Тема 5. Автомобильные смазочные масла

Раздел является одним из важнейших разделов курса.

Изучение данной темы рекомендуется начать с рассмотрения конкретного назначения смазочных материалов и определения общих требований, которые должны к ним предъявляться.

Одним из основных назначений масла в узлах и агрега­тах современного автомобиля является уменьшение износа сопрягаемых деталей и потерь на трение, что в конечном итоге повышает экономичность автомобиля. Следует знать, что величина потерь на трение зависит от характера трения. Необходимо разбираться в существующих видах трения и представлять, что применение масел, обеспечивающих жидкостное и частично граничное трение деталей, решает задачу увеличения межремонтных пробегов и снижение затрат на ремонт, что снижает себестоимость эксплуатации автомобилей.

Далее следует уяснить, что масла, как и топлива, про­изводятся на базе продуктов переработки нефти. На­до знать способы и условия производства масел и основные технико-эксплуатационные требования, которые к ним предъяв­ляются. Следует знать, что эти общие требования конкретизи­руются в зависимости от узлов, где масло применяется. Надо знать классификацию масел по назначению.

Далее надо ознакомиться со свойствами, определяющими эксплуатационные качества масел. Наиболее важными из них являются вязкостно-температурные свойства.

Следует знать суть понятия вязкость при рабочей температуре. Что она означает, единицы измерения, а также, что от величины вязкости зависит износ трущихся дета­лей и потери энергии на трение. Надо знать, что изменение вязкости от температуры выражается графически вязкостно - температурными характеристиками (кривыми). Изменение степе­ни вязкости от температуры определяется условным показателем - индексом вязкости. Следует представлять его физическую сущность и способы определения.

Рекомендуется ознакомиться с условиями работы масла в автомобильных двигателях и в зависимости от этих условий выделить три основных зоны (высоко­температурную, среднетемпературную, низкотемпературную), дать им характеристики, пояснив, какие изменения происходят с маслом в каждой зоне.

Совокупность изменений свойств масла при работе в двига­теле называется старением масла. Надо разобраться в фактоpax, влияющих на этот процесс, в количественных и качествен­ных изменениях, происходящих при старении в каждой темпера­турной зоне.

При дальнейшем изучении эксплуатационных свойств масел следует остановиться на их вязкостных показателях. Выяснить, что внешне характеризует вязкость масла и как это проявляет­ся. Следует знать, что характеризуют вязкостно-температурные свойства масел, их графическую интерпретацию, пони­мать сущность безразмерной величины "индекс вязкости".

При изучении смазочных свойств масел надо знать, что они являются обобщением ряда их свойств, влияющих на процессы трения и износа трущихся деталей. Надо знать характеристику антифрикционных, противоизносных и противозадирных смазочных свойств. Особо следует разобраться в смазывающей способности масел при граничной смазке.

Далее следует разобраться, в чём сущность антиокислительных свойств масел, в чём выражаются моющие свойст­ва масел и как они оцениваются, чем опасно вспененное состояние масла для работы двигателя.

При эксплуатации автомобильных двигателей возникают про­блемы защиты их систем и механизмов от коррозии. Надо разобраться с проявляющейся здесь двоякой ролью масла, отметив, воздействием на металлы, а также выяснить, в чём проявляет­ся суть защитных свойств масел.

Для улучшения эксплуатационных свойств масел к базовым маслам добавляют специальные присадки. Надо иметь понятие о вязкостных и депрессорных присадках, знать меха­низм действия моющих и антиокислительных присадок. Знать на­значение противоизносных и противозадирных присадок, а также знать, что представляют из себя многофункциональные присадки и их характеристики.

Для практического применения моторных масел необходимо разобраться в их классификации и обозначении по ГОСТ 17479.I--85 "Обозначение нефтепродуктов. Масла моторные".

Система обозначения включает три группы знаков: первая - буква М; вторая - цифры, характеризующие класс кинематичес­кой вязкости при 100°С; третья - прописные буквы В, Г, Д, обо­значающие группу эксплуатационных свойств. Цифровые индексы при них (I или 2) соответственно относятся к маслам карбюра­торных и дизельных двигателей.

Необходимо знать марки масел, применяемых в зимних или летних условиях, а также всесезонно. Причем для всесезонных загущенных масел в знаменателе дробного обозначения клас­са вязкости указывается вязкость при 100°С, а в числителе - при -18°С.

Далее надо разобраться, как в зависимости от степени форсирования двигателя подбираются масла по эксплуатационным свойствам.

Для практической деятельности надо представлять какие масла применяются в современных автомобилях.

Примеры обозначений моторных масел по (по ГОСТ 17479.1-85):

М8В1, где М - моторное,

8 - класс вязкости (вязкость 8 мм²/с при 100°С),

В₁ - масло для среднефорсированных карбюраторных двигателей.

M4₃/8-B₂-Г_1, где

4з/8 - класс вязкости,

з - масло содержит загущающие присадки,

B2,Г₁- масло используется как в среднефорсированных дизе­лях (В2), так и в высокофорсированных карбюратор­ных двигателях (Г1),

Если индекс при последней букве отсутствует, значит масло применяется как в карбюраторных, так и в дизельных двигателях.(M8-B).

В США и странах Европы обозначения масел для двигате­лей включают в себя класс вязкости и область применения.

Градация масел по вязкости производится по классификации SАE J ЗО0е, разработанной Обществом американских инженеров (Society of Automotive

Еngeneers).

По условиям и областям применения оценка качества идет по системе API, предложенной Американским нефтяным институ­том (American Реtro eum Institute).

По классификации вязкости SАE J ЗООе масла подразделя­ются и маркируются следующим образом:

- летние - цифрами 20,30,40,50 (цифра означает вязкость в секундах Сейболта. при 8,9⁰С);

- зимние - 10W, 15 W, 20W, 25W(W- первая буква от слова Winter (зима);

- всесезонные (загущенные) имеет двойную нумерацию, например, 10W -50, что означает, что масло при -17,8°С со­ответствует по вязкости SAЕ Ј - 10, а при 98,9°С - 50.

По классификации АРI моторные масла делятся на две категории:

S - категория "сервис" (преимущественно для масел кар­бюраторных двигателей легковых автомобилей, работающих в сфе­ре обслуживания)

С - коммерческая категория (для масел дизельных двигателей тягачей, дорожно-строительных машин, осуществляющих коммерческие перевозки).

В каждой категории масла уровень эксплуатационных свойств в зависимости от условий работы подразделяется на классы, имеющие маркировку латинскими буквами А, В, С, D, Е, F, G.Поэтому обозначение области применения осуществля­ется двумя буквами, указывающими категорию и класс масел, например: SЕ - для карбюраторных двигателей, работающих в условиях эксплуатации средней напряженности; СD - для дизельных двигателей, работающих в напряженных условиях.

Универсальные масла, относящиеся к обеим категориям классификации, имеют маркировку двух классов разных катего­рий, например SЕ/СD.

Надо уметь ориентироваться в обозначениях ма­сел отечественной и зарубежной классификации, т.к. это не­обходимо для правильного подбора масла для двигателя. На пример, масло М6з/12Г₁ по зарубежной классификации будет иметь обозначение: вязкость - 20W-30 (SAЕ); по условиям работы - SЕ (API).

Для изучения показателей масел для карбюраторных дви­гателей следует использовать ГОСТ 10541-78 и ТУ 38.101048-85. С показателями для дизельных двигателей можно ознакомиться по ГОСТ 8581-78. А универсальные масла (для дизелей и карбю­раторных двигателей) можно найти в ГОСТ 10541-78.

еобходимо знать, что представленные в ГОСТ пока­затели (вязкость, индекс вязкости) характеризуют не только эксплуатационные свойства масел, но и свойства масел, влияющие на коррозионный износ деталей (щелочное число, сера). Присутствие каких продуктов в масле вызывает интенсивную коррозию деталей кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения. Разберитесь в сущности щелочного числа, что оно определяет.

Для полной характеристики смазочного масла в стандартах и технических условиях приводятся некоторые другие контрольные показатели (зольность, содержание механических примесей, воды, серы, температура вспышки). Изучите характеристики каждого показателя и их влияние на работу масла в двигателе.

Новые конструкции современных двигателей предъявляют всё более высокие требования к качеству масел. Нефтяные ма­сла всегда полностью отвечают этим требованиям. Поэтому всё чаща применяются синтетические масла, полученные на ос­нове сложных эфиров.

Будущий техник должен представлять свойства этих масел, знать их вязкостно-температурные характеристики; уметь применять их на отечественных двигателях. Здесь следует ру­ководствоваться рекомендациями завода-изготовителя двигате­ля. Однако замену отечественного масла на зарубежное завод-изготовитель двигателей может дать только после соответству­ющих испытаний.

Например, для автомобилей BA3-2I063 можно применять масло

" Havoline" класса вязкости SAE – 10W/30, по условиям и области применения API – SC/CD. Для автомо­билей M-2I4I2 можно применять масло для двигателя

«Havoline-Х»- класс вязкости SAE - I0W/40, по условиям и областям применения API -SF/CЕ, а также масло, изготов­ленное на Нижегородском нефтеперерабатывающем заводе - I0W/40, SF/CE.

В результате изучения темы студент должен знать ассортимент моторных масел, применяемых в двигателях современных отечественных автомобилей и уметь применять эти знания на практике.

Приступая к изучению трансмиссионных масел, учащемуся полезно вспом­нить устройство агрегатов и узлов, входящих в трансмиссию ав­томобиля, принцип работы механической и гидравлической транс­миссий, нагрузки, возникающие в зубчатых и червячных зацепле­ниях. Это поможет рассмотреть специфические особенности рабо­ты трансмиссионных масел, проявляющиеся в их способности соз­давать масляную пленку на зубьях шестерен и в местах контак­та, где развиваются высокие удельные давления. Определить быть введены дополнительные антиокислительные, моющие, депрессорные, противопенные, диспергирующие и ряд других хи­мически активных присадок, которые, взаимодействуя с метал­лом, образуют пленки хлоридов, сульфидов или фосфидов желе­за. Эти пленки плавятся при более низких температурах, чем металлы, и поэтому предохраняют трущиеся детали от закусывания в точках контакта, уменьшая износ.

С ассортиментом трансмиссионных масел учащийся должен ознакомиться по ГОСТ 17479.2-85 "Масла моторные, трансмис­сионные и жидкости гидравлические".

Трансмиссионные масла классифицируются по вязкости (классы вязкости) и по уровню эксплуатационных свойств (группы).

Обозначение трансмиссионных масел состоит из 3-х групп знаков:

- первая группа обозначается буквами ТМ;

- вторая группа знаков обозначается цифрами и характе­ризует принадлежность к группе масел по эксплуатационные свойствам;

- третья обозначается цифрами и характеризует класс вязкости, например,

ТМ-5-9, где ТМ - трансмиссионное масло, 5 - масло по условиям эксплуатации имеет противозадирные и многофункциональные присадки, 9 - класс вязкости.

Кроме указанного ГОСТ, масло маркируется еще по старой действующей документации.

Учащийся должен это знать и представлять соответствие в обозначении масел по новой и старой документации, кроме этого следует ознакомиться и с обозначениями этих масел по зарубежной классификации.

В маркировке трансмиссионных масел по нормативно-техни­ческой документации буквы и цифры обозначают следующее:

Т - масло трансмиссионное,

А - автомобильное,

Д - долгоработающее,

С - получено из сернистых нефтей,

П - масло содержит присадку,

К - масло для автомобилей КамАЗ.

Цифра показывает кинематическую вязкость.

Международная классификация трансмиссионных масел аналогична вышерассмотренной классификации моторных масел.

Классификация API делит масла на 6 групп от GL - 1до GL- 6.

Например, масла группы GL -4предназначены для коро­бок передач с механическим управлением редукторов со спирально-коническими или гипоидными главными передачами, GL-5 -для работы в более жестких условиях.

Группа масел GL- 6 имеет то же применение, но облада­ет улучшенными противозадирными свойствами и повышенной дол­говечностью.

Таким образом, в соответствии со сказанным, отечественное масло

ТАД-17И будет иметь маркировку TM5-I8 по ГОСТ I7479-85 и по международной классификации обозначение SАЕ 85W-90, API GL-5.

А новое масло ТМ-5-9п, применение которого позволило увеличить надежность и долговечность коробок передач перед­неприводных автомобилей, по SAЕ можно отнести к классу 80W- 90, а по API - к группам GL -4 и GL-5.

Необходимо ознакомиться с маслами для гидро­трансформаторов и автоматических коробок передач, маслами, применяемыми в рулевых приводах с гидроусилителем и гидро­объемных передачах.

В завершение изучения темы следует рассмотреть номен­клатуру этих масел в соответствии с ГОСТ 17479.3-85.

Тема 6. Пластичные смазки

Изучая эту тему, необходимо разобраться, в каких узлах и агрегатах применяются пластичные смазки. Полезно вспомнить конструкции этих узлов, в частности узлов трения и качения, герметизация которых недостаточна и возможно попадание воды, механических примесей и т.д.

Следует ознакомиться с особенностью свойств пластичных смазок, по которым они напоминают как жидкие, так и твердые тела. Особенности их строения, понять, как образует­ся структура этих смазок на основе трехкомпонентной коллоид­ной системы; знать, что представляют собой эти компоненты; рассмотреть процесс приготовления смазок.

Учащийся должен знать, по каким основным признакам клас­сифицируются смазки, как они различаются по типу загустителя, функциональному назначению.

Далее следует, по аналогии с маслами, изучить эксплуа­тационные свойства пластичных смазок:

- вязкостно-температурные;

- прочностно-температурные;

- смазочные и коррозионные (защитные);

- стабильность, водостойкость.

Необходимо знать, что характеризует температура каплепадения, в чём сущность коллоидной и химической стабильнос­ти. Надо иметь представление об их механических свойствах, знать их основные показатели. Особенно тщательно следует ра­зобраться в физической сущности предела прочности и эффективной вязкости. Как к любому нефтепродукту, к качеству плас­тичных смазок предъявляются требования минимального корро­зионного воздействия на металлы.

Будущий техник должен изучить основные свойства пластич­ных смазок по действующим ГОСТ и ТУ, а также области примене­ния смазок для узлов и деталей в зависимости от различных ус­ловий эксплуатации.

В последнее время в узлах автомобилей находят применение многоцелевые литиевые смазки «Литол-24», «Фиол-I»), а также специальные автомобильные смазки на литиевой (ЛСЦ-15, ШРУС-4, «Фиол-2», «Фиол-2у») и на бариевой (ШРБ-4) основе. По большинству показателей они превосходят старые смазки (солидолы, I-I3, ЦИАТИМ-201). Наибольшим их достоинством яв­ляется широкий температурный интервал, работоспособность при температуре до 120-130°С и высокая механическая стабиль­ность. Последнее свойство особенно важно для герметизированных узлов, в частности для подшипников скольжения и шар­нирных соединений, т.е. для таких узлов, в которых вся смаз­ка подвергается деформации. Например, из-за низкой механи -ческой стабильности смазка «Солидол С» в процессе эксплуатации разупрочняется и вытекает из узлов, в то время как «Литол-24» сохраняет свои свойства, удерживается в узле и обеспечивает длительную работу подшипников качения и сколь­жения без смены и пополнения смазки. Смазка ШРБ-4 применя­ется для шаровых шарниров и наконечников тяг рулевой тра­пеции. А для шарниров привода передних колес, подшипников сцепления, телескопических стоек - смазка ШРУС-4, равноцен­ной замены которой пока нет.

В заключение полезно разобраться во взаимозаменяемости некоторых отечественных и импортных смазок.