Цилиндровые масла для дизельных двигателей: ключевые свойства
Содержание статьи
Свойства цилиндровых масел для дизельных двигателей
Цилиндровые масла для дизельных двигателей должны обладать рядом специфических свойств:
- Высоким резервом щелочности, чтобы нейтрализовать кислоты, появляющиеся при сгорании сернистых топлив
- Детергентно-диспергирующими качествами, которые предотвращают отложения продуктов неполного сгорания в области поршневых колец и в продувочно-выпускных каналах
- Способностью к растеканию, благодаря которой масло равномерно покрывает всю поверхность цилиндра
- Достаточно высокой липкостью, чтобы масло не сдувалось с поверхности цилиндра при продувке
- Вязкостными характеристиками, которые обеспечивают сохранение масляной пленки при высоких температурах и давлениях в области поршневых колец
- Противоизносными свойствами, чтобы предотвратить образование задиров в цилиндро-поршневой группе
Выбор масел по содержанию серы в топливе
При выборе масел для смазки цилиндров важно учитывать рекомендации производителя, а также следовать категориям API или АСЕА. Особенное внимание следует уделять соотношению щелочности масла и сернистости топлива.
В бункерных топливах содержание серы варьируется от 0 до 5 %, в тяжелых – от 2,5 до 4 %. CIMAC (Международный Совет по ДВС) предложил следующую классификацию топлив по содержанию серы.
Классификация топлив по содержанию серы
| Тип топлива | Категория | Содержание серы |
|---|---|---|
| Дистилляционные топлива | (а) нормальное (b) низкое (с) очень низкое |
0,2-1,0 %, редко 1,5 % < 0,2 % < 0,05 % |
| Остаточные топлива | (а) нормальное (b) низкое (с) очень низкое |
> 1,0 %, типично 2,5-4,0 % 0,5 – 1,0 % < 0,5 % |
Для топлива с высоким содержанием серы необходимо использовать масла с более высокими значениями общего щелочного числа (ОЩЧ); для низкосернистых топлив предпочтительны масла с меньшими значениями ОЩЧ.
Применение масел с различной щелочностью
В двухтактных двигателях ранних моделей, работающих на тяжелых остаточных топливах, чаще всего применяются масла с ОЩЧ 60-70. Если содержание серы в топливе превышает 3,5 %, используются высокощелочные смазочные материалы (ОЩЧ 80-100).
Масла с высокой щелочностью крайне важны в современных судовых двигателях, работающих при высоких температурах и давлениях. Однако на многих судах есть только одна цистерна с цилиндровым маслом в запасе, поэтому иногда приходится использовать доступное масло (с ОЩЧ 70) в больших объемах, чтобы избежать коррозионного износа.
При переходе на малосернистое топливо подачу масла можно уменьшить, но она не должна быть ниже рекомендуемой производителя. В противном случае существует риск нарушения смазочных режимов в области поршневых колец, что может привести к их износу. Также следует учитывать, что щелочность масла влияет не только на его нейтрализующие свойства, но и на моющие и детергентные характеристики. Поэтому снижение подачи масла с низкой щелочностью может привести к образованию отложений, особенно в области поршневых колец.
При длительной работе на малосернистом топливе (менее 1,5 %) выбор щелочности масла требует особого внимания к рекомендациям производителя. Если невозможно перейти на низкощелочное масло, не следует снижать подачу масла для смазки цилиндров ниже рекомендованного уровня. На выбор щелочности также влияет величина нагрузки двигателя; длительная работа при низких нагрузках приводит к снижению температуры в цилиндрах и к увеличению образования серной кислоты, для нейтрализации которой требуется больше щелочности масла.
Влияние форсировки двигателей на смазку
За последние 50 лет уровень форсировки двигателей постоянно возрастал благодаря увеличению среднего эффективного давления.
Еще 15-20 лет назад температура цилиндров судовых дизелей находилась в пределах +150…+170 °С. Сегодня из-за форсировки двигателей наддувом температура цилиндров продолжает расти, что приводит к увеличению давления газов (в некоторых современных двигателях максимальное давление цикла достигает 140-180 атм.).
Возрастание температуры цилиндров усложняет удержание масляной пленки, что может привести к сухому трению на некоторых участках цилиндров и образованию микрозадиров на рабочих поверхностях, а также к износу поршневых колец. Увеличение отложений нагара в канавках также ограничивает свободу радиального перемещения колец, что ещё больше усугубляет их износ.
В условиях форсировки двигателей есть ещё одна проблема. Масло при более высоких температурах окисляется быстрее, что приводит к большему количеству отложений в канавках поршневых колец и на головках поршней.
Высокое щелочное число, усиленные детергентные и противоизносные свойства масел сегодня особенно важны.
Цилиндровые масла нового поколения обладают всеми этими свойствами, а также способны сохранять прочную и достаточно толстую пленку на зеркале цилиндра.
Рекомендации по выбору цилиндровых масел
Рекомендации по выбору цилиндровых масел:
- Для цилиндровых масел малооборотных дизелей рекомендуются следующие пределы щелочности: при S < 1,5 % ОЩЧ = 15-30, при S > 1,5-2 % ОЩЧ = 60-70
- При особенно высоком содержании серы (выше 3,5 %) необходимо переходить на масла с ОЩЧ = 85-100
- Недостаточную щелочность применяемого масла можно компенсировать увеличением его подачи для смазки цилиндров
