Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ГЛАВА 8
ПАЛИВНО-МАСТИЛЬНІ МАТЕРІАЛИ
§ 8.1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО НАФТОПРОДУКТИ
Група паливно-мастильних матеріалів (ПММ) включає товари, що застосовуються в різних за конструктивним виконанням механізмах. Ця група складається з палив (бензинів, дизельного пального, палив на основі продуктів перегонки нафти тощо) і змащувальних матеріалів, призначених для роботи в механічних і гідравлічних системах, консервації тощо.
Властивості ПММ повинні відповідати умовам експлуатації і конструктивним особливостям механізмів, тому розвиток їх виробництва тісно пов’язаний з приладо- та машинобудівною галузями, технічний рівень продукції яких постійно вдосконалюється, що, в свою чергу, зумовлює зростання вимог до якості матеріалів.
На ринку паливно-мастильних матеріалів діють національні і міжнародні об’єднання та організації, до сфери інтересів яких належить розробка вимог до якості ПММ, класифікацій (специфікацій) матеріалів, маркірування, а також рекомендацій щодо їх застосування в певній галузі або типових механізмах. Деякі з них наведено в табл. 8.1:
Таблиця 8.1
|
Абревіатура |
Назва |
Переклад |
|
ААМА |
American Automobile Manufacturers Association |
Американська асоціація виробників автомобілів |
|
АСЕА |
Association des Constructeurs Europeens d' Automobiles |
Асоціація європейських виробників автомобілів |
|
AGMA |
American Gear Manufacturers Association |
Американська асоціація виробників зубчастих передач |
|
API |
American Petroleum Institute |
Американський інститут нафти |
|
ASTM |
American Society for Testing Materials |
Американське товариство з випробувань і матеріалів |
|
ATIEL |
Association Technique de lndustries Europuens des Lubrifiants |
Технічна асоціація європейської промисловості змащувальних матеріалів |
|
BNP |
Bureau de Normalization des Petroles |
Французьке бюро зі стандартизації нафтопродуктів |
|
BSI |
British Standards Institution |
Британський інститут стандартів |
|
CCMC |
Comite des Constructeurs nAutomobifes du Marchn Commun |
Комітет виробників автомобілів країн Спільного ринку (перетворено в АСЕА) |
|
CEN |
Conseil Europeen de Normalization |
Європейська рада зі стандартизації |
|
CGSB |
Canadian General Standards Boards |
Канадське відомство зі стандартизації |
|
CMA |
Chernical Manufacturers Association |
Асоціація виробників хімічної продукції |
|
DIN |
Deutsche Industrie fur Normung e.V. |
Промислові стандарти Німеччини |
|
DOT |
Department of Transport |
Департамент Транспорту (США) |
|
EMA |
Engine Manufacturers Association |
Асоціація виробників двигунів |
|
EN |
Europian Standard |
Європейський стандарт |
|
Закінчення табл.. 8.1 |
||
|
ILSAC |
International Lubricant Standardization and Approval Committee |
Міжнародний комітет зі стандартизації і допуску до застосування змащувальних матеріалів (створено ААМА та JAMA) |
|
IP |
Institute of Petroleum (UK) |
Британський інститут нафти |
|
JAMA |
Japan Automobile Manufacturers Inc. |
Японська асоціація виробників автомобілів |
|
JASO |
Japan Automobile Standards Organization |
Японська організація зі стандартизації в галузі автомобілебудування |
|
MIL |
Military Specification |
Специфікація армії США |
|
NLGI |
National Lubricating Grease Institute (USA) |
Американський національний інститут пластичних змазок |
|
SAE |
Society of Automotive Engineers |
Американська спілка інженерів автомобілістів |
|
АИИ |
Ассоциация автомобильных инженеров Российской Федерации |
|
Нафтопродукти отримують шляхом переробки сирої нафти, газоконденсатної і хімічної сировини. Згідно з міжнародною класифікацією за ISO 8681 нафтопродукти поділяють на 5 класів (табл. 8.2):
Таблиця 8.2
Класифікація хімічних і нафтопродуктів за ISO 8681
|
Клас |
Продукт |
|
F |
Палива |
|
S |
Розчинники та сировина для хімічної промисловості |
|
L |
Змащувальні матеріали, індустріальні масла і подібні продукти |
|
W |
Парафіни |
|
В |
Бітуми |
Нафтові палива – це рідкі нафтопродукти, застосування яких пов’язано з перетворенням хімічної енергії вуглеводнів в теплову. В двигунах внутрішнього згоряння теплова енергія перетворюється на механічну робо ту.
Палива умовно поділяють на дистилятні (бензини автомобільні, авіаційні, дизельне паливо для високо оборотних поршневих двигунів, реактивне, газо турбінні, побутові палива) та залишкові (важкі палива для середньо-та низько оборотних морських дизелів, котельних установок тощо.).
Відповідно до ГОСТ 4.25-83 класифікаційною ознакою палив є галузь їх призначення (табл.. 8. 3).
Таблиця 8.3
Класифікація палив за ГОСТ 4.25-83
|
Група |
Підгрупа |
Марка |
|
Бензини |
Авіаційний |
Б |
|
Автомобільний |
А |
|
|
Газотурбінні |
Реактивне |
Р |
|
Для судових и стаціонарних енергетичних установок (судове) |
Г |
|
|
Дизельні |
Для високошвидкісних дизелів (дистилятне) |
Д |
|
Для середньо оборотних и мало оборотних дизелів (суміш) |
ДТ |
|
|
Мазути |
Флотський |
Ф |
|
Топочний |
М |
|
|
Мартенівський |
МП |
|
|
Побутові |
Пічне |
П |
|
Керосин |
К |
За загальноєвропейським стандартом, зокрема ISO 8216/0-86 (ГОСТ 28577.0-90), палива маркірують літерно-цифровим кодом, який складається з позначення (табл. 8.4):
Таблиця 8.4
Класифікація нафтових палив за ISO 8216\0 (клас F)
|
Група |
Характеристика |
|
G |
Газоподібні палива нафтового походження, які складаються переважно з метану і (або) етану |
|
L |
Зріджені газоподібні палива нафтового походження, які складаються переважно з пропану і пропену і (або) бутану і бутену. |
|
D |
Дистилятні палива нафтового походження за виключенням зріджених нафтових газів і палив. Вони складаються з бензинів, керосинів, газойлю та дизельних палив. Важкі дистиляти можуть вміщувати невелику кількість залишкових фракцій. |
|
R |
Залишкові палива. Нафтові палива, які містять залишкові фракції процесу перегонки |
|
С |
Нафтові кокси. Тверді палива нафтового походження, які складаються переважно з вуглецю; отримують крекінгом нафти. |
|
Примітки: 1. Палива групи D отримують не лише перегонкою, а й в процесі крекінга, алкілування тощо. 2. До „залишкового па лива” належить також паливо, яке не містить синтетичних компонентів. |
• статусу документа (абревіатура ISO);
• класу товару (перша літера), для палив – F, яку виділено окремо;
• категорії палива (1 – 4 літери), при цьому:
• перша літера означає групу палива;
• інші – додаткову інформацію; взяті окремо, вони можуть мати або не мати сенсу;
• властивостей палива (число, яким позначають певну за ISO 8216 (ГОСТ 28577.0–ГОСТ 28577.3) властивість, наприклад, максимальну в’язкість палива для морських дизелів).
Наприклад, згідно з ISO 8216/1 -86 (ГОСТ 28577.1-90) позначення палива для дизелів для морського транспорту складається з літер FМ (морське) і наступних літер і цифр Х, А, В, С,...1, якими визначають класифікаційні категорії згідно зі спе цифікацією продуктів; взяті окремо вони змістовного навантаження не мають.
Загальні властивості й вимоги до якості палив
Властивості палива повинні відповідати їх призначенню, бути екологічно безпечними та забезпечувати вимогам щодо енергозбереження, які вказуються у відповідних нормативних документах. Метою випробувань (стендових, полігонних, лабораторних, сертифікаційних, ін.) є визначення комплексного показника якості, який складається зі здатності до прокачування, утворення нагару, температурних (спалаху, випаровування, горючість), захисних та санітарно-епідеміологічних властивостей (токсичність) тощо.
Основні властивості палив повинні відповідати вимогам щодо температурних, експлуатаційних та економічних показників, хімічного (фракційного) складу, безпеки використання, екологічності.
Експлуатаційні властивості характеризують об’єктивні властивості палив різного призначення, що проявляються під час виробництва, зберігання, транспортування та експлуатації. Ці властивості формуються з показників призначення, екологічності та здатності до зберігання.
Практично всі вимоги, встановлені до палив, важливі в екологічному відношенні, тому що забезпечують нормальне протікання процесу згоряння, завдяки якому досягається мінімальна емісія шкідливих речовин й витрата палива. Важливого значення мають показники палив, що характеризують ступінь небезпечного впливу на обслуговуючий персонал. Відхилення від оптимальних значень приводять до збільшення емісії шкідливих речовин і загальних витрат палива. Екологічна характеристика основних видів палив наведена в табл. 8.5.
Таблиця 8.5
Екологічні властивості палив
|
Параметр |
Характер впливу на показники ДВЗ |
|
Займистість: ОЧ ЦЧ |
Повнота згоряння палива, ККД двигуна, стукіт. Повнота згоряння палива, ККД двигуна, стукіт, димність ВГ, пускові властивості. |
|
Фракційний склад: Початок кипіння Кінець кипіння |
Пускові властивості, випаровуваність, протильодові властивості Повнота згоряння палива, утворення відкладень, фізична стабільність (колоїднохімічний стан) |
|
В'язкість |
Ефективність сумішоутворення, витрата палива, димність ВГ* |
|
Вміст сірки Ароматичних вуглеводнів Фактичних смол Олефінів Свинцю |
Викиди SOx твердих частинок, утворення відкладення Викиди ПАВ**, твердих частинок, утворення відкладень у камері згоряння Утворення відкладень у паливній системі Утворення відкладень у паливній системі Токсичність палив, викид сполук свинцю, утворення відкладень у камері згоряння |
|
Період індукції та інші показники хімічної стабільності |
Утворення осаду при збереженні палива й утворення відкладень на деталях двигуна і паливної апаратури |
|
Йодне число |
Вміст неграничних сполук, що знижують хімічну стабільність |
|
Тиск насичених парів |
Випаровуваність |
|
Т спалаху |
Пожежонебезпека |
|
Діелектричні властивості |
Пожежонебезпека |
|
Зольність |
Викиди твердих частинок, теплопередача, ККД котлів і турбін |
|
Закінчення табл. 8.5 |
|
|
Густина |
Ефективність сумішоутворення |
|
Температури затвердіння і помутніння, межова температура фільтрування |
Пускові властивості, подача палива і час прогріву двигуна |
Примітки: – * ВГ - відпрацьовані гази, ** ПАВ - поліциклічні ароматичні вуглеводні
Бензини поділяють за призначенням – для автомобілів (карбюраторні, інжекторні двигуни) та авіаційного транспорту.
Основними експлуатаційно-технічними властивостями автомобільних бензинів є детонаційна стійкість, карбюраційні та антикорозійні властивості, хімічна та фізична стабільність, а також ступінь забруднення (вміст сторонніх домішок).
Випаровуваність бензинів визначається фракційним складом й тиском насиченої пари. З фракційним складом бензинів пов’язані експлуатаційні характеристики двигунів, зокрема, температурним режимом й пуском, схильністю до утворення парових пробок у паливній системі, витратами пального тощо.
Детонаційна стійкість — здатність бензину до згоряння в двигуні з номінальною швидкістю без вибухів. Згоряння бензину, що супроводжується детонацією, викликає передчасний знос і руйнування деталей двигуна.
Детонаційна стійкість бензину визначається октановим числом, яке встановлюють моторним методом або дослідним. Методологія останнього передбачає проведення випробувань з менш напруженим режимом роботи двигуна (табл. 8.6), тому октанове число бензину, встановленого дослідним методом, як правило, перевищує октанове число, отриманого моторним методом.
Октанове число дорівнює вмісту ( об. %) ізооктану в його суміші з н-гептаном, яка за детонаційною стійкістю еквівалентна паливу, випробуваному в одноциліндровому двигуні зі змінним ступенем стиску в стандартних умовах на збідненій робочій суміші.
Таблиця 8.6
|
Параметр |
Метод |
|
|
моторний (ISO 5163) |
дослідний (ISO 5164) |
|
|
Частота обертання колінчатого вала двигуна, об/хв. Температура, оС:
|
900±10 100±2 50±5 149±1 50…75 |
600±6 100±2 52±1 не підігрівається 50…75 |
Експлуатація автомобілів в умовах міста характеризується порівняно низьким тепловим режимом роботи двигуна: це відповідає умовам проведення випробувань детонаційної стійкості бензинів за дослідним методом. Режим роботи двигуна автомобіля в умовах міжміських перевезень на значні відстані, під час їзди по дорогах 2-го і 3-го класів, а також при перевезеннях великих вантажів, тобто тоді, коли двигун працює у більш жорсткому тепловому режимі, відповідає умовам випробувань бензинів за моторним методом.
У випадку застосування бензину з октановим числом, нижче необхідного для даного двигуна, виникає детонація. Для підвищення детонаційної стійкості бензинів до них додають антидетонаційні присадки. Бензини, що містять присадку тетраетилу свинцю (етиловані бензини), отруйні, тому їх використання вимагає дотримання правил техніки безпеки. Етиловані бензини відрізняються від не етилованих жовтогарячим, синім, зеленим або жовтим кольором.
Карбюраційні властивості бензину характеризуються здатністю забезпечувати легкий пуск і швидке прогрівання холодного двигуна, а також повнотою випарування та згоряння палива. Вони визначаються переважно його фракційним складом, який зумовлює на температуру початку перегонки, температуру перегонки 10, 50 і 90 % фракцій, температуру кінця перегонки та величину тиску насичених парів бензину.
Фракційний склад палива, яке застосовують в карбюраторних двигунах, повинен відповідати кліматичним умовам, в яких експлуатується автомобіль, і конструктивним особливостям двигуна.
Для забезпечення легкого пуску та швидкого прогрівання двигуна в зимових умовах бензин повинен мати досить низьку температуру випару окремих фракцій та високий тиск насичених парів. Для експлуатації в умовах більш високих температур придатний бензин з більш високою температурою випаровування окремих фракцій та низьким тиском насичених парів. Відповідно до цього, а також залежно від величини тиску насиченої пари (ТНП) автомобільні бензини поділяють на зимові та літні.
Зимові марки бензинів мають ТНП не більше 66,7 кПа (500 мм рт.ст.) і рекомендовані до використання з 1 жовтня до 1 квітня, літні – 66,7-93,3 кПа (500-700 мм рт.ст.) з 1 квітня до 1 жовтня. Міжсезонні марки мають ТНП не більше 79,9 кПа (600 мм рт. ст.).
Термін "зимовий" та "літній" мають різне значення в країнах з різним кліматом. Для виключення перешкод в міжнародній торгівлі прийнято автомобільні бензини поділяти на класи випаровування, що дає змогу використовувати в різних кліматичних умовах зимові (Winter), літні (Summer) або проміжні (Intermediate) марки бензинів.
Зимові бензини мають кращу здатність до випарування, тобто мають більш легкий фракційний склад, ніж літні. Температура початку перегонки та перегонки 10% фракцій цих бензинів відносно низька, що дозволяє взимку пускати холодні двигуни автомобілів без їх попереднього підігрівання. Літні бензини мають вищу температуру, завдяки чому під час роботи двигуна в теплий період виключається можливість утворення парових пробок. У випадку застосування зимових бензинів улітку можливе перегрівання двигуна внаслідок утворення парових пробок.
У північній та північно-східній кліматичних зонах незалежно від пори року зазвичай використовують зимові бензини. У середній – літні бензини впродовж з 1 квітня по 1 жовтня, а зимові — з 1 жовтня по 1 квітня. Однак у весняний та осінній періоди необхідно застосовувати бензини відповідно до температури оточуючого середовища, а також суміші літніх і зимових бензинів. У південній кліматичній зоні, як правило, протягом усього року застосовують літні бензини.
Корозія від контакту з бензином виникає внаслідок електрохімічних процесів, які мають місце при контакті бензину зі сталевими, мідними, латунними та іншими деталями паливної системи автомобілів та матеріалами, з яких виготовлені трубопроводи та бензосховища (цистерни, резервуари, тощо).
Ступінь корозійного впливу бензину на метали залежить від домішок, що містяться в ньому, зокрема, сірчистих і кисневих сполук, водорозчинних кислот і лугів. Водорозчинні кислоти і луги в бензині постійно не присутні: сліди лугу виявляються в ньому в результаті неретельного промивання бензину після процесу обробки лугами. Водорозчинні кислоти і луги можуть потрапити в бензин також з погано очищеної тари, з цистерн і трубопроводів. Кисневі з'єднання в бензині постійно присутні та виникають в ньому внаслідок процесу переробки нафти, впродовж терміну зберігання та транспортування. У випадку тривалого збереження в бензині значно зростає концентрація смолистих сполук та одночасно підвищуються його корозійні властивості.
На корозійну активність бензину, особливо в процесі його згоряння, також впливають активні сірчисті з'єднання (сірководень, елементарна сірка, меркаптани). Для зменшення корозійного впливу в автомобільні бензини вводять антикорозійні присадки.
Хімічна стабільність бензину — це здатність опору до утворення смол та окислення впродовж певного (індукційного) періоду при температурі 100° С. Смоли та окислення бензину можуть утворюватися під час його транспортування та збереження внаслідок впливу атмосферного кисню. При тривалому збереженні автомобільний бензин окислюється, внаслідок чого в ньому підвищується зміст фактичних смол, які утворюють в паливній системі та камерах згоряння смолисті відкладення (нагар). На вміст фактичних смол у бензині, крім тривалого збереження, впливають також умови збереження: зовнішня та внутрішня температура, колір і герметичність місткості, тари, ступінь їх заповнення тощо.
Фізична стабільність бензинів характеризується відсутністю легких фракцій, що випаровуються з бензину під час його збереження та транспортування. Фізичну стабільність автомобільного бензину підвищують шляхом додавання в нього антиоксидних присадок (інгібіторів), які протягом визначеного часу уповільнюють розвиток окисних процесів. Для стабілізації автомобільних бензинів на вітчизняних підприємствах застосовують деревносмолисту та параоксидіфеніламінову присадки, а також присадку ФЧ-16.
Забруднення бензину зумовлене попаданням до його складу різних механічних домішок чи води під час збереження та транспортування. Наявність цих домішок впливає на працездатність паливної системи, засмічує її, внаслідок чого вона виходить з ладу, а узимку може спричинити її замерзання.
Основними причинами забруднення бензину механічними домішками і водою можуть бути порушення герметичності резервуарів, цистерн, паливних баків автомобілів, а також недотримання правил фільтрації при заливанні бензину в паливні баки автомобілів.
У марці бензину цифрами вказують мінімальне октанове число визначене за моторним методом, літерою А – бензин автомобільний; літерами АІ (АИ) – бензин автомобільний, в якому октанове число визначене дослідним методом.
Бензини марок А-66, А-72, А-76, АИ-93 виробляють зимовими й літніми. Бензини марок АИ-95, АИ-98 універсальні; їх можна застосовувати як узимку, так і влітку.
Автомобільні бензини товарних марок – суміш компонентів, які отримують в процесі переробки нафтопродуктів. Тому одна й та сама маса марка бензину, залежно від технологічного устаткування НПЗ, може мати різний компонентний склад (табл. 8.7).
Таблиця 8.7
Середній вміст компонентів автомобільних бензинів
|
Компонент |
А-76 (А-80) |
А-76 (етило ваний) |
АІ-91 |
А-92 |
А-92 (етило ваний) |
АІ-95 |
АІ-98 |
|
Алкілбензин |
- |
- |
5-20 |
5-20 |
- |
10-35 |
15-50 |
|
Бензин каталітичного крекінгу |
20-80 |
10-60 |
10-85 |
10-85 |
10-85 |
10-50 |
10-20 |
|
Бензин каталітичного риформінгу: - м’якого режиму - жорсткого режиму |
40-80 - |
70-60 - |
60-90 40-100 |
60-88 40-100 |
50-100 10-40 |
- 45-90 |
- 25-88 |
|
Бензин коксування |
1-5 |
5-10 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Бензин прямої перегонки |
20-60 |
40-100 |
10-20 |
10-20 |
10-80 |
- |
- |
|
Бутан + ізопентан |
1-7 |
1-5 |
1-10 |
1-10 |
1-7 |
1-10 |
1-10 |
|
Газовий бензин |
5-10 |
5-10 |
5-10 |
5-10 |
5-10 |
- |
- |
|
Гідростабілізований бензин піролізу |
10-35 |
10-20 |
10-30 |
10-30 |
10-30 |
10-20 |
10-20 |
|
Ксилольні фракції |
- |
- |
10-20 |
10-30 |
- |
20-40 |
20-40 |
|
Метилтретбутиловий ефір (МТБЕ) |
<8 |
- |
5-12 |
5-12 |
- |
10-15 |
10 -15 |
|
Толуол |
- |
- |
0-7 |
0-10 |
- |
8-15 |
10-15 |
Енергетичний ресурс бензинів підвищують за рахунок розширення фракційного складу компонентів. Так, підвищення температури кінця кипіння компонентів бензинів до 215 - 220 °С (у т.ч. бензини риформінгу і крекінга) є реальним джерелом розширення об’ємів їх виробництва. Крім того, бензини риформінгу і крекінга містять ароматичні вуг леводні, що сприяє підвищенню їх детонаційної стійкості. Проте збільшення вмісту високо октанових ароматичних компонентів не може бути безмежним, оскільки вони сприяють нагароутворенню, негативно впливають на гумові та пластмасові деталі в паливній системі, збільшують вихід в атмосферу шкідливих речовин. Особливо це стосується бензолу внаслідок його ви сокої токсичності.
Впродовж тривалого часу проблема виробництва високооктанових бензинів вирішувалася введенням до їх складу етилової рідини, що містить токсичний свинець. Законодавством України, РФ та деяких країнах ЄС заборонено їх використання. Повністю заборонено застосування етило ваних бензинів в Австрії, Швеції, США і Японії.
Застосування певної марки бензину визначається виробником автомобілів залежно від конструктивних особливостей двигунів (ступеня стиску пальної суміші, діаметру циліндрів тощо), а також від умов його експлуатації. Як правило, марка бензину, що рекомендується для використання при експлуатації автомобіля, визначається в період тривалих заводських випробувань.
На практиці можна заміняти бензин марки, що рекомендується, бензином іншої марки з меншим або більшим октановим числом або сумішшю бензинів. Необхідність такої заміни може виникнути через тимчасову відсутність бензину необхідної марки, у зв'язку з різким чи підвищенням зниженням температури повітря або з інших причин. Невідповідність бензину коригується октан-коректором шляхом установлення кута випередження запалювання; заміна бензину з більшим, ніж рекомендований, октановим числом до детонації двигуна не призводить. Проте виникає ймовірність перегрівання двигуна, падіння його потужності, порушення випускних клапанів, оскільки ступінь стискання пальної суміші в двигуні не відповідає властивостям високооктанових бензинів.
Кісеньмісткі антидетонаційні присадки (оксигенати) дещо підвищують октанове число і зменшують токсичність відпрацьованих газів за рахунок зменшення в них продуктів неповного згоряння. Найбільше застосування отримала присадка метілтретбутілового ефіру (МТБЕ) та деякі пакети на її основі. Поряд з цим, підвищення вмісту оксигенатів збільшує викиди альдегідів, зокрема, формальдегіду, який є канце рогенною речовиною. Тому згідно з директивами ЄС 85/536/ЄС і 87/441/ЄС граничний вміст кисеньмістких з’єднань в бензинах обмежують. Кисеньмісткі присадки розчиняють воду, яка знижує властивості бензинів під час їх збереження. Це обмежує область їх застосування – їх використовують переважно для виробництва ви сокооктанових бензинів.
В Росії для підвищення детонаційної стійкості бензинів широко використовується монометиланілін (н-метиланілін) і присадки на його основі – АДА (з добавкою Агідолу, як антиоксиданту), Екстралін тощо. Крім антидетонаційних монометиланілін має мийні та стабілізаційні властивості, що дозволяє використовувати його разом з МТБЕ або етиловим спиртом для підвищення гігроскопічності бензи нів.
Нафтопереробні заводи України (НПЗ) виробляють автомобільні бензини за ДСТУ 4063-2001, ГОСТ 2084-77, ТУ У 00149943.501-98, ТУ У 320.00158764.025-99, ГСТУ 320.00149943.015-2000 ін.
Російські НПЗ виробляють автомобільні бензини за ГОСТ 2084-77, ГОСТ Р 51105-97, а також за ТУ 38.1011225-89, ТУ 38.1011279-89, ТУ 38.001165-87, ТУ 38.401-58-176-96, ТУ 38.401 -58-127-95, ТУ 38.301 -25-41-97, ТУ 38.401.58-171-96 ін. Підприємства Білорусі виробляють свою про дукцію головним чином за російськими норматив ними документами.
Неетильовані бензини, що імпортуються з країн Західної та Центральної Європи, як правило, відповідають вимогам європейського стандарту EN 228:1998.
Єдина система позначень марок автомобільних бензинів відсутня.
Зазвичай бензин маркірують літерами і цифрами: А, АІ (АИ), іноді словом Нормаль, PREMIUM ін. Цифрами позначають детонаційну стійкість бензинів. В марках бензинів, що виробляються в Європі цифрами, як пра вило, позначають октанове число за дослідним методом. Виключення становлять низькооктанові бензини А-72 (ГОСТ 2084-77) та А-76 (ДСТУ 4063-2001, ГОСТ 2084-77, ТУ 38.401-58-176-96), в яких цифрами позначають октанове число за моторним методом.
В США нормується октановий індекс бензинів (півсума октанових чисел за моторним і дослідним методами).
Авіаційні бензини.
Авіаційні бензини призначені для використання в поршневих авіаційних двигунах. До них, порівняно з автомобільними, висувають більш жорсткі вимоги, що зумовлено конструктивними особливостями авіаційних двигунів та умовами їх роботи. Для виробництва бензинів використовують окремі високоякісні фракції первинної і вторинної (каталітичного риформінгу, алкілування, ароматизації, ізомеризації ін.) переробки нафти.
Основні марки авіаційних бензинів є етиловані – вони містять 2–3,2 г/кг бензину тетраетілсвинцю (ТЕС). Поряд з цим існують також малоети ловані (менше 1г/ кг) і неетиловані бензини.
В країнах СНД використовують в основному авіаційні бензини за ГОСТ 1012-72, а тако ж за ТУ виробників (ТУ 38.401-58-47-92, ТУ 38.101913-82, ТУ 38.401-58-197-97 ін.). В інших країнах бензини відповідають вимогам ASTM D 910 (марок 80, 100 и 100LL), національним стан дартам та європейським специфікаціям. У США розроблена одна марка неетилованого бензину 82 UL за ASTM D6227, яка не замінює бензини з ТЕС, а використовується у спеціальних, розроблених для цього, авіаційних двигунах.
Єдина система позначення марок авіаційних бензинів відсутня.
Зазвичай авіаційні бензини, що виробляють в країнах СНД, позначають літерою "Б" і дробом, в чисельнику якого наводять октанове число за моторним методом, а в знаменнику – сортність на зба гаченій суміші (наприклад, Б-91/115, Б-100/130).
Сортність (ґатунок) палива – показник детонаційної стійкості на багатій суміші, який визначають на одноциліндровому двигуні у стандартних умовах на режимі початкової детонації порівняно з еталонним паливом за середнім індикаторним тиском (потужністю). Сортність палива 130 означає, що допустимий приріст потужності до початку детонації на цьому паливі в умовах роботи стандартного одноциліндрового двигуна на 30% більше ніж на технічному еталонному ізооктані (ТЕІ).
Бензини, в яких показник сортності на збагаченій суміші не регламентовано, маркіруються лише октановим числом за моторним методом (Б -70, Б -92). В інших країнах застосовують цифрову систему позначень, згідно з якою вказують октанове число за моторним методом (на приклад, марки 80 и 100), або комбіновану, яка складається з літер і цифр (наприклад, малоетильований (Low Lead) бензин – 100LL, а не етилований (Unleaded) - 82UL).
Авіаційні бензини забарвлюють зеленим {Б-91/115, Б-92), жовтим (95/130) або блакитним (Б-100/130) кольором. Бензини за ASTM D 910 також забарвлюють червоним (80), зе леним (100) і жовтим (100LL) кольором. Не етилований бензин Б-70 не забарвлюють, його основне призначення – розчинник.
§ 8.3. РЕАКТИВНІ ПАЛИВА
Реактивні палива призначені для використання у повітряно-реактивних (ВРД) і турбореактивних (ТРД) авіаційних двигунах. Їх отримують з середньодистилятних фракцій нафти. Залежно від вихідної якості нафти використовують прямі фракції або їх суміші з компонентами, що пройшли гідрування (гідроочищення, гідрокрекінг тощо). Для підвищення якості палив до їх складу вводять присадки (антиокислювальні, протизношувальні, антистатичні, противодокристалізаційні ін.).
В Україні реактивне паливо виробляють за ГОСТ10227-86 {з обмеженнями), ГОСТ 13308-89, ГСТУ 320.00149943.007-97 і ГСТУ 320.00149943.011-99. В Росії та інших країнах СНД – за ГОСТ10227-86, ГОСТ 13308-89 і ТУ заводів-виробників, в інших – за специфікаціями ASTM, DEF STAN и CGSB. За американським стандартом ASTM D 1655 виробляють три марки палива для цивільної авіації (Jet A, Jet A-1, Jet В). Для літаків, які експлуатуються в межах території США застосовують переважно паливо марки Jet А.
За британським стандартом DEF STAN 91-91 також виробляють паливо марки Jet А, яка мало чим відрізняється від палива американського, проте її використовують для польотів за межами США и країн СНД.
За канадським стандартом CGSB виготовляють паливо марки Jet В, яке використовують для польотів над північними про вінціями Канади і Аляски.
В країнах СНД зазначеним маркам палив, відповідає гас марки ТС-1 (TS-1) і РТ, який за своїми характеристиками не поступається, а за деякими показниками перевищує закордонні аналоги.
Виробники і дилери реактивних палив об’єднала вимоги ASTM D 1655 і DEF STAN 91-91 в загальний документ під назвою "Вимоги до якості авіаційних палив для систем, що сумісно експлуатуються " (Aviation Fuel Quality Requirements for Jointly Operated Systems – AFQRJOS), який має також назву "Joint Check List". З іншого боку, Міжнародна асоціація повітряного транспорту (IATA) опублікувала "Керівний матеріал зі специфікації авіаційних турбінних палив" (Guidance Material for Aviation Turbine Fuels), в якому сформульовані вимоги до палив типу гас (Jet A, Jet A-1 и TS-1), а також до палива Jet В за CGSB.
Військове відомство США має свою специфікацію на палива типу гас – JP-5 (для ВМФ) и JP-8 (для ВПС). Їх відміна полягає в температурах спалаху: для JP-5 - 60С, для JP-8 – 38 С. Відміна JP-8 від Jet А досить незначна: різниця полягає лише в присадках, що застосовуються.
Єдина система позначень марок реактивних палив відсутня.
§ 9.4 ДИЗЕЛЬНЕ ПАЛИВО
Дизельне паливо призначено для швидкісних дизелів, газотурбінних двигунів наземного і водного транспорту, а також двигунів, що працюють стаціонарно.
Комплекс експлуатаційних вимог до дизельного палива забезпечується шляхом підбору його оптимального фракційного та вуглеводневого складу. Проте мож ливості використання прямих фракцій обмежені високим вмістом сірки (до 1,0%), тому для виробництва товарних марок, які відповідають сучасним вимогам, застосовують гідроочищені фракції або їх суміш з прямими фракціями. Гідроочищені фракції отримують з прямих фракцій та їх сумішей з продуктами вторинних процесів {легкий газойль каталітичного крекінга, ін.). Палива з підвищеними екологічними характеристиками отримують з повністю гидроочищених фракцій. Для поліпшення експлуатаційних характеристик до палив товарних марок вводять присадки або їх пакети.
Здатність дизельних палив до самозаймання характеризується цетановим числом (ЦЧ). Цей показник залежить від октанового числа (ОЧ), що виражається емпіричною формулою:
ЦЧ=60–ОЧ/2.
Цетанове число – умовний показник, рівний об'ємній концентрації цетану в еталонній суміші цетану і -метилнафталіну, займистість якої відповідає займистості випробуваного палива у період затримки запалення, що складає 13. Визначення цетанового числа досить трудомістка операція, тому у деяких країнах застосовують розрахунковий показник – дизельний індекс (ДІ), виходячи з анілінової точки (А) у градусах Фаренгейта (F) й густини (d) при 15С в одиницях (градусах) API:
ДІ=А·d/100.
Формули переходу між одиницями температури за Цельсієм (С) та API:
С=(F – 32)/1,8;
API (С)=141,5/d – 131,5;
де: d – густина при 15,6 С (60 F), г/мл.
Між дизельним індексом і цетановим числом існує залежність (табл. 8.8).
Таблиця 8.8
Залежність між дизельним індексом і цетановим числом
|
Дизельний індекс |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
|
Цетанове число |
30 |
35 |
40 |
45 |
55 |
60 |
Часто для палив указують цетановий індекс – розрахункове цетанове число, що визначають за ГОСТ 27768 залежно від густини і 50%-ної кількості перегнаного палива.
Пожежонебезпека палив визначається рядом показників, з яких найбільш часто застосовують температуру спалаху – мінімальну температуру, при якій пари нафтопродукту спалахують від відкритого полум'я. Її визначають у закритому (світлі палива) чи відкритому (залишкові палива) тиглі. Значення температур спалаху визначених для того самого зразка різними методами, можуть дещо розрізнятися між собою, наприклад для мазутів ця різниця може досягати 30°С. Тому обов'язково вказують метод визначення температур спалаху. Для дизельних палив вона нормується в залежності від умов застосування: літні палива для дизелів загального призначення повинні мати температуру спалаху нижче 40°С, а для суднових і тепловозних дизелів – не нижче 62°С.
Національні стандарти визначають межу температури спалаху 61С, нижче якої палива відносять до легкозаймистих (ЛЗР), вище – до горючих (ГР) рідин. Ця межа визначає категорію роботи з паливом і заходи передбачені технікою безпеки.
Крім температури спалаху, для палив визначають температуру запалення (Тз) і температуру самозапалювання (Тс).
Асортимент присадок до палива нараховує більше 20 основних типів, а кількість композицій, використовуваних на практиці, складає сотні. Більшість з них призначено для поліпшення процесів горіння палива і тим самим сприяє зниженню токсичності продуктів згоряння. Типовий асортимент присадок, які так чи інакше поліпшують екологічні характеристики палив, наведено в табл. 8.9.
Таблиця 8.9
Характеристика присадок до палив
|
Присадки |
Призначення |
|
Антиоксидантні стабілізатори |
Підвищують окисну стабільність палив, тим самим запобігаючи смоло- та осадоутворенню |
|
Деактиватори металів |
Зв'язують у неактивні комплекси мідь, залізо і інші метали – промотори окислювання вуглеводнів |
|
Миючі присадки |
Зменшують утворення відкладень на деталях двигуна і паливної апаратури, у тому числі двигунів з безпосереднім впорскуванням бензину. Додатково додають паливам протильодові й антикорозійні властивості |
|
Антидимні присадки |
Зменшують концентрацію диму в газах дизельних двигунів, але мало впливають на викиди інших токсичних компонентів |
|
Антинагарні присадки |
Зменшують нагароутворення в камері згоряння, на клапанах і розпилювачах форсунок дизельних двигунів |
|
Антисажеві присадки |
Знижують температуру згоряння сажі на поверхні сажових фільтрів |
|
Промотори запалення. Антистатичні присадки |
Поліпшують запалення дизельних палив Запобігають нагромадженню зарядів статичної електрики в паливах |
|
Біоциди |
Запобігають псуванню палива мікроорганізмами |
Антиоксиданти, антидетонатори і промотори запалювання вводять у склад палива на нафтопереробних заводах для забезпечення нормованих показників якості продукції.
Миючі присадки до дизельних палив застосовують у різних варіантах. Заводи випускають спеціальні марки палив із присадками, при цьому нормується показник, що гарантує наявність та ефективність присадки в паливі.
Присадки не повинні погіршувати фізико-хімічні й експлуатаційні властивості палив. Але при цьому допустимі відхилення від нормативних показників, що непрямо характеризують якість нафтопродукту.
Залежно від температури навколишнього середовища виготовлюють літні (sum mer) та зимні (winter) сорти дизельних палив. В деяких країнах виготовляють міжсе зонні (intermediate), а в країнах з холодним кліматом арктичні (arctic) марки дизель ного палива.
НПЗ України виробляють дизельне пали во за міждержавним стандартом ГОСТ 305-82 (для Міноборони), стандартом України (ДСТУ 3868-99) технічними умовами України (ТУ 38.601-53-2-93) та деякими іншими ТУ.
В Україні діють лише державні стандарти (ДСТУ), міждержавні стандарти (ГОСТ), союзні ТУ зі змінами, які були прийняті до 01.01.1992 р., а також ТУ України. Імпортовані дизельні палива повинні відповідати вимогам чинних нормативних документів.
Загальноприйнята система позначень ма рок дизельного палива відсутня.
Умовне позначення дизельного палива згідно з ГОСТ 305-82 складається з:
- літери Л (літнє), масової частки сірки і температури спалаху;
- літери 3 (зимове), масової частки сі рки і температури загуснення;
- літери А (арктичне), масової частки сірки.
Приклад умовного позначення:
палива літнього з масовою часткою сірки до 0,2% і температурою спалаху 40 °С – паливо дизельне Л – 0,2 – 40 ГОСТ 305-82; палива зимового з масовою часткою сірки до 0,2% і температурою загуснення 35 "С – паливо дизельне 3 - 0,2 35 ГОСТ 305-82; паливо арктичне з масовою часткою сірки до 0,4% – паливо дизельне А-0,4 ГОСТ ЗО5-82.
За ДСТУ 3868-99 в паливі марки Л (літнє) позначають – масову частку сірки і температуру спалаху (наприклад, паливо дизельне Л-0,10-40 за ДСТУ 3868-99); в паливі марки 3 (зимове) – масову частку сі рки і температуру загуснення (наприклад, паливо дизельне 3 - 0,10 - (-25)за ДСТУ 3868-99).
Російські НПЗ виробляють дизельне па ливо за ГОСТ 305-82, а також за ТУ РФ (ТУ 38.401-58-106-94, ТУ 38.001355-86, ТУ 38.101889-81, 38.001162-85, ТУ 38, 401-58-110-94, ТУ 38.1011348-90, ТУ 38, 401-58-36-92, ТУ 38,101348-90, ТУ38.4015845-92, ін.).
Підприємства Білорусі виробляють свою продукцію в основному за російськими нормативами.
В країнах ЄС виробляють дизельне паливо, що відповідає вимогам стандарту EN 590.
§ 8.5. КОТЕЛЬНЕ ПАЛИВО
Котельне паливо (мазут) призначені для використання в мобільному, стаціонарному котельному і технологічному устаткуванні. Його отримують з продуктів первинного і вторинного процесів переробки нафти. Деякі марки палив містять депресорні присадки.
Класифікують мазут за:
В Україні мазут виробляють за ГОСТ 10585-75 і ТУ У 38.5901486-96, а в Росії - за ГОСТ 10585-75 і ТУ 38.001361-87.
Загальноприйнята система позначень котельного палива відсутня.
Умовне позначення котельного палива за ГОСТ 10585-75 складається з орієнтовного значення в’язкості (°ВУ), яка відповідає марці мазуту при 50 С. Марку палива для судових установок по значають літерою Ф (флотський). Мазут з присадкою повинні мати відповідне позначення "с присад кою"; мазут марок 40 и 100 – позначення, яке відображає нормовані величини вмісту сірки, зольності і температури загу снення.
§ 8.6. ГАЗОТУРБІННЕ ПАЛИВО
Газотурбінне паливо призначено для використання в стаціонарних паротурбінних і парогазових енергетичних установках, а також суднових газотурбінних установках.
Їх виробляють з продуктів первинного і вторин ного процесів переробки нафти. В паливах цього типа строго регламентовано вміст ванадію, який спричинює корозію лопаток турбін.
В країнах СНД газотурбінні палива виготовляють за ГОСТ 10433-75.
Газотурбінне паливо марки А використовується в пікових енергетичних установках, а марки Б - в суднових ті інших газотурбінних установках.
§ 8.7. ПІЧНЕ ПАЛИВО
Цей вид палива призначено для побутових потреб населення і застосування в опалювальних установках невеликої потужності, які розміщують зазвичай в жи тлових приміщеннях, на підприємствах сільського господарства в теплогенераторах середньої потужності, ін.
Пічне паливо отримують з продуктів первинного і вторинного (термічний і каталітичний крекінг, коксування) процесів переробки нафти.
В Україні пічне паливо виробляють за ГСТУ 320. 00149943.010-98, в РФ - за ТУ 38.101656-87.
Основне призначення змащувальних матеріалів (мастил) полягає у створенні прошарку між тертьовими частинами двигунів, вузлів і агрегатів, який зменшує тертя між деталями і запобігає їхньому передчасному зносу. В двигунах внутрішнього згоряння мастила ущільнюють вузли тертя, що дозволяє зменшити ймовірність прориву газів з камери згоряння в картер і запобігти витоку моторного масла через сальники. Проходячи крізь систему змащення, масло охолоджує тертьові деталі та сприяє видаленню із зон тертя часток зносу і забруднень. В неробочий період мастила забезпечують захист вузлів та агрегатів двигуна від корозії.
Процес тертя і зношення тертьових деталей залежить від режиму змащення та якості змащувальних матеріалів. Розрізняють наступні основні режими змащення тертьових деталей: рідинний (гідродинамічний), граничний і сухе тертя.
Рідинний режим є ідеальним і припускає наявність між тертьовими деталями масляного прошарку товщиною 0,1 мкм і більше. Ефективність гідродинамічного режиму змащення залежить від конструктивних параметрів вузла тертя, взаємної швидкості переміщення тертьових поверхонь, питомого тиску та в'язкості змащувальних матеріалів.
При граничному режимі між тертьовими деталями товщина шару масляної плівки не перебільшує 0,1 мкм. Однак ця плівка міцно контактує з тертьовими поверхнями і надійно їх розділяє. У ряді випадків масляна плівка утворюється внаслідок хімічної взаємодії мастильного матеріалу з поверхнею тертя. Граничний режим може виникати через нестачу мастильного матеріалу між парами тертя, під час запуску двигуна, при великих питомих навантаженнях у вузлах тертя, наприклад, у зубчастих передачах тощо.
Режим сухого тертя вважається аварійним, оскільки тертьові деталі працюють в умовах відсутності або явній чи обмеженій непридатності мастила. Внаслідок цього в зоні контакту тертьових поверхонь виникає висока температура, їх структура порушується, що призводить до швидкого виходу з ладу двигуна та інших вузлів та агрегатів автомобіля.
Іноді різні деталі того самого чи вузла агрегату працюють в змішаному режимі змащення, тобто одні ділянки – в режимі рідинного змащення, інші – в режимі граничного змащення, треті – в режимі тертя без змащення. Зазвичай змішаний режим змащення має місце при пуску двигунів або інших агрегатів в зимовий час без попереднього підігрівання.
Змащувальні матеріали (мастила) належать до класу L (змащувальні матеріали, індустріальні масла та аналогічні продукти) і поділяються на 18 груп (табл. 9.1).
Таблиця 9.1
Класифікація і галузь застосування мастил класу L
|
Група |
Галузь застосування |
Класифікація |
|
|
за ISO |
за ГОСТ |
||
|
А |
Відкриті системи змащування |
6743/1 |
28549.1 |
|
В |
Змащування ливарних форм |
- |
- |
|
С |
Зубчасті передачі |
- |
- |
|
D |
Компресори (в т.ч. холодильні машини і вакуумні насоси) |
6743/3В, 6743/ЗА |
28549.4, 28549.3 |
|
Е |
Двигуни внутрішнього згоряння |
- |
- |
|
F |
Шпинделі, підшипники і сполучені з ними з’єднання |
6743/2 |
28549.2 |
|
G |
Направляючі ковзання |
6743/13 |
28549.13 |
|
Н |
Гідравлічні системи |
6743/4 |
28549.5 |
|
М |
Механічна обробка металів |
6743/7 |
28549.7 |
|
N |
Електроізоляція |
- |
- |
|
Р |
Пневматичні інструменти |
6743/1 1 |
28549.11 |
|
Q |
Рідкі теплоносії |
6743/12 |
28549.12 |
|
R |
Тимчасовий захист від корозії |
6743/8 |
28549.8 |
|
Т |
Турбіни |
6743/5 |
28549.6 |
|
U |
Термічна обробка |
- |
- |
|
X |
Галузі, в яких застосовують пластичні мастила |
6743/9 |
28549.9 |
|
Y |
Різні галузі застосування |
6743/10 |
28549.10 |
|
Z |
Циліндри парових машин |
- |
- |
Примітка: 15 груп мастил має більш детальну класифікацію, яка складається з категорій залежно від призначення, складу і властивостей змащувальних матеріалів.
За ГОСТ 4.24 ці матеріали, залежно від призначення, поділяють на групи і підгрупи (табл. 9.2).
Ці та інші відомі класифікації не охоплюють реальний асортимент змащувальних матеріалів, оскільки вони виготовляються залежно від вимог, що висувають виробники машин та механізмів.
Склад змащувальних матеріалів
Змащувальні матеріали, як правило, є сумішшю базових масел з присадками різного функціонального призначення. Базові масла залежно від хімічного складу поділяють на чотири групи:
нафтові (мінеральні) (отримані шляхом вакуумної перегонки мазуту з наступним рафінуванням);
гідрокрекінгові (гідрокрекінг мінеральних масел);
напівсинтетичні (суміш мінерального і синтетичного масел);
синтетичні (спрямований синтез).
Промисловість виробляє також інші групи базових масел.
Таблиця 9.2
Класифікація масел за призначенням (ГОСТ 4.24)
|
Група |
Підгрупа |
|
Моторні |
Універсальні |
|
Для бензинових двигунів |
|
|
Для дизельних двигунів |
|
|
Турбінні |
Газотурбінні |
|
Турбінні загального призначення |
|
|
Трансмісійні |
Для механічних передач |
|
Для гідромеханічних передач |
|
|
Для гідростатичних передач |
|
|
Індустріальні |
Індустріальні загального призначення |
|
Масла різного призначення |
Компресорні |
|
Циліндрові |
|
|
Ізоляційні |
§ 9.2. МОТОРНІ МАСЛА
Для карбюраторних (інжекторних) і дизельних автомобільних двигунів промисловість випускає нафтові дистилятні та масла залишкових фракцій високого ступеня очищення (селективного або сірчанокислотного).
Зміни конструктивного виконання автомобільних двигунів в напрямі збільшення потужності, та відміни умов їх експлуатації є причиною підвищення вимог до якості масел. Необхідні властивості моторним маслам надають введенням в базові моторні масла (base oils) пакету присадок (additives) або хімічно активних речовин, які поліпшують функціональні властивості масел. Їх частка в середньому складає 15-25% від загальної маси масла. Правильний підбір базового масла або присадок підвищує надійність і довговічність роботи двигунів, а також дає змогу знизити експлуатаційні витрати.
В'язкість масла є одним з основних показників їх якості. Під в'язкістю розуміють опір відносному переміщенню внутрішніх шарів масла внутрішньому тертю. Таким чином, чим менше в'язкість масла, тим більшу рухомість воно має і навпаки.
За одиницю в'язкості мастил прийнята умовна одиниця стокс (Ст) або сота його частина – сантистокс (сСт). Для порівняння – в'язкість води при 20° С приблизно дорівнює 1 сСт. Для оцінки в'язкості масел прийнята інша одиниця — пуаз (П) або її відсоток — сантипуаз (сП).
Необхідну в'язкість масел обирають залежно від конструкції вузла тертя, режиму роботи і зовнішніх умов експлуатації.
Зміна величини в'язкості масел внаслідок коливання температури оточуючого середовища характеризує їх температурні властивості. Стосовно до умов експлуатації автомобільних двигунів в’язкісно-температурні властивостями моторних масел характеризують їх здатність до утворення масляного шару, що розділяє поверхні тертьових деталей для зменшення взаємного тертя і знос. В'язкість масел при робочій температурі двигуна (близько 100° С) повинна бути достатньою для утворення масляного шару, який, при цьому, не повинен видавлюватися крізь зазори та ущільнення. При низьких температурах в'язкість масел не повинна бути такою, щоб перешкоджати її прокачуванню крізь систему, водночас давала змогу легко запускати двигун в холодний період. В’язкісно-температурні властивості моторних масел визначають за кінематичною в'язкістю при 100, 50 і 0° С, температурі загустіння і величиною індексу в'язкості, яка показує ступінь зміни їх властивостей залежно від робочої температури.
Зимові масла повинні мати високий індекс в'язкості, більш низьку температуру загустіння і меншу в'язкість при низьких температурах, ніж літні.
Протизношувальні, а також протизадирні властивості мастил – це здатність масел утворювати захисну плівку на поверхні тертьових деталей з метою запобігання їхнього зносу. При відсутності масляної плівки достатньої товщини найчастіше спостерігається підвищений механічний (абразивний) знос тертьових деталей. Його спричинюють тверді тіла – частки пилу, піску чи металу, що утворилися в результаті абразивного зносу. У більшості автомобільних двигунів за умови нормального змащування мастилами, тобто якщо об’єм мастила складає приблизно 1,5...2% обсягу витраченого палива, не спостерігається випадків підвищеного зносу та інших передчасних руйнувань деталей.
Для поліпшення протизношувальних властивостей до мастил додають присадки, які містять сірку чи фосфор або їх сполуки, чи обидва елементи одночасно.
Масла для автомобільних двигунів повинні мати високі антикорозійні властивості. Корозії тертьових деталей двигуна виникає внаслідок їх взаємодії з вологою та киснем оточуючого середовища, особливо впродовж тривалого терміну зберігання автомобіля. Достатніми умовами для виникнення корозії є також проникання продуктів згоряння палива в картер двигуна.
Плівка масла на поверхні металу перешкоджає агресивному впливу корозійно-активних речовин, нейтралізує сірку, що міститься в паливі, підвищуючи тим самим термін роботи деталей циліндро-поршневої групи та підшипників.
Антикорозійні властивості масел залежать від ступеня їх очищення та наявності спеціальних антикорозійних присадок, які нейтралізують продукти окислення масла, сповільнюють процеси його окислювання, сприяють створенню на металевих поверхнях стійкої захисної плівки.
Видаленню летючих корозійно-активних речовин (води, продуктів згоряння палива, низькомолекулярних органічних кислот) з масляної системи сприяє вентиляція картера двигуна.
Ступінь корозійної стійкості масла оцінюють шляхом визначення величини втрати маси металу після їх контакту за визначений період.
Термоокислювальна стабільність масел – це показник, що характеризує масло зберігати початкові властивості в період збереження, а також під час роботи двигуна автомобіля. Метод оцінки стабільності масла полягає у визначенні концентрації корозійно-агресивних фракцій і нерозчинних продуктів окислювання, які можуть осаджуватися на деталях двигуна у вигляді лаку, нагару і шламу. При дотриманні необхідних умов збереження масел (герметичності тари, відсутності присадок низького очищення, води тощо) вони можуть не змінювати свої властивості впродовж 5 і більше років.
Стабільність масел під час роботи двигуна оцінюють періодом, впродовж якого вони зберігають свої початкові властивості. На стабільність їх властивостей впливають фізико-хімічні процеси, що відбуваються в двигуні під час його роботи і внаслідок яких змінюються величина в'язкості, зольності, вмісту кислотних і лужних з’єднань, механічних домішок. Ступінь стабільності масел визначає термін його експлуатації в двигуні автомобіля. Оптимальний термін експлуатації масел вказано їх виробниками, при цьому за одиницю періодичності його заміни приймають пробіг автомобіля. Як правило, масла рекомендують змінювати після 10-15 тис. км пробігу, проте в умовах інтенсивної експлуатації двигуна або підвищеного вмісту пилу в оточуючому середовищі термін експлуатації масел знижується.
Мінеральні базові масла
Застосування масел з певними властивостями зумовлено конструктивними особливостями та експлуатаційними умовами, в яких працює механізм. Зрозуміло, що розробляти асортимент масел залежно від цих критеріїв економічно недоцільно, тому нафтопереробна промисловість випускає базові масла, які змішують з присадками для надання необхідних експлуатаційних властивостей (commercial oils, service oils). Таким чином, процес отримання масел складається з двох стадій – виробництва базових масел і змішування їх з іншими компонентами, присадками, (blending, compounding, formulation).
Базові масла розрізняються між собою в'язкістю, хімічним складом і деякими іншими властивостями. Сировиною для базових масел можуть бути мінеральні і синтетичні масла. Хімічний склад мінеральних масел визначається властивостями вихідної сировини – нафти, а синтетичних масел – мономерів і методом його синтезу.
Змішування масел (compounding) є відносно нескладним технологічним процесом і може бути здійснений на порівняно невеликих підприємствах (blending plants). Цю функцію виконують також невеликі самостійні фірми, які купують базові масла і присадки, змішують їх, розфасовують і поставляють масла на ринок під своєю фірмовою назвою.
Великі нафтопереробні компанії розробляють нові технології і склади і виконують усі процеси по виробництву масел від переробки нафти до розфасовки кінцевого продукту. Підвищення конкурентоспроможності продукції вимагає постійного вдосконалення технології і якості товарів на світовому ринку.
Асортимент присадок (пакетів) досить великий. Як правило, нафтові і хімічні компанії розробляють оригінальні присадки і застосовують їх у виробництві масел з відповідним логотипом, що дає змогу уникнути будь-яке підроблення продукту.
Класифікують моторні масла за різними ознаками, проте автомобільні компанії висувають цілий ряд вимог щодо відповідності хімічного складу масел умовам експлуатації і режиму роботи двигунів. Це так звані специфікації, назви яких залежно від встановленого класифікаційного критерію, співпадають з назвою організації, що їх розробила.
Основною класифікаційною ознакою моторних масел є в’язкість. Оскільки будь-які добавки, в тому числі модифікатори, підвищують їх ціну, важливим є встановлення оптимального співвідношення властивостей масел з умовами експлуатації двигуна. Найпоширенішою системою індексації і класифікації моторних масел стала SAE, яка базується на таких властивостях масел як в'язкість, здатність до плину, адгезії (табл. 9.3).
Відповідно до SAE J 300 мо торні масла поділяють на 11 класів в’язкості: шість зимових {OW–25W) і вісім літніх (20–60). Для міжсезонних моторних масел прийнято подвійне позначе ння (наприклад, 5W-30, 15W-40, 20W-50 тощо), в якому перша цифра означає відповідність зимовому класу в’язкості за низькотемпературними властивостями, а друга - літньому класу за високотемпературними. Поряд з цим сполучення значень в'язкості літнього і зимового масел не означає арифметичне сполучення в'язкісних властивостей. Так, наприклад, масло 5W-30 рекомендовано до експлуатації з температурою навколишнього середовища в діапазоні -30...+20 С, а літне масло марки 30 призначено для експлуатації з температурою навколишнього середовища до +30 С.
Таблиця 9.3
Класифікація моторних масел за SAE J 300
|
Клас в’язкості |
Низькотемпературні параметри |
Високотемпературні параметри |
|||
|
Динамічна в’язкість при температурі С, сП, не більше |
Кінематична в’язкість при 100 С по ASTM D 445, сСт |
Динамічна в’язкість при температурі 150 С і швидкості зсуву D = 10с-1 (за ASTM D4683), не менше |
|||
|
Імітація холодного пуску (ASTM D5293) |
Прокачувавність (ASTM D 4684 і D3829*) |
Не менше |
Не більше |
||
|
0W |
3250 при -30 |
60000 при -40 |
3,8 |
- |
- |
|
5W |
3500 при -25 |
60000 при -35 |
3,8 |
- |
- |
|
10W |
3500 при -20 |
60000 при -30 |
4,1 |
- |
- |
|
15W |
3500 при -15 |
60000 при -25 |
5,6 |
- |
- |
|
20W |
4500 при -10 |
60000 при -20 |
5,6 |
- |
- |
|
25W |
6000 при -5 |
60000 при -15 |
9,3 |
- |
- |
|
20 |
- |
- |
5,6 |
< 9,3 |
2,6 |
|
30 |
- |
- |
9,3 |
< 12,5 |
2,9 |
|
40 |
- |
- |
12,5 |
< 16,3 |
2,9 (0W-40, 5W-40, 10W-40) |
|
40 |
- |
12,5 |
< 16,3 |
3,7 (15W-40, 20W-40, 25W-40) |
|
|
50 |
- |
- |
16,3 |
< 21,9 |
3,7 |
|
60 |
- |
- |
21,9 |
< 26,1 |
3,7 |
|
Примітка: * - наявність напруги пластичної течії, яка встановлена даним методом, означає непридатність незалежно від в’язкості. 1 сП = 1 мПа∙с; 1 сСт = 1 мм2/с. |
Кожний клас зимового або міжсезонного масла характеризується двома значеннями динамічної в’язкості при низьких температурах, які відрізняються на 5°С. Перше, яке отримують випробуванням на імітаторі холодного пуску (віскози метр CCS) характеризує максимальну температуру масла, яка дозволяє прокручування двигуна старте ром. Друге, яке отримують на імітаторі прокачування масел (мініротаційний віскози метр MRV) – максимальну температуру, за якої мас ляний насос буде прокачувати масло під тиском в процесі холодного пуску. Для ко жного класу літнього и міжсезонного масла регламентовані межі кінематичної в’язкості при 100 С і мінімальні значення динамічної в’язкості (HT/HS) при високій температурі та градієнті швидкості зсуву.
Класифікація масел за в’язкістю згідно з ГОСТ і SAE передбачає різні критерії їх розподілу, тому властивості продуктів можна лише наближено порівнювати за єдиною ознакою – кінематичною в’язкістю при 100°С (табл. 9.4). Маслам певного класу за SAE відповідає більш широкий діапазон в’язкості: один клас в’язкості за SAE може містити два класи за ГОСТ.
Таблиця 9.4
Відповідність класів в’язкості моторних масел
|
Сезоні масла |
Міжсезонні масла |
||
|
Клас в’язкості за |
Клас в’язкості за |
||
|
ГОСТ |
SAE |
ГОСТ |
SAE |
|
- |
0W |
33/8 |
5W-20 |
|
Зз |
5W |
43/6 |
10W-20 |
|
4з |
10W |
||
|
53 |
15W |
4з/8 |
10W-20 |
|
63 |
20W |
||
|
- |
25W |
43/10 |
10W-30 |
|
6 |
20 |
||
|
8 |
20 |
||
|
10 |
30 |
53/10 |
15W-30 |
|
12 |
30 |
53/12 |
15W-30 |
|
14 |
40 |
53/14 |
15W-40 |
|
16 |
40 |
63/10 |
20W-30 |
|
20 |
50 |
63/14 |
20W-40 |
|
24 |
60_ |
63/16 |
20W-40 |
Існують також інші специфікації (стандарти), наприклад, за АРІ, АИИ, АСЕА, ССМС, ILSAC, MIL, кожна з яких класифікує масла за встановленим критерієм. Маркірування масел за АРІ виробник може здійснювати лише після отримання ліцензії за правилами EOLCS (Engine Oil Licensing and Certification System). Ліцензійна угода між АРІ, як власником прав за EOLCS, і виробником моторного масла діє лише протягом року. Ліцензіат отримує право використовувати символ або сертифікаційну марку АРІ, яку наносять на тару або упаковку з продукцією, яка відповідає вимогам класифікації (рис. 9.1). Надпис в нижній частині кільця “ENRGY CONCERVING” роблять лише тоді, коли масло пройшло випробування щодо енергозбереження. В центрі кола зазначають в’язкість масла за SAE.
Сертифікаційну марку АРІ “Starburst” (спалах зірки) надають маслам, які відповідають останній редакції мінімальних вимог ILSAC. В центрі марки зазначають галузь застосування масла, наприклад, “for gasoline engines” – для бензинових двигунів.
Рис. 9.1. Маркування масел за АРІ
Специфікації виробників автомобілів
Поряд з наведеними класифікаціями масел деякі фірми-виробники автомобілів пред’являють додаткові вимоги щодо узгодження специфічних особливостей ДВЗ з матеріалами, які в них застосовуються.
Ці вимоги формулюються у вигляді специфікацій після проведення стендових або експлуатаційних випробувань. Ухвалення (допуск) до експлуатації масел в двигунах автомобілів певної фірми надається після їх комплексного випробування.
Відомі виробники автомобілів пропонують наступні специфікації (табл.. 9.5):
Масла для чотиритактових двигунів мотоциклів класифікуються за стандартом JASO T 903, який передбачає їх використання в мотоциклетних та інших ДВЗ, які мають загальну систему змащення двигуна, коробки передач і зчеплення. Стандарт встановлює дві категорії масел – МА й МВ, які повинні відповідати вимогам класів SE, SF, SG, SH, SJ (за АРІ ) або А1, А2, А3 (за АСЕА). Поряд з цим до масел висувають інші вимоги щодо їх фізико-хімічних властивостей. Всі масла проходять стендові випробування.
Таблиця 9.5
Специфікації масел, призначених для застосування в автомобілях
|
Фірма-виробник автомобілів |
Специфікація |
|
BMW |
BMW “Special oils”, BMW “Longlife” oils, BMW M610 |
|
FORD |
Ford WSE-M2C 903 (Європа), Ford E3E-M2C153-E (США) |
|
GENERAL MOTORS |
GM 6094 M, GM 4718 M, GM 4717 M. |
|
MACK |
MACK EO-K, MACK EO-L |
|
MAN |
MAN QS 13-017, MAN 270, MAN 271, MAN M 3275, MAN M 3277, MAN M 3271 |
|
MERCEDES-BENZ |
MB 226.9, MB 227.0, MB 227.1, MB 228.0, MB 228.1, MB 228.2, MB 228.3, MB 228.5, MB 229.1, MB 229.3 |
|
MTU |
MTU Type 1, MTU Type 2 |
|
ROVER |
RES 22 OL G-4, RES 22 OL PD-2, RES 22 OL D-5 |
|
SCANIA |
LDF |
|
VOLKSWAGEN |
VW 500.00, VW 501.01, VW 502.00, VW 503.00, VW 503.01, VW 505.00, VW 505.01, VW 596.00 |
|
VOLVO |
Volvo VDS, Volvo VDS-2. |
Масла для двотактових бензинових двигунів. Особливістю цих масел є те, що їх змішують з паливом перед введенням в ДВЗ. Спочатку суміш змащує підшипники колінчастого вала, циліндро-поршневу систему і лише потім потрапляє в камеру згоряння. Більша частка масла, яке застосовують в двотактових ДВЗ згорає, інша – виводиться зовні з відпрацьованими газами. Задимленість зменшують змінюючи співвідношення масло/паливо, яке, залежно від типу масла становить 1:30...1:100.
Основою для виробництва масел для двотактових ДВЗ служать мінеральні, напівсинтетичні та синтетичні масла в’язкістю 30...50 за SAE, які повинні, поряд з іншим, відповідати вимогам щодо екологічності.
Масла для ДВЗ, які призначені для експлуатації на водному транспорті і мають водяну систему охолодження, класифікують за класом TC-W3ТМ (специфікація NMMA), інші, які діяли раніше, втратили чинність.
Діюча донедавна японська класифікація JASO M345 не відповідала вимогам європейських виробників двотактових двигунів, тому були введені нові, більш жорсткі вимоги до якості масел (ISO-L-EGD). Поряд з цим розроблюється новий клас ISO-L-EGE.
§ 9.3. ТРАНСМІСІЙНІ МАСЛА
Трансмісійні масла призначені для змащування тертьових деталей в коробках передач, коробках розподілу навантаження, механізмах рульового керування. Трансмісійні масла сприяють зменшенню зносу деталей, захищають деталі від корозії, відводять тепло від тертьових поверхонь, видаляють продукти зносу і забруднення, зменшують вібрацію та ударні навантаження.
До масел, що застосовуються в автоматичних коробках передач, пред'являються дещо інші вимоги, що пов'язано з конструктивними особливостями та умовами експлуатації таких автомобілів.
Класифікують трансмісійні масла за кількома ознаками, важливою з яких є в’язкість, а методологічна основа її визначення описується відповідним стандартом.
Розрізняють кілька стандартів класифікації масел за в'язкістю. Одним з таких є стандарт SAE J306 (Axle and Manual Transmission Lubricant Viscosity Classification) – "Класифікація в'язкості трансмісійних масел для ведучих мостів і механічних коробок передач". Кожний виробник трансмісійних масел після проведення випробувань надає відповідний сертифікат, згідно з яким певна марка масла призначена для використання в автомобілях лише одного або кількох виробників. Звідси інша назва стандарту – специфікація. В'язкість масел виражається в умовних одиницях – її ступенем за SAE.
Стандарт SAE J306 використовується виробниками автомобільних трансмісій під час визначення та рекомендацій трансмісійних масел для ведучих мостів і механічних коробок передач, а також розробки нових рецептур і маркірування готових продуктів.
Трансмісійні масла згідно з SAE J306 маркірують аналогічно класифікації моторних масел, тобто, за в'язкістю; їх поділяють на зимовий SAE 70W, 75W, 80W, 85W і літній ряди SAE 80, 85, 90, 140, 250.
Міжсезонні масла маркірують подвоєним позначенням, наприклад, SAE 75W-80W, SAE 75W-85W, SAE 80W-85W і т.п. Ступені в'язкості SAE 80 і SAE 85 введені в класифікацію вперше.
Крім того, трансмісійні масла класифікують за ГOСТ 17479.2, які залежно від кінематичної в’язкості (при 100 С) поділяють на 4 класи – 9, 12, 18 і 34.
Єдиної системи класифікації трансмісійних масел за експлуатаційними властивостями нема. Проте найпоширенішою є класифікація за АРІ, відповідно до якої масла для механічних трансмісій позначають абревіатурою GL. Згідно з АРІ розрізняють 9 класів GL-1...GL-5, МТ-1, PG-1, PG-2. Клас GL-6 тимчасово не застосовують. В Європі існує також класифікація за ZF (компанія "Zahnradfabrik Friedrishafen"), яка охоплює всі трансмісійні масла, в тому числі рідини для гідромеханічних передач.
Для механічних коробок передач в основному застосовуються масла класу GL-3, для гіпоїдних передач – GL-4, для середньонавантажених передач – GL-5.
Компанія ZF спеціалізується на виробництві механічних передач і силових агрегатів для транспортних засобів, а також є розробником системи (класифікації) відповідності продукції змащувальним матеріалам. Кожному виду агрегату відповідають змащувальні матеріали з певними властивостями, які ураховують умови експлуатації механізмів. Їх позначають літерно-цифровим кодом ZF TE-ML ХХ, в якому зазначені вид, якість, клас в'язкості та галузь застосування матеріалів (табл. 9.6).
Таблиця 9.6
Відповідність змащувальних матеріалів умовам їх експлуатації
|
Клас |
Призначення |
|
ZF TE-ML 01 |
Механічні несинхронізовані коробки передач автомобілів, в яких передача включається за допомогою зубчастих муфт |
|
ZF TE-ML 02 |
Механічні та автоматичні трансмісії вантажних автомобілів і автобусів систем: Ecolite, Ecomid, Ecosplit, Transmatic, AC TRONIC. |
|
ZF TE-ML 03 |
Гідротрансформатори (torque converter, Wandlergetriebe) мобільних транспортних засобів |
|
ZF TE-ML 04 |
Суднові трансмісії |
|
ZF TE-ML 05 |
Ведучі мости позашляхової мобільної техніки |
|
ZF TE-ML 06 |
Трансмісія і гідравлічні системи приводу причіпних механізмів тракторів |
|
ZF TE-ML 07 |
Гідравлічний чи механічний приводи, системи електричних приводів: передачі, що переключаються під навантаженням, привод мобільного змішувача (mobile mixer drivers), передачі піднімальних механізмів, приводи поворотних механізмів |
|
ZF TE-ML 08 |
Системи керування ZF (без гідропідсилювача) легкових і вантажних автомобілів, автобусів і позашляхової техніки |
|
ZF TE-ML 09 |
Системи керування ZF (з гідропідсилювачем і масляним насосом) легкових і вантажних автомобілів, автобусів і позашляхової мобільної техніки |
|
ZF TE-ML 10 |
Механізми типу "Transmatic" легкових і комерційних автомобілів (гідротрансформатори з блокуючою фрикційною муфтою WSK (torque converter lock-up clutch, Wandlerschltkupplung) |
|
ZF TE-ML 11 |
Механічні та автоматичні коробки передач легкових автомобілів |
|
ZF TE-ML 12 |
Мости легкових і комерційних автомобілів і автобусів |
|
ZF TE-ML 13 |
Агрегати ZF спеціальних транспортних засобів НАТО (колісні та гусеничні машини) |
|
ZF TE-ML 14 |
Автоматичні коробки передач комерційних автомобілів (Ecomat) |
|
ZF TE-ML 15 |
Гальмівні системи спеціальних транспортних засобів НАТО |
Масла для механічної коробки передач легкових автомобілів.
Механічні коробки передач (КП) складаються переважно з циліндричних зубчастих коліс і синхронізаторів, умови роботи яких суттєво розрізняються. Для зубчастих (гіпоїдних) передач, які характеризуються інтенсивним навантаженням, найбільше підходять масла з протизношувальними присадками, а для синхронізаторів, які виготовляють з мідних сплавів – масла низької в’язкості з антикорозійними властивостями. Отже, з цих причин важко розробити універсальні масла для всіх механізмів трансмісії: умови роботи синхронізаторів вимагають застосування малов’язких масел (не вище SAE 80W), а для п’ятиступеневої КП – малов’язке без агресивних для мідних сплавів протизадирних присадок. Цим вимогам відповідають синтетичні трансмісійні масла.
Системою якості за API не передбачено випробувань масла щодо зношування і корозійної стійкості синхронізаторів КП, оскільки в країнах Північної Америки 90% важких автомобілів мають ручні КП без синхронізаторів. В Європі спостерігається зворотна картина – біля 90% важких автомобілів мають КП зі синхронізаторами, тому клас АРІ GL-4 є базовим. Масла класу API GL-4 повинні проходити додаткові випробування за європейською методикою.
За рекомендацію ZF, масла для механічної КП повинні відповідати класу API GL-4 з доповненням ZF TE-ML 02 чи інших виробників, наприклад, MB 236.2, VW G 50, MAN 341. Якщо масло можна застосовувати одночасно в КП або для гіпоїдної передачі, то воно має відповідну інформацію з боку виробника.
Масла для передніх ведучих мостів.
Головна передача, диференціал переднього моста, коробка передач і зчеплення, як правило, розміщують в загальному корпусі. Для них застосовують малов’язкі масла класу API GL-4, властивості і застосування яких за призначенням підтверджує виробник. Для деяких автомобілів застосовується моторне масло.
Масла для головної передачі і диференціала.
Головна передача збільшує обертовий момент двигуна за рахунок зменшення кутової швидкості приводу заднього мосту, змінюючи при цьому напрям переданого моменту обертання на 90°. Вона з'єднана з диференціалом через конусні сателітні шестерні, який забезпечує різну швидкість обертання коліс під час повороту автомобіля. В легкових автомобілях головна передача – це пара гіпоїдних шестерень, а вантажних – конусно-спіральна пара. Робота головних передач характеризується сильними навантаженнями і швидкостями обертання. Контактний тиск в зоні зчеплення шестерень може перебільшувати 2000 МПа, а робоча температура масла – 120-130°C. Для таких передач потрібно в’язке масло SAE 90 чи SAE 140 з вмістом сірки до 1,5% у протизадирних присадках. Цім вимогам задовольняють масла API GL-2 або API GL-4.
Масла для гіпоїдних передач.
У гіпоїдних передачах осі конусних шестерень не співпадають, тому швидкість контактного тертя збільшується з відстанню між осями. Зона контакту характеризується високим тиском (до 4000 МПа), динамічним і ударним навантаженнями, високою швидкістю ковзання (до 15 м/с).
Для ефективного змащування застосовують протизношувальні і поділяючі присадки. Присадки типу ЕР, які додають в масла високої якості, під час роботи пар тертя розкладаються з виділенням хімічно активних елементів, внаслідок чого на їх поверхнях утворюється хемосорбційна пластична плівка, яка зчеплена з металом. Проте наявність в них органічних сполук хлору і фосфору можуть викликати корозію кольорових металів. Цей ефект відсутній в універсальних трансмісійних маслах класу API GL-5, які мають спеціальні поділяючі присадки.
Крім цього, показником призначення масел для гіпоїдних передачах є відстань між осями конусів, яку зазначають в міліметрах.
Масла для диференціала.
Диференціал має планетарну передачу, що забезпечує обертання півосей, з’єднаних з колесами, з різними швидкостями. Додаткові вимоги для змащування диференціала не висуваються, тому, як правило, застосовують масла для головної передачі, з якою його розміщують в одному корпусі.
Масла для диференціала підвищеного тертя
З метою виключення буксування одного з колес на слизькій дорозі застосовують диференціал підвищеного тертя. Принцип блокування коліс полягає у створенні фрикційною муфтою додаткового тертя між корпусом і шестірнею півосі, внаслідок чого виникає різниця в швидкостях обертання, частина моменту якого передається на колесо, що буксує. Фрикційні муфти можуть бути дисковими або конічними. Поряд з цим відомі механізми блокування диференціала замкового типу.
Для диференціалів підвищеного тертя застосовуються масла із заданими фрикційними властивостями і зниженою в'язкістю. Оскільки коефіцієнт тертя повинен змінюватися в широкому діапазоні, то в базові масла додають спеціальні присадки. Єдиних вимог щодо якості масел немає через різноманітність конструктивного виконання диференціала. В загальному випадку масло обирають згідно з рекомендаціями виробника автомобіля. Це, як правило, масла класу API GL-5 LS SAE 75W-90, SAE 80W-90, SAE 85W-0, SAE 90.
Деякі легкові автомобілі ("Renault Espace Quadro", "Ford Escort RS 2000" і ін.) мають розподільний механізм в якому фрикційна муфта зв’язана з чотирма колесами. Муфта автоматично розподіляє обертовий момент між передніми і задніми колесами, що підвищує прохідність автомобіля. Для цього механізму придатні синтетичні або напівсинтетичні масла API GL-5 в'язкістю SAE 80W, SAE 75W-90.
Масла для кермового механізму. Для змащення черв'ячної передачі кермового механізму застосовується масло з низьким коефіцієнтом тертя і високим індексом в'язкості, з антиоксидними присадками. Умови роботи кермового механізму характеризується великими навантаженнями і високою (до 50 м/с) швидкістю ковзання, тому до масла висуваються вимоги, основною з яких є збереження в’язкісних властивостей. Масло в кермовому механізмі не міняється протягом усього часу експлуатації автомобіля: його міняють під час ремонту кермового механізму або в результаті порушення герметичності системи. Клас якості таких масел – за API GL-2.
Масла для малонавантажених передач. Для трансмісій з полегшеними умовами роботи застосовують масла, в яких присадки відсутні чи присутні в незначній кількості (клас API GL-1). Можна застосовувати масла більш високого класу, проте це економічно недоцільно.
Масла для автоматичних коробок передач (Automatic Transmission Fluids).До масел для автоматичної коробки передач (АКП) пред'являються більш високі вимоги щодо в'язкості, антифрикційних, протизносшувальних і протиоксидних властивостей, ніж для інших агрегатів. Оскільки автоматичні коробки передач поєднують різні за призначенням вузли – гідротрансформатор, коробку передач, систему керування, – то спектр функцій масел (рідин ATF) повинен також бути різним. Динамічні навантаження менше в них менші, ніж у звичайних коробках передач, оскільки твердий зв'язок двигуна з трансмісією відсутній.
Середня робоча температура масла в картері АКП може змінюватися від 80-95°С в прохолодний період до 150°C влітку в міському циклі. Це зумовлено непродуктивними витратами потужності двигуна, наприклад, в режимі „міський цикл” (МЦ). Температура масла, яке рухається в гідротрансформаторі з високою швидкістю, підвищується, зростає ступінь його аерації та окислення. Суміш кисню, води і масла виконує роль каталізатора електрохімічної корозії матеріалів, з яких складаються пари тертя (сталь-сталь, сталь-металокераміка, сталь-бронза, сталь-фрикційна прокладка), тому до антифрикційних присадок висувають жорсткі вимоги, оскільки масло повинно не тільки зберігати свої експлуатаційні властивості та захищати поверхні тертя, але й забезпечувати високий ККД трансмісії.
З початку використання АКП в них застосовуються переважно рідини, властивості яких відповідають специфікаціям "General Motors" і "Ford". Рідини Dextron i Mercon, хоча схожі за фізико-механічними показниками, розрізняються за фрикційними характеристиками. За специфікацією Ford статичний коефіцієнт тертя Mercon повинен перевищувати динамічний, тому фірма забороняє змішування цих масел з іншими рідинами.
Крім специфікацій "General Motors" і "Ford" існують інші, наприклад, Allison (C3, C4), Chrysler, MAN, Mercedes-Benz, VW, Toyota, ZF тощо.
§ 9.4. ІНДУСТРІАЛЬНІ МАСЛА
Класифікація моторних масел за SAE J300 DEC99
З 01.06.2001 р. стала чинною специфікація "SAE J300 DEC99" і одночасно припинила дію специфікація "SAE J300 APR97", яка поділяла моторні масла залежно від їх в’язкості.
Нова редакція специфікації торкнулася змін щодо температурних умов визначення в'язкості масел, згідно з якими її оцінюють на "імітаторі холодного пуску" CCS (Cold Cranking Simulator) при зниженні температури на 5 °С, а граничні значення в'язкості провертання значно збільшені для всіх W-ступенів.
Нові граничні значення в'язкості вибиралися не випадково. Для виробництва моторних олій 10W/15W/20W /25W-XX найчастіше застосовують базові олії з індексами в'язкості менш 120 одиниць. Низькотемпературна в'язкість таких олій підвищується приблизно в 2 рази, при кожнім зниженні температури виміру на 5 °С. Граничні значення нової специфікації для цих ступенів збільшені в два рази, порівняно з колишніми. При виробництві всесезонних моторних олій 0W/5W-XX, усе більше застосування знаходять синтетичні і високоочищені гідрокрекінгові базові олії з високими індексами в'язкості. Низькотемпературні в'язкості таких олій щораз підвищуються менш чим у два рази при зниженні температури виміру з кроком 5 °С. Граничні значення для цих ступенів збільшені менш чим у два рази.
§ 9.5. ГІДРАВЛІЧНІ МАСЛА
Гідравлічні масла (рідини для гідравлічних систем) розділяють на нафтові, синтетичні й водно-гліколеві. За призначенням їх ділять відповідно до області застосування:
- для літальних апаратів, мобільної наземної, річкової й морської техніки;
- для гідрогальмівних і амортизаційних пристроїв різних машин;
- для гідроприводів, гідропередач і циркуляційних масляних систем різних агрегатів, машин і механізмів, що становлять устаткування промислових підприємств.
Нижче розглянуто робочі рідини для гідросистем мобільної техніки, позначені ГОСТ17479.3–85 як гідравлічні масла, а також деякі найпоширеніші гідрогальмівні й амортизаційні рідини на нафтовій і синтетичній основах.
Основна функція робочих рідин (рідких середовищ) для гідравлічних систем — передача механічної енергії від її джерела до місця використання зі зміною значення або напрямку прикладеної сили.
Гідравлічний привід не може діяти без рідкого робочого середовища, що є необхідним конструкційним елементом будь-якої гідравлічної системи.
Конструкції гідроприводів механізмів вдосконалюються за рахунок:
підвищення робочого тиску і пов'язане із цим розширення верхніх температурних меж експлуатації робочих рідин;
зменшення загальної маси привода або збільшення відносини переданої потужності до маси, що обумовлює більше інтенсивну експлуатацію робочої рідини;
зменшення робочих зазорів між деталями робочого органа (вихідний і приймальні порожнин гідросистеми), що посилює вимоги до чистоти робочої рідини (або здатності до фільтрації при наявності фільтрів у гідросистемах).
З метою задоволення вимог, продиктованих зазначеними тенденціями розвитку гідроприводів, сучасні робочі рідини (гідравлічні масла) для них повинні мати певні характеристики:
високий індекс в'язкості;
відрізнятися високим антиокисним потенціалом, а також термічною й хімічною стабільністю, що забезпечують тривалу беззмінну роботу рідини в гідросистемі;
захищати деталі гідроприводу від корозії;
здатність до фільтрації;
сумісність з матеріалами гідросистеми тощо.
Більшість масових сортів гідравлічних масел виробляють на основі добре очищених базових масел, одержуваних з рядових нафтових фракцій з використанням сучасних технологічних процесів екстракційного й гідрокаталітичного очищення.
Фізико-хімічні й експлуатаційні властивості сучасних гідравлічних масел значно поліпшуються при введенні в них функціональних присадок - антиокисних, антикорозійних, протизношувальних, антипінних і ін.
Система позначення гідравлічних масел
Прийнята у світі класифікація мінеральних гідравлічних масел заснована на їхній в'язкості й наявності присадок, що забезпечують необхідний рівень експлуатаційних властивостей.
Згідно з ГОСТ 17479.3-85 (“Масла гідравлічні. Класифікація й позначення”) позначення вітчизняних гідравлічних масел складається із груп знаків, перша з яких позначається буквами “МГ” (мінеральне гідравлічне), друга - цифрами й характеризує клас кінематичної в'язкості, третя - буквами й указує на приналежність масла до групи по експлуатаційних властивостях.
За ГОСТ 17479.3-85 (аналогічно міжнародному стандарту ISO 3448) гідравлічні масла за значенням в'язкості при 40 °С діляться на 10 класів. Залежно від експлуатаційних властивостей і состава (наявності відповідних функціональних присадок) гідравлічні масла ділять на групи А, Б и В.
Група А (група НН по ISО) - нафтові масла без присадок, застосовувані в малонавантажених гідросистемах із шестеренними або поршневими насосами, що працюють при тиску до 15 МПа й максимальній температурі масла в обсязі до 80 °С.
Група Б (група HL по ISO) - масла з антиокисними й антикорозійними присадками. Призначені для середньонапряжених гідросистем з різними насосами, що працюють при тисках до 2,5 МПа й температурі масла в обсязі понад 80 °С.
Група В (група HM по ISO) - добре очищені масла з антиокисними, антикорозійними й протизношувальними присадками. Призначені для гідросистем, що працюють при тиску понад 25 МПа й температурі масла в обсязі понад 90 °С.
У масла всіх зазначених груп можуть бути уведені загусники (вязкісні) і антипінні присадки.
Загущені полімерними присадками гідравлічні масла відповідають групі НV по ISO 6743/4.
У табл.. наведено позначення гідравлічних масел існуючих асортиментів у відповідності з класифікацією за ГОСТ 17479.3-85.
У табл.. крім чисто гідравлічних масел включені масла марок "А", "Р", МГТ, віднесені до категорії трансмісійних масел для гідромеханічних передач. Однак завдяки високому індексу в'язкості, гарним низькотемпературним і експлуатаційним властивостям і через відсутність гідравлічних масел такого рівня в'язкості вони також використовуються в гідрооб'ємних передачах і гідросистемах навісного встаткування наземної техніки.
Деякі давно розроблені й гідравлічні масла, що випускаються, за значенням в'язкості нестрого відповідають класу по класифікації, позначеної ДЕРЖСТАНДАРТ 17479.3-85, а займають проміжне положення. Наприклад, масло ГТ-50, що має в'язкість при 40 °С 17-18 мм2/з, перебуває в ряді класифікації між 15 і 22 класами в'язкості.
По вязкостным властивостях гідравлічні масла умовно діляться на наступні:
малов’язкі (клас в'язкості від 5 до 15);
средньов’язкі (22 і 32);
в’язкі (від 46 до 150).
Асортимент гідравлічних масел
Малов’язкі гідравлічні масла
Масло гідравлічне МГЕ-4А (ОСТ 38 01281-82) – глибоко очищена легка фракція, одержувана гідрокрекінгом із суміші парафінистої нафти, загущена вязкістною присадкою. Містить інгібітори окислювання й корозії. Має винятково гарні низькотемпературні властивості.
Масло МГЕ-10А (ОСТ 38 01281-82) – глибоко деароматизована фракція, що застигає при низьких температурах, одержувана із продуктів гідрокрекінгу суміші парафінистих нефтей. Містить загущающую, антиокисну, антикорозійну й противоизносную присадки. Масло призначене для роботи в діапазоні температур від -( 60-65) до +( 70-75) °З.
Масло АМГ-10 (ДЕРЖСТАНДАРТ 6794-75) - для гідросистем авіаційної й наземної техніки, що працює в інтервалі температур навколишнього середовища від -60 до +55 °С. Виробляється на основі глубокодеароматизированной низкозастывающей фракції, одержуваної із продуктів гідрокрекінгу суміші парафінистих нефтей і состоящей з нафтенових і изопарафиновых вуглеводнів. Містить загущающую й антиокисну присадки, а також спеціальний відмітний органічний барвник.
Масло ЛЗ-МГ-2 (ТУ 38.101328-81) одержують вторинною перегонкою очищеної гасової фракції з нефтей нафтенової підстави. Містить загущающую й антиокисну присадки. Завдяки відмінним низькотемпературним характеристикам використовується в гідросистемах, забезпечує швидкий запуск техніки й роботу при температурах до -60...-65 °С.
Масла РМ, РМЦ (ДЕРЖСТАНДАРТ 15819-85) - дистиллятные масла, одержувані з нафтенових нефтей, мають поліпшені властивості, що змазують. Застосовують в автономних гідроприводах спеціального призначення, експлуатованих при температурі навколишнього середовища від -40 до +55 °С.
Масло МГ-7-Б (ТУ 38.58-101-92) - дистилятне масло із продуктів гідрокрекінгу суміші парафінистої сірчистої нафти, одержуване при вакуумному розгоні основи АМГ-10 і утримуючу антиокисну присадку.
Масло МГ-10-Б (ТУ 38.58-101-92) - дистилятне масло із продуктів гідрокрекінгу суміші парафінистої сірчистої нафти, одержуване з вузької фракції основи АМГ-10. Містить вязкостную й антиокисну присадки.
Масла МГ-7-Б і МГ-10-Б застосовують у якості низкозастывающих робітників рідин і як замінники масел РМ і РМЦ.
Масло гідравлічне ВМГЗ (ТУ 38.101479-86) - маловязка низькозастивающая мінеральна основа, вироблювана за допомогою гідрокаталітичного процесу, загущена полиметакрилатной присадкою. Містить присадки: протизношувальну, антиокисну, антипінну. Масло призначене для систем гідроприводу й гідрокерування будівельних, дорожніх, лісозаготівельних, підйомно-транспортних і інших машин, що працюють на відкритому повітрі при температурах у робочому обсязі масла від -40 до +50 °С у залежності від типу гідронасоса. Для північних регіонів рекомендується як всесезонне, а для середньої географічної зони - як зимове.
Крім перерахованих гідравлічних масел освоюється виробництво масел МГБ-10 і МГБ-15 (ТУ 002-05766528-97).
Средневязкие гідравлічні масла
Масло веретенне АУ (ТУ 38.1011232-89) одержують із малосернистых і сірчистих парафінистих нефтей з використанням процесів глибокого селективного очищення фенолом і глибокої депарафинизации. Містить антиокисну присадку. Масло забезпечує роботу гідроприводів у діапазоні температур від -( 30-35) до +( 90-100) °С.
Масло гідравлічне АУП (ТУ 38.1011258-89) одержують додаванням у веретенне масло АУ антиокисної й антикорозійної присадок. Призначено для гідрооб'ємних передач наземної й морської спеціальної техніки. Працює при температурі навколишнього середовища від +80 до -40 °С.
Завдяки наявності антикорозійної присадки масло надійно охороняє від корозії (у тому числі у вологому середовищі) чорні й кольорові метали.
Масло ЭШ для гідросистем високо навантажених механізмів (ГОСТ 10363-78) являє собою середньовязкий дистилят, у який після глибокого селективного очищення й глибокої депарафинизации вводять полімерну загущающую й депрессорную присадки. Масло призначене для гідросистем керування високо навантажених механізмів (крокуючих екскаваторів і інших аналогічних машин). Працює в інтервалі температур від -40 до +( 80-100) °С.
Масло ГТ-50 для гідродинамічних передач тепловозів (ТУ 011-39247202-96) – мало в’язке мінеральне масло глибокого селективного очищення, що містить композицію присадок, що поліпшують антиокисні, протизношувальні, антикорозійні й антипінні властивості. Застосовують для змазування турборедуктора гідропередачі дизель-поїздів. Масло має гарну мастильну здатність, високої термоокислювальною стабільністю й стабільністю в'язкості.
Масло "Ангрол МГ-32АС" (ТУ 277-05742746-94) виробляють на базі гідрованого полимеризата з в'язкістю 6,2 мм2/із при 100 °С с додаванням полімерної (загущающей і депрессорной), антиокисної, протизношувальної, диспергирувальної й антипінної присадок. Вимоги по нормах показників фізико-хімічних і експлуатаційних властивостей практично ідентичні вимогам ДЕРЖСТАНДАРТ 10363-78 на масло ЭШ аналогічного призначення. У порівнянні з маслом ЭШ масло "Ангрол МГ-32АС" має більше низьку температуру застигання й більше високим потенціалом антиокисних і протизношувальних властивостей. Масло розроблене для гідросистем крокуючих екскаваторів, експлуатованих у районах Східного Сибіру.
В’язкі гідравлічні масла
Масло МГЕ-46У (ТУ 38 001347-83) для гідрооб'ємних передач виробляють на базі індустріальних масел з антиокисною, протизношувальною, депресорною і антипінною присадками. Масло має високу стабільність експлуатаційних (вязкостных, протизношувальних, антиокисних) властивостей, не агресивно стосовно матеріалів, застосовуваним у гідроприводі. Призначено для гідравлічних систем (гідростатичного привода) сільськогосподарської й іншої техніки, що працює при тиску до 35 МПа з короткочасним підвищенням до 42 МПа. Працює в діапазоні температур від -10 до +80 °С. Ресурс роботи в гідроприводах з аксіально-поршневими машинами досягає 2500 год.
Масло МГ-8А (ТУ 38.1011135-87) являє собою суміш дистилятного й залишкового компонентів з додаванням депресорної, антипінної й багатокомпонентної (поліпшуючої антиокисні, антикорозійні й диспергирувальні характеристики) присадок. Має досить високий рівень протизношувальних властивостей. Застосовують у гідравлічних системах навісного встаткування й рульового керування тракторів, самохідних сільськогосподарських машин й самоскидів. Раніше масло такого состава випускали за ГОСТ 10541-78 під маркою моторного масла М-8А для карбюраторних двигунів.
Гідравлічна рідина ГЖД-14з (ТУ 38.101252-78) - суміш глубокоочищених залишкового й дистилятного компонентів із сірчистої нафти. Для поліпшення експлуатаційних властивостей у масло вводять антиокисні, антикорозійну й антипінну присадки. Застосовують в основних гідравлічних системах гвинтів регульованого кроку судів.
§ 9.6. ПЛАСТИЧНІ ЗМАЩУВАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ
Пластичні змащувальні матеріали (змазки) – колоїдні системи, які складаються з дисперсійного середовища (масло), загусника (дисперсна фаза), присадок і наповнювачів.
У виробництві змазок використовують нафтові, синтетичні масла, масла рослинного походження, а також їх суміші.
Залежно від типу загусника розрізняють мильні, неорганічні, органічні та вуглеводні.
Мильні змазки, в свою чергу, складаються з алюмінієвих, кальцієвих, літієвих, натрієвих, цинкових та ін.
До неорганічних належать змазки, в яких загусником є графітні, силікагель, бентонітові та ін., а до органічних – полімерні, фторвуглецеві та ін. речовини.
Вуглеводневими загусниками виступають тугоплавкі тверді вуглеводневі – віск, парафін, церезин ін.
В змащувальних матеріалах застосовують присадки з аналогічним комплексом властивостей, що й в маслах, проте з більшою їх концентрацією. Іноді застосовують модифікатори структури змазок.
Наповнювачами змазок є високодисперсні порошки, такі як графіт, дисульфід молібдену, оксиди різних металів тощо.
Експлуатаційні показники змащувальних матеріалів оцінюють за нормативними документами, в яких визначені вимоги до величини того чи іншого параметра (табл.. 9.7).
Таблиця 9.7
Методи оцінювання фізико-хімічних властивостей змазок за стандартами
|
Властивості |
Стандарти |
||||
|
ГОСТ |
ASTM |
DIN |
IP |
ISO |
|
|
Антикорозійні |
5757 |
D 1743, D 4048 |
51 811 |
112 |
2160 |
|
Водостійкість |
- |
D 1264 |
51 807 |
215 |
- |
|
Здатність до випаровування |
9566 |
D 972 |
183 |
- |
|
|
Колоїдна стабільність |
7142 |
D 1742 |
51 817 |
121 |
- |
|
Захисні |
4699 |
D 1748 |
51 802 |
220 |
- |
|
Механічна стабільність |
19295 |
D 1831 |
51 819E |
- |
- |
|
Пенетрація * |
5346 |
D 217 |
51 804 BI.1 |
50, 167 |
2137 |
|
Межа міцності зсуву |
7143 |
- |
51 805 |
- |
- |
|
Температура падіння капель |
6793 |
D 566, D 2265 |
51 801 |
132 |
2176 |
|
Трибологічні** 1) 2) |
9490 - |
D 2596, D 2266 D 2509 |
51 350 - |
239 240 |
- |
|
Хімічна стабільність |
5734 |
D 942 |
51 808 |
142 |
- |
|
В’язкість |
7163 |
D 1092 |
- |
- |
- |
Примітки: * - пенетрація – число, що вказує глибину занурення в змазку стандартного конуса в умовах випробування, в десятих частках мм;
* – трибологічні властивості – комплексний показник, який охоплює протизношувальні, протизадирні та антифрикційні властивості змазок; 1) – чотирьох шарикова машина, 2) – машина тертя „Тімкен”.
Змішування змащувальних матеріалів з різними загусниками небажано, проте іноді виникає необхідність добавляння змазки у вузли тертя. Їх сумісність може стати причиною негативних наслідків, які досить важко прогнозувати. Орієнтовні дані про сумісність різних змазок наведено в табл..9.8, проте слід пам’ятати, що зміні змазки повинно передувати ретельне очищення пар тертя від старої змазки.
Таблиця 9.8
Сумісність змащувальних матеріалів
|
Тип змащувальних матеріалів |
Алюмінієві комплексні |
Барієві |
Бентонітові |
Кальцієві |
Кальцієві комплексні |
Літієві |
Літієві комплексні |
Полімочевинні |
|
Алюмінієві комплексні |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
С |
Н |
|
|
Барієві |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
|
|
Бентонітові |
Н |
Н |
С |
Н |
Н |
Н |
Н |
|
|
Кальцієві |
Н |
Н |
С |
Н |
С |
С |
Н |
|
|
Кальцієві комплексні |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
С |
С |
|
|
Літієві |
Н |
Н |
Н |
С |
Н |
С |
Н |
|
|
Літієві комплексні |
С |
Н |
Н |
С |
С |
С |
Н |
|
|
Полімочевинні |
Н |
Н |
Н |
С |
Н |
Н |
Н |
Примітки: н – несумісні, с – сумісні.
§ 9.7. ТЕХНІЧНІ РІДИНИ
Охолоджувальні рідини
Охолоджувальні рідини призначені для застосування в теплообмінних агрегатах ДВЗ і представляють собою рідини з низькою температурою замерзання.
До недавнього часу охолоджувальні рідини (ОР) виготовляли на основі етиленгліколю, які є дуже токсичними речовинами. ОР не повинні містити силікатів, боратів, амінів, нітритів або нітратів, тому їх за кордоном переважно виготовляють на безсилікатній основі, а остання розробка – ОР на пропіленгліколевій основі.
Силікатомісткі ОР мають блакитний або синій колір. Безсилікатні на основі етиленгліколю або пропіленгліколю - жовто-зелені або червоні, часто флуоресцентні, що дає змогу визначити місце витікання рідини в системі автомобіля.
ОР мають назву „тосол” або „антифриз”, що по суті одне й теж, проте за традицією ОР блакитного кольору називають „тосолом”, а інші – антифризами (від англ.. antifreeze – незамерзаючий). Зазначимо, що за думкою одних фахівців колір ОР не має ніякої інформативності, оскільки його самостійно встановлює виробник ОР з метою захисту своєї продукції від фальсифікації. З іншого боку існує думка, що саме колір дає змогу визначити склад і експлуатаційні властивості ОР. Проте більш детальний аналіз вказує на ідентичність поглядів, незважаючи на термінологічну розбіжність.
Вважають, що густина ОР є важливою характеристикою її властивостей. Густина визначається співвідношенням етиленгліколю і води і повинна бути в межах 1,065-1,085 г/см3 при температурі 20 С, оскільки вона залежить від останньої. Відхилення від вказаних значень густини ОР може призвести до посилення корозійної агресивності, при цьому зростає безпека її замерзання до визначеної межі.
Колір ОР змінюється впродовж експлуатації і може слугувати своєрідним індикатором зміни властивостей присадок: момент, коли блакитний колір змінюється на жовтий вказує на необхідність заміни ОР. Так, термін служби силікатомістких ОР становить 1,5-2 роки, тоді як безсилікатних – біля п’яти років.
До показників якості ОР, які регламентуються ГОСТ 28084-89, належать:
Оцінюють корозійну стійкість ОР шляхом лабораторних випробувань на сумісництво з металами двох груп – радіатора, яку формують мідь марки М1, припій марки ПОС 40-2 і латунь марки Л63, та двигуна, яка складається зі сталі марки Ст20, сірого чавуну СЧ 24-44 і алюмінію марки АЛ9. Суть метода випробувань полягає у зануренні зібраних пакетів металів в ОР, яка розведена соленим розчином у співвідношенні 1:1.
Серед ОР вітчизняного виробництва широко відомі марки „ОЖ-40” (м. Нижній Новгород), „Норд А-40М” (м. Москва) і Ekspert (м. Санки-Пітербург) показали високу агресивність до припою, алюмінію, латуні та іншим металам. Високі антикорозійні властивості мають ОР торгових марок „Spektrol” – Антарктида, ПТК „Тосол-Синтез”, “Lukoil G-48” (Росія), „Mobil Frostschutz 600”, „Liqui Moly KFS” (Германія) ін.
Гальмівні рідини
Гальмівними рідинами (ГР) називають робочі рідини різних гідравлічних систем, зокрема, гідроприводу гальмівної системи та в системі зчеплення автомобіля. ГР призначені переважно для передачі енергії від головного циліндра до робочих, колісних циліндрів, проте в деяких автомобілях, наприклад, марки Citroen, застосовують рідини типу LHM (liquide hydraulic minerale), які працюють одночасно в гальмівній системі, гідравлічній системі підвіски і в гідропідсилювачі кермового управління.
Сучасні ГР являють собою суміші різних ефірів з низькомолекулярними полімерами і присадками, які повинні мати високі антикорозійні, змащувальні властивості, стабільність характеристик при змінах температури, сумісність з ущільнювальними матеріалами.
Важливим показником якості ГР є температура кипіння, оскільки кінетична енергія автомобіля, що рухається, переходить в теплову, величина якої може досягати 150 С. Перепад температур сприяє поглинанню вологи з оточуючого повітря, внаслідок чого температура кипіння ГР знижується, при цьому виникає небезпека „закипання” рідини під час гальмування. З плином часу експлуатації ГР вміст вологи в гальмівній системі збільшується залежно від конструктивної надійності системи (рис. 2.2), при цьому межа кипіння рідини знижується залежно від її типу (рис. ). Тому температурі кипіння ГР визначають до початку її експлуатації („сухої” RBP) і після зволоження, коли вміст води доводять до 3,5 % від загальної маси („зволоженої” WRBP).
Рис. 2.2. Зміна властивостей гальмівної рідини залежно від часу експлуатації автомобіля
Основні технічні характеристики ГР регламентуються Федеральним стандартом безпеки автомобілів (FMVSS ), ISO SAE (табл..9.9 ).
Таблиця 9.9
Вимоги до якості ГР
|
Показники |
FMVSS 116 |
ISO 4925 |
SAE J 1703 |
|||
|
DOT 3 |
DOT 4 |
DOT 4 Super |
DOT 5.1 |
|||
|
Температура кипіння рідини, С, не менше, „сухої” (RBP) „вологої” (WRBP) |
205 |
230 |
260 |
260 |
205 |
205 |
|
140 |
155 |
155 |
180 |
140 |
140 |
|
|
В’язкість, мм2/с, при – 40 С при 100 С |
1500 1,5 |
1800 1,5 |
1800 1,5 |
900 1,5 |
1500 1,5 |
1800 1,5 |
ГР DOT 5 на силіконовій основі (SBBF – silicon based brake fluids) містять не менше 70 % двоорганополісилоксану. Вони не сумісні з DOT 5.1, оскільки останні не містять силікону (NSBBF), а також з DOT 3 і 4 через відміну їх хімічного складу. З іншого боку, рідини DOT 3, DOT 4 і DOT 5.1 NSBBF сумісні між собою і за певних умов можуть бути змішаними в будь-якій пропорції.
Питання для самоконтролю:
161