ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Жесткость работы масла в цилиндропоршневой группе двигателей внутреннего сгорания из "Применение смазочных масел в двигателях внутреннего сгорания" Как было показано выше, наиболее важным фактором, определяющим изменение эксплуатационных свойств масла в процессе его применения, является потеря эффективности (срабатываемость) присадки. В связи с общей тенденцией к форсированию две по среднему индикаторному давлению и по частоте вращения вала назрела необходимость в разработке технически обоснованных и экспериментально подтвержденных отличительных признаков —показателей, оценивающих., условия работы масла в двигателях различных типов в зависимости от особенностей рабочего процесса и условий эксплуатации — так называемого критерия жесткости. Разработка такого критерия должна облегчить выбор типа масла с учетом конкретных условий форсирования. [c.144] Одна из первых попыток разработки критерия жесткости была сделана В. Ф. Хигер [48]. В основу критерия положен параметр тепловой напряженности, полученный ранее А. К. Костиным. Дополнительно учтено влияние на скорость окисления масла парциального давления кислорода. [c.144] При работе дизеля на высокосернистом топливе необ.ходимо вводить соответствующую поправку. В табл. 7 приведены результаты расчетов Км для различных автомобильных и некоторых других двигателей. [c.144] За последние годы появились новые, заслуживающие внимания работы по определению критерия жесткости работы масла. Представляет практический интерес работа С. Г. Арабяна [4], посвященная определению критерия жесткости работы масла в тракторных дизелях. Автор на основе анализа конструктивных особенностей, рабочего процесса тракторных дизелей и условий их эксплуатации предложил числовые критерии, определяющие интенсивность термоокислительных процессов, полимеризации масла, срабатывания присадки и нагаро- и лакообразования. [c.144] Нельзя, однако, согласиться с тем, что средняя скорость поршня определяет долговечность двигателя или условия работы масла. Кроме того, среднее эффективное давление характеризует рабочий процесс в цилиндре только косвенно, особенно в современных двигателях с наддувом. Следовательно, приведенное выражение при анализе условий работы масла должно быть отброшено. [c.145] Эти выражения оценивают тепловыделение в цилиндрах за единицу времени, отнесенное к единице рабочего объема или к единице охлаждающей поверхности. Последнее — более логично, так как позволяет оценить количество тепла, проходящего через масляную пленку, которая покрывает поверхность гильз цилиндров. Однако количество тепла, проходящее через пленку, само по себе определяет лишь перепад между температурами пленки и наружной — охлаждаемой поверхности. Окисляемость масла зависит от температуры контактирующих с ним газов. [c.146] Кроме того, температура процесса, которая в конечном счете определяет интенсивность окисления масла, зависит от коэффициента избытка воздуха, поданного для сгорания топлива, что также не находит своего отражения в приведенных выше выражениях. [c.146] Предполагается, что интенсивность окисления пропорциональна количеству воздуха (кислорода), неиспользованного при сгорании, которое характеризуется разностью (а—1). Соответствующие расчеты показывают, что на поверхности цилиндра масло находится в относительно ничтожных количествах, и для его окисления нужно очень небольшое количество окислителя. Увеличение избытка воздуха сверх необходимого, видимо, не может вызвать интенсификации окисления, так как нет окисляющегося продукта, т. е. масла. Это подтверждается не только расчетами, сделанными на основе стехиометрических соотношений, но еще и тем, что пленка окисляется не полностью, а только с поверхности поэтому кислорода требуется еще меньше, чем это получается из теоретических расчетов. Кроме того, для окисления может быть использован лишь кислород, непосредственно контактирующий с поверхностью пленки. Эти дополнительные соображения подтверждают отсутствие влияния избыточного кислорода на окисление или, во всяком случае, какой-либо пропорциональной зависимости. [c.147] Для оценки загрязнения масла, находящегося в картере, продуктами окисления, сбрасываемыми со стенок цилиндра, обычно вводят в расчет отношение Nelgu. Предполагается, что чем большее количество масла gx приходится на единицу мощности двигателя, тем меньше интенсивность загрязнения масла. Это предположение неточно, так как скорость окисления масла не пропорциональна мощности двигателя что же касается тонкослойного окисления на поверхности цилиндра, то оно прежде всего зависит от температуры, определяемой тепловыделением на единицу рабочего объема, что отнюдь не эквивалентно снимаемой мощности. [c.147] Большое значение при окислении масла имеет его количество на стенках цилиндра или же толщина масляной пленки. Это определяется интенсивностью барботажа масла, которая зависит от давления в системе смазки, частоты вращения коленчатого вала, работы маслосбрасывающих колец и от прочих факторов, учесть которые расчетом невозможно. [c.147] Независимо от указанных выше неточностей, полученные значения критериев несомненно представляют большой практический интерес как первая попытка получения расчетной характеристики условий работы масла в двигателях. Так, С. Г. Арабян [4] приводит таблицу жесткости условий работы масла в отечественных тракторных двигателях (табл. 8). [c.147] Двигатели, приведенные в таблице, разбиты на четыре группы I — двигатели старых моделей, все еще эксплуатируемые в сельском хозяйстве II — выпускаемые в настоящее время нефорсированные двигатели без наддува, работающие при небольшой частоте вращения коленчатого вала III — современные двигатели, умеренно форсированные наддувом IV — высокофорсированные быстроходные двигатели. [c.148] Наличие шкалы жесткости облегчает подбор масла по группе качества. Однако наблюдаются некоторые несовпадения данных таблицы с результатами применения масел на практике двигатели типа СМД-60 довольно успешно работают на масле М-ЮГ, несмотря на то, что по величине критерия А для этого двигателя требуется применение масла группы Д. [c.148] Как уже упоминалось, для судовых дизелей предложено несколько независимых критериев [12]. В табл. 9 приведена (с сокращениями) классификация судовых дизелей по требованиям к качеству масла. [c.148] Несомненно, что при работе на режимах, близких к номинальному, наибольшую роль играет окисление пленки в тонком слое на поверхностях цилиндровых втулок, которое интенсифицируется действием высокотемпературных газовых потоков, прорывающихся из надпоршневого пространства в картер. Большое значение имеет также температура подложки, т. е. стенки цилиндра. [c.149] Рассмотрим методику оценки условий работы масла путем определения двух характеристических критериев жесткости условий работы масла в цилиндровой группе и загрязняемости его в картере. [c.149] При увеличении содержания серы в топливе с 0,5 до 1%, по данным того же автора, загрязненность поршневой группы возрастает в 1,5—2 раза. В соответствии с этим и следует принимать численные значения /(5. [c.151] При ЭТОМ МЫ пренебрегаем загрязнением масла продуктами его контактного окисления и др. [c.151] Пользуясь этим выражением, можно оценивать условия работы масла в двигателях с приблизительно одинаковой эффективностью работы маслоочистительной системы. [c.152] Предложенные критерии могут быть полезны не только для оценки напряженности условий работы масла и, следовательно, для подбора его оптимального сорта, но и для моделирования. При различных исследованиях в области применения масел в крупных двигателях может оказаться удобным и целесообразным проведение предварительных испытаний на малолитражных двигателях. В этом случае режим работы модельных двигателей может быть подобран таким образом, чтобы жесткость работы масла в них и его загрязненность соответствовали условиям в натурном двигателе. [c.152] Вернуться к основной статье