Лекция Требования к смазочным материалам (стр. 2 )

Жидкости для гидравлических систем автомобилей

Эффективность работы гидравлического привода определяется качеством примененных в гидравлических проводах.

1.  Отсутствие коррозионного воздействия на внутренние поверхности гидравлической системы;

2.  совместимость с резиновыми и кожаными уплотнителями;

3.  незначительная вспениваемость;

4.  стабильность при хранении и применении

5.  не дефицитность

6.  пожаробезопасность.

Тормозные жидкости

В гидравлике тормозное давление может достигать 10Мпа и более. При торможении кинетическая энергия при трении переходит в тепловую. Диссипация теплоты при экстренном торможении наблюдается преждевременное старение гидравлических жидкостей. При повышении температуры возникает коррозия, влияние на резиновые уплотнители, образуется пузырьки газа и пара.

Наибольшую опасность для тормозов это образование пара и газа.

Основные требования к тормозным жидкостям:

1.  Температура кипения определяет предельно допустимую рабочую температуру в системе гидропривода тормозов. Для большинства современных жидкостей температура кипения снижается из-за повышения гидроскопичности.

2.  Температура кипения в сухой жидкости.

3.  Температура кипения в увлажненной жидкости 3.5% Н2О

4.  ТК в увлажненной жидкости косвенно характеризует температуру, при которой жидкость будет закипать через 1-1.5 года, ее работы в гидроприводе тормозов автомобиля.

Для обеспечения надежной работы тормозов необходимо чтобы рабочая температура тормозов жидкости была выше, чем температура в тормозной системе.

Согласно требованиям международных стандартов температура кипения тормозной жидкости должна иметь температуру кипения увлажненной = 145 оС. Для авто с нормальными условиями эксплуатации 205 и 140 оС. С жесткими условиями ТК = 230 оС, а ТК увлажненная = 155оС.

Вязкостно-температурные свойства:

Для осуществления торможения необходимо, чтобы тормозная жидкость обладала необходимой текучестью, которая определяется максимально допустимой вязкостью при температуре -40оС.

Для жидкости общего назначения 150 мм2/с.

Для жидкостей высокотемпературных 1800 мм2/с

Для жидкостей в северных условиях 1500 мм2/с при t = -55оС

υ = 5 мм2/с при t=+55оС

Анти-коррозионные свойства:

В гидроприводе детали из различных металлов соединены, есть среда следовательно электрохимическая коррозия. В тормозную жидкость вводят ингибиторы коррозии.

Эффект ингибиторов коррозии оценивают по изменению масел и состояния пластичности из чугуна, стали, латуни, меди. После выдерживания пластин в тормозной жидкости 120 часов при температуре 100 оС выдерживают

·  Совместимость с различными уплотнителями. Резиновый уплотнитель в тормозную жидкость которая разогрета как изменяется объем, диаметр и твердость;

·  Смазывающее свойство: проверяют на стенде который имитируют тяжелую работу тормозов в тяжелых условиях эксплуатации;

·  Стабильные тормозные жидкости при высоких и низких температурах должны сохранять работоспособность 50-150 оС. При хранении должны противостоять окислению, расслаиванию, образованию осадков на деталях гидропривода.

Ассортимент тормозных жидкостей

БСК жидкость. Смесь 50% спирт бутиловый 50% кастролового масла + краситель. Обладает хорошими смазывающими свойствами, но неудовлетворительными свойствами при изменении температуры т. к. при уменьшении температуры кристаллы…

Работает от -20 до +30 оС

Летом увеличивается вероятность образования паровых пробок, попадение в БСК воды делает ее непригодной к применению и нарушает однородность. Применяют в гидроприводе старых автомобилей.

«Нева» изготавливают на основе этилкарбитоли с добавлением вязкостных присадок и противопенных присадок, противо коррозионных присадок. Рабочий интервал -45..+45 оС при увеличении увеличивается образование пробок, уменьшается коррозионная интенсивность кроме крайнего севера. Применяют в гидроприводах тормозных кроме ГАЗ выпуска 85 года, а применяют в старых автомобилях. Срок службы не более года.

«Толь» на основе этилкарбитола + соединения порысодержащего вторэфира. Имеет высокие окислительные свойства чем «Нева», более высокую температуру кипения. Температурный интервал -40..45 оС.

«Толь» и «Нева» смешиваются в любом соотношении друг с другом. Смешение с ГСК не допускается. Толь применяют всесезонно на всех авто кроме переднеприводных ВАЗов. Срок службы 2 года.

«РоссаДот 4» «Роса 3» «Роса» изготовлены на основе порысодержащего вторэфира, содержит антиокислительные и антикоррозионные присадки.

«Роса 3» и «Роса» содержат пластификаторы

tкс 260 оС РосаДот 4 обеспечивает хорошую работу

tкувл

-40..45 оС применяют для отечественных авто, в переднеприводных ВАЗов, совместим с «Невой» и «Толью», срок службы 3 года.

Специальные тормозные жидкости для районов крайнего севера не вырабатываются. Практически разбавляют жидкости «Толь» и «Нева» на 18-22 оС этиловым спиртом.

t воздуха не менее -60 оС, t кипения снижается, резко ухудшается герметизация резиновых уплотнителей.

Аналог «Толь» «Нева» - Дот 3

Арматизаторные жидкости

Для обеспечениия гашения колебаний кузова, смягчают толчки, удары, улучшают плавность движения авто. Являются рабочим телом, гидравлических арматизаторов, рычажно-кулачкового и телескопического типа, рычажных стойках.

Требования к арматизаторам:

1.  Хорошая смазка и антикоррозионные свойства;

2.  должны обладать подвижностью от -50 до +40 оС;

3.  высокой термоокислительной стабильностью, которая обеспечивает бессменную работу до 100 тысяч км пробега;

4.  Хорошие вязкостно-температурные свойства. При t -20 оС υ=< 800 мм2/с. Увеличение вязкости приводит к блокировке армотизаторов;

5.  Низкая склонность к пенообразованию, увеличение пены до сжимаемость жидкости.

6.  Совместимость с резиновыми уплотнителями.

Арматизаторная жидкость – смесь маловязкого масла депрессорная, антиокислительная, противоизносная, антигенная….. присадка.

АЖ – 12 т – смесь нефтяного масла глубокой шлективной очистки из зернистого сырья и полиэтил-силаксановая жидкость с проитивоизностым и антиокислительными присадками. В основном в грузовых авто и специальной технике.

ГРЖ – 12 – смесь очищенного трансформаторного и везитенного дистинаты, присадки: окислительные противоизносные, антипенная…

Славо-АЖ (МТП-12) маловязкая низкозастывающая нефтяная основа, которая введены дипресорная, антипенная, противоизносная, антиокислительные присадки применяют в качестве рабочей жидкости легковые авто, специальная техника и ….

Пусковые жидкости

Для запуска двигателя при низких температурах в тех случаях когда обычное топливо с хорошим низкотемпературными свойствами не моугт обеспечить запуск двигателя. Требования: хорошая испаряемость при низких температурах, быстрая воспламеняемость от искры или самовоспламеняемость от сжатия, выскоантикоррозионные и противоизностные свойства, низкая температура застывания, стабильность при длительном хранении. Пусковые жидкости на составе двутилового спирта (эфир) с добавкой газового бензина.

Бывают для карбюраторов и дизельных автомобилей. Для карбюраторов диэтиловый эфир или Арктика (диэтил эфир 45-65%, тетраэтилен эфира 38-43%, турбинные масла 1.5-2.5%, изопропилнитрат перекиси и альдегиды)

Для дизелей:

«Нами» диэтилового эфира 65%; 20% тетрапенового эфира, 30% изопропил нитрата, присадки.

«Холод д 40» диэтилового эфира 58-62%, тетрапенового 15-17%, турбинные масла 9-11%, изопропил нитрата 13-15%)

Применение пусковых жидкостей не увеличивает износ двигателя, но сокращает длительность пуска и повышают его надежность.

Жидкие смазочные материалы

Эксплуатационные свойства масел:

трипологические свойства: вязкостные температурные смазочные свойства

антикоррозионные свойства

защитные свойства

антиокислительные

моющие свойства

Важными характеристиками являются: теплопроводность, температура вспышки масла температура застывания вспениваемость, и ряд других характеристик

Вязкость и индекс вязкости

Способность масла реализовывать оптимальный желательный гидродинамический режим смазки зависит от его вязкости (внутреннее трение) определяемой силами когезии молекул жидкости в объеме, химическим строением молекул их строением и формы.

Основные показатели вязкости масла подразделяются на динамическую (η(μ)) динамическую(ν – cG, мм2/с) индекс вязковсти (ИВ)

динамическая вязкость характеризует связь напряженного сдвига по площади слоя жидкости и градиента скорости сдвига в законе вязкого движения в ньютонах

ν= η/ρ

Индекс вязкости характеризует вязкостные свойства масла

νmin ИВ=0

ν

νиссл

νmax

toC

40oC 100oC

ИВ=100

В зависимости от условий работы узла трения выбираем масло с определенным индексом вязкости.

Высоко индексные масла эффективно выполняют свою работу в широком диапазоне температур, смазывающая способность масла - способность образовывать на поверхности трения тонкие от 0.1 и менее граничные слои продуктов взаимодействия активных компонентов смазочного материала с поверхности трения.

Эти слои, которые образовали на поверхности препятствуют непосредственному контакту трущихся деталей, тем самым предотвращая заедание сопряжения, снижают трение в подвижном контакте, и уменьшают износ деталей.

Инженерных методов расчета смазывающей способности не существует, она проводится экспериментально и общем случае включает оценку противозадирные свойства в баллах.

Противозадирные свойства способность предохранять узел трения от заедания и катастрофического изнашивания при высоких нагрузках и/или температурах.

Температура вспышки (нельзя путать с понятием температурная вспышка на фактических пятнах касания).

Температура вспышки – минимальная температура, до которой нужно нагреть масло, чтобы пары его образовали с окружающем воздухом смесь, воспламеняющуюся при контакте с открытым пламенем. Уровень температуры вспышки характеризует наличие легко кипящих фракций в масле либо попадание в него топлива. Температура вспышки лимитирует верхний предел…

Температура застывания масла – температура при которой масло теряет свою подвижность и переходит в жидкотекучее пластичное состояние - температура нижний предел температурного интервала работоспособности масел.

Температура застывание – нефизическая характеристика масла и она соответствует достижению условно заданному пределу подвижности.

Для товарных масел от -10 …-45

Кислотное число – по величине его судят о количестве органических кислот, содержащихся в масле, выражают его в мг едкого калия, которое необходимо для нейтрализации 1 гр. масла.

Значение кислотного числа косвенно характеризует коррозионные свойства масла, зависит от состава масла, и технологию производства масла.

Щелочное число выражается в мг едкого калия эквивалентному количеству соляной кислоты необходимой для нейтрализации основных соединений содержащихся в 1 грамме масла.

Щелочное число важно для тех масел, у которых присадки щелочно-детенгертные.

К. ч. К. ч.

Щ. ч

Щ. ч

τ

Коррозионная и защитная способность масла

В процессе эксплуатации в масло обр. продукт окисления: пироксиды, свободная сера, пары воды стимулируют процесс коррозии и прежде всего цветных металлов

Моющее свойство или детергентно-диспегирующее особенно для t которая составляет 100-150оС

В результате интенсивного нагревания вблизи нагретых поверхностей образуются продукты окисления: осадки, лаки или нагары. Для предотвращения этого явления, которое приводит к взбиванию зазоров между трущимися поверхностями, масло должно обеспечивать создание на поверхности трения абсорбцию пленок, которые препятствуют отложению осадок и должно способствовать диспергированию продукта окислеия и удерживать их во взвешенном состоянии.

Высоко моющее средства обеспечивают введением специальных присадок

ЛЕКЦИЯ

зольность масла характеризует содержание в нем золы в процентах от продукта сгорания масла и показывает содержание присадок, по зольности косвенно судят о составе и концентрации присадок.

Состав моторных масел

Современное масло состоит из масляной основы или базовое масло и композиции присадок. Композиция присадок обеспечивает эксплуатационные свойства товарного масла.

По происхождению масла подразделяются на: нефтяные, синтетические, растительные, смешанные.

Нефтяные по способу получения бывают дестилятными из нефтяных Дестиляторов полученные при вакуумной перегонке мазута.

Остаточные нефтяные масла из гудрона (остаток вакуумной перегонки мазута)

Компаундированные масло которое в тормозной жидкости. это смесь дестиляторов и остаточных компонентов

Отдельно выделяют запущенные масла, которые для улучшения вязкостно-температурных характеристик получают запустением маловязких масел специальными полимерными присадками (вязкостные присадки)

Классификация масла по назначению

Группы	Подгруппы
Моторные масла	Универсальные, карбюраторные дизели
Турбинные группы	Газотурбинные турбины общего назначения
Трансмиссионные д	Для мех передач, для гидромеханических, гидростатических
Индустриальные	Индустриальные общего назначения
Масла различного назначения	Компрессорные, цилиндрические, холодильные и изоляционные

Базовые масла

Современные нефтяные масла представляют собой смесь углеводородов различного строения: парафиновые нафтеновые ароматические углеводороды продукты смешанного строения

В состав базовых нефтяных масел входят гидроатомные вещества обладающие поверхностно активным действием.

Соотношение углеводородов нефти определяется природными свойствами сырой нефти, они оказывают значительное влияние на базовые свойства масел.

масла полученные из парафиносодержащей нефти ухудшают свои эксплуатационные характеристики при низких температурах.

Органические кислоты содержащиеся в базовом масле увеличивают коррозионную агрессивность мала, асфальто-смолистые компоненты усиливают склонность масла к образованию разложений.

Современные технологии получения масляных основ гидрооблагораживание гидрокрекинг гидроизомеризация позволяют повысить качество целевых продуктов, уменьшить влияние химического состава сырья на свойства получаемых масел и повысить приемистость к присадкам.

Характеристики базовых масел

Тип масла	Температурный интервал применения масла оС	Индекс вязкости	Смазывающая способность	Термоокислительная способность	Воздействие на эластомеры	Относительная стоимость в %
Нефтяные	-45…135	60-120	4	2	3	100
Полиалкименгиколь	-55…+260	160-280	4	3-4	4	200
Поли-α-онермины	-70…290	120-140	4	5	5	350…400
Диэфиры	-60…300	120-180	4-5	5	3	300-350
Силиконы	205	130-300	2	4	4	600

все кроме температурного интервала в баллах, чем выше баллы, тем выше уровень соответствующих свойств

Применяя тот или иной тип базового масла, мы можем достигнуть срока увеличения службы машины или механизма, достигаем уменьшение энергетические потери уменьшаются эксплуатационные затраты. В тоже время, компуудированием мы можем получать более дешевые масла. При смеси синтетических и нефтяных масел мы достигаем синергетического эффекта.

Смазочные материалы на всех основах в процессе производства эксплуатации и утилизации являются одним из основных источником загрязнения - био –гидро –лито и атмосферы вследствие их низкой биоралогаемости и экотаксичности.

В связи с этим перспективно получать масла из растительного сырья. Эти масла не таксичны и обладают полной биоразлагаемостью. В этом плане наиболее перспективна Германия (5% всего выпускаемого масла было из биоматериала).

Функциональные присадки и антифрикционные добавки

Присадки – органические маслорастворимые продукты различного назначения.

Антифрикционные добавки – мелкодисперстные твердые вещества, обычно неорганического происхождения.

Обычно каждую присадку вводят в масло в количестве долей процента до несокьких процентов, исключая присадки.

Твердые добавки вводят в масло в количестве 3%.

Присадки для улучшения смазочных трибологических свойств масел имеют молекулы состоящие из полярных и неполярных групп.

·  Полярная группа обеспечивают абсорбцию молекул на границе раздела масел металл

·  Неполярная группа обеспечивают растворимость присадки в масле.

При составлении смазочной композиции учитывают что присадки при введении в масло взаимодействуют с его активными компонентами или с другими присадками и входят в состав различных ассоциатов.

При введении присадок могут наблюдаться синергетические и антогинестические эффекты

На взоимодействие групп присадок влияет состав масла, продукты его окисления, попавшая в состав масла вода, вызывает гидролиз.

Трибологические характеристики смазок в основном определяются: противоизносными присадками, противозадарными присадками (предотвращают заедание трущихся тел при высоких нагрузках и температуры)=, антифрикционными присадками (снижают или стабилизируют коэффициент трения тел, т. о. снижаем энергетические потери сопряжения).

В качестве противоизносных присадок используют присадки обладающие высокой поверхостной активностью по отношению к трущимся телам и они состоят из молекул с большой длиной углеводородной цепи и эти полекулы надежно экранируют силовое поле твердых тел, они подразделяются на зольные и беззольные.

Зольные ДФ-11, ДФБ

Беззольные АДТБ

А состав этих присадок – производные диэтилфосфорных кислот, которые оказывают одновременно антиокислительные действия.

Противозадирные в качестве них в основном используют соединения обладают большой реакционной способностью вследствие этого при разложении эти соединения выделяют хлор, фосфор, серу, ряд других элементов и образующиеся пленки (модифицированные слои) разделяют сопряженной поверхности и препятствуют металлическому контакту между телами.

используют сульфиды и их производные дисульфиды и их производные, дисульфиды серы, и эфиры трихлорметилфосфоновой кислоты.

Все противозадирные и противоизносные присадки обладают двойным действием. противозадирные обладают слабовыроженными свойствами протиизносным, а противоизносные наоборот.

Антифрикционные – полярное соединения, мыла либо диэтило сосфоты, диэтило карбонаты молибдена и произвольные, используются калоиды в маслах, фриктол, и экомин С.

ЛЕКЦИЯ

Моющие присадки: детергенты, дисперсанты. Снижают склонность масел к образованию отложений на нагретых поверхностях металлов, нейтрализуют кислые продукты накапливающиеся в масле в процессе эксплотации. По составу сульфанаты, пиналяты, силицилаты кальция бария магния.

Диспергирующие присадки повышают колоидность системы, обеспечивая удержание в объеме масла примеси органического и неорганического происхождения накапливающихся в процессе работы.

Применение присадок предотвращаетс ывпадение присадок калоидных жикдостей и высыживании на рабочую поверхность их смазочной системы.

чаще всего они беззольные и называются они выскомалекулянрая основания манника.

Антиокислительная присадка. замедляют старение масла вследствие его окисления, особенно при высоких температурах и присутствия металла. Эти присадки тормозят окисление масла в объеме, разрушая свободные радикалы и взаимодействия с пироксидами, возникающими в процессе окисление. Присадки пассивируют поверхность металла.

В качестве этиъ присадок используют диэтил фосфаты, диэтил карбонаты цинка и бария.

Депрессорные присадки. Снижают t застывания масла, если масло содержит парафиновые углеводороды, снижение происходит за счет того что они препятствуют образованию кристаллической решетки парафина. В основном полиметоокрываты.

Защитные присадки (ингибиторы коррозии). Предохраняют металл от атмосферной коррозии и уменьшают коррозию из цветных металлов.

Антипенные присадки. Снижают склонноть масел к образованию стабильной пены. Действие их связано со снижение натяжением поверхостного натяжения на границе раздела жидкости и воздуха.

Вязкостные (загущающие) присадки. Чаще всего повышают индекс вязкости масел. В зимних и всесезонных маслах. Они отличаются высокой текучестью при низких температурах, обеспечивают пуск двигателя в зимнее время при минусовых температурах наружного воздуха. При высоких температурах вязкость этих масел достаточна для работы узлов трения. маловязкие основы. Этими присадками являются высокомолекулярные малорастворимые полимеры.

Многофункциональные присадки. Могут одновременно уменьшать несколько характеристик масел.

Пакеты присадок. Базовое масло + пакет присадок.

Подбор сбалансированного комплекта присадок – сложная задача.

Для готовых масел выпускают сбалансированные пакеты присадок различного состава и их функционального назначения. Обычно в комплекте находится 8-12 компонентов, которые обеспечивают требуемые эксплуатационные характеристики.

Ассортимент смазочных моторных масел

Требования к моторным маслам определяются специфическими условиями работы узлов трения. В зависимости от типа двигателя будет разный температурный режим, в зависимости от каких точек работает цилиндро-поршневая группа будет различны режимы смазки. При нарушении режима смазки для цилиндро-поршневой группы может быть аргезионный и абразивный износ. Для пары вал подшипник может быть коррозионно мезханический и аргезионный вид изнашивания, а для механизма газораспределния наблюдается питинг, т. е. усталостное изнашивание.

Моторные масла обеспечивают снижение износа и трения в трущихся сопряжениях, осуществляют уплотнение зазора между контактирущемыми деталями, обладает хорошими нейтрализующими способностями, при достаточно высоком соотношении …числа, хорошие диспергирующие, моющие свойства. Масло имеет высокий уровнь термоокислительной стабильности, высокий индекс вязкости (для обеспечения пуска при низких температурах, и тяжелой работы при тяжелом режиме). Эти свойства достигаются при оптимизации состава базового масла и пакета присадок. Единого моторного масла, которое удовлетворяло двигателей не существует.

Классификация моторного масла по ГОСТу 14479.1

Зимние 3з 4з 5з 6з

Летние масла 824

всесезонка обозначается через дробь 6з/10 3з/18

t = 100oC

t = -18oC

В зависимости от области применения масло делится на подгруппы.

Группа масло по эксплутационным свойствам	Рекомендуемые области применения
А		Нефорсированная карбюраторный двигатель изели
Б	Б1	для карбюраторых движков. малофорсированные карбюраторые двигатели работающие в условиях способствующих образования выскотемпературных отложений и коррозии подшипников
	Б2	Малофорсированные дизели
В	В1	Среднефорсированные двигатели, работающие в условиях окисления масла и образованию всех видов отложений
	В2	Среднефорсированные дизели, предъявляющие повышенные требования к антикоррозионным, противоизносным свойствам масел и склонности к образованию выскотемпературных отложений
	Г1	Высокофорсированные карбюраторые двигатели работающие в тяжелых условиях, условия способстсвуют окислению масел, образование способствует всех видов и коррозий
	Г2	Высокофорсирвоанные дизели без наддува или с умеренным наддувам, условия работы способствуют образованию высокотемпературных отложений
Д	Д1	Высокофорсирванные двигатели, условия эксплотации более тяжелые чем для масел Г1
	Д2	Высокофорсированные дизели с наддувом, работают в тяжелых условиях эксплотации или условиях когда применяемое топливо требует применения масла с высокой нейтрализующей способностью, выскокоррозионными и противоизносными свойствами и это масло необходимо чтобы была малая склонность к образованию напряжений
Е	Е1	Высоко форсированные двигатели и дизели, условия работы более тяжелые чем в группах Д1 и Д2
	Е2	Повышенная диспергирующая способность и лучшие противоизносные действия

ЛЕКЦИЯ