Виды моторных масел
Одним из действительно необходимых атрибутов ремонта и эксплуатации автомашины является моторное масло. Оно служит залогом размеренной и устойчивой работы двигателя любого транспортного средства, обеспечивая смазкой механизмы внутренних устройств. Благодаря уникальным свойствам масел нагар и сажа не задерживаются на деталях двигателя, что обеспечивает более долгий срок службы.
Моторное масло изготавливают путем синтеза масляной составляющей и примесей. Масляное основание вырабатывается из нефти несколькими способами в зависимости от типа применения. Минеральное масло с добавлением полезных адаптирующих примесей используется в транспортной промышленности для высококачественных бензиновых и дизельных движков, и обслуживания иного структурированного железосодержащего механизма.
Химический синтез компонентов нефти обязательно разбавляется смягчающими веществами, продлевающими время эксплуатации деталей, а также для стабилизации механических процессов. Также хорошо распространена масляно — синтетическая основа в содержании мм (моторное масло). Без примесей оно не только не целесообразно, но и крайне вредоносно для двигателя.
От специфики примесей зависит целенаправленность работы. Если присадка влагоустойчива и не абсорбируется водой, то конечный результат, изготовленный с такой добавкой, прекрасно подходит для двигателя дизельного судна. Антифрикционность и реология примеси как химического соединения благотворно влияет на свойства моторных масел в условиях энергосбережения.
Сбалансированный состав присадочных элементов применим к каждому типу моторного масла индивидуально. Так, если масло не подходит марке авто, вполне вероятны непредвиденные ранние поломки двигателя. И, наоборот, в случае успешного применения, ваш движок прослужит немалый срок. Поэтому моторное масло классифицировали по типу присадок, для удобства сравняв его с мировыми стандартами.
Итак, есть несколько типов и подтипов масла. Минеральное разделено на парафиновое, ароматическое и нафтеновое. Каждое из них обладает определённой вязкостью и температурой, самой распространённой является парафиновая смесь.
Синтетическое наиболее популярно по своим критериям, так как получено в ходе химических изысканий, добившихся большого прогресса относительно качества:
- эргономичность топлива за счёт текучести;
- высокая температура испарения позволяет избежать перебоев со снабжением смазкой деталей даже в случае перегрева;
- стойкость моторных масел к «парафинообразованию» и окислению;
- способность смазочного материала приспосабливаться к скачкам «микроклиматической» температуры;
- увеличение срока эксплуатации мотора.
Единственным недостатком синтетического была и будет стоимость, включающая в себя разработку и поставку от нефтеперерабатывающих предприятий. Минеральное в разы дешевле, но золотой серединой стало полусинтетическое масло, адаптированное под климат региона. При средней тяжести нагрузки моторное хорошо влияет на двигатель, но повышение условий использования приводит к частой смене моторного масла.
В последнее время на рынок выпускаются виды моторных масел, обработанные по методу гидрокрекинга. Эксперименты с химическими соединениями не увенчались успехом, так как смазка быстро теряет свои свойства, близкие по сути синтетическому.
При прямой продаже от производителя к автомобилю прилагаются подробные характеристики и рекомендации, призванные без проблемно пользоваться транспортом. Если следовать инструкциям производителей, которые рекомендуют выбирать для марки авто индивидуально, машина прослужит долго и качественно, стоит этот факт принять во внимание.
По температурным ограничениям делят по сезону, как шины — лето, зима, всесезонка. Всесезонное получают путём выжимки дисстиляционных веществ и синтетических продуктов, дополняя загущением полученной смеси макрополимерными присадочными средствами.
От свойств масел зависит благонадёжность двигателя, его взаимодействие в процессах мотора при движении автомобиля является самым важным. Так, участие в термических, механических и химических процессах обеспечивает установленный ресурс машины.
В настоящем, по разработкам автомобильных инженеров мирового сообщества масло должно отвечать следующим требованиям:
- моющие и очищающие способности моторных масел по отношению к деталям и механизмам двигателя;
- термические и термоокислительные свойства, позволяющие охлаждать поршни;
- моменты против износа и старения, обусловленные вязкостью и прочностью масляной основы;
- исключение коррозии благодаря использованию смазки;
- совместимость как химического соединения с образующимися при запуске уплотнениями и катализаторами, нейтрализующими отработанные газы;
- нормированная стабильность при транспортировке и хранении;
- малая вспениваемость, летучесть и испаряемость.
Классификация SAE J300 делит масло на 6 зимних разрядов вязкости и 6 летних. Зимнее отличается устойчивостью к холодной климатической температуре и обозначается буквой W. Масло, помимо вязкости, имеет температурный предел прокачки, это значение определяет допуск подачи смазочного материала насосом при определенной температуре в мотор для безопасного зажигания.
Всесезонное обозначается двойным значком, первое значение — максимальная вязкость при низких температурах и второе — минимальное сочетание кинетической и динамической вязкости при повышенных температурах до 150˚С.
Как мы выяснили ранее, виды моторного масла — это минеральное, синтетическое и полусинтетическое масло. Производители автомобилей рекомендуют подбирать в соответствии с маркой машины и техническими характеристиками двигателя. Самым важным в составе масел является вязкость, какую обозначают индексом — общепринятой величиной между соотношением кинетической и динамической вязкостей при определенных условиях температуры.
Без дополнений, повышающих свойства и способности масел, последние никак не смогут выполнять свои функциональные обязанности — предотвращать силу трения в системе двигателя и защищать механизмы от залипания и копоти. Каждый производитель в своей лаборатории старается усовершенствовать химический состав присадок, что позволило бы добиться большего срока эксплуатации автомобиля. На сегодняшний день имеется несколько типов используемых добавок:
- детергенты — это вещества, добавляющие в масло моющие способности;
- сгущающие вязкость присадки обеспечивают более низкий предел температур;
- дисперсанты — эффективная защита двигателя;
- соединения от износа;
- вещества против коррозии и ржавчины;
- антипенные составляющие;
- присадки, смягчающие трение;
- и многие другие.
Присадки, которые влияют на вязкость масел, изготовляются из высокомолекулярных полимеров — полиметакрилаты и полиизобутилены, которые в нормальной среде имеют форму спиралей, но при изменении в положительную сторону температурного режима распрямляются, делая структурно густым.
Такие присадочные элементы актуальны в тёплое время года, но всесезонное масло идентично по химическому составу с описанным синтетическим летним маслом. В России предпочитают всесезонное любым другим, так как оно не требует частой замены.
Такое масло имеет множество версий, так как производители ломают голову над непростым вопросом — как добиться сбалансированной вязкости присадок, ведь много тут не означает хорошо, потому что негативно сказывается на энергосбережении топлива.
Отметим также антипенные присадки. Когда коленвальный агрегат перетряхивает смазку в картере, в сочетании с накопившейся грязью, возможно сильное вспенивание. Оно плохо сказывается на функции теплоотвода, снижая способности масел смягчать трение. Силиконы в антипенных присадках образуют капли, разрушающие пузырьки воздуха, и соответственно, пены. Между тем, количество антипенных присадок не должно превышать допустимых стандартов — тысячных долей процента. Иначе вероятно возникновение абразива в виде оксида кремния.
И самые важные присадки (но не уменьшаем значение других) — модификаторы трения. Те самые, что препятствуют трению трущихся деталей, смазывая поверхности. Наиболее известные присадки — графит и дисульфид молибдена. Эти полупроводники в научном понимании нерастворимы в масле, а присутствуют в нём в виде микрочастиц в обязательном смешении со стабилизаторами и дисперсантами. Аналогами графита и дисульфида молибдена являются малорастворимые эфиры жирных кислот, которые формируют на трущихся деталях смазочный слой молекул.
Актуальность моторных масел нельзя преувеличить и переоценить. Важно следовать рекомендациям производителей, так как неправильное применение масла способно существенно снизить срок службы двигателя любого качества.
Автоэксперт: Ольга Лучко
Вам будет интересно
Классификация моторных масел – как не ошибиться с выбором + Видео
Классификация моторных масел позволяет автолюбителям разобраться в вопросе и подобрать для своего автомобиля оптимальный тип смазки, который обеспечит долгую и надежную работу его двигателя. Все автомобильные масла разделены на классы по вязкости и эксплуатационным свойствам, о них расскажем далее.
1 Общие сведения о моторных маслах – какие их виды мы знаем?
Главное свойство любого автомобильного масла – это вязкость, которая уменьшается или увеличивается в зависимости от температурных показателей. Как правило, диапазон рабочих температур для различных видов составляет от –40 до +180 градусов. Недостаточная вязкость при высокой температуре может привести к быстрому разрушению защитной пленки, которая образуется на поверхности трущихся деталей, а также к уменьшению давления в системе ДВС. И наоборот, повышенная вязкость при невысоких температурах приводит к невозможности запустить двигатель или «масляному голоданию» в системе.
Выбор автомобильных масел
Похожие статьи
Таким образом, для нормального функционирования всех элементов системы ДВС масло классифицируется по вязкости. Каждый тип вязкости имеет рекомендации по использованию в определенный температурный период. На сегодняшний день все виды моторных масел принято условно делить на три категории:
- Зимние – обладают невысокой вязкостью для обеспечения оптимальной работы мотора в холодное время года при низких температурах;
- Летние – имеют высокий уровень вязкости и рекомендованы к использованию только при плюсовых температурах;
- Всесезонные – самый распространенный и оптимальный вид моторных масел, которые обеспечивают низкую вязкость зимой и высокую летом за счет применения специальных присадочных материалов на синтетической основе.
Присадки в масло позволяют изменять минеральный состав для получения определенных свойств. Среди наиболее распространенных присадок выделяют моюще-диспергирующие, антикоррозионные, противоокислительные, противопенные и другие. Необходимость в тех или иных присадках зависит от определенных характеристик двигателя. Так, например, при работе дизельного мотора образуется множество различных отложений, поэтому для такого типа двигателфя нужно использовать автомобильные масла с моюще-диспергирующими присадками, а турбированные двигатели, в свою очередь, требуют от масла хороших антиокислительных свойств.
Таким образом, различают минеральные, синтетические и полусинтетические моторные масла.
Первый вид имеет полностью минеральную основу без присадок и получается путем переработки сырой нефти. Для них характерна невысокая цена и хорошие эксплуатационные свойства, однако область их применения ограничена температурным диапазоном. Синтетические или полусинтетические виды получаются при помощи органического синтеза с добавлением присадок, они выше по цене, но имеют высокий диапазон рабочих температур.
2 Классификация автомасел по SAE – подбираем смазку для разных температурных условий
Согласно международному стандарту SAE J300 масла на синтетической или минеральной основе разделяются на 6 видов «зимних» и 5 видов «летних». Первые маркируются буквой «W» и цифрами (SAE 0W–SAE 25W), вторые просто цифрами (SAE 20–SAE 60). Всесезонные же имеют сдвоенную маркировку, например, SAE 10W–30 (диапазон рабочих температур от –25 до +25 градусов) и др.
Сравнение моторных масел
При этом классификация моторных масел по sae и рекомендации ассоциации по использованию определенного типа смазки для определенных температур могут не совпадать с рекомендациями конкретного производителя авто. Следует также учитывать особенности конкретной модели авто, степень форсированности, уровень теплонапряженности, тип и качество используемого топлива, наличие турбонаддува и другие конструктивные и технические особенности двигателя.
Именно поэтому каждый производитель авто предлагает свои характеристики и рекомендации по использованию масел различной вязкости в определенный температурный период. Подобные рекомендации, как правило, содержатся в технической документации автомобиля или в специальных таблицах, которые можно найти на сайтах производителей.
3 Оптимальная совокупность эксплуатационных свойств – классификация моторных масел по API
С выходом на рынок более совершенных, экономичных и легких двигателей у производителей масел возникла потребность во внедрении новых технологий производства с использованием дополнительных присадочных материалов. Классификацию по API принято называть «классификацией качества», так как по ней можно подобрать оптимальный материал с нужными эксплуатационными характеристиками для различных типов двигателей.
Классификация моторных масел
Согласно API все автомасла разделены на две категории. Первые имеют обозначение S – SH, SJ, SL, SM, SN и другие – предназначены для бензиновых двигателей различного типа. Вторые обозначаются буквой C – CF, CH, CJ и другие – предназначены для дизельных моторов. Таким образом, первая буква указывает на категорию масла, вторая на уровень эксплуатационных свойств, которые напрямую зависят от «близости» буквы к началу алфавита. Например, тип SN имеет наилучший уровень свойств в данной линейке, то есть обладает лучшими антипенными, антиокислительными, антикоррозийными и другими характеристиками.
Кроме того, API различает и универсальные типы смазки, которые обозначаются сдвоенной аббревиатурой, например, SG/CH и т.д. В Европе и США очень распространены универсальные виды с приставкой EC, что означает энергосберегающие. По результатам различных тестов такие масла способны давать экономию топлива в пределах 0,7–0,9 процентов. Расшифровку основных видов по API можно найти в соответствующих таблицах. Что касается универсальности, то для новых двигателей на бензине или на дизельном топливе лучше использовать масла с высокими показателями качества по API, рекомендованные под конкретный тип двигателя (дизель или бензин).
4 ACEA – европейский стандарт автопроизводителей
Специалисты из ACEA предъявляют более жесткие требования к классификации моторных масел. Агентство разделяет все виды на три категории (A, B, E) и 12 классов. Первая категория содержит классы A1-98, A2-96 и A3-98 и предназначена для использования в бензиновых двигателях. Вторая категория содержит классы от В1-98 до B4-98 и предназначена для легких дизельных двигателей, и третья категория – классы от E-1 до E-5 для грузовых автомобилей и мощных дизельных моторов.
Выбор моторного масла
Некоторые из представленных классов также имеют маркировку EC, то есть относятся к классу энергосберегающих. Такие масла не только способствуют экономии топлива, но и дополнительно защищают двигатель авто за счет присадок и технологии HT/HS, при которой вязкость при росте температуры снижается быстрее обычного. Это способствует более легкому движению деталей, что увеличивает ресурс их работы, а также отражается на экономии топлива.
Такие масла не рекомендуется использовать в старых автомобилях и в тех марках, для которых они не были предусмотрены. Примечательно, что некоторые европейские производители не рекомендуют смазку класса A2, B2, B3, E1 по acea для использования на некоторых своих моделях авто из-за слишком, по их мнению, слабых защитных свойств. Среди них такие марки, как Mercedes-Benz и Opel.
5 Актуальные советы по использованию автомобильного масла
Как уже говорилось выше, главным критерием при выборе масла для своего авто является рекомендация производителя. Кроме того, на фактор выбора влияет и ресурс двигателя, то есть пробег автомобиля. Например, для новых двигателей, ресурс которых не превышает показатель в 25%, рекомендуется использовать смазку типа 5W-30 или 10W-30 по классификации SAE. Для автомобилей с высоким пробегом рекомендуется выбирать масла с максимальными показателями, например, 10W-40 или 20W-40 по SAE.
Использование моторного масла
Что касается эксплуатационных характеристик, то не рекомендуется использовать одновременно масла от разных производителей, даже если они имеют идентичные свойства и показатели. Если же возникает экстренная необходимость, например, на дороге индикатор показывает критический уровень смазки в двигателе, конечно, можно долить масло от другого производителя и даже другого типа. Однако после такого смешивания двигатель необходимо промыть специальной промывочной жидкостью, а затем залить до необходимого уровня новое масло, следуя рекомендации производителя.
Если цвет масла слишком темный – это не значит, что оно некачественное, возможно в нем большое количество присадок, которые и придают более насыщенный цвет. То же самое касается и быстрого почернения смазки после небольшого пробега.
Это также не означает потерю свойств, скорее всего оно обладает большим количеством моющих присадок, которые способны удерживать в себе продукты сгорания. Кроме того, не рекомендуется самостоятельно заливать присадки, так как это может привести к потере определенных свойств смазочного материала. Качественное масло от проверенных производителей уже содержит в себе полный комплекс необходимых присадок, поэтому увеличивать их количество не имеет смысла.
Приобретать масло лучше всего у автомобильных дилеров или в официальных сервисах, которые работают напрямую с представителями того или иного бренда. В этом случае риск приобрести некачественную продукцию существенно снижается. Поддельное масло под известными брендами, которого достаточно на автомобильных рынках и оптовых базах, не обладает и половиной указанных «производителем» свойств, заливая его в двигатель своего авто, вы рискуете снизить ресурс и производительность мотора, поэтому стоит лишний раз обращать внимание на маркировку, сертификацию и цену.
Виды моторных масел — Авто-Масло
Качественная работа мотора авто обеспечивается при правильно подобранном моторном масле. Необходимо обратить пристальное внимание на то какое масло заливается в мотор. Здесь мы разберём основные виды моторных масел, рассмотрим их основные различия.
По способу производства авто-масла делятся на три категории: минеральные, полусинтетические и синтетические.
Минеральное масло
Производится из переработанной сырой нефти, очищенной от вредных примесей. Самое недорогое масло. Обладает высокой степенью вязкости, содержит некоторые присадки. Идеально для двигателей машин, пробег которых составляет более 100.000 километров.
Плюсы: низкая цена, идеально для старых авто.
Минусы: требуется частая замена, не может работать при низких температурах.
Полусинтетическое масло
Делается из минеральной основы с добавлением синтетических присадок. Минеральная составляющая — примерно 60%, а синтетическая 40%. Свойства лучше чем у минерального масла, а цена ниже чем у синтетического.
Плюсы: золотая середина между минеральным маслом и синтетикой.
Минусы: достаточно частая замена, низкий температурный диапазон работы.
Синтетическое масло
Создаётся путём переработки — первичной перегонки нефти и добавления разных присадок. Получается оптимальное по характеристикам масло, которое отличается хорошей текучестью, устойчивостью к разным температурам, имеет долгий срок службы.
Плюсы: долгий срок службы, хорошая текучесть.
Минусы: высокая цена.
Ещё авто-масла можно разделить на три группы по времени их использования: летние, зимние и всесезонные.
Летнее масло
Масло повышенной вязкости на минеральной, либо синтетической основе. Обеспечивает защиту двигателя при температурах выше 0°C. Обычно используется в жаркий сезон. На холоде густеет, могут появиться вредные для мотора осадки.
Плюсы: идеально для эксплуатации в тёплое время года.
Минусы: не подходит для холода.
Зимнее масло
Масло повышенной текучести, чаще всего на синтетической основе. Обеспечивает надежную смазку зимой, легко проникая по каналам двигателя ко всем его частям, нуждающимся в смазке. Рекомендуется использовать это масло при температуре ниже 2°C.
Плюсы: идеально для холодных условий эксплуатации.
Минусы: не подходит для использования в жару.
Всесезонное масло
Как правило это масло на синтетической основе с присадками. Производителями достигается максимальная устойчивость масла к разным температурам. За счёт универсальности использования стоят такие масло дороже сезонных.
Плюсы: оптимальная вязкость, подходит для каждого сезона.
Существуют также классификации моторных масел по различным стандартам. Об этом в отдельных статьях:
TBN и TAN — Характеристические значения моторных масел
Перейти к содержанию- Deutsch
- English
- Login
- Oil-Finder
- Product-Finder
- Загрузки
- SDBL Search
- Компания
- Профиль компании
- Сферы деятельности
- История
- Карьера
- Сертификация
- Социальные обязательства
- Продукция
- Индустриальные смазочные материалы
- Масла для газовых двигателей
- Масла для газовых двигателей
- Трансмиссионные масла
- Смазочные материалы для цепей
- Масла для защиты от коррозии
- Пищевая промышленность
- Масла для металлообработки
- Масла для текстильных машин
- Смазки
- Турбинные масла
- Компрессорные масла
- Теплообменные масла Смазочные материалы для автомобильного сектора
- Моторные масла
- Автомобильные трансмиссионные масла
- Рабочие жидкости
- Паспорта безопасности материалов
- Лист технических данных
- Oil-Finder
- Product-Finder
- Индустриальные смазочные материалы
- Совет экспертов
- Application Technology
- ADDINOL Analysis Service
- ADDINOL Academy
- Загрузки
- События
- Технические документы
- ADDINOL
- по всему миру
- Контактная форма
- Oil-Finder
- Deutsch
- Логин
- Компания
- Корпоративный профиль
- Сферы деятельности
- История
- Карьера
- Сертификация
- Социальная ответственность 9
- Продукция
- Промышленные смазки
- Масла для газовых двигателей
- Масла для направляющих
- Гидравлические масла
- Трансмиссионные масла
- Смазки для цепей
- Масла для защиты от коррозии
- Пищевая промышленность Текстильная промышленность
- Масла для металлообработки
- Масла для металлообработки
- Консистентные смазки
- Турбинные масла
- Компрессорные масла
- Теплоносные масла
- Смазочные материалы для автомобильной промышленности
- Моторные масла
- Автомобильные трансмиссионные масла
- Функциональные технические жидкости
- Паспорта безопасности
- Технический паспорт
- Oil-Finder
- Product-Finder
- Промышленные смазки
- Service
- Совет эксперта
- Application Technology
- ADDINOL Analysis Service
- A
Влияние хомолибденовых соединений Характеристики масел для картерных двигателей (Технический документ 932779)
Этот контент не включен в вашу подписку SAE MOBILUS, или вы не вошли в систему.
Возможность аннотацииЯзык: английский
Содержание
- ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Цитата
Стипанович, А.и Шунмейкер, Дж., «Влияние органо-молибденовых соединений на фрикционные характеристики масел для картерных двигателей», SAE Technical Paper 932779, 1993, https://doi.org/10.4271/932779.Также в
Список литературы
- Брайан Р., «Закон о топливной эффективности автотранспортных средств», США.Законопроект Сената S.279, 1991.
- Бенчайта М.Т. и Локвуд Ф.Э., «Методы моделирования трения, связанного со смазочными материалами в двигателях внутреннего сгорания», Труды Японской международной конференции по трибологии, Нагоя, 469, 1990.
- Хэвиленд М.Л., Питер Хатчинс Ф., Макдоннел Т.Ф. и Роджерс Т.В., редакторы «Влияние моторного масла на топливную экономичность транспортного средства», серия SAE Progress in Technology, No. 27, 1982.
- Брейтуэйт E.R. и Грин А.Б., «Критический анализ соединений молибдена в автомобилях», Wear, 46, 405-432, 1978.
- Хамагучи Х., Маэда Й. и Маэда Т., «Экономичное моторное масло для японских легковых автомобилей», документ SAE № 810316, Детройт, штат Мичиган, 1981.
- Грин А.Б. и Рисдон Т.Дж., «Влияние содержащих молибден, маслорастворимых модификаторов трения на экономию топлива в двигателе и эффективность трансмиссионного масла», документ SAE № 811187, Талса, штат Оклахома, 1981.
- Раундс Ф., «Влияние органических соединений молибдена на трение и износ, наблюдаемое при использовании смесей смазочных материалов, содержащих ZDP», Tribology Transactions, 33 (3), 345-354, 1990.
- Ямамото Ю.и Гондо С., «Характеристики трения и износа дитиокарбамата и дитиофосфата молибдена», Tribology Transactions, 32 (2), 251-257, 1989.
- Mitchell P.C.H., «Растворимые в масле соединения Mo-S в качестве смазочных добавок», Wear, 100, 281-300, 1984.
- Блэк А.Л., Данстер Р.В. и Сандерс Дж. В., «Сравнительное исследование поверхностных отложений и поведения частиц MoS2 и диалкилдитиофосфата молибдена», Wear, 13, 119-132, 1969.
- Игараси Дж., Кагая М., Сато Т. и Нагашима Т., «Высоковязкие базовые масла — потенциально базовые компоненты для автомобильных смазочных материалов для экономии топлива», документ SAE № 920659, Детройт, штат Мичиган, 1992.
- Плинт А.Г. и Плинт М.А., «Методика испытаний для быстрой оценки фрикционных свойств моторных масел при повышенных температурах», Tribology International, 17 (4), 209-213, 1984.
- Фьюри М.Дж., «Металлический контакт и трение между скользящими поверхностями», ASLE Transactions, 4, 1-11, 1964.
- Шиоми М., Мицуи Дж., Акияма К., Тасака К., Накада М. и Охира Х., «Технология составления масел для бензиновых двигателей с низким содержанием фосфора», документ SAE № 922301, Сан-Франциско, Калифорния, 1992.
- Любовь Д. , Schlict R.C. и Biasotti J.B., патент США 4765918, август 1988 г.
- Игараси Дж., Ямада Ю., Ишимару М. и Кагья М., Труды Японской международной конференции по трибологии, Нагоя, 421-426, 1990.
- Ямамото Ю., Гондо С., Камакура Т. и Консихи М., «Органоаминовые и органофосфатно-молибденовые комплексы в качестве смазочных добавок», Wear, 120, 51-60, 1987.
- Исояма Х. и Сакураи Т., «Смазывающий механизм ди-у-тио-дитио-бис (диэтилдитиокарбамата) димолибдена во время смазывания при экстремальном давлении», Tribology International, 151-160, август 1974.
- Смолли Р.Э., в журнале Newsweek Magazine, 29 апреля 1991 г.
- Крото Х.У., «C60: Бакминстерфуллерен, небесная сфера, упавшая на Землю», Angewandte Chemie, 31 (2), 111-129, 1992.
- Kratschmer W., Lamb L.D., Fostiropoulos K. и Huffman D.R., «Solid C60: A New Form of Carbon», Nature, 347, 354-357, 1990.
- Камат Р.С. и ВанАрдсдейл У. Э. «Влияние фуллеренов на свойства минерального масла», SAE Paper No. 922284, Сан-Франциско, Калифорния, октябрь 1992 г.
Цитируется по
Влияние усовершенствованного времени впрыска и присадки к топливу на характеристики сгорания, характеристики и выбросы дизельного двигателя с прямым впрыском, работающего на пластиковом пиролизном масле
В данной статье представлено исследование оптимизации двигателя, когда пластиковое пиролизное масло (PPO) используется в качестве основного топлива дизельного двигателя с прямым впрыском.Наше предыдущее расследование показало, что PPO является многообещающим топливом; однако результаты показали, что параметры управления следует оптимизировать, чтобы получить лучшую производительность двигателя. В настоящей работе время впрыска было улучшено, и для устранения проблем, возникших в предыдущей работе, использовались топливные присадки. Кроме того, были исследованы характеристики распыления PPO по сравнению с дизельным топливом, чтобы обеспечить более глубокое понимание поведения двигателя. Экспериментальные результаты по усовершенствованному времени впрыска (AIT) показали снижение термической эффективности тормозов и увеличение выбросов моноксида углерода, несгоревших углеводородов и оксидов азота по сравнению со стандартным временем впрыска.С другой стороны, добавление топливной присадки привело к повышению эффективности двигателя и снижению выбросов выхлопных газов. Наконец, испытания распылением показали, что PPO проникает быстрее, чем дизельное топливо. Результаты показали, что AIT не является предпочтительным вариантом, в то время как присадка к топливу является многообещающим решением для долгосрочного использования PPO в дизельных двигателях.
1. Введение
Человеческое развитие связано с эволюцией добычи, использования и утилизации природных ресурсов.Способы утилизации отходов резко изменились за последние десятилетия, равно как и отношение к сокращению, повторному использованию и переработке отходов, а также к рекуперации энергии из отходов. Энергия из отходов может быть восстановлена в процессе пиролиза, который превращает отходы в нефть и газ. Пластик — это тип мусора, которого много, и его можно эффективно использовать из-за высокого содержания энергии. Продукты преобразования могут быть использованы в двигателях внутреннего сгорания для производства электроэнергии и тепла. Влияние пластичного пиролизного масла (ППО) на дизельные двигатели исследовалось различными авторами в основном в смесях с дизелем в одноцилиндровых двигателях [1–8].Исследования показали, что дизельные двигатели могут стабильно работать при средних долях смеси PPO-дизель, но с более низким тепловым КПД тормозов и более высокими выбросами выхлопных газов (NOx, UHC и CO). Из-за более низкого качества PPO по сравнению с дизельным топливом, для достижения стабильной работы двигателя при более высоких долях смеси PPO-дизельное топливо или без дизельного топлива необходимо применять один или комбинацию следующих способов / процессов: модернизация масла , модификация двигателя и добавление топливных присадок.
Одним из важнейших параметров двигателя является момент впрыска.Влияние времени впрыска (IT) в альтернативных топливах на основе пластиковых отходов было изучено в одноцилиндровых дизельных двигателях, и результаты являются многообещающими. Мани и Нагараджан [9] исследовали влияние замедленной ИТ на дизельные двигатели, работающие на отработанном пластиковом пиролизном масле (PPO). Результаты показали, что выбросы несгоревших углеводородов, оксидов азота и оксида углерода снижаются, в то время как выбросы диоксида углерода и тепловой КПД тормозов увеличиваются. Другое исследование топливной смеси, состоящей из 20% масла для пиролиза шин и 80% эфира ятрофы, показало, что усовершенствованные ИТ-технологии приводят к снижению расхода топлива, выбросов моноксида углерода, несгоревших углеводородов и твердых частиц, тогда как количество оксидов азота увеличивается [10].Наконец, Ваманкар и Муруган провели исследование, используя смесь 90% дизельного топлива и 10% отработанного масла для шин. Результаты показали, что термический КПД тормозов и выбросы оксидов азота были выше, в то время как расход топлива, выбросы моноксида углерода и несгоревших углеводородов были ниже при работе на усовершенствованной ИТ [11].
С другой стороны, присадки к топливу предпочтительны в случае масла хорошего качества, которое должно улучшать такие свойства, как цетановое число или смазывающую способность, для улучшения характеристик двигателя.Диэтиловый эфир — это органическое соединение с высоким цетановым числом, которое использовалось в исследованиях как средство для повышения цетанового числа. Деварадж и др. [12] исследовали влияние диэтилового эфира на отработанное пластиковое пиролизное масло, используемое в качестве топлива для одноцилиндрового дизельного двигателя. Результаты показали сокращение периода задержки зажигания, скорости тепловыделения, пикового давления в цилиндрах, выбросов монооксида углерода, диоксида углерода и оксидов азота, в то время как термический КПД тормозов и выбросы несгоревших углеводородов были увеличены.Другое исследование масла для пиролиза шин, смешанного с диэтиловым эфиром на одноцилиндровом исследовательском двигателе, показало, что период задержки воспламенения, несгоревшие углеводороды и выбросы оксидов азота сокращаются с добавлением диэтилового эфира, тогда как термический КПД тормозов увеличивается [13].
То, что еще не было исследовано в более крупных дизельных двигателях, — это усовершенствованные ИТ-технологии, в которых используются PPO в смеси с дизельным топливом и добавка к топливу для улучшения характеристик двигателя при работе на PPO.Кроме того, еще не определены характеристики распыления масла, образующегося при пиролизе пластмасс. Наше предыдущее исследование использования PPO в четырехцилиндровом дизельном двигателе показало, что существует более длительная задержка зажигания и более высокая скорость тепловыделения (HRR) по сравнению с дизельным двигателем [14]. Для уменьшения периода задержки воспламенения и достижения более низкого HRR были протестированы усовершенствованный IT и коммерческая присадка к топливу. Дополнительное исследование характеристик распыления PPO было проведено параллельно с испытаниями двигателя, чтобы получить более глубокие знания для оптимизации стратегии управления двигателем.
2. Материалы и методы
2.1. Процесс переработки и свойства топлива
На пиролизной установке происходит переработка пластмассовых отходов в нефть, газ и уголь. В частности, установка состоит из первичной и вторичной камер, где пластмасса продувается углекислым газом, чтобы гарантировать отсутствие переноса кислорода в следующую камеру, которая является камерой преобразования. В камере конверсии поддерживается температура 900 ° C, и пластмассы превращаются в газ и полукокс.Наконец, газ попадает в конденсатор, где он охлаждается, а пиролизное масло отделяется. Основные свойства PPO, протестированные на дизельном топливе, и методы испытаний, которые использовались для их определения, представлены в таблице 1. Более подробную информацию о пластмассах, добываемой нефти и составе газа можно найти в нашей предыдущей публикации [14].
Свойство Метод PPO Дизельное топливо Плотность 312 AS40312 при 15 ° C 9017 л9813 0,8398 Кинематическая вязкость при 40 ° C (сСт) IP 71 1,918 2,62 Температура вспышки (° C) ASTM D93 313,5 Содержание ароматических веществ (%) IP 391 65,5 29,5 Кислотное число (мг КОН / г) IP 139 41 0 LHV кг ASTM D240 38.300 42.900 Содержание воды (мг / кг) ASTM D6304 1190 65 Зольность (мас.%) IP 391 0,1663 901 903Остаток углерода (мас.%) ASTM D4530 4,83 <0,01 Содержание водорода (мас.%) ASTM D5291 8,5 13,38 %) ASTM D5291 87,9 86,57 Содержание кислорода (% по массе) ASTM D5622 3,3 0,05 312312 0,05 312312 0,05 9017 3123123 9017 Содержание серы 9017 D 905 0,155 0,0014 Содержание азота (мг / кг) ASTM D4629 820 44 Хотя точное число PPO не указано в cO Как видно из таблицы, из нашего предыдущего исследования было ясно видно, что задержка сгорания была значительно увеличена при более высоком соотношении смешивания PPO, что предполагает, что PPO имеет более низкое цетановое число, чем дизельное топливо [14].Чтобы уменьшить время задержки воспламенения, следует увеличить цетановое число топлива. Одной из основных производимых сегодня присадок, повышающих цетановое число, является 2-этилгексилнитрат (2-EHN). Следует отметить, что 2-EHN может снизить смазывающую способность, поэтому важно добавлять присадку к смазке. В таблице 2 показан состав товарной присадки к топливу, которая использовалась в экспериментах. Коммерческая присадка к топливу была выбрана в соответствии с основными функциями уменьшения периода задержки воспламенения (присадка для улучшения цетанового числа), увеличения смазки форсунок, а также очистки и удаления отложений из камер сгорания.
Состав Количество (мас.%) Нефть нафта 312312312–38 312312–38 2-Этилгексилнитрат 7,75–15,5 1,2,4-Триметилбензол 7,75–15,5 1,3,5-Триметилбензол 0,775–3,81875 Гликолевый эфир0.775–3,875 Ксилол 0,8–4 Триметилбензол 7,75–15,5 1,2,3-Триметилбензол 0,8–4 2.2. Экспериментальная установка дизельного двигателя
Дизельный двигатель, который используется для проведения экспериментов, представляет собой четырехцилиндровый дизельный двигатель с непосредственным впрыском и водяным охлаждением с турбонаддувом.На рисунке 1 представлена схематическая схема экспериментальной установки, а в таблице 3 представлены технические характеристики двигателя. Двигатель соединяется с генератором переменного тока, а затем с блоком нагрузки для управления нагрузкой на двигатель. Кроме того, используются несколько датчиков для контроля работы двигателя и газоанализатор, который может измерять выбросы выхлопных газов (CO, CO 2 , NOx и UHC), как это показано на рисунке 1.
Марка AKSA Модель A4CRX46TI Степень сжатия 17: 1 58 л Номинальная мощность 68 кВт Номинальная частота вращения 1500 об / мин Давление впрыска 240 бар Диаметр отверстия 11018 мм
Двигатель был запущен и проработал 30 минут на дизельном топливе для прогрева и стабилизации температуры масла и охлаждающей жидкости, затем он был включен на желаемую топливную смесь и проработал 5 минут до начала сбора данных.Измерения расходомера, данные о давлении в коллекторе, температуре и выбросах выхлопных газов были сняты в течение пяти минут, и были рассчитаны средние значения. Что касается анализа сгорания, 100 последовательных циклов были получены от датчика давления в цилиндре, и было рассчитано среднее значение. Кроме того, скорость тепловыделения была рассчитана из (1) с использованием данных о давлении в цилиндре и показаниях датчика угла поворота коленчатого вала. Где / — чистая скорость тепловыделения (Дж / ° CA), γ — отношение удельная теплоемкость, — давление в цилиндре (Па), — объем цилиндра (м 3 ).В этом исследовании для γ использовалось постоянное значение 1,35. После окончания сбора данных двигатель снова переключили на дизельное топливо и поработали 30 минут, чтобы промыть топливопроводы и систему впрыска от пиролизного масла.
2.3. Экспериментальная установка для испытания распылением
Испытания характеристик распыления проводились в камере высокого давления постоянного объема. Камера была оборудована двумя окнами с двух сторон, чтобы иметь оптический доступ для визуализации распыления.Кроме того, фоновое давление в камере поддерживалось на уровне 5 бар. На схеме на рисунке 2 показана экспериментальная установка для установки для испытания распыления.
Система впрыска топлива состояла из топливного бака, топливного насоса, который мог регулировать давление впрыска до 500 бар, инжектора и электронного блока управления (ЭБУ). Сигнал от ЭБУ включает инжектор и высокоскоростную камеру, обеспечивая синхронизацию визуализации распыления. Инжектор, использованный в экспериментах, представлял собой инжектор соленоида с одним отверстием.В экспериментах использовались два различных диаметра отверстий сопла: 0,12 мм и 0,18 мм. Кроме того, для каждого диаметра сопла были испытаны два различных давления впрыска: 300 бар и 450 бар. Причина, по которой давление впрыска не проверялось при более высоких значениях, заключается в том, что PPO будет использоваться в дизельных двигателях для стационарного производства электроэнергии и тепла, которые обычно оснащены механическими форсунками.
Для исследования макроскопических характеристик распыления (проникновение наконечника распылителя, угол конуса распыления и площадь распыления) с одной стороны использовался источник света, а с другой — высокоскоростная камера.Высокоскоростная камера (Dantec Dynamics, Speedsence) была настроена для записи аэрозольных изображений со скоростью 60 000 кадров в секунду и разрешением 256 × 256 пикселей. Чтобы гарантировать достоверность результатов, каждый эксперимент повторялся пять раз для каждого условия испытания. После этого изображения были обработаны для дальнейшего анализа характеристик распыления. Программа была написана в программном обеспечении MATLAB, где пакет изображений распыления мог быть проанализирован сразу и обеспечить проникновение распылителя, угол конуса распыления и площадь распыления в зависимости от времени после начала впрыска.
3. Результаты и обсуждение
3.1. Усовершенствованная синхронизация впрыска
В этом разделе представлены и обсуждаются экспериментальные результаты, полученные при работе двигателя на усовершенствованной ИТ-среде (AIT) со смесью 75% пластикового пиролизного масла и 25% дизельного топлива (PPO 75) при 75% и 100% нагрузки двигателя, которые составляют 9,47 бар и 12,63 бар BMEP, соответственно. Результаты AIT (-23 ° CA bTDC) сравниваются со стандартной операцией IT (SIT) (-18 ° CA bTDC). Исследование сосредоточено на характеристиках сгорания, характеристиках двигателя и анализе выбросов выхлопных газов.Кроме того, анализируются характеристики распыления PPO и сравниваются с дизельным топливом.
На рис. 3 показано давление в цилиндре с углом поворота коленчатого вала при нагрузке 75%. Видно, что AIT приводит к гораздо более высокому давлению в цилиндре по сравнению с SIT. Такое поведение можно объяснить более ранним началом сгорания на меньшем объеме цилиндра. В частности, пиковое давление в цилиндре для PPO 75 AIT при 75% нагрузке увеличивается на 2,9 ° CA по сравнению с режимом SIT. Этот результат показывает, что период задержки воспламенения PPO 75 AIT был даже больше, что привело к лучшему смешиванию воздух-топливо.AIT недостаточен для обеспечения меньшего периода задержки зажигания из-за более низких температур и давлений в цилиндрах при более раннем ° CA такта сжатия.
Скорость тепловыделения (HRR) для дизельного топлива и PPO 75 в SIT и AIT представлена на рисунке 4. Из рисунка 4 видно, что PPO 75 в AIT приводит к гораздо более высокому HRR по сравнению с работой SIT. . Основная причина этого — более длительная задержка зажигания в случае АИТ. Точнее говоря, AIT в 5 ° CA приводит к опережающему началу горения только при 0.8 ° CA коррелирует с SIT. Более длительная задержка воспламенения AIT способствует лучшему распылению топлива и смешиванию топлива с воздухом, обеспечивая более длительное время смешивания воздуха с топливом, что сокращает локальные зоны богатого топлива, где коэффициент эквивалентности ( φ ) больше 1. Кроме того, топлива с высоким содержанием ароматических углеводородов, такие как PPO, имеют тенденцию иметь более высокую адиабатическую температуру пламени из-за кольцевой структуры. Высокая адиабатическая температура пламени приводит к увеличению скорости тепловыделения [14, 15]. Следовательно, более высокая доля предварительно смешанного сгорания привела к более интенсивному сгоранию и более высокому HRR и пиковому давлению в цилиндре.
На рисунке 5 показан тепловой КПД тормозов для дизельного топлива, PPO 75 SIT и PPO 75 AIT при нагрузке 75%. Можно заметить, что BTE снижается с 32,3% при операции PPO 75 SIT до 30,7% при операции PPO 75 AIT. Основная причина более низкого BTE — более длительный период задержки зажигания, который способствует увеличению попадания топлива на стенки цилиндров. Следовательно, топлива, которое участвует в эффективном сгорании на такте расширения, меньше. Кроме того, воздушно-топливное смешение улучшается за счет более длительной задержки зажигания, что приводит к чрезвычайно высокому HRR на ранней стадии такта расширения и менее эффективному преобразованию энергии тепла в энергию в цилиндре.Наконец, более низкий BTE можно объяснить опережающим началом сгорания, что приводит к повышенным потерям теплопередачи к стенкам цилиндров.
На рис. 6 показаны нормированные значения выбросов оксида углерода (CO), несгоревших углеводородов (UHC) и оксидов азота (NOx) при работе двигателя на дизельном топливе, PPO 75 SIT и PPO 75 AIT. -Ось (нормализованные выбросы) показывает изменение значений по сравнению с режимом работы на дизельном топливе, который был установлен в качестве базовой точки 1.Более того, вверху каждой колонки написано фактическое значение выбросов.
Из рисунка 6 видно, что выбросы CO значительно увеличиваются при работе AIT (почти вдвое по сравнению с дизельным двигателем со стандартной синхронизацией впрыска). На выбросы CO в основном влияют коэффициент эквивалентности и температура, и это признак неполного сгорания [15]. Этот результат указывает на то, что характеристики сгорания более недостаточны и неполны в случае PPO 75 AIT.Более длительный период задержки воспламенения приводит к образованию локальных богатых топливом зон (щелей и стенок цилиндров), которые не могут окисляться с образованием CO 2 . Основными причинами выбросов UHC в выхлопные газы являются гашение пламени и зоны недостаточного перемешивания или избыточной очистки [15–17]. Как показано на Рисунке 6, выбросы UHC резко возрастают в случае AIT. Считается, что более длительная задержка воспламенения способствует образованию на стенках цилиндров локальных зон богатого топлива, которые не могут сгореть полностью.Повышенный расход топлива PPO 75 AIT также способствует увеличению выбросов UHC. Наконец, на выбросы NOx сильно влияет изменение времени впрыска. В частности, выбросы NOx PPO 75 AIT почти вдвое превышают выбросы дизельного топлива и на 953 ppm выше, чем PPO 75 SIT. В теории горения существует три механизма образования NOx: термическое образование NO, быстрое образование NO и образование NO из азота в топливе [15, 18]. В дизельных двигателях механизмом, который производит большее количество NOx, в основном является тепловой механизм из-за повышенных температур и высокой доступности кислорода.Эффект теплового механизма еще выше в случае PPO 75 AIT из-за большей задержки зажигания. Более длительная задержка зажигания приводит к более однородной воздушно-топливной смеси, более высокому давлению в цилиндрах, температурам в цилиндрах и скорости тепловыделения.
На рис. 7 показано проникновение распылительного наконечника для дизельного топлива и PPO при диаметрах сопла 0,12 мм и 0,18 мм и давлениях впрыска 300 и 450 бар (столбцы показывают стандартную ошибку). Расстояние между выходом из инжектора и распылительным наконечником определяется как глубина проникновения распылительного наконечника [19].Видно, что влияние давления впрыска больше для диаметра сопла 0,18 мм по сравнению с 0,12 мм. Что касается различий между дизельным топливом и PPO, можно заметить, что проникновение PPO в наконечник распылителя происходит быстрее как при впрыске 300, так и при 450 бар для диаметра сопла 0,12 мм. С другой стороны, проникновение распылительного наконечника практически идентично для сопла диаметром 0,18 мм. Результаты макроскопического анализа характеристик распыления показывают, что PPO имеет более длительное проникновение, что означает больше шансов намочить стену, что приведет к более высоким выбросам CO и UHC.В дополнение к расширенному впрыску давление в цилиндре ниже во время впрыска, что усиливает эффект смачивания стенок. Кажется, что использование отверстия большего размера при более низком давлении закачки поможет; однако это увеличит выбросы частиц.
3.2. Присадка к топливу
В этом разделе представлены экспериментальные результаты, полученные на двигателе при работе на PPO 75, смешанном с коммерческой присадкой к топливу в двух различных соотношениях 1:80 и 1:40. Состав присадки к топливу представлен в таблице 2.Результаты смешивания сравниваются с дизельным топливом и работой PPO 75 при нагрузке 85%, что составляет 10,74 бар BMEP. Исследование сосредоточено на характеристиках сгорания, характеристиках двигателя и анализе выбросов выхлопных газов.
На рисунке 8 показано давление в цилиндре с углом поворота коленчатого вала для дизельного топлива, PPO 75 и PPO 75 с двумя различными соотношениями топливной присадки при нагрузке 85%. Можно заметить, что давление в цилиндре достигает более высоких значений в случае операций PPO по сравнению с дизельным топливом.Основной причиной этого является более длительная задержка зажигания PPO 75, что приводит к более позднему началу сгорания во время такта сжатия (ближе к ВМТ). Более того, более длительная задержка воспламенения улучшает смешивание воздуха с топливом, что приводит к более быстрому расширению горения. Добавление присадки к топливу незначительно сокращает период задержки зажигания и пиковое давление в цилиндре. Это происходит из-за того, что в добавке к топливу содержится улучшитель цетанового числа.
HRR для дизельного топлива и смесей топливных присадок PPO 75 при нагрузке 85% представлен на рисунке 9.Хорошо видно, что чем больше добавка к топливу, тем меньше период задержки воспламенения. В то же время пиковый HRR снижается, что приводит к более плавному, менее интенсивному сгоранию и более схожему с профилем дизельного топлива. Тем не менее, по-прежнему можно наблюдать двухфазное сгорание смесей топливных присадок PPO 75 из-за более длительного периода задержки воспламенения, который увеличивает долю предварительно смешанного сгорания. Здесь стоит упомянуть, что шум двигателя стал лучше, так как соотношение топливной присадки увеличивалось.Детонационный эффект — очень важный фактор для работы двигателя.
Какие сорта масла | Смазочные материалы
перейти к содержаниюСмазочные материалы
- Свяжитесь с нами
- Найдите местонахождение
Смазочные материалы
- Потребители
Потребители Закройте меню
- Новая упаковка!
- Продукция
- Наша добавленная стоимость
- Ответ на ваши потребности
- Машины
- Мотоциклы и скутеры
- Тяжелый режим
- Ассортимент продукции для лодок / гидроциклов
- Ответственный за энергетику
- Топливная экономичность легковых автомобилей
- Электронная брошюра по моторным маслам TOTAL QUARTZ
- ИТОГО QUARTZ INEO XTRA
- ИТОГО QUARTZ 9000 XTRA
- ИТОГО КВАРЦ INEO
- ИТОГО КВАРЦ 9000
- ИТОГО КВАРЦ 7000
- ИТОГО КВАРЦ 5000
- ИТОГО КВАРЦ 4000
- ИТОГО КВАРЦ 3000
- Ответ на ваши потребности
- Сервисы
- TOTAL QUARTZ auto Care
- Консультант по смазке
- Окружающая обстановка
- Инновации для окружающей среды
- Устойчивое развитие
- Качество и безопасность