Основные свойства моторных масел, их характеристика, виды и механизм действия присадок, вводимых в масла

Моторные масла - это масла, предназначенные для поршневых двигателей внутреннего сгорания. Их главная функция - уменьшение трения и износа деталей двигателя.

Свойства и характеристики моторных масел вытекают из их предназначения: смазывать двигатель изнутри. Для обеспечения надежной работы двигателей, применяемые в них масла должны обладать определенными эксплуатационными свойствами.

Надежность работы двигателя во многом определяется подбором масла с оптимальной вязкостью. В широком диапазоне условий эксплуатации наиболее эффективны масла с пологой вязкостно-температурной характеристикой (т.е. масла, вязкость которых в наименьшей степени меняется при изменении их температуры).

Для обеспечения минимального износа деталей двигателя, лучше использовать масла большей вязкости. Однако чрезмерное повышение вязкости увеличивает потери на трение, что приводит к повышенному расходу топлива. Снижение исходной вязкости, как правило улучшает прокачиваемость масел при низких температурах, которая характеризует способность масла своевременно поступать к местам смазки при пуске двигателя. Чем лучше прокачиваемость, тем ниже износ деталей двигателя при пуске и выше КПД за счет уменьшения расхода топлива.

Интенсивный контакт масла с прорывающимися в картер газами увеличивает скорость его окисления. Воздействие горячих газов и нагретых поверхностей на пленку масла на деталях цилиндро-поршневой группы приводит к образованию высокотемпературных углеродистых отложений (нагаров и лаков). Закоксовывание поршневых канавок может привести к уменьшению подвижности поршневых колец, с появлением повышенного износа и задира поверхности гильзы цилиндра, а в конечном итоге - к поломке поршневых колец с потерей компрессии двигателя.

В целях облегчения веса двигателя, конструкторы прибегают к уменьшению емкости систем смазки, что приводит к возрастанию кратности циркуляции масла и интенсификации его окисления. Эффективное снижение скорости образования нагаров и лаков в системе смазки двигателя возможно только в том случае, когда масло обладает достаточно высокими моюще-диспергирующими и антиокислительными свойствами.
Для увеличения надежности и обеспечения высокого ресурса работы двигателя необходимо, чтобы моторные масла имели высокий уровень противоизносных и противозадирных свойств.

Для снижения коррозионного износа деталей цилиндро-поршневой группы и вкладышей коленчатого вала, вызываемого кислыми продуктами сгорания топлива, моторные масла должны обладать нейтрализующим действием.

Современные масла должны сохранять эксплуатационные свойства длительное время (от 500 до 2000 моточасов работы двигателя, что соответствует примерно 12-45 тыс. км пробега). Срок смены масел должен быть увязан со сроками смены фильтрующих элементов и режимами технического обслуживания автомобилей.

Виды моторных масел:

§ Минеральное моторное масло. Данный вид масла производится из рафинированной нефти и дистилляции. Минеральные масла содержат в себе множество видов различных присадок, однако быстро теряют свои дополнительные свойства. Минеральное моторное масло в свою очередь подразделяется на подвиды:

§ Парафиновое;

§ Нафтеновое;

§ Ароматическое.

Они различаются лишь строением. Минеральное моторное масло наиболее доступное и имеет довольно низкий ценовой диапазон. Данное масло может применяться в любых автомобилях, кроме случая, когда машина должна работать на пределе своих возможностях в тяжёлых условиях эксплуатации. Если в таком случает сэкономить на масле, то в дальнейшем придётся ремонтировать двигатель, что намного дороже.

§ Синтетическое моторное масло. Из прошлого названия становится понятно, что оно природное и натуральное. Синтетическое масло уже не натуральное, но это не означает что оно плохое и некачественное. Это новый вид разработки в автомобилестроении согласно современным технологиям. Такое масло более устойчиво к температурным изменениям в двигателе. Впервые такой вид масла начали применять в авиации. По мере снижения цены синтетическое моторное масло стало набирать популярность автолюбителей. Синтетическое масло имеет следующие преимущества:

§ Устойчиво к температурным изменениям;

§ Сохраняет свои свойства на более длительный период;

§ Имеет вязкость, что не присуще минеральному маслу.

§ Полусинтетическое моторное масло. Данный вид масла частично синтетический. Это, в общем-то, смесь минерального и синтетического моторного масла. Основным преимуществом этого моторного масла является цена. Масло имеет все характеристики синтетического, но стоимость его меньше. Климат для качественного использования данного вида масла желателен умеренный. Недопустимы очень высокие нагрузки.

Наиболее эффективным и достаточно дешевым методом улучшения эксплута­ционных свойств смазочных масел является легирование их специальными присад­ками. Присадки - это сложные химические соединения различных веществ, которые вводятся в смазочные масла для улучшения их качества или придания маслу новых, заранее заданных свойств.

В зависимости от функционального действия присадки подразделяются на ан­тиокислительные, противокоррозионные, моющие, диспергирующие, противоизнос­ные, вязкостные, депрессорные, противопенные и д.р. Антиокислительные присадки улучшают стабильность масла против окисления при высоких температурах. В качестве антиокислительных присадок чаще всего используются алкилфенольные соединения (ионол, соединения, содержащие азот, азот и фенольный гидроксил, азот и фосфор и др.

Эти присадки могут задерживать начало процесса окисления, разрушать обра­зующиеся гидроперекиси и тем самым подавлять реакции разветвления цепей, а также взаимодействовать с продуктами окисления углеводородов и образовывать новые вещества, обладающие антиокислительными свойствами. Марки: ДФ-11, ДФБ, ДФ-1, ВНИЦНП-354, ИХП-21, МНИИП-22К, КАСП-13, «Бория», ДБК, Аги­дол-2.

Противокоррозионные присадки добавляют в масла для снижения коррозии ме­таллов, особенно сплавов цветных металлов (медно- свинцовые и др.). В качестве указанных присадок используются различные соединения: трибутилфосфит, трифе­нилфосфит, осерненное масло, алкилфеноляты щелочных и щелочноземельных ме­таллов.

Механизм действия этих присадок сводится к образованию на металле защит­ных плёнок, которые препятствуют непосредственному воздействию коррозионно-активных веществ на металл. Другим направлением действия присадки может быть нейтрализация коррозионно-агрессивных продуктов, образующихся при сгорании сернистого топлива и окисления масла.

Марки: ДФ-1, ЛАКИ-317 и др.

Моющие и диспергирующие присадки препятствуют образованию лаков и на­гаров на деталях цилиндропоршневой группы.

В качестве моющих присадок широкое применение получили соли различных сульфо- и карбоновых кислот, алкилфеноляты, беззольные, малозольные полимер­ные присадки и др.

Присадка СБ-3 относится к малозольным и низкощелочным сульфонатам, при­меняется в качестве моюще-диспергирующей, противоизносной; MACK -много­зольный алкилсалицинат кальция; ПМСЯ - многозольная сульфанатная присадка; ВНИИНП-360 - высокощелочная присадка (до 6%).

Механизм действия моюще-диспергирующих присадок заключается в переводе нагарообразующих веществ в суспензию и удерживании их в этом состоянии.

Противоизносные присадки содержат поверхностно- активные вещества, кото­рые при повышении температуры образовывают пленки, препятствующие схваты­ванию трущихся деталей. К ним относятся соединения, содержащие неактивную серу, а также эфиры фосфорных кислот.

При использовании противозадирных присадок продукты их разложения хими­чески взаимодействуют с металлом при высоких температурах трения. При этом об­разуются соединения, обладающие меньшим сопротивлением срезу и более низкой температурой плавления, чем чистые металлы, что и препятствует заеданию тру­щихся поверхностей. В присадки входят сера, фосфор и хлор, в некоторые из них - свинец, сурьма молибден в сочетании с серой или фосфором.

Вязкостные присадки (3-5%) вводят смазочные масла, чтобы придать им необ­ходимые вязкостно- температурные свойства, высокий индекс вязкости и хорошую прокачиваемость при отрицательных температурах. Такие присадки представляют собой высокомолекулярные соединения (полиизобутилены, по­ливинилалки-ловые эфиры, полиметакрилоты и др.). Эти присадки в меньшей сте­пени изменяют свои свойства под воздействием высоких температур и механиче­ских сил. Масло, загущенные этими присадками, обладают хорошими вязкостными свойствами, обеспечивают легкий пуск двигателя при низких температурах и по­этому используется как всесезонные масла. Марки: КП-5, КП-10, КП-20, ПМА «В-1», ПМА «В-2», ВИНИПОЛ ВБ-2, ИХП-234, Атопол.

Депрессорные присадки (0,5-1%) вводят в смазочные масла, чтобы сделать их пригодными для использования при низких температурах окружающей среды.

Депрессоры препятствуют образованию при низких температурах сплошных кристаллических сеток, благодаря чему, смазочное масло сохраняет подвижность. Марки: АЗНИИ, АЗНИИ-ЦИАТИМ-1, АФК, ПМА «Д». Их добавляют в моторные и трансмиссионные масла.

Противопенные присадки «тысячные доли %» добавляют к маслам, применяе­мым в тех узлах, где происходит вспенивание масла в результате чего резко ухуд­шаются условия смазки трущихся поверхностей. Эти вещества снижают прочность поверхностных пленок, которые разделяют газовые пузырьки и жидкую фазу. В ка­честве противопенных присадок используют полиметилсилоксан (ПМС-200А), по­лидиметилсилоксан, полиэтилсилоксан и др. Эти присадки вводятся совместно с моющими, поскольку последние способствуют вспениванию масла.

Ответы на вопросы:

1-2

2-2

3-3

4-2

5-3