Щелочное число как оно влияет на работу двигателя - Журнал "Автопарк"
Auto-park24.ru

Журнал "Автопарк"
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Щелочное число как оно влияет на работу двигателя

Щелочное число. ASTM D4739

ASTM D4739-09. Стандартный метод определения щелочного числа потенциометрическим титрованием с соляной кислотой.

Методика определения щелочного числа нефтепродуктов на автоматическом титраторе АТ-500N производства компании Киото Электроникс, Япония.

1. Подготовка титратора к работе.

Подготовьте титратор к работе согласно «Краткой инструкции по работе на титраторе АТ-500N» (далее – КИТ АТ-500N).

2. Процедура анализа.

Проводят анализ в соответствии с пп. 3.1 – 3.3 по методу определения окончания титрования по точке перегиба (см. табл. 2).

3.1.Определение коэффициента поправки титранта КОН.

В меню титратора выберите метод «02», который затем скопируйте в любой «свободный» метод в диапазоне 04?19 (предлагается метод №4). Введите в память титратора значения параметров, указанных в табл. 2 (метод №4), в том числе массу стандартного вещества для определения коэффициента поправки титранта (см. п. 7 КИТ АТ-500N).

Рис. 1. Пример кривой титрования при определении коэффициента поправки.

3.2.Определение коэффициента поправки титранта НСl.

В меню титратора выберите метод «02», который затем скопируйте в любой «свободный» метод в диапазоне 04?19 (предлагается метод №5). Введите в память титратора значения параметров, указанных в табл. 2 (метод №5), в том числе массу стандартного вещества для определения коэффициента поправки титранта (см. п. 7 КИТ АТ-500N).

3.3.Проведение холостого опыта (определение фона).

Перед определением щелочного числа необходимо установить, сколько мл титранта идет на титрование титрационного растворителя без образца. Этот объем далее вводится в титратор как параметр «Blank», и вычитается из объема титранта, израсходованного на титрование пробы.

Введите в память титратора значения параметров, указанных в табл. 2 (метод № 6), в том числе полученное значение коэффициента поправки титранта.

Холостой опыт проводится ежедневно при проведении анализа.

Проводится титрование по методу определения щелочного числа по точке перегиба (метод № 7).

Введите в память титратора значения параметров, указанных в табл. 2 (метод №7), в том числе полученные значения коэффициента поправки титранта (п. 5 КИТ АТ-500N) и фона (п. 6 КИТ АТ-500N), а также массу пробы (п. 7 КИТ АТ-500N; количество анализируемого образца, подбираемое согласно рекомендации табл. 1). При новых анализах вводятся лишь три последних параметра.

3.5.Определение потенциала буферного раствора и дальнейший порядок действий.

Погрузите электроды в водный буферный раствор с рН=3 (в случае определения щелочного числа) или с рН=10 (в случае определения щелочного числа сильных оснований) и перемешивайте раствор в течение около 5 мин при температуре, отклоняющейся не более чем на 2? С от температуры титрования (см. КИЭ, п. 5). Включите мешалку (про управление перемешиванием раствора см. п. 10 КИТ АТ-500N). Через 20 — 30 секунд зафиксируйте показания титратора с милливольтах. Выключите мешалку. Введите полученное значение в методы №№ 7 и 8 (см. табл. 2, методы, параметр “1 st Level”). Полученное значение учитывают как потенциал буферного раствора.

Если кривая титрования, полученная по методу №7 (см. п. 3.4), имеет точку перегиба внутри диапазона «потенциал буферного раствора»… «потенциал буферного раствора + 100 мВ», то значение, полученное в результате измерения по п. 3.4, учитывают как результат измерения щелочного числа. Если кривая титрования, полученная по п. 3.4, не имеет четких точек перегиба или же четкая точка перегиба находится ниже значения потенциала буферного раствора, то проводят титрование по методу определения щелочного числа по буферному раствору (см. табл. 2: метод № 8 – холостой опыт – провести по п. 3.3, а затем метод № 9 – анализ образца – по 3.4), введя в параметры метода значение потенциала в милливольтах как «1st Level». Полученное значение учитывают как результат измерения.

Рис. 2. Пример кривой титрования с определением конца титрования по значению потенциала.

Рис. 3. Пример кривой титрования при анализе образца с определением конца титрования по значению потенциала.

3.Прочая информация о методике.

Определение щелочного числа и/или щелочного числа сильных оснований нефтепродуктов.

— Щелочное число – это количество кислоты (соляной или хлорной), выраженное эквивалентным числом мг гидроксида калия (или в миллиэквивалентах гидроксида калия на грамм), требующееся для нейтрализации всех основных компонентов, присутствующих в 1 г массы пробы при титровании до определенной точки эквивалентности.

— Щелочное число сильных оснований – это количество кислоты (соляной или хлорной), выраженное эквивалентным числом мг гидроксида калия (или в миллиэквивалентах гидроксида калия на грамм), требующееся для титрования до конечной точки, соответствующей результатам измерения на титраторе сигнала в милливольтах свежеприготовленного основного буферного раствора.

Титрование спиртовым раствором HCl образца, растворенного в спирто-толуольно-водной смеси.

1 — В ASTM D4739 в состав титранта входит более слабая кислота (соляная), чем в случае ASTM D2896 и ГОСТ 30050 (хлорная). Также в первом случае используется более полярная система растворителей, чем во втором. Исходя из этого, в случае ASTM D2896 и ГОСТ 30050 дополнительно титруются некоторые слабые основания, чего не происходит в случае использования ASTM D4739. Это необходимо учитывать при принятии решения о применении того или другого метода.

2 — В новой версии ASTM D4739-08e1 неводные буферные растворы для определения конечной точки титрования были заменены на водные, что упростило процедуру анализа.


Титратор АТ-500N со стандартным предусилителем STD-510, бюреткой на 10 мл.

Электроды H-171 и R-172.

Кислотно-основное неводное титрование.

См. таблицу параметров.

Обзор общих принципов ввода данных в память титратора – см. п. 2 КИТ АТ-500N.

1. Расчет истинной молярности титранта KOH.

c’ KOH = (10000·S 1 ·c KOH ) / (V 1 ·M 1 )

c’ KOH – истинная молярность раствора КОН, моль/л;

c KOH – молярность раствора КОН (0,1), моль/л;

V 1 — объем титранта (раствора КОН), израсходованный на титрование, мл;

M 1 – молярная масса бифталата калия (204,23), г/моль;

S 1 – масса стандартного вещества для определения коэффициента поправки, г.

2. Расчет истинной молярности титранта HCl.

c’ HСl = 8· c’ КОН / V 2

c’ HСl – истинная молярность раствора НCl, моль/л;

c’ KOH – истинная молярность раствора КОН, рассчитанная по формуле 1, моль/л;

V 2 — объем титранта (раствора НСl), израсходованный на титрование, мл;

3. Расчет щелочного числа.

BN = (V 3 – V 4 )· c’ HС l ·56,1 / S 2

BN – кислотное число, мг КОН/г;

V 3 – объем раствора HCl, израсходованный на титрование растворителя с образцом до конечной точки (соответствующей точке перегиба или потенциалу буферного раствора – см. ниже), мл;

V 4 – объем раствора HCl, израсходованный на титрование фона до конечной точки (соответствующей точке перегиба или потенциалу буферного раствора – см. ниже), мл;

c’ HСl – истинная молярность спиртового раствора HCl, рассчитанная по формуле 2, моль/л;

S 2 – масса образца, г.

1. Руководство к титратору AT-500N.

2. ASTM D4739-09. Стандартный метод определения щелочного числа потенциометрическим титрованием с соляной кислотой.

3. ГОСТ 30050-93 (IP 3771-77). Нефтепродукты. Общее щелочное число. Метод потенциометрического титрования хлорной кислотой.

4. ГОСТ 11362-96 (ISO 6619). Нефтепродукты и смазочные материалы. Число нейтрализации. Метод потенциометрического титрования.

5. ASTM D2896-07a (IP 276). Стандартный метод определения щелочного числа нефтепродуктов потенциометрическим титрованием с хлорной кислотой.

Химические свойства и характеристики

Щелочность и кислотность масел (alkalinity, acidity). Очищенное минеральное масло, как правило, является химически нейтральным. Для нейтрализации кислот, образующихся во время работы при сгорании сернистого дизельного топлива или окисления углеводородных молекул масла, в моторные и трансмиссионные масла добавляют щелочные присадки.

Обычно эту задачу выполняют моющие и диспергирующие присадки — детергенты (поверхностно-активные вещества). Чем больше щелочность масла, тем больше его рабочий ресурс. Поэтому для моторных и трансмиссионных масел в качестве эксплуата­ционного показателя указывается общее щелочное число TBN. В некоторые индустриаль­ные масла (охлаждающие смазочные жидкости и др.) добавляют активные сернистые при­садки, которые имеют слабую кислотную реакцию. В связи с этим, в качестве показателя химических свойств, указывается общее кислотное число TAN. Этот показатель иногда определяется и при анализе работающего или отработанного масла как показатель степени окисления масла и накопления кислых продуктов сгорания топлива. Щелочность и кислотность масел выражаются через количество (в мг) гидроокиси калия (КОН), эквивалентное содержанию всех видов щелочей в 1 г масла или необходимое для нейтрализации всех кислот в 1 г масла — и для щелочности, и для кислотности дименсия та же самая (мг КОН/1 г масла). Для определения кислотности проводится титрование гидроокисью калия (КОН), а для определения щелочности — соляной кислотой (НСl). В настоящее время, для этих целей чаще используют метод потенциометрического титрования.

В документах, сопровождающих товарные продукты смазочных материалов, ще­лочность и кислотность выражаются через:

Моторное масло должно обладать определенной щелочностью для сохранения мо­ющих свойств, способности к нейтрализации кислот и подавления процессов коррозии. Чем больше щелочное число, тем большее количество кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива, может быть переведено в нейтральные соединения. В про­тивном случае эти кислоты вызывают коррозионный износ деталей двигателя и усилива­ют процессы образования отложений. При работе масла в двигателе щелочное число неиз­бежно снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло считается утратившим работоспособность. Считают, что при уменьшении щелочности масла примерно на 50 % от начала величины, масло следует заменить.

TBN масла определяется потенциометрическим титрованием соляной кислотой стандартам ASTM D 664, ГОСТ 11362-96, ISO 6619-88 или более новыми методами потенциометрическим титрованием перхлоровой кислотой по стандартам DIN ISO 37 ASTM D 2896-98 (по этим методам значение TBN получается примерно на 2-3 едини выше, чем по ASTM D 664). Для анализа работающих масел, в которых нейтрализация протекает медленно, предпочтение отдается методу ASTM D 4739.

Число нейтрализации (neutralizationnumber, neutnumber) показывает щелочность или кислотность масла и выражается через количество соляной кислоты (НС1) или гидроокиси калия (КОН) в мг, необходимое для нейтрализации оснований или кислот, находящихся в 1 г масла. Число нейтрализации определяется потенциометрическим титрованием (по ASTM D 664) или колориметрическим титрованием (ISO 6619, ISO 753 DIN 51 558, ASTM D 974, ГОСТ 11362-96).

Общее кислотное число TAN (totalacidnumber). Как моторное, так и трансмиссионное масло может содержать и кислотные, и щелочные компоненты, содержание которых может быть определено раздельно. Кислотные компоненты нового масла имеют особую кислотность, которая не оказывает заметного влияния на коррозию металлов и называется общим кислотным числом масла (TAN). TAN масла выражается через количество
гидроокиси калия (КОН) в мг, необходимое для нейтрализации слабых кислот, нaxoдящихся в 1 г масла и определяется по стандартным методикам ASTM D 664 и ГОСТ 113 62. При анализе работающих жидкостей автоматической коробки передач (ATF), а также трансмиссионных и моторных масел, иногда определяется TAN, как один из показателей, характеризующих образование кислот при окислении масел.

Числосильныхкислот SAN (strong acid number). В автомобильных маслах сильные кислоты должны отсутствовать, но они могут образовываться при продолжительной работе моторного масла. Появление в масле сильных кислот означает необходимость замены масла, так как такие кислоты вызывают интенсивный коррозионный износ и образование шлама. SAN, как и TAN, выражается через количество КОН, необходимое для нейтрализации соответствующих (сильных) кислот.

Содержание серы (sulfurcontent) — это показатель для оценки сернистости масла. Соединения серы попадают в масло из нефти или с серосодержащими присадками. По содержанию серы в масле без присадок делаются выводы об антикоррозионных свойств базового масла. При наличии серосодержащих присадок, содержание серы указывает их наличие.

Коксуемость, склонность к коксованию (cokeability, cokingtendemcarbonization). При достаточно высокой температуре масло разлагается и образуются твердые углеродистые продукты. Термостойкость масла определяется его склонностью к коксованию. Коксование (coking) — это образование твердого кокса при нагревании масла, без доступа кислорода. Коксуемость (cokeability) — склонность масла при нагревании образовывать остаток (после испарения всех летучих фракций) с последующим термическим разложением остатка масла в отсутствии воздуха. Это показатель для чистого масла, так как присадки могут оказывать значительное влияние на коксуемость. Поэтому коксуемость определяется только для базовых масел. Основные методы — метод Конрадсона (DIN 51 551, ГОСТ 19932-74), который больше применяется в Европе и Рамсботтома(Ramsbottom) (ISO 4262) — в Америке. Коксуемость также можно определить по стандартам ГОСТ 8852-74, DIN 51551.

Зольность (ashcontent) — это количество золы, образующееся при сгорании масла. Чистое свежее масло без присадок должно сгорать без остатка. Образование золы из масла без присадок является показателем его засоренности. Присадки в товарном масле значи­тельно увеличивают зольность. Зольность определяется путем сжигания установленного количества масла в открытом тигле с последующим прокаливанием остатка и выражается в процентах от начальной массы масла (ISO 6245, EN 7, DIN EN 7, ASTM D 482, ГОСТ 1461-75).

Сульфатная зольность (sulfatedash) — это показатель содержания присадок, в основном органических соединений металлов. Золу составляют продукты окисления орга­нических соединений металлов — окиси (например, BaO, CaO, MgO) и сульфаты металлов (например, BaSO4, CaSO4, MgS04). Для сравнения зольности разных масел, все окиси ме­таллов переводятся в сульфаты. Масло нагревается до образования твердого углеродисто­го остатка, который обрабатывается серной кислотой для превращения окисей металлов в сульфаты. Затем сульфаты прокаливаются при температуре 775°С до образования суль­фатной золы. Сульфатная зольность для автомобильных масел определяется по стандар­там ASTM D 874, ГОСТ 12417-73, DIN51 575 и выражается в процентах от начальной массы масла.

Сульфатная зольность является прямым показателем количества присадок в масле, поэтому присутствие присадок проверяется именно по сульфатной зольности. Довольно высокая сульфатная зольность моторных масел (по сравнению с другими маслами) в ос­новном обусловлена наличием в их составе моющих присадок, содержащих металлы. Эти присадки необходимы для предотвращения отложений на поршнях и придания маслам способности нейтрализовывать кислоты. Излишне зольное масло может приводить к преж­девременному воспламенению рабочей смеси из-за образования отложений в камере сго­рания, неблагоприятно влиять на работоспособность свечей зажигания, способствовать по­вышенному износу деталей вследствие абразивного воздействия на поверхности трения.

Сульфатная зольность ограничивается нормативной документацией на производ­ство моторных масел только в Европе (классификация АСЕ А). В моторных маслах для бензиновых двигателей сульфатная зольность не должна превышать 1,5%, для дизельных двигателей малой мощности -1,8% и для дизельных двигателей высокой мощности — 2,0%.

Химическийсоставмасла (chemical constitution of oil). Качество масла, в значи­тельной степени, зависит от его группового химического состава, т.е. от соотношения па­рафинов, ароматических соединений и нафтенов. При оценке качества масла и присвое­нии категории качества, химический состав масла не определяется, так как многие свой­ства масла существенно улучшаются введением соответствующих присадок. Иногда, в описаниях масла производители указывают основной класс соединений, так как они ха­рактеризуют некоторые общие эксплуатационные свойства. Например, парафиновые мас­ла отличаются высоким индексом вязкости, хорошей стойкостью к окислению, а нафтено­вые масла — высокой липкостью, хорошими смазывающими свойствами и т.д.

При разработке новых сортов масел, соотношение соединений нефти и другие хи­мические показатели определяются при помощи инфракрасной (ИК) спектроскопии, хро­матографии и других методов анализа.

Химические методы анализа более широко применяются при анализе работающего масла для идентификации и определения количества продуктов окисления и загрязнения. Например, по результатам определения количества металлов делаются выводы о процес­сах износа деталей двигателя, по содержанию карбонильных групп (ИК спектроскопия) -о степени окисления масла и ресурсе работы.

Летучесть, испаряемость, потери от испарения (volatility, oillossbyevaporation). Во время работы двигателя, вследствие высокой температуры, наиболее легкие фракции масла улетучиваются. Склонность масла к испарению, согласно требованиям АСЕА, оценивается методом Нок (Noackvolatilitytest, CEC-L-40-A-93, DIN 51 581). По этому методу испарение определяется при температуре масла 250°С в течении 1 часа. В Америке для определения испарения масел бензиновых двигателей используют метод Нок или аналогичный метод воздушной струи (airjettest, ASTM D 972), а также метод вакуумной дистилляции (ASTM D 1160) или хроматографии при температуре 371°С (AST D 2887). Для масел дизельных двигателей (в Америке) обычно определяют общие потери масла в моторных испытаниях (IK, IN, T8) в г/кВтч. Согласно ГОСТ 10306-75 потери испарения определяются пропусканием воздуха через нагретое масло. Испаряемость в чашечке определяется по ГОСТ 20354-74.

Анализ параметров моторного масла и технических устройств, позволяющих контролировать процессы старения моторных масел

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 04.05.2015 2015-05-04

Статья просмотрена: 5689 раз

Библиографическое описание:

Долгова, Л. А. Анализ параметров моторного масла и технических устройств, позволяющих контролировать процессы старения моторных масел / Л. А. Долгова, С. А. Жаткин, В. В. Салмин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 9 (89). — С. 198-202. — URL: https://moluch.ru/archive/89/18274/ (дата обращения: 25.09.2021).

Проведен анализ средств, способов и методик определения физико-химических показателей моторного масла; выполнен выбор и ранжирование наиболее информативных параметров работоспособности моторного масла, влияющих на сроки его замены.

Ключевые слова: моторное масло, параметры состояния моторного масла, кинематическая вязкость, диэлектрическая проницаемость, симплекс подобия, корреляционная связь, экспресс-контроль, термоокислительная способность, показатель качества, оптическая плотность, температура вспышки, лаборатория экспресс-анализа, щелочное число, комплексный показатель.

От качества смазочных материалов зависят важнейшие показатели двигателей — долговечность, надежность, токсичность отработавших газов, топливная экономичность и т. д. Большинство показателей качества моторного масла можно определить только в специализированных лабораториях, которых, как правило, нет в автотранспортных предприятиях.

В настоящее время у нас в стране для оценки качества моторных масел и организации их промышленного производства используется четырехэтапная система испытаний, включающая: квалификационные (I этап) → стендовые (II этап) → полигонные (III этап) → эксплуатационные (IV этап) испытания. В рамках четырехэтапной системы наименее продолжительным (до 10 суток) и затратным является первый этап. При этом требуется не очень большое количество испытуемого продукта (до 5…10 л). Основу квалификационной проверки составляют испытания на одноцилиндровых установках (ОЦУ) и специальных двигателях [1,2].

Оперативная оценка качества моторных масел предложена К. К. Попком, который предложил создать специальные лабораторные комплексы. В ЗАО «НАМИ-ХИМ» сформирован комплекс методов лабораторной оценки моторных масел (КМЛО), в который входит испытательное лабораторное оборудование, позволяющее определить основные эксплуатационные свойства моторных масел.

Авторы [2] оценивали термоокислительную стабильность моторных масел на лабораторной установке по показателю оптической плотности и нагарообразование по изменению потенциала электризации стержня ЕЭ после термообработки. Изменение оптической плотности образцов нефтяных фракций симбатно изменению потенциала их электризации ЕК.

Для контроля качества автомобильных эксплуатационных материалов в Москве функционирует центр мониторинга ГСМ и диагностики техники «Международный испытательный центр по горюче-смазочным материалам (МИЦ ГСМ) [3]. В арсенале центра несколько видов специализированного оборудования, в частности аналитический центр для эксплуатационных анализов масел OSA, который включает три типа анализаторов: оптический эмиссионный спектрометр (определение металлов износа и деградации присадок), ИК-Фурье спектрометр (определение содержания воды, топлива, степени окисления, нитрования, сажи) и автоматический капиллярный вискозиметр с термостатированием до 100 о С. Эти анализаторы размещены в едином настольном корпусе, что позволяет сразу получать полную характеристику по каждой пробе масла.

В работе [4] в условиях небольшого транспортного предприятия для контроля качества моторных масел предлагается использовать следующие экспресс-методы оценки качества работающих масел: по концентрации охлаждающей жидкости — термический и метод бумажной хроматографии; по наличию топлива — по температуре вспышки в закрытом электротигле и сравнение с эталоном по вязкости; по наличию абразивных частиц — метод истирания; по вязкости — сравнение с эталоном и термический; по моюще-диспергирующе-стабилизирующим свойствам и загрязненности масла механическими примесями — метод бумажной хроматографии; по противоизносным и нейтрализующим свойствам — по водородному показателю рН. Для реализации вышеперечисленных методов оценки качества моторного масла в Челябинском ГАУ разработан портативный комплекс средств (КДМП-3), позволяющий как в стационарных, так и в полевых условиях оценивать качество свежих и работающих масел.

В МГАДИ [5] разработана система контроля состояния и восстановления работоспособности масел, в состав оборудования которой входит лаборатория экспресс-анализа топлив и масел «ЛАМА-7» и малогабаритная передвижная установка для восстановления эксплуатационных свойств масел.

Разработан [6] способ определения состояния и момент замены смазочных материалов и рабочих жидкостей гидросистем, предусматривающий учет всех основных факторов (показателей), характеризующих качество и состояние масел. Работоспособность последних оценивается комплексным показателем по формуле:

где d1. dm — нормированные показатели состояния; m — число учитываемых факторов.

Для определения и контроля диэлектрической проницаемости моторного масла разработаны различные способы и устройства [7].

В работе [8] предложена схема основных направлений изучения процесса и метод исследования старения масла в дизелях, а также экспериментальные зависимости изменения оптической плотности, количества карбонилсодержащих соединений и содержания нерастворимых в бензине загрязнений от наработки масла при различных условиях.

Известны методы и способы оценки износа двигателя по состоянию моторного масла [9].

В работе [10] предполагается, что между единичными показателями состояния моторного масла существует функциональная связь. Рассматривается возможность связать состояние масла с изменениями энтропии S системы. Допускается, что если масло при работе двигателя теряет работоспособность при достижении определенного значения ΔS, одинакового для всех масел независимо от их состава, типа двигателя и особенностей его эксплуатации, то срок замены τ масла в двигателе будет зависеть от различных параметров: исходной концентрации с присадки в масле, скорости k их срабатывания в заданных условиях эксплуатации, термической устойчивости Т масляной композиции и состава смазочной среды, характеризуемой химическим потенциалом μ (или электропроводность), который в данной работе выдвигается как наиболее информативный.

Замену масла по фактическому состоянию можно выполнять при достижении контролируемых показателей качества масла предельных значений. В различных источниках номенклатура этих показателей включает: вязкость моторного масла [11], количество нерастворимых в легких растворителях продуктов [12], щелочное число [11, 13], кислотное число [12], водородный показатель [13], диспергирующе-стабилизирующую способность [14], присутствие в масле топлива (по температуре вспышки) [11], присутствие антифриза и воды [16], присутствие конструкционных материалов, кремния [15].

В работах [12] для установления необходимого момента смены работавших масел по фактическому состоянию предлагается использовать комплексные (интегральные) показатели, принцип формирования которых основан на сочетании единичных показателей, наиболее информативных для заданных условий эксплуатации.

В работе [17] проведен анализ различных комплексных показателей старения масла, например, интегральный комплексный показатель ИПС, по которому можно количественно оценить работоспособность масел в форсированных автомобильных дизельных двигателях:

где В, Вt — вязкость масла соответственно свежего и при наработке t; Щ, Щt щелочное число масла соответственно свежего и при наработке t, пt, ДСt массовая доля загрязняющих примесей и показатель диспергирующих свойств при наработке t.

Или обобщенный комплексный показатель (ОКП) [17], представляющий собой сумму шести единичных показателей: содержания в масле железа, кремния и нерастворимого осадка, вязкости, зольности и щелочного числа:

где Кi — показатель состояния моторного масла, балл; n=6 — число определяемых показателей; αi — коэффициент интенсивности изменения i-го показателя за 1 час;

Т — наработка двигателя.

Еще один интегральный показатель — индекс старения (критерий CQ — Condition Quotent), предельное значение которого должно быть меньше или равно 1,5. Критерий CQ определяют по формуле:

СQ = fF/(TBN + 2) или СQ = fF/(SAN + 2)

где fF — содержание в масле загрязнений, нерастворимых в смеси бензола с метанолом; TBN — общее щелочное число масла; SAN –содержание сильных кислот в масле.

В работе [18] в качестве комплексного показателя старения масла предложено отношение прироста вязкости к приросту физической плотности. Оптическая плотность как характеристика работавшего масла используется в виде коэффициента физической стабильности (КФС), определяемого из выражения:

где Dн, Dк — начальная и конечная оптическая плотность верхнего слоя масла (толщина 2 мм) до и после центрифугирования.

Для контроля качества нефтепродуктов внедрена в производство и используются переносная лаборатория КИ-28105 и передвижная лаборатория КИ-28099, позволяющие определять механические примеси, наличие воды, кинематическую вязкость, температуру вспышки в закрытом тигле.

В настоящее время продолжаются экспериментальные исследования с целью разработки прибора, позволяющего по значению одного-двух параметров моторного масла определять его состояние и остаточный ресурс до замены.

С целью выявления параметров моторного масла, в наибольшей степени влияющих на сроки его замены, был проведен анализ 135 литературных источников [19, 20], в которых представлены результаты исследования изменения 33 физико-химических показателей моторного масла в процессе его работы. В ходе их ранжирования были выбраны 10 наиболее значимых (табл. 1).

Ранжирование по 10 показателям, наиболее часто применяющимся для анализа процесса старения моторного масла

Название показателя качества моторного масла

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2016

К ВОПРОСУ О МОТОРНЫХ МАСЛАХ ДЛЯ ГАЗОВЫХ ДВС

  • Авторы
  • Файлы работы
  • Сертификаты

Известно, что природный газ представляет собой один из наиболее экологичных и общедоступных видов топлива. Именно этим обусловлена растущая популярность автомобильного транспорта с газовыми двигателями [1, 2, 6, 7]. Некоторые автомобили оснащаются ими уже на конвейере, другие переоборудуются владельцам самостоятельно. Причиной широкого распространения газовых двигателей также является снижение эксплуатационных расходов. Газовый двигатель существенно экономит средства из-за более низкой отпускной цены на данный вид топлива [7, 13]. Еще одним важным преимуществом является продолжительный срок эксплуатации газового двигателя.

Возникает вопрос: имеет ли смысл использовать специальное масло для газового двигателя?

Если бензиновый двигатель переоборудован на использование газового топлива в отсутствии серьезных изменений в конструкции, то вполне допустимо применение масла, предусмотренного для двигателя, работающего на бензине. Здесь особое значение имеют вязкость и рабочий диапазон температур.

Если двигатель изначально предусмотрен для работы на газовом топливе, а не переоборудован из бензинового двигателя, следует использовать специальные моторные масла. У газового двигателя более высокая температура в камере сгорания, а при повышенных температурах создаются условия для образования нагаров на деталях и рабочих поверхностях силового агрегата. Благодаря эффективному сочетанию высококачественных базовых масел и специально разработанного для работы на газе пакета присадок обеспечивается надежная защита двигателя от износа в различных режимах эксплуатации, включая самые тяжелые. Высокие моюще-диспергирующие свойства масел обеспечивают повышенную чистоту двигателя и стойкость к образованию отложений всех типов [3, 4, 12].

Вследствие большего содержания воды в продуктах сгорания газовоздушных смесей могут возникать проблемы водостойкости моторных масел. Возрастает значение стойкости базовых масел и присадок к нитрованию, т.к. при сгорании обедненных газовоздушных смесей возрастает содержание оксидов азота в отработавших газах.

Газовые двигатели более чувствительны к образованию зольных отложений в камере сгорания. Поэтому сульфатная зольность масел для газовых двигателей должна быть минимальной [1, 10]. Производители выпускают моторные масла для газовых двигателей, имеющие различное процентное содержание золы. Согласно данному критерию выделяют три типа масел:

— беззольные масла: применяют для двухтактных двигателей. Некоторые марки могут быть использованы и для четырехтактных двигателей;

— масла со средним содержанием золы (0,6-1 %): предназначены для четырехтактных газовых двигателей;

— масла с низким содержанием золы (до 0,6 %): применяют в качестве смазочного материала для сверхмощных и четырехтактных двигателей. Предназначены для работы техники при высоких температурах.

Таким образом, выбирая моторное масло для газового ДВС, следует уделить внимание следующим техническим характеристикам:

— устойчивости к действию водяных паров,

— повышенной стойкости к термической деструкции,

— высокой стойкости к окислению и нитрованию,

— улучшенным моющим свойствам,

— нейтрализующими свойствами в отношении кислот, содержащихся в продуктах переработки газового топлива.

По API оптимальным выбором для газовых двигателей будут масла классов SF/СС, SF/CD и более высоких классов [10, 11, 12, 13].

Каждый газовый двигатель должен содержать перечень масел, рекомендуемых для использования самим производителем. При необходимости перехода на моторное масло, не входящее в данный перечень, настоятельно рекомендуется запросить подтверждение возможности его применения у изготовителя, выпустившего данную модель двигателя [1, 2, 5, 11].

Например, для газового двигателя КАМАЗ рекомендовано использовать моторные масла следующих производителей (таблица 1):

Таблица 1 — Моторные масла для газовых двигателей КАМАЗ [14]

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  В каком году был изобретен первый дизельный двигатель
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
Описание
Принцип
Особенности
Общие рекомендации
Основное оборудование
Метод
Основные параметры метода
Расчет
Ссылки