книги / Присадки к смазочным маслам (вопросы синтеза, исследования и применения присадок к маслам, топливам и полимерным материалам)

С 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