Лабораторный практикум ЭМ июнь 2012 КРАСНОЯРСК

Окончание таблицы 42

ASTM	Свойства	GA	GB	GC
	Совместимость с резиной NBR-L:
D4289	увеличение объема (%)	–	–5...+30	–5...+30
	изменение твердости	–	+2...–15	+2...–15
D 4290	Выделение масла (%), макс.	–	24	10
	Свойства предельного давления:
D 2596	индекс нагрузки износа (кгс).мин.	–	–	30
	точка сварки (кгс), мин.	–	–	200

Важным показателем при выборе смазки является консистенция – условная мера механической прочности. В системе классификации NLGI ее принято устанавливать по числу пенетрации.

Пенетрация (лат. penetrratio – проникать) мера проникновения конусного тела в смазку, таким образом, определяют консистенцию или густоту смазки.

Число пенетрации определяет при температуре +25 ºС и выражается в десятых долях миллиметра погружения конуса в смазку. Согласно числу пенетрации в системе NLGI смазке присваиваются номера консистенции, судят о состоянии смазки по данному показателю и определяют область возможного применения.

В табл. 43 приведена классификация пластичных смазок в системе NLGI в зависимости от числа пенетрации.

Таблица 43

Классификация пластичных смазок в системе NLGI по числу пенетрации

	NLGI	Пенетрация,	Состояние смазки	Применение смазки
	№	0,1 мм
				Для централизованного
	000	445–475	Как вязкое масло	смазывания и для смазы-
				вания передач и шесте-
				рен
	00	400–430	Полужидкая
	0	355–385	Очень мягкая
				Для смазывания подшип-
	1	310–340	Очень мягкая	ников скольжения и ка-
				чения
			61

				Окончание таблицы 43
	NLGI	Пенетрация,	Состояние смазки	Применение смазки
	№	0,1 мм
	2	265–295	Мягкая смазка
	3	220–250	Густоватая
	4	175–205	Густая	Для создания
				герметичности
	5	130–160	Очень густая
	6	85–115	Очень густая,
			как мыло

Конус легче проникает в смазку, имеющую не высокую густоту.

Внемецкой классификации DIN 51502 код пластичной смазки состоит из набора букв и цифр.

Вкачестве примера можно привести:

KPF3G –20

где: минус 20 – низкая температура применения смазки, ºС; G – высокая температура применения и влагостойкости; 3 – класс консистенции по WLGI;

PF – присадки или синтетическое базовое масло;

К– назначение смазки.

В табл. 44 приведена классификация пластичных смазок по назначению в системе DIN 51502.

Таблица 44

Классификация смазок по назначению DIN 51502

	Назначение	Обозначение
	Для подшипников качения, скольжения, плоскостей	K
	скольжения по DIN 51825
	Для закрытых передач по DIN 51526	G
	Для открытых передач	OG
	Для подшипников скольжения и уплотнений	M

В табл. 45 и 46 соответственно приведена классификация пластичных смазок в системе DIN 51502 по присадкам и базовому маслу, высшей рабочей температуре и влагостойкости.

62

Таблица 45 Классификация пластичных смазок по присадкам и базовому маслу

Присадки и синтетические базовые масла	Обозначение
ЕР присадка	Р
Твердый наполнитель	F
Полиэфиров масло	Е
Перфторовзя жидкость	FK
Синтетические углеводороды	НС
Масло на основе эфира фосфорной кислоты	РН
Полигликолевые масло	PG
Силиконовые масло	SI
Другие масла	X

			Таблица 46
	Классификация по высшей рабочей температуре и водостойкости
	Обо-	Верхний пре-	Стойкость к вымыванию водой
		дел рабочей темпе-
	значение		при температуре °С по DIN 51 807
		ратуры, °С
	С	+60	0 при 40°С или 1 при 40°С
	D	+60	2 при 40°С или 3 при 40°С
	Е	+80	0 при 40°С или 1 при 40°С
	F	+80	2 при 40°С или 3 при 40°С
	G	+100	0 при 90°С или 1 при 90ºС
	Н	+100	2 при 90ºС или 3 при 90°С
	К	+120	0 при 90°С или 1 при 90°С
	М	+120	2 при 90°С или 3 при 90°С
	N	+140	Дополнит, оговаривается
	P	+160	-//-
	R	+180	-//-
	S	+200	-//-
	T	+220	-//-
	U	>+220	-//-

Примечание. Степень стойкости к вымыванию водой по DIN 51807: 0 – без изменений; 1 – малые изменения; 2 – средние изменения; 3 – большие изменения. Вторая цифра (40 или 90) показывает температуру воды.

63

Классификация пластичных смазок в России производится по системе ГОСТ 23258-78. В отличие от других систем классификации знак смазки по ГОСТ более того указывает состав смазки, ее назначение и основные свойства. Смазки, производимые различными предприятиями по техническим условиям, в том числе и в странах ближнего зарубежья, могут быть классифицированы по системе ГОСТ 23258-78.

По данному стандарту название или марка смазки состоит из одного слова, а еѐ модификации могут дополнительно обозначаться буквенными или цифровыми индексами.

Обозначение или код смазки состоит из пяти буквенных или цифровых индексов, которые несут следующую информацию: группу или подгруппу по назначению смазки, которая обозначается прописными буквами русского алфавита (табл. 47); тип загустителя, который также обозначается буквами русского алфавита (табл. 48).

Таблица 47 Классификация пластичных смазок по ГОСТ 23258-78

	Индекс	Группа и подгруппа	Применяемость
		Антифрикционные
		(снижение износа и трения сопряженных деталей)
		Общего назначения
	С	Для обычных	Узлы трения, работающие при температуре
		температур	до 70 °С
	О	Для повышенных	Узлы трения, работающие при температуре
		температур	до 110 °С
			Узлы трения, работающие при температуре
			от –30 до 130 ºС в условиях повышенной
	М	Многоцелевые	влажности среды; в достаточно мощных ме-
			ханизмах обеспечивают работоспособность
			узлов при температуре –40 °С
	Ж	Термостойкие	Узлы трения, работающие при температуре
			свыше 150 °С
	Н	Низкотемператур-	Узлы трения, работающие при температуре
		ные	ниже –40 °С
			Подшипники качения при контактных на-
		Противозадирные и	пряжениях 250 кПа и подшипники сколь-
	И		жения при удельных нагрузках более 15
		противоизносные
			кПа: содержат противозадирные и противо-
			износные присадки или твердые добавки
			64

			Окончание таблицы 47
	Индекс	Группа и подгруппа	Применяемость
	X	Химически стойкие	Узлы трения, имеющие контакт с агрессив-
			ными средами
	П	Приборные	Узлы трения приборов и точных механиз-
			мов
	Т	Редукторные	Зубчатые и винтовые передачи всех видов
		Приработочные	Сопряжения поверхности с целью облегче-
	Д		ния сборки, предотвращение задиров и ус-
		пасты
			корение приработки
			Узлы трения, смазки для которых должны
		Узкоспециализиро-	удовлетворять дополнительные требования,
	У		не предусмотренным в вышеперечисленных
		ванные
			подгруппах (прокачиваемость, эмульгируе-
			мость и др.)
			Узлы поверхности скольжения с устройст-
	Б	Брикетные	вами для использования смазок в виде бри-
			кетов

Консервационные (предотвращение коррозии металлических изделий и механизмов

при хранении, транспортировке и эксплуатации)

			Металлические изделия и механизмы всех
З			видов, за исключением стальных канатов и
			изделий, требующих использования консер-
			вационных масел для твердых покрытий
		Уплотнительные
	(герметизация задиров, облегчение сборки и разборки арматуры,
сальниковых устройств, резьбовых, разъемных и подвижных соединений,
		в том числе вакуумных систем)

	А	Арматурные	Запорная арматура и сальниковые
			устройства
	Р	Резьбовые	Резьбовые соединения
	В	Вакуумные	Подвижные и разъемные соединения и уп-
			лотнения вакуумных систем
			Канатные
		(предотвращение износа и коррозии стальных канатов)
	К		Стальные канаты и тросы органические
			сердечники стальных канатов

65

		Таблица 48
Типы и индексы загустителей смазок
Загуститель		Индекс
Мыло		М
Алюминиевое		Ал
Бариевое		Ба
Кальциевое		Ка
Литиевое		Ли
Натриевое		На
Свинцовое		Св
Цинковое		Цн
Комплексное		кМ
Смесь мыл		М1 – М2
Твердые углеводороды		Т
Органические вещества		О
Пигменты		Пг
Полимеры		Пм
Уретаны		Ур
Фторопласты		Фу
Нерганические вещества		Н
Глины (бентонит и др.)		Бн
Сажа		Сж
Силикагель		Си

Рекомендуемый интервал рабочей температуры указывается дробным числом. В числителе указывается минимальная рабочая температура в десятках градусов. В знаменателе указывается максимальная температура

вдесятках градусов. Например 4/15, обозначает что смазка работоспособна

винтервале температур от минус 40 до плюс 150ºС.

Дисперсная среда или наполнитель обозначают строчной буквой русского алфавита (табл. 49), если смазка изготовлена на основе минерального масла обозначение опускается, если используются два различных масла, то рядом ставятся два обозначения.

66

	Таблица 49
Обозначение масляной основы или наполнителя
Масляная основа	Индекс
Минеральное масло	м
Синтетические углеводороды	у
Силиконовые жидкости	х
Эфиры	э
Гамогеноуглеводородные жидкости	ж
Фторкcилоксаны	ф
Перфторалкиловые полиэфиры	а
Другие масла и жидкости	п

Твердые присадки, если они добавляются в пластичную смазку, также обозначаются строчной буквой русского алфавита и отделяются знаком тире от впереди идущего обозначения. Обозначение твердых присадок приведены в табл. 50.

Таблица 50

Обозначение твердых присадок

Твердые присадки	Индекс
Графит	г
Дисульфид молибдена	д
Порошки:
Силиконовый	с
Медный	м
Цинковый	ц
Другие твердые присадки	т

Индекс класса консистенции, определяется по числу пенетрации смазки, как и номера консистенции в системе NLGI. Однако ГОСТ дополнительно ввел класс консистенции 7, пенетрация которой больше 70.

В приложении (табл. П 12) приведены физико-химические и эксплуатационные свойства пластичных смазок для автомобилей и их товарные марки.

Обозначение пластичной смазки по ГОСТ 23258-78 производится в следующей схематичной последовательности: назначение, природа загус-

67

тителя, интервал рабочей температуры, базовое масло-наполнитель, твердые присадки, консистенция.

Пример обозначения пластичной смазки по данной классификации выглядит следующим образом:

МЛи3/12-3

М– многоцелевая смазка;

Ли – загуститель – литиевое мыло; 3/12 – интервал рабочей температуры от минус 30ºС до плюс 120ºС;

–– индекс дисперсной среды отсутствует, это обозначает минеральное базовое масло;

–– твердые присадки отсутствуют;

3 – индекс класса консистенции, что соответствует числу пенетрации по NLGI – 220–250 смазка густоватая.

2.9. Классификация и особенности применения охлаждающих жидкостей

Эффективная работа двигателя зависит не только от качественного топлива и соответствующих смазочных материалов, но и от эффективности его охлаждения. На протяжении всей истории автомобиля конструкторы решали вопрос повышения эффективности системы охлаждения.

Первые двигатели XIX века имели воздушное охлаждение. Примерно в 1900 году появились двигатели с водяным охлаждением. С 30-х годов прошлого века впервые для увеличения эффективности охлаждения применяются помпы и термостаты.

Старейшей охлаждающей жидкостью, порой использующейся и сегодня, является вода. В природной воде растворены соли и минералы. Соли (преимущественно кальция и магния) в совокупности с хлоридами и сульфатами (в меньшей степени) обусловливают жесткость воды.

Карбонатная жесткость воды приводит к образованию осадка в форме нетвердых отложений (взвеси) или накипи на металлических поверхностях системы охлаждения.

Солевые теплоизоляционные накипи снижают теплоотвод от тех частей системы охлаждения, которые особенно нуждаются в этом, что может вызвать серьезные проблемы, например, заклинивание поршня или образование трещин в блоке цилиндров. Кроме того, свободные сульфаты и хлориды приводят к увеличению коррозии металлов системы охлаждения. Но наиболее важные недостатки воды как хладагента заключаются в том, что она превращается в лед при 0 °С, кипит при 100 °С (при нормальном атмосферном давлении) и испаряется из открытых систем при температуре меньше 100 °С.

Для увеличения температуры кипения, системы охлаждения двигателя герметизируют. Однако существенно увеличить температуру кипения благодаря такому поддавливанию нельзя по той простой причине, что не

68

все части системы охлаждения выдерживают большое давление, например, шланги, резиновые уплотнения и радиатор, изготовленный из меди, латуни или алюминия с применением мягкого припоя.

Вначале прошлого столетия велся активный поиск различных составов охлаждающих жидкостей для двигателей, были опробованы:

– солевые растворы хлоридов натрия и кальция;

– растворы глицерина, сахара и мѐда;

– метиловые и этиловые спирты;

– некоторые индивидуальные углеводороды.

В1930 году впервые в качестве охлаждающей жидкости применяется раствор этиленгликоля с водой.

Этиленгликоль или моноэтиленгликоль – С2Н4(ОН)2 – двухатомный спирт, бесцветная, вязкая, сладковатая на вкус жидкость с плотностью 1,112–1,113 г/смЗ при 20 °С и температурой начала кипения около 195 °С,

замерзания минус 12...13 °С. Ядовит и может проникать в организм через кожу. Наиболее опасен, если его выпить (смертельная доза 35 см3). Вызывает заболевание центральной нервной системы и поражение почек. Раствор агрессивен к материалам деталей системы охлаждения (сталь, чугун, алюминий, медь, латунь, припой), поэтому в охлаждающей жидкости присутствует комплекс присадок – противокоррозионных (ингибиторов), антивспенивающих и стабилизирующих.

Плотность, температура замерзания и кипения ОЖ взаимосвязаны с концентрацией этиленгликоля в ней. Эти зависимости у разных жидкостей могут существенно отличаться друг от друга. Необходимо также учитывать, что качество используемой воды существенно влияет на эффективность присадок, входящих в состав охлаждающей жидкости.

На основании лабораторных и эксплуатационных испытаний разработаны основные требования к современным охлаждающим жидкостям для двигателей внутреннего сгорания:

1. Тепловые характеристики, которые позволяют эффективно охлаждать двигатель без кипения.

2. Антикоррозионная защита всех металлов и сплавов в системе охлаждения современных автомобилей.

3. Защита от замораживания в зависимости от выбранной концентра-

ции.

4. Совместимость с резиновыми и пластмассовыми изделиями в системе охлаждения.

5. Антипенные характеристики.

6. Стабильность характеристик на протяжении срока эксплуатации.

7. Отсутствие нитритов, аминов, фосфатов.

С учетом этих требований в странах с развитым автомобильным транспортом разработаны национальные стандарты, которые позволяют упорядочить производство и применение ОЖ для двигателей.

69

Основные национальные стандарты:

1.BS 6580: 1992 (Великобритания).

2.AFNOR NF R15-601 (Франция).

3.ASTMD 3306 (США).

4.SAEJ 1034 (США).

5.ONORM V5123 (Австрия).

6.JIS K2234 (Япония).

7.CUNA NC956 16 (Италия).

8.ГОСТ 28084-89 (Россия).

ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия» нормирует основные показатели ОЖ на основе этиленгликоля (концентрата, ОЖ-40, ОЖ-65): внешний вид, плотность, температуру начала кристаллизации, коррозионное воздействие на металлы, вспениваемость, набухание резины и т.д. Но он не оговаривает состав и концентрацию присадок, а также смешиваемость жидкостей. Это, а также цвет ОЖ (синий, зеленый, желтый и т.п.) выбирает изготовитель.

ГОСТов, регламентирующих срок службы антифриза и условия ресурсных испытаний, пока нет. Ресурсные тесты дорогостоящие и длительные. Например, 1 264 ч испытаний на моторном стенде по методике ASTM D 2570 соответствуют около 75 тыс. км пробега автомобиля, а эксплуатационные испытания проводят в течение 2–3 лет.

Сертификация ОЖ добровольная, а поэтому необязательна.

ASTM D 3306 и ASTM D 4985 содержат перечень физикохимических свойств и эксплуатационных требований к антифризам со ссылками на соответствующие стандартные методы испытаний (тоже

ASTM).

Технические требования к зарубежным концентратам ОЖ для легковых автомобилей и легких грузовиков отражены в ASTM D 3306 («Технические условия для охлаждающей жидкости на основе этиленгликоля для автомобиля с легкими условиями эксплуатации»), а для грузовых автомобилей и тяжелой техники – в ASTM D 4985 («Технические условия для охлаждающей жидкости на основе этиленгликоля с низким содержанием силиката для двигателей с тяжелыми условиями эксплуатации, требующие начального введения дополнительной добавки к охлаждающей жидкости (Supplemental Coolant Additive (SCA)»).

Кроме общих стандартов многие изготовители автомобилей применяют свои спецификации с дополнительными требованиями. Например,

нормы General Motors USA – Antifreeze Concentrate GM 1899-M, GM 6038-М или система нормативов G концерна Volkswagen. Такие документы часто запрещают вводить в антифриз ингибиторы коррозии, содержащие нитриты, нитраты, амины, фосфаты, и оговаривают предельно допустимую концентрацию силикатов, буры и хлоридов. (Нитрит-нитраты,

70