книги / Присадки к смазочным маслам (вопросы синтеза, исследования и применения присадок к маслам, топливам и полимерным материалам)
..pdfС этой точки зрения при разработке комплекса оценоч ных показателей для испытаний эксплуатационных качеств трансмиссионных масел (после предварительной оценки ла бораторными методами), используя некоторый опыт, накоп ленный в ИНХП АН Азербайджанской ССР к настоящему времени, мы оценивали антиизносные, антизадирные, и антипиттинговые свойства этих масел.
Оценка антиизносных свойств масел на четырехшариковой машине трения. Испытания проводились на 4-ша риковой машине (чшм) трения при числе оборотов я=1475 об/мин и нагрузке, соответствующей Рт= 16000 кг/см1 для шаров диам. 19 мм). В этом случае на контакте имеют мес то напряжения, близкие к наблюдаемым в условиях зацеп ления прямозубых и спирально-конических колес.
Результаты эксплуатационных испытаний двух образцов трансмиссионных масел МС-20 и АК-15, проведенных в Ар мавире в 1960—1961 гг., сравнивали с оценкой их антииз носных свойств, полученных на 4-шариковой машине по описанной методике. Сравнение результатов этих испытаний приводится в табл. 1.
|
|
|
Т а б л и ц а |
1 |
Сравнение результатов испытаний на 4-шариковой машине |
|
|||
с результатами эксплуатационных испытаний |
|
|||
|
АК-15 |
|
' МС-20 |
|
|
абсол. |
% |
абсол. |
% |
1. ЧШМ (объемный износ, мм1) |
23,4. |
158 |
14.8 |
100 |
2. Эксплуатационные испытания в |
|
|
|
|
Армавире: |
|
|
|
|
износ шестерен коробки передач |
0.3 |
150 |
0-2 |
100 |
трактора ДТ-54 мм |
||||
То же конечной передачи |
0.14 |
140 |
0,10 |
100 |
Таким образом, можно считать, что сопоставление резуль |
||||
татов предварительной оценки |
антиизносных свойств масел |
по описанному методу с данными их эксплуатационных ис пытаний указывает на удовлетворительную корреляцию меж ду ними.
Оценка антизадирных свойств трансмиссионных масел {на парах бронза-сталь) на машине трения Ленинград ского политехнического института (ЛТТО). Метод оцен ки пределов устойчивости режима трения на машине ЛТТО имеет в качестве основного оценочного параметра предель ную нагрузку заедания.
267
Для выбора режима испытания была исследована зави симость предельного значения давления на смазочную пленку от скорости относительного скольжения при трении сталь ного стержня и бронзовых сухарей. Наименьшая устойчи вость режима трения наблюдалась при максимальной скорости, соответствующей скорости скольжения т»0=3,92 м/сек, которая и была выбрана в качестве режимной при проведении испы таний.
Стендовые испытания антипиттинговых свойств транс
миссионных масел. Как |
известно, |
одним из |
наиболее рас |
||||||
пространенных видов разрушений |
контактирующих |
поверх |
|||||||
ностей зубьев различного |
типа |
зубчатых передач |
является |
||||||
„питтингообразное" или |
осповидное |
разрушение |
рабочих |
||||||
участков профилей зубьев. Опыт |
эксплуатации |
различного |
|||||||
рода зубчатых |
передач, а также |
ряд |
исследований указы |
||||||
вает на |
связь |
„ питтинговых“ |
разрушений |
с |
качествами |
||||
применяемой смазки. |
качества |
масел и масел с присад |
|||||||
Д ля |
оценки |
влияния |
|||||||
ками на |
питтингообразование |
были |
испытаны |
пары бронза- |
сталь и сталь—чугун. Испытания производились на модерни зованной машине МИ-8 до начала появления питтинговых разрушений на контактной поверхности колец при их отно сительном проскальзовании в 10%. Характер питтинговых разрушений для различных металлов различный. На поверх ности чугуна появляются слабовыраженные точечные очаги выкрашивания, которые приводят к трещинам и даже к разразрушениям основного металла.
Бронзовые кольца дают интенсивно развивающиеся рако вины, которые иногда приводят к образованию разрушений в виде дорожки. Также отчетливо наблюдаются разрушения и на поверхности стальных роликов.
Были проведены также стендовые испытания противопиттинговых свойств в условиях работы шестерен на стенде с замкнутым контуром ЛТЗК (Ленинградский политехничес кий институт). Конструкция стенда позволяет проводить испытания масел с двухсторонним нагружением профиля зуба. В соответствии с этим испытания проводили: 1) на одном из профилей; 2) на противоположном профиле.
В результате сравнительных испытаний товарных масел было найдено, что питтингообразование на нигроле (ГОСТ 542—50) имело место после 3,6X10° циклов, а на масле АК15 после 6,0X10° циклов нагружения. Сравнение полученных данных производилось с результатами испытаний трансмисси онных масел АК-15 и нигрола по ГОСТу 542—50, проведен ных Министерством сельского хозяйства СССР (ВИМ) в Армавире.
268
Как видно из приведенных в табл. 2 данных, нигрол является'менее качественным маслом, чем АК-15, с точки зрения его влияния на усталостные разрушения шестерен трансмиссий тракторов МТЗ и ДТ-54.
Т а б л и ц а 2
Результаты эксплуатационных испытаний нигрола и АК-15
Оценочные показатели |
|
|
Нигрол |
АК-15 |
|
Трактор ДТ-54: |
поверхностей |
зубьев ше |
|
|
|
Число разрушений |
|
|
|||
стерен коробки передач: |
|
|
78 |
22 |
|
а) в начальной стадии с площадью до 3 мм2 |
|||||
б) выкрашивание площадью не более 3 мм3 |
42 |
92 |
|||
в) повреждение |
поверхностей |
на |
глубину |
5 |
5 |
более 0,3 мм3 |
|
на |
поверх |
||
Число ниттингов и выкрашиваний |
19 |
нет |
|||
ностях зубьев шестерен КПП |
|
|
Эти данные, полученные в результате эксплуатационных испытаний, находятся в удовлетворительном соответствии с оценкой антипиттинговых свойств тех же образцов, полу ченной на стенде ЛТЗК.
В результате проведенной работы оказалось возможным наметить следующую схему предварительных и отборочных испытаний масел с присадками, предназначенных для работы в трансмиссиях.
Испытания включают в себя три этапа; 1) отборочные (лабораторные), 2) предварительные (на модельных уста новках), 3 стендовые.
На первом этапе производятся работы, оценивающие физические, химические и физико-химические показатели:
1)вязкостно-температурные характеристики, индекс вязкости;
2)коррозионная агрессивность (по ГОСТ 2917—45 и по методу Буковицкого); 3) пенообразэвание; 4) низкотемпера турные свойства; 5) кокс, кислотное число, содержание мехпримеси, асфальтенов, зольность, содержание воды, во дорастворимые кислоты и. щелочи; 6) реакция водной вы тяжки присадки; 7) растворимость присадки в маслах.
На втором этапе производится предварительная оценка отдельных функциональных свойств присадок на модельных установках‘
Здесь определяются следующие функциональные свой ства: 1) аптиизиосиые (ОПИ, износ на ЧШМ и МИ); 2) антизадирные (машина трения ЛТТО или по методу (SAE);
269
3) антипиттинговые (машина трения МИ); 4) термическая, стабильность; -5) прокачиваемость и деполимеризационная устойчивость.
Испытания на машине трения типа МИ, реконструиро ванной ИНХП АН Азерб. ССР, проводятся для масел* предназначенных к работе в слабо нагруженных передачах.
В качестве испытательных образцов используются внеш ние обоймы подшипников 7204, причем одна обойма непод вижна, а другая вращается со скоростью 200 об/мин: Испыта ние проводится при температуре масла 90°С и нагрузке на образцы 150 кг. По величине следа трения после 7 опытов (длительностью 1, 10, 20, 30, 40, 50 и 60 мин) подсчиты вают интенсивность износа и начальную прочность смазочной пленки при данной нагрузке.
На третьем этапе на реальных зубчатых колесах прово дятся следующие стендовые испытания (краткосрочные или длительные): 1) износные (на стендах ЛТЗК и ГАЗ-51) 2) на противопиттинговую устойчивость (на стенде ЛТЗК); 3) на старение масла при длительной работе (на стенде ЛТЗК или ГАЗ-51).
Завершающей является проверка эксплуатационных ка честв масел с присадками на реальных системах в дорожно эксплуатационных условиях.
Ш.А. МХИТАРЯН, В. Ф. ХИГЕР. X. М. МАМЕДОВ
КВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЮЩИХ СВОЙСТВ
МАСЕЛ ПО МЕТОДУ ПЗВ
Определение моющих свойств масел с присадками осу ществляется на одноцилиндровой установке ПЗВ с оценкой лакообразования на боковой поверхности поршня по цветной 6-бальной шкале (ГОСТ 5726—53).
Показатель ПЗВ для базовых масел различного проис хождения и различного фракционного состава колеблется в пределах 4—5,5 балла.
Добавление сульфонатных и алкилфенолятных присадок значительно улучшает моющую способность масел (табл. 1).
Т а б л и ц а 1
Показатель ПЗВ для масел, содержащих сульфонатные и алкилфенолятные присадки
Концентрация присадки, % вес.
Масла
присадки
АС-Ю+СБ-З АС-10+С1^3 АС-10+БФК Д-11 (бак.)+высокозольн. СК-3 Д-11 (бак.)+
ВЫ СОКОЗОЛ Ы1.
СБ-3
балл
2 -2,5
2 сл 1to
2.5
3
3 |
|
|
8 |
10- • |
золь |
балл |
золь |
балл |
балл |
ность, |
ность, |
%%
0,19 |
1—1,5 |
0,31 |
0,5 |
0,5 |
0,08 |
1—1,5 |
0,13 |
0,5 |
0.5 |
0,32 |
1-1,5 |
0,53 |
0,5 |
0 |
0,52 |
1 |
0,86 |
0 .5-1 |
|
|
|
|
|
|
0,64 |
1 |
1.1 |
0.5 |
0 |
271
Если принять во внимание содержание активного веще ства в маслах, то наиболее эффективными из приведенных в табл. 1 моющими присадками при испытании данным мето дом окажутся малозольные кальциевые и бариевые сульфо наты.
Антиокислительные присадки сами по себе в обычно при-- меняемых концентрациях не снижают показатель ПЗВ масел до 0—1 балла. Лишь некоторые из них: ОЛОА-267, ЛАНИ317, ИНХП-21 доводят моющий эффект масел до 2,5—3,5 балла (табл. 2).
|
Т а б л и ц а 2 |
Влияние антиокислителей на показатель ПЗВ масел |
|
М а с л а и п р и с а д к и |
ПЗВ, баллы |
АС-10 |
5,0 |
АС-10+1 % Сантолюб-493 |
4.0 |
АС-10+1 % ОЛОА-267 |
2,5—3 |
АС-10+1 % ДФ-11 |
4.5 |
АС-10+1 % АН-22К |
5,0 |
Д-11 (бак.)+ 1% ЛАНИ-317 |
2 -2 ,5 |
Д-11 (бак,)-?- 1% ИНХП-21 |
3,5 |
Из данных, приведенных в табл. 3, видно, что антиокис лители при наличии в масле других присадок в зависимости от. свойств последних обеспечивают различную степень чис тоты поршня, при этом зольность масел примерно одинакова и равна 0,40—0,44 %.
7 |
|
|
Т а б л и ц а 3 |
Влияние антиокислителей на показатель ПЗВ масел, |
|||
содержащих различные присадки |
|
||
М а с л а |
и п р и с а д к и |
|
ПЗВ, баллы |
АС-10+ 5 % СБ-3+0,6% ОЛОА-267 |
|
1.0 |
|
АС-10+2.6 % ОЛОА-2054+0,6% ОЛОА-267 |
^ |
0 |
|
АС-10+—2,6% БФК+0,6% ОЛОА-267 |
2—2,5 |
||
АС-10+1,5%БФК+1,5 % СБ-3—0,6% |
|
1 -1,5 |
|
|
ОЛОА-267 |
|
|
АС-10+5% СБ-3+1% ДФ-11 |
|
© сл 1 © |
|
АС-10+5% СК-3+1.2% ДФ-11 |
|
0.5 |
|
АС-10+5 %С Б -3+1 % |
АН-22К |
|
2.0 |
Д-11 (бак.)+5% СБ-3+1% ЛАНИ-317 |
|
1,0 |
Так, антиокислитель ОЛОА-267 с моющим компонентом ОЛОА-2054 дает 0 баллов, при той же концентрации БФК_ 2—2,5 балла, с 5% СБ-3 —1 балл, со смесью БФК и Cg-3
272
(по 1,5%)—1—1,5 балла. Это свидетельствует о том, что при подборе композиций присадок, улучшающих качества масла, необходимо обращать внимание на свойства антиокис лителя, моющего компонента, а также, что является важ ным, .на их совместимость. Худший показатель по ПЗВ получен для антиокислителя АН-22К, который при моторных испытаниях дал неудовлетворительные результаты [1J.
Взаимосвязь между показателем ПЗВ масел и чистотой поршня в условиях работы двигателя, как указывается в литературе [2]1, действительно существует, но эта связь улав ливается лишь в том случае, когда разница между величи нами ПЗВ образцов значительная (табл. 4). Данные табл. 4.
Т а б л и ц а 4
Связь между показателем оценки моющих свойств масел методом ПЗВ и величиной отложений на поршне двигателя ГАЗ-51
|
Моющие |
Испытания на |
двигателе |
|
|
|
ГАЗ-51 |
|
|
Наименование образца |
свойства |
|
кол-во |
лак на |
по методу |
продол- |
|||
|
ПЗВ, баллы |
житель- 1 нагара |
юЗке по |
|
|
|
ность, час |
с колец и |
ршня, |
|
|
канавок.? |
баллы |
|
АС-10+5%СК-3+1,2% ДФ-11 |
0.5 |
100 |
|1 0.91 |
1,5 |
АС-104-5 % СК-3 4-1,596 диэти- |
|
|
|
|
ламинометил —п-6ксидифени- |
5,0 |
100 |
6.58 |
3.6 |
ламина |
||||
АК-10 базовое |
4 .5-5 |
600 |
9.98 |
5 |
АК-10+5% АЗНИИ-4 |
3 -3.5 |
600 |
7.71 |
4 |
показывают, что с ухудшением показателя ПЗВ испытуемых масел загрязненность деталей двигателя увеличивается. Как правило, плохими моющими свойствами по методу ПЗВ облада ют низкокачественные масла, которые в настоящее бремя не изготовляются промышленностью. Что касается современных моторных масел, то для них, независимо от принадлежности к низшим или высшим группам, получаемым на основе при менения отечественных или зарубежных композиций приса док, величины ПЗВ укладываются в пределы 0—1,0 бал ла. Необходимо отметить при этом, что по своим эксплуа тационным свойствам масла от группы А до группы Е значительно отличаются между собой.
Невозможность дифференцировать масла по величинам ПЗВ приводит к тому, что во время стендовых испытаний
190-18 |
273 |
при одном и том же значении ПЗВполучаются различные моторные показатели (табл. 5).
Т а б л и ц а 5
Результаты краткосрочных (100 ч.) испытаний на двигателе ГАЗ-51
Ма с л а и п р и с а д к и |
Нагар с |
ко Чистота юб |
|
лец и ка |
ки поршня, |
||
|
навок, |
г |
баллы |
ПЗВ, Моющий. баллы потен
циал
А С -9,5+1.5% Монто-613— |
0,89 |
1,24 |
|
0,5 |
42 |
0,7% Сантолюб-493 |
0,91 |
1,50 |
|
|
30 |
АС-10+5 % СК-3+1,2% |
|
» |
|||
ДФ-11 |
|
|
|
|
|
АС-10+2,5% АзНИИ-7+ |
1,21 |
0,46 |
|
0,5—1 |
50 |
+2,5% СБ-3 |
|
|
|
0,5 |
20 |
АС-9,5+0,7 % Монто-613+ |
2,03 |
2,47 |
' |
||
+0,7% Сантолюб-493 |
|
|
|
|
|
Очевидно, для объяснения количественной разницы в нагароотложениях, имевших место при моторных испытаниях образцов, приведенных в табл. 5, следует руководствоваться результатами других предварительных методов оценок, в том числе и моющим потенциалом, условно характеризую щим диспергирующую способность масел.
Оценку испытуемых присадок и, в частности, антиокис лителей можно сделать более достоверной, если наряду с моющим свойством по ПЗВ определять потенциометрическим методом щелочность или кислотность отработанного масла, слитого с установки ПЗВ. Данные, приведенные в табл. 6,
Т а б л и ц а 6
Зависимость моющего свойства от кислотности отработанного масла с установки ПЗВ
|
Кислотность, |
ПЗВ, |
|
М а с л о |
мг КОН |
||
баллы |
|||
|
(до pH—9) |
||
|
|
||
АС-10+5 % СБ-3+1% AH-22IC |
1.2 |
2,0 |
|
АС-10+5% СБ-3+1% ДФ-Н |
0,8 |
0,5—1 |
|
Д-11 (бак.)+5% СБ-3+1% ИНХП-21 |
0,1 |
0,5 |
|
Д-11 (бак.)+5% СБ-3+1% ЛАНИ-317 |
0.5 |
1,0 |
показывают, что чем слабее у присадки а нтиокислительные свойства, тем больше кислотность отработанного масла й соответственно выше балл ПЗВ.
274
Выводы
1. Масла с композициями высококачественных присадок, об ладающих различными моторными свойствами, по показателю ПЗВ не отличаются между собой вследствие недостаточной способности метода дифференцировать эти масла.
2. Методом ПЗВ можно оценивать отдельные присадки до известной концентрации их в масле в том числе и антио кислители. Дополнительный анализ отработанного масла после испытания на установке ПЗВ позволит более полно охарактеризовать антиокислительные свойства присадок.
|
|
ЛИТЕРАТУРА |
|
|
|
|
1. С у л е й м а н о в а Ф. Г., X и г е р В. Ф.. |
М х.и т а р я н |
Ш. А., 3 е- |
||||
н е в и ч М. И. Термическая стабильность как |
метод |
оценки |
эксплуата |
|||
ционных качеств масел. Сборник |
научно-технической |
информации, № 2, |
||||
АзИНТИ. Баку, |
1962. |
■ |
Н. Г., Р а м а й я К. С. |
Комплекс лабора |
||
2. П а п о к |
К. К., |
П у ч к о в |
торных методов испытаний масел. .Химия и технология топлив и масел", 1963. № ю.
Ф. Г. СУЛЕЙМАНОВА, Г. Г. ХАНЛАРОВ
МОТОРНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СКЛОННОСТИ МАСЛА
КОБРАЗОВАНИЮ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ОСАДКОВ
Всовременных двигателях система охлаждения скон струирована таким образом, что предотвращается чрезмерное повышение температуры работающего масла, и в летнее вре мя в наиболее жаркой зоне при работе двигателя на макси мальных оборотах и нагрузке температура охлаждающей жидкости ниже температуры ее кипения.
Врезультате этого большинство двигателей оказываются
переохлажденными при работе в менее |
жестких |
условиях, |
й частности в переменных, умеренных |
или легких |
условиях |
эксплуатации. Это значит, что большая |
часть двигателей в |
процессе ежедневной эксплуатации в основном работает при слишком низкой температуре охлаждающей жидкости и масла. Эти условия оказывают существенное влияние на количество прорывающихся из камеры сгорания в картер и загрязняющих масла продуктов—сажи, воды, соединений свинца и тяжелых фракций топлив. Эти продукты смеши ваются в картере с маслом и загрязняют его. Когда .содер жание продуктов загрязнения в масле достигает значительной величины, эти вещества в результате коагуляции выпадают из масла в виде осадков. При низкотемпературной эксплуа тации большая часть осадков, образующихся в двигателях, состоит именно из подобных загрязнений масла.
Методы стендовых испытаний получили широкое распро странение в течение последних лет и, несомненно, принесли большую пользу для оценки противоокислительных, противо коррозийных, моющих и других свойств моторных масел в условиях высоких нагрузок при высокой температуре масла
иохлаждающей жидкости.
Врезультате разработки этих методов испытаний соз_
далось мнение, что высокотемпературные свойства яв
276