Судовые моторные масла и их эксплуатационные свойства

Функции масел. Для нормальной работы двигателя в качестве смазки применяют моторные масла. С учетом высокого уровня форсировки современных двигателей масла должны отвечать следующим основным требованиям:

- создавать прочное тонкое покрытие на поверхностях трения, исключая их прямой контакт;

- обеспечивать уплотнение цилиндро-поршневой группы в зоне поршневых колец и не допускать прорыв газов;

- обеспечивать охлаждение путем отвода тепла из теплонапряженных деталей и зон трения;

- смывать продукты высокотемпературных отложений с поверхности деталей;

- предохранять детали двигателя от коррозии;

- поддерживать продукты окисления, износа и загрязнения во взвешенном состоянии в виде эмульсии, препятствуя выпадению их в осадок, а также выносить их из зоны трения;

- нейтрализовывать органические кислоты, которые образуются при сгорании топлива и окислении масла;

- обладать требуемой вязкостью и стабильными вязкостно-температурными характеристиками, низкой испаряемостью.

Основные свойства масел. В сертификатах на масла обычно указываются: плотность, нейтрализующая способность, выражаемая в ОЩЧ или TBN, температура застывания и температура вспышки, категория вязкости по SAE, вязкость при 100 и 40 °С, характеристики по API и ACEA.

Плотность. Плотность масел 860…930 кг/м³. В процессе работы масла его плотность меняется в сторону увеличения (загрязнение масла сажей и продуктами окисления) и уменьшения (разжижение более легким топливом).

Вязкость. Является важнейшей характеристикой масла, определяющей величину внутреннего трения влияющего на сопротивление течения. Вязкость выражается в мм²/с или в сантистоксах (сСТ). За рубежом вязкость масел принято классифицировать номерами (категориями) SAE, которые кроме вязкости не указывают других качественных показателей масла.

Вязкость непосредственно определяет эффективность смазки, ее способность создавать пленку между трущимися поверхностями, предотвращая их контакт, следовательно, износ и рост температур в зоне контакта.

Индекс вязкости. Эмпирическая безразмерная величина, характеризующая вязкостно-температурную зависимость масел. Масла с высоким индексом вязкости (100 и более) характеризуются относительно малым падением вязкости при повышении температуры.

Нейтрализующая способность. Заключается в способности масел противостоять коррозии под действием образующейся в цилиндрах серной кислоты и продуктов окисления самого масла (органические кислоты). Для этого в масло вводят присадки, придающие ему щелочные свойства, задаваемые Общим Щелочным Числом (ОЩЧ или TBN-Total Base Number), которое выражается в мг КОН/г масла. Величина кислотного числа численно равна количеству едкого калия (КОН), необходимого для нейтрализации кислоты, содержащейся в 1 гр. масла, выражается в мг КОН.

Температура застывания. Это температура, при которой масло теряет подвижность. Рекомендуемая температура застывания масла для циркуляционных систем судовых двигателей составляет минус 9… минус 15 °С. Для механизмов, работающих на открытом воздухе, следует руководствоваться температурой воздуха в зимнее время.

Температура вспышки. Наинизшая температура, при которой пары масла образуют с воздухом смесь, взрывающуюся при поднесении к ней пламени. Температура определяется в открытом (в среднем на 30 °С выше) или закрытом тигле и находится для масла в пределах 200…250 °С.

Применяемые на судах моторные масла делятся на цилиндровые (для смазки цилиндров) и системные или циркуляционные (для смазки деталей движения).

Свойства цилиндровых масел. Цилиндровые масла для малооборотных дизелей в дополнение к рассмотренным качественным показателям должны обладать еще рядом специфических свойств:

- высоким резервом щелочности для нейтрализации образующихся при сгорании сернистых топлив кислот;

- его детергентно-диспергирующие свойства должны быть ориентированы на предотвращение отложений продуктов неполного сгорания в зоне поршневых колец и в продувочно-выпускных окнах;

- способность к растеканию для равномерного покрытия всей поверхности цилиндра;

- способность оставаться на поверхности цилиндра при продувке;

- обеспечение вязкостных свойств в зоне действия поршневых колец при высокой температуре и давлении;

- обладать противоизносными свойствами и исключать образование в цилиндро-поршневой группе задиров.

Свойства циркуляционных масел. К наиболее важным свойствам системных масел относятся: обеспечение жидкостного режима смазки в подшипниках (масляный клин); эффективность смазки крейцкопфных подшипников в условиях высоких удельных давлений; высокая термическая стабильность (охлаждение поршней).

Уровень щелочности системных масел крейцкопфных двигателей составляет 3…6 мг КОН/г масла. Для тронковых:

- при работе на топливах с содержанием серы менее 1…1,5%- масло с ОЩЧ 20;

- при содержании серы свыше 1,5…2% масло с ОЩЧ 30 или 40.