Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Группы моторных масел (ГОСТ 17479.1 – 85)
Таблица 13.6 Классификация моторных масел АСЕА (редакция 2002 г.)
Окончание табл.13.6
Дизельные масла производят как без присадок, так и с комплектами присадок различного назначения в зависимости от степени форсирования двигателя, его конструкции и качества топлива. Согласно классификации моторных масел, выпускают дизельные масла всех групп. Авиационные масла разделяют на масла для поршневых и газотурбинных двигателей, а также для вертолетов. Известно, что работа поршневых двигателей винтомоторной авиационной техники отличается высокими давлениями, температурами и скоростями. Для обеспечения ее надежности используют высоковязкие масла специальной очистки без присадок. Подобные масла отличаются высокой смазывающей способностью, стойкостью к окислению при высоких температурах и длительном хранении. Кроме того, они не должны вызывать коррозию деталей. Эти масла могут также служить компонентами масляных композиций для турбовинтовых двигателей и для смазки ряда узлов вертолетов. Известно, что газотурбинные двигатели по конструкции существуют в двух вариантах: турбореактивном и турбовинтовом. Турбореактивные двигатели, в отличие от поршневых, требуют применения масел с пониженной вязкостью. В таких двигателях масло используют для смазки компрессоров, подшипников турбин и других устройств. Интересно сравнить, что удельный расход масла в газотурбинных двигателях в два – три раза ниже, чем в поршневых двигателях, но кратность циркуляции выше в пять раз и более. Основные требования к маслам для газотурбинных двигателей таковы: обеспечение запуска двигателя при низких температурах, термоокислительная стабильность и стабильность при длительном хранении, низкая коррозионность и летучесть и др. В турбовинтовых двигателях применяют нефтяные (МН-7, 5у) и синтетические (ВНИИ НП-25) масла, включающие загущающую, антиокислительную и противоизносную присадки. Используются также композиции масел, приготовленные из стандартных масел. 13.2.3.Классификация индустриальных масел. Этот вид масел включает широкий перечень различных марок. Их можно разделить на две группы, в зависимости от области применения, а именно: общего и специиального применения. Отличие в маркировке всех индустриальных масел состоит в том, что цифра в ней обозначает величину кинематической вязкости при 50 оС. Индустриальные масла общего назначения предназначены для смазывания трущихся деталей узлов и механизмов разнообразного промышленного оборудования практически во всех областях деятельности человека. По своей природе они являются очищенными дистиллятными или остаточными маслами нефтяного происхождения, а также их смесями, как правило, без присадок. Масла с пониженной вязкостью, такие как И-5А или И-8Ф применяют в высокоскоростных механизмах, работающих с небольшой нагрузкой, в узлах КИПиА и некоторых других позициях. Масло со средней вязкостью Разновидностью масел общего назначения являются масла для высокоскоростных механизмов (металлообрабатывающих станков, перемешивающих устройств и др.). К этим маслам относятся уже упомянутые масла И-5А и И-8А, а также масла ИГП-2, ИГП-4, ИГП-6, ИГП-8 и ИГП-14 с улучшенными показателями за счет введения в них антикоррозионной, антиокислительной и противоизносной присадок. Другой разновидностью масел общего назначения являются масла для гидросистем. Это также улучшенные с помощью присадок масласо средней вязкостью марок ИГП-18, ИГП-30, ИГП-38, ИГП-49. Для этих целей могут быть также использованы масла ВНИИ НП-403 и ВНИИ НП-406. Такие масла обеспечивают высокую надежность работы гидросистем станков, автоматических линий, прессового оборудования, различных редукторов. Высоковязкие масла ИГП-72, ИГП-91 и ИГП-114 применяют в тяжелых прессах, тяжелых зубчатых и червячных передачах. Иногда выделяют в отдельную подгруппу масла для зубчатых передач и червячных механизмов. Поскольку условия работы данных механизмов различны, то имеется весьма широкий ассортимент масел для этих целей. В связи с этим для смазывания данных устройств могут быть использованы различные индустриальные масла общего назначения серии ИГП, а также специализированные масла ИРп-40, ИРп-75, ИРп-150 с противоизносными, антиокислительными, противозадирными и антифрикционными присадкАми. Они предназначены для эксплуатации зубчатых передач, работающих при больших нагрузках и в циркуляционных системах. Масла с повышенной смазывающей способностью (ИСП-25, ИСП-40, ИСП-65, ИСП-110) используют в коробках передач, редукторах и других механизмах станочного оборудования и автоматических линий. Здесь же могут быть применены очень вязкие масла ИГП-152 и ИГП-182. Для смазывания высоконагруженных зубчатых и червячных передач, работающих при повышенных температурах, применяют высоковязкие масла серии ИТП (ИТП-200 и ИТП-300) вместе с пакетом антиокислительных, протиивозадирных и антифтикционных присадок. Еще одной разновидностью индустриальных масел общего назначения являются масла для направляющих скольжения. Эти масла применяют в тех позициях, где требуется получить равномерные (без рывков) медленные и точные перемещения соприкасающихся поверхностей (столов, суппортов и других узлов станков и оборудования). Масла для направляющих скольжения имеют марки ИНСп и содержат в своей композиции противозадирные, адгезионные, антизадирные, противоскачковые и солюбилизирующие присадки. При этом масло ИНСп-40 применяют для горизонтальных направляющих станков и оборудования. Масло ИНСп-65 используют для тяжелонагруженных горизонтальных и вертикальных направляющих при общей системе смазки. Масло ИНСп-110 нашло применение для горизонтальных и вертикальных направляющих, в т. ч. горизонтальных направляющих с вертикальными гранями большой площади. Масла индустриальные специального назначения применяют в узких и специфических областях. 13.2.4. Классификация трансмиссионных масел. Их применение связано с необходимостью максимального снижения износа используемых в редукторах и трансмиссиях элементов пар трения, а также для снижения энергетических потерь при трении, отвода тепла от трущихся пар, уменьшения вибрации и шума шестерен, защиты их от ударных нагрузок, удаления с поверхностей трения продуктов износа и других загрязнений. 13.2.5. Классификация энергетических масел. Они представляют собой группу масел, включающую турбинные, компрессорные и электроизоляционные масла. Турбинные масла предназначены для использования с целью охлаждения и смазывания подшипников турбинных установок, систем регулирования турбин, маслонапорных установок гидротурбин, а также паровых турбин судовых двигателей. Основные требования к турбинным маслам – это высокая стабильность к окислению при температурах выше 100 оС, длительность эксплуатации масла без замены в течение нескольких лет, не образовывать пену и стойких эмульсий с водой. Такие требования могут быть выполнены путем глубокой очистки масел и введением в них пакета присадок, включающих антиокислительные, деэмульгирующие, антипенные и др. Турбинным маслам присвоена серия Тп (Тп-22с, Тп-30 и Тп-46), где цифра обозначает величину кинематической вязкости при 50 оС, измеренной в мм2/с. Температура застывания этих масел не должна быть выше – 10 оС. Особо среди турбинных масел следует отметить масла для судовых газовых турбин, у которых температура застывания не должна превышать – 45 оС, а вязкость – не выше 9, 6 мм2/с при 50 оС. Компрессорные масла используют для смазывания деталей компрессоров (клапанов, цилиндров) и для уплотнения и герметизации камеры сжатия. Компрессорные масла, в свою очередь, подразделяются на две группы: а) масла для поршневых и ротационных компрессоров; б) масла для компрессоров холодильных агрегатов. Электроизоляционные масла. Как жидкие диэлектрики, эти масла обеспечивают изоляцию токонесущих частей электрооборудования, теплотвод избыточного тепла. Эти масла, также как компрессорные, делятся на группы: а) трансформаторные, б) конденсаторные, в) кабельные. 13.2.6. Классификация вакуумных масел. Эти масла применяют для вакуумной техники (вакуумные насосы и др.). К этим маслам предъявляются повышенные требования в отношении чистоты. Они отличаются от других масел своим узким фракционным составом, высокой стойкостью к окислению и малой испаряемостью. Вакуумные масла составляют серию масел ВМ (ВМ-1, ВМ-3, ВМ-4, ВМ-5, ВМ-6). Кроме того, в группу вакуумных масел относят масло для пароструйных насосов. Кинематическая вязкость масел серии ВМ составляет от 10 (ВМ-3) до 70 мм2/с (ВМ-5). Эти масла имеют очень низкое давление насыщенных паров (от 6 10-9 до 2 10-12 МПа). 13.2.7. Классификация приборных масел. Эти масла подразделяются на три группы: а) общего назначения, б) специальные, в) часовые. Они могут быть как минеральные, так и на синтетической основе. 13.2.8. Классификация осевых масел. Предназначены для смазки осей колесных пар, подшипников и других узлов трения железнодорожных вагонов, тепловозов и электровозов. Применяются также для некоторых других промышленных машин и аппаратов. Как правило, в качестве осевых масел в России используют неочищенные мазуты тяжелых нефтей, таких как Ярегская, Эмбенская и некоторых других. Изготовляют эти масла обычно без присадок. Имеются три марки осевых масел. Это масла марки «Л» (летнее), марки «З» (зимнее) и марки «С» (северное). Основной показатель для них – это температура застывания, которая не должна превышать минус 40 0С для масел марок «Л» и «З» и минус 55 оС для масла марки «С».
Присадки к маслам Технический прогресс и проблемы защиты окружающей среды предъявляют все более жесткие требования к качеству масел. Эта задача на практике решается сочетанием углубления очистки базовых масел и применением высокоэффективных присадок. Основные требования к присадкам таковы: а) сохранять исходные свойства масел; б) облагородить масла с точки зрения уменьшения коррозии, окисления, нагарообразования; в) придать маслам новые физические свойства, например, изменить вязкость, температуру застывания и т. д.; г) стабилизировать химический состав масла. В настоящее время известно множество разнообразных присадок различного назначения, которые подразделяются на группы. Среди большого разнообразия присадок необходимо выделить следующие из них: антиокислительные, антикоррозионные, депрессорные, вязкостные, моющие, противозадирные, антипенные, загущающие и др. Далее рассмотрим основные из них более подробно. 13.3.1. Антиокислительные присадки. Добавка таких присадок к маслам типа трансформаторного, турбинного и подобным им, которые подвергаются окислению в объеме, значительно увеличивает срок эксплуатации без замены этих масел. Присутствие таких присадок (лучше в пакете с другими типами присадок) в моторных маслах, окисляющихся в тонком слое, повышает термоокислительную стабильность масел. Ниже приведены химические формулы основных антиокислительных присадок, применяемых в отечественной практике.
ОН С(СН3)3 NHCH2C6H3OHR OR/ OR/ (СН3)3С O=C RO – P P - OR
СН3 NHCH2C6H3OHR S – Zn –S R - изобутил R/ - изооктил ионол АзНИИ-11 ДФ-11 (2, 6-дитретбутил-4-метилфенол) (диалкилдитиофосфат цинка)
Как видно из приведенных формул, антиокислительные присадки содержат гетероатомы одного элемента (ионол), двух элементов (АзНИИ-11) и даже трех элементов (ДФ-11). С ионолом готовят трансформаторные, турбинные, индустриальные и другие масла. Присадка ДФ-11 используется для приготовления моторных, трансмиссионных, гидравлических и других масел. 13.3.2. Антикоррозионные присадки. Моторные масла без присадок могут обладать корродирующими свойствами. Кроме того, в этом случае они также накапливают в своем объеме продукты коррозии. Для снижения такого отрицательного действия масел используют антикоррозионные присадки. В качестве подобных присадок применяют различные серо- и фосфорсодержащие органические соединения. Среди них необходимо выделить осерненные масла, сернистые эфиры жирных непредельных кислот, например рицинолевой и олеиновой. Противокоррозионными свойствами также обладают сульфиды алкилфенолов, эфиры фосфористой кислоты, соли органических сульфокислот, а также окисленный петролатум. Следует отметить, что антикоррозионными свойствами обладают и некоторые антиокислительные присадки, например ДФ-11, которая в своей молекуле содержит и серу, и фосфор. Общим свойством антикоррозионных присадок является способность образовывать на металлических поверхностях стойкие защитные пленки. 13.3.3. Моющие, антинагарные или диспергирующие присадки. Известно, что масла для двигателей внутреннего сгорания эксплуатируются в условиях, способствующих их глубокому окислению и термическому разложению. Эти явления приводят к нагаро- и осадкообразованию, возникновению лаковых пленок на поверхности деталей двигателей. Многие поверхностно-активные вещества снижают нагаро-, лако- и осадкообразование. Типичными представителями этой группы присадок являются соли щелочно-земельных металлов с длинными алифатическими цепочками, содержащие кислые полярные группы. В зависимости от доли металла в таких соединениях различают нейтральные, слабощелочные и высокощелочные присадки. Главным свойством этих присадок является диспергирующая способность, что позволяет им удерживать во взвешенном состоянии мелкодисперсные твердые частицы, образующиеся при эксплуатации масел. При этом такие присадки препятствуют укрупнению твердых частиц, адсорбируясь на твердой поверхности. В итоге образуется стабильная суспензия типа масло –нагар. В качестве моющих присадок нашли промышленное применение представители различных классов органических соединений. 1. Соли ароматических сульфокислот – сульфонаты. Обычно – это соли бария или кальция, например, сульфонат бария (ArSO2O)2Ba, который получают путем сулифирования дизельного масла (присадка СБ-3). Другие присадки этого типа представляют собой кальциевые или бариевые соли диалкилнафталинсульфокислоты (R2C10H5SO2)2Me. 2. Алкилфеноляты бария или кальция, например (RC6H4O)2Ba (присадка ВНИИ НП-350). 3. Бариевая соль продукта конденсации алкилфенола с формальдегидом (присадка БФК) имеет формулу: О – Ва – О СН2 R R Следует отметить, что все вышеупомянутые в п.п. 1 – 3 присадки содержат в алкильных заместителях от 8 до 12 атомов углерода. 4. Алкилсацилат кальция (присадка АСК) имеет формулу: НО О О ОН С Са С О О R R
Здесь R – алкильные заместители с 14 – 18 атомами углерода.
5. Сукцинимидные присадки, например, один из представителей алкенилсукцинимида:
НС = СН – СН – СН2 R O = C C = O N
R/
Здесь R – СН = СН – остаток полиолефина с молекулярной массой от 300 до 3000, R/ – остаток полиэтиленполиамида. 13.3.4. Депрессорные присадки. Задача депрессорных присадок заключается в снижении вязкости и температуры застывания масел, улучшении их прокачиваемости принизких температурах. Химические формулы некоторых из них представлены ниже:
R O – Ca – O R O – Ba – O R R; S S R R R R АФК АзНИИ – ЦИАТИМ – 1 (алкилфенолят кальция)
Добавка этих присадок, а также некоторых других, например Д Некоторые из депрессорных присадок обладают и другими полезными свойствами. Например, присадка АзНИИ – ЦИАТИМ – 1 является, кроме депрессорной, еще и моющей и антикоррозионной. 13.3.5. Противоизносные ( противозадирные ) присадки. В условиях граничной смазки, при которых детали машин и механизмов испытывают огромные давления, повышающие их износ и так называемый задир, к маслам добавляют специальные присадки, повышающие смазывающую способность масел. В особенности это касается трансмиссионных масел, предназначенных для смазывания зубчатых, червячных и других передач, в которых развивается давление до 3000 МПа. В качестве подобных присадок используют разнообразные поверхностно-активные вещества, например высшие жирные кислоты: (олеиновую, рицинолевую, стеариновую, пальмитиновую и др.) Для этой цели могут применяться также природные жиры и масла, и синтетические присадки, например, ксантогенатной природы:
S S С4Н9 – О – С С – О – С4Н9 S – CH2 – CH2 – S дибутилксантогенат этилена (присадка ЛЗ – 6/9)
Аналогичное строение имеет диизопропилксантогенат этилена (присадка ЛЗ – 23к). 13.3.6. Вязкостные присадки. Назначение этих присадок – повышать вязкость масел при положительных температурах и не оказывать существенного влияния на них при отрицательных температурах. Обычно их применяют к маслам с невысокой вязкостью. Как правило, присадки данного типа являются полимерными веществами, обладающими высокой вязкостью, и хорошо смешиваются с маслами. Среди подобных присадок наибольшее распространение получили полиизобутилены и полиметакрилаты с молекулярной массой от 4000 до 25000. При этом следует отметить, что чем выше молекулярная масса присадки, тем лучше она растворима в масле, тем выше ее термостабильность. Присадкам на основе полиизобутилена присвоена серия КП (КП-5, КП-10, КП-20). При этом чем выше цифра в маркировке, тем выше молекулярная масса присадки. Полиметилметакрилаты готовят путем сополимеризации эфиров метакриловой кислоты и спиртов С7 – С12 нормального строения. Имеется две марки присадки подобного типа: ПМА «В-1» и ПМА «В-2» с молекулярной массой от 3000 до 4000 и от 12000 до 17000 соответственно. Строение присадки на основе полиизобутилена выглядит следующим образом:
СН2 СН2 СН2
…- СН2 – С – СН2 – С – СН2 – С – СН2 – …
СН2 СН2 СН2
Кроме упомянутых полиизобутиленов и полиметакрилатов, в России известно применение в качестве вязкостных присадок полиалкилстиролов и других полимеров. Основным недостатком многих полимерных присадок является их невысокая химическая и механическая стабильность. 13.3.7. Противопенные присадки. В процессе перекачки, налива и других операций со смазочными маслами, когда имеет место их контакт с воздухом, возникает явление пенообразования. Повышенному пенообразованию могут способствовать и другие присадки, введенные в масло, например антиокислительные и моющие, обладающие поверхностно-активными свойствами. Для борьбы со вспениванием вводят антипенные присадки, которые не только предупреждают образование пены, но и разрушают эту воздушно-масляную коллоидную систему. Механизм действия таких присадок состоит в снижении прочности поверхностных пленок в результате адсорбции на них молекул противопенных присадок. Лучшими присадками этого типа считаются кремнийорганические соединения – силиконы или силоксаны. Одним из примеров такой присадки является присадка ПМС-200А – полиметилсилоксан, которая вводится в масло в микроколичествах(1 – 5 )10-3 %):
CH3 CH3 CH3 …-Si – O – Si – O – Si – O – ….
CH3 CH3 CH3
Вместо метильного заместителя могут находиться этил, метилфенил, этилфенил. 13.3.8.Многофункциональные присадки. Было отмечено, что ряд присадок обладает многофункциональными свойствами. Такие присадки вводить в масла удобнее, чем отдельно несколько разных присадок. Это тем более предпочтительно, если учесть тот факт, что некоторые присадки подавляют полезные свойства других. Многофункциональные присадки могут быть или заранее приготовленным пакетом присадок разного действия, или одной многофункциональной присадкой, содержащей в своем химическом строении одновременно серу, фосфор, металлы и различные полярные функциональные группы. Одной из таких многофункциональных присадок является упоминавшаяся ранее присадка ДФ-11, обладающая одновременно моющими, противоизносными, противокоррозионными, антинагарными и антиокислительными свойствами. Такое многообразие полезных свойств данной присадки определяется ее химическим строением:
C2H5 CH3 СН3(СН2)3СНСН2–О S S О – СН2СНСН3 Р Р S – Zn – S СН3(СН2)3СНСН2 – О О – СН2СНСН3. C2H5 CH3
Совершенно другую химическую формулу имеет многофункциональная присадка ЭФО:
Ar S – P S O – CH2 – CH – CH3 Zn BaO.
CH3 2
Здесь Ar – остаток высших ароматических углеводородов из экстракта фенольной очистки масел. |
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-13; Просмотров: 501; Нарушение авторского права страницы