книги / Присадки к смазочным маслам (вопросы синтеза, исследования и применения присадок к маслам, топливам и полимерным материалам)

ность испытуемого образца топлива достигают соответственно 9,1 мг!100 м л, 60 мг{Ш мл и 7,13 мг КОН на 100 мл топлива.

Т а б л и ц а 2

Результаты длительного хранения образца топлива .

Исследование показало, что данные, полученные при длительном хранении топлива в естественных условиях, близки к данным, полученным ускоренным методом опре­ деления стабильности этого же топлива.

Учитывая хорошую воспроизводимость и сходимость ре­ зультатов определения стабильности ускоренным методом с результатами определения стабильности в условиях длитель­ ного хранения, а также благодаря простоте осуществления окисления, этот метод был рекомендован нами и использован для оценки стабилизирующего действия присадок к топливам при хранении.

Ш. А. МХИТАРЯН, В. Ф. ХИГЕР, Н. Г. ГЕЙДАРОВА

ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ МОТОРНЫХ СВОЙСТВ

СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ

Одним из наиболее важных качеств смазочного масла в условиях работы двигателя является устойчивость его про­ тив лакообразования в тонком слое при сравнительно высо­ ких рабочих температурах. Это свойство определяется по ГОСТ 9352—60 при температуре 250°С [1].

Находясь в обратной зависимости от температуры, тер­ моокислительная стабильность является функцией также фракционного и углеводородного состава масел. Однако, как видно из данных табл. 1 , независимо от происхождения сырья

238

Сточки зрения правильного выбора наиболее эффектив­ ных присадок из числа новых синтезированных соединений, важно установить взаимосвязь между функциональными свойствами присадок.

Сэтой целью исследовался широкий ассортимент отече­ ственных и зарубежных присадок различного состава и свой­

ств. По величинамТ25о. определенным для ряда концентраций, испытанные присадки четко разделяются на отдельные группы.

Малозольные и высокозольные бариевые и кальциевые соли сульфокислот (табл. 2) в концентрации до 20% в мае-’ лах, полученных из различного сырья, несущественно повы­

шают термоокислительную стабильность.

Таблица 2

Влияние сульфонатных присадок на термоокислительную стабильность масел

Присадки алкилфенолятного типа отечественного и зару­ бежного производства повышают Т250 масел любого проис­ хождения, причем значительное увеличение Т250достигается только при высоких концентрациях присадки (табл. 3).

Антиокислительные присадки отличаются от сульфонатных и алкилфенолятных тем, что резко увеличивают значения Т2й0 масел при сравнительно низких концентрациях (табл. 4).

Если изобразить зависимость Т250 масел от концентрации всех исследованных присадок, то каждая группа, объеди­ нив близкие по функциональным свойствам соединения, займет определенный участок, как э-fo видно на рис. 1.

При наличии в масле одновременно алкилфенолятной и сульфонатной присадок .величина Т250 зависит от концен­ трации присадки, способной в большой степени повышать ее.

Действие антиокислительных присадок на масла, содер-

239

Т а б л и ц а 3

Влияние алкнлфенолятных присадок на термоокнслительную стабильность

Конценрация, % вес.

жащие сульфонатные иалкилфенолятные присадки, проявля­ ется различно. В обоих случаях антиокислители значительно увеличивают Тгзо-с масел, однако с повышением концен­ трации сульфонатных присадок влияние различных испытан­ ных антиокислителей заметно ослабевает, чего не наблюда­ ется для алкнлфенолятных присадок.

Помимо изучения термоокислительной стабильности масел с присадками, обладающими различными свойствами, небез­ ынтересным является установление! взаимосвязи между величиной Т250» определенной на лабораторном аппарате, и соответствующими эксплуатационными! показателями масел, полученными в реальных условиях работы двигателя.

Ряд авторов [2], оценивая эталонные масла разных групп по новой классификации комплексом лабораторных методов

240

испытаний и сопоставляя их с результатами испытаний на дви­ гателях, нашли, что между нагароотложением на деталях поршневой группы и подвижностью колец с одной стороны и Т250 с другой, существует определенная зависимость.

Рис. 1.

Зависимость термоокислительной стабильности масел от концентрации присадок с различными функциональными свойствами.

/. 1 — АС-10+СБ-3; 2 — Д-Иб.+СБ-З; 3 — Д-11в.+СБ-3; 4 — АС-10+СК-3; 5 — Д-11в.+ +СК-3; 6 —; Д-Пб.+в. зольный СБ-3; 7 — Д-Пб.+в. зольный СК-3; 8 — Д-Пв.+ПМС-Я. II. 1 — Д-116.+БФК; 2 — Д-Ив.+БФК; 3 — Д-116.+МОНТО-613; 4 — Д-11 В.+МОНТО-613; 5 — Д-116.+МОНТО-702; б—Д-11 в.+МОНТО702; 7 — Д-116.+ОЛОА-2054; 8 — Д-116.+ОЛОА- 2112; 9 — Д-11б.+ОЛОА-218а; 10 — 116.+

+АзНИИ-7; И — Д-116.+ВНИИНП-370 III. 1 — Д-11б.+Сантолюб-493; 2 — Д-116.+ + Сантолюб-493; 3 — Д-11 в. ОЛОА-267; 4 —

Д-116.+ЛАНИ-317; 5 — Д-116.+ДФ-11; 6 — Д-116.+ИНХП-21; 7 — Д-11в.+ВНИИНП-353; 8 — Д-11в.+ ВНИИНП-354.

При испытании масла Д-11 (бак.) с 5% СБ-3 и различ­ ными антиокислителями в сравнении с эталонным маслом Д-11 (бак.) с 2,6%ОЛОА-2054 и0,6% ОЛОА-267, зависимость между суммарным нагаром с колец и канавок и Т2бо°с имеет место не во всех случаях (рис. 2).

В практике испытаний масел с присадками довольно часты явления, когда при малых величинах Т25о наблюда-

ются благоприятные результаты по величине нагароотложе^ ний и подвижности поршневых колец.

5

Как было показано выше, сульфонатные присадки не обладают способностью повышать Т250 масел, тем не менее их положительное влияние на сохранение чистоты деталей двигателя общеизвестно. Известно также, что масло с ком­ позицией присадок фирмы „Оробис", в частности масло группы „Г“, при меньшей величине Т2й0 по сравнению с маслом, содержащим композицию присадок фирмы „Мон­ санто", ведет себя в двигателях лучше, чем последнее.

В этом случае, как и в случае сульфонатных присадок, эффективные диспергирующие и моющие свойства масел с присадками допускают наличие у масла невысокой термо­ окислительной стабильности. Напротив, высокие значения Т230 при отсутствии у масла этих свойств приводят к отрицатель­

ному результату.

Сказанное иллюстрируется данными табл. 5. Масло, имеющее Т2Ь0= 115 мин и Кл=0,08, в процессе работы в дви­ гателе дает большой нагар и лакообразование на поршне

242

и Кл, но с высокими диспергирующими свойствами обеспечи­ вают достаточную чистоту деталей. Из литературы [3] из­ вестно, что такие соединения, как трибути лфосфит, нафтенаты меди и бария, резко повышая Т2йо, значительно ухудшают эксплуатационные показатели масел.

Таким образом, термоокислительная стабильность, рас­ сматриваемая в отдельности от других показателей, не может быть использована в качестве окончательного оценочного параметра.

Наблюдаемое несоответствие между величиной Т,50 и ^результатами моторных испытаний еще раз подтверждает необходимость рассмотрения ее в тесной связи со всеми без исключения качествами смазочных масел, оцениваемыми предварительными методами. Такая постановка дает воз­ можность правильно подбирать композиции присадок для двигателей, имеющих определенные характеристики, и без значительной погрешности предопределить результаты мо­ торных испытаний на них. Можно, например, утверждать, что масло, обладающее высокой Т250 и одновременно хоро­ шими диспегирующимн, антикоррозийными, щелочными и другими полезными качествами, является высокоэффектив­ ным смазочным маслом, способным обеспечить работу дви­ гателей с высокой тецлонапряженностью, при условии применения сернистых топлив.

Метод определения Т250 необходим для первичного от­ бора присадок из ряда новых синтезированных соединений с приближенным определением принадлежности их к груп­ пам, обладающим теми или иными функциональными свой­ ствами.

243

А.М. КУЛИЕВ, Ф. Г. СУЛЕЙМАНОВА,

В.Б. ЛИКША, Г. Г. ГУРЫЛЕВ

НОВЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОН­ НОГО ДЕЙСТВИЯ ПРИСАДОК К МАСЛАМ

В современных двигателях из-за повышения уровня фор­ сировки возрастают степень сжатия и удельные нагрузки на вкладыши подшипников, что приводит к повышению теплонапряженнссти, росту рабочих температур и интенсифи­ кации процесса окисления масла.

Баббиты на оловянной основе, применявшиеся ранее для заливки подшипников, являющиеся устойчивыми к воздей­ ствию даже сильно окисленных масел, перестали удовлет­ ворять возросшие требования нагрузок и температур, вслед­ ствие низких показателей прочности и сопротивления уста­ лостному разрушению.

Появление новых антифрикционных сплавов, таких, как свинцовистые баббиты, фосфористая бронза и- другие, со­ держащие свинец и кадмий, повысило механические свойс­ тва сплавов и позволило достигнуть высоких значений удельных давлений. Но при этом оказалось, что новые сплавы весьма чувствительны к коррозионной агрессивности окисленных масел, содержащих кислоты и другие корро­ зионно-активные соединения. Это приводит к быстрому раз­ рушению подшипников из указанных сплавов.

Поэтому коррозионную агрессивность масел следует счи­ тать одной из важнейшиххарактеристик моторных масел, а изучение факторов, влияющих на коррозионную агрессив­ ность масел, возможность снижения ее и создание методов оценки стало важной актуальной задачей.

Сущность применяемых в настоящее время лаборатор­ ных методов определения коррозионной агрессивности сма­ зочных масел (ГОСТ 5162—49 и ГОСТ 8245—56), заключается

245

в измерении убыли веса свинцовых пластинок после выдер­ жки их в окисляемом масле при температуре 140°С в тече­

ние 10, 25 и 50 ч.

Одним из существенных недостатков применяемых лабо­ раторных методов оценки коррозионной агрессивности масел является отсутствие возможности регистрации динамики изме­ нения коррозионной агрессивности масел.

Разработанный нами способ измерения коррозии и скон­ струированный прибор коренным образом отличается от всех существующих способов измерения коррозионности ма - сел и позволяет регистрировать процесс коррозии в течение всего периода испытания.

В основе измерения скорости коррозии лежит преобра­ зование коррозионного разрушения испытуемого металла в масле в пропорциональную этому разрушению величину из­ менения электросопротивления корродирующего образца металла.

Для устранения возможности обрыва металлического проводника из-за местной коррозии, а также для повыше­ ния чувствительности измерения преобразователь изготавлива­ ется биметаллическим. Испытуемый металл или сплав нано­ сится гальваническим путем на металл, не поддающийся коррозионному разрушению в испытуемом масле и обла­ дающий высоким омическим сопротивлением.

Принцип измерения величины коррозии по изменению омического сопротивления биметаллической проволоки, не применявшийся до сих пор в технике коррозионных испы­ таний, позволяет значительно повысить чувствительность и точность метода. В применяемых приборах по приведенным выше ГОСТам не учитывается и ие измеряется количество расходуемого на окисление масел воздуха. В отличие от них в разработанном нами приборе применено специальное пор­ шневое приспособление, обеспечивающее регулируемую, рав­ номерную и одинаковую подачу воздуха в серию сосудов

сокисляемыми испытуемыми продуктами.

Внагретое до 150°С масло опускается преобразователь, обладающий до начала испытания определенной величиной электросопротивления. Под влиянием кислорода нагнетае­

мого воздуха и высокой температуры, поддерживаемой в термостате, испытуемое масло, окисляясь, разрушает свинец на поверхности преобразователя и тем самым увеличивает его электросопротивление.

Зависимость между увеличением сопротивления преоб­ разователя и потерей веса свинца в преобразователе позво­ ляет определить коррозионную агрессивность испытуемого масла и ее изменение во времени.

246