Моторні масла. Склад. Функції. Присадки

Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України

Національний транспортний університет

Кафедра виробництва, ремонту, та матеріалознавства

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему: « Моторні масла. Склад. Функції. Присадки.»

 

 

 

Виконала:

Студентка гр.АА ІV-4

Борзакова Н.М.

Перевірив асистент

Глухонець О.О.

 

 

Зміст

 

Вступ.

1. Основа масла.

2. Основні фізико-хімічні  властивості мастил.

3. Присадки. Загальні відомості  і призначення.

4. Класифікації моторних  мастил за складом.

Висновок.

Список літератури.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ.

Сучасний автомобільний  ринок - величезна різноманітність  сортів моторних і трансмісійних  мастил, гальмівних рідин, мастил, антифризів і т.д. Основне завдання - правильно зорієнтуватися у виборі таких матеріалів, які благотворно вплинуть на роботу двигуна

Робота ДВЗ супроводжується тертям поверхонь деталей двигуна, що контактують між собою. На визначення сил тертя частково витрачається потужність, що розвивається двигуном.

Процес тертя супроводжується  зносом тертьових поверхонь, причому  робота сил тертя перетворюється в теплоту, яку необхідно відвести від поверхні деталей, що труться  мастильним матеріалом. Підвищення температури при цьому негативно впливає на ефективність роботи і моторесурс двигуна.

Наявність сил тертя, знос поверхонь деталей і тепловиділення на них негативно впливають на чад масла і випаровування  моторного масла з дзеркала циліндра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основа масла.

Моторне масло складається  з основи (базового масла) і присадок, які повинні покращити його якість і властивості. За родом вихідної сировини основи можуть бути або нафтовими (мінеральними), або синтетичними.

Хімічний склад мінеральних  основ залежить від якості нафти, меж википання відбираються масляних фракцій, а також методів і  ступеня їх очищення.

При прямій перегонці мазуту з нього виділяються масляні фракції з низькою в'язкістю - такі мінеральні основи називаються дистилярними. Основи ж підвищеної в'язкості отримують з того, що залишається після перегонки, - гудрону і напівгудрон, ці масла так і називаються залишковими. Для отримання базового масла з заданим рівнем в'язкості дистилятні і залишкові основи змішують у певних пропорціях.

У 50-60-х роках виникла необхідність створення нових мастильних матеріалів, здатних, з одного боку, успішно працювати в екстремальних умовах, з іншого - задовольняти вимоги до двигунів по економічності та екології. Поліпшення якості традиційних масел на мінеральній основі, звичайно, дає свої плоди, проте межа можливостей, мабуть, вже не за горами - сучасні двигуни вимагають масел з такими властивостями, які існуюча технологія "простий" нафтоперероблення забезпечити не може. Тому все більшого поширення набувають масла на синтетичній основі - діефірние, поліалкіленгліколевие, Фторуглеродние, силіконові та інші. Вони виконують ті ж функції, що й мінеральні, але роблять це на більш високому якісному рівні. Синтетичні масла мають виключно вдалими в'язкісно-температурними характеристиками. Це, по-перше, набагато нижча, ніж у мінеральних, температура застигання (-50 °, -60 ° C) і дуже високий індекс в'язкості, тобто відносно невелика зміна в'язкості залежно від змін температури, що дуже полегшує запуск двигуна в морозну погоду. По-друге, вони мають більш високу в'язкість при робочих температурах понад 100 ° C - завдяки цьому масляна плівка, що розділяє поверхні тертя, не руйнується в екстремальних теплових режимах.

До інших переваг синтетичних масел можна віднести високу термоокислювальну стабільність, тобто малу схильність до утворення нагару і лаків (лаками називають відкладаються на гарячих поверхнях прозорі, дуже міцні, практично нічим не розчинні плівки, що складаються з продуктів окислення), а також невеликі в порівнянні з мінеральними маслами випаровуваність і витрата на чад. Важливо й те, що синтетика вимагає введення мінімальної кількості загущающих присадок, а особливо висококласні її сорти не вимагають таких присадок взагалі, отже, ці масла дуже стійкі - адже руйнуються в першу чергу саме присадки.

Всі ці властивості синтетичних масел сприяють зниженню загальних механічних втрат в двигуні і зменшенню зносу деталей. Крім того, їх ресурс перевищує ресурс мінеральних в 5 і більше разів - є синтетика, яку можна міняти через 50 тис. км пробігу.

Основним чинником, що обмежує  застосування синтетичних масел, є  їх висока вартість. Вони в 3-5 разів дорожче мінеральних. У зв'язку з цим багато фірм виробляють напівсинтетичні масла - в мінеральне масло вводять 25-50% синтетики. Компроміс цей вельми вдалий: за якістю і за ціною напівсинтетика знаходиться між синтетикою і мінеральними маслами. Де саме - залежить від кількості синтетичної складової.

Слід врахувати один важливий момент. Деякі фірми хитрують: називають  свої масла синтетичними, навіть якщо частка синтетики в них ледве  перевищує 35%, тобто по суті вони є напівсинтетичними. Навіщо? Це пов'язано не стільки з прагненням викачати побільше грошей з кишень автовласників (що, загалом, цілком зрозуміло), скільки з бажанням піти від податків. Є країни, де продаж повністю синтетичного масла не обкладається податком. В одних країнах вважають повної синтетикою 35-відсоткову напівсинтетику, в інших - всі масла, де синтетики більше половини. Що цікаво, податкові служби не висловлюють претензій до виробників. Не виключаємо, що між ними існує на цей рахунок домовленість за згодою урядів - для створення сприятливих податкових умов вітчизняним виробникам.

 

2. Основні фізико-хімічні  властивості масел.

В'язкість є однією з  найважливіших характеристик мастильних масел, що визначають силу опору масляної плівки розриву. Чим міцніше масляна плівка на поверхні тертя, тим краще ущільнення кілець в циліндрах, менше витрата масла на чад. Відповідно до нормативно-технічної документацією в'язкісно-температурні властивості моторних масел оцінюються індексом в'язкості.

В'язкість динамічна - це сила опору двох шарів мастильного  матеріалу площею 1 см2, віддалених один від одного на відстані 1 см і переміщаються один щодо іншого зі швидкістю 1 см / с.

В'язкість кінематична  визначається як відношення динамічної в'язкості до щільності рідини.

Індекс в'язкості - відносна величина, що показує ступінь зміни  в'язкості залежно від температури. Індекс в'язкості розраховують за значеннями кінематичної в'язкості при 40 і 100 ° С або знаходять за таблицями. В'язкісно-температурні властивості масел оцінюють також за кінематичної в'язкості при низькій температурі (0 і -18 ° С).

Кінематична в'язкість моторних масел, використовуваних в мастильних системах автомобільних двигунів, дорівнює 4 ... 14 мм 2 / с при 100 ° С. З пониженням температури вона швидко збільшується, досягаючи при -18 ° С значення 10000 мм 2 / с і більше. Масла з кінематичною в'язкістю 4 ... 8 мм 2 / с використовують в зимовий час, з в'язкістю 10 ... 14 мм 2 / с - влітку.

Температура застигання - це гранична температура, при якій масло втрачає рухливість. Масла, що мають температуру застигання -15 ° С і вище, відносяться до літніх. Якщо ж температура застигання -20 ° С і нижче, то масла відносяться до зимових. Температура застигання в якійсь мірі характеризує граничну температуру, при якій можливий запуск охолодженого двигуна. Однак, температура запуску двигуна на холоді залежать не стільки від температури застигання масла, скільки від величини його в'язкості при даній температурі.

 

Протизносні властивості  характеризують здатність масла  зменшувати інтенсивність зношування тертьових деталей, знижувати витрати  енергії на подолання тертя. Ці властивості залежать від в'язкості і в'язкісно-температурної характеристики, здатності, що змазує і чистоти масла. Мийно-диспергуючі властивості поділяються на миючі та диспергуючі властивості. Миючі властивості характеризують здатність масла забезпечувати необхідну чистоту деталей двигуна і протистояти лакообразованію на гарячих поверхнях, а також перешкоджати прилипанию вуглецевих сполук. Диспергуючі властивості характеризують здатність масла перешкоджати злипання вуглецевих частинок, утримувати їх у стані стійкої суспензії і руйнувати великі частки продуктів окислення при їх появі.

Протиокислювальні властивості визначають стабільність масла, від якої залежить термін роботи олій у двигунах, характеризують їх здатність зберігати первинні властивості і протистояти зовнішньому впливу при нормальних температурах. Стійкість моторних масел до окислення підвищується при введенні антиокисних присадок.

Антикорозійні властивості. Корозійна активність моторних масел  залежить, насамперед, від вмісту в  них сірчистих сполук, органічних і неорганічних кислот та інших продуктів окислення. У лабораторних умовах антикорозійні властивості моторних масел оцінюють по втраті маси свинцевих пластин (у розрахунку на 1 м2 їх поверхні) за час випробування при температурі 140 ° С.

Корозійний знос деталей  визначається також вихідним значенням  лужності і швидкістю її зміни. Чим  більше пропрацювало масло, тим нижче  стає показник лужності. Тому показник лужності вводиться в число показників якості олії. Зольність масла дозволяє судити про кількість негорючих  домішок в оліях без присадки, а мастила з присадками - про кількість введених зольних присадок. Зольність визначають у лабораторних умовах і висловлюють процентним відношенням утворилася золи до маси проби масла, взятої для аналізу. Зольність масел, не містять присадок, не перевищує 0,02 ... 0,025% за масою. У масел з присадками зольність не повинна бути менше 0,4%, а у високоякісних марок масел не менше 1,15 ... 1,65% за масою.

Вміст механічних домішок та води. Механічних домішок в оліях без присадок повинно бути, а мастила з присадками їх значення не повинно перевищувати 0,015% за масою, причому механічні домішки не повинні надавати абразивного дії на тертьові поверхні. Вода в моторних мастила має бути відсутня. Навіть невелика кількість води викликає деструкцію присадок, відбувається процес шламообразованія.

Присадки застосовуються для додання моторних мастил нових  властивостей або зміни існуючих. Присадки поділяють: на антиокислювальні - підвищують антиокислювальну стійкість олій; протикорозійні - захищають металеві поверхні від корозійного впливу кислотно-і сірковмісних продуктів; мийно-диспергуючі - сприяють зниженню відкладень продуктів окислення на металевих поверхнях; протизносні, протизадирні і антифрикційні - покращують мастильні властивості масел; депресорні - знижують температуру застигання масел; антипінні - запобігають спінення масел.

 

3. Присадки. Загальні  відомості і призначення.

Базове масло є середовищем-носієм спеціальних присадок - так називаються  різні добавки, що вводяться в основу для того, щоб вона нормально функціонувала, а також щоб підвищити якість масла і його експлуатаційні властивості.

При сучасному рівні розвитку двигунобудування використання масла без присадок практично неможливо, тобто неможливе створення масел, які забезпечили б ефективний захист двигуна і одночасно не руйнувалися / старіли протягом тривалого часу.

З цієї причини всі сучасні моторні масла містять у своєму складі пакет (набір) присадок, зміст яких сумарно може досягати більше 20%.

Найбільш великі виробники  присадок: Lubrizol, Infineum (контролюється Shell / Exxon), Oronite (контролюється Chevron) і Ethyl (нині Afton). В цілому їм належить більше 90% світового ринку присадок.

На сьогоднішній день в  моторних маслах зазвичай використовують кілька типів присадок:

1. В'язкісно-загущувальні присадки

2. Миючі присадки (детергенти)

3. Диспергирующие присадки (дисперсанти)

4. Протизносні присадки

5. Інгібітори окислення  (антиокислювальні присадки)

6. Інгібітори корозії  і іржавіння

7. Антипінні присадки

8. Модифікатори тертя

9. Депресорні присадки.

В'язкісно-загущувальні присадки. Для додання мастилу хороших в'язкісно-температурних властивостей в нього вводять високомолекулярні полімери - Поліізобутилен, поліметакрилат та інші. Механізм їх дії заснований на зміні форми макромолекул полімерів залежно від температури. У холодному стані ці молекули, будучи згорнутими в спіральки, не впливають на в'язкість масла, при нагріванні ж вони розпрямляються, і масло густіє, або, точніше, не стає дуже рідким. Олії, до складу яких входять в'язкісні присадки (до 10%), називають загущеними - це зимові та всесезонні сорти.

У Росії поки ще виробляється велика кількість сезонних масел (в основному через їх низьку вартість), наприклад, М8ДМ, М8В (SAE 20), М10Г2к, М10ДМ (SAE 30).

 

Проте, провідні виробники  сьогодні здебільшого виробляються саме всесезонні масла, застосування яких дозволяє експлуатувати техніку  в широкому температурному діапазоні, не вдаючись до сезонних замінам масла.

Спосіб отримання всесезонних  масел досить простий. Завдяки введенню до складу зимових масел полімерних в'язкісно-загущающих присадок (іноді  їх називають загусниками, рис. 1) вдається підвищити їх кінематичну в'язкість при високих (робочих) температурах двигуна, тобто компенсувати недолік, властивий зимовим олив, і забезпечити такі в'язкісні властивості як у літніх масел (рис.2). Тобто фактично ця присадка підвищує індекс в'язкості олії.

Схема роботи в'язкісно-загущувальну присадки полягає в наступному: