ООО Авиагамма


Быстрый переход:

Авиационные двигатели:

   ROTAX 447 UL
   ROTAX 503 UL
   ROTAX 582 UL
   ROTAX 912 UL /A /F
   ROTAX 912 ULS /S
   ROTAX 915 iS /iSc
   ROTAX 912 iS /iSc Sport
   ROTAX 914 UL /F

Техническая информация:

   Документация ROTAX
и ООО Авиагамма

   Трёхмерные модели
двигателей и агрегатов

   Габаритно-установочные чертежи
двигателей и агрегатов

   Обмен опытом
   Наша фотогалерея.
Аппараты с авиационными двигателями ROTAX

Знакомьтесь, ROTAX!

Карты и двигатели для картинга ROTAX

Сервис


   Вы находитесь здесь: www.aviagamma.ru > Техническая информация >
   Обмен опытом > Трение и смазка

Перейти к версии для печати...   
Трение и смазка

Часть 1. Основные определения

Для грамотной эксплуатации и продления срока службы современных поршневых двигателей следует осознанно подбирать и использовать смазочные материалы. Неразборчивость и экономия могут обойтись дороже. К сожалению, имеющаяся информация о смазочных материалах носит, в основном, рекламный характер, поэтому потребителю бывает трудно разобраться в обилии представленных товаров (моторных масел на нашем рынке насчитывается более 100 наименований). Вначале рассмотрим основные понятия и проблемы трения, износа и смазки.

Трение (внешнее) — явление сопротивления относительному перемещению, возникающее в зонах соприкосновения поверхностей по касательным к ним.

Сила трения — сила сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, тангенциально направленная к общей границе между двумя телами.

Коэффициент трения — отношение силы трения между двумя телами к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу.

По характеру взаимного перемещения трущихся поверхностей деталей различают трение покоя (трение двух тел при предварительном их смещении) и трение движения (трение двух тел, находящихся в относительном движении). Трение движения, в свою очередь, по характеру движения делится на трение скольжения и трение качения, а по наличию (отсутствию) смазочного материала — на трение без смазки, граничное и жидкостное.

Трение скольжения — трение движения, при котором скорости соприкасающихся тел в точках касания различны по значению и (или) направлению.

Трение качения — трение движения, при котором скорости соприкасающихся тел одинаковы по значению и направлению, по крайней мере, в одной точке зоны контакта. Сила трения качения примерно на порядок меньше силы трения скольжения несмазанных поверхностей. Это свойство используется в подшипниках качения (шарик или ролик соприкасаются с поверхностью в точке или по линии).

Трение качения с проскальзыванием — трение движения двух соприкасающихся тел при одновременном трении качения и скольжения в зоне контакта.

Трение без смазки возникает при отсутствии на поверхностях трения тел специально введенного смазочного материала. При трении без смазки дополнительная энергия тратится на преодоление:

  • взаимного механического зацепления неровностей (шероховатостей) трущихся поверхностей при их относительном перемещении;
  • сил межмолекулярного притяжения;
  • явления сваривания отдельных острых выступов поверхностей трущихся пар.

Граничное трение возникает в случае, когда поверхности трения разделены слоем смазки малой толщины (менее 0,1 мкм), не превышающем высоты микронеровностей (шероховатости) поверхности. Коэффициент граничного трения составляет 0,08-0,15. Режим граничного трения очень неустойчив и характеризует предел работоспособности узла трения. Если граничный слой разрушается, а нагрузка превышает силы сцепления смазочного материала с рабочей поверхностью детали, то в месте контакта возникает сухое трение и, как следствие, задиры, заклинивания и другие аварийные повреждения деталей (например, выплавление антифрикционного слоя вкладышей коленчатого вала). Толщина и прочность граничного слоя масла при трении рабочих поверхностей деталей двигателя зависит от химического состава масла и входящих в него присадок, химической структуры деталей и состояния поверхностей трения. При этом работоспособность граничного слоя масла не зависит от его вязкости, а определяется взаимодействием молекулярной пленки масла с трущейся поверхностью металла.

При жидкостном трении смазочный слой полностью отделяет взаимоперемещающиеся рабочие поверхности одну от другой и имеет толщину, при которой проявляются нормальные объемные свойства масла.

Коэффициент жидкостного трения находится в пределах 0,003-0,03., что в 50-100 раз меньше, чем при трении без смазки. Сила трения при этом виде смазки зависит только от трения внутренних слоев в смазочном материале.

Устойчивость смазочного слоя, необходимого для жидкостного трения, зависит от следующих факторов: конструкции узла трения; скорости взаимного перемещения трущихся поверхностей; величины и равномерности распределения нагрузки на трущиеся поверхности; вязкости смазочного материала; площади трущихся поверхностей; величины зазора между трущимися поверхностями; температурного состояния узла трения.

Работа поршневого двигателя сопровождается постоянным процессом изнашивания (Процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердой детали, накопления в ней остаточной деформации или постепенного изменения ее размеров или формы под воздействием трения). Количественной мерой оценки изнашивания является износ, который может выражаться в единицах длины, массы или объема.

Существуют различные виды механического изнашивания:

  • абразивное (когда твердые продукты износа, частицы нагара, пыль и другие, попадая в двигатель, вызывают интенсивное изнашивание поверхностей трения деталей и систем смазки);
  • усталостное (следствие повторяющегося деформирования микрообъемов материала, из-за которого возникают трещины, и происходит отделение частиц); типичным представителем усталостного изнашивания является питтинг, возникающий при трении качения в шариковых и роликовых подшипниках;
  • кавитационное (возникает в условиях кавитации — процесса «схлопывания» пузырьков газа вблизи поверхности трения, создающего местное повышение давления или температуры. При кавитационном изнашивании наружные поверхности гильз цилиндров двигателя покрываются кратерами или вырывами, образовавшимися от разрывов пузырьков);
  • коррозионно-механическое (возникает в результате механического воздействия на трущиеся поверхности, сопровождаемого химическим или электрическим взаимодействием материала со средой. Коррозионные разрушения в этом случае развиваются при воздействии на трущиеся поверхности таких агрессивных веществ, как химически активные газы и кислоты).

При изнашивании в процессе работы двигателя могут возникать следующие явления:

  • схватывание при трении (прихват) — явление местного соединения двух твердых тел, происходящее при трении вследствие действия молекулярных сил;
  • перенос материала — явление при трении твердых тел, состоящее в том, что материал одного тела соединяется с другим и, отрываясь от первого, остается на поверхности второго;
  • заедание — процесс возникновения и развития повреждений поверхностей трения вследствие схватывания и переноса материала (заедание может завершиться прекращением относительного движения). Заклинивание двигателя становится следствием схватывания, как правило, коренного либо шатунного подшипника коленчатого вала из-за нарушения жидкостного трения. Возникающее при этом повышение температуры приводит к выплавлению антифрикционного сплава (баббитового или алюминиевого) вкладышей. При этом антифрикционный слой заполняет зазор между трущейся поверхностью вкладыша и шейкой коленчатого вала, что и приводит к заклиниванию вала.
  • задир — повреждение поверхности трения в виде широких и глубоких борозд в направлении скольжения. Задиры на стенках гильз цилиндров двигателей возникают при нарушении подвижности или разрушении поршневых колец.
  • царапание — образование углублений на поверхности в направлении скольжения при воздействии выступов тела или твердых частиц;
  • отслаивание — отделение с поверхности трения частиц материала в форме чешуек при усталостном изнашивании;
  • выкрашивание — образование ямок на поверхности трения в результате отделения частиц материала при усталостном изнашивании;
  • приработка (процесс) — процесс изменения геометрии поверхностей трения и физико-механических свойств поверхностных слоев материала в начальный период трения, обычно проявляющийся при постоянных внешних условиях в уменьшении силы трения, температуры и интенсивности изнашивания.

Для уменьшения интенсивности изнашивания и минимизации энергетических потерь в узлах трения, а также для обеспечения надежности и долговечности подвижных сопряжений двигателей предназначены смазочные материалы.

Смазочными материалами называются продукты органического и неорганического происхождения, которые вводят между поверхностями с целью уменьшения потерь на трение в этом сопряжении. Внешнее трение твердых тел отсутствует. Его заменяет внутреннее трение смазочной среды, составляющей слой, разделяющий эти тела.

Также часто встречаются дополнительные условия, такие как устойчивость к воде и химикатам, совместимость с пластиками или защита от коррозии.

Показатели качества смазочных материалов.

Плотность — объемная масса вещества. Для масел она обычно приводится к температуре +20° С и измеряется в кг/м3. Данная характеристика важна тем, что из-за изменения плотности при различных температурах, в емкость постоянного объема можно залить разное весовое количество (которое будет существенно отличаться при +5°С или +35°С). Необходимо помнить также, что при повышении давления плотность масел возрастает.

Вязкость — (внутреннее трение) — свойства жидких тел оказывать сопротивление их течению — перемещению одного слоя тела относительно другого — под действием внешних сил. Вязкость может быть определена с помощью капилляр-визкозиметра, как время вытекания определенного количества масла из очень узкого сосуда при воздействии силы тяжести. Вязкость может быть выражена в различных единицах вязкости: динамической, кинематической, удельной, условной. Для оценки качества масла необходимы в первую очередь кинематическая и динамическая. Вязкость кинематическая — это отношение динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре. За единицу кинематической вязкости принят Стокс, сотая часть которого называется сантистоксом (cSt, сСт) и имеет размерность мм2/сек. Вязкость динамическая количественно характеризует сопротивление жидкости смещению ее слоев. За единицу измерения принят пуаз, сотая часть которого называется сантипуазом (cP, спз, сП).

Такое название — «пуаз» — дано в честь французского физика Жана Пуазейля, а вязкостью в 1 сПз (почти точно) обладает вода при 20°С.

Индекс вязкости — характеризует степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры. Индекс вязкости выражают в условных единицах. Масла, обладающие более высоким индексом вязкости, предпочтительнее, чем масла с низким индексом. Для минеральных моторных масел значение индекса вязкости обычно не превышает 160, для синтетических — от 170 и выше.

Прокачиваемость — способность масляного насоса прокачать масло при минимальной температуре.

Проворачиваемость — способность стартера проворачивать двигатель при минимальной температуре.

Температура вспышки — это температура, до которой необходимо нагреть масло, чтобы пары его образовали с воздухом взрывчатую смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней открытого пламени. Температура воспламенения — это температура нагрева масла, при которой не только вспыхивают пары масла, если поднести к ним огонь, но и загорается само масло. Оба эти показателя характеризуют огнеопасность масла и указывают на наличие в нем низкокипящих фракций или примесей топлива.

Температура застывания — масла называется температура, при которой масло теряет подвижность в заданных условиях.

Температурой помутнения называется температура, при которой нефтепродукты теряют прозрачность в результате кристаллизации парафина.

Щелочное число. При работе двигателя в масле образуются кислотные соединения. Для их нейтрализации и предотвращения коррозии металлических деталей в масло, при его изготовлении, добавляют присадки, создающие щелочной запас. Величину этого запаса выражают щелочным числом, которое служит для оценки моющей способности масла.

Необходимо отметить, что для бензиновых и дизельных двигателей применяются смазочные материалы с различными свойствами. Рабочая температура в дизельных двигателях очень высока, механические нагрузки в связи с высоким крутящим моментом повышены, а так же сгорание дизельного топлива само по себе ведет к появлению копоти, отложений, несгоревших частиц и кислотного остатка. Поэтому масло для дизельных двигателей должно обладать сильно выраженными моющими свойствами и высокой щелочностью, хорошими рассеивающими и высокими противоизносными свойствами.

Для бензинового двигателя нужно использовать масло со свойствами, которые могут меняться в зависимости от условий его использования:

  • когда двигатель работает при полностью открытом дросселе, например, при взлетном режиме, — значительно повышается его температура. Поэтому используемое моторное масло должно обладать хорошим индексом вязкости;
  • в свою очередь, при непродолжительных запусках, относительно низкая температура, наблюдаемая в определенных частях двигателя, способствует процессу конденсации и образованию отложений (шлама). Поэтому масло должно иметь хорошие рассеивающие (дисперсионные) свойства.

Смазочные материалы могут находиться в различных агрегатных состояниях:

  • газообразном (воздух или инертный газ);
  • жидком (минеральные и синтетические масла, растительные и животные масла);
  • пластичном (смазки на базе минеральных или синтетических масел с загустителем, пасты с твердыми материалами на базе минеральных или синтетических масел);
  • твердом ( MoS2 , графит, сульфид цинка).

Применительно к двигателям внутреннего сгорания рассмотрим жидкие, пластичные и твердые смазочные материалы.

Масла как смазочные материалы делятся на три группы:

  1. Жирные.
  2. Углеводородные, или минеральные.
  3. Синтетические масла.

Масла первой группы не могут быть перегнаны ( при атмосферном давлении) без разложения. Все они животного или растительного происхождения и, как показывает химический анализ, состоят, как правило, только из углерода, водорода и кислорода. Масла второй группы называются минеральными, так как они получаются из нефти, или углеводородными, поскольку состоят только из углерода и водорода. Синтетические масла — это особые химические соединения.

Жирные масла при комнатной температуре являются жидкостями. Аналогичные твердые масла называются жирами. Жиры — это глицериды; они могут расщепляться на глицерин и жирные кислоты. Наибольшее практическое значение имеют три жирные кислоты: олеиновая, пальмитиновая и стеариновая. При наличии небольшого количества таких жирных кислот в смазке ее маслянистость существенно повышается.

Некоторые жирные кислоты легко окисляются на воздухе и загустевают или даже затвердевают. Примером могут служить льняное и тунговое масла. Примеры незагущающихся масел — оливковое (растительное) и спермацетовое (животное). Жирные масла входят в смазочные масла лишь в небольших количествах, но широко применяются при изготовлении мыльной основы в производстве консистентных смазок.

Часть 2. Минеральные масла

Наиболее распространенными смазочными материалами являются масла на нефтяной основе. Несмотря на то, что нефть была известна человечеству с давних времен, она долго использовалась только в чистом виде. Когда нефть научились перерабатывать, из нее извлекали в основном керосин, а ценнейший остаток — мазут, который составляет 70-90% ее массы, использовали только как топливо или попросту сжигали. Дальнейшее развитие технологии нефтепереработки позволило разделить мазут на фракции и производить из него минеральные масла.

Их можно классифицировать:

1) по типу нефти, из которой получено масло:

  • парафинового основания;
  • нафтенового (асфальтового) основания;
  • смешанного основания.

2) по способу переработки нефти:

  • перегонка с нагревом открытым пламенем или паром;
  • вакуумная перегонка;
  • фильтрование;
  • депарафинизация;
  • обработка кислотами и щелочами;
  • введение химических добавок для улучшения эксплуатационных характеристик.

Масла нередко называются по технологиям их производства:

  • масла паровой перегонки;
  • масла вакуумной перегонки;
  • дистиллятное минеральное масло (без присадок);
  • масла селективной очистки; смешанные;
  • с присадками;
  • компаундированные;
  • брайтстоковые (высоковязкие).

Современные минеральные смазочные масла представляют собой смесь углеводородов различного строения (базовое масло) и в большинстве случаев специально вводимых компонентов (присадок), обеспечивающих повышение антифрикционных противоизносных свойств, а также других функциональных характеристик.

Качество и свойства исходной нефти для производства базового масла значительно разнятся от одного месторождения к другому. Свойства же минерального базового масла, получаемого из нефти, напрямую связаны с качеством сырой нефти и «наследуют» ее характеристики. Таким образом, казалось бы, одинаковые базы, но изготовленные из нефти, добытой, к примеру, в Сибири и в Арабских Эмиратах, различаются очень существенно. Следовательно, изготовление готового масла со стабильными свойствами из различных сортов нефти — задача весьма проблематичная, на практике решаемая с большими трудностями.

В связи с этим крупнейшие мировые производители товарных моторных масел предпочитают использовать базовые масла, полученные из нефти, добытой в одном регионе. Ну а наиболее стабильными свойствами обладают моторные масла, производимые на нефтеперерабатывающих заводах, принадлежащих компаниям, которые одновременно являются и нефтедобывающими. В этом случае имеется возможность отслеживать и влиять на всю технологическую цепочку, начиная от добычи нефти и заканчивая реализацией произведенного масла.

Потенциал минеральных масел не безграничен, и он уже исчерпан по ряду параметров: термическая стабильность антиокислительная стойкость, износостойкость и энергосберегающая способность, температурно-вязкостные свойства.

Часть 3. Гидрокрекинговые, полусинтетические и синтетические масла

Гидрокрекинговые масла.

Эти масла изготавливают облагораживанием базовых минеральных масел в ходе процесса гидрокрекинга (гидрокаталитический процесс переработки). При такой переработке, позволяющей получать базовые масла с очень стабильными заданными характеристиками, их качество перестает зависеть от расположения месторождения нефти. Однако этот процесс значительно более затратный, чем обычная переработка. Масла, полученные таким способом, достаточно быстро стареют. Разные производители по-своему называют процесс получения масел с помощью гидрокрекинга. Нужно отметить, что многие известные компании не утруждают себя точными формулировками, выдавая «гидрокрекинг» за «полусинтетику» и даже за «синтетику».

Полусинтетические масла.

Полусинтетические масла, как правило, содержат в базовом масле смесь продуктов перегонки и ПАО (полиальфаолефины) плюс пакет функциональных присадок, причем синтетический компонент составляет 20-40%.

Синтетические масла.

Принципиальное отличие синтетических масел от минеральных, заключается в том, что в качестве основы применяются материалы, полученные не переработкой нефти, а синтезированные химическим путем из органических компонентов. Синтез с использованием определенных химических соединений позволяет получать продукты с запланированными свойствами.

В основном это полиальфаолефины (ПАО), или сложные эфиры, обладающие значительно более высокими, по сравнению с нефтяными основами, значениями параметров.

Масла синтетические по своим свойствам лучше минеральных:

  • во-первых, у синтетических гораздо ниже температура застывания.
  • во-вторых, с изменением температуры у них меньше меняется вязкость, и, что очень важно, они не разжижаются при очень сильном нагреве.
  • в-третьих, они легкотекучие, следовательно, обеспечивают меньшие потери мощности на трение и, как следствие снижение расхода топлива; имеют самые низкие температуры прокачки, т.е. позволяют работать двигателю даже при температуре ниже минус 30°С.
  • в-четвертых, они меньше испаряются и выгорают.
  • в-пятых, образуют меньше отложений, загрязняющих двигатель: нагаров, лаков и шламов.
  • в-шестых, их ресурс в несколько раз выше, чем минеральных.

Часть 4. Основные присадки

Антиокислительные присадки (определяют стойкость масла к старению).

Процесс окисления носит характер цепной реакции, при которой начавшееся окисление и посторонние включения, имеющиеся в масле, ускоряют процесс дальнейшего окисления. При этом металлические части смазываемой конструкции выступают в роли катализатора. Это приводит к росту вязкости масла, к склонности образовывать отложения, загрязнению масляных фильтров, а это в свою очередь, к затруднению холодного пуска и ухудшению прокачиваемости масла. Окисление масла в двигателе наиболее интенсивно происходит в тонких пленках масла на поверхностях деталей, нагревающихся до высокой температуры и соприкасающихся с горящими газами ( поршень, цилиндр, поршневые кольца, направляющие клапанов). Во внутренних полостях двигателя, заполненных масляным туманом, также происходит интенсивное окисление. Антиокислительные присадки прекращают процесс окисления и блокируют каталитический эффект металлических поверхностей. В качестве антиокислительных присадок применяют фосфаты цинка, фенолы, амины.

Противокоррозионные присадки.

В процессе окисления образуются агрессивные органические кислоты, которые взаимодействуют с цветными металлами и их сплавами. Коррозионность масел возрастает. Противокоррозионные присадки (дитиофосфат цинка ) обеспечивают образование на металлических поверхностях пленки, предотвращающей коррозию.

Противоизносные присадки.

Различные узлы и детали двигателей смазываются обычно одним маслом, а условия трения, изнашивание и режим смазки существенно различны. Подшипники коленчатого вала, поршневые кольца в сопряжении с цилиндром работают преимущественно в условиях гидродинамической смазки. Зубчатые колеса, маслонасос, детали механизма привода клапанов работают в условиях пленочной смазки. Вблизи мертвых точек жидкостное трение поршневых колец по стенке цилиндра переходит в граничное. Введение противоизносных присадок, содержащих серу, фосфор, галогены, бор, дитиофосфат цинка, а также дисперсанты, позволяет образовать на смазываемых поверхностях пленку, предотвращающую непосредственное соприкосновение металлических поверхностей.

Противозадирные присадки.

Образуют вместе со смазываемыми металлическими поверхностями химическую пленку, которая эффективно предотвращает задиры. Противопенные присадки. Предотвращают вспенивание масел за счет снижения поверхностного напряжения. При этом образующиеся воздушные пузыри легко лопаются.

Присадки, снижающие температуру застывания.

Предотвращают слипание парафиновых кристаллов и застывание масла.

Присадки, улучшающие индекс вязкости.

Это высокомолекулярные полимеры, которые замедляют повышение вязкости при понижении температуры.

Моюще-диспергирующие присадки.

Чем выше моюще-диспергирующие свойства масла, тем больше нерастворимых веществ (продуктов старения) может удерживаться в работающем масле без выпадения в осадок, тем меньше лаковых отложений и нагаров образуется на горячих деталях. Данные присадки создаются на основе соединений кальция и магния, реже бария, с добавлением беззольных дисперсантов.

Часть 5. Вязкость масла

Моторное масло должно в течение длительного времени выполнять возложенные на него функции, а именно:

  • образовывать прочную тончайшую пленку на поверхности трущихся деталей, исключая тем самым прямой контакт деталей поверхностными микронеровностями и, как следствие, задир поверхностей; снижать износ деталей двигателя;
  • уплотнять зазоры, в первую очередь, между деталями цилиндро-поршневой группы, не допуская или сводя к минимуму прорыв газов из камеры сгорания;
  • отводить тепло, образующееся в результате сгорания топлива и трения; охлаждать детали двигателя;
  • предотвращать образование нагара и лакообразных отложений;
  • предотвращать коррозию деталей двигателя;
  • предотвращать выпадение осадков; поддерживать продукты старения и износа в виде стойкой эмульсии; выносить продукты износа из зоны трения;
  • нейтрализовывать кислоты, образующиеся при окислении масла и сгорании топлива.

Системы смазки двигателей работают по двум направлениям: последовательному и параллельному. Для каждого требуется своя вязкость масла. При неправильном выборе снижение ее на одном участке приведет к снижению давления на другом. С другой стороны, увеличение вязкости приведет к снижению прокачиваемости масла и способности к разбрызгиванию на большое расстояние (смазка цилиндров). Это ведет в первом случае к недостаточному снабжению маслом отдаленных от маслонасоса узлов, а во втором — к неравномерной смазке цилиндро-поршневой группы. Следовательно, очень важно, чтобы вязкость соответствовала условиям эксплуатации.

В зимних условиях необходимо руководствоваться значениями средних температур в регионе. Можно воспользоваться следующими таблицами:

Класс вязкости по SAE Температура применения
0W До -30 град. С и ниже
5W До -25 град. С
10W До -20 град. С
15W До -15 град. С
20W До -10 град. С
25W До -5 град. С
Класс вязкости по SAE Предельная температура прокачиваемости, °С
0W -40
5W -35
10W -30
15W -25
20W -20
25W -15

Необходимо помнить, что при каждом запуске двигателя (не обязательно на сильном морозе, а даже при плюсовых температурах) требуется некоторое время для того, чтобы масляный насос прокачал масло по системе смазки, и оно поступило ко всем трущимся частям. В это время двигатель будет работать в режиме масляного «голодания». При этом резко возрастает трение и износ. Таким образом, чем более масло способно сохранять текучесть при низких температурах, тем быстрее оно будет прокачано по системе и обеспечит защиту двигателя. Лучшими в этом отношении являются моторные масла класса «0W».

Температура застывания, приводимая обычно в разделе технических характеристик масла, получается в результате лабораторного теста и является температурой, при которой масло практически полностью теряет текучесть. На самом же деле работоспособность моторного масла теряется намного раньше уже при значительно менее низких температурах, когда оно уже потеряло способность быть прокачанным штатной системой смазки двигателя. Таким образом, при подборе масла для использования в зимнее время нужно руководствоваться не температурой застывания, а классом вязкости по SAE. Температура застывания часто используется в рекламных целях. При этом указываются фантастические цифры, начиная от -50°С и ниже, но для реальной эксплуатации это имеет лишь косвенное значение.

Для летней эксплуатации рекомендуется использование масел класса «40» по SAE. Это связано с высокой тепловой напряженностью современных ДВС, наличием высоких температур, удельных давлений и скоростей сдвига в различных зонах двигателя. Масло должно сохранить вязкость, достаточную для образования масляной пленки и охлаждения пар трения.

Часть 6. Соотношение классов вязкости моторных масел по SAE и ГОСТу

ГОСТ SAE
3з/8 5W-20
4з/6 10W-20
4з/8 10W-20
4з/10 10W-30
5з/10 15W-30
5з/12 15W-30
6з/10 20W-30
6з/12 20W-30
6з/14 20W-40
6з/16 20W-40

Основное отличие этих стандартов заключается в следующем. Показатели, нормируемые SAE — это реальные значения, определяемые соответствующими приборами. В ГОСТе же экспериментально определяют лишь кинематическую вязкость, а низкотемпературные свойства рассчитывают по номограмме, исходя из значений кинематической вязкости при положительных температурах. Это, конечно, не позволяет объективно судить о характеристиках продукта.

Часть 7. Таблица классификации масел

Классификация Пример маркировки Краткое описание
SAE (Американское общество автомобильных инженеров) SAE 10W-40
SAE 15W-40
SAE 30
SAE 0W-40
SAE 10W
SAE 20W-50
Говорит о сохранении свойств масел при изменении температуры. Обозначается одним (сезонное), чаще двумя числами (всесезонное). Число, стоящее перед (W)inter, - "зимний" параметр, чем он меньше, тем при более низкой температуре можно использовать мало. Минимум 0. Число, стоящее без знака W, - летний параметр, показывает степень сохранения густоты при нагреве. Чем этот параметр выше, тем лучше. Максимум 60. Если число одно, то наличие знака W говорит, что масло зимнее, в случае его отсутствия - летнее.
API (Американский институт нефти) API SJ/CF
API SF/CC
API CD/SG
API CE
API CE/CF-4
API SJ/CF-4
EC I
Позволяет оценить эксплуатационные качества масла. Состоит из показателя (первая буква) для бензиновых - (S)ervice и для дизельных -(C)ommercial двигателей. Буква, стоящая за каждым из этих показателей, говорит об уровне качества для соответствующих типов двигателей, для бензиновых двигателей изменяется в пределах от A до J, для дизельных - от A до F(G). Чем буква дальше по алфавиту от А, тем лучше. Цифра 2 или 4, стоящая за одним из обозначений, означает, что масло предназначено соответственно для двух- и четырехтактных двигателей. Универсальные масла имеют оба допуска, например, SG/CD. Спецификация, идущая первой, говорит о предпочтении использования, т.е. SG/CD -"более бензиновое", CD/SG - "более дизельное". Наличие букв EC после обозначения масла по API означает Energy Conserving, т.е. энергосберегающее. Римская цифра I говорит об экономии топлива не менее 1,5%; II - не менее 2,5%; III - не менее 3%.
ACEA
(Ассоциация европейских производителей автомобилей)
Пришла на смену CCMC с 1996 г.
ACEA A3-96
B3-96
ACEA A2,B2
Качественная характеристика. Имеет три категории: А - для бензиновых двигателей, В - для дизельных двигателей легковых автомобилей и Е - для дизельных двигателей грузовых автомобилей. Цифра за категорией обозначает уровень качества масла. Чем больше цифра, тем в более тяжелых условиях может работать двигатель, использующий данное масло. Обозначение, например, А3-96, говорит, что масло соответствует классу А3 спецификации ACEA в редакции 1996.
CCMC
(Комитет производителей автомобилей европейского Общего рынка)
CCMC G4,D1
CCMC G2
Европейская устаревшая классификация качества масел. Разделяет масла на категории: (G)asoUne - для бензиновых двигателей, (D)iesel - для грузовых дизелей, PD - для легковых дизелей. Цифра, стоящая за категорией, указывает на уровень качества масла. Чем выше номер, тем качественнее масло.
MIL-L
(спецификации Военного ведомства США)
MIL-L-2104A
MIL-L-46152D
NATO-CODE
Войсковая спецификация. Аналог классификации API. Оценивает качество масел. MIL-L-2104 - для дизельных и MIL-L-46152 для бензиновых двигателей. Буква, стоящая за кодом, указывает на уровень качества, для бензиновых двигателей изменяется в пределах от A до D, для дизельных - от A до E. Чем буква дальше по алфавиту от А, тем лучше. Для бензиновых и дизельных двигателей NATO-CODE является высшим классом.
ГОСТ 17479.1-85
(Российская классификация по вязкостно-температурным и эксплуатационным свойствам)
М-8В М-63/10В М-63/10Г1 Российская классификация по вязкости (адаптирована под SAE). Марки отечественных моторных масел начинаются с буквы М, (что значит "моторное", а не код группы!), за которой указывается величина вязкости (для всесезонных масел - двойное обозначение, разделенное знаком дроби). Завершается буквенным обозначением группы (А, Б, В, Г, Д, Е) с индексом 1 - для бензиновых или 2 - для дизельных двигателей. Отсутствие такого индекса указывает на универсальность масла. В маркировке загуститель обозначается строчной буквой "з", что свидетельствует о принадлежности масла к группе всесезонных.

Часть 8. API и ACEA

Америка и Европа имеют свои концепции и традиции в разработке и производстве смазочных материалов. Европа ставит во главу угла сроки замены и защиту двигателя от износа, а Америка — экологичность. Эти концепции в сочетании с другими факторами определяют состав масел и их вязкостные характеристики. Для соответствия американским нормам инженеры вынуждены были внести ряд изменений в конструкцию двигателей: изменение профиля поршневых колец, уменьшение зазоров, расположение верхнего компрессионного кольца очень близко к днищу поршня. Это приводит к уменьшению паразитного объема и к уменьшению разницы между геометрической и физической степенью сжатия. За счет этого продувка и смесеобразование в цилиндре значительно улучшились. Увеличилась полнота сгорания топлива и, как следствие, снизился уровень выбросов CH (несгоревшее топливо). Но верхние поршневые кольца стали работать при более высоких температурах. Повышенные температуры требуют применения масел с пониженной зольностью, чтобы избежать залегания колец и детонации. Поэтому в американских маслах используются малозольные присадки и их общее количество уменьшено (щелочное число в американских маслах меньше, чем в европейских). Климатические условия Америки дают возможность применять менее вязкие масла, что дает значительную экономию топлива (применение более вязких масел обеспечивает повышенную защиту от износа). Нужно отметить , что американские масла, как правило, дешевле европейских. Масла одной и той же фирмы, произведенные в Америке и в Европе — это разные продукты (как правило, имеют различные названия). Поэтому, приобретая масло, исходя из ценовых соображений и не учитывая других факторов, можно навредить двигателю. Следует помнить, что спецификация ACEA наиболее полно, чем API, учитывает конструктивные особенности европейских двигателей и режимы их эксплуатации. Ее требования по отдельным тестам значительно превышают требования API.

Всегда следуйте инструкции!

Часть 9. Требования к системе смазки четырехтактных двигателей ROTAX

Система смазки четырехтактных двигателей является системой закрытого типа с «сухим» картером, с принудительной циркуляцией масла.

  • Для смазки двигателей необходимо использовать качественное масло для бензиновых четырехтактных двигателей с классом качества не ниже чем SF или SG по спецификации API. Предпочтительны масла для мотоциклетных двигателей. Использовать масла для дизельных или авиационных двигателей запрещено!
  • Этилированный бензин и синтетическое масло несовместимы.
  • При эксплуатации двигателя температура масла должна быть выше 100°С, что обеспечивает испарение из системы смазки воды, образовавшейся из конденсата и продуктов горения.
  • Если в эксплуатации температура масла не превышает 120°С, то можно использовать полусинтетическое масло, а если превышает, то рекомендуется использовать синтетическое масло. Смена масла выполняется после первых 25 часов наработки, а затем каждые 100 часов или при смене сезонов эксплуатации. При смене масла выполнять промывку системы с помощью промывочных масел или присадок запрещено!
  • На свойства и ресурс масла значительное влияние оказывает тип бензина и качество смеси. При работе двигателя на этилированном бензине смену масла необходимо выполнять в два раза чаще, через каждые 50 часов. Длительная работа двигателя на малом газу или при переобогащенной смеси приводит к образованию смолистых отложений, которые попадают в масло и снижают его свойства.
  • Вязкость масла должна соответствовать климатическим условиям эксплуатации.
  • Использовать различные присадки и добавки к маслу запрещено!

При выборе масла следует руководствоваться следующими приоритетами:

  1. Синтетическое масло с трансмиссионными добавками для высоконагруженных четырехтактных мотоциклетных двигателей. Только неэтилированный бензин.
  2. Полусинтетическое масло с трансмиссионными добавками для нормально — и высоконагруженных четырехтактных мотоциклетных двигателей.
  3. Синтетическое масло для высоконагруженных двигателей. Только неэтилированный бензин.
  4. Полусинтетическое масло для нормально — и высоконагруженных двигателей.
  5. Минеральное масло с трансмиссионными добавками для нормально-нагруженных четырехтактных мотоциклетных двигателей.
  6. Минеральное масло для нормально-нагруженных двигателей.

Часть 10. Масла для четырехтактных двигателей мотоциклов

В связи с высоким форсированием, двигатели современных мотоциклов более требовательны к качеству моторного масла, чем автомобильные. К тому же, на большинстве силовых агрегатов, двигатель, коробка передач и сцепление находятся в одной масляной ванне. Зубчатые зацепления в коробке передач нуждаются в антифрикционных присадках и для надежной бесшумной работы требуют более густое масло. Обилие таких добавок для сцепления не желательно, так как они могут привести к его пробуксовыванию. Вязкое масло хорошо защищает трущиеся поверхности от износа, но на высоких оборотах приводит к большим потерям на перемешивание.

Мотоциклетные масла выпускают на базе существующих автомобильных следующим образом: берут хорошую синтетическую основу со сбалансированным пакетом присадок и уменьшают количество антифрикционных и противозадирных составляющих. Поэтому, группа их качества не может быть выше, чем у автомобильных масел, из которых они сделаны. Снижение качества связано еще и с тем, что чем выше категория масла, тем прочнее масляная пленка, тем сильнее его вспенивание при интенсивном барботаже на высоких оборотах. При производстве всесезонных масел в основу добавляют загуститель на основе полимеров (молекулы связаны в длинные цепочки). В холодном масле молекулярные нити скручены в клубочки и себя не проявляют. Таким образом, на холоде проявляется лишь естественная вязкость основы. При нагреве молекулярные нити распрямляются, компенсируя разжижение базового масла. Сам полимерный загуститель смазывающих свойств не имеет.

К тому же полимерные составляющие разрушаются при перемалывании шестернями редуктора. Масло возвращается к базовому состоянию, теряя вязкость. Теперь ее уже может не хватить для обеспечения гидродинамического режима коренных и шатунных подшипников скольжения. Поэтому при производстве синтетических мотоциклетных масел загустители добавляют в небольших дозах, так как высокая маслянистость синтетической основы обеспечивает прекрасные смазывающие свойства одновременно с сохранением жидкотекучести при сильных морозах.

При эксплуатации двигателей в сложных условиях нужно использовать масло с более высоким показателем вязкости после W (например, SAE 10W50 вместо SAE 10W40). Это особенно важно для двигателей рабочая температура масла, в которых превышает 100°С и для сильно изношенных двигателей.

Часть 11. Требования к системе смазки двухтактных двигателей ROTAX

  • Система смазки двигателя осуществляется маслом в топливе в пропорции 1:50 или впрыском масла в топливовоздушную смесь маслонасосом (раздельная система смазки).
  • Необходимо использовать специальное двухтактное масло стандарт ASTM/CEC, спецификация API не ниже ТС. Если для смазки двигателя применяется масло на синтетической основе, использовать этилированный бензин запрещено.
  • Смешение масел разных марок запрещено.
  • При использовании раздельной системы смазки двигателя температура застывания масла должна быть как минимум на 10°С ниже температуры окружающего воздуха. И при выполнении полного опробования двигателя необходимо добавить масло в бензин в соотношении 1:100.
  • Система смазки привода дискового золотника заполняется маслом, применяемым для смазки двигателя. Замена масла производится при выполнении 100 и 200 часовых регламентных работ, но не реже чем 1 раз в два года.

Часть 12. Масла для двухтактных двигателей

Двухтактное моторное масло состоит из базового масла и присадок, также как и масло для четырехтактных двигателей. Только присадки немного другие. В качестве присадок используют много растворителей, которые улучшают смешивание масла с топливом, перекачиваемость и распыление масла. В обычных двухтактных маслах доля растворителей около 20%. В некоторых случаях это может отражаться отрицательно на смазывающих свойствах при высоких температурах.

Высокий индекс вязкости говорит о хороших свойствах базового масла (так как в «двухтактных» маслах нельзя использовать много присадок, повышающих индекс вязкости).

Использование масла в двухтактных двигателях зависит от условий эксплуатации двигателя. Авиационные двигатели с воздушным охлаждением имеют высокие рабочие температуры. Также имеют место большие колебания температур на разных высотах. А, например, подвесные лодочные моторы с водяным охлаждением работают в низкой и равномерной температуре. Поэтому в разных двухтактных двигателях необходимо использовать масло, предназначенное именно для них. В двигателях, работающих при высоких температурах, необходимо использовать масла, содержащие металлические присадки. Их главное свойство — отличное смазывание при высоких температурах, но по мере улучшения смазывания, отрицательной чертой становиться большое образование сажи. При низких рабочих температурах в камере сгорания и свечах образуется нагар. При высоких — присадки выгорают без нагара.

Принцип действия двухтактных бензиновых двигателей основан на рабочем цикле, состоящем из двух тактов. Двухтактные двигатели не имеют масляного картера и смазываются топливной смесью, состоящей из бензина и масла.

Рассмотрим разницу между маслами для двухтактных и четырехтактных двигателей. Принципиальное отличие между ними в том, что в двухтактном независимо от того, как масло смешивается с бензином (предварительно растворяется в топливе вручную в определенной пропорции или путем впрыска его масляным насосом во входной патрубок), в процессе работы двигателя оно сгорает, а в четырехтактном двигателе при нормальной работе мотора масло в камеру сгорания не попадает. Это определяет и различные требования к маслам. Масло для двухтактников должно как можно полнее сгорать, не оставляя следов нагара, а для четырехтактников — обеспечивать стабильность смазывающих свойств в течение длительного времени. Поскольку к маслам для четырехтактных двигателей не предъявляется особых требований по части полноты сгорания, присадки подбираются без учета зольности, как следствие, зольность масел может доходить до 2% и более. При применении «четырехтактных» масел в двухтактных двигателях зола, образующаяся при сгорании масла, оседает на поршне и стенках камер сгорания, образуя в смеси с маслом абразивный порошок, действующий на зеркало цилиндра и поршень, как настоящая наждачная бумага. Детали буквально стираются этим абразивом и служат гораздо меньше, чем могли бы служить в более благоприятных условиях. Не меньший вред приносит и сажа: оседая в канавках поршневых колец, она способствует потере подвижности колец и, как следствие вызывает потерю мощности двигателя. Откладываясь в выхлопных окнах, сажа постепенно уменьшает их сечение, вызывая затрудненный выпуск отработанных газов и, опять-таки, потерю мощности. Кроме того, нагар из золы и сажи, откладывающийся на поршнях и головке цилиндров, способствует развитию таких пагубных явлений, как детонация и калильное зажигание, также приводящих к потере мощности и снижению моторесурса. Откладываясь на электродах свечей зажигания, нагар вызывает их замыкание и остановку двигателя.

Масла для двухтактных двигателей окрашиваются в синий, зеленый или красный цвет, чтобы потребитель мог отличить смесь бензина с маслом от чистого бензина.

При подборе «двухтактного» масла необходимо руководствоваться рекомендациями производителей двигателей, которые в большинстве случаев указывают процентное соотношение смеси — масло/бензин.

Классификация API для масел, предназначенных для двухтактных двигателей.

Класс
(* - устаревшая классификация)
Условия применения
TA (TSC-1)* Масла, предназначенные для малых двигателей рабочим объемом до 50 см3, с воздушным охлаждением; такие двигатели применяются на мопедах, сенокосилках и в малых электрогенераторах
TB (TSC-2)* Масла, предназначенные для скоростных двигателей рабочим объемом 50-200 см3, с воздушным охлаждением, работающих при больших нагрузках; такие двигатели применяются на мотороллерах, мотоциклах, бензопилах
TC (TSC-3)* Масла, предназначенные для двигателей с высокими требованиями к качеству масла, большим соотношением топливо/масло; применяется в мотоциклах, снегоходах и др. (кроме моторных лодок); соответствует требованиям ASTM D 4859-97
TD (TSC-4)* Масла, предназначенные для подвесных двигателей моторных лодок, с водяным охлаждением; соответствует требованиям качества ASTM D 4681-87 и NMMA TC-W

Существует также классификация Японской Организации Автомобильных Стандартов — JASO (Japanese Automobil Standards Organization). По уровню требований масла делятся на три категории: FA, FB, FC. Требования повышаются слева направо (то есть от А к С).

ASTM — Американское Общество Тестирования и Материалов.

D4859-97 — Американский национальный стандарт.

Название: «Стандартная спецификация смазок для двухтактных (ТС) бензиновых двигателей с искровым зажиганием». Область действия: Данная спецификация относится к смазкам, предназначенным для использования в двухтактных бензиновых двигателях с искровым зажиганием, обычно отличным от подвесных лодочных моторов, которые особенно склонны к закоксовыванию компрессионных колец, но которые также подвержены, повреждениям, происходящим из-за преждевременного зажигания, задира поршней, засорения свечей зажигания и нагара на поршнях, вызванных отложениями.

Общие требования: данная спецификация охватывает только те специфические аспекты эксплуатационных характеристик смазок в двигателе, которые определяются в тестовом испытании. Дополнительные требования, такие как, например, смешиваемость с бензином, могут быть согласованы отдельно между поставщиком и покупателем. Поставщик должен гарантировать, что поставляемый продукт удовлетворяет требованиям данной спецификации, и что он соответствует по всем важнейшим показателям той партии смазочного материала, которая прошла тестирование и удовлетворила требованиям настоящей спецификации. Поставщик должен по первому требованию сообщить номера партии и тестового испытания, дату и место проведения тестирования, а также дополнительную информацию по физическим и химическим свойствам смазочного материала, которая могла бы при необходимости помочь покупателю обнаружить загрязнения или подмену продукта. Показатели испытуемого масла должны быть равны (в пределах допусков) или быть лучше, чем эти показатели у эталонного масла, при работе в условиях, установленных в данной спецификации.

Эталонное масло — масло, удовлетворяющее тестовым требованиям данной спецификации, характеристики которого в ходе теста должны соответствовать или быть превышены испытуемым маслом с определенными допусками.

Эталонные масла.

Обозначение ASTM 600 601
Вязкость, мм2/с ( сСт) 40°С 100°С 34,2-38,2
6,1-6,6
121,0
12,2
Индекс вязкости 128 90
TANмг KOH/г 1,7
TBNмг KOH/г 6,5 4,7
Сульфатированная зольность, масс. % Менее 0,005 0,16
Кальций, масс. % 0 0,045
Барий, масс. % 0 0
Азот, масс. % 0,58 0,17

В стандарте также приведены:

  1. Методы испытаний на:
    • залегание поршневых колец и отложения на поршне;
    • смазывающая способность;
    • преждевременное зажигание.
  2. Справочная документация.
  3. Терминология (определение: холодного и горячего залегания поршневых колец, камеры сгорания, смазывающей способности, преждевременного зажигания, задира при смазке, заклинивания при смазке, засорения свечей зажигания и вискеризации (замыкания) свечей зажигания).
  4. Критерии годности испытуемого масла.

Часть 13. Трансмиссионные масла

Для смазывания агрегатов, содержащих зубчатые передачи, применяются специальные трансмиссионные масла. Они должны выполнять следующие функции:

  • предотвращать износ поверхностей трения за счет образования стойкой масляной пленки между ними;
  • снижать потери на трение в зубчатых соединениях;
  • отводить тепло от поверхности трения;
  • удалять продукты износа из зон трения;
  • защищать детали от коррозии;
  • снижать ударные нагрузки на шестерни, вибрации и шум, уплотняя зазоры между поверхностями трения.

Несмотря на то, что трансмиссионные масла работают в условиях, безусловно, более легких, чем моторные, они испытывают высокие нагрузки. Давление в зонах контакта цилиндрических, конических и червячных передач может составлять от 500 до 2000 МПа, а гипоидных — до 4000 МПа. Скорость скольжения зубьев друг относительно друга на входе в зацепление изменяется в диапазоне 1,5 — 12 м/с в конических и цилиндрических передачах; 20-25 м/с — в червячных; в гипоидных она может превышать 15 м/с. Рабочая температура масла в агрегатах трансмиссий изменяется от температуры окружающего воздуха до 200°С, однако в точках контакта зубьев часто возникает кратковременный местный перегрев до 300°С, а иногда и выше. В результате — износ, задиры, питтинг (точечное выкрашивание зубьев шестерен).

Классификация трансмиссионных масел по вязкости в системе SAE включает 6 классов. Для первых трех классов, имеющих индекс W (зимнее), нормируются требования к вязкостным свойствам при низких температурах. Для остальных классов установлены предельные значения вязкости при температуре масла 99°С.

Масла с повышенными противозадирными свойствами (серофосфорсодержащие присадки) в маркировке после числовых значений имеют индексы EP или HD.

Для применения трансмиссионных масел в агрегатах с деталями, изготовленными из цветных металлов, самоблокирующимися дифференциалами повышенного трения (LS — дифференциалы), а также фрикционными элементами разработаны специализированные трансмиссионные масла, обладающие большой универсальностью (после обозначения масла возможны индексы TDL или LS).

Отдельно стоит сказать несколько слов о стойкости масла к пенообразованию. Именно от него во многом зависит срок службы трансмиссии. В процессе работы происходит интенсивное перемешивание масла с неизбежным образованием самой обычной пены. Если не избавиться от нее, вместо масла в коробке образуется воздушно-масляная смесь. В момент попадания в места трения воздушных пузырьков эти поверхности остаются вообще баз смазки, и резко возрастает коррозия из-за соприкосновения металла с кислородом. Это явление аналогично тому, что коробка работает без масла.

Обозначение трансмиссионных масел СНГ включает буквенный индекс ТМ — масло трансмиссионное, следующая за ним цифра — группа масла по эксплуатационным свойствам и последняя цифра — класс вязкости. Например, ТМ-5-18 — масло трансмиссионное, 5-й группы по эксплуатационным свойствам, класс вязкости 18.

Соответствия групп по эксплуатационным свойствам.

ГОСТ API
ТМ-1 GL-1
ТМ-2 GL-2
ТМ-3 GL-3
ТМ-4 GL-4
ТМ-5 GL-5
GL-6

Соответствия классов вязкости.

ГОСТ SAE
9 75W
12 80W/85W
18 90
34 140
250

Диапазоны применения трансмиссионных масел

Минимальная температура обеспечения смазки узлов, °С Класс по SAE Максимальная температура окружающей среды, °С
–40 75W-80 35
–40 75W-90 35
–26 80W-85 35
–26 80W-90 35
–12 85W-90 45

Классификация API трансмиссионных масел по уровню эксплуатационных свойств.

Группа по API Группа по ГОСТ Свойства и область применения
GL-1 ТМ-1 Минеральные масла без присадок или с антиокислительными и противопенными присадками без противозадирных компонентов для применения, среди прочего, в коробках передач с ручным управлением с низкими удельными давлениями и скоростями скольжения. Цилиндрические, червячные и спирально-конические зубчатые передачи, работающие при низких скоростях и нагрузках.
GL-2 ТМ-2 Червячные передачи, работающие в условиях GL-1 при низких скоростях и нагрузках, но с более высокими требованиями к антифрикционным свойствам. Могут содержать антифрикционный компонент.
GL-3 ТМ-3 Трансмиссионные масла с высоким содержанием присадок с уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105. Эти масла применяются предпочтительно в ступенчатых коробках передач и рулевых механизмах, в главных передачах и гипоидных передачах с малым смещением в автомобилях и безрельсовых транспортных средствах для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ. Спирально-конические передачи, работающие в умеренно жестких условиях. Обычные трансмиссии со спирально-коническими шестернями, работающие в умеренно жестких условиях по скоростям и нагрузкам. Обладают лучшими противоизносными свойствами, чем GL-2.
GL-4 ТМ-4 Трансмиссионные масла с высоким содержанием присадок с уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105. Эти масла применяются предпочтительно в ступенчатых коробках передач и рулевых механизмах, в главных передачах и гипоидных передачах с малым смещением в автомобилях и безрельсовых транспортных средствах для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ. Гипоидные передачи, работающие в условиях высоких скоростей при малых крутящих моментах и малых скоростей при больших крутящих моментах. Обязательно наличие высокоэффективных противозадирных присадок.
GL-5 ТМ-5 Масла для гипоидных передач с уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105 C/D. Эти масла предпочтительно применяются в передачах с гипоидными коническими зубчатыми колесами и коническими колесами с круговыми зубьями для главной передачи в автомобилях и в карданных приводах мотоциклов и ступенчатых коробках передач мотоциклов. Специально для гипоидных передач с высоким смещением оси. Для самых тяжелых условий эксплуатации с ударной и знакопеременной нагрузкой. Гипоидные передачи, работающие в условиях высоких скоростей при малых крутящих моментах и ударных нагрузках на зубья шестерен. Должны иметь большое количество серофосфоросодержащей противозадирной присадки.
GL-6 ТМ-6 Гипоидные передачи с увеличенным смещением, работающие в условиях высоких скоростей, больших крутящих моментов и ударных нагрузок. Имеют большее количество серофосфоросодержащей противозадирной присадки, чем масла GL-5.

GL — Gear Lubricant ( смазочный материал зубчатых передач)

Полезная информация: для определения типа масла (трансмиссионное или моторное) кроме запаха и консистенции, можно использовать «дедовский» метод. Капните масло на поверхность воды. Капли моторного и трансмиссионного масла на поверхности холодной воды ведут себя по-разному: моторное сохраняет форму капли, а трансмиссионное — растекается по поверхности.

Масла для автоматических коробок передач не подчиняются требованиям API. В связи с тем, что к ним предъявляются особые требования, крупнейшие производители этих масел разработали отдельные спецификации для автоматических трансмиссионных жидкостей — ATF (Automatic Transmission Fluids).

Часть 14. Требования к системе смазки редукторов двухтактных двигателей ROTAX

Система смазки редукторов — независимая, барботажная. Требуется использовать трансмиссионное масло. Спецификация API GL-5 или GL-6. Класс вязкости по SAE 140EP или 85W-140EP.

Замена масла в редукторе выполняется после наработки 10 часов, а затем через каждые 100 часов, но не реже, чем раз в 2 года. Применение любых добавок к маслу запрещено. Промывка редуктора при смене масла запрещена.

В качестве примера соответствия требованиям фирмы-изготовителя можно привести трансмиссионные масла TEXACO GEARTEX EP-C.

Это — трансмиссионные масла, приготовленные из парафиновых минеральных базовых масел селективной очистки с добавлением пакета EP-присадок (GEARTEX EP-C SAE 85W-140). Индекс С означает лучшие низкотемпературные свойства.

Преимущества этого масла:

  • высокая стабильность против окисления;
  • низкая температура застывания;
  • хорошие антипенные свойства;
  • защита от коррозии;
  • совместимость с уплотнениями из эластомеров.

Рекомендуется к применению в механических коробках передач, коробках рулевого механизма, ведущих мостах, включая мосты с гипоидной и спирально-конической передачами, двухскоростные задние мосты и задние мосты с двойной главной передачей, а также червячных передачах, где рекомендовано использование трансмиссионного масла, отвечающего требованиям API GL-5. Полностью удовлетворяет требованиям смазки редукторов двигателей ROTAX.

Часть 15. Покупка масла

Не покупайте масла у уличных торговцев, которые в изобилии стоят на оживленных трассах. В данном случае невозможно определить, что залито в канистру. Поэтому масла лучше приобретать у официальных дилеров их производителей, а также в крупных автомагазинах. Основное внимание обратите на упаковку масла. Канистра должна быть сделана аккуратно, без заусенцев. Пробка должна иметь хорошо выраженную защиту (например, срывное кольцо). В последнее время крупные производители масел отказались от бумажных клееных этикеток, и перешли к более дорогим, лучшего качества, самоклеящимся синтетическим, встречаются и рельефные логотипы фирм.

Для более действенной защиты некоторые фирмы ставят на этикетку голографическую защитную наклейку. Многие серьезные производители нумеруют каждую канистру, каждый год меняют дизайн или какой-нибудь элемент.

Если у вас возникло подозрение в подлинности масла, лучше воздержитесь от покупки. Ремонт двигателя или редуктора обойдется значительно дороже.

Все характеристики конкретной марки масла перечислены на этикетке канистры. Этикетка — своеобразный паспорт масла. На этикетке моторного масла должна быть представлена следующая информация:

  1. Фирма-изготовитель масла.
  2. Название масла.
  3. Указание на тип компонентов, из которых состоит масло:
    • минеральное (mineral),
    • гидрокрекинговое (leichtlauf, extra high performance),
    • полусинтетическое (teil synthetic, Semi-Synthetic, Synthetic Based, Synthetic Blend),
    • синтетическое (Full Synthetic, 100% synthetic).
    • Если тип компонентов не указан, масло, скорее всего, имеет минеральную основу.
  4. Группа качества по классификации API. (Содержит данные о применимости масла в зависимости от типа, характеристик и условий эксплуатации двигателя). Дополнительно может быть приведена классификация ACEA.
  5. Маркировка по SAE (вязкостные свойства).
  6. Номер или индекс партии масла.
  7. Дата изготовления.
  8. Объем залитого в канистру масла.
  9. Возможно изображение логограммы, указывающей на то, что масло прошло сертификацию на соответствие требованиям классификации API. Если в нижней части логограммы указано «energy conserving», это говорит об энергосберегающих свойствах масла (в маркировке масла эти свойства обозначаются буквами EC, которые указываются после класса API), а в верхней части логограммы содержится указание на категорию и класс — сведения о назначении масла и уровне его эксплуатационных свойств.

Часть 16. Использование добавок или присадок для улучшения качества масла

Использовать добавки нежелательно, т.к. это может привести к непредсказуемым последствиям. Все современные масла содержат композицию присадок. В процессе разработки они подбираются по составу и соотношению для выполнения требований стандартов и спецификаций. Добавление даже самого хорошего компонента неизбежно нарушает баланс. В результате какой-либо показатель может быть улучшен, но другие при этом, почти наверняка, пострадают. В совокупности эффект будет в лучшем случае нулевым. В худшем — отрицательным. При всем многообразии на рынке различных препаратов, начиная от самых простых «загустителей масла» до противоизносных и содержащих порошкообразный тефлон, неизвестны случаи, когда хотя бы один из них прошел полноценные моторные испытания в составе хотя бы одного масла (а ведь их рекомендуют добавлять к любым маслам!) и показал ощутимый положительный эффект.

Например, большое распространение получили препараты на основе органических порошков алмазной пыли. Предлагаются покупателю как средства безразборного ремонта двигателя. Дают положительный, но мгновенный эффект. Двигатель притирается, начинает работать более устойчиво, увеличивается мощность и компрессия. Вся беда в том, что при применении большинства из них дальнейшей стабилизации в работе двигателя не происходит и поршневая группа буквально перемалывается в пыль. Остановить этот процесс невозможно даже заменой масла — алмазная пыль не вымывается. Капитальный ремонт двигателя неизбежен.

Уникальной противозадирной и противоизносной присадкой считается измельченный химически чистый дисульфид молибдена. Он имеет слоистую структуру схожую с графитом и позволяет выдерживать огромные нагрузки в узле трения. Но «ложкой дегтя» является то, что продукт окисления дисульфида молибдена состоит из окиси молибдена, обладающей высокой абразивностью и серы, которая коррозионно опасна. (образование серной кислоты H2SO4). Кислота разрушает металл, а абразив приводит к его износу. Кроме того, дисульфид молибдена, являясь твердой частицей, склонен к выпадению в осадок и скапливанию в самых неудобных местах.

Сильно разрекламированы реметаллизанты — восстановители изношенных и поврежденных поверхностей поршневой группы. Изготавливаются на основе многокомпонентных сплавов цветных металлов. В основе — обычно медь, олово или свинец. Условно способны повысить компрессию, снизить выхлоп и угар масла на срок в несколько часов. Основная подделка — использование в производстве ворованных и перетертых в пыль медных проводов.

Плакирующие присадки изготавливаются на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ). ПТФЭ в масляных присадках — твердая взвесь. Практика показывает, что данные твердые вещества покрывают скорее неподвижные части двигателя, такие как смазочные отверстия, шланги, фильтры. При работе двигателя масляный фильтр исправно собирает все твердые частицы, о чем свидетельствует его забитый фильтрующий элемент. Производители данных присадок утверждают, что их частицы имеют сверхтонкие размеры и способны проходить через обычный масляный фильтр. Но они не сообщают о том, что ПТФЭ имеет свойства радикально расширяться под действием высоких температур (при достижении двигателем рабочих режимов). Кроме того, есть вероятность, что ПТФЭ-добавки («тефлон» — ПТФЭ производства корпорации Дюпон), выполненные различными производителями, являются лишь подобием «тефлона» и имеют еще большие размеры. ПТФЭ также вымывается при замене масла. Конкурируют с ПТФЭ присадки с цинковыми добавками (диалкилдитиофосфат цинка).

Цинк является составной частью стандартного пакета присадок почти всех основных марок масел. Различно только его процентное содержание (0,1-0,2%). Он используется как состав, предотвращающий износ при сверхвысоком давлении. Цинк в масле вступает в реакцию лишь при контакте металл-металл, чего не случается, если двигатель работает в нормальном эксплуатационном режиме. Побочный эффект — высокое содержание цинка — приводит к образованию отложений на клапанах и загрязнению свечей зажигания. Фосфат цинка является очень опасным раздражителем для глаз.

Нужно отметить, что даже самые простые присадки содержат компоненты безобидные в своем первоначальном состоянии, но которые потом преобразовываются во фтористоводородную кислоту, подвергаясь высоким температурам в процессе сгорания топлива. Эта кислота содержится в выхлопных газах, и на первый взгляд не вредит, так как сразу же выводится из двигателя, но она, находясь внутри выхлопной системы, постепенно разъедает ее изнутри.

Все недостатки или вредные эффекты масляных присадок проявляются лишь при их долгосрочном применении. Поэтому их использование может быть оправдано только для достижения спортивных рекордов, когда двигатель становится фактически одноразовым.

Вывод: правильно подобранное по вязкости и группе эксплуатационных свойств масло не требует никаких дополнительных добавок. Они только увеличивают Ваши затраты.

Часть 17. Смешивание масел

Большинство современных масел могут смешиваться между собой без каких-либо резких реакций. Однако никто не может сказать заранее, масло, с какими свойствами получится в результате такого смешения. Но одно можно сказать точно — свойства смеси будут хуже свойств любого из компонентов. Поэтому смешивать различные масла имеет смысл в случае крайней необходимости и при первой возможности заменить масло полностью.

Как правило, в пределах производственной гаммы одной фирмы, все масла (синтетика, минералка и полусинтетика) смешиваются. Доказательством является полусинтетика, т.е. смесь синтетического и минерального базовых масел.

Категорически не рекомендуется смешивать масла разных фирм-производителей.

Часть 18. Промывка двигателя

Промывка двигателя — рефлекс, оставшийся с советского времени, когда инструкции рекомендовали применять специальное промывочное масло. Связано это было лишь с тем, что эксплуатанты двигателей в условиях дефицита пользовались низкокачественными маслами. Сегодня таких масел практически не найти, а значит и необходимость в промывке двигателя отпала.

Если все-таки есть необходимость в промывке, то для промывки двигателя используется такое же масло, какое будет использоваться в дальнейшем. Установите новый маслофильтр. Залейте масло. Дайте мотору поработать 10-15 минут. Слейте масло. И заливайте новое, с установкой нового маслофильтра (при смене масла в системах может оставаться до 10% отработанного масла). Помните, если на внутренних поверхностях двигателя имеются значительные отложения, то отмыть его полностью удастся только при полной разборке. Никакая, даже самая агрессивная специальная промывочная жидкость, не справится с этой задачей. Следует иметь в виду, что промывка сильно загрязненного двигателя — это длительный процесс. Невозможно за 10 минут снять слой отложений, например, с головок цилиндров, их крышек, на поверхности которых масло попадает лишь в виде брызг. Как полумеру можно использовать качественное моторное масло с сокращенным интервалом замены.

Нужно не забывать, что в отличие от минеральных масел, которые моют отложения в двигателе постепенно, слой за слоем, синтетические масла (благодаря присущей им высокой текучести и проникающей способности) вызывают отслоение отложений с внутренних поверхностей двигателя, что может привести к закупориванию масляных каналов. А также после удаления отложений в районе сальниковых уплотнений (в случае потери эластичности сальников и/или наличия микротрещин) синтетическое масло будет вытекать из двигателя.

Часть 19. Хранение

  1. Гарантийный срок хранения масел зависит от типа масел. Для моторных масел стандартный срок — 2 года при условии целостности упаковки. Но вы должны понимать, что это перестраховка, реальный срок больше. При соблюдении правил масло может храниться до 5 лет и не потеряет качества. Масло, которое долго хранилось, перед употреблением следует тщательно перемешать.
  2. Моторное масло должно храниться в герметичной таре, предохраняющей его от взаимодействия с воздухом и, самое главное, от попадания влаги. Вода, которая попала в масло даже в незначительном количестве (несколько граммов на килограмм масла), приводит к деструкции и выпадению присадок в виде осадка. Масло необратимо теряет качество, восстановить его нельзя.

Часть 20. Смазки

В случаях, когда конструкция не допускает возможность использовать масла, или нет необходимости охлаждающей функции, то смазка является подходящим смазочным материалом. Смазку можно представить как загущенное масло. Загуститель действует как губка, которая освобождает жидкость при давлении на нее. В любом случае смазывающая пленка создаваемая смазкой всегда толще, чем та, которая создается маслом. Структура высококачественных смазок сходна со структурой масел. Основное различие между ними, заключается в наличии загустителя (металлические мыла на основе лития, кальция или алюминия с содой; неорганический загуститель — бенитовая глина; синтетический загуститель — полиуретан). Количество загустителя и его химические свойства определяют необходимую консистенцию. Возможны бесчисленные количества комбинаций базовых масел и загустителей и результатом этого, являются различные характеристики смазочных материалов использующихся для специальных задач. Температура, при которой из смазки начинает выделяться жидкое масло, называется температурой распада.

Консистентные смазки

Представляют собой однородные смеси минерального масла с мылом. Иногда добавляются химические присадки, придающие им те или иные желательные свойства — противоокислительные, антикоррозионные, повышенную стойкость к давлению и т.д.

Если жир или жирную кислоту, нагревая, интенсивно перемешивать со щелочью, то происходит химическая реакция омыления. Например, пальмовое масло плюс каустическая сода при нагревании дают глицерин и натриевое мыло. Для получения мыла при изготовлении консистентных смазок применяю самые разнообразные животные и растительные жиры. Еще шире выбор минеральных масел разных сортов и разной вязкости в качестве второго компонента консистентных смазок.

Поведение консистентной смазки в различных условиях использования зависит от характера ее основы — мыла. Чаще всего применяются консистентные смазки на кальциевой или натриевой основе. Для особых условий выпускаются также консистентные смазки других типов — на алюминиевой, свинцовой и литиевой основах.

Кальциевые консистентные смазки. Консистентные смазки на кальциевой основе, обычно называемые солидолами, широко применяются для смазывания подшипников скольжения, трансмиссионных валов, скользящих поверхностей и слабонагруженных шарикоподшипников, работающих при низких скоростях. Они имеют однородную структуру полутвердого жира. Замечательной особенностью кальциевой консистентной смазки является стойкость по отношению к воде, что делает ее пригодной для смазывания валов водяных насосов и подшипников. Ранее такие смазки считались непригодными для использования при температурах выше 80°С, но в настоящее время имеются высокотемпературные кальциевые консистентные смазки.

Натриевые консистентные смазки. Такие смазки могут иметь разную структуру — от однородной до волокнистой. Температура плавления (термического разложения) некоторых натриевых консистентных смазок превышает 200°С. Эти смазки особенно подходят для тяжелонагруженных колесных подшипников и других контактных пар, в которых они подвергаются интенсивному круговому перемешиванию и воздействию повышенных температур.

Пасты

Пасты — смазочные материалы для особо трудной работы. Пасты играют двойную роль в процессе смазывания:

  1. При высоком содержании твердого смазочного материала содержащегося в масле, они выполняют действительно тяжелый труд в процессе смазки в состоянии смешанного трения (для гидродинамической смазки они не подходят);
  2. Термически устойчивые твердые смазочные материалы разделяют пару поверхностей и защищают от воздействия, например, нагрузок и температур (нагруженные резьбовые соединения).

Структура высококачественных паст сходна со структурой смазок. Принципиальное отличие заключается в высокой твердости вещества, которая типична для паст применяющихся для сборки (только смазывание), так и для паст применяющихся на резьбовых соединениях (смазывание и разделение).

Структура паст:

  • базовое масло (минеральное и синтетическое масло);
  • твердые смазочные материалы (MOS2, Cu, Al, Графит);
  • загуститель (металлические мыла);
  • присадки (снижение трения, ингибиторы коррозии, защита от износа ингибиторы ржавчины).

Твердые смазки

Твердые смазочные материалы, это особый вид смазок, которые вследствие их структуры и химико-физических свойств образуют, сами или в соединении с другими веществами, пленки способствующие скольжению и разделению поверхностей металлов. Эти пленки настолько тонкие, что не возникает необходимости в изменении жестких допусков применяющихся в машиностроении.

Твердые смазочные материалы используются как сухие порошкообразные тонкодисперсные включения. Наилучшие смазывающие свойства достигаются с применением графита (темный минерал с жирным блеском, маслянистый на ощупь; встречается в природе, а также производится в электропечах), технического углерода, MoS2 (дисульфид молибдена), которые обеспечивают на поверхностях металлов очень низкое трение, высокую нагрузочную способность и отличную защиту от износа. Они предотвращают усиленный износ в критической стадии на границах и при смешанном трении.

Часть 21. Заключение

Из всего вышеизложенного необходимо сделать единственно правильный вывод.

Масла и смазки играют самую важную роль в безопасной эксплуатации двигателей. К их выбору нужно относиться серьезно, строго соблюдая требования руководства по эксплуатации.

При написании данного обзора использована справочно-учебная литература и материалы сети интернет.

Дмитрий Каторгин
ООО «Авиагамма»

Разработка и поддержка сайта:
Алексей Бородуля
aleksey.borodulya@gmail.com
ООО Авиагамма © 2002—2017
Информация о правах и вебсайте
Яндекс.Метрика