Тема 2. Показатели качества и технология обработки масел

Тема 2. Показатели качества и технология обработки масел

Лекция 1. Судовые моторные масла

1.1 Судовые моторные масла и их эксплуатационные свойства

1.2 Присадки к моторным маслам

1.3 Классификация моторных масел

1.4 Браковочные показатели судовых моторных масел

Судовые моторные масла и их эксплуатационные свойства

Функции масел. Для нормальной работы двигателя в качестве смазки применяют моторные масла. С учетом высокого уровня форсировки современных двигателей масла должны отвечать следующим основным требованиям:

- создавать прочное тонкое покрытие на поверхностях трения, исключая их прямой контакт;

- обеспечивать уплотнение цилиндро-поршневой группы в зоне поршневых колец и не допускать прорыв газов;

- обеспечивать охлаждение путем отвода тепла из теплонапряженных деталей и зон трения;

- смывать продукты высокотемпературных отложений с поверхности деталей;

- предохранять детали двигателя от коррозии;

- поддерживать продукты окисления, износа и загрязнения во взвешенном состоянии в виде эмульсии, препятствуя выпадению их в осадок, а также выносить их из зоны трения;

- нейтрализовывать органические кислоты, которые образуются при сгорании топлива и окислении масла;

- обладать требуемой вязкостью и стабильными вязкостно-температурными характеристиками, низкой испаряемостью.

Основные свойства масел. В сертификатах на масла обычно указываются: плотность, нейтрализующая способность, выражаемая в ОЩЧ или TBN, температура застывания и температура вспышки, категория вязкости по SAE, вязкость при 100 и 40 °С, характеристики по API и ACEA.

Плотность. Плотность масел 860…930 кг/м³. В процессе работы масла его плотность меняется в сторону увеличения (загрязнение масла сажей и продуктами окисления) и уменьшения (разжижение более легким топливом).

Вязкость. Является важнейшей характеристикой масла, определяющей величину внутреннего трения влияющего на сопротивление течения. Вязкость выражается в мм²/с или в сантистоксах (сСТ). За рубежом вязкость масел принято классифицировать номерами (категориями) SAE, которые кроме вязкости не указывают других качественных показателей масла.

Вязкость непосредственно определяет эффективность смазки, ее способность создавать пленку между трущимися поверхностями, предотвращая их контакт, следовательно, износ и рост температур в зоне контакта.

Индекс вязкости. Эмпирическая безразмерная величина, характеризующая вязкостно-температурную зависимость масел. Масла с высоким индексом вязкости (100 и более) характеризуются относительно малым падением вязкости при повышении температуры.

Нейтрализующая способность. Заключается в способности масел противостоять коррозии под действием образующейся в цилиндрах серной кислоты и продуктов окисления самого масла (органические кислоты). Для этого в масло вводят присадки, придающие ему щелочные свойства, задаваемые Общим Щелочным Числом (ОЩЧ или TBN-Total Base Number), которое выражается в мг КОН/г масла. Величина кислотного числа численно равна количеству едкого калия (КОН), необходимого для нейтрализации кислоты, содержащейся в 1 гр. масла, выражается в мг КОН.

Температура застывания. Это температура, при которой масло теряет подвижность. Рекомендуемая температура застывания масла для циркуляционных систем судовых двигателей составляет минус 9… минус 15 °С. Для механизмов, работающих на открытом воздухе, следует руководствоваться температурой воздуха в зимнее время.

Температура вспышки. Наинизшая температура, при которой пары масла образуют с воздухом смесь, взрывающуюся при поднесении к ней пламени. Температура определяется в открытом (в среднем на 30 °С выше) или закрытом тигле и находится для масла в пределах 200…250 °С.

Применяемые на судах моторные масла делятся на цилиндровые (для смазки цилиндров) и системные или циркуляционные (для смазки деталей движения).

Свойства цилиндровых масел. Цилиндровые масла для малооборотных дизелей в дополнение к рассмотренным качественным показателям должны обладать еще рядом специфических свойств:

- высоким резервом щелочности для нейтрализации образующихся при сгорании сернистых топлив кислот;

- его детергентно-диспергирующие свойства должны быть ориентированы на предотвращение отложений продуктов неполного сгорания в зоне поршневых колец и в продувочно-выпускных окнах;

- способность к растеканию для равномерного покрытия всей поверхности цилиндра;

- способность оставаться на поверхности цилиндра при продувке;

- обеспечение вязкостных свойств в зоне действия поршневых колец при высокой температуре и давлении;

- обладать противоизносными свойствами и исключать образование в цилиндро-поршневой группе задиров.

Свойства циркуляционных масел. К наиболее важным свойствам системных масел относятся: обеспечение жидкостного режима смазки в подшипниках (масляный клин); эффективность смазки крейцкопфных подшипников в условиях высоких удельных давлений; высокая термическая стабильность (охлаждение поршней).

Уровень щелочности системных масел крейцкопфных двигателей составляет 3…6 мг КОН/г масла. Для тронковых:

- при работе на топливах с содержанием серы менее 1…1, 5%- масло с ОЩЧ 20;

- при содержании серы свыше 1, 5…2% масло с ОЩЧ 30 или 40.

Присадки к моторным маслам

Для улучшения моторных свойств масел и обеспечения их эффективной работы в современных высокофорсированных двигателях в их базовую основу вводятся химические соединения - присадки. Вводимые присадки (до 25% по массе) влияют на физические свойства базовых масел и оказывают химический эффект.

По эксплуатационному действию присадки условно подразделяются на: антиокислительные (повышают антиокислительную устойчивость масел); щелочные и антикоррозионные (защищают металлические поверхности от коррозионного воздействия кислородо- и серусодержащих продуктов и влаги); моющее-диспергирующие (способствуют снижению отложений продуктов окисления на металлических поверхностях); присадки, улучшающие смазочные свойства масел (противоизносные, противозадирные и антифрикционные); депрессорные (понижают температуру застывания масел); вязкостные (улучшают вязкостно-температурные свойства масел); антипенные (предотвращают вспенивание масел).

Таблица 1.1 – Основные компоненты масел

Компоненты моторных масел	Значение, %
Базовая основа	75
Детергенты 1	10…15
Детергенты 2	2…10
Дисперсанты	1…5
Антиоксиданты	1…2
Противоизносные	0, 5…, 1.5
Противокоррозионные	0, 5…, 1.5
Противопенные	0, 5…1
Депрессанты	0, 5

Детергенты - моющие присадки (уменьшают образование углеродистых осадков и окисленных смесей, а также предотвращают накопление загрязнений и смолистого налета на металлических поверхностях).

Дисперсанты (сохраняют в виде суспензии все твердые примеси, которые образуются в результате работы двигателя автомобиля: несгоревшие углеводороды, смолы, грязь, сажу и примеси, полученные в результате применения моющих присадок).

Антиоксиданты - антиокислительные присадки (устраняют или замедляют окисление масла путем взаимодействия с первичными продуктами реакции окисления образуя неактивные соединения).

Противоизносные присадки (образуют защитную пленку в результате прямого или опосредствованного контакта их активных ингредиентов с металлической поверхностью).

Противокоррозионные присадки (образуют защитную пленку, препятствующую образованию коррозии на металлических частях, возникающей путем комбинированного воздействия воды, кислорода и определенных окислов, образующихся в процессе окисления).

Противопенные присадки (масла могут пениться в результате: наличия моющих присадок, которые очищают двигатель, но способствуют образованию пены; конструкции системы смазки, вызывающей неравномерный поток смазки в результате смешивания воздуха и масла, что ведет к образованию пузырей).

Моторные масла

По эксплуатационным

Свойствам

Группа

По ГОСТ 17479.1-85

Класс по API

Нефорсированные бензиновые и дизельные двигатели.

Б *

Б*₁

Малофорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений и коррозии подшипников.

Б*₂

Малофорсированные дизели

В₁

Среднефорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, способствующих окислению масла и образованию отложений всех видов.

В₂

Среднефорсированные дизели, предъявляющие повышенные требования к антикоррозионным, противоизносным свойствам масел и способности предотвращать образование высокотемпературных отложений.

Г₁

Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях, способствующих окислению масла, образованию отложений всех видов и коррозии.

Г₂

Высокофорсированные дизели без наддува или с умеренным наддувом, работающие в эксплуатационных условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений.

Д₁

Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в эксплуатационных условиях, более тяжелых, чем для масел группы Г.

Д₂

Высокофорсированные дизели с наддувом, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях или когда применяемое топливо требует использования масел с высокой нейтрализующей способностью, антикоррозионными и противоизносными свойствами, малой склонностью к образованию всех видов отложений

Е₁

Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в более тяжелых условиях, чем для масла группы Д1.

Е₂

CF-4

Высокофорсированные дизельные двигатели, работающие в более тяжелых условиях, чем для масел группы Д2. Обладают лучшими противоизносными свойствами, отличаются повышенной диспергирующей способностью. Лубрикаторные системы смазки цилиндров, работающих на топливе с высоким содержанием серы.

SH, SJ, CG-4

Эти классы API не имеют аналогов в отечественной классификации

* - группы, исключенные из классификации.

По вязкости летние и зимние моторные масла делятся на 12 классов (3з, 4з, 5з, 6з, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 24), а всесезонные загущенные – на 10 классов (3з/8, 4з/6, 4з/8, 4з/10, 5з/10, 5з/12, 5з/14, 6з/10, 6з/14, 6з/16). Класс для летних и зимних масел указывает их вязкость (мм²/с) при 100 °С. Для всесезонных масел класс изображается дробью, в которой числитель условно обозначает вязкость масла при температуре минус 18 °С, а в знаменателе указывается вязкость при 100 °С.

Таблица 1.3 – Классы вязкости моторных масел (ГОСТ 17479.1-85)

Класс вязкости	Класс по SAE	Кинематическая вязкость, мм²/с, при температуре
Класс вязкости	Класс по SAE	100 °С	-18 °С, не более
3з	5W	≥ 3, 8	1250
4з	10W	≥ 4, 1	2600
5з	15W	≥ 5, 6	6000
6з	20W	≥ 5, 6	10400
6	20	5, 6…7, 0	-
8	20	7, 0…9, 3	-
10	30	9, 3…11, 5	-
12	30	11, 5…12, 5	-
14	40	12, 5…14, 5	-
16	40	14, 5…16, 3	-
20	50	16, 3…21, 9	-
24	60	21, 9…26, 1	-
3з/8	5W-20	7, 0…9, 3	1250
4з/6	10W-20	5, 6…7, 0	2600
4з/8	10W-20	7, 0…9, 3	2600
4з/10	10W-30	9, 3…11, 5	2600
5з/10	15W-30	9, 3…11, 5	6000
5з/12	15W-30	11, 5…12, 5	6000
5з/14	15W-40	12, 5…14, 5	6000
6з/10	20W-30	9, 3…11, 5	10400
6з/14	20W-40	12, 5…14, 5	10400
6з/16	20W-40	14, 5…16, 3	10400

Классификация зарубежных моторных масел (США). Масла для бензиновых и дизельных двигателей классифицируются в зависимости от содержания в них пакета присадок и определяемых ими моторных свойств по категориям в соответствии с требованиями Американского института нефти (API), разработанными совместно с Американским обществом автомобильных инженеров (SAE) и Американским обществом испытания материалов (ASTM).

Классификация моторных масел по уровню качества API (таблица 1.4) подразделяет моторные масла на две категории: «S» (Service) - масла для бензиновых двигателей и «C» (Commercial) - масла для дизелей. Классы в категориях указывают буквы латинского алфавита, стоящие после буквы, обозначающей категорию (SA, SB, SD, CA, CE, CF). Классы дизельных масел CD и CF подразделяются на масла для 2- и 4-тактных дизелей, обозначаемых дополнительной цифрой (CD II, CF-2, CF-4, CG-4). Универсальные масла обозначают классами обеих категорий (SF/CC, CG/CD, CF-4/SH).

Моторные масла, относящиеся к одному и тому же классу API, но производимые разными фирмами, могут существенно отличаться по составу базовых масел и типами используемых присадок.

Таблица 1.4 – Классификация моторных масел по API 2001 года

Класс API

Область и условия применения

Класс SAE

Низкотемпературная вязкость

Методы обработки масел

Загрязнение масла. В процессе работы масла происходит изменение его эксплуатационных показателей вследствие загрязнения продуктами неполного сгорания топлива, окислительной полимеризации, срабатывания компонентов присадок, износа деталей. В масле возрастает содержание асфальтосмолистых веществ, которые могут привести к повышенному износу деталей и закупорке каналов масляной системы, увеличивается содержание воды, зольность, асфальтосмолистые и неорганические частицы, кислотность.

Скорость накопления механических загрязнений в системе смазывания зависит от объема системы, скорости поступления загрязнений и интенсивности очистки масла.

В современных маслах общее содержание механических примесей еще не определяет его влияния на изнашивание деталей из-за содержания в масле диспергирующих присадок, которые обволакивают частицы механических примесей и препятствуют их слипанию. Благодаря этому частицы имеют малые размеры и равномерно распределяются по объему масла. Это позволяет продлить срок службы масла при своевременной доливке свежего масла для компенсации отработавшей части присадки, и его эффективной очистке с использованием сепараторов и фильтров.

Различают способы включения агрегатов очистки в систему смазки:

- полнопоточный способ при пропускании всего потока масла через агрегат очистки;

- частично-поточный (байпасный) при прохождении части масла через агрегат очистки.

Сепарация. Основная работа центробежного сепаратора должна быть в режиме пурификации с включением в систему смазки параллельно основной масляной магистрали. При этом масло забирается из сточной циркуляционной цистерны и возвращается обратно в эту цистерну. Это позволяет осуществлять сепарацию независимо от работы дизеля в режимах периодического или непрерывного использования (в течение всего времени работы).

Отделение в сепараторе твердых и нерастворимых в масле частиц и воды происходит на основе разницы центробежных сил, приложенных к этим частицам и к маслу. Это различие будет тем выше, чем больше разница их плотностей. Эта разница увеличивается с повышением температуры масла, так как его плотность при этом снижается в большей степени, чем плотность загрязняющих примесей. Установлено, что температура масла перед сепаратором должна поддерживаться:

- 60…70 °С для масел без присадок;

- 80…90 °С для масел с присадками (недопустимо повышение температуры до возможного кипения воды, находящейся в сепараторе).

Вследствие того, что моющие масла образуют стойкие эмульсии, значительно затрудняется их очистка от попавшей в масло воды. Поэтому на основе эксплуатационного опыта сепарации смазочных масел с присадками в судовых условиях некоторые фирмы предлагают следующие рекомендации:

- сепарировать масло в режиме пурификации одновременно с работой двигателя, а после его остановки ещё 12 часов;

- производительность сепаратора устанавливать оптимальной (1/3 от максимальной);

- применять следующие температуры сепарирования:

- дизельных масел около 75 °С;

- турбинных масел около 65 °С;

- моющих масел около 80 °С;

- при сепарировании масел с присадками следует добавлять 1 % горячей воды с температурой на 5 °С выше температуры масла.

Не допустима промывка водой при пурификации масел, содержащих щелочные присадки.

В судовых условиях оптимальную производительность определяют по скорости поступления удаляемых загрязнений (сажа, карбоны, карбиды и др.) в шлам сепаратора.

Имеется мнение, что для достижения наиболее полной очистки все масло, находящееся в системе малооборотного двигателя, должно пропускаться через сепаратор 3 раза в день при производительности сепаратора не выше 40% от паспортной. Фирма МАН для тронковых двигателей рекомендует осуществлять пятикратную сепарацию с производительностью 20%.

Фирма «Альфа Лаваль» рекомендует два режима работы сепаратора в байпасной системе (параллельное включение сепаратора):

- сепаратор работает с максимальной производительностью в аварийных случаях, когда из-за неисправности силовой установки в масло начинает поступать большое количество воды;

- сепаратор работает с оптимальной производительностью, равной 1/3 от максимальной, при нормальных условиях работы для достижения наилучшей очистки масла.

Сепаратор-пурификатор снабжается гравитационным диском, правильный выбор которого имеет исключительно важное значение для определения границы раздела сред.

По прошествии времени сепарации периферия барабана сепаратора-пурификатора заполняется нерастворимыми продуктами – шламом, в варианте кларификатора шлам откладывается в смеси с водой. Если не принимать своевременные меры по разгрузке барабана, граница раздела смешается внутрь и эффективность сепарации существенно снижается. Обычно интервал между разгрузками задается в пределах 1…4 часа, а в новейших сепараторах устанавливается автоматически.

В общем случае эффективность работы сепараторов достигается:

- подбором гравитационного диска;

- выбором временных интервалов между очистками сепаратора.

- назначением температуры подогрева сепарируемого масла;

- установкой оптимальной производительности сепаратора.

Фильтрование. В системах смазки судовых дизелей применяют фильтры, различающиеся по тонкости отсева на фильтры грубой очистки (размер задерживаемых частиц не превышает 60…90 мкм.) и фильтры тонкой очистки (тонкость отсева не более 35…40 мкм). В зависимости от схемы включения и количества проходящего масла фильтры могут быть полнопоточными (в основном ФГО, реже ФТО) и частично-поточными (в основном ФТО, так как они обладают большим сопротивлением и вследствие этого меньшей пропускной способностью). Через частично-поточные фильтры проходит лишь часть потока масла (обычно не более 8…15%).

Следует отметить, что ФГО недостаточно глубоко очищают масло от нерастворимых примесей и абразивных продуктов, находящихся в современных маслах в мелкодисперсном состоянии. При использовании только ФГО по сравнению с тонкой очисткой масла в 2, 5 раза ускоряется изнашивание деталей и в 1, 6 раза загрязнение поршней углеродистыми отложениями. Современные дизели, имеющие более высокий уровень форсировки рабочего процесса и в связи с этим более напряженные условия работы ЦПГ и подшипниковых узлов, более чувствительны к качеству масла. Этим объясняется отмечаемый в последние годы переход к использованию полнопоточных ФТО вместо ФГО.

Фильтрующий комплекс состоит из одного главного или нескольких параллельно включенных фильтров. Часто к главному фильтру, обычно оборудованному автоматической очисткой, в качестве резервного байпасно подключается более простой и дешевый фильтр с ручной очисткой. В систему фильтрации масла двигателей, работающих на тяжелых топливах, последовательно с главным фильтром устанавливаются фильтры – индикаторы, задача которых задерживать опасные частицы, прорывающиеся через главный фильтр при повреждении его фильтрующих сеток, и сигнализировать об этом по мере своего загрязнения.

По принципу действия и конструкции фильтрующих материалов фильтры делят на следующие виды:

- щелевой, в котором поступившее под давлением масло очищается, проходя через щели, образуемые набором специальных пластин и прокладок;

- объемный (глубинный) у в котором масло в процессе очистки последовательно проходит через несколько слоев фильтрующего материала (фильтры с набивкой из войлока, хлопчатобумажных тканей, шлаковой ваты, бумажной массы и т. д.), а частицы удерживаются внутри, в каналах, фильтрующего элемента. Такой вид материала обеспечивает более тонкую фильтрацию, но требует замены при загрязнении и увеличении сопротивления на фильтре;

- поверхностный, в котором масло проходит через фильтрующий материал со сквозными порами (металлическая сетка, фильтровальные ткани и т. д.), а загрязняющие частицы задерживаются на поверхности фильтрующего элемента. Фильтры поверхностного типа позволяют применять автоматически осуществляемую самоочистку с использованием противотока. Это существенно снижает затраты времени и средства на эксплуатацию фильтров и объясняет их преимущественное применение на судах, особенно в дизельных установках, работающих на тяжелых топливах.

Промежуточное положение занимают целлюлозно-бумажные фильтроэлементы, совмещающие характерные признаки фильтров поверхностного и объемного типов. Для удаления из масла металлических частиц — продуктов износа двигателя применяют магнитные фильтры. Фирмой «Альфа Лаваль» разработана более совершенная конструкция фильтра, в котором непосредственно фильтр дополнен центрифугой, что по свидетельству фирмы обеспечивает вскрытие и техобслуживание фильтра не ранее сроков техобслуживания дизеля.

Пластичные смазки

Назначение смазок. Основное назначение смазок - уменьшение износа поверхностей трения для продления срока службы деталей машин и механизмов. Смазки препятствуют проникновению к поверхностям трения агрессивных жидкостей, газов и паров, а также абразивных частиц (пыли. грязи и т.п.). Почти все смазки выполняют защитные функции, предотвращая коррозию металлических поверхностей. Основные условия и объекты применения смазок:

- открытые и негерметизированные и труднодоступные узлы трения;

- механизмы, расположенные под переменным углом к горизонту;

- узлы трения, где невозможна частая замена смазочного материала;

- переменный скоростной режим эксплуатации машин;

- вынужденный контакт узла трения или защищаемой поверхности с водой либо агрессивными средами;

- условия резко изменяющегося температурного режима;

- герметизация подвижных уплотнений, сальников и резьбовых соединений;

- длительная консервация машин, оборудования, приборов и металлических изделии;

- необходимость упростить конструкцию, уменьшить массу и размер смазываемых устройств.

Свойства смазок. Пластичные смазки представляют собой мазеобразные продукты и по общим свойствам находятся между жидкими маслами и твердыми смазочными материалами.

Вещество пластичных смазок состоит из структурного каркаса, образованного твердыми частицами загустителя (дисперсная фаза - 10…20%) и жидкого минерального или синтетического масла (дисперсионная среда - 80…90%), включенного в ячейки этого твердого каркаса. Основное свойство смазке придают загустители. Особенностью пластичных смазок является обратимость процесса разрушения структурного каркаса: под действием больших нагрузок каркас разрушается и смазка работает как жидкость; при снятии нагрузки каркас мгновенно восстанавливается и смазка вновь приобретает первоначальные свойства. Для каждой смазки существует определенная критическая нагрузка (предел прочности), при достижении которой смазка ведет себя как жидкость. Таким образом, вязкость пластичных смазок в отличие от вязкости жидких масел может изменяться при одной и той же температуре в довольно широких пределах и зависит от скорости перемещения ее слоев относительно друг друга. Температура плавления смазки характеризуется температурой каплепадения.

Классификация смазок. Смазки классифицируют по консистенции, составу и областям применения. По консистенции смазки разделяют на полужидкие, пластичные и твердые. Значение индекса класса консистенции смазки по ГОСТ 5346-78 приведено в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Значение индекса класса консистенции смазки по ГОСТ 5346-78

Пенетрация при 25°С	Индекс класса консистенции	Пенетрация при 25°С	Индекс класса консистенции
400-430	00	175-205	4
355-385	0	130-160	5
310-340	1	85-115	6
265-295	2	ниже 70	7
220-250	3

За рубежом широко используют международную классификацию, разработанную Национальным Институтом Смазок США (NLGI) по пенетрации (таблица 3.5). В соответствии с ней показатель пенетрации характеризует густоту смазки и выражается целым числом десятых долей миллиметра по шкале пенетрометра. Существует девять категорий - от 000 до 6:

- категория 2 представляет собой консистенцию, которая используется наиболее широко;

- категории 000 и 00 являются полужидкими смазками, использующимися в качестве альтернативы маслам в механизмах и централизованных системах смазки с малым сечением подающих каналов;

- 0 и 1 - категории для применения в главных централизованных системах смазки;

- категории 2 и 3 используются в основном для смазки подшипников;

- категории 4…6 представляют исключительно густые смазки и используются редко за исключением специальных случаев «блоков смазки».

Таблица 3.5 – Классификация смазок по NLGI

ISO 2137	Показатель пенетрации	NLGI grade
Очень мягкие	445-475 400-430	000 00
Мягкие	355-385 310-340	0 1
Средней твердости	265-295 220-250 175-205	2 3 4
Твердые	130-160 85-115	5 6

По составу смазки разделяют на четыре группы: мыльные; неорганические, органические и углеводородные.К мыльным загустителям относятся соли натуральных или синтетических жирных кислот, из которых наиболее широко применяются кальциевые, литиевые, натриевые, бариевые, алюминиевые, цинковые и другие соли. К немыльным загустителям относятся твердые углеводороды – парафины, церезины, воски и подобные им продукты.

В зависимости от типа жидкой среды различают смазки на нефтяных и синтетических маслах. По области применения в соответствии с ГОСТ 23258-78 смазки разделяют на антифрикционные, консервационные, уплотнительные, канатные (таблица 3.5).

Таблица 3.6 – Классификация пластичных смазок по ГОСТ 23258-78

Подгруппа	Области применения

Класс вязкости по ISO

Cредняя вязкость

при 40 °С, мм²/с

Пределы кинематической вязкости мм²/с, при 40 °С

min

max

ISO VG 2

2, 2

1, 98

2, 42

ISO VG 3

3, 2

2, 88

3, 52

ISO VG 5

4, 6

4, 14

5, 06

ISO VG 7

6, 8

6, 12

7, 48

ISO VG 10

ISO VG 15

13, 5

16, 5

ISO VG 22

19, 8

24, 2

ISO VG 32

28, 8

35, 2

ISO VG 46

41, 4

50, 6

ISO VG 68

61, 2

74, 8

ISO VG 100

100

110

ISO VG 150

150

135

165

ISO VG 220

220

198

242

ISO VG 320

320

288

352

ISO VG 460

460

414

506

ISO VG 680

680

612

748

ISO VG 1000

1000

900

1100

ISO VG 1500

1500

1350

1650

Масла для гидроприводов

Гидравлические масла используют в качестве рабочей жидкости для передачи энергии в судовых гидросистемах, применяемых в рулевых машинах, электрогидравлических кранах, в люковых закрытиях, механизмах привода аппарелей, разворота лопастей гребного винта и др.

Современные рабочие жидкости (гидравлические масла), исходя из условий работы, должны обладать определенными характеристиками:

- иметь оптимальный уровень вязкости и хорошие вязкостно-температурные свойства в широком диапазоне температур, т.е. высокий индекс вязкости (ИВ);

- отличаться высоким антиокислительным потенциалом, а также термической и химической стабильностью, обеспечивающими длительную бессменную работу жидкости в гидросистеме;

- защищать детали гидропривода от коррозии;

- обладать хорошей фильтруемостью;

- иметь необходимые деаэрирующие, деэмульгирующие и антипенные свойства;

- предохранять детали гидросистемы от износа;

- быть совместимыми с материалами гидросистемы.

Для гидросистем палубных механизмов, работающих в зависимости от климатических условий в широком диапазоне температур, особо важное значение имеет индекс вязкости масла. Обычно гидравлические масла поставляются с ИВ < 100, но иногда требуются масла с ИВ = 150…200. Такие масла получают путем введения присадок - вязких полимеров, загущающих масло и придающих ему более пологую вязкостно-температурную характеристику.

Классификация масел. В соответствии с ГОСТ 17479.3-85 все гидравлические масла в зависимости от эксплуатационных свойств и состава (наличия соответствующих функциональных присадок) делят на группы А, Б и В, что соответствует международному стандарту ISO 3448.

Таблица 3.9 – Классификация масел по эксплуатационным свойствам

Группа

Характеристика масла

Область применения

ГОСТ ISO А HH Минеральные масла без присадок Малонагруженные гидросистемы с шестеренными или поршневыми насосами, работающими при давлении до 15 МПа и максимальной температуре масла в объеме до 80 °С Б HL Минеральные масла с антиокислительными и антикоррозионными присадками Средненапряженные гидросистемы с различными насосами, работающими при давлениях до 2, 5 МПа и температуре масла в объеме свыше 80 °С В HM Хорошо очищенные масла с антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными присадками Гидросистемы, работающие при давлении свыше 25 МПа и температуре масла в объеме свыше 90 °С

В масла всех указанных групп могут быть введены загущающие (вязкостные) и антипенные присадки. Загущенные вязкостными полимерными присадками гидравлические масла соответствуют группе НV по ISO 6743/4. SHF – масла, обладающие еще более высокими вязкостно-температурными свойствами, их индекс вязкости лежит в пределах 170…209, а температура застывания -42…-48 °С.

По значению вязкости гидравлические масла делятся на 10 классов (при температуре 40 °С).

Таблица 3.10 – Класс вязкости гидравлических масел

Класс вязкости	Кинематическая вязкость при 40 °С, мм²/с
5	4, 14…5, 06
7	6, 12…7, 48
10	9, 00…11, 00
15	13, 50…16, 50
22	19, 80…24, 20
32	28, 80…35, 20
46	41, 40…50, 60
68	61, 20…74, 80
100	90, 00…110, 00
150	135, 00…165, 00

По вязкостным свойствам гидравлические масла условно делятся на следующие: маловязкие - классы вязкости с 5 по 15; средневязкие - классы вязкости 22 и 32; вязкие - классы вязкости с 46 по 150.

По ГОСТ 17479.3-85 обозначение гидравлических масел состоит из трех групп знаков: первая - буквы «МГ» (масло гидравлическое); вторая - цифры, соответствующие определенному классу вязкости при 40°С; третья - буквы, указывающие на определенный уровень эксплуатационных свойств, то есть принадлежность к определенной эксплуатационной группе.

Например, МГ-15-В. МГ – минеральное гидравлическое. 15 – класс вязкости (при температуре 40 °С вязкость в пределах 13, 5…16, 5 мм²/с). В – группа масла по эксплуатационным свойствам.

Подбор гидравлических масел. В общем случае при выборе вязкости масла исходят из требований завода-изготовителя гидропривода, обусловленных типом гидросистемы и насосов, длиной трубопроводов. Если масла, указанные в формуляре гидропривода, отсутствуют, следует руководствоваться рекомендациями, приведенными в таблице 3.10. Минимальная вязкость гидравлического масла определяется допустимым ее значением на всасывании у насоса.

Таблица 3.11 – Рекомендации к выбору масел

Основные узлы гидропривода		Оптимальный диапазон вязкости, мм²/с
Тип насоса	Тип исполнительного органа	Оптимальный диапазон вязкости, мм²/с
Аксиально-поршневой	Поршневой (гидроцилиндр)	16…25
Радиально-поршневой	Поршневой (гидроцилиндр)	20…30
Аксиально-поршневой	Радиально-поршневой	20…30
Винтовой	Поршневой (гидроцилиндр)	48…200
Шестеренный	Поршневой (гидроцилиндр)	16…50
Лопастный	Лопастный	30…50

Создаваемое на всасывании насоса разрежение, зависящее от вязкости масла и сопротивления всасывающей магистрали, для лопастных насосов не должно быть ниже 1, 13 МПа, для шестеренных и винтовых - 0, 06 МПа, для поршневых 0, 04…0, 02 МПа.

При замене масел следует руководствоваться их вязкостными характеристиками. Гидравлические масла, относящиеся к одному классу вязкости, считаются эквивалентными. Смешивать различные марки масел допускается только после проверки их на совместимость.

Рекомендуемые сорта масел:

- гидравлическое А с температурой вспышки не ниже 175°С и температурой застывания не выше -40°С. Масло А рекомендуется для гидросистем люковых закрытий, гидравлических кранов и рулевых машин, может использоваться в редукторах палубных механизмов;

- гидравлическое МГ-30 обладает несколько худшими индексом вязкости, антипенными и противоокислительными свойствами. Вязкость масла выше (27…33 мм2/с), температура застывания на 5 °С ниже; применяется как заменитель масла А.

12 Следующая ⇒