регламентируется межгосударственным стандартом – ГОСТ 17479.1-2015, который распространяется на продукцию, применяющуюся в тракторах, тепловозах, автомобилях, сельскохозяйственной, судовой, дорожной и иной технике.

Обозначение автомобильных масел представляет собой группу знаков:

• первый маркируется буквой «М» (моторное), не зависит от свойств и состава;
• второй обозначается цифрами, указывающими класс кинематической вязкости;
• третий указывает группу масел по эксплуатационным свойствам (А, Б, В, Г, Д, Е).

В соответствии с требованиями данного стандарта, маслам для бензиновых двигателей присваивается индекс 1, для дизелей – 2.

Например, моторное масло класса вязкости 8 для среднефорсированных бензиновых двигателей маркируется как М-8-В₁. Если смазочный материал может также использоваться и для дизелей, индекс отсутствует.