ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Новые требования к цилиндровым и циркуляционным маслам в связи с развитием малооборотных крейцкопфннх дизелей из "Современные масла для судовых дизелей" Стремление к экономии топлива, а также к снижению массы и габаритов энергетических установок привело к перераспределению заказов на крейцкопфные малооборотные дизели (МОД) упал спрос на сверхмощные МОД с диаметром цилиндра более I м и одновременно возросла потребность в форсированных и экономичных дизелях средней мощности сравнительно небольшой размерности [I]. В настоящее время по сравнению с 70-ми годами максимальная цилиндровая мощность снизилась с 2940-3750 кВт до 2430-2800 кВт. Такие цилиндровые мощности при значительном уменьшении массы и габаритов судовых установок достигнуты главным образом за счет форсирования рабочего процесса двигателей. Так, среднее эффективное давление Ре у судовых МОД длительное время не превышало 980 кПа, а в настоящее время достигает 1470 кПа. Дальнейшее развитие двухступенчатого наддува позволит увеличить к началу 90-х годов до 1760-1960 кПа Г2]. [c.5] Повышение степени наддува двигателя увеличивает парциальное давление кислорода в цилиндре. Одновременно возрастает температура газов в тактах сжатия и расширения. Вследствие этих причин становится необходимым дальнейшее повышение термоокислительной стабильности цилиндровых масел. Увеличение давления в цилиндре при форсировании двигателей по Pg выдвигает новые требования к обеспечению прочности масляной пленки мевду поршневым кольцом и втулкой, а высокие температуры деталей - к термической стойкости базового масла и однородности его фракционного состава. [c.6] В настоящее время в эксплуатации судовых двигателей четко наметилась тенденция применения топлив значительно худшего качества по сравнению с использовавшимися до сих пор [3-7]. Возрастающий дефицит жидкого топлива обусловливает углубление переработки нефти и, как следствие, снижение качества остаточных топлив. [c.6] Решающее значение для обеспечения необходимой долговечности и надежности ЦПГ МОД приобретают нейтрализующие, моющие и проти-воизносные свойства масла. [c.7] Высокощелочные цилиндровые масла в ыастоя14ее время имеют щелочное число порядка 60-80 и даже 100 мг КОН/г. В дальнейшем в связи с увеличени .м содержания серы в топливах нейтрализующая способность вновь создаваемых масел будет повышаться [2]. Однако из-за возможного образования зольных отложений на поверхностях, подвергающихся воздействию высоких температур, мало вероятно, что повышение нейтрализующих свойств будет достигнуто простым увеличением концентрации щелочных металлсодержащих присадок [3, 10]. Дальнейшие изыскания в этом направлении, по-видимому, пойдут по пути повышения нейтрализующих свойств масла при ограничении и даже некотором снижении концентрации в нем металлсодержащих присадок и его зольности. [c.7] Лучшие современные цилиндровые масла обеспечивают надежную эксплуатацию судовых МОД без переборки ЦПГ в течение 10-12 тыс.ч. [c.7] В ближайшей перспективе работа МОД без подъема поршней достигнет 15 тыс.ч и более, что с учетом применения сверхтяжелых топлив потребует использования насел с соответствующим уровнем детергент-но-дйспергирующих и противоизносных свойств. Большое значение в связи с этим приобретают требования к хорошей растекаемости цилиндровых масел по смазываемой поверхности и уменьшению абсолютной величины и неравномерности износа зеркала цилиндра [11,12]. [c.7] Интенсивное развитие судовых МОД оказало существенное влияние на требования к свойствам и направления разработок циркуляционных масел, предназначенных для смазывания подшипников и других деталей механизма движения, а также для охлаадения поршней МОД. [c.8] В течение многих лет традиционным смазочным материалом для циркуляционных систем МОД являлось стойкое к окислению дистиллят-ное минеральное масло без присадок. По мере повышения мощности двигателей и возрастания температур охлавдаемых поверхностей такие масла перестали отвечать предъявляемым требованиям к термической и окислительной стабильноста. [c.8] Для двигателей судов транспортного флота характерна тенденция уменьшения объема циркуляционных систем смазки [15], достигающего 30-40 м и более. На ряде судов объем систем снижен на 40% в дальнейшем предполагается его уменьшение еще на 25jt [2]. Однако это возионно только при использовании масел, обладающих повышенной стойкостью к старению. [c.9] По-прежнему остаются высокими требования в отношении устойчивости масла к эмульгированию при попадании воды, а также эффективной защиты деталей от ржавления, в том числе при бактериальном поражении циркуляционного масла. [c.9] Среднеоборотные тронковые дизели (СОД) составляют значительную часть главных двигателей судов транспортного и рыбопромыслового флота (как по количеству, так и по суммарной мощности). В начале 60-х годов соотношение мощности ежегодно заказываемых СОД и суммарной мощности всех главных двигателей строящихся судов грузоподъемностью свыше 2000 т составляло лишь но в 1975 г. [c.9] Большинство современных мощных СОД форсировано до = I760-I960 кПа. В ближайшем десятилетии с развитием двухступенчатого турбонаддува Pg возрастет до 2550-2940 кПа [2]. Увеличение мощности двигателей, приходящейся на единицу массы, и уменьшение объема системы смазки повысит термические нагрузки на цилиндровое и циркуляционное масла, применяемые в СОД. Установлено, что повышение на 93 кПа приводит к увеличению температуры составного поршня и поршневых колец на II-14 и 3-б°С, соответственно. [c.9] При увеличении частоты вращения на 100 мин температура поршня возрастает на 3-б°С [18]. [c.9] Проведенные американской фирмой ШСК специальные исследования по изучению влияния форсирования дизелей на окисление моторного масла, удовлетворяющего требованиям спецификации м1ь-ь-2Ю4в показали, что при увеличении с 686 до 1372 кПа вязкость работавшего масла при ЮО°С возрастает с 13,4 до 20 мм /с, а интенсивность поглощения в ЙК-спектре работавшего масла, характеризующая содержание в нем продуктов окисления, - с 8 до 40 [21]. [c.10] проведенные на высоксоборотном дизеле, показали, что рост температуры верхней кольцевой канавки в пределах от 190 до 240°С при увеличении с 392 до 1227 кПа приводило к повышению содержания в масле продуктов его термического разложения и значительному ухудшению состояния деталей ЦПГ по нагароотлохению [22]. [c.10] Однако форсирование дизеля не всегда однозначно связано с ужесточением условий работы масла. При совершенствовании конструкции охлаждаемых маслом поршней ССЩ изменяются их тепловые поля и перераспределяется теплоотвод. Температура поршня за верхним поршневым кольцом СОД, имеющего =1760 кПа и диаметр цилиндра 300 мм, при использовании трех вариантов конструкций поршней -со эыеезиковым охлаадением, с охлаадением потоком масла, проходящего через узкую щель, и составного поршня, охлаждаемого взбалтыванием, - составила соответственно 200, 159 и 151°С [18]. Таким образом, в последнем варианте конструкции температурные условия работы масла значительно облегчены. [c.10] Кроме высоких нейтрализующих свойств, масла для смазывания СОД должны обладать достаточной моющей и диспергирующей способностью (с цел1и предотвращения образования высоко- и низкотемпературных отложений в двигателях), противоизносными и противоза-дирными свойствами в условиях повышенной механической нагрузки, а также стойкостью против окисления при высоких температурах[11, 26]. Уровень этих свойств должен обеспечивать эффективную эксплуатацию высокофорсированных СОД на тяжелых сортах топлива без разборки, очистки поршней и смены масла в течение 16-20 тыс.ч. [c.11] Вернуться к основной статье