Mse-Online.Ru

При нормальных условиях минеральные масла дли­тельное время практически не окисляются. Однако уже начиная с 50—60°С кислород взаимодействует с углево­дородами масла, а при температуре 130—150°С процесс окисления протекает весьма энергично. При дальней­шем нагревании до 150 до 250° С окисление масла уско­ряется примерно в тысячу раз.

Особенно заметно окисление проявляется при работе моторных масел в двигателях, где температурные усло­вия тяжелы. Причем, в различных зонах двигателя про­цесс протекает неодинаково. На поршнях, кольцах, цилиндрах масло окисляется при высокой температуре в тонком слое (пленке) с большой скоростью. В масло­проводах, картере, масляном радиаторе процессы идут при сравнительно невысокой температуре. Внутри дви­гателя (поршень, поршневой палец) масло находится в виде тумана. Здесь особенно велика поверхность взаимо­действия с кислородом. Несмотря на то что в цилиндро-поршневую группу одновременно попадает не так уж много масла, и оно все время меняется, основные изме­нения вызваны процессами, происходящими именно здесь. В высокотемпературных зонах двигателя кроме окисления под действием высокой температуры могут разрушаться углеводороды.

В результате  окисления и термического распада в маслах образуются новые соединения, которых раньше не было: кислоты, смолы, асфальтовые вещества, а так­же коксоподобные соединения. Меняется не только внеш­ний вид масла — оно темнеет, но и его физико-химичес­кие свойства: из-за попадания в них продуктов, имеющих высокую молекулярную массу, увеличивается вязкость, выпадают осадки, являющиеся основной причиной обра­зования лаков и нагаров на поршнях и кольцах, отложе­ний в картере. Основная часть масла окисляется в плен­ке, причем процесс сопровождается сильным испарением, а на поверхности металла образуются прочные лаковые отложения. Во многих трущихся деталях, где постоянно работает одно и то же масло, вначале окисляются его наименее стойкие соединения. Их постепенно становится все меньше, и процесс замедляется. В двигателях внут­реннего сгорания процесс окисления сложнее, так как вместо угорающего доливают свежее масло.

В стандартах склонность моторных масел к окисле­нию при высокой температуре и образованию отложений оценивают термоокислительной стабильностью. Чем она выше, тем лучше качество смазочного материала.

При эксплуатации техники накапли­вающиеся продукты окисления являются основной при­чиной образования нагаров, лаков, а также повышения коррозионного износа деталей. Поэтому возникает необходимость в создании масел более устойчивых к дейст­вию температуры, что достигается путем введения ан­тиокислительных присадок, замедляющих процессы оки­сления.

В практике эксплуатации автомобилей иногда происходят непонятные на первый взгляд случаи. Один двигатель работает тысячи часов, и необходимость в его ремонте не возникает. Другой используется в таких же условиях, но на ином масле, и уже через несколько десятков часов работы выходит из строя: падает его мощность, из выхлопной трубы появляется густой дым, сильно угорает масло. После разборки оказывается, что одно или несколько колец залегли, потеряли подвиж­ность, Связано это с одной из важнейших характеристик моторных масел — их моющими свойствами.

В начале процесса окисления образуются соединения находящиеся в масле в растворенном состоянии (смолы, кислоты). В дальнейшем они переходят в нераствори­мые вещества (частицы размером до 1 мкм). Пока эти частицы малы, они не наносят особого вреда двигателю, так как циркулируют вместе с маслом. Но при дальней­шей работе масла и его окислении частицы слипаются, укрупняются, оседают на горячих деталях цилиндро-поршневой группы, участвуют в образовании лаков, на­гаров.

Способность масла обеспечивать необходимую чисто­ту деталей двигателей,  поддерживая продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии, называют мою­щими свойствами. У всех моторных масел без при­садок они примерно одинаковы и недостаточны. Совре­менные двигатели с высокой температурой деталей не могут работать на таком масле: они быстро выходят из строя вследствие загрязненности цилиндро-поршневой группы, поэтому в масла добавляют моющие присадки. Моющим действием, обладают самые раз­нообразные соединения, объединенные одним общим свойством: их молекулы электрозаряжены (полярно активны).

Нагар образуется при слипании крупных частиц про­дуктов окисления масла с лаковыми пленками. Присад­ки, обладающие моющим действием, препятствуют ук­рупнению продуктов окисления. Молекулы присадки окружают частицы, образуя на их поверхности одноимен­ные заряды, которые отталкиваются друг от друга, в результате частицы не слипаются. В дальнейшем они задерживаются фильтрующими устройствами двигате­ля. Если в масле уже были крупные частицы, то полярно-активные соединения способны проникнуть внутрь и разрушить их.

Эффективные присадки до некоторой степени спо­собны даже удалить уже образовавшийся нагар. Когда масло попадает на поверхность нагара, то молекулы присадки проникают между металлом и отложениями, образуя на их поверхности заряженные пленки — проч­ность нагара уменьшается и он начинает разрушаться.

Моющие присадки нередко вводят в масла в значи­тельном количестве — до 10—15%. При правильном под­боре типа присадок и их концентрации обеспечивается необходимая чистота деталей двигателей и увеличивает­ся межремонтный период.

Следует иметь в виду, что используемые металлосодержащие моющие присадки, больше других изменяют физико-химические показатели качества масел (золь­ность, коксуемость), что может вызвать увеличение из­носа, особенно в тех случаях, если присадка во время работы двигателя не, срабатывается. Поэтому количество вводимых присадок всегда должно соответствовать уров­ню форсирования и условиям эксплуатации двигателей.