Литература

Скачать 1.2 Mb.

Название	Литература
страница	8/11
Тип	Литература

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Литература

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Масла для авиационных поршневых двигателей.

Условия работы масла в поршневом двигателе
Основные узлы трения авиационных поршневых двигателей являются самыми напряженными из всех типов двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, в поршневом двигателе масло выполняет функцию уплотнителя между камерой сгорания и картером двигателя, следовательно, оно соприкасается с зоной горения горючей смеси. Это делает условия работы масла в двигателе весьма тяжелыми.

Смазка узлов трения и отвод тепла от деталей двигателя осуществляется маслом путем его циркуляции и барботажа. Циркуляция масла производится под давлением 0,4-1,0 мПа. Через двигатель прокачивается от 1100 до 3800 л/ч масла (в зависимости от типа двигателя и режима его работы). При срав-нительно больших емкостях масляных баков за 1 ч частица масла успевает пройти через двигатель десятки раз.

В поршневых двигателях основным типом подшипников являются подшипники скольжения. Удельное давление в них достигает 6000 – 8000 Н/см². Температура подшипника зависит, главным образом, от работы трения, температуры и количества масла, протекающего через него. В современных двигателях температура подшипника может достигать 150°С.

В двигателе масло попадает в различные температурные условия от 80°С в картере до 2500°С в камере сгорания, а в среднем, в различных узлах двигателя, колеблется от 100 до 280°С . Часть циркулирующего в двигателе масла проникает в камеру сгорания и сгорает вместе с топливом. Связанный с этим расход масла в зависимости от типа двигателя и его технического состояния может быть от 5 до 25 г/л.с•ч.

Для узлов трения авиационных двигателей характерны большие скорости движения. Так, например, скорость скольжения основных трущихся деталей находится в пределах 6-15 м/с.

Масло в двигателе приходит в соприкосновение с самыми разнообразными металлами и сплавами: сталями различных марок и различной обработки, алюминиевыми сплавами, баббитами, свинцовистой бронзой, кадмиево-серебряными сплавами и др.

Очистка масла в процессе работы производится пластинчатыми фильтрами, а также центрифугированием в полостях шатунных шеек коленчатого вала. Содержащиеся в масле загрязнения отбрасываются центробежными силами к периферии шейки и образуется осадок.

Чтобы обеспечить жидкостную смазку узлов трения в условиях высокого удельного давления и высокой температуры, а также хорошее уплотнение зазоров между поршнем и цилиндром, необходимо масло достаточно высокой кинематической вязкости, порядка 20-22 мм²/с при 100°С. При недостаточной вязкости жидкий слой масла не может удержаться в зазорах, и, в результате, усиливается износ деталей. Кроме того, увеличивается заброс масла в цилиндры, из-за чего растет его расход, усиливается нагарообразование, происходит замасливание свечи, что приводит к перебоям в зажигании, детонации, перегреву и разрушению поверхности поршня. Наряду с этим нарушается уплотнение поршневых колец, падает компрессия, газы прорываются в картер, снижая мощность двигателя, загрязняется масло, усиливается коррозия подшипников и шламообразование.

Слишком высокая вязкость масла тоже нежелательна, так как она приводит к увеличению трения, и, следовательно, при режимной работе двигателя вызывает повышенную потерю мощности. При низкой температуре из-за высокой вязкости затрудняется запуск двигателя, а после запуска замедляется прокачка и ухудшается разбрызгивание масла. Свежее масло к узлам трения своевременно не поступает, а находящееся в зазорах за счет трения перегревается и вытекает. Возникает масляное голодание, повышенный износ или даже задир и заедание деталей.

В моменты пуска и остановки граничная пленка масла должна защищать узлы двигателя от сухого трения, а также обеспечивать надежную работу шестерен редуктора и других силовых передач, где образование жидкостного трения невозможно. Следовательно, масло должно обладать высокой смазывающей способностью. Таким образом, масло в двигателе подвергается действию высоких температур и давлений, находится в тесном контакте с различными металлами в присутствии кислорода воздуха. В таких условиях масло должно быть весьма стабильным, чтобы длительное время сохранять свои свойства и не давать больших загрязнений двигателя в виде нагара, лака и шлаков, что обеспечивается технологическими приемами в процессе его производства, описанными в предыдущих разделах.
9.1. Изменение свойств масла при работе поршневого двигателя
В процессе работы двигателя находящееся в нем масло изменяет свои первоначальные свойства под действием ряда факторов, характерных для данного типа двигателя и условий его эксплуатации.

Прежде всего, в масле происходят процессы окислительной полимеризации углеводородов, в результате которых в нем накапливаются продукты окисления (асфальтены, смолы, карбоиды, органические кислоты и др.). Исследования показали, что некоторые вещества, образующиеся в процессе окисления, являются ингибиторами окисления. Продукты окислительной полимеризации выпадают из масла в виде лаковой пленки на деталях двигателя, и, тем самым, уменьшают каталитическое действие металлов на процессы окисления. Все это приводит к тому, что в общем случае процессы окисления замедляются с течением времени, а само масло становится более стойким против окисления (рис. 14-17).

Рис. 14. Изменение содержания смол в масле во время работы поршневого двигателя

Рис. 15. Изменение содержания асфальтенов в масле во время работы поршневого двигателя

Рис. 16. Изменение содержания карбенов и карбоидов в масле в процессе работы поршневого двигателя
Рис.17. Изменение кислотности масла во время работы поршневого двигателя
Наряду с продуктами окислительной полимеризации в масле в процессе его работы накапливаются неорганические примеси в виде частиц износа, механических примесей, попавших в двигатель извне (частицы пыли), а также продукты коррозии и неполного сгорания топлива и масла.

Таким образом, в масле накапливаются примеси, которые можно разделить на две части – органическую часть (продукты окисления) и неорганическую часть (механические примеси, продукты износа, коррозии и т.п.).

Основными методами определения ресурса работы масла в двигателе, которыми традиционно пользуются конструкторы двигателей, являются стендовые и эксплуатационные испытания масел на полноразмерных двигателях с последующей обработкой результатов на основании замеров износа и снятия основных характеристик работы двигателя. Последующая корректировка сроков службы масел производится на основании обобщения опыта эксплуатации данного вида двигателей.

Такие методы весьма трудоемки, требуют значительных затрат на их проведение и в ряде случаев занижают назначаемые ресурсы работы масел в двигателях. В этой связи полезно рассмотреть методику графоаналитического определения сроков службы авиационных масел, разработанную еще в 60-е годы прошлого века кафедрой технической эксплуатации Киевского института гражданской авиации.

По этому методу основным критерием состояния смазочного масла является интенсивность суммарного износа двигателя, зависящая от изменения свойств масла в процессе эксплуатации в двигателе. Предполагается, что суммарный износ деталей двигателя можно считать состоящим из суммы двух составляющих (рис.18): износа, происходящего под влиянием свойств основной части масла, который зависит от физико-химических свойств углеводородов, входящих в него, т.е. того, износа, который формируется исходя из предположения о том, что масло не меняет своих свойств в процессе эксплуатации: Y₁ = Bt

Рис. 18. Зависимость износа деталей двигателя от сроков службы масла
и износа, происходящего вследствие образования и накопления в масле продуктов старения и неорганических примесей, заносимых извне, т.е. износа, являющегося результатом как прямого воздействия на трущиеся поверхности продуктов старения, так и косвенного их влияния в связи с засорением двигателя различными отложениями:

Y₂ = Cat^k .

Тогда общий износ двигателя будет равен:

Y_m = Y₁ + Y₂ = Bt + CAt^k,

где: В –коэффициент, характеризующий свойства свежего масла;

t – время работы двигателя, ч.;

C – коэффициент пропорциональности;

A – коэффициент, характеризующий скорость нарастания продуктов старения масла;

k - показатель степени.

Методика определения срока службы масла заключается в следующем.

На одном из двигателей того типа, для которого устанавливается срок службы масла, проводят серию замеров величин суммарного износа (Y_m) через определенные промежутки времени (t). Замер износа производят методом определения железа в масле, методом радиоактивных изотопов, методом разборки и замера основных трущихся деталей или совместно несколькими методами. Зная величину суммарного износа и время, за которое он достигнут, и построив график (рис 19), определяют коэффициенты С и А, и показатель степени k, составив предварительно систему уравнений.

Зная коэффициенты А и С и показатель степени, можно построить график изменения износа двигателя, который обусловлен наличием продуктов старения масла от времени работы по уравнению:

Y₂ = Cat^k .

Рис. 19. Графическое определение допустимого срока службы масла
Зная Y_m и Y_2, можно построить линию износа, предполагая, что масло в процессе работы двигателя не меняет свои свойства, по уравнению:

Y₁ = Y_m- Y₂.

При максимально допустимом износе Y_m _макс число часов его работы при открытой циркуляции будет равно t_d (рис 19). Если масло двигателя не менять, то величина максимального износа двигателя будет достигнута через t ч. Ресурс двигателя назначается по условиям максимальной надежности его работы с учетом износа, прочности и других факторов. Если ресурс двигателя определен в количестве t₂ ч., то, выполнив ряд математических преобразований, легко определить срок службы масла и число замен масла в период работы двигателя до выработки ресурса.

Математическое выражение срока службы масла имеет следующий вид:

——————

k-1 / Y_m(1-m) t₂

t₂= │/ ------------------- , где m= ----- ≤ 1.

mt₂CA t_d

Данный метод определения срока службы масла разработан на основании исследований, проведенных по определению ресурса работы моторных масел для наземной техники. Данный метод может использоваться для оценки ресурсов работы масел в двигателях, но даже при беглом знакомстве с ним остается много вопросов, связанных с допущениями, использованными при его объяснении. В последующие годы крупнейшие советские и зарубежные НИИ, такие как ЦИАМ, ГОСНИИ РАТ, 25 Гос НИИ МО РФ, НИИ ГА проводили развернутые исследования по оптимизации методов прогнозирования и оценке ресурса двигателей и масел по состоянию. В результате были разработаны и внедрены в практику инструментальные методы оценки остаточного ресурса масел, базирующиеся на методах феррографии, атомной абсорбции, рентгеновской флюоресценции и ИК спектроскопии, позволяющие оперативно и достоверно оценивать остаточный ресурс работы масел в двигателях. Разработаны отраслевые методы и инструкции по такого рода работам, а в некоторых областях промышленности, например, в ж/д транспорте, такая методика оформлена ГОСТом. За рубежом к настоящему времени действуют два стандарта, определяющие процедуры оценки остаточного ресурса смазочных материалов для двигателей внутреннего сгорания ASTM D 6224 и газовых, и паровых турбин ASTM D – 4378 (подробное рассмотрение данного круга вопросов выходит за рамки данного учебного курса и здесь не рассматривается).
10. Ассортимент авиационных масел для ГТД отечественного производства
10.1. Минеральные масла
В России широкое распространение получили авиационные масла на минеральной основе. Это связано с их высоким качеством и относительно невысокой стоимостью.

Масло МС-8п ( ОСТ 38 101163-78) – наиболее широко распространенное масло на нефтяной основе с комплексом высокоэффективных присадок. Предназначено для ГТД дозвуковых и сверхзвуковых самолетов, у которых температура масла на выходе из двигателя не превышает 150°С, используется вместе с маслом МС-20 (в соотношениях 25:75, 50:50 и 75:25) в составе маслосмесей в ТВД, а также для консервации маслосистем авиационных двигателей. Превосходит масло МК-8 и МК-8п по вязкости при низких температурах, термоокислительной стабильности и ресурсу работы.

Масло МС-8рк (ТУ 38 1011181-88) – рабоче - консервационное масло на базе масла МС-8п с добавлением ингибитора коррозии. Предназначено для смазывания и консервации авиационных двигателей. Равноценно маслу МС-8п по своим эксплуатационным характеристикам и значительно превосходит по консервационным. При консервации маслосистем авиационных двигателей срок защиты составляет: для масла МК-8 – 3 мес., для масла МС-8п – 1 год, для масла МС-8рк – 4-8 лет.

Масла МК-8, МК-8п (ГОСТ 6457-66) – масла на нефтяной основе, производились из бакинских нефтей. Область их применения аналогична областям применения масел МС-8п и МС-8рк. В настоящее время не производятся.

Масло МС-20 (ГОСТ 21743-76) - масло селективной очистки. Используют в шарнирах винтов вертолетов в качестве компонента в маслосмесях для ТВД.

Маслосмесь СМ -4,5 (ТУ 0253-007-39247202-96) - смесь авиационных масел МС-8п и МС-20 в соотношении 75:25. Предназначена для применения в самолетах с ТВД.

Масло МН-7,5у (ТУ 38.101722-85) – унифицированное масло на нефтяной основе с комплексом присадок. Разработано взамен маслосмесей, масла МН-7,5 и ВНИИНП-7. Можно применять в ТВД всех типов при температуре масла на выходе из двигателя до 150°С.

Масло Эридан (ТУ 38.401829-90) обладает высоким уровнем термической стабильности (370°С) и термоокислительной стабильности (180-200°С), трибологичских характеристик (противоизносных, антифрикционных и противозадирных), а также хорошими антикоррозионными свойствами (не хуже масла МС-8рк). Область применения должна уточняться конкретно для каждого типа двигателя в соответствии с рекомендациями, изложенными в книге «Смазочные масла для приводов и нагнетателей газоперерабатывающих агрегатов» (авторы Хурумова А.Ф., Назарова Т.И. и др. -М,: 1996).
10.2. Синтетические масла
В связи с ростом теплонапряженности авиационных двигателей возникла необходимость применения в них более термостабильных масел. Минеральные масла уже не могли удовлетворять требования применения и в начале 60-х годов были начаты исследования по созданию термостабильных масел на основе синтетических продуктов. Из большого класса химических соединений предпочтение было отдано сложным эфирам моноспиртов и двухосновных органических кислот, а также эфирам многоатомных спиртов и синтетических жирных кислот (СЖК). Эти эфиры обладают наиболее приемлемыми физико-химическими свойствами и хорошей приемистостью к различным функциональным присадкам.

Масло ИПМ-10 (ТУ 38.101299-90) – синтетическое углеводородное с комплексом высокоэффективных присадок. Работоспособно в интервале температур от -50°С до +200°С. В конце 60-х годов было разработано и испытано с положительными результатами, не имевшими к тому времени зарубежных аналогов. Синтетическое углеводородное масло ИПМ-10 успешно применялось в качестве рабочего масла в теплонапряженных ТРД и во вспомогательных агрегатах летательных аппаратов. Масло ИПМ-10 вырабатывалось на основе изопарафиновых углеводородов (масло ИПМА -10) – смесь продуктов гидрокрекинга и гидроизомеризации парафина со сложным эфиром ДОС с добавками комплекса функциональных присадок. В 1993 г. производство масла ИПМ-10 было прекращено из-за отсутствия сырья, требуемого качества. С 1999 г. масло ИПМ-10 вырабатывается на основе изопарафиновых углеводородов, полученных в результате других технологических процессов – олигомеризацией альфаолефинов, в результате чего образуются полиальфаолефины (ПАОМы) различной вязкости. Применяют в теплонапряженных ГТД военной и гражданской авиации с температурой масла на выходе из двигателя до 200°С, а также в авиационных турбохолодильниках в качестве унифицированного сорта масла и в других агрегатах. Можно использовать для недлительной консервации.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

	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...

Литература

Похожие: