3.5. Определение наличия в масле водорастворимых кислот и щелочей (гост 6307-75, ст сэв 3967-83)

В свежем масле неорганические кислоты и щелочи не допускаются. Однако при работе двигателя на сернистом топливе в его картере неизбежно образуются серная и сернистая кислоты, разрушающие черные и цветные металлы.

3.5.1. Порядок работы

3.5.1.1. Тщательно перемешать образец масла пятиминутным встряхиванием в склянке, заполненной не более чем на 3/4 её вместимости. Высоковязкое масло предварительно подогреть до 50-60°С.

3.5.1.2. Налить в делительную воронку по 50см³масла и дистиллированной воды, нагретых до 50-60°С. Если вязкость испытуемого образца при 50°С свыше 75мм²/с, то масло предварительно смешивают при комнатной температуре с 50см³бензина. Затем добавляют 50см³дистиллированной воды, подогретой до 50-60°С.

3.5.1.3. Содержимое делительной воронки слегка взбалтывать в течение пяти минут, не допуская образования эмульсии. После отстоя нижний водный слой слить через воронку с бумажным фильтром в две пробирки (по 1-10 см³).

3.5.1.4. Добавить в одну из пробирок две капли 0,02 %-го раствора метилового оранжевого. При окрашивании водной вытяжки в розовый цвет считается установленным присутствие неорганических кислот в масле.

Рисунок 3 - Прибор для определения кинематической вязкости масла

3.5.1.5. Добавить во вторую пробирку три капли 1 %-го раствора фенолфталеина. Окрашивание водной вытяжки в розовый или красный цвет свидетельствует о присутствии в масле щелочей.

Анализ на нейтральность может быть проведен по водородному показателю рН, значение которого для нейтральной среды составляет 6-8. При небольшом содержании в водной вытяжке щелочей величина рН равна 8-10, для щелочной среды - более 10. Для водной вытяжки с небольшим содержанием кислот водородный показатель составляет 4-6, для кислой среды - менее 4.

Рисунок 2 – График для определения содержания воды в масле

3.6. Определение показателей вязкостно-температурных свойств масел

Для того чтобы масло могло выполнять свою важнейшую функцию-обеспечение жидкостного трения в широком диапазоне скоростей, нагрузок и температур - необходимо, чтобы оно обладало достаточной вязкостью при рабочей температуре, возможно меньшей

зависимостью этой вязкости от температуры и хорошей подвижностью при низких температурах.

Вязкость при рабочей температуре является основным параметром масла. За рабочую температуру моторных масел принята температура 100°С (для индустриальных и авиационных масел - 50 °С). Цифра в маркировке моторного масла обозначает величину кинематической вязкости в мм²/с при 100°С.

От величины вязкости масла при рабочей температуре зависит возможность образования жидкостного трения, отвод тепла от рабочих поверхностей, затраты энергии на циркуляцию масла в системе смазки, работа масляного насоса, очистка деталей от накопившихся продуктов износа, старения масла и загрязнения, герметизация узлов трения и др

Масла повышенной вязкости применяются для высоконагруженных низкооборотных двигателей, для сильно изношенных двигателей, для двигателей, работающих в напряженном тепловом режиме, условиях высокой запыленности, повышенных температур, большого перепада нагрузок. Чем выше вязкость масла в работающем двигателе, тем надежнее уплотнения, меньше прорыв газов в картер, ниже расход масла.

Маловязкие масла, применяемые для легко нагруженных высокооборотных двигателей, обеспечивают более легкий пуск, хорошую прокачиваемость, лучший тепло отвод от трущихся поверхностей, хорошую очистку их загрязнений и продуктов износа.

При выборе моторного масла необходимо учитывать, что его вязкость с понижениемтемпературы увеличивается, а с повышением – уменьшается. При этом интенсивность изменения различна и находится в близкой зависимости с химическим составом масла. Так, масла, содержащие большое количество смолисто-ароматических компонентов, по сравнению с маслами из парафинистых нефтей, весьма резко меняют вязкость с изменением температуры.

Для оценки крутизны вязкостно-температурной характеристики используется ряд параметров.

Наиболее простой – это отношение величин вязкости при температурах 50°С()и 100°С() –.Чем меньше это отношение, тем положе проходит вязкостно-температурная характеристика (ВТХ), тем выше эксплуатационные качества масел.

Недостатком параметра является невозможность оценить крутизну ВТХ в наиболее важной области низких температур, оказывающих решающее влияние на запуск двигателя. Для летних моторных масел величина этого отношения составляет не более 6, для зимних и арктических сортов – не более 4.

Другой оценочный параметр – температурный коэффициент вязкости, определяемый из выражений

или , (5)

где соответственно, вязкость масла при температурах 0°С, 20°С, 50°С

и 100°С.

Этот параметр характеризует вязкостно-температурные свойства масел в более широком диапазоне температур. Для зимних масел величина коэффициента не превышает 22, для всесезонных - не более 25, для летних - не свыше 35 – 40 (интервал: 0-100°С).

Наиболее часто для оценки крутизны ВТХ используется индекс вязкости (ИВ)– условный параметр, отражающий результат сопоставления данного масла с двумя эталонными, вязкостно-температурные свойства одного из которых приняты за 100, а другого – за 0.

3.6.1. Определение кинематической вязкости масел (ГОСТ 33-82, СТ СЭВ I494-79)

Кинематическая вязкость определяется с помощью капиллярных вискозиметров типа ВПЖ-2 и Пинкевича по той же методике, что и для дизельных топлив.

3.6.1.1. Выбрать вискозиметр с диаметром капилляра, соответствующим ожидаемой вязкости масла (0,99 мм или 1,32 мм), промыть бензином и просушить в сушильном шкафу при температуре 100 – 120°С.

3.6.1.2. Испытуемый образец масла профильтровать через бумажный фильтр, высушить прокаленной поваренной солью в еще раз профильтровать. Высоковязкие масла допускается перед фильтрованием подогреть до температуры 50 – 100°С.

3.6.1.3. Заполнить вискозиметр маслом в той же последовательности, что и топливом. Для облегчения заполнения вискозиметра тигель с маслом рекомендуется подогреть до температуры 50 – 60°С на водяной бане.

3.6.1.4. Поместить вискозиметр на штативе в водяную баню таким образом, чтобы оба его верхних расширения находились в воде. Выдержать прибор с маслом при температуре 200,1°С в течение 15-20 минут.

3.6.1.5. С помощью резиновой груши закачать масло через капилляр вискозиметра примерно до середины верхнего расширения (рисунок 3), после чего дать ему стекать в нижний резервуар. В момент достижения уровнем масла метки между верхним и средним расширениями пустить секундомер, а при прохождении метки под средним расширением – выключить.

3.6.1.6. Определить кинематическую вязкость масла последовательно при температурах 20°С, 50°С, 70°С и 100°С, используя формулу

,

где С – постоянная вискозиметра (выписывается из паспорта).

среднее значение времени истечения через капилляр объема масла между метками, с.

Число параллельных замеров устанавливается в зависимости от времени истечения масла через капилляр: пять измерений при времени истечения от 200 до 300 секунд; четыре – при времени истечения от 300 до 600 секунд; три – при времени истечения свыше 600 секунд.

3.6.3. Оценка пусковых свойств масел

Лёгкий пуск двигателя, не сопровождающийся, как и последующий прогрев, интенсивным износом деталей, возможен лишь при условии, что вязкость масла не превосходит критического значения. Для автомобильных двигателей это значение округленно составляет 10⁴мм²/с.Оценка пусковых свойств заключается в том, чтобы определить температуру, при которой вязкость моторного масла составит 10⁴мм²/с. Для этой цели используется специальная номограмма.

3.7 Определение температуры вспышки в открытом тигле.

Температурой вспышки масла называется температура, при которой его пары при нагре-вании в определенных условиях образуют с окружаю­щим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Температура, при которой масло при поднесении пламени загора­ется и продолжает спокойно гореть, называется температурой воспла­менения. Очевидно, что температура воспламенения выше температуры вспыш­ки.

Температура вспышки характеризует испаряемость масла. Чем легче его фракционный состав, тем выше испаряемость и ниже температура вспышки, тем больше расход масла в двигателе от угара. Например, при снижении температуры вспышки с 200 °С до 140 °С расход масла взрастает почти на 50 %.

Снижение температуру вспышки работавшего масла свидетельствует о разжижении его топливом. Исключением являются загущенные масла М-6, 10Г_I, М-4₃, 6Г_Iприготовленные на маловязком базовом масле. Для них температура вспышки может составлять 160-170⁰С. В отличие от дизельных топлив, температура вспышки масел опре­деляется в открытом тигле на аппарате Бренкена рисунок 3.3.

Проведение испытания

Тщательно промытый бензином и просушенный тигель 1 прибора вставить в песчаную баню 2 так, чтобы между дном тигля и дном бани был слой песка толщиной 5-6 мм.При этом

уровень песка должен быть на высоте около 12 мм от края тигля. Налить в тигель предваритель но обезвоженное масло так, чтобы его уровень отстоял от верхнего края тигля на 12 мм. При нали­вании не допускать разбрызгивания масла и смачивания стенок тигля выше допустимого уровня.

Установить тигель в кольцо штатива и опустить в масло закрепленный в вертикальном положении термометр З так, чтобы его ртутный шарик находился в центре тигля примерно посре­дине между его дном и уров­нем масла. Нагревать тигель таким образом, чтобы темпера­тура масла повышалась сначала на 10 °С в минуту, а за 40 °С до ожидаемой температуры вспы­шки - на 4 °С в минуту. За

Рисунок 4 - Прибор для определения

температуры вспышки в открытом

тигле. 1- тигель с маслом, 2 –песчаная баня,

3- термометр, 4- штатив, 5- газовая горелка.

10 °С до ожида­емой температуры вспышки про­водить по крав тигля на рас­стоянии 10-14 мм от поверхно­сти масла и параллельно ей пламенем, зажигательного при­способления. делая два оборо­та: один по часовой стрелке, другой - против. Длина пламе­ни для зажигания должна быть 3-4 мм, а длительность каждо­го испытания не должна превышать 2-3 с.

Повторять испытания через каждые 2 °С подъема температуры до тех пор.

пока над частью поверхности масла не появится голубоватое, быстро исчезающее пламя, сопровождаемое легким взрывом. Температура, показываемая в этот мо­мент термометром, считается температурой вспышки. Зафиксировав температуру вспышки, повторить испытание при температуре на 2 С выше. Если вспышка повторится, то полученную ранее температуру считают правильной. Если вспышка не появилась, то температуру считают ошибочной. Истинную вспышку не

следует смешивать с отблеском от пламени зажигательного приспособления. При . При появлении неясной вспышки она должна быть подтверждена последующей вспышкой через 2 °С.