Литература
|
Скачать 1.2 Mb.
|
Присадки к авиационным маслам и механизмы их поведения в составе товарных продуктов Для обеспечения нормальной эксплуатации авиадвигателя требуется тщательно подобранное смазочное масло, обеспечивающее нормальную работу узлов и агрегатов на всех режимах эксплуатации двигателя и в разных климатических условиях его использования. На ранних этапах развития авиационной техники с этими задачами успешно справлялись масляные фракции с подобранными вязкостными харак-теристиками. По мере роста мощностей двигателей, их форсирования и повышения ресурса работы ужесточились и условия работы масел. К ним стали предъявляться все новые требования, обеспечить которые можно только путем значительных технологических усилий, направленных на совершенствование состава смазочных масел. Эти задачи можно было решать, вводя в масляные композиции особые добавки, называемые присадками, которые способны улучшить те или иные эксплуатационные свойства композиции товарных масел. К основным требованиям инженеров, эксплуатирующих авиационную технику, можно отнести: -обеспечение оптимальных вязкостных свойств масел в широком интервале температур, характерных для его надежной эксплуатации; -улучшенные низкотемпературные свойства масел, обеспечивающие надежную работу двигателя в условиях низких температур окружающей среды; - термическую стабильность масел в условиях эксплуатации и хранения; - хорошие антифрикционные свойства масел; - продление ресурса работы двигателя за счет оптимизации смазывающей способности масел, которая определяет их противоизносные и противозадирные свойства; - улучшенные антикоррозионные свойства масел; - для поршневых двигателей обеспечение хороших моющедиспергирующих характеристик масел, снижающих возможность образования отложений на разных узлах двигателя. 4.1. Вязкостные свойства масел Вязкость масел значительно изменяется с изменением температуры, причем эта зависимость различна для разных по составу масел( рис.8). Рис.8. Вязкостно-температурные характеристики масел: 1-диметилсиликон; 2-диэфир; 3-полигликоль; 4-масло МС-8; 5-масло МС-20; 6-масло МК-22 Поскольку вязкость является одним из основных эксплуатационных характеристик масла, то изучение закономерностей изменения вязкости от температуры является весьма важным. Чем меньше масло меняет свою вязкость при изменении температуры или, другими словами, чем более пологая вязкостно-температурная кривая, тем выше качество масла. Это объясняется тем, что масло с пологой кривой вязкости при высоких температурах сохраняет достаточную вязкость для надежной смазки узлов трения двигателя, а при низких температурах вязкость такого масла не настолько велика, чтобы затруднить его запуск и прокачку масла по маслопроводам. В нормативных документах на масла приводятся значения вязкости как минимум при двух температурах и данные о пологости вязкостно-температурной кривой в виде индекса вязкости (ИВ) – эмпирической величине, которая характеризует изменение вязкости при температурах 100° и 40°С. Чем выше значение ИВ, тем меньше меняется вязкость масла с изменением температуры. Так, для базовых масел, выработанных по обычным технологиям, ИВ колеблется в пределах 80-85 ед. Для гидроочищенных БМ он составляет 90-95 ед., для товарных сортов минерального масла – около 100, а для масел, полученных на гидроочищенных основах, - 100-110. У полусинтетических масел ИВ составляет 110-115, а у синтетических может доходить до 130-145 ед. С понижением температуры масла его вязкость возрастает. Из-за этого при запуске двигателя в холодное время года затрудняется проворачивание вала двигателя и прокачка масла через маслосистему. Масла, у которых вязкость при понижении температуры резко повышается, т.е. масла с крутой вязкостно-температурной характеристикой, обладают плохими пусковыми свойствами. Для исправления этого недостатка и улучшения вязкостно-температурных свойств масла применяют специальные загущающие или вязкостные присадки. В качестве вязкостных присадок в настоящее время используются различные высокомолекулярные соединения, в частности полиизобутилен, который получают методом катионной полимеризации изобутилена в присутствии катализаторов. В промышленном масштабе полиизобутилен производят, осуществляя низкотемпературную полимеризацию изобутилена с молекулярной массой 10 000 – 15 000 в присутствии BF3 или AlCl3. В последние годы стали применять аналогичные полимеры с молекулярной массой 1000 – 3000, которые более устойчивы к деструкции в условиях эксплуатации масла в двигателе. За рубежом полиизобутилен, применяющийся в качестве вязкостной присадки, известен под торговой маркой «опанол» и «эксанол». Широко применяется в качестве вязкостной присадки к моторным маслам 20-37% раствор полиизобутилена в минеральном масле – «паратон». Добавка полиизобутилена не снижает стабильности против окисления и противокоррозионных свойств масел, не влияет на образование углеродистых отложений и осадков при работе двигателя. Полиизобутилен иногда улучшает противоизносные свойства масел – он адсорбируется на поверхности трущихся деталей и тем самым создает более прочную масляную пленку. Применение вязкостных присадок определяется, в основном, их сырьевой базой. В этом отношении представляют большой интерес сополимеры этилена с пропиленом и продукты их термического разложения - сополимеры этилена с другими α-олефинами или диенами. Механизм действия вязкостных присадок. Загущенные масла являются растворами высокомолекулярных соединений в дистиллятных маслах. Макромолекулы присадок по размерам в сотни раз превосходят молекулы масла, поэтому растворение полимера в масле приводит к повышению вязкости. Известно, что загущенные масла при высоких температурах имеют более высокую, а при отрицательных температурах более низкую вязкость по сравнению с обычными (незагущенными) маслами, т.е. сочетают в себе свойства летних и зимних масел. Это объясняется тем, что в холодном масле макромолекулы, будучи свернуты в «клубки», не изменяют его вязкости, а распрямляясь при нагревании, увеличивают вязкость загущенного масла по сравнению с базовым. Применением вязкостных присадок можно повысить вязкость маловязкого масла при основной рабочей температуре до требуемого значения, сохранив пологость вязкостно-температурной кривой, свойственной маловязкому маслу (рис. 9 ). Рис. 9. Влияние загущающей присадки на вязкостно-температурную харак-теристику масла: 1-натуральное нефтяное масло; 2- загущенное масло при маловязкой основе (точка пересечения кривых 1 и 2 – потребная вязкость при 100°С); 3-масловязкая основа Масла не имеют определенной, четко выраженной температуры перехода из жидкого в твердое состояние. Границей перехода условно считают температуру потери текучести масла после охлаждения его в стандартных условиях. Эту температуру называют температурой застывания. Застывание масла может быть связано с двумя различными процессами: постепенное повышение вязкости вплоть до превращения масла в аморфную стекловидную массу или образование кристаллического каркаса из высокоплавких парафиновых углеводородов. При производстве масел из них стараются удалить высокоплавкие парафиновые углеводороды. Кроме того понизить температуру застывания можно специальными присадками – депрессорами. Отечественные исследователи в 20-х годах прошлого века показали способность высокомолекулярных смолистых веществ понижать температуру застывания масел. В качестве депрессорных присадок предложено использовать широкий круг различных химических веществ, которые при всем их разнообразии имеют некоторые сходные черты – наличие полярных групп или ароматических ядер и длинных алифатических цепей, высокую молекулярную массу (800 – 1000) и хорошую растворимость в минеральных маслах. В качестве депрессоров, рекомендованы алкилпроизводные нафталина и алкилфенолы. Где R – алкил С24 – С30. Положение алкильных радикалов в этих соединениях окончательно не установлено, т.к. алкилирование нафталина осуществляется хлорированным парафином, представляющим собой смесь высокомолекулярных алкилхлоридов в различных положениях. Высокоэффективный продукт типа парафлоу (левая формула) был получен при алкилировании нафталина хлорированным церезином. Для остаточных масел в качестве депрессора рекомендуется использовать алкилфенольные соединения с длинными парафиновыми цепями. В качестве депрессоров возможно применение ряда соединений, синтезированных конденсацией различных алкилфенолов с длинными боковыми цепями (моно- и три-алкилфенолов) и триалкил –β-нафтола с формальдегидом и 1,2 дихлорэтаном. Механизм действия депрессорных присадок весьма сложен и до конца не изучен. Одни исследователи считают, что твердые углеводороды, кристаллизующиеся из масла, представляют собой смесь углеводородов парафинового, нафтенового и ароматического рядов. Большинство углеводородов относится к изоморфным веществам, способным кри-сталлизоваться вместе, образуя большие смешанные кристаллы. Очевидно, что одна из возможностей образования смешанных кристаллов обусловлена наличием у компонентов длинных углеводородных цепей (в основном нормального строения). Исследования микроструктуры смешанных кристаллов при помощи электронного микроскопа показали, что их форма и, в особенности, их размеры при оптимальных условиях охлаждения зависят от концентрации твердых углеводородов, хотя и относящимся к различным классам углеводородов, но близких по температуре плавления, и от того, какой тип углеводородов составляет зародыш будущего кристалла. Существенное влияние на формирование кристаллов имеет вязкость дисперсной среды (масла): чем выше вязкость среды, тем меньше радиус сферы, из которой выделяющиеся молекулы дисперсной фазы (твердых углеводородов) могут достичь зародыша кристалла, т.е. тем вероятнее возникновение новых центров кристаллизации и увеличения числа кристаллов при их малых размерах. Задолго до появления синтетических депрессоров было отмечено, что некоторые из природных ПАВ типа смол, находящихся в нефтях, препятствуют их застыванию. Исследования показали, что асфальто-смолистые вещества в зависимости от их химического состава обладают двойным действием на процесс кристаллизации парафинов. Нерастворимые в фенолах смолы, в молекулах которых имеются достаточно длинные боковые алифатические цепи, оказывают объемное действие, выражающееся в изменении формы кристаллов в результате внедрения молекул смол в кристаллическую структуру парафинов, а растворимые в феноле смолы проявляют поверхностное действие – они адсорбируются на выделившихся кристаллах и способствуют агломерации кристаллов в неизменном виде. Механизм действия синтетических депрессоров до настоящего времени подвергается исследованию и обсуждению. Согласно наиболее общему представлению парафлоу адсорбируется на кристаллах парафинов, препятствуя их росту, и вытесняют с их поверхности масляный слой. При изучении алкилароматических углеводородов с разной длиной и различным числом боковых цепей и колец (моно- и диалкилпроизводных бензола, нафталина, антрацена и тетралина) оказалось, что увеличение длины и числа боковых цепей улучшает депрессорные свойства алкилароматических углеводородов. Наиболее эффективными депрессорами оказались дициклоароматические углеводороды с длинными боковыми цепями. Эффективность депрессорных присадок тесно связана с углеводородным составом масел, содержанием в них смол и степенью их очистки. Для каждого масла существует некоторая оптимальная концентрация твердых углеводородов, ниже и выше которой действие присадки на температуру застывания масла не проявляется. Ароматические углеводороды, особенно асфальто-смолистые вещества, являются антагонистами депрессоров. Наилучшей воспри-имчивостью к депрессорам обладают парафин-нафтеновые углеводороды масляных дистиллятов. Причем более высокое содержание насыщенных углеводородов нормального строения усиливает влияние присадки. Таким образом, возможности дальнейшего улучшения низкотемпературных свойств масел с помощью депрессоров зависит как от синтеза новых высокоэффективных присадок, так и от изучения механизма их действия и правильного подбора условий их применения. 4.2. Смазывающая способность масел В начале данной главы были подробно изложены механизмы и природа трения, возникающие при работе сопряженных пар трения в различных условиях смазки. Ниже излагаются конкретные примеры применения присадок к смазочным маслам, уменьшающим трение и износ при работе трущихся тел. В случаях, когда между трущимися деталями не удается обеспечить жидкостной смазки, износ этих деталей и величина силы трения зависят от свойств масла, которые условно можно назвать смазывающими. Чем лучше смазывающие свойства масла, тем меньше износ и потери на трение, более надежна защита трущихся поверхностей от схватывания и заедания металлов. Смазывающая способность масел зависит от целого ряда факторов, но основное влияние оказывают физико-химические свойства углеводородов и присадок, входящих в состав масла. Смазывающая способность масла должна проявляться в двух положительных качествах масла: во-первых, в его способности предотвращать износ поверхностей трения в условиях устойчивой граничной пленки масел в области окислительного износа, т.е масло должно обладать противоизносными свойствами; во-вторых, в способности масла отодвигать в сторону больших нагрузок, больших скоростей скольжения и больших температур момент разрыва граничной пленки масла и наступления схватывания поверхностей металлов, т.е. масло должно обладать противозадирными свойствами. В ряде случаев масла, обладающие хорошими противозадирными свойствами, не имеют хороших противоизносных свойств и наоборот. Это объясняется тем, что противозадирные свойства обуславливаются присутствующими в маслах химически активными веществами (в частности, веществами, содержащими S, Cl, P, O). Среди присадок к маслам наиболее широкое применение нашли соединения, содержащие серу и фосфор в виде производных эфиров дитиофосфорных кислот. В основе получения этих эфиров лежит реакция сульфида фосфора (V) со спиртами, алкилфенолами, аминами, кислотами, т.е. с соединениями, содержащими активный атом водорода: RO S -H2S \ // 4ROH + P2O5 —→ 2 P / \ RO SH Среди различных соединений пятивалентного фосфора в качестве противоизносных присадок наибольшее распространение получили диалкилдитиофосфаты металлов, в ряде случаев их рекомендуют для предотвращения питтинга. В состав присадок этого типа входят в основном дитиофосфаты цинка, бора и бария. ┌ RO S ┐ │ \ // │ │ P │ Me где Мe- Zn, B, Ba R – алкильный радикал │ / \ │ └ RO S- ┘ К наиболее широко распространенным присадкам такого типа относятся серийно выпускающиеся присадки ВНИИ НП – 360, ВНИИ НП – 354. При тяжелых режимах трения, когда на трущихся поверхностях металлов развиваются высокие температуры, химически активные элементы, соединяясь с металлом поверхностей трения, образуют пленки, которые предотвращают контакт чистых поверхностей металлов и их схватывание. Чем химически активнее смазка, тем лучше ее противозадирные свойства. При легких режимах граничного трения, когда схватывания металла не наблюдается, износ поверхностей происходит в результате образования, последующего разрушения и удаления с поверхностей тончайших пленок – продуктов взаимодействия химически активных элементов масла с материалом поверхностей трения. В этом случае повышенная химическая активность масел приводит к увеличению скоростей износа. Понятно, что противоизносные и противозадирные характеристики масла будут меняться при изменении свойств материалов поверхностей трения и свойств среды, так как скорость химических процессов, величина и свойства образующихся поверхностных пленок зависят от химических свойств материала поверхностей трения и свойств газовой среды. Наиболее распространенным способом оценки смазывающей способности масел являются механические испытания на машинах трения. Несмотря на их разнообразие ни одна из них не получила общего признания в качестве стандартного прибора для оценки смазывающей способности масел. Наиболее распространенной машиной для определения этого показателя в условиях больших контактных нагрузок является четырехшариковая машина трения ЧШМ, с помощью которой по ГОСТ 9490, оцениваются основные противоизносные и противозадирные свойства масел (трибологические характеристики), такие как диаметр пятна износа при разных нагрузках на узел трения, критическую нагрузку, которую выдерживает масло, индекс задира и нагрузку сваривания. |
Похожие:
 |
Литература, рекомендованная к курсу «Управление инновациями» Основная литература Акимов А. А., Гамидов Г. С., Колосов В. Г. Системологические основы инноватики. – Спб.: Политехника, 2002 |
 |
Литература: Основная литература Терапевтическая стоматология: Учебник.... Фгбоу во «волгоградский государственный медицинский университет» министерства здравоохранения российской федерации |
|
Литература по курсу этнология основная литература >а. Учебники и учебные пособия Садохин А. П. Этнология. Учебное пособие. М. (Есть уже четыре издания в разных издательствах Москвы, выпущенные в разные годы) |
|
Литература программы подготовки специалистов среднего звена по специальности... Программа учебной дисциплины од. 01. 09 «Литература» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта... |
|
Рабочая программа предмета «Литература» Разработана на основе программы: Беленький Г. И. Литература. Рабочие программы 5-9 классы: пособие для учителей общеобразовательных... |
|
Литература Киевской Руси (серединаxi первая треть XII в в.) «Повесть временных лет» Литература периода феодальной раздробленности (вторая треть xii– первая половина XIII в в.) |
|
Литература, рекомендованной фгау «фиро» Комплект контрольно-оценочных средств по «Литературе» разработан на основе примерной программы дисциплины Литература, рекомендованной... |
|
Литература по курсу «Методы геоморфологических исследований» Литература... Геоморфология / С. В. Болтграмович, А. И. Жиров, А. Н. Ласточкин, и др.; Под ред. А. Н. Ласточкина и Д. В. Лопатина. – М.: Издательский... |
|
Литература: поэтика и нравственная философия краснодар 2010 удк 82.... Кубанского государственного университета. Адресуется профессиональным и стихийным гуманитариям, видящим в словесности силу, созидающую... |
|
Литература 1 Основная литература Основы генетической инженерии и биотехнологии Основы генетической инженерии и биотехнологии / под ред. Ю. А. Горбунова. – Ивц минфина, 2010. – 288 с |
|
Русская литература XX века олимп • act • москва • 1997 ббк 81. 2Ря72 в 84 В 84 Все шедевры мировой литературы в кратком изложении. Сюжеты и характеры. Русская литература XX века: Энциклопедическое издание.... |
|
Методические рекомендации по выполнению практических работ по учебной... Перечень практических занятий по дисциплине «Русский язык и литература. Русский язык» |
|
Контрольно-измерительные материалы для проведения итоговой аттестации... Мастер общестроительных работ составлены в соответствии с требованиями фгос спо по программе учебной дисциплины «Русский язык и литература»,... |
|
Методические указания по выполнению практических работ по одп. 11... Государственным образовательным Стандартом среднего профессионального образования по специальности, утвержденным Министерством образования... |
|
Инструктивно-методическое письмо «О преподавании учебного предмета... «О преподавании учебного предмета «Официальный (русский) язык и литература» в 2016/17 учебном году |
|
Рабочая программа учебной дисциплины оуд. 01 Русский язык и литература... Рабочая программа учебной дисциплины «Русский язык и литература» разработана на основе Примерной рабочей программы, рекомендованной... |