0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Условия работы масел в поршневых двигателях

АВИАЦИОННЫЕ МАСЛА

Масла для поршневых двигателей

В поршневых двигателях масла работают в тяжелых условиях, создаваемых высокими температурами в зоне поршневых колец, внутренней части поршней, клапанов и других деталей.

Для обеспечения смазывания двигателя в условиях высоких температур, давлений и нагрузок применяют высоковязкие масла, подвергнутые специальной очистке. Такие масла должны иметь высокую смазочную способность, не быть агрессивными к металлам, сплавам и другим конструкционным материалам и обладать достаточной стабильностью к окислению при высоких температурах и в условиях хранения.

Характеристики масел приведены в табл.

Показа-
тели

МС-14

МС-20

Кинематическая
вязкость
при 100 °С,
мм2/с, не менее

Индекс вязкости,
не менее

Коксуемость,
%, не более

Содержание селективных
растворителей,
водорастворимых
кислот и щелочей,
механических примесей

Температура,°С:
вспышки в открытом
тигле, не ниже

застывания, не выше

Термоокислительная
стабильность по
методу Папок
при 250 °С,
мин, не менее

Масло МС-14 (ГОСТ 21743-76) — масло селективной очистки. Применяют в осевых шарнирах втулок винтов вертолетов и в качестве базового для некоторых моторных масел и смазок. Масло МС-14 в настоящее время не производится.

Масло МС-20 (ГОСТ 21743-76) — масло селективной очистки. Применяют в поршневых двигателях самолетов; в составе масло-смесей с маслами МС-8, МС-8п (в различных соотношениях) в смазочных системах турбовинтовых двигателей; в осевых шарнирах втулок винтов вертолетов; для смазывания мотокомпрессоров газо-перекачивающих агрегатов, а также в качестве базового компонента для некоторых моторных масел и смазок.

Масла для турбореактивных двигателей

В связи с конструктивными особенностями газотурбинных двигателей (ГТД) условия работы смазочных масел в них существенно отличаются от условий работы масел в поршневых двигателях. В отличие от поршневого двигателя смазочное масло в ГТД изолировано от камеры сгорания (зоны горения топлива); кроме того, в наиболее ответственных узлах трения реализуется в основном трение качения, а не скольжения, как в поршневых двигателях (коэффициент трения качения на порядок ниже коэффициента трения скольжения). Вал турбокомпрессора в ГТД хорошо сбалансирован и при большой частоте вращения и больших осевых и радиальных нагрузках работает без резких переменных нагрузок.

Современные газотурбинные двигатели характеризуются жесткими условиями работы: высокие температуры — до 300 °С и выше, большие частоты вращения турбин — 12000-20000 мин-1. Напряженность работы масла в таких условиях эксплуатации ГТД определяется количеством тепла, которое необходимо отвести от поверхностей трения деталей, и при прочих равных условиях характеризуется скоростью прокачивания масла через двигатель.

Температура масла на входе в ГТД колеблется от 20 до 50 °С, а на выходе зависит от теплонапряженности двигателя. В двигателях самолетов, летающих с дозвуковыми скоростями, она не превышает 125 °С, а при скорости полета с числом М = 2 она достигает 200 °С (где М — число Маха, обозначающее скорость, равную скорости звука).

Подвод масла к узлам трения у ГТД осуществляется не только для смазывания поверхностей трения, но и для отвода тепла от этих узлов. Для исключения перегрева узлов трения масло непрерывно подводится к следующим элементам двигателя: подшипникам, зубчатым колесам, контактным уплотнителям и шлицевым соединениям. Наиболее высокий уровень тепловыделения — в радиально-упорных шарикоподшипниках роторов ГТД, воспринимающих осевую нагрузку, поэтому к ним подводят масла больше, чем к другим элементам.

Масла для реактивных двигателей летательных аппаратов проходят тщательную проверку. При оценке качества масла учитывают возможные условия эксплуатации и напряженность работы его в двигателе.

Смазочные масла для турбореактивных двигателей должны отвечать следующим требованиям:

— надежное смазывание всех узлов и агрегатов двигателя с минимальным износом в пределах рабочих температур от -50 до +200 °С;

— пологая вязкостно-температурная кривая и хорошая прокачиваемость при низких температурах (пусковые свойства масла должны обеспечивать надежный запуск двигателя без подогрева до температуры -50 °С);

— однородный и стабильный фракционный состав, что обусловливает минимальную испаряемость фракций и сохраняет вязкостные характеристики масла в течение всего времени работы двигателя (целесообразно применять смазочные масла узкого фракционного состава);

— высокие антиокислительные свойства и минимальное окисление в двигателе при рабочих температурах 150-200 °С и выше;

— минимальная вспениваемость, высокая температура самовоспламенения;

— неагрессивность по отношению к металлам, сплавам, резинотехническим изделиям, покрытиям, клеям и другим материалам.

Читать еще:  Что за двигатель модель 451м

Минеральные масла

В России широкое распространение получили авиационные масла на минеральной основе. Это связано с их высоким качеством и относительно невысокой стоимостью.

Масло МС-8п (ОСТ 38 101163-78) — наиболее широко применяемое масло на нефтяной основе с комплексом высокоэффективных присадок. Производят из западно-сибирских и смеси западно-сибирских и приуральских нефтей. Предназначено для газотурбинных двигателей дозвуковых и сверхзвуковых самолетов, у которых температура масла на выходе из двигателя не более 150°С. Используют в составе маслосмесей с авиационным маслом МС-20 (в соотношении 25:75, 50:50 и 75:25) в турбовинтовых двигателях, а также для консервации маслосистем авиационных двигателей. При меняют в корабельных газотурбинных установках и в газоперекачивающих агрегатах. Масло МС-8п разработано взамен масел МК-8 и МК-8п, оно значительно превосходит их по ряду эксплуатационных показателей, в частности, по вязкости при низких температурах, термоокислительной стабильности, ресурсу работы.

Масло МС-8рк (ТУ 38.1011181-88) — рабоче-консервационное масло на базе масла МС-8п с добавлением ингибитора коррозии. Предназначено для смазывания и консервации авиационных двигателей. Равноценно маслу МС-8п по эксплуатационным показателям и значительно превосходит по консервационным характеристикам. При консервации маслосистем авиационных двигателей срок защиты составляет: для масла МК-8 — 3 мес., для масла МС-8п — 1 год, для масла МС-8рк — 4-8 лет.

Масла МК-8, МК-8п (ГОСТ 6457-66) — масла на нефтяной основе, производились из бакинских нефтей. Области их применения аналогичны областям применения масел МС-8п и МС-8рк. В настоящее время не производятся.

История моторных масел

Факт, что двигатель не сможет работать без смазывающего его масла, стал понятен сразу же, как только появились первые двигатели внутреннего сгорания. Этьенн Ленуар пытался создать настоящий рабочий поршневой двигатель, но все его попытки заканчивались тем, что поршень клинило в цилиндре, а работоспособность мотора сильно падала. Но когда он доработал конструкцию двигателя системами смазки и охлаждения, проблема исчезла. Тогда первые конструкторы и инженеры по двигателям поняли, что для работы поршневых двигателей потребуется не только топливо, но и масло.

Первые автомобильные масла

Для смазывания трущихся деталей первых паровых машин использовались сначала масла животного происхождения, а в последующем их заменили на высоковязкие минеральные масла нефтяного происхождения с добавкой животных жиров, обладающие достаточно высокой температурной стабильностью и водоотталкивающими свойствами. Но их не стали применять для смазывания двигателей внутреннего сгорания из-за повышенной вязкости. Они обладали даже большей вязкостью, чем нынешние высоковязкие масла. Для смазывания первых двигателей внутреннего сгорания применяли самые разные масла от минеральных до растительных, в том числе и касторовое. Но со временем, минеральное масло, получаемое из нефти вакуумной перегонкой мазута, заняло лидирующие позиции. Таким образом до 1940-х годов моторное масло представляло собой чистое масло без каких-либо добавок, сейчас такое используется только для смазки станков.

Качественным маслом считалось хорошо очищенное масло, оно было прозрачное с золотистым оттенком. Его очищали с помощью так называемого кислотного метода, при котором оно обрабатывалось серной кислотой. Серная кислота в свою очередь очищала масло от углеводородов и азотистых оснований, затем серную кислоту удаляли щёлочью. После такой очистки масло дополнительно обрабатывали белой глиной, что делало его более качественным. Но все же даже самые качественные масла того времени при работе в форсированных двигателях быстро окислялись, особенно при работе в зоне поршневых колец, что приводило к засорению двигателя нагаром и коррозии подшипников коленчатого вала из-за присутствия в масле органических кислот. Отложения приводили к ухудшению теплоотвода и износу мотора. Масло же приходилось заменять каждые 1000 км., а двигатель часто разбирать и удалять отложения из камеры сгорания и с поршней. Особенно остро ощущались проблемы в дизельных двигателях, так как в них более жесткий тепловой режим. Накопленные отложения сначала приводили к осложнению при запуске мотора, а затем и полной его остановке.

Скоро стало понятно, что для устранения проблемы накапливания отложений в масле нужно добавлять в него специальные химические примеси — присадки. Первые масла с присадками появились в 1930-х годах и предназначались именно для дизельных моторов. Первая коммерческая присадка была моющая и была создана на основе фосфонатов. Моющей ее назвали потому, что она сохраняла чистоту поршня и колец, а не потому что отмывала уже имеющиеся загрязнения. Со временем появились и другие типы присадок для масел: противоокислительные, противокоррозионные, противопенные и другие. В результате чего интервал между заменами масла в двигателе увеличился аж до 10 000 км. пробега.

Читать еще:  D4d двигатель на что ставился

В дальнейшем вместо присадок, выполняющих какую-либо одну функцию, стали появляться присадки комплексные, или многофункциональные, по своему функционалу заменяющие сразу несколько обычных. Многофункциональные присадки могут представлять собой как смесь присадок, так и сложные органические соединения, способные выполнять сразу несколько функций за счёт наличия в их составе полярных функциональных групп: серы, фосфора, металлов.

Синтетические масла

Самые первые синтетические моторные масла были придуманы в Германии в годы Второй мировой войны, которые предназначались для военной техники и авиации. Это были масла на основе высокомолекулярных углеводородов. Уже в 1946 году на рынке появились первые коммерческие синтетические моторные масла Все это время ученые разрабатывали синтетические масла для реактивных двигателей в авиации, в основу которых были положены сложные эфиры. Но только в 1972 году Американский институт нефти (API) впервые официально одобрил синтетическое масло, созданное на основе сложных эфиров, тем не менее масштабы выпуска такого масла оставались очень скромными. Мировой интерес к синтетическим моторным маслам сильно увеличил нефтяной кризис начала семидесятых годов, но из-за слишком высокой цены такие масла не завоевали популярность вплоть до следующего десятилетия. Параллельно улучшается и технология подготовки традиционных минеральных моторных масел. В частности, получает распространение гидроочистка базовых масел, снижающая содержание в них сернистых соединений и прочих посторонних примесей, за счёт чего повышается химическая стойкость и снижается коррозионная активность.

В 1996 году компания Vavoline выпускает первое в мире синтетическое масло. После чего все крупные производители моторных масел начинают выпускать синтетические моторные масла, и этот сегмент рынка активно растет и развивается до настоящего времени. Но справедливо будет отметить, что и по сей день большая часть моторных масел имеют минеральное происхождение. Моторные масла прошли долгий путь, но развитие индустрии на этом не заканчивается, возможно уже завтра ученные изменят состав до неузнаваемости и это улучшит жизнь каждого автовладельца.

Авиационные масла для турбинных двигателей

Компания ЮПИТЕК зарекомендовала себя как надёжный партнёр в комплектации и поставках отечественных и зарубежных Горюче-смазочных материалов, авиатоплива и топлива для наземной техники, в том числе авиационных масел для турбинных двигателей:

AeroShell Turbine Oil 3SP — минеральное масло, обладает превосходными свойствами эксплуатации при низких температурах и одобрено для использования в двигателях российского производства, в которых применяются отечественные масла марки МС-8П и МС-8РК, может применяться для консервации топливных систем авиационных двигателей. DEF STAN 91-99

AeroShell Turbine Oil 390 — синтетическое масло. Применяется масло для турбореактивных двигателей различных конструкций вспомогательных силовых установок. Может применяться как аналог отечественных масел ВНИИ НП 50-1-4ф, ВНИИ НП 50-1-4у и 36/1Ку-А. Соответствует DEF STAN 91-94

AeroShell Turbine Oil 560 — синтетическое масло предназначенное для нормальной работы в условиях неблагоприятных сред современных высокомощных турбореактивных двигателей с высокой степенью сжатия, обладает высокой термоокислительной стабильностью. Масло 3-го поколения применяется для двигателей современных самолётов Boeing, Airbus и др. Может эксплуатироваться как аналог отечественных масел Б-3В, ЛЗ-240, ВНИИ НП 50-1-4ф, ВНИИ НП 50-1-4у, 36/1Ку-А. Соответствует MIL-PRF-23699F сорт НТS, DEF STAN 91-101

AeroShell Turbine Oil 500 — синтетическое масло на основе сложных эфиров с присадками. Предназначено масло для двигателей гражданских и военных самолётов и вертолётов. Может применяться для промышленных и судовых газотурбинных двигателей. Соответствует MIL-PRF-23699F сорт STD, DEF STAN 91-101 (сорт ОХ-27)

AeroShell Turbine Oil 555 — масло на основе сложных эфиров с присадками. Применяется масло для двигателей SST самолётов и вертолётов, работающих в условиях высоких температур и повышенной нагрузки. Применяется в трансмиссионной системе многих вертолётов в условиях повышенных нагрузок. Одобрено к применению как масло для промышленных и судовых газотурбинных двигателей. Соответствует DOD-L-85734, DEF STAN 91-100, ОХ-26

AeroShell Turbine Oil 750 на основе сложных эфиров с присадками и сгустителем для турбовинтовых двигателей гражданского назначения. Масло применеятся в турбовинтовых двигателях российского производства в качестве аналога масла МН-7.5у, а также в двигателях, где требуется смесь минерального турбинного масла и масла для поршневых двигателей. Соответствует DEF STAN 91-98 (DERD 2487), AIR 3517, ОХ-38

Документы

Масла для турбореактивных двигателей

В связи с конструктивными особенностями газотурбинных двигателей (ГТД) условия работы смазочных масел в них существенно отличаются от условий работы масел в поршневых двигателях. В отличие от поршневого двигателя смазочное масло в ГТД изолировано от камеры сгорания (зоны горения топлива); кроме того, в наиболее ответственных узлах трения реализуется в основном трение качения, а не скольжения, как в поршневых двигателях (коэффициент трения качения на порядок ниже коэффициента трения скольжения). Вал турбокомпрессора в ГТД хорошо сбалансирован и при большой частоте вращения и больших осевых и радиальных нагрузках работает без резких переменных нагрузок.

Читать еще:  Холодный запуск инжекторного двигателя ваз

Современные газотурбинные двигатели характеризуются жесткими условиями работы: высокие температуры — до 300 °С и выше, большие частоты вращения турбин — 12000-20000 мин-1. Напряженность работы масла в таких условиях эксплуатации ГТД определяется количеством тепла, которое необходимо отвести от поверхностей трения деталей, и при прочих равных условиях характеризуется скоростью прокачивания масла через двигатель.

Температура масла на входе в ГТД колеблется от 20 до 50 °С, а на выходе зависит от теплонапряженности двигателя. В двигателях самолетов, летающих с дозвуковыми скоростями, она не превышает 125 °С, а при скорости полета с числом М = 2 она достигает 200 °С (где М — число Маха, обозначающее скорость, равную скорости звука).

Подвод масла к узлам трения у ГТД осуществляется не только для смазывания поверхностей трения, но и для отвода тепла от этих узлов. Для исключения перегрева узлов трения масло непрерывно подводится к следующим элементам двигателя: подшипникам, зубчатым колесам, контактным уплотнителям и шлицевым соединениям. Наиболее высокий уровень тепловыделения — в радиально-упорных шарикоподшипниках роторов ГТД, воспринимающих осевую нагрузку, поэтому к ним подводят масла больше, чем к другим элементам.

Масла для реактивных двигателей летательных аппаратов проходят тщательную проверку. При оценке качества масла учитывают возможные условия эксплуатации и напряженность работы его в двигателе.

Смазочные масла для турбореактивных двигателей должны отвечать следующим требованиям:

— надежное смазывание всех узлов и агрегатов двигателя с минимальным износом в пределах рабочих температур от -50 до +200 °С;

— пологая вязкостно-температурная кривая и хорошая прокачиваемость при низких температурах (пусковые свойства масла должны обеспечивать надежный запуск двигателя без подогрева до температуры -50 °С);

— однородный и стабильный фракционный состав, что обусловливает минимальную испаряемость фракций и сохраняет вязкостные характеристики масла в течение всего времени работы двигателя (целесообразно применять смазочные масла узкого фракционного состава);

— высокие антиокислительные свойства и минимальное окисление в двигателе при рабочих температурах 150-200 °С и выше;

— минимальная вспениваемость, высокая температура самовоспламенения;

— неагрессивность по отношению к металлам, сплавам, резинотехническим изделиям, покрытиям, клеям и другим материалам.

Минеральные масла

В России широкое распространение получили авиационные масла на минеральной основе. Это связано с их высоким качеством и относительно невысокой стоимостью.

Масло МС-8п (ОСТ 38 101163-78) — наиболее широко применяемое масло на нефтяной основе с комплексом высокоэффективных присадок. Производят из западно-сибирских и смеси западно-сибирских и приуральских нефтей. Предназначено для газотурбинных двигателей дозвуковых и сверхзвуковых самолетов, у которых температура масла на выходе из двигателя не более 150°С. Используют в составе маслосмесей с авиационным маслом МС-20 (в соотношении 25:75, 50:50 и 75:25) в турбовинтовых двигателях, а также для консервации маслосистем авиационных двигателей. При меняют в корабельных газотурбинных установках и в газоперекачивающих агрегатах. Масло МС-8п разработано взамен масел МК-8 и МК-8п, оно значительно превосходит их по ряду эксплуатационных показателей, в частности, по вязкости при низких температурах, термоокислительной стабильности, ресурсу работы.

Масло МС-8рк (ТУ 38.1011181-88) — рабоче-консервационное масло на базе масла МС-8п с добавлением ингибитора коррозии. Предназначено для смазывания и консервации авиационных двигателей. Равноценно маслу МС-8п по эксплуатационным показателям и значительно превосходит по консервационным характеристикам. При консервации маслосистем авиационных двигателей срок защиты составляет: для масла МК-8 — 3 мес., для масла МС-8п — 1 год, для масла МС-8рк — 4-8 лет.

Масла МК-8, МК-8п (ГОСТ 6457-66) — масла на нефтяной основе, производились из бакинских нефтей. Области их применения аналогичны областям применения масел МС-8п и МС-8рк. В настоящее время не производятся.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector