Text
г-6-3
jdL<&.JUjXH . Ц
с-ОДсисьиГ JM -б *
JWи ЛССС С z.<
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Настоящая книжка «Авиационные масла» является первой
рпыткой создания систематизированного учебного пособия и
уководства для авиационных втузов и инженерно-технического
устава воздушного флота.
Авторы поставили перед собой задачу собрать наиболее пен-
ни материал как по технологии получения авиационных масел,
ак и по применению их на двигателях. Кроме того, здесь по-
робно освещены методы контроля авиационных масел, приня-
ые официальными организациями как в условиях оборудован-
ью лабораторий, так и в условиях аэродрома.
Обращаемся с просьбой ко всем читателям отнестись крити-
кски к выпускаемому труду и все указания и замечания, кото-
ые неизбежны во впервые изданном материале по авиационным
ислам, направлять в Экфак ВВА.
Главы I, IV и VI написаны инж.-мех. Комским М. С., а главы
, Ill и V инж.-мех. Гольдманом' Я. И.
Авторы.
ГЛАВА I
ТЕХНОЛОГИЯ АВИАЦИОННЫХ МАСЕЛ.
Введение
Под термином авиационное масло мы понимаем такой про-
ект, который может служить для смазки всех деталей авиаци-
нного мотора, связанных общей системой подачи масла. Кроме
иго означенный материал должен обеспечить отвод тепла от
сех деталей нагреваемых как непосредственно от соприкосно-
еяия с нагретыми телами, так и от превращения механической
г.ергии в тепловую. «
На сегодняшний день в качестве авиационных масел приме?
яетс'я ограниченное количество продуктов, которые классифи-
ируются по своему происхождению на две группы: а) масла
ефтяного происхождения, б) масла растительного происхож-
ения.
Эти группы масел встречаются как в самостоятельном виде,
ак и в виде смесей из продуктов обеих групп. В этом случае
ни носят название компаундированных масел растительно-неф-
яного происхождения.
В системе эксплоатации удельный вес каждой из указанных
Рупп неодинаков. Нефтяные или минеральные масла играют наи-
олыпую роль во всем масленом хозяйстве страны, достигая в
екоторых странах 95% потребления всего масла.
За последнее время только немногие страны для некоторых
эторов применяют чистое растительное масло, предпочитая его
эслам растительно-нефтяного происхождения, т. е. получаемых
результате смешения растительного и минерального масла
В некоторых странах делаются попытки использовать в наче-
те смазывающих материалов масла, полученные из смол раз-
рчных углей (каменного, бурого, сапропелитов и сланцев). Од-
*ко, нам не известно, чтобы эти попытки были настолько ус-
еШными, чтобы обеспечить возможность получения заводских
оличеств авиационного масла. Главной причиной, тормозящей
Ксплоатацию таких масел на авиамоторах, является недостаточ-
ое овладение технологическим процессом его получения.
5
На масла выгоднее всего перерабатывать масляные нефти, по-
инаковых затратах на оборудование завода и рабочую силу.
С точки зрения химического состава наилучшие масла полу-
1К)Тся из нефтей парафинового основания. Так например в Аме-
е авиационные масла изготовляются, главным образом, из
юильванской нефти, которая по своему основанию является
1Ичной парафинистой нефтью. Правда, для получения авиа-
онных масел приходится итти на усложнение процесса ее пе
I, сводящееся к необходимости из’ятия твердого па-
афина, ведения перегонки под вакуумом и т. д. Только при
ком методе переработки, значительно удорожающем цену го-
ового авиационного масла, можно добиться из парафинистой
ефти масел с хорошими качествами и низкой температурой за-
девания. У нас в СССР примерно к такому типу нефтей принад-
жит сураханская нефть, которая при правильной организации
Использование животных жиров в качестве авиационных J На масла выгоднее всего перераоатывать масляные нефти, по-
сел нигде не практикуется, из-за невозможности создания там ,,му что из них получается больший процент выхода масла при
масла ИЗ ЭТОГО сырья, которое бы удовлетворяло необходим! ’ ---” nfinnvnnKOUUP аяплгго .л глойпилтш ГЮТ.
требованиям. Животные масла отличаются неблагоприятным |
менением .вязкости, высокой температурой застывания, сла<
стабильностью при действии высокой температуры и, накол
увеличенным корродирующим действием на металлические 1
тали двигателя
Использование животных жиров в качестве добавления
смесь минерального и растительного масла имеет некоторое работки,
менение. Здесь назначение животного масла связать указанн •
компоненты, гак как при обычных условиях они создают pi
сдаивающуюся смесь. |
Подходи к рассмотрению технологического процесса полу>
ння авиамасла, важно отметить, что одно и то же сырье мож
перерабатываться разными способами, сильно различающими»
между собой. При этом получаются авиамасла различных I ечеработки дает авиационное масло высоких качеств,
чес гв. 1
Наличие на рынке масел разнообразных качеств определяет!
различной требовательностью моторов к смазке. Некоторые м
торы требуют особо высококачественной смазки, что заставля
итти на усложненные процессы переработки, несмотря на одн
временное повышение стоимости такого масла. С другой ст
роны, ряд моторов может удовлетворяться более низкими, со
тами масел, не создавая при эксплоатации каких-либо затру
нений.
Нефти других оснований могут дать низко замерзающие
1зсла без процесса удаления парафина, сильно удорожающего
гэимость готового авиамасла. При достаточно глубокой перера-
отке. масла, получаемые из беспарафинистых нефтей, могут об-
адать также хорошими качествами в том случае, если эти нефти
дновременно являются малосмолистыми, т. е. содержат в себе
е более 4—6% смол.
У нас в СССР к такому типу принадлежит нефть, добываемая
а Эмбе в Доссорском районе.
Доссорская нефть в прошлом составляла единственный вид
ырья для получения авиационных масел. В настоящее время, в
»язи с улучшением технологического процесса переработки,
тало возможным увеличить наши сырьевые рессурсы тем, что в
рачительно худшие качества из-за увеличенного ‘содержания
1. Масла нефтяного происхождения
а) Сырье. Нефть представляет собою в обычных условш
жидкость с большей или меньшей степенью подвижности. 1 - ....
Она состоит из большого количества разнообразных угле» '^работку пошла также нефть Макатского района, имеющая
дородов, начиная от чрезвычайно легко кипящих и кончая тве рачительно худшие качества из-за увеличенного содержания
дыми телами. Степень консистенции нефти определяется искл1 10л- Как правило, в настоящее время сырьем для получения
чительно количеством легких, легко кипящих углеводороде '•’иащюнного масла служит смесь из 50% Доссорской и 50% Ма-
присутствие которых увеличивает подвижность нефти. Цв 1Тской нефти.
нефти также изменяется в широких пределах, начиная с бесцве Кроме этих сырьевых источников, вполне освоенных к насто-
ной и кончая густо-черной окраской. Нефти делятся на н нцемУ времени, исследованием нефтей Союза установлено, что
зиационного масла служит смесь из 50% Доссорской и 50% Ма-
Кроме этих сырьевых источников, вполне освоенных к насто-
“ ____1 н ицему времени, исследованием нефтей Союза установлено, что
сколько групп, в зависимости от преобладающего в них кол 1меются нефти, по своим качествам превосходящие указанные
•иды сырья. Так например, нефть района Южного Эскине может
авать чрезвычайно высокосортные смазочные материалы. Масло,
случаемое из этой нефти, можно смело классифицировать «ми-
тральной касторкой» из-за прекрасных показателей его качеств.
б) Масло ААС и авиационные брайтстоки,
финцип переработки нефтей заключается в том, что под дей-
"вием высокой температуры из нефти начинают испаряться угле-
щороды, которые собираются и сортируются в зависимости от
'ех температур, при которых они выкипели. Так например, все
честна групп углеводородов. Так например: нефти, имеющие,
себе большое количество парафиновых углеводородов, Cn Н2„ !
называются парафиновыми нефтями. То же можно сказать о на(
теновых нефтях, нефтях смешанного основания и т. д.
С другой стороны можно классифицировать нефти в завис
мости от количества легких углеводородов в них. Нефти, име;
щие большое количество легких углеводородов, называются бе
зиновыми нефтями, Нефти, имеющие малое количество легк,
углеводородов, называются масляными нефтями.
6
7
углеводороды, выкипающие до 200“ С, собираются вместе и
думают название бензинов.
Отгоняя из нефти бензин, керосин и частично соляре
масло, мы получаем остаток, называемый мазутом.
Можно считать, что мазут представляет Собою нефть, из
торой удалены все углеводороды, выкипающие примерно
350“ С."
Мазут является основным продуктом, служащим для приг<
вления авиационного масла.
Процесс перегонки обычно осуществляется в кубах. На ри,
показана кубовая батарея, служащая для отгона легких фрак-1
нефти. Эта батарея называется керосиновой.
Нефть, самотеком переходя из одного куба в другой, ис
ряется благодаря тому, что в кубах по линии движения неф
температура повышается. Все испаренные части собираются
сортируются. Остаток, представляющий собою мазут, из эт
батареи уводится. Мазут может служить топливом для двига
лей, сказочным материалом П сорта и сырьем для получен
авиационных масел.
В случае необходимости переработки мазута в авиационн
масла, его подводят к аналогичной батарее, имеющей более в
сокие температуры, чем в последнем кубе керосиновой батар<
Эта батарея называется масленой батареей.
Надо отметить, что работа масленой батареи отличается
работы керосиновой еще тем, что в ней процесс нагревания м
8
..ет также вестись под вакуумом. Это делается потому, что тем-
пературы, необходимые для отгона легких масел (веретепка, ма-
янные и т. д.), бывают настолько высокими, что нефть начи-
нает одновременно разлагаться. Последнее обстоятельство яв-
ляется чрезвычайно неприятным, благодаря сильному ухудшению
смазывающей способности получаемых масел.
Процесс разложения нефти при температурах выше 400'’ С
носит название крекинг-процесса. При нем получаются не только
легкие углеводороды, которые могли бы быть отогнанными из
мазута, но и смолистые вещества и кокс, остающиеся в коли-
чествах, могущих оказать свое отрицательное действие. Процесса
крекинга мы избегаем тем, что даем вакуум, благодаря которому
необходимые температуры для отгона легких масел сильно пони-
жаются. Отобрав от мазута соляровое, веретенное и машинное
масло, мы получаем остаток называемый полугудроном, идущим
для производства авиационных масел.
Начиная с этого этапа технологического процесса, путь по
ения масла может быть направлен по двум линиям. Первая
заключается в отборе из полугудрона цилиндрового масла, ко-
торое будет служить основой для получения авиационного масла.
В этом случае авиациноные масла называются дистиллат-
н ы м и маслами. Они отличаются весьма хорошими качествами
и низкой зольностью. Вторая заключается в обработке полугу-
дрона на специальных брайтсточных установках или другими
путями. В этом случае масла называются остаточными. По-
следний путь получения масла наиболее широко применяется как
за границей, так и у нас, потому, что он наиболее прост и наи-
более технологически освоен. Кроме того имеются некоторые
указания, что смазывающие способности остаточного масла
выше, чем у масла дистиллятного.
На рис. 2 показан путь получения авиационного масла А АС
на Владимирском заводе.
Сырая нефть из резервуара подается в смеситель, где она
подвергается действию серной кислоты. Цель очистки — удале-
ние из нефти вредных примесей, состоящих из ненасыщенных,
смолистых, сернистых и других соединений. Присутствие вредных
примесей обусловливает плохие эксплоатационные качества
авиамасла. Они заключаются:
1) в слабой стабильности при хранении и следовательно в
быстром изменении установленных качеств,
2) в быстром разложении и порче масла при его работе в
моторе,
3) в раз’едании и порче деталей мотора,
4) в ухудшении смазывающих способностей масла.
Очистка нефти состоит в последовательной (в 3 приема) об-
работке с крепкой серной кислотой в количестве 14% на йефть.
После перемешивания нефти с кислотой она отстаивается и из
9
Схема получения сгбио- мгас-ло
flfl С " на Влод/имарсАом aoSoge
нее спускается нижний тяжелый слой, называемый кислым гуд
роном.
Кислый гудрон представляет собою черную сильно вязкуж
жидкость, состоящую из кислоты, смол, ненасыщенных соедине
ний и т. д.
Для удаления из нефти оставшейся в ней серной кислоты по
еле спуска кислого гудрона ее промывают несколько раз водо!
Затем нефть нейтрализуется аммиаком и поступает на керо
синовую батарею для отгона легких фракций. Остаток в виде ма
зута поступает в масленый куб, где после отгона под вакууме:
легких масел остаток в виде готового авиационного масла «ДАС
направляется в резервуар для хранения.
Одновременно с получением авиационного масла «ААС» ч
Владимирском заводе, имелось производство масла на Варинска
заводе, где технологический процесс его получения был орг г
низован принципиально иначе: здесь остаток из кубов керосине
вой батареи и масленой батареи очищался серной кислотой
нейтрализовался щелочью. Затем в одном кубе снова отгонялис
все остатки легких фракций вплоть до легких масел включи
тельно. Полученный «концентрат» большой вязкости разбавлялс
машинными маслами для получения масла любой вязкости. Та
кой вид масел уже относится к типу смешанных минеральны)
масел.
Оба способа производства представляют собою устарелы
формр: технологического процесса. Полученные таким образо:
масла не отличаются хорошими качествами. Наши масла был!
овлетворительны только потому, что сырье (чистая Доссорская
' ,жть) отличалась весьма высокими качествами. С другой сто
ны производство масел таким способом было ограничено как
1 емкости аппаратуры, так и по сырью и не смогло удовлетво-
' ять растущие требования авиации.
1 в Дмеоике уже давно применялись новые методы перера-
откп нефтей, дающиЬ возможность увеличить продукцию с од-
,'э,временным расширением сырьевых ресурсов. Эти методы сво-
" ятся к получению масел под названием брайтстоков.
' ’ На рис. 3 показан способ получения авиационного масла
ААС» (брайтсточное) на одном из наших заводов.
Сырая нефть, состоящая из смеси СО % Макатской и 50%
п0ссорской нефти поступает из резервуара на перегонку. Как
же указывалось, она проходит последовательно ряд кубов ке-
Схема получения а&иа-мосло
„РАС" НО Ионстантино&:кол7 за С оде
j 1-1, 1 Ж4:! _ 1^91------------------
Cbipoe * ераСчноЦрр
I? | епгесчс-
| ] СЗ-очноч
Y
fl fl£ фиоЬгор тру<5чарг>ар пе vfi
Рнс. 3. Схема получения авнамасел „ААС“ (брайтсточное).
I осиновой батареи, где и отдает легкие фракции. Затем остаток
1 виде мазута поступает на масленую батарею, где из него от
"ираются легкие масла. Остаток из масленой батареи в виде по-
лугудрона идет на сернокислотную очистку. Количество серной
ислоты, идущие для очистки полугудрона, меняется в зависим-
ости от качества основного сырья. В случае переработки чистой
Доссорской нефти или смеси с максимальным содержанием Ма-
1 атской нефти до 15% расход кислоты составляет не более 7
8%;в случае переработки смеси из 50% Макатской и 50% Дос-
еорской нефти он составляет до 12 % кислоты. После очистки сер-
ной кислотой масло отстаивается и из него сливается остаток
10
11
MV методу производства. В процессе дальнейших наблюде-
• й за поведением масла при хранении и за поведением его в
'эторе, оказалось, что такие масла обладают значительно луч-
ей стабильностью и лучшей устойчивостью при работе. Вот
7чему такая очистка быстро привилась в маслопроизводящих
----------- *•—-...... л--— --- - —[ в СССР, Как
,'элько перед нами стал вопрос об использовании худшего сы-
кислый гудрон. Надо отметить, что процесс освобождения
кислого гудрона оказывает значительное влияние на качество г,
тового масла. Если кислый гудрон долго не сливать, а оставля
его вместе с очищенным маслом, то первый начинает раств
ряться в масле, этим самым в дальнейшем определяя значител ‘ ^дприятиях Америки и была перенесена к нам
HOC ухудшение качества продукта. 4 мамы гтап иппппг об Пгпплт.йпваш|
Совершенно понятно, что недостаточная очистка полугудр и получения лучших масел для авиационных моторов,
от кислого гудрона ведет к тем же последствиям. 1'' " ’ - - -
С этого момента процесс изготовления масла резко изменяет!
по сравнению с тем, что мы имели на других заводах. Вмест ,Ь1ТЬ охлаждено для того, чтобы не было соприкосновения нагре-
нейтрализации масло подвергают действию специальных земч Jr0 масла с воздухом, так как при этом возможно сильное окис-
(глин). В Америке для этой цели употребляется земля под назц 1еНИе углеводородов и ухудшение качества готовой продукции,
нием флоридина. В СССР найдены несколько сортов отбелива! случае переохлаждения масла ниже 100" С его вязкость на-
щих земель, которые могут служить для дальнейшей обрабоп . оль"ко увеличивается, что процесс фильтрации идет чрезвычайно
масла. К ним относятся имеющиеся залежи в Грузии на Кавказе "
земля Гумбрин и в Европейской части СССР — Зикеевская зем<
Отбеливающие земли бывают двух видов: земли, действующие
обычном своем состоянии, и земли, требующие предварительно
обработки для того, чтобы оказать затем активное действи- 10ДИТ через сетчатый фильтр. Здесь процесс фильтрации осуще-
Следующим этапом переработки масла-брайтсток является
.хлаждение примерно до 100° С и фильтрация. Масло должно
чение углеводородов и ухудшение качества готовой продукции.
,.еДленно и плохо. Густое масло, проходя через фильтр, уносит с
гобою много мельчайших частичек земли, что загрязняет гото
<ый продукт.
Фильтрация совершается в два приема. Сначала масло про-
В этом последнем случае земли называются активированными.
В рассматриваемом технологическом процессе для очистк
масла применяется зикеевская земля. Для того, чтобы оказат
наибольшее влияние на улучшение качества масла, она предв-
рительно подвергается мелкому помолу. Благодаря этому, пр
одинаковом количестве загружаемой земли, поверхность взаимо
действия земли с маслом сильно увеличивается. Это мероприятье
диктуется не только вопросами расхода земли, но и потерей масл
в технологическом процессе. Дело в том, что земля поглощае
масло, и чем больше земли мы будем принуждены пустить в тех*
нологийеский процесс, тем больше масла мы будем терять в
время процесса очистки.
Масло, смешанное с землею, захватывается насосом и по
твляется слоем земли, отлагающимся на сетке. Понятно, что по
пре фильтрации и увеличения этого слоя процесс замедляется и
етки подлежат очистке.
Затем масло поступает на обыкновенный фильтр, состоящий
is рамок, обтянутых хлопчатобумажной тканью. Эта фильтра-
1ия освобождает масло от наиболее мелких частиц, не задер-
ганных предыдущим фильтром.
Процесс фильтрации должен чрезвычайно внимательно кон
изолироваться, так как малейшие неполадки и допущение в го-
товом масле механических примесей в виде взвешенных мель-
шйших частичек земли приводит к весьма опасным послед-
ствиям.
Готовое масло ААС (брайтсточное) представляет собою гу-
дается в трубчатую печь. Здесь, протекая по нагретым трубач тую слабо подвижную жидкость, темно-красного цвета, с зеле-
1 юватым оттенком в отраженном свете. Чем лучше произведена
заключаю 'чистка масла, тем масло зеленее и тем выше оно ценится.
масло разжижается, что увеличивает действие земли.
Подогрев имеет и свои отрицательные стороны, г--------------
щиеся в увеличении возможности окисления масла. Однако, из
бежать его не удается, потому что очистка землею без подогрев
сильно ухудшает качество масла.
В трубчатой печи масло подогревается примерно до 200° С
Во время этой операции земля нейтрализует масло и кром
того удаляет из него часть смол методом" адсорбции (поглоще-
нием). В случае применения в качестве отбеливающей земли гуМ
брина, температура необходимого подогрева увеличивается cd ,еминуемой аварии мотора.
22?" С. Из рассмотрения этого процесса видно, что масло ААС
Масла, получаемые обработкой глинами, отличаются значи ’Райтсточное) является типично остаточным маслом.
Можно пользоваться этим способом получения авиационного
Одно время для авиамоторов поступало масло, имеющее в
ебе остатки земли из-за небрежной фильтрации. Такое масло
эксплоатапии привело к увеличенным износам и к забивке ша-
Унных и коренных шеек коленчатого вала грязью. Последнее
"зстоятельство очень опасно тем, что как известно именно ко-
иная шейка является проводником масла к трущимся частям
Шатуна. Ее забивка может. привести к прекращению подачи и
ответственно до 300" С.
Масла, получаемые обработкой глинами,
тельно лучшим внешним видом. Однако, отнюдь не стремлений
придать маслу красивый внешний вид заставило обратиться к
13
12
масла до тех пор, пока сырье будет удовлетворительных качее^
Однако, на сегодняшний день кривая добычи Доссорской вые
некачественной нефти падает при росте добычи смолистой А)
катской нефти.
ого процесса получения брайтстока. Можно так изменить про-
есс что брайтсток будет сразу получаться менее вязким и по
1-оим качествам близко подходить к требованиям, пред’являе-
... к авиамаслу. В этом случае смешение является излишним,
слип nv^*n. i SB ИИ Млел у. о ичучас смешение H&'iHCiLH Ибштшпг.м,
Увеличение удельного веса худшей нефти приводит к неп 1 ’0I(cCc получения масла будет целиком напоминать процесс по-
FJИ МОСТИ переходить НЯ метол поличения ЛИГТИ.ПЛЯТНПГО МЯ.'Л плагття «'ДДС» Г ППНИМ ТПЛЬКП пп-гглПТТЫ'ГРпкмт,1Х4 ТПРЙППЯ-
ходимости переходить на метод получения дистиллатного мае
для чего необходимо проводить разгонку нефти под вакууме
Из сураханских нефтей также можно получать аьиацион.д
масла. Намечаются два пути использования сураханских неф г •
Первый путь заключается в получении брайтстока пример
таким же путем как и описанный путь получения масла «AAi
(брайтсточное). Здесь необходимо сделать еще следующее зал
|,ения масла «ААС» с одним только дополнительным требова-
,ем к его депарафинизации. Полученное таким образом масло
13Ь1Вается «Сураханское авиационное масло».
вт Вольтоловые масла. Впервые промышленное про-
зводство вольтоловых масел относится к 1907 году. В г. Банде
□и построен небольшой завод, выпускавший новый вид смазоч-
ных масел под маркой «Электрион». В 1914 году, в империали-
чание. После фильтрации очищенное масло подвергается депа] ическую войну, во время оккупации Бельгии немецкими вой-
финизации. Для этой цели масло подвергается замораживани заводы Электрион были переведены на систематическую
во время которого происходит выпадение тяжелых парафин ’
вых углеводородов. Выпавший парафин находится в масла
взвешенном состоянии и удаляется из него способом центроа
гирования. Процесс депарафинизации состоит, следовательно,
четырех элементов.
1. Смешение масла с нафтой (легкий бензин), для того что/
после появления кристаллов парафина они легко отделялись
жидкости.
2. Медленное охлаждение раствора до температуры пример!
— 40°.
3. Центрофугирование.
4. Отгонка из смеси легкой нафты.
Благодаря процессу депарафинизации удается заметно пош
лить температуру застывания готового масла, примерно до —15°1
Полученный, таким образом, сураханский брайтсток в отл!
чие от эмбенского брайтстока не рекомендуется в чистом ви
для авиамоторов в качестве готового авиамасла, потому что вя шеются указания на то, что при этом процессе должно присут-
кость его чрезвычайно велика. ' -
В Америке густые брайтстоки служат основой для <олученн
авиамасла, но никогда не используются как масло. Для пол;
чения авиамасла из густых брайтстоков их подвергают смеш
нию с более легкими маслами. Этим создают новый тип мае
«смешанных авиационных брайтстоков».
Для получения из сураханского брайтстока авиационно!
масла необходимо его смешать с машинным маслом в пропорщ
80% сураханского брайтстока и 20% машинного масла. Пол
ченный продукт может применяться на авиационных моторах.
Второй путь использования сураханских нефтей для получ
ния авиационных масел заключается в изменении технология
аботу по производству авиационных масел и масел для мор-
жих моторов. Одновременно с этим в Германии было создано
общество, которое построило завод для производства вы-
экосортных масел по этому способу. Немецкая фирма, произво-
дящая вольтоловые масла, называется «Deutsche Voltol Gesell-
ichaft». В настоящее время, благодаря исключительно высоким
качествам вольтоловых масел как бельгийского, так и немецкого
|роисхождения, последние завоевали полное право гражданства
। с успехом применяются на авиационных двигателях. Несмотря’
ia значительно более высокую их стоимость, многие фирмы авиа-
щонных моторов настойчиво рекомендуют для смазки своих
писателей вольтоловые масла, благодаря тому, что последние
шределяют большую надежность двигателя и заметно увеличи-
!?ют срок его службы.
Вольтоловые масла получаются при действии тихого элек-
рического разряда на масло. Надо отметить, что в литературе
твовать также и растительное масло. Однако в проспектах бель-
ийской фирмы, производящей вольтоловое масло, указывается
ia возможность получения вольтоловых масел из чистого неф-
зного сырья.
Такие разряды производятся под большим напряжением в
несколько тысяч вольт. Температура масла, при которой произво-
рится электрообработка, слегка повышена, достигая в некоторых
случаях 100° С. Важно отметить, что электрообработка произво-
дится в аппаратах, где кроме сырья присутствуют газы вместо
'оздуха. Можно указать, что в качестве газов применяются во-
юрод или азот при повышенном давлении.
Электрообработка заключается в том, что легкие масла под
действием электрического разряда начинают густеть и достигают
когда такой густоты, которую совершенно невозможно полу-
шть при другом способе производства. Благодаря такому загу-
стеванию, эти масла иногда называются «конденсированными».
*) В литературе встречаются различные способы депарафинизации брай
стоков. Однако они до сегодняшнего дня не получили широкого распростр
нения ни у нас, ни за границей. Описанный метод депарафинизации являет!
наиболее распространенным.
14
15
Сгущение масла сопровождается сильным повышением молен
лярного веса (наблюдались случаи повышения молекулярн
веса в 4—5 раз).
Особо важным является то обстоятельство, что при э i <
процессе сгущения масла все остальные его свойства и, следов
тельно, физико-химические константы не меняются. Так, напр
мер, нейтральность, кокс, воспламенение и т. д. почти остают
без какого-либо изменения. Весьма благоприятным обстоите^ оре.
ством, имеющим большое значение в эксплоатации, являм
уменьшение температуры застывания масла. Это кажется г
более странным, что во время электрообработки вязкость сил;,,
увеличивается.
Судя по литературным данным, процесс вольтолизации в з
водских условиях осуществляется в закрытом горизонтальном р
зервуаре емкостью приблизительно 30 м3 (см. рис. 4). В середи
епенно увеличивает свою вязкость, т. е. становится значительно
Побившись при помощи электрообработки значительного уве-
чения вязкости, мы получаем продукт, называемый «концен-
й..р0Ванным электро-ионизационным маслом». Этот продукт в
рдученном виде еще не пригоден для применения на авиамо-
Лля получения авиационного вольтолового масла необходимо
„центрированное масло разбавить более жидким минеральным
"слом до требующейся по заданным нормам вязкости. Такие
мешанные масла можно создавать для любых надобностей, по-
feneHHO увел.
>лее густым.
Побившись
Рис. 5. Волстолизацнонная установка.
концентрированное масло растворяется в минеральном,
эму что
риготовленном из любого сырья, в любых пропорциях.
При этом смешивании: 1) сильно улучшается качество в из-
енении вязкости при повышении температуры (что, как видно
[» на коп -< нижеизложенного, играет 'весьма большую роль для авиаци-
между собою электрод: иного мотора); 2) улучшается маслянистость и этим улучшается
........~ Укрепляется масляная пленка в подшипнике, и 3) заметно по-
Рис, 4. Вольтолизацнонная установка.
резервуара проходит горизонтальный вращающийся вал,
ром смонтированы изолированные i
Обычно, число их бывает от 4 и выше. Эти же электроды сна
жены черепками, с помощью которых масло все время цирк} д ржается точка застывания,
рует между электродами и поэтому беспрерывно подвержш
действию электрического тока. 1
Процесс, как правило, ведется в присутствии водорода ш
какого-нибудь другого газа. На рис. 5 виден рядом с резерву
ром для вольтолизации стоящий балоц с газом. Водород обычи
вводится в резервуар после того, как из него выкачан воздух
После ввода в резервуар газа вал с электродами и черпакам!
приводится во вращение электромотором со скоростью примерн!
1 оборот в минуту. Масло, протекающее между электродами, по
Концентрат масла бывает как чисто минерального происхо-
дения, так и растительного. Разбавление же концентрата, как
Равило, производится всегда в минеральном масле.
Указанный процесс можно использовать для получения высо-
>сортных авиационных масел из смол и углей. При этом улуч-
ается их стабильность и смазывающие способности. Последнее
'Стоятельство особенно важно для стран, не имеющих собствен-
!-;х нефтяных источников и получающих, таким образом, воз-
щкность обеспечить свой моторный парк, высококачественными
2 Авиационные масла.
I Центр. агитпу;Хн
моторными маслами, произведенными из углей, сланцев, сапр, анИЯ в сырье парафина приводит к наилучшим результатам,
пелитов И Т. Д. --—“ ° ru,nr,P nnvruv ЧГПРП.ПППППТТПо о г,,™, ппгх.огь.,».
Здесь кстати можно отметить, что положительные отзывы
/одержание в сырье других углеводородов в виде ароматиче-
... или нафтеновых влечет За собою ухудшение качества гото-
Полученный продукт (крекинг-дистиллат) подвергается по/и-
церизации (т. е. укрупнению молекул) за счет соединения между
— о . .ГГГГГ! ЧАГУГТА ГТ А ТТЩТТТ.Т Y Х7Т1 71 АТЭГУ ТТГЧГТГЛ ТТ -МТОт Г1гх rir-fZXPp тхртт/х—р-т тх
.................---- ---------, --- ----- --- - -- - -- ИЛИ .... . ._
вольтоловых маслах приводятся в иностранной печати дост СИНТетического масла.
точно часто. К примеру: среди 10 испытаний масла, проведенщ 1 (1 полученный продукт (крекинг дистиллят) подвергается по/и-
на наиболее мощном моторе воздушного охлаждения «Misti
Major», лучшим маслом со всех точек зрения оказалось вот, ряда непредельных углеводородов. Этот процесс ведется в
толовое масло, на котором указанный мотор развил 760 л. с. крыТой мешалке, нагретой до 60—70”, в присутствии хлористого
высоте 3 800 м и работал в указанных условиях вполне надеж; ^чН/миния. Последний оказывает решающее влияние на процесс
z- „ масла. Несколько лет тому ваз ~ л Пнения молекул непредельных углеводородов. Хлористый
скрытой мешалке, нагретой до 60—70”, в присутствии хлористого
г) Синтетические ;
появились в Америке новые масла весьма высоких каче<1
предназначаемые поэтому для применения на авиационных м
торах. Эти масла получаются путем искусственной полимер»з
ции непредельных углеводородов до такой степени, что и
этом образуются высокомолекулярные углеводороды. Такие \ нег0 отгоняются легкие части, присутствие которых ухудшает
ела называются синтетическими. 1 " " '
Несмотря на то, что схема получения синтетических мае
„ 1ЮМИИИЙ, в количестве нескольких процентов, находится в не-
прерывном контакте с крекинг-дистиллатом в течение нескольких
десятков часов, причем процесс ведется при постоянном переме-
шивании. Затем масло нейтрализуется и промывается, после чего
качество масла. Здесь необходимо заметить, что данный процесс
I идет хорошо и нормально при работе со свежим крекинг-дистил-
очень проста, аппаратура и необходимые реактивы недороги, t i tJT0M. В случае применения старых дистиллатов, т. е. тех, которые
“до процесса с хлористым алюминием хранились несколько ме-
_ацев, результаты получаются весьма плохие.
Как указывалось, сырьем для синтетических масел является
мрафин. Понятно, что такте сырьевые рессурсы недостаточны и
улаживание большого производства синтетических масел, бази-
[>уясь на таком виде сырья, совершенно невозможно. Попытки
^пользования другого сырья, хотя и дали в конце концов масла,
однако качество полученной продукции оказалось значшельно
тетические масла до сего времени не получили большого । а
пространения и имеющиеся на американском рынке образцы о!
ходится чрезвычайно дорого.
Это об’ясняется большими затруднениями в подборе для cir-
тетических масел необходимого сырья. Как оказалось, наи. у” улаживание большого про:
шим сырьем, могущим служить для получения синтетических м
сел высоких качеств, является парафин, или в крайнем случ
остатки парафинового производства. Из за дороговизны тако
сырья готовые синтетические масла на американском рынке пр уЖе.
мерно в два-три раза дороже обыкновенных масел, применяемь
для авиамоторов. Однако, исключительно высокие качества си v 1ШЧ „
тетических масел, надежность работы мотора на них, хорош; стремление получить высокосортное масло из распространенных
работа при низких температурах, слабое нагарообразование
цилиндре и на поршнях, отсутствие пригорания поршневых к
лец и удобство эксплоатации делают весьма желательным i юго мотора определяется следующими обстоятельствами:
применение. /Дороговизна не исключает их применения в том сл •*
чае, когда требуется наибольшая гарантия, надежность или ув вания;
личение срока службы мотора до ближайшей переборки.
Технологический процесс получения синтетических масел з кость при увеличении температуры,
ключается примерно в следующем: парафин, парафинов:
Дальнейшее изучение этого процесса ведется весьма (широко
«ак у нас, так и за границей, причем главной целью является
•идов сырья.
Высокое качество синтетических масел для смазки авиапион-
1) синтетические масла имеют низкую температуру засты-
2) синтетические масла незначительно изменяют свою вяз-
. . Эти качества обусловливают надежную работу мотора при
остатки или парафинистые мазуты подвергаются процессу к[ низких температурах и возможность запуска мотора при таких
же температурах без предварительной заливки в мотор подогре-
кинга. Благодаря расщеплению парафиновых углеводород;™'”' -
после крекинг-процесса получается большое доличество непр >ого масла,
дельных углеводородов. Чем ниже давление в процессе креки; и
тем больше непредельных углеводородов и тем больше мае.
при прочих равных условиях, может быть получено в кон:
переработки. Так как парафиновые углеводороды дают при кр
кинге наибольшее количество непредельных, являющихся о
новой синтетических масел, то понятно, что ^увеличение соде
С другой стороны, указанные качества обеспечивают хоро-
шую работу всех трущихся деталей, даже в случае повышения
температуры некоторых из них.
В Америке были поставлены испытания синтетических t/асел
Для того, чтобы определить, не являются ли указанные качества
их единственными, потому что возникали подозрения о плохой
18
19
смазывающей способности и возможности усиленного нагароо;
разования. Мотор «Прат Уитней 1340» был установлен на 50-ч.(
совое испытание на самолет. Мотор работал 90% своего времен
на мощности 0,9 от максимала и 10% времени развивал полку
мощность. Было взято синтетическое масло пониженной вязк<
сти, так как испытание происходило зимою.
ереработки. К такому виду масел принадлежат в первую
очередь масла, полученные путем их очистки избирательными
растворителями (эти масла называются еще селективными мас-
сами). Принцип получения их заключается в том, что масло под-
вергается действию специальных веществ, могущих растворить
„ себе нежелательные углеводороды, имеющиеся в обычных мас-
становлено, что наилучшим из них является фенол. Последний
обладает свойством поглощать непредельные, ароматические и
сернистые углеводороды, т. е. как раз те, которые влияют наи-
На этом принципе очистки масел в 1930 году был построен
завод в Америке по производству высококачественных масел и
в первую очередь авиационных масел из колумбийской нефти, с
применением фенола в качестве растворителя.
Технологический процесс получения таких масел протекает
примерно следующим образом.
Дистиллат очищенного масла перемешивается с фенолом при
температуре примерно 50" С. При повышении температуры про-
цесс очистки протекает глубже и масло получается лучших ка-
от сырья не позволяют достаточно глубоко производить очистку.
Такое же действие, в смысле улучшения продукции и уменьшения
выходов, дает увеличение количества фенола, поступающего для
смешивания с дистиллятом. Как температура, так и количествен-
ное содержание фенола устанавливается, исходя их технико-эко-
номической целесообразности.
После реагирования фенола на масло смесь отстаивается и
масло, имеющее в себе незначительное количество фенола, изы-
мается и подвергается нагреванию. При этом нагревании фенол
испаряется. Затем масло подвергается очистке глинами, в резуль-
тате чего улучшается его стабильность и цвет. В зависимости от
того, какой берется в переработку дистиллат, получаются разные
сорта авиационных масел. Обычно они разделяются на летние и
зимние. Наиболее тяжелые сорта таких масел должны подвер-
гаться процессу депарафинизации.
Авиационные масла, полученные таким образом, выдержи-
вают наиболее строгие требования, пред’являемые к авиамаслам
Министерством воздушного флота САСШ.
Исследование масел, очищенных фенолом, показало, что при
этом процессе не происходит никаких химических реакций. Здесь
имеется исключительно очистка, т. е. из’ятие из масел вредных
Углеводородов. Кроме того, сам фенол не раз’едает аппаратуру
и требует значительно меньше мер предосторожности, чем при-
меняемая в настоящее время сернокислотная очистка. Такой ме-
В результате этих испытаний удалось установить, что до те» в се результате изучения такого рода растворителей было
пературы —-20“ авиационные моторы вполне надежно запуск, л — — .......................- ----------- j ”
ются без предварительного нагрева масла. После конца ислыт
ния не было обнаружено никаких недостатков. Все трущиеся д,
тали находились в хорошем состоянии; признаков недостать ^д'щим образом на качество масла,
подачи или недостатка маслянистости обнаружено не было. I " ~ —
Интересно отметить, что состояние поршневых колец был
вполне нормальным, никаких признаков пригорания их обнар,
жено не было. Состояние рабочих поверхностей поршней был
исключительно хорошим, а отложения в канавках и на ребра
поршней были исключительно малы.
После этого на моторе «Райт-1750» были поставлены по uhi
циативе Материального департамента воздушного флота САС ’
сравнительные испытания разных масел. Одновременно были npi
верены 2 'масла «Мид Континент», одно масло из Пенсильванскр
нефти и 2 образца синтетического масла. Этот мотор отличаете чест®. Однако понижающиеся при этом выхода готового масла
тем свойством, что у него на поршнях образуется большое кощ
чество нагара и поэтому на нем значительно удобнее произвест
сравнительную характеристику. Все испытания производились
полете, причем моторы проработали по 25 часов, развивая вс
время не более 90 % максимальной мощности.
После окончания испытаний моторы разбирались, нагары
поршней снимались и взвешивались. Здесь в исследованных на
тарах произведено разграничение между нагарами на поршне
нагарами в канавках колец. По количеству нагара на поршне наг
более низкое значение показали масла «Мид континент», в г
время как по состоянию канавок для колец на первое место вы
шли синтетические масла. Масла «Мид континент» вышли на са
мое последнее место по этому показателю.
Считается, что важнейшим показателем является состояли
кольцевых канавок, потому что плохое их состояние приводи
к пригоранию колец и сильной потере мощности и перебоям
работе мотора. Наоборот, при несколько увеличенном narapoof
разовании на поршнях неполадки в работе мотора не наблюдя
лись.
Таким образом, в отношении нагароотложений, имеющих зна
чение для работы мотора, синтетические масла могут считаться
наиболее пригодными. I
Повторные испытания на моторах водяного охлаждения все
эти выводы1 подтвердили. 1
д) Нефтяные масла специальных процессов тод очистки уменьшает расход весьма дефицитной серной ки-
20
21
слоты, расход глины и, благодаря простоте оборудования, мо>к,
обслуживаться незначительным количеством людей.
В.«заключение надо еще кратко остановиться на мерах, нагщ
вленных к уменьшению температуры застывания авиационну
масел. Это обстоятельство является весьма важным для opraid
зации технической .^ксплоагации и обеспечения надежного зап
ска при низких температурах.
Из попыток, направленных к понижению температуры засть
вания авиационных масел, необходимо отметить метод добагде
ния специального вещества под названием «парафлоу» *). Те i,
следования, которые были проведены, показывают, что прису
ствие «парафлоу» в количестве нескольких процентов оказыва
свое действие тем, что понижает температуру застывания п >
мерно на 10° С. Однако, не все масла одинаково хорошо прин
мают действие «парафлоу». Как оказалось наиболее эффе
тивно с ним реагируют парафинистые масла Микроскопически
исследование показало, что присутствие парафлоу задержива
момент появления кристаллов парафина, этим самым давая ио
можность маслу сохранять жидкую консистенцию при понижена
температуры.
2. Масла растительного происхождения.
Касторовое масло. Касторовое масло получается из с
мян клещевины, культивируемой у нас в СССР на юге Украин
на Кавказе и в Средней Азии. В семенах находится не более 60
масла, причем этот процент, как правило, значительно ниже,
зависимости от качества сырья. Кроме того, современным техн<
логическим процессом весь потенциал жира из’ять невозможно
поэтому средний выход готового масла составляет 'не бол!
40%.
Кроме касторового масла в семенах имеется еще сильно яд
витое вещество рицин, не попадающее в готовую касторку,]
остающееся в отходах производства (жмыхах). Жмыхи други
семян, служащих для получения масел (подсолнечное, конопл;
ное и т. д.), идут в качестве корма для скота Жмыхи же клеш,
вины, из-за их ядовитости, могут использоваться только к1
удобрение, в противном случае их сжигают.
Из современных методов получения касторового масла имея
практическое применение 2 основных: прессование семян и эк.1
ракция.
Получение касторового масла из семян методом прессована
заключается в следующем: сначала семена поступают на помо.
для чего они подаются К специальным бегунам или вальцам
Затем измельченные семена подвергаются нагреванию.
Назначение нагревания:
*) Парафлоу представляет собой синтетическое масло, полученное путей
конденсации парафина и нафталина по реакции Фриделя и Крафтса.
п при нагревании имеющиеся в семенах белковые вещества
ептываются и при дальнейшей переработке не попадают в ма-
10 а остаются в семенах;
2) имеющиеся в семенах ферменты, способствующие прогор-
1!ИЮ .масла от высокой температуры, уже при первом нагрева-
' , теряют свою активность. Этим самым как бы увеличивается
Стабильность готового масла.
При нагревании масло делается более жидким и, благодаря
10му, при дальнейшей переработке легче отделяется от семян.
Нагревание производится на специальных сковородах, причем
размер соответствует той порции, которая сразу может быть
помещена под пресс. Нагревание производится паром, проходя-
тдим между двойными стенками сковороды, при постоянном пе-
.еметцвании семян. Нагретые семена укладываются и заверты-
ваются в специальные прессовальные салфетки и в виде свертка
сдаются под пресс. Предварительно, для того чтобы семена ло-
жились под прессе равномерно, их подвергают легкому сдавли-
ванию на специальных станках. Под прессом семена сдивливаютгя,
из них вытекает масло, которое собирается в специальные чаны.
Второй 'способ получения касторового масла заключается в
экстрагировании, т. е. растворении масла, находящегося в семе-
нах, в специальных жидкостях. Принцип процесса экстрагирова-
ния заключается в том, что горячий растворитель заставляют
многократно проходить через семена до тех пор, пока последние
не останутся совершенно без масла. После этого растворитель
заставляют испариться, а затем сконденсироваться в холодиль-
нике. Остаток в виде касторового масла отводят на очистку, а
растворитель может быть снова пущен для экстрагирования.
Как правило, касторовое масло получается одновременно
обоими способами переработки, т. е. сначала семена прессуются,
а затем жмыхи, содержащие в себе еще некоторое количество
масла, не могущего быть выжатым, подвергаются экстракции.
Полученное таким комбинированным методом масло должно
быть очищено от растворителя, остающегося после процесса
экстракции, белковых и олизистых веществ, некоторого количе-
ства рицина и случайных примесей мусора и пыли.
Очистка производится сначала паром, для лучшего удаления
растворителя, а затем кипячением с водою. При кипячении свер-
тываются белковые вещества, а рицин под действием воды теряет
свою ядовитость. Затем масло отстаивается, фильтруется, про-
мывается водой с 2% магнезии. Остатки воды удаляются с по-
мощью нагревания. Полученное масло идет для технических целей,
в частности для смазки авиационных двигателей.
Медицинская касторка получается только прессованием холод-
ных семян. Из дальнейшей обработки отжатых семян клещевины
методом горячего прессования и экстракцией получается техни-
22
23
ческая касторка. В этом случае процесс ведется на получен
двух продуктов.
Внешне касторовое масло имеет желто-зеленый цвет и rycrj
консистенцию. Касторовое масло самое густое из всех раст
тельных масел и относится к разряду не высыхающих масел, 1
своему химическому составу касторовое масло представляет с
бою в основном глицерид рициновой кислоты Сп Н32 (ОН) СОО
содержание которого достигает 80—85%. Эго масло являет
одним из немногочисленных масел, в котором содержание одм
го из глицеридов выражено так ясно.
Остальные 15—20% составляют разнообразные кислоты. С
став кислот одного из касторовых масел дает следующее соде
жание их: 1) твердых кислот 1,4%; 2) олеиновой кислоты 7'
3) линолевой кислоты 3,5% и 4) рицинолевой кислоты 85%.
Механические примеси и белковые вещества обычно отсу
ствуют.
3. Компаундированные масла.
а) Кастрол и. Попытки, направленные к улучшению смазк
двигателей, заставили обратить внимание на то обстоятельств
что растительные масла, как правило, обладают лучшей смазь
вающей способностью при прочих равных условиях. Однако
дальнейшем будет подробно указано, что подобные масла об к
дают рядом других крупнейших недостатков. Это обстоятельств
определяет попытки создать тип смешанного масла из минерал;
ного и растительного сырья с тем, чтобы в такой смеси кажды
из входящих компонентов вносил свои положительные качеств.
Таким образом появились кастроли, как попытка использовани
положительных качеств растительного масла.
Принципиально можно себе представить два вида кастроле:
первый с большим количеством касторки и небольшим колич
ством минерального масла, а второй наоборот с небольши
количеством касторки и с большим количеством минеральног
масла.
Кастроль с небольшим (до 20%) количеством минеральног
масла имеет целью ослабить отрицательные действия касторю
оставив за нею качество высокой смазывающей способности
уменьшение стоимости таких масел. Этот тип кастролей не при
вился и на сегодня трудно было бы даже указать такую Марк]
масла, которое производи лось бы с такой тенденцией.
Второй тип кастролей, содержащий в основном минерально
масло и 5—7% касторки, встречается очень широко на загранич
ных рынках и имеет целью несколько улучшить смазывающук
способность минерального масла. Как показали исследования
растительные масла имеют в себе активные группы, обладающий
большим сродством к металлу и хорошо к нему прилипающие
Присутствие активных групп в минеральном масле, даже в незна
24
чцтельном количестве, оказывается все же достаточным для того,
чтобы маслянистая пленка между трущимися деталями была до-
статочно крепкой и надежной.
Составление кастролей было бы еще более широко развито,
если бы минеральное масло хорошо смешивалось с касторкой.
К сожалению, касторка в минеральном масле растворяется очень
птохо. Установлено, что касторка растворяется довольно легко
‘ легких углеводородах, но по мере увеличения молекулы по-
следних, растворимость все ухудшается. Так например касторка
хорошо растворяется в бензине, в легких дистиллатных маслах
касторка растворяется до 3-—5%, в тяжелых же маслах типа
брайтстоков касторка почти совершенно не растворяется. Для
того, чтобы заставить касторку раствориться в минеральном мас-
ле, был предложен целый ряд способов. Если все эти запатенто-
ванные способы рассмотреть, то можно ясно установить ряд
принципиальных направлений решения этой задачи:
1) составление смесей касторового масла с минеральным с до-
бавкой третьего компонента для улучшения растворения;
2) нагревание касторки до высокой температуры;
3) обработка касторки специальными веществами, делающими,
касторку способной к растворению в минера,льном масле.
Первое направление заключается в том, что к смеси
касторки и минерального масла добавляется сурепное масло или
животный жир. Так как животный жир и сурепное масло доста-
точно хорошо растворяются в минеральном масле, то их пред-
варительно смешивают с минеральным маслом, а затем добав-
ляют касторку.
Проведенные испытания на моторе Ю-VI опытного образца
кастроля, состоящего из 90% авиационного масла + 5% кастор-
ки + 5% животного жира, показали полнейшую возможность
эксплоатации такого кастроля на авиамоторе. Однако, до сегод-
нящнего дня, мы нигде не встречали в эксплоатации таких ка-
стролей. Это об’ясняется очевидно тем, что животные жиры до-
роги и достаточное количество их для массовой эксплоатации
получить довольно трудно. Кроме того, такие кастроли не могут
долго храниться, особенно в теплое время, из-за разложения жи-
ров и, в связи с этим, резкого ухудшения смазывающих способ-
стей. ,
Второе направление установлено германским патен-
том № 104499 и заключается в том, что касторку нагревают до
360°, причем из касторки отгоняются продукты разложения. Оста-
ток, с внешнего вида весьма вязкий, отличается от обычной
касторки тем, что способен растворяться в минеральном масле в.
•любых пропорциях.
Как выяснилось, быстрота процесса оказывает значительное
Блияние на качество оставшегося касторового масла. Если про-
чесе вести быстро, то окисление и отгонка идут очень бурно, в
25
/результате чего остающийся продукт напоминает собою липку,
губку и для составления кастролей не может быть употребле
Изготовленная кастроль из смеси правильно обработанного к
сторового масла с минеральным при содержании касторки
8%, прошло испытание на Юпитере VI. Оказалось, что мот
отработал нормально положенный ему срок. Износы не были уа
личенными и никаких иных неполадок в работе не было обнар
жено. Такая кастроль может храниться до 3 месяцев, после че
возможно расслоение.
Третье направление является наиболее распростране
ным. В патенте указывается ряд катализаторов Ni, Sn, А1С13 SnS
и т. д., а также окисли ряда металлов.
У нас в СССР был разработан метод приготовления кастр >,
в ГИНН на основании наблюдения Rosson над действием ничт с
нэго количества серной кислоты на касторку, при высокой те
пературе. Для увеличения поверхности действия такого катал
затора применялся активированный асканит (земля асканит о
работанная серной кислотой). Активированный асканит долл;
иметь кислую реакцию для соответствующего действия.
Таким образом, технологический процесс намечался в следу,
щем виде: смесь минерального масла с касторкой нагревается
присутствии активированного асканита до температуры 175
200“ С. Процесс осуществляется в железных мешалках с соотье
ствующим подогревом. Желательная большая быстрота нагрев
После тепловой обработки вместо механической смеси, пост
пившей в мешалку, получается однообразная масса масла. Э1
массу, представляющую собой кастроль, подвергают фильтров,
нию для удаления асканита. Затем кастроль разбавляется мвд
ральным маслом до желаемой пропорции.
Изготовленный подобным образом кастроль прошел испыт
ния на авиационном моторе Ю-VI и показал хорошие качеств
Это указывает на то, что данный метод производства настроят
является пригодным. Простота же оборудования и технологии
ского процесса сулит ему достаточно большое распространена
4. Консистентные мази
Консистентные мази употребляются в таких механизмах, н
которые по своей конструкции не могут получать смазку обы
ной жидкой консистенции. С внешнего вида они представляй
-собою разной степени густоты смазывающие вещества, начина
со светло-желтого цвета и кончая темно-красным.
Консистентные мази представляют собою смесь минерального
масла, воды н мыиа. Назначение последнего исключительно быт
носителем смазывающего материала, не играя никакой полезно
роли в самом процессе смазки. Наоборот, чем больше в коне)
стентной мази имеется мыла, тем хуже она будет по смазываюп'е
способности. Однако, с другой стороны чрезвычайно трудно п<
26
учить мазь соответствующей густоты без достаточного содер-
жания мыла Присутствие воды в таких мазях обязательно, по-
тому что мазь с незначительным содержанием воды или обезво-
женная консистентная мазь не обладает достаточной устойчиво-
тью и имеет тенденцию к расслаиванию. При перемешивании
обезвоженной мази выпадает мыло. Поэтому все консистентные
ь.ази изготовляются с добавлением воды.
Мази, употребляемые для наших целей, изготовляются из
кальциевых мыл. Масла, идущие для изготовления консистентных
мазей, должны быть хорошей очистки.
Консистентные мази получаются путем смешения мыла с ми-
неральным маслом при высокой температуре (около 160") и пе-
ремешивания до создания однообразной массы. Затем при тем-
пературе около 75° в эту массу добавляется вода, и охлаждают
смесь.
В консистентной мази, применяемой в авиации, не должны
содержаться постоянные примеси, как-то: тальк, крахмал, из-
весть и т. д., могущие подмешиваться в рыночные продукты.
С внешнего вида консистентная мазь должна быть однород-
ной. После нагревания и охлаждения, ее однородность не должна
быть нарушена. При длительном хранении не должно наблюдать-
ся никаких изменений ( в частности не должно быть белых сгу-
стков.
Содержание воды в мази не должно превышать 5%.
Авиационный вазелин представляет собою мазь, получаемую
непосредственно из нефти и, следовательно, не имеющую в себе
ни мыла, ни воды. С внешнего вида он должен быть светло-жел-
тым и прозрачным, иметь консистенцию мази. Запах его не дол-
жен напоминать запаха керосина. Вазелин должен быть нейтраль-
ным и не содержать в себе никаких примесей, в частности жир-
ных и смолистых веществ. Удельный вес 0,8—0,85 при 15’ С.
Плавление 30—40° С.
27
еществ; 8) кислотность; 9) зольность и 10) температура засты-
дН'НЯ.
5’ Для растительных масел или компаундированных кроме вы-
е^речисленных свойств еще изучаются: 1) иодное число, 2) чи-
0 омыления.
‘ для оценки консистентных мазей необходимо знать: 1) их со-
laB 2) консистенцию и 3) температуру плавления.
1. Химический состав.
ГЛАВА II.
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МАСЕЛ ПО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМ
СВОЙСТВАМ.
Введение.
Основная тенденция современного авиамоторостроения —эт
получение большой мощности в одном агрегате. Это обсто)
тельство чрезвычайно усложняет систему смазки и резко новь
шает требования к применяемым смазочным веществам. Кр
ме того на сегодняшний день наметились две линии в развит
авиационных двигателей: 1) с воздушным охлаждением и 2)
водяным охлаждением. Как известно, первая группа двигателе
характеризуется более высоким температурным режимом, че
вторая, следовательно требования к маслам для двигателей
воздушным охлаждением более высокие, чем для двигателей
водяным охлаждением.
За последнее время все чаще появляются моторы, на которц
применяются высококипящие охлаждающие жидкости. Смазочнь
вещества для таких моторов должны обладать еще лучшие : «держания их ограничивается техническими условиями,
свойствами. Более повышенные требования к смазке пред’явл!
ются также моторами с надувом.
Не меньшее значение для подбора масла имеют климатищ ,1ически индивидуальных веществ,
ские условия, в которых приходится работать воздушному фл<
ту. Все эти разнообразнейшие условия пред’являют к смазочны
веществам различные требования, удовлетворение которых яв
ляется одной из основных задач нефтяной промышленности
соответствующих научно-исследовательских институтов.
Для того, чтобы правильно выбрать смазочные вещества не
обходимо знать их физические и химические свойства; точно
> масла :
знание этих свойств дает возможность оценить качество
зависимости от различных факторов.
Для оценки масла с точки зрения его применения на
торах изучаются следующие свойства: 1) химический
2) удельный вес; 3) вязкость; 4) липкость; 5) температура
ки; 6) испаряемость; 7) содержание смолистых и асфальтовы:
На качество авиационного масла безусловно влияет его хи-
мический состав. В зависимости от того, из какого сырья полу-
чено данное масло мы различаем масла с парафиновым основа-
<ием, с нафтеновым основанием и со смешанным основанием. Со-
щржание непредельных и ароматических углеводородов в ма-
тах нежелательно, так как этого рода соединения отличаются
•зоей неустойчивостью, быстро окисляются и вообще склонны ко
:сяким химическим изменениям. Наличие непредельных углево-
юродов в смазочных маслах вызывает при длительном хранении
увеличение содержания в них смолистых и асфальтовых веществ,
щляющихся источником нагарообразования в авиационных мо-
торах. В маслах с парафиновым основанием содержится некото-
рое количество твердого парафина, в результате чего темпера-
тура застывания таких масел не отвечает требозаниям авиации,
наиболее ценным, с точки зрения стабильности и других требо-
ваний, пред’являемых к смазочным веществам авиационными
ншгагелями, являются масла с парафиновым основанием, при
1'словии их полной депарафинизации.
Кроме основных групп углеводородов, в маслах встречаются
:ще минеральные и органические кислоты, которые при сопри-
косновении с металлами вызывают коррозию. Поэтому процент
В последнее время наметились тенденции к улучшению сма-
ючных свойств масел прибавлением небольшого количества хи-
*----- - - —. Основное .назначение их —
шособствовать скоплению у трущихся поверхностей металла
Шиболее поверхностно-активных молекул. Таким образом масля-
ая пленка между двумя поверхностями как бы разделяется на
’ри слоя, из которых два поверхностные обладают высокой вяз-
»остью и один промежуточный — имеет минимальное внутрен-
не трение. Такое действие специально введенных в масла хими-
ческих веществ (сульфо или хлоро-органические соединения)
позволило бы заменить вязкие масла — маловязкими.
Опыты, проведенные на машине трения Ольсена, показали,
авиамо ГТ° химически обработанное масло при вязкости Е50 = ],2 вы-
с с ав !еРл<ивает те же нагрузки, что и смазочный мазут при вязкости
в"пыш Lw==:4,2. Испытания масел, обработанных сульфо-органическими
с еЩествами, на коррозию, показали абсолютную нейтральность
28
к железу и бронзе (ГИНИ). Как видно из опубликованных м
териалов неизученным остался вопрос о постоянстве физико-х;
мических свойств этих масел при высоких температурах, имс>
щих место на стенках цилиндра.
Для воздушного флота возможность применения маловязкц
масел является чрезвычайно важной, особенно в условиях зим.ц
эксплоатации в северных районах.
2. Удельный вес.
Под удельным весом мы понимаем отношение веса опре.д
ленного об’ема масла при 15° С к тому же об’ему воды при
же температуре.
Удельный вес позволяет быстро определять однородно-ст
одной какой-либо партии масла. Оценить качество масла г
удельному весу нельзя. Для этого требуется производство па
него анализа масла.
На величину удельного веса влияет целый ряд факторов:
1) Химическая природа исходного сырья. Наиболее легким
являются масла с парафиновым основанием. Наиболее тяжела
ми — масла с ароматическим основанием.
2) Наличие в маслах продуктов полимеризации, т. е. вещее г
способных при повышении температуры образовывать смолы.
3) Длительность хранения. Вследствие длительного хранен!
часть наиболее легких углеводородов улетучивается. Этим самы
у масел с течением времени наблюдается повышение удельно!
веса.
4) Атмосферные условия, при которых производится опреде
ление удельного веса.
Масла, полученные из одного и того же сырья и обладают;!
большим удельным весом, имеют и более высокую вязкость1
Однако, величина удельного веса не характеризует температу,
ной кривой вязкости. Что же касается масел различного происх,
ждения, то их удельный вес не связан с величиной вязкост
Известно, что минеральное авиамасло ААС, имеющее удельнь
вес 0,895—0,905, имеет при 50° С большую вязкость, чем кастор;
вое масло, имеющее удельный вес 0,958—0,966.
Удельный вес является наиболее простой величиной, опред
ление которой доступно в аэродромных условиях.
Для определения удельного веса существует много способо
из которых наиболее простыми являются:
1) определение удельного веса при помощи ареометра 2).
2) Определение удельного веса весами Вестфаля.
3) Определение удельного веса взвешиванием равных об’емо
испытуемого масла и воды при одинаковых температурах.
1) См. п. 3. Вязкость.
S) См. Глава V, 4.
в СССР удельный вес определяется отношением веса масла’
Bj5°C к весу воды одинакового об‘ема и при той же темпе-
'1туре и обозначается d^o^-. В САСШ при температурах 60° F
обозначается d что соответствует d ’• В ДРУГИХ
- анах удельный вес масел определяется отношением веса рав-
: об'емов масла при 15° С и воды при 4° С.
В САСШ широко распространен метод определения так ка-
таемой плотности нефтепродуктов в градусах Боме (°Вё). Для.
еревода градусов Боме в удельный вес г-----;----
американского вефтяного института.
пользуются формулой
141,5
Уд. вес — 131,5+ °Вё
Ниже приводим таблицу для перевода °Вё в удельный вес.
Таблица 1
Гр. Боме ... 10 15 20 25 30 35 40
Уд. вес.... 1,000 0,9655 0.9333 0,9032 0,8750 0,8485 0,8235
Гр. Боме ... 45 50 55 60 65 70
Уд. вес . . . . 0,8000 0,7778 0,7568 0,7368 0,7179 0,7000
Если определение удельного веса ведется при температурах
i яше или ниже + 15" С, то вводится соответствующая поправка
3. Вязкость.
Наиболее важным свойством, характеризующим качество ма-
ла. является вязкость.
Если на масло воздейстовать какой-либо внешней силой, на-
правленной на перемещение его молекул, то сила сопротивления,
которую оказывает масло взаимному перемещению молекул, на-
зывается вязкостью. Благодаря этому свойству всегда между
трущимися поверхностями удерживается слой масла, который
уменьшает коэфициент трения, сводит к минимуму износ и яв-
ляется средством отвода тепла, развиваемого трущимися поверх-
ностями.
Для измерения величины вязкости приняты следующие еди-
ницы: абсолютная вязкость, кинематическая вязкость, удельная
вязкость, вязкость по Сейболту (САСШ), вязкость по Редвуду
(Англия) вязкость по Энглеру (СССР, Германия) и вязкость по
ьарбье (Франция).
Под абсолютной вязкостью мы понимаем силу в динах со-
противления взаимному перемещению двух слоев жидкости с-
поверхностью равной 1 см2, отстоящих друг от друга на расстоя-
Ии 1 см и перемещающихся со скоростью 1 см/сек.
30
31
Абсолютная вязкость определяется при помощи капилярног
вискозиметра Уббелоде (рис. 6). В основу этого определен
положена скорость истечения жидкости. Тогда по формуле Пу,
зейля получим:
абсолютная вязкость >) =
я-Р-гЧ-Т
8-V-L
дин•sec
ДИ|
С mJ
в
О
см3
где р — давление при котором происходит истечение
Н — радиус капиляра в см.
L—длина капиляра в см.
Т — время истечения в секундах.
U — об’ем вытекающей жидкости в смг.
В качестве единицы обсолютной вязкости
пауз, или величину абсолютной вязкости испыту<
мой жидкости при какой-либо температуре разд
лить на абсолютную вязкость воды при той же тел
пературе, мы получим так называемую удальну*
вязкость.
принят
С
пР-НТ
8УГ
8VL
Р-Т
РД»
у
е
Рис. 6. Капи-
лярный ви-
скозиметр
Уббелоде.
где © — удельная вязкость
tj — абсолютная вязкость испытуемой жидкое я
— абсолютная вязкость воды
Так как обычно истечение жидкости происходи
под влиянием силы тяжести, то вместо отношени
Р
давлений р- можно подставить отношения удельны
Ч)
d
весов -г-, тогда
"Чо б0Т0
Однако в вискозиметре Уббелоде необходимость в учете раз
ности удельных весов отпадает, так как разность уровней cd, t
c,d в начале и конце определения одинакова (см. рис. 6).
Таким образом, зная время истечения жидкости в капиляр
ном вискозиметре и время истечения воды в этом же вискози
метре, легко определить абсолютную вязкость:
Т
7; = ^-т-
На этом принципе построены все технические вискозиметра
(Энглер, Сейболт, Редвуд и т. д.).
Методика определения абсолютной вязкости заключается в
следующем: время истечения воды, для удобства при 20,2° при-
нято за единицу, называемую водным числом капилярного виско-
зиметра. Абсолютная вязкость воды при 20,2° равна 0,01 пуаза
Разделив время истечения испытуемой жидкости при какой-либо
лПературе на водное число капилярного вискозиметра, полу-
,м величину удельной вязкости данной жидкости. Умножив ве
1 чину i удельной вязкости на 0,01 получаем значение абсолют-
,й вязкости испытуемой жидкости в пуазах.
’ Пример-
емя протекания масла в капиляре при -j- 50° .
„ воды „ ,4- 20° .
и 728 3
цельная вязкость................е = -5з5б
долготная вязкость .... S = 13,68-0,01 = 0 1368 пуаза.
Так как пуаз величина сравнительно большая, то для смазоч-
масел принят в качестве единицы центипуаз == 0,0’ пуаза,
'.едовательно абсолютная вязкость воды при 20,2° равна 1 цен-
1пуазу, а абсолютную вязкость испытуемой жидкости в центи-
азах получают непосредственно делением времени истечения
в капиляре на водное число.
Кроме единиц абсолютной и удельной вязкости приняты еще
(нематическая вязкость % являющаяся отношением
голютной вязкости к удельному весу при одних и тех же тем-
ратурах:
. 728,3 сек.
. .53,26 „
= 13,68
7?
'^= d
текучесть f, равная обратной величине абсолютной вяз-
)СТИ
f — -1-
Ц
4.- Технические единицы вязкости.
В условиях повседневною контроля сорта смазывающих ве-
еств, благодаря сложности определения абсолютной вязкости,
«меняются специальные технические вискозиметры.
В Советском Союзе и Германии в качестве стандарта принят
мкозиметр Энглера *).
В САСШ в качестве стандарта принят вискозиметр Сейболта
'ис. 7). Вязкость по Сейболту определяется временем истече-
>я 60 см3 испытуемого масла из вискозиметра Сейболта и обо-
тчается секундами Сейболта.
В Англии применяются вискозиметры Редвуда в двух моди-
икациях, так называем# Редвуд (торговый) и Редвуд (адми-
'ятейский). Под вязкостью в секундах Редвуда (торгового) мы
'нимаем время истечения масла при заданной температуре в
бундах. 0
Вискозиметр Редвуда (адмиралтейский) отличается лишь -ем
Ведвуда (торгового), что время истечения 50 смг масла в
Раз меньше.
~ ~~--—-—
0 См. стр. 82.
3 Авиационные масла-
33
32
Во Франции принят так называемый вискозиметр Барбье *).
лученные градусы Барбье (°В) означают число кубических
тиметров масла, вытекшего в течение 1 часа. Нетрудно cooi
зить, что в данном случае определяется не вязкость, а обрат
ее величина текучесть.
Рис. 7 Вискозиметр Сейболга (САСШ)
Существование большого количества технических единиц в
кости создает большие неудобства в международных научно-т
вических связях в торговых отношениях. Ниже мы привей
таблицу с формулами, позволяющими определить абсолют
вязкость по данным техническим единицам, а также номограм
(рис. 8) для быстрого перевода различных единиц вязкости.
'*) Описание см. ииж. Н. Ф. Седых „Таблицы для перевода английски
американских мер в метрические по нефтепродуктам" Нефтяное издателЫ
1932 г.
34
mWTTI 11ШЖЖПХЩШНШ111111М 'I miiiiiif
.. ».B 43 «А l.s г 23 ГЯ^СЬ. 2
5 6 7 А 9 IO 1R эл чп ал «л М м*п
Рис. 8. Номограмма различных единиц вязкости.
Таблица 2
Наименование единиц вязкости Об'ем жидко- сти, подлежа- щий измерению Формула перевода единицы вязкости в абсолютную (яз- кость
радусы Энглера (Германия, СССР) 200 см3 4=^0,0731 Е—°'°^31 ) d
екунды Энглера ермания, СССР) ..... 200 см3 4=^0,001435 Т-3!?2) d при водном числе=51 сек.
екунды Сейболта— /нигерсаль С; един. Штаты) • 60 см3 4=^0,00220 Т —1^9) d
-екунды Редвуда оргового Великобритания) ...... 50 см3 4=^0,00260 Т —Ц?) d контакты прибора время исте- чения 50 см3 рапсового масла уд. веса 0,915 при 60е
-екунды Редвуда— АДхМиралтейск. Г^икобритаиия) 50 см3 4=^0,0239 Т —Ц0-) d
Радусы Барбье Франция) Число см3 вы- текшее в 1 час —— а
В приведенных формулах обозначают. Б—время истечения испытуемой жидкости, в сек. d—плотность испытуемой жидкости.
35
Таблица 3
Для перевода различных единиц вязкости
Градусы Энглера Секунды Сейболта Секунды Редвуда (торгов) Градусы Барбье Секунды Сейболта Градусы Энглера 1 Секунды Редвуда (торгов) Градусы Энглера Градусы Барьбе | Градусы Энглеря
1.0 30,97 27,71 4850 32 1,03 32 1,15 20 33.2
1,5 47,70 41,80 717 40 1.27 40 1,44 22 30,2
2,0 64,70 55,90 423 50 1,56 50 1,79 24 27,6
2,5 81,75 70,11 308 75 2,31 75 2,68 26 25,5
3,0 98,47 84,09 245 100 3.04 100 3,56 28 23,.’
3,5 115,20 98,25 204 125 3,79 125 4,45 30 22,!
4,0 131,95 112,23 175 150 4,54 150 5,34 36 18,4
4,5 148,64 120,54 154 175 5,29 175 6,23 42 15,8
5,0 165,43 140,36 137 200 6,04 200 7.12J 48 13,8
6,0 198,66 168,67 119 250 7,54 250 8,89 54 12,4
7,0 231,98 196,67 96,48 300 9,04 300 10,67 60 11,1
8,0 256,20 224,79 84,03 350 10.55 350 12,45 70 9,5
9,0 298,61 252,86 74,51 400 12,05 400 14,20 80 8,'.
10,0 331,98 281,10 66,92 450 13,55 450 15,95 90 7,4
12,0 398,39 337,48 55,63 > 500 15,06 500 17,74 100 6,7
14,0 464,98 - 393,63 47,60 550 16,56 550 19,52 125 5,4
16,0 531,30 449,75 41,61 600 18,06 600 21,30 150 4,6
• 18,0 597,80 506,02 36,96 650 19,57 650 23,08 2С0 3,51
20,0 664,27 562,84 33,25 700 21,08 700 24,86 250 2,9,
22,0 730,75 618,52 30,21 750 22,58 750 26,64 300 2,5
24,0 797,23 674,77 27,69 800 24,08 800 28,42 400 2,0
26,0 863,32 731,58 25,55 850 25,59 850 30,21 500 1,8 1,3
28,0 930,57 787,40 23,72 900 27,07 900 31,98 ЮОО
30,0 997,93 842,48 22,14 1000 30,07 1000 35,54 5000 1,0!
5. Факторы, влияющие на
вязкость.
известно, вязкость является
одним из
Как уже
свойств смазочных материалов, предназначенных для авпамо:
ров. Поэтому чрезвычайно важно, выяснить зависимость меж.
вязкостью и различными факторами, изменяющими ее величш
Ряд проведенных исследований о влиянии химического с
става на вязкость позволяет сделать следующие общие закл1
чения.
Вязкость возрастает с уменьшением процентного содержав!
водорода в молекуле. Опубликованные Мебери и Метьюс
1908 г. данные вязкости различных рядов углеводородов пок
зывают, что чем меньше в молекулах водородных атомов, т(
больше их удельный вес и тем выше вязкость для каждого О
дельного ряда углеводородов.
36
Таблица 4
ряд Точка кипения в °C при 50 мм Удельный вес Вязкость при 60°С
С„ Нги г с„ н!и С„ Н8„+2 С„ Ни+г Еще более х Наметкиным (см 294-296 274—276 294-296 • 274-276 арактерными явля таблицу 5). Таблиц 0,841 0,835 0,781 0,775 ются данные, а 5 21,33 15,53 10,88 8,51 шубликованные
Ряд Формула Название Вязкость чхю 5
Нафтеновый Ароматический » » Парафиновый » » 5» Непредельный Се н15 Св Н1о С8 Ни Св Н1о Св Н6 Cg Н18 Се н14 Св Н14 Св Н1г Сц Н1о )тил-ци клоге ксан Ксилол-орто Ксилол-мета Ксилол-пара Бензол Октаи Г ексаи Изо-гексан Пентан Амилен 850 (20°) 807 „ 615 „ 643 „ 649 „ 538 ,. 328 „ 300 . 287 (0°) 262 .
Из этой таблицы видно, что самой большой вязкостью обла-
дают нафтеновые углеводороды, затем идут ароматические
дальше парафиновые и наконец непредельные. Изомеры по вяз-
кости уступают нормальным углеводородам.
Для эксплоатации авиационных моторов большое значение
имеет изменение вязкости от температуры. Для воздушного авиа-
мотора крайне желательно масло с пологой кривой вязкости.
В целях обеспечения запуска мотора в зимних условиях, требуется
масло с малой вязкостью при низких температурах. Одновремен-
но, это же масло должно обладать достаточной вязкостью при
смазывании деталей, работающих в условии высоких температур.
Характер протекания кривой вязкости зависит как от хими-
ческого состава масел, так и от технологического процесса их
получения.
Наиболее пологую кривую вязкости имеют растительные ма-
сла, затем пологую кривую имеют брайтстоки, наиболее крутую
кривую дают масла из тяжелых нефтей. Прибавлением незначи-
тельного количества растительного масла к минеральному можно
исправить кривую вязкости. В качестве примера можно привести
кривую вязкости кастроля.
37
Не меньшее влияние на вязкость -оказывает давление. С ув
личением давления значительно возрастает вязкость. При давд
ниях около 1 000 кг/см2 вязкость настолько возрастает, что жщ
кое состояние переходит в твердое и масло превращается в пл:
стическую массу.
В условиях эксплоатации часто приходится смешивать мае н
с различной вязкостью. Вязкость смесей, полученных таким ей
разом, нельзя определить по закону
казали отсутствие прямой пропорциональности, а именно мощ-
Рис. 9. Вискограмма для определения вязкости
смесей.
пропорциональности. |
Ниже мы приводц
вискограмму (рис. 9) д.> ||1с
быстрого определен'
вязкости смесей, состс;
щих из двух компонс>1
тов различной вязкости
различных пропорциях’
-сть трения увеличивается гораз-
л' медленнее, чем возрастающая
ягрузка на подшипник.
Вязкость также влияет на рас-
, ,д масла. -В исследованиях мы
\еем обратную пропорциональ-
ость расхода масла от его абсо-
[отной вязкости. Кривая 1 на
. 11 показывает, что чем боль-
ше вязкость
асход.
масла, тем меньше
7.
Известно,
Липкость.
но
/30
/го
//о
/оо
ж
80
70
60
50
00
60
го
/О
о
что если капля жид-
на какую-либо твер-
(ую поверхность, то она быстрее
щи медленнее растекается по этой
щверхности. Также известно, что
В зависимости от тем ели каплю жидкости сдавливать
пературы масла, следов, шумя поверхностями, то не пред-
гавляется почти возможным ее от-
уда выжать. Очевидно, жидкость
обладает каким-то специфическим
иойством, характеризующимся степенью прилипания к смачи-
трение, изменяется. Пре 'аемой ею поверхности. Такое свойство называется липкостью,
.вторая прежде всего зависит от величины поверхностного на-
“лжения.
Под поверхностным натяжением жидкости мы понимаем
| ремление ее к сокращению поверхности. В качестве примера
юзьмем ртуть и воду. Если каплю ртути поместить на стеклян-
и>й поверхности, то она будет стремиться сохранить свою сфе-
рическую поверхность. В отличие от ртути, вода будет расте-
каться. Следовательно ртуть имеет большее поверхностное натя-
6. Влияние вязкости мае :исти упадет
ла на работу авиацион
ных моторов.
тельно и вязкости, в под
шипниках коленчатог
вала авиамотора, мощ
ность, затраченная н
СО 30 № 70 ЙО
Рис. 10. Кривая изменения мощно
сти трения по температуре масля
иого слоя в подшипниках.
веденные испытания ‘
НАМИ на авиамотора!
показали, что чем боль
ше температура маслян)
го слоя в подшипника*
тем меньше мощносп
которая затрачивается н
не следует, что необхо-
трение (рис. 10). Из этого однако ________,
димо стремиться к высоким температурам масляной пленю ение> чем вода. Другими словами — вода лучше смачивает по-
в подшипниках, ибо переходя через известный предел темпера ’еГ)Х1г°сть, чем ртуть,
туры жидкостное трение2) уступает место полужидкостному,
результате чего мы получим не только увеличение мощности тре
ния, но и заедание трущихся частей. Поэтому чрезвычайно важне
уметь правильно выбрать для авиационного мотора масло с со
ответствующей кривой вязкости.
С увеличением нагрузки вала на подшипник при неизменнс!
температуре, т. е. при неизменной вязкости, на авиамоторах mi
также наблюдаем-увеличение мощности трения. При этом опыты
*) См. Попич и Лютер „Смазочные материалы1*.
2) См. глава 3.
Переходя к маслам мы можем констатировать, что чем меньше
оверхностное натяжение масел, тем лучше они прилипают к
металлу.
Кроме того липкость еще зависит от материала поверхности
и ее обработанности.
Проведенные опыты показывают, что одно и то же масло
лУчще^смачивает медную поверхность, чем железную. Это явле-
1йе’ об'ясняемое потенциоиалытой энергией притяжения жидкости
поверхности твердого тела, зависит от тех веществ, с которыми
‘идкость соприкасается. Прибавление к маслу коллоидных
Ществ (графит) значительно повышает его липкость.
38
39
Липкость или смазывающую способность масла нельзя
шивать с вязкостью. >
Ниже приводим таблицу 6 различных веществ, имеющих и
одинаковую липкость (по величине поверхностного натяже
но очень отличающихся друг ют друга величиной вязкости.
Рис. 11. Кривая расхода масла в зависимости от абсо-
лютной вязкости
Таблица 6
Жидкость
Поверхностное натя-
жение в дин./см.
Этиловый спирт . . . .
Керосин .............
Бензол.............' .
Минеральное масло . .
2,24
2,6
2,97
3,0—3,14.
Кроме .этого из таблицы видно,
ляет еще возможности применения данной жидкости в ю
что одна липкость не
40
называющего вещества. Только сочетание вязкости и липкости
еТ возможность правильно выбрать для данного мотора над-
лежащее смазывающее вещество.
Рассматривая авиационный мотор, как потребитель масла,
необходимо оценить в какой мере липкость масла обеспечивает
надежную эксплоатацию.
Прежде всего здесь выявляется значение поверхностного на-
тяжения на границе твердого тела. Небольшие зазоры и высокие
температуры авиацион-
ных моторов требуют
масла с высокой липко-
стью. При переходе тре-
НИЯ ?КИДКОСТНОГО В 'ПО”
лужидкостное на поверх-
ности металла благодаря
липкости остается край-
не малая по толщине
. масляная пленка. Эта
пленка предохраняет тру-
щиеся поверхности от
чрезмерного нагревания и
заедания. : Хорошая лип-
кость нужна в особенно-
сти при смазывании сте
нок верхней части ци-
линдра и штоков выхлоп-
ных клапанов. Значение
Рис. 12. Прибор Дальвиц-Вегенера для
определения липкости
липкости еще больше
возрастает при смазке
моторов с воздушным
охлаждением или моторов, охлаждаемых высококипящими жид-
костями (этилен-гликоль), в которых температура масла подни-
мается до 130°—140” С.
Из известных нам масел лучшей липкостью обладают расти-
тельные и животные масла. Этим, главным образом, об’ясняется
факт применения касторового масла на двигателях с воздушным
охлаждением. Неочищенные минеральные масла имеют более
высокую липкость, чем очищенные, благодаря наличию в них не-
насыщенных углеводородов и кислот. Однако, условия работы
авиационных двигателей требуют удаления из масел этих бла-
гоприятных, с точки зрения Липкости, веществ , ио вредных с
точки зрения нагарообразования и коррозии. Для увеличения
липкости минеральных масел к ним прибавляют некоторое коли-
чество (от 4 до 40%) касторки.
липкости существует целый ряд методов.
. , . ., ..ленными являются: 1) метод Дальвица-Веге-
еРа и 2) метод Бахман и Бригер.
Для определения
•аиболее оасппостп;
41
сел для данных металлических поверхностей или выбрать
.^дпя трущихся поверхностей при наличии определенного
‘ од определения смазочной способности масел по Бахману
геру основан на принципе выделения тепла при воздей-
масла на медные стружки. Чем больше выделяется тепла,
лучше липкость.
8. Температуры вспышки и воспламенения.
т мпературой вспышки называется та температура, при кото-
- пары горячей жидкости в смеси с воздухом при приближе-
11 1 — ------ вспышку. Температуру вспышки
Прибор для измерения липкости Дальвиц-Вегенера (рис. 1
«основан на принципе капиляриости. Он состоит из вертикалы
укрепленного конуса S, подвижной нити Т, капиляра К, удерж
ваемого зажимом G, разных металлических брусков М и горизо
тального столика В.
Этим прибором (см. рис. 12) определяется:
1) поверхностное натяжение а, 2) сила прилипания или липкое
испытуемых веществ к разным металлам р, 3) угол Н смазочщ
масел в отношении различных металлических поверхностей.
Определение поверхностного натяжения а производится с i
дующим образом. На соответствующий металлический брусок л
мещают каплю испытуемого масла, которая должна растекаг-ц
до 1 см в диаметре так, чтобы верхняя поверхность этой кап.
была плоской. Этот брусок с маслом кладут на горизонтальнь
столик Р. Капиляр К опускается через середину капли до сопр
косновения с бруском М. При помощи резиновой груши, надето
на трубку капиляра, масло втягивается приблизительно до в.1
соты в 6 см. Грушу снимают и столбик масла, предоставлении
самому себе, опускается до какой-то высоты h, определяемо
нониусом. Высчитывая из h1 толщину бруска h„ получаем д«
ствительную- высоту масла в капиляре. Тогда поверхностное н
тяжение
„ _ _ и hi - ho _Дин_ _ - li, — h„ _мгр
10 см U 98,1 мм
где с — коэфициент капиляра.
d — удельный вес масла по отношению к воде.
Для определения силы прилипания масла к металлу (р) необ
ходимо капиляр К с установившейся высотой столбика масл
h,—hD вытянуть кверху, брусок М тщательно очистить от магл
и снова поместить на столик прибора Р. На брусок накладываете
пластинка S с конусным отверстием. Между пластинкой и бру ;лах 30—50° С.
ском помещается кольцевой поддержатель R толщины 0,6 си
Затем капиляр опускают до отказа через конусное отверсти
пластинки. Тогда масло, находящееся в капиляре, соприкасаетс
с поверхностью бруска М. Благодаря силе смачивания (прилип:
пламени дают короткую
ли
06
2
а
ис. 13. Схематическое изображение работы с прибором Дальвиц-Вегенера
.кно отличать от той температуры, при которой начинает го-
ггь сама жидкость, а не только смесь паров ее с воздухом. Эта
.'ледняя, называемая температурой воспламенения, по величи-
своей обычно больше, чем температура вспышки. Разница ме-
ду температурой вспышки и воспламенения колеблется в пре-
Для определения температуры вспышки существует целый ряд
эиборов. Наиболее распространенными являются: прибор Мар-
го—Невского н прибор Бренкена1).
___________________________________________________________ Первый относится к так называемым закрытым, а Другой к
ния) маслом металла, часть масла вытекает из капиляра и всась 1кРытым типам аппаратов. В открытом типе температура вспыш-
1 получается на 20—-30° С выше, чем в закрытом. Это об’ясняет-
Диффундированием части паров масла в окружающий воз-
>х.
Ни температура вспышки, ни температура воспламенения не
ЗДяются константами, по которым можно было бы определить
^сплоатаци-онные качества выбираемого нами масла для авиа-
е'1гателей.
Практическое значение температуры вспышки сводится к срав-
гельной оценке данного масла с точки зрения огнеопасности,
) Подобное описание метода определения вспышки дается в главе V.
вается в зазор. После того, когда установится равновесие, на и
нусе отсчитывают новую высоту й2 (см. рис. 13), из которой вь
читывают величину 0,6 всасывающего зазора.
Тогда сила прилипания р определяется по следующей форму
₽ = d-a-49,05- h^]h2'
где d удельный вес масла
а = 0.6 — высота всасывающего зазора
h2* = hs — h0 — 0,6 мм.
Этод метод определения силы смачивания металла или лип
.кости дает возможность сравнивать смазочные свойства разли1
43
42
однородности сырья и методов обработки данного сорта
а также наличия в масле, хотя бы незначительного процс 'P^
примесей легких нефтепродуктов (бензина, керосина). 1
Знание температуры вспышки ограничивает температур
режим, при котором возможно применение данных масел. Иск
чительное значение температура вспышки имеет для контр Е сих пор не выработано стандартного метода определения
производственных процессов. Она тоже дает нам возможн< 1ЯПяемости масел. Определение испаряемости по упругости на
определить химическую природу сырья, из которого масло б С| не дает вполне приемлемых результатов. Известно, что масла
получено. Например, при одинаковых вязкостях, масла с пара ; тОят из различных углеводородов, отличающихся друг от
новым основанием обычно имеют более высокие темпераi ' своими физико-химическими свойствами. Если взять два
ВСПЫШКИ, ЧеМ масла ДРУГИХ оснований. Г’-* . . пачпшилгл nnnxirvnw примет игл uueiniiiuv rrzawpvi
вспышки, чем масла других оснований.
При наличии в масле незначительного процента бензина
керосина определение температуры вспышки по Мартенс-1
скому оказывается недостаточным. В этих случаях необход
определять температуру вспышки и по Бренкену, так как ма
загрязненные легкими нефтепродуктами, .имеют расхождение
ператур вспышек в открытом и закрытом приборах, доход >
до 120—160” С, в то время когда расхождение для чистых
сел не превосходит 25—30° С.
Температуры вспышек авиационных масел находятся в пр
лах 200—-160" С. Однако, уже .после нескольких часов раб
масла в авиадвигателе температура вспышки, благодаря р;н
жению масла неиспаряющимися тяжелыми частями бензина,
до 120—160“ С, в то время когда расхождение для чистых м,
не превосходит 25—30“ С.
9. Испаряемость.
Высокие температуры стенок цилиндра и выхлопных кл
нов в авиационных моторах вызывают соответствующее нагр
ние до высоких температур смазывающего эти детали ма
Вследствие этого наиболее легкие части, содержащиеся в mi
испаряются, увеличивая тем самым расход.
До сих пор среди исследователей нет единого мнения по
просу о методах определения испаряемости масел. Ряд иссл<
вателей считает, что между температурой вспышки и испаряе
стью существует прямая зависимость.
Однако исследования, проведенные некоторыми амери!
скими исследователями (Аргбут и др ), доказали, что между
ми двумя константами нет достаточно закономерной зависимо
Гораздо правильнее было бы судить о степени испаряемо
масел по величине упругости паров1). Известно, что чем bi
температура жидкости, тем больше упругость паров. Темп!
О Под упругостью паров мы понимаем давление паров, насыщающих
странство над жидкостью.
нормально работающего мотора достаточно высокие, сле-
'^ятельно и упругость пара, тем самым и испарение значитель-
k Если еще принять во внимание циркуляцию воздуха в авиа-
, щном моторе, то станет ясным, что скорость испарения масла
I шется одним из факторов, увеличивающих его расход.
jTa масел различного происхождения, но имеющих скажем
,'4 температуре 100" С одинаковую упругость паров, то при дру-
:,ii температуре, примерно, 150° С упругость паров может уже
-ть различной, так как часть легких углеводородов улетучи-
ть, а оставшиеся в обоих сортах углеводороды друг от друга
:.iKo отличаются.
Предложенные другие методы (НКПС, Гольде, проф. Гуре-
ич и др.) страдают этими же недостатками.
10. Температура застывания.
Температурой застывания называется та температура, при ко-
орой поверхность масла в пробирке при наклонении до 45’
стается в течение 5 минут неподвижной.
Большинство известных нам смазочных масел для двигателей
тутреннего сгорания имеют различные температуры застывания.
,ля зимних условий, в особенности в северных районах, это
40йство масел имеет чрезвычайно важное значение как с точки
ения масляного хозяйства (транспорт, хранение, снабжение),
IX и с точки зрения запуска мотора, а также распределения
асла в маслопроводящей системе самолета и мотора.
Разнообразие точек застывания различных масел об’ясняется
режде всего температурами застывания тех углеводородов, из
вторых данное масло состоит. Таким образом, температуру за-
ывания, очевидно, будут определять те углеводороды, кото-
“1е составляют большинство в данном масле и имеют самую
ьгсокую загустеваемость. Масла парафинового основания, со-
Ч’жащие некоторый процент твердого парафина (температуры
Давления 40—60° С), имеют более высокую температуру засты-
ания, чем масла того же основания, подвергавшиеся депарафи-
изации. Интересно отметить, что содержание в масле 0,5% па-
афина повышает температуру застывания с — 40° до — 5° (Гра-
Еницкий). Масла нафтенового и асфальтового оснований имеют
°Лее низкую точку застывания, чем парафиновые.
Температура застывания обычных авиационных масел должна
ь,ть не .выше — 15’ С. Однако зимняя эксплоатация требует
44
45
масла с более низкими температурами застывания. Смеше
высоковязких авиационных брайтстоков с маловязкими магд
понижает температуру застывания и улучшает другие весьма в
ные для авиамотора свойства, так напр.: температурную кри)
вязкости, липкость и т. д. Поэтому важно применение сме
не ухудшающих основные свойства авиамасел и дающих 64
низкие температуры застывания. Указанное ранее патентное cj
ство «парафлоу», будучи прибавлено к маслу, понижает его t
пературу застывания до — 35° С. Однако для широко развив
щихся воздушных сообщений в арктических районах необход.
масло с еще более низкими температурами застывания не выг,
40° С).
Жесткие требования, пред’являемые авиацией к масла!
точки зрения их температур застывания, вытекают главным об
зом из условий эксплоатации. Были проведены специален
исследования о влиянии температур застывания на следую и
факторы эксплоатации:
I) зависимость > между температурой застывания и уси.и
пуска мотора в ход;
2) зависимость между температурой застывания и способ
стью масла перекачиваться (работа масляной помпы в начальв
период после пуска в ход в зимнее время).
В результате этих исследований были сделаны следующ
выводы:
1) Пуск в ход мотора при температурах не ниже температу
застывания является прежде всего функцией характера про
кания температурной кривой вязкости. Чем положе кривая bi да воздуха, который, присоединяясь к непредельным углеводо-
кости, тем меньше будет усилие пуска в ход. При более низ родам, образует смолистые вещества. При высоких температурах
температурах пуска в ход мотора, применяя масло с одинаков
ми температурными кривыми вязкости, но с различными темп
ратурами застывания, усилие пуска в ход будет у того мае
меньше, которое имеет более низкую температуру застыващ
Следовательно, только сочетание обоих свойств как вязкое!
так и температуры застывания определяет пусковые качест
масла в зимних условиях.
2) Вопрос о способности масла перекачиваться имеет бо/
шое значение при распределении масла по всей системе сма I
мотора, сразу после пуска его в ход, когда оно еще не подог,
лось. Масла с высокой температурой застывания плохо подают
к трущимся деталям, что влечет за собой недостаточную смаз
и переход от полужидкоютного трения (обычно имеющее мес
при пуске в ход) в полусухое трение или даже в сухое трен,
вследствие чего увеличивается износ и возрастает опасность г
регрева и заедания.
Способность масла перекачиваться является также не мал
важным фактором в зимних условиях при транспортировке, И
рекачке из цистерны в бочки, при заправке самолетов и т. д. I
11. Смолистые вещества и асфальтены.
В смазочных маслах в зависимости от сырья и от способов
чистки встречаются те или иные количества смолистых веществ-
С асфальтенов.
Нефтяные смолы представляют собой тягучие, желтого или
оричневого цвета вещества удельного веса свыше 1. Они легко
а створяются в бензине, керосине, маслах и в бензоле. Не рас-
поояются в спирте и ацетоне. В элементарный состав смол вхо-
дитоколо 77,9—89,9% С, 9,7—10,4% Н, 0,4—2,6% S и 4,9—
10 3 о. Молекулярный вес смол колеблется от 266 до 915, причем
.^[(большие молекулярные веса относятся к наиболее тяжелым
фракциям нефти. Кроме того в высокомолекулярных смолах
Увеличивается процентное содержание углерода и уменьшается—
серы. Содержание водорода почти не изменяется
«Асфальтены представляют собою темно-бурые или черные
аморфные порошки» удельного веса около 1,14. Асфальтены
не растворяются в нефтяных продуктах. С бензолом асфальтены
лают коллоидальные растворы в любых пропорциях. В элемен-
тарный состав асфальтенов кроме углерода и водорода входят
также сера и кислород.
Количество смол в авиационных маслах, определяемых по
акцизному методу (см. стр. 89), не должно превышать 3 %. Однако
та величина не является раз навсегда данной. Она изменяется в
сторону увеличения в зависимости от условий и длительности
хранения, а также при работе масла при высоких температурах.
В процессе хранения масла подвергаются действию кислоро-
масла претерпевают с одной стороны процесс расщепления с
образованием непредельных и с другой стороны — явления по-
лимеризации, увеличивающие процентное содержание смол.
В результате всех этих явлений мы имеем чрезмерное увеличение
чагарообразования, ухудшающего условия работы мотора.
На смолообразование кроме того также влияют свет и тепло-
га. Нефтяные смолы являются веществами нестабильными. В за-
висимости от различных химико-физических факторов, они пере-
водят от одного вида в другой (асфальтены и др.).
Распространенным методом определения смолисто асфальто-
вых веществ является акцизный метод, основанный на ^сажде-
нии смолистых веществ серной кислотой. Этот метод не дает
верных результатов, так как, кроме смолистых веществ, серная
ислота растворяет также нафтеновые кислоты, непредельные и
^ысокомолекулярные углеводороды и наконец часть серной кис-
•'°ты сама может растворяться в данном масле. Однако из-за
сложности других методов определения содержания смолы, ак-
цизный метод является наиболее удобным для контрольных
испытаний. •
46
47
12. Коксуемость масла.
< Основой всякого нагара являются те твердые частички Macj
оторые образуются в результате разложения углеводороде
при высоких температурах на стенках цилиндра, в камере crop
ния, на клапанах и на днище поршня. Эти частички называют!
.коксом.
Количество кокса в маслах зависит от химической приро/
сырья и степени очистки. При одинаковой степени очистки пар
финовые масла дают большее количество кокса, чем нафтенов',
или асфальтовые масла, причем имеется в виду одинаковая вя
кость сравниваемых масел. Если сравнить два масла одинаково
степени очистки, изготовленные из одного и того же сырья, i
различных вязкостей, то содержание кокса будет тем болыц
чем выше вязкость масла.
Процентное содержание кокса в маслах определяется по
тоду Кснрадсона (см. стр. 90). Число, показывающее это процен
ное содержание, называется также коксовым числов. Для мин
ральных авиационных масел (ААС—Брайтсток) коксуемость !
Конрадсону должна быть не более 1,2%. Повышение этого чис.
вызывает более интенсивное нагарообразование. Точное знаю
коксового числа еще недостаточно для оценки качества различны
сортов масел. Только сочетание двух величин — коксового чигд
и содержания асфальтенов позволяет оценить масло с точки зр
ния содержания смолисто-асфальтовых веществ, следователи
и способности данного масла образовывать на горячих детал;
мотора то или другое количество нагара.
При испытании двух >па!ртий масел одного и того же сорт
определение коксового числа вполне достаточно для оценки бол
шей или меньшей склонности данного масла к нагарообразс
вапию.
13. Кислотность.
В маслах могут встретиться следующие три вида кисло
неорганические, органические и нафтеновые киблоты.
Как уже известно, для очистки масла применяется серная ки
лота, которая нейтрализуется щелочью и наконец промываете
водой. При недоброкачественной очистке некоторая, незнащ
тельная, часть серной кислоты может оставаться в масле. Налит
в маслах самых незначительных количеств минеральных кисло
надо признать недопустимым и такие масла считаются неконди
ционными (т. е. несоответствующими техническим условиям). ।
Органические кислоты встречаются, главным образом, в растив
тельных и животных маслах. Эти кислоты отличаются ст неорИ
ганических содержанием углерода. Органические кислоты вызы!
вают коррозию омыляются и т. д. и поэтому процентное содер!
жание ограничивается техническими условиями. В компаундов
роваНных маслах (кастролях) при условии отсутствия в ниЯ
48
лендировэниой воды органические кислоты являются- почти
.двредными. Наоборот широко распространено мнение, что со-
'..ерж-ание некоторого количества органических кислот увеличивает
ИДУ прилипания масла к металлу, что для двигателей является
Чрезвычайно важным. Однако для авиационных двигателей новы-
, Генная органическая кислотность делает масла нестойкими, спо-
собствует увеличению нагарообразования и коррозийности. По-
этому органическая кислотность минерального авиационного мае-
;а (ААС—Брайтсток) не должна превышать 0,7 (КОН). Для касто-
рового масла это число должно быть не более 3 (КОН). Ввиду
повышенной кислотности, касторовое масло нельзя применять
цля смазки металлических частей, предназначенных для хранения.
Встречаемые в маслах нафтеновые кислоты являются безвред
ными, так как инертны к металлу. Во избежание образования
эмульсий их количество в маслах не должно превосходить не-
которого предела.
14. Зольность. Механические примеси. Вода.
Одной из составных частей нагара является зола. Под золой
мы понимаем несгораемые частицы, находящиеся в масле. Хими
чески зола представляет собою соединения кальция, магния, же
леза, алюминия и кремня, попавших в нефть из вод и пород, с
которыми нефть соприкасается. В процессе очиски масел нефтя
ная зола почти полностью удаляется. Однако в маслах содер
жнтся некоторый процент золы, попавшей туда в результате
раз'едания рабочей аппаратуры.
Повышенная зольность увеличивает нагарообразование. В ми-
нерал; ном авиамасле золы по техническим условиям должно быть
не более 0,05%. В касторовом не более 0,01%.
К механическим примесям относится пыль, всякие загрязнения
искавшие в масло из хранилищ и тары, а также вода. В свежих
маслах механические примеси и вода должны отсутствовать. При
определении зольности нужно прежде всего удалить механические
примеси.
15. Иодное число и омыляемость растительных масел.
Кроме вышеприведенных свойств, характерных вообще для
смазочных масел, растительные масла, химическая природа ко-
торых отличается от минеральных масел, обладают некоторыми
Дополнительными свойствами. Определение этих свойств дает
ЛиШь возможность правильно оценить их качество с точки зре-
ния применения на авиационном двигателе.
Иодным числом называется количество грамм иода, вступаю-
щего в соединение со 100 граммами масла. Это число показы-
вает относительное содержание ненасыщенных соединений в ка
Сторовсм масле.
4 Аниаципниьте масла.
4U
Иодное число авиационной касторки не должно выходить
пределов 82—88.
При иодном числе ниже 82 касторовое масло будет им.
уменьшенную липкость. При числе выше 88 качество кастер
резко ухудшается, увеличивается нагарообразование и нарушав
нормальная работа смазки.
Омыляемостью называется свойство органических жирот
присутствии спиртового раствора едкого кали при нагревай
образовывать мыла.
Омыляемость характеризуется так называемым числом омы,
ния, т. е. числом миллиграмм едкого калия, необходимым д
нейтрализации всех свободных и связанных жирных кислот, .
держащихся в одном грамме масла.
Число омыления авиационной касторки — 176—186 При Mei
шем числе омыления касторка характеризуется уменьшенной л||
костью. При числе омыления свыше 186 увеличивается ск.щ.
ность касторки к нагарообразованию.
В случае компаундированных масел при помощи числа ом
ления определяют содержание растительных или животных л
ров в минеральных маслах. Таким образом числом омылет
можно, например, определить процентное содержание кастог
вог.1 масла в кастроле.
ГЛАВА III
ТЕОРИЯ СМАЗКИ
]. Законы трения.
В авиационном моторостроении, где каждый лишний кило-
, рамм веса снижает ценность двигателя, чрезвычайно важно
,к5еспечить максимально напряженным деталям нормальные усло-
вия работы, а именно: при высоких давлениях, температурах и
больших скоростях добиться минимальных износов трущихся
поверхностей, максимального снижения механических потерь и
хорошего отвода тепла.
Одним из основных компонентов, из которых слагаются ме-
ханические потери, является та доля мощности двигателя, кото-
рая затрачивается на преодоление трения между валом и под-
шипниками и между поршнем и стенками цилиндра.
Величина трения прежде всего зависит от давления, которое
испытывают скользящие поверхности, от скорости скольжения
и, наконец, от обработанности этих поверхностей.
Для того, чтобы уменьшить величину трения и обеспечить
надежную работу двигателя, необходимо трущиеся поверхности
разделить слоем такого материала, который способен принять
на себя достаточно высокие давления и не будет выдавливаться
на скользящих поверхностях.
Под трением мы обычно понимаем ту силу, которая ы-про-
чвляется скольжению или качению одного тела на поверхности
"Ругого тела. Такое трение, при отсутствии между соприкасаю-
щимися поверхностями разделяющего их смазывающего слоя,
называется сухим трением и его мы рассматривать не будем, так
как оно недопустимо в работе деталей авиационного двигателя.
Кроме сухого трения различают еще следующие виды трения:
а) полусухое трение, когда большая часть поверхности тру-
Чихся деталей свободна от смазывающего вещества;
б) полужидкостное трение, когда большая часть поверхности
УЩихся деталей покрыта слоем смазывающего вещества и
Шь незначительная часть поверхности имеет частично сухое
^прикосновение, и
4*
51
50
в) жидкостное трение, когда между поверхностями труи1и|
деталей имеется сплошной слой смазывающего вещества. В sJ
случае мы имеем трение между твердым телом и смазываюя
веществом с одной стороны и трение внутримолекулярное, j
между частицами смазывающего вещества с другой.
Условия работы бензиновых двигателей требуют такую с|
ку, которая обеспечила бы жидкостное трение. Известно,
как бы тщательно не б
отполированы поверхно
если их рассматривать
рез лупу, то можно увщ
выступы и впадины. I
скольжении этих повер)
стей выступы срезаю
Рис. 14. Схематическое изображение “ чем и об ЯСНЯСТСЯ изно
жидкостного трения затрата части энергии
преодоление трения,
рис. 14 схематически изображено жидкостное трение, а на
15 — полужидкостное.
Однако, современное состояние моторостроения и качес
применяемых смазочных материалов обеспечивает жидкост
трение только при нормальной работе основных деталей мотор
шеек валов в подшипниках и поршней в цилиндрах. При зап)
мотора, особенно при низких температурах или при работе
тора на очень малых оборотах, имеется налицо полужидкосг
трение, которое характеризуется незначительным износом, в
время когда при жидкостном трении он совершено отсутстщ
Сухое и полусухое тре- х.
иие для авиамоторов со- SxXXX . :
вершенно недопустимы, х'Лх ч
так как их наличие вы-
звало бы чрезмерный из- Sk джЙр/Т/;
нос, перегрев деталей и ///////////у^^///////////^
даже их заедание. '''гущ/''////тут/т//' '
Если для сухого и по- /'"'/ '////'
лусухого трения действу- Рис. 15 Схематическое изображение полу
ет закон Кулона, соглас костного трения
но которому сила трения
прямо пропорциональна давлению, — .........—------ -----
жидкостное трение подчиняется закону трения жидких тел НА
тона, который в применении к трущимся поверхностям маш А
выражается следующей формулой (упрощенной) проф. Н. П. I
трова.
4-V
и. = „ -
И Н-Р„
, , сила
где р. — коэфициенттрении (и-= —^вл—ни^— = отвлеченное чиСЯ
V — относительная скорость трущихся поверхностей |
г —. абсолютная вязкость смазывающей жидкости в кг сек/м-
р —среднее удельное давление
l"‘_толщина масляного слоя в метрах.
Эта формула показывает, что величина трения, характери-
,-гмая ее |Коэфициентом р. возрастает с увеличением вязкости
скорости вращения вала в подшипнике и уменьшается с уве-
рением толщины масляного слоя между трущимися пбЪерхно-
| !1Ми и значения среднего удельного давления.
2. Гидродинамическая теория трения.
Основателями гидродинамической теории явились: русский
роф. Н. П. Петров (1883) и'английский ученый Осборн Рей-
лльдс (1884), опубликовавшие почти в одно и то же время свои
Рис. 16. расположение центров вала и
подшипника в состоянии покоя
ыботы. Эта теория впосдед-
твии была дополнена и уточ-
1ена рядом известных ученых
[ак русских, так и иностран-
1Ых (Жуковский, Чаплыгин,
Юммерфельд и Гюмбель).
Согласно этой теории, шей-
,а вала в подшипнике лежит
га слое смазочного материала,
который, благодаря клинооб-
разной форме зазора, завола-
кивается при вращении вала з
наиболее узкую часть зазора.
Что касается трения, то оно
сводится лишь к внутримоле-
кулярному трению частиц мас-
ла.
На рис. Ifi изображена
Шейка вала в состоянии по-
коя. Гак как диаметры вала
и подшипника разнятся на величину зазора, то очевидно, что
* состоянии покоя центр, через который проходит ось вала,
чудет ниже центра оси подшипника. Смазочное вещество чз
“Ижней части соприкасающихся поверхностей будет вытес-
>. то принципиально отличЯаеип г, „ „ г ‘ 9 - 1
„„„ но Е верхнюю часть. В момент пуска мотора мы, как вид-
н°. будем иметь полужидкостное трение, частично подчиняю-
щееся закону Кулона и частично закону Ньютона. По мере уве-
личения скорости вращения вала масло будет заволакиваться в
^ижнюю самую меньшую часть зазора, в результате чего центр
ла будет перемещаться по какой то кривой, показанной на
зцС пока не совпадет с центром подшипника. Таким обра-
а м «жду обеими трущимися поверхностями —вала и подтип
а образуется слой смазывающего материала. Скольжение
53
з этом случае будет пД
исходить между тверд®
поверхностью и жидк®
слоем. •;
В настоящее вреЖ
имеются серьезные ьЛ
ражения против гид™
динамической теории ill
пример Фомин (ЦИА Л
признавая, что эта гЛ
рия «дала много П
смысле уяснения сам Л
явления смазки и приЛ
сит в ряде случаев зЛ
чительную пользу», од
сится однако к этой г
рии с недоверием,
как условия работы :
тора не соответству
тем условиям, котот
были положены в ост
гидродинамической т
рии, причем эти выводы подтверждаются рядом эксперимента
ных работ. Тем не менее эта теория остается единственно нт
ной и общепризнанной.
3. Факторы, влияющие на коэфициент трения.
Одним из ученых, продолжавших разрабатывать гидроди
мическую теорию трения, был Зоммерфельд, который усташи
зависимость между коэфициентом трения и некоторым bi г
жением
у п
к
D-d
G -€пом~п
ПцтЬ перемещения u/ентра upnpbi
Рис. 17. Кривая пути перемещения центра
подшипника.
е!; \елор~2-
D-d
пегк>пе\
' Ueump подпитию
где:
vj—абсолютная вязкость смазывающего материала.
п—число оборотов вала в подшипнике,
к — удельное давление смазанных поверхностей.
Эта зависимость показана на кривой (рис. 1S), которую мй
но разделить на 3 участка: I АВ, II — ВС и ill — СД. Участс
Q -П
показывает, что когда выражение k соответствует малым з
чениям, то по мере уменьшения этого выражения коэфнцме
трения резко падает. Обратно, по мере увеличения этого выра
ния, также наблюдается резкое падение коэфициента тре
(^участок II). При дальнейшем увеличении значения У”-коч<
циент трения постепенно, но уже непрерывно возрастает (У
сток III)
В состоянии покоя, когда п = о коэфициент трения бу
54
равен 0. Если начать поворачивать вал в подшипнике и
[ять 7] = const и k = const (малые обороты), то коэфициент
'ч резко повышается. При работе на средних оборотах коэ-
I иент трения начинает падать, достигая при каком то числе
|Ц тов своего минимума. При дальнейшем увеличении обо
рВ коэфициент трения снова начинает возрастать
Рис. 18. Характер протекания коэфициента
. чи
трения т! в зависимости от фактора —~ .
Если же п и к принять постоянными, то полечим следующую
шую зависимости между коэфициентом трения И абсолютной
кзкостью (рис. 19).
Из этой кривой видно, что с постепенным уменьшением вяз-
нсти коэфициент трения уменьшается, достигая при некотором
Рнс. 19. Кривая зависимости коэфициента трения
от абсолютной вязкости.
значении вязкости своего минимума. При дальнейшем же умень-
шении вязкости коэфициент трения резко возрастает. Минималь-
ный коэфициент трения находится на пределе, после чего возмо-
жен быстрый переход к полусухому трению. Поэтому рекомен-
дуется всегда находиться в области жидкостного трения, т. е.
пРавее точки А.
Если рассмотреть влияние удельного давления к на коэфи
Чиент трения, то следует отметить, что с повышением удельного
' 55
давления переход от жидкостного к полусухому трению пр<
ходит более плавно.
4. Основы смазки авиационных двигателей.
Смазка авиационных двигателей должна обеспечить:
а) минимальные потери на мощность трения,
б) надежность работы двигателя на различных режимах,
в) минимальный удельный расход масла,
г) достаточный отвод тепла.
Основными потребителями масла в моторном агрегате ял
ются:
а) поршень — цилиндр,
б) кривошипный механизм,
в) распределительный механизм.
В бензиновом двигателе 75—80% всех потерь составляют
тери на трение, причем самую большую часть составляют пот
на трение поршня в цилиндре.
По Джоджу основными факторами, влияющими на тре
Поршня в цилиндре, являются:
а) величина и состояние трущихся поверхностей,
б) среднее давление между этими поверхностями,
в) характер смазки и степень нагарообразования.
Для того, чтобы проверить, какая мощность затрачивает<
трение отдельных деталей мотора, обычно определяют по
ную мощность для проворачивания полностью собранного
тора, затем снимают отдельные детали и по разности в пот
ной мощности в первом и другом случае определяют про:
потерь на данную группу деталей.
Такой принцип положил в основу своих экспериментов ’
кинсон, который для устранения из двигателя так называемы}
сосных потерь, снял клапаны. В результате его испытаний и
чилось, что 65% потерь на трение составляли поршень и ш
ный механизм и остальные 35%' мощности трения затрачива
на коренных подшипниках, распределительном механизме
других агрегатах.
Большие потери при трении поршня в цилиндре вызывав
поступательно-возвратным характером движения
линдре, наличием между поршнем и цилиндром
лец и скоростью движения поршня в цилиндре
Благодаря процессу сгорания в цилиндре,
наиболее напряженный температурный режим,
пературы и давление влияют на изменение физико-хиМич
свойств масла. При этих условиях вязкость масла значит
уменьшается, что может привести к полусухому трению 1
поршневыми кольцами и стенками цилиндра и, в.сле;
этого, к увеличению коэфициента трения - значит и к j
чению потерь.. Кроме того высокие температуры вызывают
поршня в
поршневых
мы там и
Высокие
56
стороны процесс расщепления масляных углеводородов и
' -парение одной части, с другой стороны, увеличивают расход и
'"димеризацию другой части, что ведет к увеличению нагаро-
' .бразования.
В кривошипном механизме для масел имеются более нормаль-
ные условия. Средние температуры масла в подшипниках не пре-
вышают 75—80° С. Вязкость при этих температурах еще довольно
значительна.
На потери также влияет сорт применяемого масла.
Приведенные кривые (рис. 20) характеризуют работу трения
мотора М-5 на разных маслах в процентах от работы трения на
Рис. 20. Кривые мощности трения при работе мотора М-5 на разных
маслах.
касторовом масле. Из этой кривой видно, что потери на трение
в подшипниках, смазываемых маслом ААС (с повышенной вяз-
костью), имели величину почти равную с потерями пр*ц работе
на касторовом масле и значительно выше, чем при работе с мас-
лом АБ (с повышенной вязкостью). Масло Л-2 отличается юсо
бенно хорошей липкостью и результаты, полученные с этим мас-
лом, самые лучшие. Следовательно, на мощность трения будет
влиять не только вязкость, но и сочетание вязкости и липкости.
^57
ГЛАВА IV.
ЭКСПЛОАТАЦИЯ АВИАЦИОННЫХ МАСЕЛ.
1. Транспорт, хранение и распределение авиамасел.
Авиационные масла перевозятся в цистернах, в бочках, и из
редка в жестяных бидонах. Наиболее часто масла перевозятся
хранятся в деревянных бочках, стянутых железными обручам!
Значительно реже масла транспортируются в железных бочках
а еще реже в цистернах. В цистернах масло транспортируете
в том случае, если в какое-нибудь место необходимо доставит
большое количество масла.
Транспорт масел в бидонах бывает как исключение. Бидон!
в атом случае употребляются из белой жести емкостью в 16 К1
Обычно бидоны перед их транспортированием упаковываются
деревянные клетки, для того чтобы сделать их менее подверже!
иыми ударам и бою.
Деревянные бочки — несовершенный вид тары. Под действие
толчкОв или теплоты начинаются течи и потери масла достигаю
значительной величины. Для того, чтобы по возможности избе
жать потерь при транспорте, необходимо как в ж.-д. вагонах, та
и на грузовиках, производить укладку бочек рядами, осторожн
подкатывая их и укрепляя от раскалывания и ударов соответС
кующими прокладками. При укладке бочек пользоваться спец.1
альными покатами для того, чтобы избежать ударов бочек и г.
боя. При транспортировании деревянных бочек рекомендуется н
бегать накатывания второго ряда над первым, так как уклада
бочек в два этажа создает возможности нарушения целости тар|
Транспортирование масла в железных бочках требует меньШ
предохранительных мероприятий. Однако надо помнить, что и<
брежпое обращение с железными бочками приводит к быстром
разрушению дорогостоющей тары. Железные бочки с масло
требуют также внимания обслуживающего персонала при уклад!
их перед перевозкой. Бочки должны устанавливаться пробкам
кверху для того, чтобы избежать течи и связанных с ней уДи
рожаиия эксплоатации и увеличения пожарной опасности. Точа
58
аК>ке как и деревянные бочки, они должны предохраняться от
„скачивания и боя специальными прокладками.
Все эти элементарные указания не исчерпывают всех случаев,
^речающихся в эксплоатации, но служат типичными и поэтому
я их преодоление должно быть в первую очередь обращено вни-
|8ние.
Для транспортирования масел в цистернах, последние должны
||11Ть специально приспособленными для зимних перевозок.
। условиях летнего времени, когда средняя температура воздуха
. 15е С, со сливом авиационных масел не бывает особенных
Затруднений. В условиях же зимней эксплоатации транспорт и
врг^/i склонения в д/ях
Рис 21. Кривее охлаждения мазута в цисте, нах
в зависимости от начальной скорости.
слив авиационных масел представляет собою весьма сложную
техническую задачу.
В Америке транспортирование масел производится тремя
способами:
1) транспортирование горячего масла в обыкновенных ци-
стернах;
Дис^ тРанспоР™рование горячего масла в термоизолированных
3) транспортирование масла в цистернах с внутренним обо-
1 Ревом.
59
В первом случае можно производить транспортирование тс.д .яЛьной цистерне при значительно меньшем перепаде температур
ко на короткие дистанции при температурах внешнего возду подогретым маслом н внешним воздухом, то выгода изо
до 5° С. В этом случае, масло нагретое до 100—120° С, заливает -щци станет совершенно ясной, так как в последнем случае по-
в цистерну н в таком виде доставляется к месту потребленs
Насколько при этом идет процесс охлаждения показывает пп
мерно рис. 21. Здесь ясно видно, что в условиях теплой погод
задаваясь температурой слива цистерны примерно 45° С, мы
рез 3—5 суток получаем охлаждение цистерн до указанной тс
пературы в зависимости от начальной температуры подогерто
масла.
Предварительный подогрев масла зависит от времени цах
ждения цистерны в пути, температуры внешнего воздуха и к
лаемой температуры сливаемого масла. В том случае, когда вре
пребывания цистерны в пути превышает 5 суток и в случае п
нижения температуры внешнего воздуха, этого способа трг
спортирования недостаточно и приходится прибегать к допо
нительным мероприятиям. По американским данным для обь
новенной ж.-д. цистерны подсчитать необходимый подогр
масла не трудно, если принять, что на каждый градус (шка
Фаренгейта) перепада температуры между внешним воздухом
нагретым маслом потеря теплоты составляет 0,25 кал. в суп
Этот способ транспортирования не имеет достаточного расп[
странения из-за ограниченного, обычно недостаточного ср<я
возможности нахождения цистерны в пути. Для увеличения эг
сроков практикуется изоляция цистерн материалами малой тепл
проводностн. В этом случае процесс отдачи тепла во внешн.1
воздух происходит очень слабо ’). Американская фирма «Ж4
Манвиль Компаней» дает указания по изоляции цистерн, ка
рые сводятся к обкладыванию поверхности цистерны и ее ЛК
рядом теплонепроницаемых материалов. Сначала укладывают
губчатые асбестовые полотна толщиной 25 мм, затем волос и
щиной 50 мм, все это обхватывается непромокаемым полотном
закрепляется проволочной сеткой. К сожалению мы не имеем д!
ных о возможной продолжительности пробега таких цистерн,
зависимости от времени и температуры- внешнего воздуха. Нек
торые материалы по этому вопросу можно получить из pafl
НКПС'а.
Были проведены опытные пробеги цистерн, изолированш
различными методами. В цистерны наливалось масло, подогрет
до 80—90° С. Во время пробегов средняя скорость обдува сост;
ляла примерно 5 м/сек. Температура внешнего воздуха колебала
в пределах от 0° до — 20" С, составляя в среднем около 10°
Данные этого испытания представлены на рис. 22. Зде
видно, что наиболее удачные цистерны за 11 суток дают все
потери около 40° С, что составляет в среднем 3,6° в сутки. Ес
эти данные сравнить с транспортированием горячего масла в но
’) Подробнее см. книжку Григорьян: „Вязкие мазуты".
*/ри составят не менее 7—8° С в день.
1 Г Примерная изоляция цистерны войлоком показана на рис. 22а.
указанные способы однако не обеспечивают всех потребно-
практики. Вполне возможны случаи, когда цистерны могут
г-ей
Гис. 22. Кривые охлаждения опытных цистерн с различной изоляцией,
«ходиться в пути и на запасных путях не менее месяца и при
температуре внешнего воздуха до минус 40° С. В этом случае
даже хорошо изолированные от потери тепла цистерны не могут
оказаться полезными, потому что к
моменту наступления слива, масло до
стигнет большой густоты и не смо-
жет быть слитым из цистерны.
Для целей обеспечения слива в
американской практике применяются
специальные цистерны с подогревом.
Возможно создание комбинированных
Цистерн, имеющих изоляцию и подо-
грев для того, чтобы по мере охлаж-
дения масла, оно подогревалось бы и
таким образом поддерживалась во
все время нахождения цистерны в пу"
ти достаточно высокая температура
масла.
Как правило, подогревание масла
в Цистернах осуществляется специаль'
ными змеевиками, проложенными внн-
3У корпуса цистерны. Эти змеевики
увариваются из цельнотянутых труб
Диаметром от 35 до 70 мм, в зависи-
ости от их количества и величины
^Кстерны.
г/oz -
Рис. 22а. Схема изоляции
цистерны войлоком.
60
61
На рис. 23 показана такая цистерна с нагревательным зма
ком. В змеевик пропускается пар под давлением в несколько
мосфер. Можно также подогревание цистерн осуществлять гс
чей водой.
Рис. 23. Цистерна с нагревательным 'змеевиком.
В некоторых цистернах для удобства их очистки змеев:
делаются подвижными. На рис. 24 показано сеченйе и план
стерны с подвижным змеевиком. В случае необходимости каж
секция змеевика может быть поднята так, как показано в сеч
АА пунктиром На этом же рисунке в правом нижнем углу д.ц
сечение цистерны по сливному патрубку. Как ^идно из этого
чения, сливной патрубок охватывается паровой рубашкой, i
делается для того, чтобы: 1) пар всегда хорошо согревал э
патрубок, 2) чтобы в нем не происходило задерживания слиз
мого масла, 3) чтобы масло вытекало быстро и 4) для того что
разогреть воду, которая иногда собирается на дне маслян
цистерн до начала слива. При змеевике, правильно рассчитан^
и расположенном, нагрев цистерн протекает довольно быс!
К сожалению, мы не располагаем данными о прогреве заме
ших до — 40° С цистерн, W по материалам подогрева цисте
с более высокими температурами можно грубо считать, что об
цистерна берет от 2—3 часов для подогрева масла на каждые
Г**С.
р]ри перевозке авиамасел в автоцистернах последние также
обходимо оборудовать подогревом. В американской практике
еде всего встречаются автоцистерны, имеющие специально про-
ченную через цистерну трубу, через которую пропускаются
1 ,аботанные газы мотора. На рис. 25 показана такая цистерна
схемой обогрева ее выхлопными газами. Здесь видно, что вы-
лопные газы могут пускаться как в систему подогрева, так и
посредственно в воздух Последнее применяемся в том случае.
ip ।— H e
{ ( J X
У/ OCHOSHOU 2AJlUL(rp/lU\^ У \
кш/нОбш^тойцюТ/обог^ ,
уотишЬнЬ/и глушитель
a. J\ Г I L
СГТ) jn о
Д опробтшшго ’-----------
гого
Рис. 25. Цистерна, обогреваемаяЗвыхлопными газами.
когда надо с мотора снять его полную мощность При пропу
икании выхлопных газов через подогревательные трубы, благо-
(?Ря дополнительному противодавлению на выхлопе, мощность
“отора, падает. Это, впрочем при обычной дороге не имеет
юльшого значения, потому что автомобили свою полную мощ-
юсть в этом случае никогда не используют.
Слнв прибывшего масла в летних условиях и подогретого
1 зимних условиях не представляет собою ничего сложного. Глав
°е в этом случае заключается в том, чтобы цистерну освободить
масла тщательно. Если в зимних условиях при сливе допу
iHTb небрежность и оставить в цистерне некоторое количество
асла, то оно скоро загустеет настолько, что не будет выливаться
Цистерны. Если к тому же масла остается немного и недоста
41,3 для того, чтобы покрыть змеевик, то и подогреть его не
62
63
марок масла. Допускается хранение в одном помещении раз-
'|Ячиых марок и сортов.
^гнных, так и в железных бочках на открытых хранилищах поле-
о п>ыи. < 1соил.идимо^"робок не было течи. Желательно хранение бочек в один ряд,
масло не попадал mji однако, в случае необходимости можно допустить складывание
------------------- в несколько этажей. Для железных бочек укладка может быть
«поизведена и в три этажа, для деревянных не более 2 рядрв.
всяком случае деформация нижних рядов ни в коем случае
нс допускается. Рекомендуется между рядами иметь специальные
Г,очки накрываются брезентом, который в жаркие дни поливает-
ся водой. Категорически запрещается поливать водою бочки, не
Прикрытые брезентом, потому что попадание воды в масло пор-
тит его качество.
Хранение деревянных бочек, в летнее время, требует еще боль-
шего внимания, так как их необходимо тщательно оберегать от
солнца. Достаточно пролежать деревянной бочке с маслом не-
сколько дней на солнце для того, чтобы она рассохлась. Рас-
удастся. Это приводит к необходимости отправлять цисте] if
замерзшими остатками масла обратно При сливе необход
требовать хорошего состояния тары, в которую сливается м-а ‘Летом допускается хранение авиационных масел как в дере-
Предварительио тару необходимо тщательно очистить от в
и мусора, промыть ее бензином и маслом. Только после проз< '^‘-о типа. Бочки должны укладываться таким образом, чтобы из
подготовки тары следует в нее наливать масло. Необходимо "“° fiuinr. то,™ ткопотрпкип vnau».uua
биваться того, чтобы во время слива в !
песок, пыль и вода, так как эти примеси резко сказывакич
работе мотора, уменьшая надежность и срок его службы. Т
предназначенная для приема масла, не должна протекать и
дежно и хорошо укупориваться.
После окончания слива сливную систему надлежит тщате дрокладки. В условиях летнего хранения железные бочки часто
очистить от находящегося в ней масла Это необходимо обе угреваются от лучей солнца. Для того чтобы этого избежать,
чить как летом, так и зимой. В первом случае для уменьш
потерь и эксплоатационных расходов, во втором еще и для
можности дальнейшего пользования ею, потому что зимою м,
легко замерзает в трубах и делает почти невозможным noj
вание ими.
Сплошь н рядом приходится производить слив полузад
ших обычных цистерн, не имеющих никакого подогрева,
этой цели рекомендуется в каждой сливной станции иметь з
вик, который будучи погруженным в густое масло может егс сохшаяся бочка не является герметичной тарой и из нее масло
догреть, если через него пропускать пар. Для ускорения п начинает вытекать. У протекающих бочек необходимо осадить
грева можно пользоваться двумя змеевиками. Пар для поды
цистерны можно получить на железной дороге за специал! чтобы предохранить деревянные бочки от нагревания их необ-
плату. В случае отсутствия пара на железной дороге, м(
пользоваться водомаслогрейками, имеющимися, на аэродр!
при зимней эксплоатации. При таком способе обогрева дост.ч
но предварительно прогреть все масло, а только после того
будет проверено, что масло прогрето, можно приступить ч
сливу. Это необходимо делать потому, что такие змеевики
местное прогревание и если этим удовлетвориться и слить н.
тое масло из средины цистерны, то в дальнейшем будет н<
можно прогреть масло, примерзшее к стенкам цистерны.
Хранение масел играет весьма важную роль в сохранении
диционности масла. Кроме того, грамотная организация хра Н
обеспечивает сохранение качеств масла, а также сводит пс
почти к нулю.
Обычно хранение масел производится в деревянных ил,'
лезных бочках. Значительно реже авиационные масла храня!
подземных резервуарах. В последнем случае хранилища до]
быть оборудованы специальными подогревательными устроис
ми для того, чтобы зимою можно было бы свободно из
сливать масло.
Хранение бочек требует ряда предохранительных мероП
тий. Зимою бочки необходимо складывать в теплых сухих
гребах или сараях. Бочки должны сортироваться в зависим
обручи или немедленно их освободить от содержимого. Для того,
ходимо укрывать брезентом не только сверху, но и с боков.
Выдача масла производится согласно требований установлен-
ной формы. В местах хранения необходимо обеспечить точный
учет отпускаемого масла и его расход. Отпускаемое со склада
млн хранилища масло должно пропускаться через воронку с мел-
кой сеткой для того, чтобы задержать механические примеси.
Масло отпускается в том количестве, которое необходимо на дан-
ный день. Остатки не залитого в самолет масла подлежат немед-
ленной сдаче на склад для хранения.
Отчет о расходе масла также производится по специальной
форме. Требуется обязательное заполнение граф «экономия или
Перерасход». На каждом самолете также необходимо иметь учет
Расходуемого масла. Всему техническому и летному составу вме-
няется в обязанность следить за тем, чтобы расход не превышал
Остановленных норм.
Для того чтобы масло поступало в мотор вполне кондицион-
ным, перед заправкой его необходимо подвергнуть аэродромному
контролю. Только те масла, которые полностью соответствуют
техническим нормам, могут заливаться в баки самолетов и экс-
Плоатироваться. Надо твердо помнить, что масло является весьма
»щКНЬ1м Факт°ром в обеспечении правильной и надежной работы
5 Авиационные масла.
64
65
2. Эксплоатации авиамасел на моторах.
К авиационным маслам предъявляются следующие требовац
1) иметь хорошие смазывающие способности;
2) иметь пологую кривую вязкости;
3) обладать хорошей стабильностью при высоких темпера
рах;
4) иметь низкую температуру загустевания;
5) отсутствие посторонних примесей (вода и механичеа
частицы);
6) отсутствие кислотности;
, 7) неизменяемость качеств при хранении.
Первое требование является самым важным. К сожалению,
сегодняшний день у нас не имеется достаточно верного спое
лабораторной проверки смазывающей способности масел. Ед
ственным критерием здесь является поведение масла на мош
Чем лучшими смазочными способностями обладает Mai
тем меньше износы, тем лучше и надежнее масляная пленка в
менты наибольших давлений на подшипники и в момент затгу|
В тесной связи со смазывающей способностью находится и <
кость. Последняя определяется сродством молекул масла к
таллу. Хорошее прилипание масла к металлу свидетельствует
больших силах сцепления между молекулами масла н мета;
что в свою очередь дает основание предполагать о более над
ной работе трущихся поверхностей.
Некоторые работы, проведенные заграницей, по вопросу
липкости масел позволяют предполагать, что последняя or
деляется химическим составом. В маслах встречаются активи
группы веществ, которые создают более крепкую связь мед
маслом и металлом. Установлено, что к числу таких актив!
групп принадлежат:
1) молекулы с карбоксильной группой;
/ОН
С
R —
40
2) ненасыщенные углеводороды;
3) органические кислоты.
Из этих веществ в растительных н животных маслах имею’
в заметных количествах первая и последняя группа. В минера
ных маслах некоторое значение может иметь только вторая гр
па веществ. Удалось доказать, что небольшие количества ол<
новой или стеариновой кислоты заметно улучшают смазываню
способности минерального масла, не изменяя при этом значен
вязкости.
В тесной срязи с вопросом смазывающей способности ст»
вопрос о необходимой вязкости. Вообще со всех точек зрен(
,4iiie употреблять маловязкие масла. Они обладают лучшей те-
’ ^честью, что создает большие удобства в эксплоатации при
среливании их и значительно уменьшают потери в виде остат-
ков в таРе- Для мотора малая вязкость хороша тем, что обеспе-
чивает проникновение достаточного количества масла через ма-
„ь1е отверстия 1и по магистралям с большим гидравлическим со-
противлением. Кроме того, малая вязкость улучшает проворачи-
Еаемость мотора при запуске при низких температурах и обеспе-
чивает надежный отвод тепла ют трущихся поверхностей. Нако-
яец жидкое масло дает меньше потерь от трения и увеличивает
эффективную мощность мотора. Однако, попытки использования
слишком низко вязких масел привели к авариям мотора, потому
что при этом .получается выдавливание смазки при высокий да-
влениях и моментами появляется полусухое трение. Так напри-
мер обычный эмбенский брайтсток с вязкостью Э„)0 не более
2,6 дает через несколько часов работы на моторе Юпитер VI рас-
плавление плавающей чугунной втулки шатуна, в то самое время,
как касторовое масло, имеющее примерно такую же вязкость, не
дает никаких неполадок, а наоборот может служить вполне на-
дежной смазкой для этого мотора. Это об'ясняется тем, что хо-
рошая смазывающая способность масла (в частности касторки)
позволяет допускать эксплоатацию при меньших вязкостях, что
является ее весьма важным преимуществом.
Работы, опубликованные во французской печати (Champ-
saur), устанавливают крайние пределы вязкостей масла при раз-
ных температурах с учетом требований, пред’являемых к нему
современным авиационным двигателем. Для обеспечения надеж-
ной смазки вязкость при 100° С не может быть менее 2,3° по
Энглеру и не более 24° Энглера при 50“ С. Эти требования к вяз-
кости при 50“ в большей степени определяются климатическими
условиями Франции. Страны, работающие в южных и тропиче-
ских условиях, не без оснований допускают вязкость при 50”
подымать до 28" Энглера. Очевидно, что критерий вязкости при
100°, определяющий условия работы масла в наиболее нагретых
местах авиадвигателя, не зависит от климатических условий, а
Находится в прямой зависимости от температурного напряжения
Деталей двигателя и поэтому, как крайняя цифра, может быть
Принята для всех условий эксплоатации. В таблице 7 приво-
дятся требования фирмы Райт к маслам в случае эксплоатации
Моторов в разных климатических условиях.
Третье требование о хорошей стабильности масла опреде-
ляется весьма тяжелыми условиями его работы. Высокие темпе-
Ратуры, раздробленность и воздействие воздуха на большую по-
ЬеРхность и наконец катализационное действие металлических и
Углеродистых частичек способствуют быстрому изменению масла
и нарушению его качеств.
Практически плохая стабильность масла не только наносит
УЩерб состоянию деталей двигателей, но и дает увеличение на-
5*
67
Таблица 7
Название константы Марка 100 Марка 120 Марка I'll!
Вязкость при 100° Вязкость при 38° . - . Коэфициент вязкости 2,75-3,04 33,7—37,5 12,5 3,49—3,79 50,7—55,1 14,5 4,1—4,39 69,7—74,8 17,5
Примечание. Коэфициентом вязкости называется отношение вяз сти при 38° С к вязкости при 100° С. гарообразования и пригорания колец. Она также способству
разнообразным отложениям смол на деталях двигателя, на фил
трах и в шейках коленчатого вала.
Так например, испытания двух образцов масла, изготовлв
ного из эмбенской и из сураханской нефти, показывают, ч!
последние обладают лучшей стабильностью и, следователь^
при работе на моторе мало изменяет свои основные качесч а
Низкая температура загустевания диктуется требованиями эь
плоатации. Значительно удобнее и выгоднее иметь масло с ни
кой температурой загустевания, так как это качество упроща
обращение с маслом.
Загустевание касторового масла приносит в эксплоатаця
много неприятностей. Оно загустевает волокнами и, не потер»
еще своей текучести, может забивать фильтры и трубопровод!
кроме того температура загустевания касторки довольно bhcoJ
Поэтому .и появляется необходимость производить продувку к»
ленчатого вала мотора Юпитер VI, так как в противном слугэ|
даже при сравнительно не очень низких температурах, волок»
могут нарушить циркуляцию масла и прекратить его доступ!
распределению. Практически наибольшее количество ироиал
ствий по этой причине падает на сгорание распределения из-1
недостаточной подачи или прекращения подачи масла, из-за я
бивки фильтров волокнами.
Требование об отсутствии механических примесей и вод!
вполне понятно, так как первые содействуют истиранию тр.
щихся поверхностей, а вода нарушает целостность масляня
пленки и создает опасность возникновения полусухого трени
Требование об отсутствии кислотности понимается в то1
смысле, что неорганическая кислота должна совершенно отсуЯ
ствовать, потому что она создает опасность раз’едания повеД
ности деталей. Органическая кислота допускается в очень Я
больших количествах. Это требование ограничивается мак 1
мальным содержанием органических кислот в 2%. Хотя орган»
ческие кислоты не способны вызвать заметного раз’едания дсн
лей, однако они способны легко превращаться в мыло (под д й
68
I тВием щелочей), что вызывает засорение и загрязнение поверх-
оСтей и забивку циркуляционной системы.
Касторовое масло обладает повышенной кислотностью и по
цере хранения способно ее увеличивать. Поэтому нельзя хранить
роторы, смазанные или предварительно проработанные на касто-
ровом масле. Вообще, во всех растительных маслах процент ор-
фических кислот всегда больше, чем в маслах минерального
происхождения.
Требование о неизменности качеств при хранении опреде-
ляется условиями эксплоатации, при которых всегда возможны
случаи хранения масла до года с момента его получения до мо-
мента его применения.
3. Удаление нагаров.
Из всего вышеизложенного можно установить, что главное
влияние на процесс нагарообразования имеет применяемое масло.
Правдо, некоторое значение имеет и топливо, внося в этот про-
цесс и свое влияние. Установлено, что при прочих равных усло-
виях бензольное топливо дает увеличенное количество нагара
по сравнению с бензиновыми топливами. Свинцовые топлива
резко изменяют вид и состав нагара, придавая ему твердость
кислородных соединений свинца и красно-бурый цвет. Устано-
влено также, что на процесс нагарообразования влияют состоя-
ние и конструкция поршневых колец и внешняя поверхность
поршня.
В том случае, когда кольца недостаточно свободно сидят в
канавках или потеряли свою упругость, резко увеличивается рас-
ход масла (сгорание масла), что увеличивает нагарообразование.
Отложения углерода вокруг таких колец скоро доходит до та-
кой величины, когда кольцо окончательно теряет свою подвиж-
ность и начинает пригорать к поршню. Полированные поршни
при прочих равных условиях дают меньшее нагарообразование
очевидно за счет плохого приставания первых углеродистых
Центров.
Нагарообразование является большим бедствием для двига-
телей внутреннего сгорания. Для некоторых типов моторов срок
Их службы до переборки определяется тем временем, при кото-
Ром достигается предельное отложение нагара.
Какой же вред приносит нагар?
1. При увеличенном отложении нагара, благодаря его пло-
хой теплопроводности, все детали перегреваются. Это значит,
47,0 в первую очередь поршень и головка цилиндра терпят силь-
ное температурное перенапряжение и работают в ненормальных
Условиях.
2- Отложение нагара способствует возникновению раскален-
ных точек в камере сгорания и, благодаря этому, нарушению
69
правильного зажигания смеси и появлению самовспышек. П
этом работа двигателя нарушается и мощность его падает.
3. При увеличенном отложении нагара из-за перегрева мото!
и увеличения степени сжатия применяемое топливо начинает н
тонировать, что требует перехода на более дорогие сорта топлив
4. При интенсивном процессе нагарообразования быстро пр|
хватываются поршневые кольца, нарушается их компрессионн I
действие. Очень быстро кольца окончательно «пригорают», ч 1
вызывает большую потерю мощности, дымление и прорывав»
горящих газов в картер. По этой причине необходимо добивать!
применения масел, дающих минимум нагарообразования.
Все масла, как правило, дают нагарообразование, однако к!
личество и характер нагара |при этом разный.
Во многих литературных источниках отмечается, что мин!
ральные масла всегда дают больше нагара, чем растительна
(в частности касторовые масла).
Нагары, полученные при применении минеральных масел
всегда сухие, твердые и хуже пристают, чем нагары от масла paJ
тигельного происхождения. Нагары, полученные при эксплоат!
ции ва касторке, обычно количественно невелики, но отличают!
своей липкостью и хорошим приставанием к металлу.
При открытии дросселя и мотора до полного газа, благ!
даря большим давлениям в камере сгорания, куски нагара нак|
ляются и начинают -отскакивать, что вызывает в течение первь!
нескольких минут искрение мотора. Искрение особенно интйI
сивно при применении минеральных масел, благодаря твердосн
нагара, и значительно меньше при применении растительных м!
сел, благодаря липкости образующегося нагара.
Поэтому после работы мотора в нем нагара меньше при ра
боте на минеральных маслах. Наиболее способны к нагарообр!
зованию парафиновые масла и менее способны масла, изгсп »
ленные из -нефтей нафтенового и асфальтового происхождении
Кроме того можно считать установленным, что при одинакоьЛ
сырье дистиллатные масл-а всегда дают меньшее нагарообразоа!
ние, чем масла остаточные.
Процесс нагарообразования касторки изучался Андрэ, коти
рый установил, что в касторовом масле наиболее способным 1
разложению является тририцинолен, который разлагается п;«
280°. В результате этого разложения и дальнейшей полимери-14
ции появляются весьма густые смолообразные вещества, служа-
щие основой нагара. Методом селективного растворения АндЯ
удалось получить касторку с небольшим содержанием тририцш'Я
лена, давшую уменьшенное нагарообразование. Возможно, чти
этим обстоятельством -об’ясняется факт получения уменьшенное!
нагарообразования при применении кастролей. Вторым об’я
неиием этому явлению служит факт присутствия кислорода в М< I
70
екУяах растительного масла и поэтому усиленному сгоранию
частичек нагара в момент его выделения.
Как видно из вышеизложенного, нагар не является желатель-
йЬ1м и поэтому )во время периодических очисток мотора, он под-
лежит удалению. Самым распространенным способом удаления
загара является способ его механического отделения. Этот спо-
соб не может считаться удовлетворительным, потому что при
йЭм сильно страдает поверхность металла.
При очистке канавок поршней нарушается их форма и раз-
меры, что уменьшает дальнейший срок службы поршня. За гра-
ницей уже давно приняты средства химического воздействия на
нагар и благодаря этому быстрому и безвредному его удалению.
Для того чтобы сознательно подойти к очистке деталей от на-
гара, необходимо усвоить, из чего состоит нагар, для того
чтобы найти растворитель или разрыхлитель нагара.
Нагар состоит из органической и неорганической частей. Не-
органическая часть представляет собою золу и металлические ча-
стицы, органическая часть делится на: а) вещества, растворимые
в бензине (масло), б) вещества, растворимые в бензоле (асфаль-
тены), в) вещества, растворимые в сероуглероде (карбиды),
г) вещества, не растворимые ни в какой жидкости (карбиды,
углерод).
Таблица 8 дает приближенный химический состав нагара с
одного и того же мотора после 100 часов работы на обычном
и свинцовом бензине.
Таблица 8
Мотор, число часов работы, вид масла и топлива Детали, с ко- торых снят нагар % веще- ств, раст- воряю- щихся в бензине % веще- ств, раст- воряю- щихся в бензоле % осталь- ной орга нической части % золы % свинца I в золе
BMW—VI Е-6,0 100 часов работы. Масло эмбенский брайтсток. Топливо бакинский бен- зин II сорта Поршень 22 2 70 6 —
BMW—VI Е=6,0 100 часов работы. Масло эмбенский брайтсток. Топливо грозненский бензин и 0,03% свинцо- вой жидкости Поршень Всасываю- щий клапан Выхлопной клапан. 15,3 5.6 0 3,8 0,9 0 52,9 27,5 2 28 66 98 24,5 38,8 65
До сего времени неизвестно ни одного растворителя для на-
Га'Ра и поэтому путь химической очистки преследует цель раз-
71
рыхлить нагар и сделать возможным его быстрое удаление с д
талей. В качестве растворителей в основном применяют щелоч
мыло, и некоторые минеральные соли (фосфорнокислый нат
кремнекислый натр и др.).
• В Военной Воздушной Академии было проверено несколы
способов очистки деталей моторов от нагаров химическим it
тем. Наилучшей оказалась «воронежская смесь». По этому слое
бу очистка производится в два приема. Сначала детали, покрыть
нагаром, погружаются в ванну с мыльным раствором (8—10!
мыла) на несколько минут. Затем детали переносятся в ванну
нагароудалителем. Эта ванна с решетчатым дном делится на д<
половины. В нижней половине до решетчатого дна налит наш,
тырный спирт, а поверх его налита смесь, состоящая из 55% к
росина, 33% скипидара и 12% бензола. Обычно пропорция уст
навливается таким образом, чтобы на каждые 45 кг технически
25% аммиака (нашатырный спирт) приходилось 180—200 кг yni
минутой смеси. В ванне по нагароудалению детали лежат не Mi
нее 24 часов, после чего их вынимают и, промывая, очищак
тряпкой от нагара. Такая ванна может очистить от 40 до 60 м<
торов.
Преимущества этого способа перед другими заключаются
том, что нет необходимости иметь отдельные составы для али
миниевых и стальных деталей, дешевизна химикалий, не тр|
буется подогрева состава во время работы и продолжительност
работы ванны без ее освежения.
К недостаткам надо отнести медлительность очистки (сутки)
вредность из-за испарения аммиака.
Последнее обстоятельство требует некоторых пояснений. Пр
заправке ванны следует сначала налить аммиак, а затем осте
рожно второй состав. При работе аммиак надо доливать чере
длинную воронку, опущенную концом до дна ванны. Это д<
лается потому, что аммиак как более тяжелая жидкость лежи
на дне. Вредность появляется в момент заливки и доливки аъ
миака и в момент выгрузки деталей, так как при этом выделг
ющиеся пары аммиака достаточно удушливы. Работы необхе
димо производить в резиновых перчатках и фартуках. Хранит
аммиак необходимо в стеклянных бутылях, уложенных в плен
ные корзины с плотной укупоркой.
В НИИ ВОГ'ВФ применяется способ очистки от нагара от
дельно алюминиевых и стальных деталей. Ванна для очистк
алюминиевых деталей состоит из 7 кг зеленого мыла 6 кг жид
кого стекла и 13 кг |Кальцинированной соды. Все это растворен
в 600 литрах воды. Очистка заключается в том, что в таком1 со
ставе, нагретом до 80—90е С детали выдерживаются от 1 я
3 часов. Затем, после обтирания, кипятятся 25—30 минут в чисто!
воде. После этого нагар снимается протиранием. Ванна служи
для очистки 18—20 моторов.
72
Ванна для очистки стальных деталей состоит из 6 кг зеленого'
,ь1ла, 1 кг жидкого стекла, 10 кг каустической соды и 12 кг каль-
1 щированной соды. Все растворяется в 600 литрах воды. По-
\доК очистки такой же, за исключением времени выдерживания
Сталей, которое снижается до 1—2 часов.
К недостаткам этого способа относятся: необходимость подо-
грева, отдельные составы, для алюминиевых и стальных деталей
( большой расход химикалий.
К преимуществам относятся: быстрота очистки и отсутствие
щвитых веществ, что значительно упрощает обслуживание.
Г'ЛАВА V
ИСПЫТАНИЯ И КОНТРОЛЬ АВИАМАСЕЛ
1. Испытания авиамасел на моторе и в эксплоатационных
условиях.
На основе опыта эксплоатации авиационных двигателей в 1
стоящее время выработаны технические требования к масля
характеризуемые ио их физико-химических свойствам. Одна!
разнообразие условий и режимов работы различных типов ави
[моторов не дает возможности выбор масла делать только |
|физико-химическим свойствам. Кроме того не установлена е:
достаточно ясная и вполне научная зависимость между физии
|Химическими константами и такими вопросами применен
смазки, как нагарообразование, износ, прогар поршневых кол(
расход и т. д. Поэтому, прежде чем установить сорт масла д
'данного типа мотора, необходимо провести ряд испытаний щ
тора на различных маслах. Выбранное, таким образом, мао
идет еще на длительное испытание в эксплоатационных условий
после чего оно окончательно утверждается как основной со
масла для данного типа моторов.
Для проведения моторного испытания какого-либо масла т
обходимо прежде всего выбрать такой мотор, который прош
'лишь заводскую обкатку и обычное приемочное испытание и.
же мотор только-что вышедший из ремонта.
Получив мотор и выбрав соответствующий испытатель^
станок, составляют программу испытаний. Каждое проводим
испытание должно иметь ясную и конкретную целевую устанон
с тем, чтобы при подытоживании результатов исследовате!
знали, на какие вопросы необходимо дать ответ.
•Предназначенное для испытания масло подвергают подрс
ному физико-химическому анализу. Такие же анализы масла
лают через каждые 10 часов работы мотора. При этом необ>
димо заметить, что если система смазки нециркуляционная,
пробы для анализа берут как из картера, так и из баков.
Параллельно с физико-химическими исследованиями мае
1 проводят подготовку мотора и моторной установки к испытанИ
74
Перед испытанием мотор должен быть разобран. Основные
,рущиеся детали подвергаются микрометражу. Наконец произво-
дится сборка мотора, установка его на станке и оборудование
всеми необходимыми приборами и измерительным инстру-
ментом.
Если мотор вышел из ремонта, то его подвергают обкатке.
Чатем определяют поправку на обдув (в случае мотора с воз-
душным 'охлаждением), производят тарировку станка и снимают
дроссельную характеристику.
Продолжительность испытания зависит прежде всего от сро-
ков службы мотора. В настоящее время проводится 100-часовое
испытание. С увеличением сроков службы моторов будет также
ков службы мотора. В настоящее время проводится 100-часовое
испытание разделяется на десять этапов по 10 часов каждый.
Продолжительность этапа является функцией тактико-экплоа-
гационных требований, пред’являемых к современным самоле-
там, так как 10 часов является в настоящее время средней про
доложительностью непрерывной работы мотора в воздухе.
Для десятичасового этапа заранее устанавливается режим ра-
боты мотора. Испытания на всех 10 этапах производятся по
этому же режиму. Ниже мы приводим примерный режим работы
для десятичасового испытания:
1. Малый газ ....
2. Прогрев . . .....................
3. Полный газ . . . ...................
4. Номинальная мощность..................
5. Эксплоатационная мощность (0,9 номинала)
6. Полный газ............................
7. Малый газ....................... . . .
10 минут
15 „
1 „
30 .
8 ч. 53 м
1 мин.
10 минут
В зависимости от мотора устанавливается для каждого ре-
жима соответствующее число оборотов и нагрузка.
Во время испытания производятся замеры: числа оборотов,
крутящего момента, атмосферных условий температуры воды и
масла, а также ведутся наблюдения за работой отдельных агрега-
тов мотора и, в случае необходимости, принимаются меры к
Устранению замеченных недостатков.
После 100 часов работы составляется дефектная ведомость
наружного осмотра мотора, производится разборка и микроме-
траж.
Все полученные данные и протоколы испытаний служат мате
Риалом для заключения о допущении или недопущении данного
Масла к эксплоатационны’м испытаниям.
Если испытанное на моторном станке масло дало положи-
тельные результаты, то оно поступает на эксплоатационные ис-
пытания. Для этого выделяется группа самолетов с новыми мо
Горами 'или с моторами, вышедшими из ремонта и подвергавши-
мися микрометрическим измерениям. Эксплоатации этих моторов
75
происходит исключительно на предназначенном для испита «
масле. Продолжительность испытания установляется до полно
1 израсходования моторо-ресурсов, т. е. до следующего ремош
Все дефекты, замеченные во время эксплоатационных испытан!
заносятся в формуляры соответствующих моторов. После исщ
тания основные детали мотора проходят вторичный микром
траж и устанавливается средний статистический износ.
Окончательное заключение о пригодности данного мае,
для применения на соответствующих моторах делается на осна
суммированных выводов как моторного, так
ного
и эксплоатаци.
испытаний.
2. Полный контроль авиационных
крупных аэропортах при эксплоатации
самолетов имеются значительные запасы авиамасел, по
масел.
большого КОЛИ'
1)
1 см,
В
ства
чаемые из различных складов и хранящиеся длительное врем
Кроме того масла могут быть различных сортов, вследствие ра
нообразности типов моторов, находящихся в данном аэропорт
В силу этих условий требуется периодический полный анал|
авиамасел для проверки их кондиционности (т. е. соответствя
техническим условиям, установленным органами воздушно^
флота и маслопроизводящими предприятиями). Полный аналл
требуется также, когда происхождение предполагаемого для пр|
менения масла неизвестно.
При полном контроле определяются следующие свойства:
1. Цвет в проходящем и отраженном свете при температуи
2. Вода и механические примеси.
3. Удельный вес при 15° С.
4. Вязкость по Энглеру при 50° С и 100° С.
5. Температура вспышки.
6. Температура застывания.
7. Смолы по акцизному методу.
8. Кокс по Конрадсону (только для минеральных масел). 1
9. Органическая кислотность.
10. Нейтральность (присутствие минеральных кислот и ще
лочей).
11. Зола.
Для касторового масла и кастроля, кроме вышеуказанны!
свойств, производятся еще следующие определения:
1. Растворимость в бензине и спирте.
Иодное число.
Число омыления.
Процент содержания касторового масла в кастроле.
А. Полный анализ минеральных масел.
Цвет. В пробирку, чисто вымытую и сухую, диаметром *
сделанную из бесцветного и совершенно прозрачное
2.
3.
4.
76
к л?
1’ис. 26. Прибор
Дина и Старка
для определения
содержания во-
ды
-текла, наливают некоторое количество масла. Цвет определяют
проходящем и отраженном дневном свете.
Свежее минеральное авиамасло при 20“ С должно показать
я проходящем свете (красноватый цвет, а в отраженном свете —
зеденоватый. Затем тщательно взбалтывают и не- -43
«второе количество кз пробирки помещают на бес-
цветную и непрозрачную стеклянную пластинку и
рассматривают ее в проходящем дневном свете.
Свежее масло должно быть абсолютно прозрач-
ным- Мутный вид масла свидетельствует о наличии
Б нем воды или других механических примесей.
2) Определение содержания воды. Наличие в
масле воды, кроме мутного вида, можно еще опре-
делить следующим образом. В обычную пробирку
наливают несколько кубических синтиметров испы- §
туемого масла и осторожно ее подогревают. Если *
в масле содержится некоторое количество воды, то
при температуре 200“ С слышится характерный
треск.
Количество воды определяется по методу Дина
и Старка.
Аппаратура, а) Медная круглодонная кол-
ба, с короткой шейкой, паянная припоем, емкостью
на 500 мл (рис. 26 А).
б) Градуированный стеклянный приемник для
определяемой воды. Он представляет собой гра-
дуированную цилиндрическую пробирку с при-
паянной к ее верхней части под углом 60“ отвод-
ной трубкой, изогнутой через 4 см вниз на 120° —
в положение параллельное пробирке; конец ее косо
срезан.
Приемник градуирован на 10 мл, причем от 0
до 1 мл — приемник градуирован через 0,05 мл.
От 1 до 10 мл приемник 1радуирован через
0,2 мл (рис. 26 В).
в) Стеклянный водяной холодильник (рис. 26 С)
с гладкой внутренней трубкой, длиной 45 см. Ко-
нец ее должен быть косо срезан. Диаметр трубки
1 см; длина муфты 30 см.
г) Штатив с кольцом для колбы и зажимом для
Холодильника.
д) Пипетки на 100 мл и на 50 мл.
е) Обыкновенная газовая горелка.
ж) Медная или стеклянная палочка с резиновой трубкой на
Хонде.
Растворите ль. Бензин 2-го сорта, удельного веса 0,735—
•'55, от которого отогнаны, с ректификационной колонкой, все
Части, кипящие до 95° С.
77
Подготовка к определению. Подлежащее испытана
масло взбалтывают, как и при бензиновом способе *). ВзболтД
ную среднюю пробу масла отмеряют в количестве 100 мл при il
мощи градуированной пипетки и переливают в медную колИ
Остатки масла в пипетке смывают в ту же колбу растворителе!
в 2 приема, каждый раз по 50 мл. Смесь испытуемого продув
с растворителем хорошо перемешивают вращением колбы.
Затем в колбу бросают несколько кусочков неглазурованно
фаянса или пемзы и колбу плотно присоединяют на кормов
пробке к отводной трубке приемника. К приемнику сверху П)
соединяют на корковой пробке холодильник.
Определение. Приступают к нагреванию медной кол!
регулируя скорость перегонки таким образом, чтобы из косо q
занного конца холодильника падало 2— 4 капли в секунду. Ес
в трубке холодильника под конец операции задерживаются кг
пли воды, эту воду переводят в нижнюю часть приемника неп;
должительным более сильным кипячением или с помощью длЛ
ной медной палочки, диаметром 3—4 мм, на конец которой в,
дет кусок резиновой трубки.
Перегонку прекращают, когда об’ем воды в приемнике пере-
стает увеличиваться. Отсчет об’ема воды производится пос*
того, как приемник и собравшаяся в нем жидкость примут ком-
натную температуру.
Найденный об’ем воды соответствует содержанию воды в of»
емных процентах.
Для определения весового процентного содержания вс
нужно число отсчитанных об’емных процентов разделить н?
удельный вес масла.
В случае, если продукт содержит более 10% воды, то ф
определения его берут не 100 мл, а 50 и полученный otcw
воды, умноженный на 2, даст процентное по об’ему количеств
зоды в испытуемом масле.
Вместо отмеривания 100 или 50 мл масла можно отвесить <
ответственно 100 или 50 г, с точностью до 0,2 г, непосредствен™
в медную колбу; в этом случае число мл отстоя дает весовой
процент содержания воды.
Точность: допускаемое расхождение между двумя опр*'
делениями — 0,2 мл.
3) Определение механических примесей. Так как механически*
примеси состоят из частиц более тяжелых, чем масло, то И*
чрезвычайно легко обнаружить при отстаивании, в результат*
которого они осаждаются на дне сосуда.
Для количественного определения механических примесей
пользуются следующим методом.,- предлагаемым ОСТ № 5.
100 г масла, взболтанного (до его отвешивания) в течений
10 минут, разбавляют тяжелым бензином и фильтруют через вь1'
См. ОСТ № 5.
7 8
сушенный при 150е С, охлажденный в эксикаторе и взвешенный
бумажный фильтр.
Фильтр с задержанным на нем осадком промывают горячим
бензолом до тех пор, пока бензол не будет стекать бесцветным,
после чего фильтр с осадком высушивают при 105° С до посто-
янного веса. Разница между последним весом и весом ф|ильтра
Быражает собой весовое содержание механических примесей в
исследуемом масле.
4) Определение удельного веса. Удельный вес масла при пол-
ном анализе необходимо определить весами Вестфаля. Для боль-
шего удобства масло предварительно подогревают до темпера-
туры около 35° С с последующим приведением к нормальной
температуре, т. е. к 15° С (поправка минеральных масел на I®
равняется 0,0006).
При отсутствии весов Вестфаля удельный вес можно опреде-
лить при помощи ареометра.
а)Определние весами Вестфаля. Весы Вестфаля
(рис 27) отличаются от обыкновенных рычажных весов тем, что
плечи коромысла их не равны по длине и по массе. На конец
длинного плеча, разделенного на десять равных частей, подвеши-
вают на тонкой проволоке из платины стеклянный грузик со
впаянным термометром.
Вес грузика подгоняют так, чтобы при подвешивании его на
конец длинного плеча коромысла весы сохранили равновесие в
воздухе. Погружая грузик в исследуемую жидкость и восстанав-
ливая равновесие прибавлением разновесок на то же плечо, на
конце которого висит грузик, прямо получают удельный вес
масла при температуре опыта. Возможность такого прямого
определения основана на системе принятых в весах Вестфаля
разновесов. Прилагаемые, к весам разновесы имеют форму рей-
теров, которые можно вешать либо на крючок на конце плеча,
либо на делениях (коромысла (при каждом делении на плече ры-
чага имеется вырез). Обыкновенно число разновесов ограничи-
вается четырьмя.
Большой разновес должен быть равен весу воды при 15° С в
об’еме грузика; вес его принимается за единицу. Другие 3 раз-
новеса весят в 1^5 ЮО и 1000 раз меньше.
Помещая разновесы на деления коромысла, получим десятые
Доли того давления, которое они производят на конце плеча.
Стеклянный цилиндр диаметром в 4 см и высотой около
18 см.
Проверка весов Вестфаля. Устанавливают весы по-
средством уравнительного винта таким образом, чтобы при гру-
айке, подвешенном на крючок коромысла, весы были в равно-
весии. Наливают в цилиндр дестиллированной воды, температуру-
которой устанавливают точно + 15° С, и опускают в нее подве-
зенный к коромыслу грузик; вода в цилиндре должна нахо-
79
Рис, 27. Весы Вестфаля.
даться на такой высоте, чтобы при равновесии коромысла в не
был погружен не только грузик, ио и нижняя часть подвесив
проволоки, а именно, завитой ее конец и еще около 10 мм nJ
волоки. При опускании грузика в воду нужно следить за те!
чтобы на нем не оставалось пузырьков воздуха. После опускай!
грузика в воду равновесие нарушается и конец коромысла с гЛ
зиком поднимается. Тогда подвешивают большой разновес!
крючку, на котором висит грузик, от чего коромысло весов до!
жно притти в горизонтальное положение.
Если этого не прои»
ходит, то его приводят!
горизонтальное положу
ние с .помощью друге
разновесов. Таким обр*
зом устанавливают J
грешность весов, кото,
рую и принимают во пни
мание при определений
удельного веса нефтепр!
дуктов.
Подготовка к от
ре делению. ПосрЛ
ством уравнительна^
винта сначала устанавлЯ
вают весы таким обра-
зом, чтобы при грузике
подвешенном на кон®
длинного плеча коромьЛ
ла, весы были в равном
сии, т. е. острия приш
лись друг против дру.а
Затем в имеющийся пр»
всех весах стеклянный пи’
линдр осторожно по сте4
ке наливают испытуемую
жидкость и опускают в нее подвешенный к коромыслу грузив
жидкость в цилиндре должна находиться на такой высоте, чтобй
при -горизонтальном положении коромысла в нее был погружея
не только грузик, но и нижняя часть подвесной проволоки, а
именно, завитой ее конец и еще около 10 мм проволоки.
Равновесие весов нарушится и плечо коромысла с грузиков;
поднимается.
Определение. Постепенно подвешивают на коромысло
разновесы, начиная с крупных, до тех пор, пока не установится
равновесие.
Положим, большой разновес (1) висит на делении 8, второй
разновес (0,1) на делении 7, третий (0,01) на делении 5, а четвер*
80
I
i(l (0,001) на делении 8, тогда удельный вес будет выражаться
'целом 0,8758.
Измерение температуры производят проверенным термомет
,ом и поправки на температуру' вычисляют так же, как и для
реометра.
Точность: допускаемое расхождение между двумя опреде-
|(,циями — 0,0005.
в) Определение ареометром. Для определения
kдельного веса авиамасел при помощи ареометра необходимо
дметь следующую аппаратуру:
1. Ареометр со шкалой от 0,890 до 0,950 для минеральных
масел и от 0,930 до 0, 980 для касторового масла.
Удобнее всего, если ареометр будет одновременно 'иметь и
.емпературную шкалу. При отсутствии таковой необходимо
также иметь термометр для определения температуры, при кото-
рой определяется удельный вес масла.
2. Стеклянный прозрачный цилиндр диаметром в 5- см такой
г.ысоты, которая была бы соразмерна с ареометром. Подогретое
примерно до 35° С масло наливают в указанный цилиндр и по-
нижают в него ареометр таким образом, чтобы он свободно
плавал в жидкости и не касался стенок цилиндра. При установив-
шейся постоянной температуре и полном прекращении верти-
рльных колебаний .производят отсчет по верхнему краю менпкеа.
л полученному' результату прибавляют соответственную темпе-
ратурную поправку.
5) Определение вязкости по Энглеру. Описание при-
бора. Вискозиметр Энглера (рис. 28) состоит из двух, вставлен-
ных один в другой латунных сосудов цилиндрической формы.
Внутренний сосуд (А) предназначен для наполнения его исследуе-
мым маслом; наружный (В) представляет собой водяную или
масленую баню. 'Внутренний сосуд закрывается крышкой с двумя
отверстиями, предназначенными для термометра, служащего для
"пределения температуры испытуемого масла, и деревянного
'лтсиселя (в), служащего для запирания сточного отверстия при-
бора. Термометр, служащий для определения температуры воды
(или масла) в бане, удерживается помощью зажима, прикреплен
Кого к стенке бани. На той же стенке укрепляется мешалка для
Перемешивания жидкости в бане. Неподвижность внутреннего со-
суда по отношению к окружающей его бане достигается тремя
боковыми креплениями и сточной трубкой; последняя запирается
'Походящим сквозь центральное отверстие в крышке штепсе-
лем (в).
На равном расстоянии от дна, во внутреннем сосуде распо
10жены три, изогнутых вверх под прямым углом, заостренных
’Пгифтика, служащих указателями высоты слоя наливаемого
’’пела и в то же время показателями горизонтальности положе-
на прибора. Железный треножник служит штативом для при-
Аниацнонньте масла.
81
Рис. 28 Вискозиметр Энглера
бора, на нем укрепляют кольцевую горелку для подогрева ап4
рата, под которую во время работы, как раз против сточи®
отверстия прибора проводят измерительную колбу с чертой1
шейке, которая отвечает 200 мл. Колба градуирована при +2(j*®
Термометры к вискозиметр у Э н г л ер а. 1. ШхЛ
молочная; градуирована от +10“ до +52“ С через 0,5 градус®
введенной поправкой на охлаждение столбика ртути; нумераЛ
через 10“ С. Длина ствола термометра 215—220 мм, диамЛ
ствола 5—6 мм, длина шарика т-ра 8—10 мм; диаметр 5—6 м1
2. Шкала молочная: граде
ровка от +10“ до +110° С чеА
Г С с введенной поправкой I
охлаждение выступающего стаЕ
бика ртути; нумерация че»
10’С. Длина ствола термомеД
250—255 мм, диаметр ствола Я
7 мм; длина шарика термомеЛ
не более 8 мм, диаметр 5—6 м«
Термометры снабжены гильз®
наружного диаметра в 8 мм, Д
крепленной на трубке термом-а
ра так, чтобы ртутный шаре
термометра начинал обнажаттД
из масла тогда, когда из виске
зиметра вытечет 200 мл масла
Установка прибор!
Прибор должен быть установке
так, чтобы три острия указа, еА
уровня жидкости во внутренне
сосуде находились в горизоЬ
тальной плоскости, что дэстп»
ется подвинчиванием уравнитеЯ
ных винтов треножника до тех пор, пока все три острия ука®
телей уровня будут едва заметны над поверхностью жидкое»
налитой во внутренний сосуд в соответствующем об’еме. Поели
ний регулируется отнятием или прибавлением жидкости поерв
ством пипетки. Урегулированный таким образом треножник I
должен сдвигаться с места, а ванну вискозиметра необходиу1
каждый раз устанавливать на треножнике в одном и том же 'О'
ложении.
Определение водного .числа .прибора. Тп<
тельно промывают внутренний сосуд прибора серным или нет *
яейным эфиром, затем спиртом и под конец дестиллированНг
водой. Для этой работы требуется совершенно новый дерев®
ный штепсель, не бывший в употреблении. В случае если та °
вого не окажется, то штепсель, бывший в употреблении, слеДУ®.
тщательно промыть до употребления эфиром, спиртом и вод®
82
^саться пальцами, бумагой или тряпочкой внутренней поверх
4ости прибора-не следует; только в крайнем случае можно про-
брать ее замшей. Затем наливают во внутренний сосуд дестил-
«ированную воду с температурой + 20° С, немного выше остриев.
1ри помощи водяной бани воду во внутреннем сосуде в тече-
те W мин. держат при температуре 20°, потом приподнимают
легка штепсель и выпускают немного воды из сосуда; таким
(бразом, вся сточная трубка также заполняется водой.
После этого пипеткой отсасывают из сосуда излишек воды
(ак, чтобы уровень ее приходился как раз на высоте остриев
дтифтиков. Под сточное отверстие прибора ставят измеритель-
1\-ю колбу. Установив таким образом прибор, его закрывают
крышкой, придерживая при этом рукой штепсель, запирающий
•точное отверстие. Убедившись, что температура воды равна
гочно 20° С, быстро, не толкая прибора, приподнимают рукой
опирающий штепсель и тщательно, по секундомеру, отмечают
время, потребовавшееся для заполнения колбы до черты 200 мл.
Время это должно быть не менее 50 и не более 52 сек. Сред
нее для данного прибора время, принимаемое за единицу, дол-
-но быть определено, по крайней мере, из трех последователь-
11,(Х наблюдений, разнящихся между собой не более, как на
Й.5 секунды.
Проверка водного числа вискозиметра производится не реже
; раза в 3 месяца. Если результаты поверки выходят из преде-
(.в 50—52 секунд, то прибор подлежит ремонту. Точность се ,
кундомера также должна быть периодически проверяема.
Определение вязкости нефтепродукта. .Перед
каждым испытанием прибор и его выпускное отверстие должны
Зять тщательно промыты бензином и высушены продуванием
щздуха.
Определение вязкости масла при 50“ С производится следую-
1им образом: во внутренний сосуд прибора, немного выше его
чстриев, наливают, при закрытом с помощью штепселя сточном
отверстии, испытуемый нефтепродукт, подогретый до 52—53° С
5*0 внешний сосуд прибора наливают воду с температурой
fU.2u С. Для того, чтобы во все время опыта температура испы-
туемого нефтепродукта была одна и та же, т. е. 50” С, следует
’е.чпературу ванны непрерывно поддерживать при 50,2" С. Это
достигается перемешиванием содержимого ванны стеклянной па-
'очкой или специально приспособленной мешалкой и легким
''одогреванием бани кольцевой горелкой.
Подняв немного стержень, дают стечь излишку масла, если
*то необходимо, настолько, чтобы уровень масла как раз сов-
1<ал с верхними точками остриев. Если масла спущено больше,
прибавляют его по каплям до конца остриев, осторожно,
робы не оставалось пузырьков воздуха. После этого прибор за-
6»
83
«
ф1туемого продукта во время подогрева. Мешалка соединена
0бкой передачей с ручкой, посредством которой она может
() вводиться во вращател1>ное движение.
Прибор нагревается газовой или бензино-газовой горелкой,
допускается применение электрической нагревательной ванны с
р гулировкой нагрева посредством реостата.
крывают .крышкой и под сточное отверстие ставят измерит
ную колбу.
Температуру продукта устанавливают непрерывным переме
ванием термометром, вращая вокруг штепселя крышку приб
в которую вставлен термометр.
Когда термометр, находящийся в масле, будет показыв
501' С, следует выждать еще 5 минут, а потом быстро выч
штепсель, одновременно пустив в ход секундомер.
Во все время истечения надо следить за тем, чтобы темпе
тура в бане была одна и та же. Секундомер останавливают в
момент, когда вытекающее в измерительную колбу масло доц
до метки 200 мл (пена в расчет не принимается). Разделив по
занное секундомером количество секунд на коэфициену прибЛ
(время истечения из аппарата 200 мл воды при температуре Я
выраженное в секундах) находят вязкость испытуемого масла.
Аналогичным же образом производят определение вязкоЛ
при 100°, только при этом во внешний сосуд наливают как.
либо масло с высокой температурой вспышки.
Температуру бани поддерживают подогреванием газовой ксВ
цевой горелкой около 101—102° С, для того, чтобы исследуеД
масло во время опыта имело температуру 100°.
Точность: допускаемое расхождение между 2 опред
ниями 1 % от определенной вязкости.
6) Определение температуры вспышки. При полном анали»
температуру вспышки авиамасел определяют по Мартенс Пев
скому и по Бренкену. _
а) Определение вспышки по Мартенс-Пенскому. О п и с а н и<
прибора. Прибор Мартенс-Певского (рис. 29) состоит из чу
гунной литой воздушной ванны (1) с цилиндрической камерой
непосредственно нагреваемой пламенем горелки, и латунной ру
башки (К), которая предохраняет чугунную воздушную ванну 61
излишнего теплоизлучения. Резервуар, служащий для зализа®
него испытуемого продукта, опирается концом (фланцем) с#
кана на латунную рубашку, нигде не прикасаясь к стенкам чугр-
ной ванны. Этот резервуар имеет цилиндрическую форму с плбе
ким дном и сделан из латуни. Внутри него, по высоте налива, И
средством расточки сделан уступ.
На резервуар 'надевается хорошо пригнанная крышка, име1£|
щая: три отверстия, вращающуюся заслонку с 2 отверстиями, Я
булус для термометра, зажигательную лампочку (п) и пруд»
ный рычаг '(F), который может отодвигать заслонку и наклоня11
зажигательную лампочку к середине отверстия в крышке.
Термометров к .крышке полагается два: от + 50° до 220‘
от 200 до 360° С, с делениями через Рис гильзами для вст8“
ления термометра в тубулус крышки. В свидетельствах к тер*\
метрам должны быть даны поправки к их показаниям. В цеич,
крышки установлена мешалка, служащая для перемешивания
Рис. 29. Прибор для определения температуры вспышки
по Мартенс-Пенскому.
Подготовка к определению. Резервуар прибора
Промывают бензином и тщательно высушивают его над пламе-
Нем; малейшие следы бензина сильно понижают вспышку нефте-
продукта. В резервуар наливают испытуемый продукт до уступа,
Находящегося внутри резервуара, закрывают крышкой, хорошо
84
85
'вытертой и высушенной, вставляют термометр и помещают у
зервуар в воздушную баню.
' Определение. Под прибором зажигают газовую горел»
Сначала температура масла может повышаться быстро, но, ног;
она достигает температуры градусов на 40 ниже предполагаема
температуры вспышки, надо нагревание вести так, чтобы ск
| рость под’ема температуры к моменту, градусов за 10 до ожидг
1 мой вспышки, была 2" в минуту. В это время, т. е. за 10° ии.|
ожидаемой вспышки, начинают производить испытание, проб)
сначала через каждые 2°, а за 5° до ожидаемой вспышки — чер
каждый градус.
При нагревании масло следует все время перемешивать вр
щением конца пружинной мешалки. Только на время испытан!
на вспышку перемешивание прекращают. Для определен?
вспышки поворачивают головку пружинного рычага и осторож!
опускают обратно. При этом отверстие крышки должно быть d
крыто одну .секунду. В лампочке (п) горит газ, за неимение
его — сурепное или машинное масло. Диаметр пламени должен
быть равен 3—4 мм.
Точность: допускаемое расхождение между двумя опред»
лениями — 2° С.
в) Определение температуры вспышки в приборе Бренкен;
Описание прибора. Прибор состоит из следующих част(
(рис. 30):
а) Штатив с кольцом -и лапкой.
б) Песчаная баня (чашка) диаметром около 10 см высоте
около 5 см.
в) Фарфоровый тигель высотой 47 мм (+ 1 мм) диаметре
64 мм (+ 1 -мм).
г) Термометр палочного типа. Размеры — длина 290—305 mi
диаметр 6—7 мм; -шарик термометра — длина не более 13 м
расстояние от нижнего конца шкалы до конца шарика — 40-
50 мм: градуировка — от 0 до 360° С через 1°, заполнение
азот, стекло нормальное.
Термометр проверен при 0", 100°, 200" и 300" С.
В удостоверении о поверке термометра даются величины по
правок на указанные точки.
’ д) Газовая горелка.
е) Зажигательная лампочка, состоящая из стеклянной тру
бочки с оттянутым концом, в которую проведен газ или в кото
рую продет фитиль.
Подготовка к определению. Предварительно обез
воженное масло наливают ® фарфоровый тигель так, чтобы уро
вень жидкости отстоял от края тигля на 12 мм, для масел с
вспышкой до 220° С и 18 мм для масел со вспышкой выш!
220" С. Правильный залив тигля маслом обеспечивается примене
нием изображенного на рис. 31 шаблона. Тигель вставляют в пес
86
Рис. 30. Прибор для определения температуры вспышки но Бренксиу.
**аную баню (чашку) так, чтобы песок был на одной высоте с
Жидкостью тигля; между дном тигля и чашкой должен быть тон
«Ий слой песка; в жидкость вставляют термометр, причем высота
Жидкости над ртутным шариком должна равняться расстоянию
*’арика от дна тигля.
87
В случае, если продукт безводен, поступают следующим
разом: в градуированный цилиндр емкостью в 200 мл. вливаю
сначала бензин, удельного веса около 0,740, до черты 50 мл.
том осторожно вводят туда же испытуемый продукт, пока j
вень бензина не подымется до черты 100 мл. К полученной cn
прибавляют столько бензина, чтобы общий об’ем жидкости
ставил 150 мл. Если масло очень густо, то следует его предвари
тельно разогреть, погружая сосуд с маслом в горячую воду.
Разогретое масло вливают в чистый цилиндр, охлаждают д
комнатной температуры, отсчитывают его об’ем и затем доба
вляют бензином до 150 мл.
Определение. В отстойник для смол наливают серной ки
слоты точно 10 мл.
Для выравнивания ее мениска в отстойник прибавляют не
сколько миллилитров бензина.
Бензиновый раствор продукта переливают из цилиндра в от
стойник для смол.
Цилиндр ополаскивают 5—10 м-л. бензина и ополоски присое
диняют к общей массе; затем все сильно взбалтывают в течение
3 мин. Отмыв возможно тщательнее Стенки сосуда от пристав-
вшей к ним смолы легким встряхиванием бензинового слоя жид-
кости, наполняющей широкую часть прибора, оставляют послед-
ний в штативе в отвесном положении. По прошествии одного
часа производят отсчет. При неясном разграничении слоев, в при
бор осторожно по стенкам вливают светлое очищенное машинное
масло, вследствие чего поверхность нижнего слоя настолько от-
четливо обнаруживается, что становится возможным точно от-
считать его об’ем.
Отстаивание слоя смолистых веществ после взбалтывания
бензинового раствора с серной кислотой производится при ком-
натной температуре.
Полученное число миллилитров смолистых веществ, будучи
умножено на 2, дает процентное по об’ему содержание смоли-
стых веществ в испытуемом нефтяном продукте.
Примечание. В случае большого содержания смоли-
стых веществ (свыше 20 и до 50%) определение производит-
ся следующим -образом: испытуемый продукт разбавляют в
градуированном цилиндре керосином в отношении 1:1с по-
лученным раствором поступают, как это указано для продук-
тов, содержащих смолы до 20%. Число полученных миллнлй
тров смолистого отстоя после умножения на 4 дает процент-
ное содержание смолы в продукте.
При содержании смолистых веществ свыше 50 7о испытуемый
продукт разбавляют в градуированном цилиндре керосином в от-
ношении 1 :2 и с полученным раствором поступают, как это ука-
зано для продуктов, содержащих смолы до 20%.
90
Число полученных миллилитров смолистого отстоя, после ум
ножения на 6, дает процентное содержание смолы в продукте.
9) Определение содержания кокса в авиамаслах. Описание
прибора (рис. 33). Прибор состоит из следующих частей:
а) Фарфоровый тигель для залива нефтепродукта (А) разме-
ном: диаметр 45—46 мм, емкость 25 мл.
б) Железный тигель (В) с чугунной крышкой, снабженный
отверстием для выхода паров нефтепродуктов, размером: диа-
метр 65 мм, высота 38 мм, емкость 45 мл.
в) Железный тигель (С), снабженный обыкновенной крышкой,
размером: диаметр 80 мм, высота 60 мм, емкость 180 мл.
г) Фарфоровый тре-
угольник.
д) Треножник (D).
е) Асбестовый или же-
(езный муфель (Е) разме-
ром: длина стороны 15—
17 см, высота 3 см. Про-
рез для вставления тиг-
лей верхний диаметр 9 см;
нижний диаметр 8 см.
ж) Асбестовый или же-
лезный колпак с трубой
(F) размером; диаметр
12,5 см; высота цилин-
дрической части 1,8 см;
высота трубы 5 см; диа-
метр трубы 6,2 см.
з) Горелка с сильным
пламенем.
Определение. В
точно взвешенном (пред-
варительно прокаленном)
фарфоровом тигле (А)
отвешивают 10 г масла,
ставят тигель в центре
железного тигля (В) и на- Рис- 33- Прибор Конрадсона для определения
крывают последний кры-
шкой.
Этот тигель ставят, в свою очередь, внутрь другого желез-
ного тигля (С), на дно которого насыпают пасок и накрывают
крышкой. Всю систему тиглей ставят на фарфоровый треуголь-
ник, положенный на треножник, внутрь муфеля (Е) и накрывают
колпаком (F). Дно наружного тигля нагревают сильной гооелкой,
пламя которой охватывает бока тигля внутри .муфеля.
Когда масло начинает разлагаться и испаряться, регулируют
пламя горелки так, чтобы пламя загоревшихся продуктов разло-
жения поднималось над трубой колпака не выше 5 см.
91
С прекращением выделения горючих газов доводят пламя го
редки до первоначальной величины и греют докрасна дно наруж
ного тигля в течение 5 минут.
Все нагревание продолжается около получаса (для легки:
нефтепродуктов несколько меньше, чем для тяжелых).
По окончании нагревания охлаждают тигель, не снима,
крышки.
После этого фарфоровый тигель вынимают, окончательн
охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Полученный вес кокс
перечисляют в проценты.
При оценке результатов обращают внимание на свойств
кокса: рыхлость, трудность его отделения от стенок.
Точность: допускаемое расхождение между двумя опреде
лениями не более 0,5%.
10) Определение содержания органических кислот. А п п а р
тура, а) Градуированный цилиндр на 100 куб. см с притертс
пробкой, б) Пипетка на 20 куб. см. в) Колба Эрленмейера на 1!
куб. см.
Растворитель. Свежеперегнанный спирт, нейтрализова
ный путем прибавления по каплям 0,1 N спиртового раство]
едкого калия в присутствии фенолфталеина.
Реактив. 0,1 N — спиртовый раствор едкого калия.
» Индикаторы. Фенолфталеин 1% или 2% спиртовый ра
твор.
Определение. В градуированном цилиндре взбалтывав
в течение 5 минут. 20 куб. см масла с 40 куб. см свежеперегна
ного спирта.
Маслу дают отстоятся, после чего отсасывают пипеткой .
куб. см спиртовой вытяжки, титруют ее 0,1 N спиртовым раств
ром едкого калия в присутствии фенолфталеина.
Так как при однократном взбалтывании не все кислоты пер
ходят и., масла в спиртовой раствор, то повторяют эту операци
еще два раза, беря каждый раз свежий спирт и присоединяй
результаты повторных определений к результату первого титр
ванич
Можно, не прибегать к повторным обработкам масла спирто
пользоваться поправками Гольде, которые прибавляют к найде
ной кислотности после первой обработки масла спиртом.
Пример расчета на SO3 в%. ..
1 куб. см 0,1 N раствора едкого калия соответствует 0,004 г,
SOs, поэтому, если при титрировании 10 гр. масла пошло 0,5 ку
см 0,1 N щелочи, то кислотность данного масла будет
.05.0,004.100 =Qfi2% SOs
92
Таблица 9.
Поправки к найденной кислотности, выраженной в % % SOI
Кислотность . . . 0,025 0,027 0,029 0,030 0,032 0,033 0,040 0,047jo,054 0,062 0,069 0,073
Поправка .... 0,005 0,006 0,007 0,008 0,0090,010 0,011 0,012 О,О13[О,О14 0,015 0,016
Кислотность . . . 0,077 0,081 0,085 0,089|0.091 0,093 0,095 0,097 0,099'0,102 0,105 0,108
Поправка . . 0,017 0,018 0,019j0,0200.021 0,022 0,023^0,024 0,025 0,026^0,027 0,028
Кислотность . . - 0,112 0,115 О,121|о,133 0,139 0,145 0,145,0,147 0,149|0,151 0,153'0,155
Поправка .... 0.029 0,03о|о,031 0,032 0,033 0,0310,035 0.036 0,040,0,042 0,0450,047
Кислотность , . . 0,157 0,159^0,161 0,163 0,1650.167 0,169 0,171 0,173'0,1750,177 0,179
Поправка .... 0,050 0,052 0,055 0,057 0,060|0,062 0,065 0,067 0,070|0,072|0,075 0,077
Пример расчета' на мг КОН.
1 куб. см 0,1 N раствора КОН содержит последнего 5,6 мг
поэтому, есЛи при титрировании 10 гр. масла пошло 0,5 куб см.
0,1 N раствора едкого калия, то кислотность ма*Сла равна
=0,28 мг-КОН.
Примечание. Для перевода кислотности, выраженной в % SO,
в кислотность, выражаемую в мг КОН иа 1 гр масла необходимо цели-
чину % SOa умножить на 14, т. к. 1 % SOs соответствует 14 мп едкого
кали.
11) Определение нейтральности (присутствия минеральных ки-
слот и щелочей).
Некоторое количество подогретого масла взбалтывают в де-
лительной воронке в течение 5 минут с равным об’емом горячей
дестиллированной воды, дают отстояться и нижний водный слой
фильтруют через бумажный фильтр.
Индикатор — Метилоранж.
Определение. К фильтрату прибавляют одну каплю ра-
створа метилоранжа, в случае наличия кислоты раствор приоб-
ретает розову)о окраску, при отсутствии ее — остается оранже-
вым. В случае присутствия щелочи раствор приобретает желтую
окраску.
12) Определение золы. Аппаратура.
а) Фарфоровый тигель емкостью около 100 мл.
б) Асбестовый кружок с вырезом для тигеля.
Диаметр кружка 15—20 см.
Реактив. 10% раствор азотнокислого аммония.
93
Определение. 50 г масла, без предварительной отгоню
' наливают в точно взвешенный фарфоровый тигель и подвергав:
медленному выпариванию на голом огне (пламя горелки доджи
быть совершенно бесцветным).
1 Если пары масла при этом воспламеняются, то их :ледуе
точас же тушить, быстро покрывая фарфоровой крышкой. Остг
ток подвергают прокаливанию на сильном пламени. Для ускоре
ния озоления (если это требуется) прибавляют небольшими nof
циями раствор азотнокислого аммония, осторожно выпарива
последний и снова прокаливая остаток. Когда весь уголь сгорит
тигель ставят в эксикатор и по охлаждении взвешивают.
Привес тигеля, умноженный на 2, дает весовое процентное со
держание золы в исследуемом масле.
Полный анализ касторового масла.
прозрачность, удельный вес, вяз-
Такие константы как цвет,
кость по Энглеру, температура вспышка, зола и температура за
стывания определяется теми же методами, что и для минералы
ных масел, поэтому в настоящем разделе приведем лишь ту ме-
тодику анализа, которая относится только к касторовому маслу.
I) Определение влаги и механических примесей. После тща-
тельного перемешивания масла, отбирают из него 100 куб. см
в стеклянный измерительный цилиндр с делениями по 0,5 куб. см
емкостью в 100 куб. см, снабженный притертой пробкой и дают!
ему отстояться в течение 24 часов при температуре 20° С. после
чего отмечают нижний осевший слой.
2) Растворимость. Касторовое масло смешивается с бензи-
При изменении соотношения об’емом, т. е. при
количества бензина или спирта, излишек последнего
ном и 96" этил, спиртом в равных об’емах при нормальном ат-
мосферном давлении и температуре 15—20° С.
увеличении
должен от-
слаиваться.
3) Иодное число. Иодным числом называется количестве
грамм иода, вступающих в соединение с 100 гр. масла.
В колбе с притертой пробкой, емкостью в 300 см’ отвеши-
вают 0,2—0,3 гр. профильтрованного масла, прибавляют для рас-
творения его 15 см’ хлороформа и добавляют 30 см3 смеси Гюбля
(см. ниже). Колбу закрывают пробкой, причем, во избежание по-
тери иода от улетучивания, пробку слегка смачивают раствором
йодистого калия.
Осторожно взбалтывая, содержимое колбы тщательно пере-
мешивают, после чего смесь должна быть совершенно прозрач-
ной, в противном случае, к смеси добавляют еще некоторое ко
личество хлороформа.
Колбу оставляют в темном месте при комнатной температуре
(15°—20" С) на 16—19 часов. Если же по истечении 30 минут про-
94
изойдет сильное обесцвечивание раствора, то следует прибавить
в колбу такое количество отмеренной смеси Гюбля, при котором
раствор принимает первоначальную темнокоричневую окраску.
Для установления количества иода в смеси Гюбля одновремен-
но с первой колбой ставят при тех же условиях другую колбу с
15 см4 5 хлороформа и 30 куб. см смеси Гюбля. В случае добавле-
ния в первую колбу хлороформа и смеси Гюбля, добавляют та-
кое же количество их и во вторую колбу.
По истечении 16—19 часов во вторую колбу прибавляют
15 куб. см 1 % раствора йодистого калия и 100 куб. см дестилли-
рованной воды и титруют при постоянном взбалтывании раство-
ром серноватисто-кислого натра до появления светложелтой
окраски; затем прибавляют 1 куб. см 1% раствора крахмала и
продолжают титровать до исчезновения голубовато-фиолето-
вого окрашивания.
Иногда обесцвеченная жидкость через некоторое время при-
обретает синюю окраску. Подобное явление не влияет на резуль-
таты анализа и во внимание не принимается.
Таким же образом титруют содержание первой колбы. Раз-
ность между количеством куб. см раствора серноватистокислого
натра, израсходованного на титровании содержимого первой и
второй колбы, умножают на титр раствора серноватистокислого
натра, на 100 и делят на ыавеску; частное от деления выражает
иодное число масла.
Примечание 1. Смесь Гюбля: а) 25 гр. иода растворяют в 500 куб.
см 95% этилового спирта, б) 25 гр. двухлористой ртути растворяют в500 куб.
см. 95% этилового спирта, в) оба раствора хранят в отдельных колбах и
смешивают в равных об'емах за 48 часов до начала определения иодного
числа.
Примечание 2. Хлороформ должен оставаться бесцветным после
взбалтывания его с иодистым калием.
4) Определение числа омыления. От 2 до 25 грамм масла от
пешивают в колбу, емкостью в 300 куб. см, прибавляют 30 куб.
см 3% спиртового раствора едкого калия (КОН), колбу соеди-
няют с обратным холодильником, и нагревают при взбалтывании
на водяной бане в течение 20 минут; затем колбу удаляют с бани
и дают стечь жидкости из холодильника и титруют горячую
жидкость при помешивании полунормальным раствором соляной
кислоты.
В начале титрования к раствору' прибавляют 5 капель индцка-
гора (спиртовый раствор фенолфталеина) и раствор титруют до
красно-желтого окрашивания; затем прибавляют еще 0,5 куб. см
индикатора и титруют жидкость до появления желтой окраски.
Параллельно с титрованием раствора масла производят кон
1 рольное испытание той же кислотой 30 куб. см 3% раствора
едкого калия.
95
Разность между количеством израсходованных куб. см кисло
ты на основное и контрольное титрование умножают на 28,1 и|
1 перечисляют полученное произведение на 1 грамм масла.
Найденная величина представляет собой число омыления.
5) Кислотное число. От 5 до 10 грамм масла растворяют в
30—40 куб. см смеси равных об’емов нейтрального 95% этило-1
1 вого спирта и нейтрального серного эфира.
Жидкость перемешивают и титруют 0,1 N спиртовым раство-!
ром едкой щелочи до получения равномерного неисчезающего!
в течение 5 минут красного окрашивания. Индикатор—1 % раство!
фенолфталеина в 95% этиловом спирте.
Если при титровании жидкость мутнеет, в колбу добавляют!
небольшое количество растворителя до полного просветления
жидкости и продолжают титровать.
Израсходованное при титровании количество кубических см!
0,1 N раствора едкой щелочи, умноженное на 5,61 и деленное нЛ
навеску масла выражает кислотное число.
б) Нейтральность (отсутствие минеральных кислот и щело
чей).
В делительной воронке взбалтывают 50 куб. см масла с дво'1-1
ным количеством нагретой дестиллированной воды и дают ем,1
отстояться в течение 30 минут.
Собравшуюся в нижней части воронки водяную вытяжку спу-1
екают в стакан и прибавляют к ней две—три капли водного pa I
створа метил-оранжа. Появление розовой окраски указывает нн!
присутствие в масле свободных минеральных кислот.
7) Смолы. В градуированный цилиндр с притертой пробкой!
вливают 10 куб. см масла и 10 куб. см азотной кислоты удельно
го веса 1,21 и взбалтывают в течение 2-х минут.
Чистое масло принимает красноватый цвет, темное же окра
шивание смеси указывает на присутствие в масле смолистых
веществ.
8) Определение количества неомыляемых веществ в каст-!
роле *). Количество неомыляемых веществ указывает на процент
ное содержание минеральных масел в кастроле.
В колбу емкостью в 150 куб. см помещают 10 грамм масла
прибавляют 50 куб. см этилового спирта и 5 грамм едкого калия,
растворенного в возможно меньшем количестве воды.
Колбу нагревают на водяной бане при частом помешивании <
течение 30—45 минут. После испарения спирта масло растворяю®
в 50 куб. см воды и дают раствору охладиться; затем мыльный
раствор переливают в делительную воронку и омыляют неомыЯ
ленные вещества взбалтыванием со 100 куб. см петролейного
эфира (можно применять и этиловый эфир), имеющего точку I
кипения не выше 60". '
*) Все остальные константы кастроля определяются также, как и в кия1
ральных маслах.
96
По отстаивании водный слой сливают в другую делительную
1. оронку и вновь взбалтывают с 50 куб. см петролейного эфира;
[мыльный раствор сливают и взбалтывание повторяют еще раз.
Собранные эфирные вытяжки промывают в делительной во-
Iронке 2 раза водой (по 2 куб. см.). Если при взбалтывании с во-
I ой образуется трудно отстаивающаяся эмульсия, то .к жидкости
„прибавляют немного поваренной соли.
I Эфирный раствор переливается во взвешенную колбу, эфир
[лтгоняется и остаток сушится до постоянного веса.
Количество неомыленного остатка перечисляют на % к весу
1взятой навески. Разность между 100% к % минерального масла
Чает количество омыляемых веществ- (т. е. % растительного
шасла).
В. Аэродромный контроль авиамасел.
Обычно в аэродромных условиях часто встречается необходи-
1мость быстро проверить доставленное для заправки самолета
1масло. Технический состав, обслуживающий самолеты, должен
|бсзусловно владеть самыми примитивными приемами аэродром-
ного контроля.
1) Взятие пробы. Перед взятием пробы из бочек масло тща-
тельно перемешивают перекатыванием бочки в течение 5—10 ми-
ут. Затем, открыв отверстие бочки, сливают необходимое коли-
чество масла (около 1 литра). При сливе надо обращать внима-
ние на характер текущей струи. Волнистость струи, сгустки в ней
называют на присутствие в масле механических примесей, кото-
вые поддаются обнаружению специальным методом.
2) Цвет и прозрачность. Свежее масло имеет характерный
кзет в проходящем (смотреть против света) и отраженном свете
у должно быть -совершенно прозрачно. Наличие мути свидетель-
|т ует о присутствии в масле воды или каких-либо других посто-
| синих примесей.
Для определения цвета и прозрачности необходимо 2—3 ка-
Ьщ масла нанести на стеклянную поверхность или налить масло
। узкую пробирку.
3) Механические примеси. Около 20—50 куб. см масла раство-
!яют в таком же количестве бензина, чтобы получить раствор,
Допускающий свет. В случае присутствия грязи, на дне сосуда
Устаивается осадок.
4) Обнаружение воды. Для этого в пробирку наливают не-
вольно куб. см масла, подогревают его до 200". Если при этой
-Мпературе слышится характерный треск, то это свидетельствует
присутствии воды.
Удельный вес. Определяется ареометром при подогреве масла
> 40—50“ С, последующим приведением его к -4- 15" С.
5) Нейтральность. Определяется также как при полном ана-
'Изе.
Авиационные масла.
,97
ГЛАВА VI.
РЕГЕНЕРАЦИЯ ОТРАБОТАННЫХ АВИАЦИОННЫХ МАСЕЛ
1. Изменение масла при работе на моторе.
Авиационные масла, как известно, употребляются в работц
двигателя сравнительно недолго Как правило масло работает е
условиях летнего времени 10 часов, а зимою срок службы его
повышается до 20 часов. Это значит, что залитое в масленый ба
чок самолета определенное количество масла, через 10—20 часов
работы мотора, подлежит смене не только из бачка, но 1
из картера. Разница между сроком службы масла летом и зимою
определяется исключительно возможностью его засорения меха:
ническими примесями. Понятно, что летом на аэродромах зна
чительно больше пыли, песка и других механических частичек,
могущих попадать в масло и засорять его. На пыльных аэродпИ
мах срок службы масла необходимо еще больше укоротить, до-
водя его в отдельных случаях до 5 часов. Наблюдения за сЛг
стоянием моторов на пыльных аэродромах показали, что пыя>
и песок имеются в масле в достаточно больших количествах.
Это обстоятельство является чрезвычайно важным и весьма
опасным в системе эксплоатации. Моторы, работающие на ма
слах с примесью пыли, подвергаются сильному износу, потому
что пыль с маслом наносит огромное стачивающее действие по-
добно наждачному песку. В системе эксплоатации надлежит
весьма внимательно относиться к смазке, ни в коем случае
допуская попадания в нее механических частиц.
Необходимость менять часто масло определяется не только
возможностью попадания пыли .и песка, но и целым рядом дрУ’
гих обстоятельств. В первую очередь относятся вопросы «изно-
шенности масла».
После нескольких часов работы на моторе масло теряет при
сущий ему внешний вид и становится совершенно неузнаваемым,
приобретая грязный вид и производя впечатление испорченного
материала. Кроме этого,сильно изменяется запах масла из-за пО’
явления продуктов разложения. Эти обстоятельства одно врем®
вызывали подозрения, что, даже после непродолжительной рабО'
98 :<
ты масла на моторе, качество масла сильно ухудшается и смазка
происходит через несколько часов работы значительно хуже.
Однако, более внимательные исследования показали, что масло
при работе на авиамоторах, хотя и теряет частично свои каче-
ства, но при нескольких часах работы процесс не достигает та-
кой глубины, чтобы масло надо было заменять новым.
Какие же условия действуют на масло при работе на двига-
теле в том направлении, что качество масла ухудшается «и оно
становится «изношенным». Сюда относится в основном влияние
высокой температуры. Масла, попавшие на стенки цилиндра, во
время рабочего хода подвергаются действию температуры в пре-
делах от 2500°—1500° С. Известно, что пленка на стенках цилин-
дров нс велика и конструкцией поршня принимаются меры к ее
уменьшению (маслосборное кольцо) однако, в общем масла
остается достаточно для того, чтобы через несколько часов ра-
боты заметно изменить его вид и физико-химические константы.
Высокая температура производит окисляющее действие на
наиболее неустойчивые углеводороды, входящие в состав авиа-
ционных масел. Кроме того нет сомнения, что с маслами проис-
ходит частичный крекинг, т. е. их разложение на легкие и утя-
желенные углеводороды. Окисление способствует увеличению
смол и кислот. Смолы, как находившиеся в свежем масле, так и
получившиеся при работе, под действием высокой температуры,
продолжают окисляться и, подвергаясь изменению своей моле-
кулярной структуры, приводят к образованию веществ называе-
мых асфальтенами. Последние в дальнейшем конденсируются и
вызывают в свою очередь появление еще более крупных углеро-
дистых молекул, как то карбенов и карбоидов. В результате кре-
кинга, который должен иметь место при столь высоких темпера-
турах, появляются легко сгорающие углеводороды и продукты
уплотнения, аналогично продуктам получаемым при процессе
окисления.
Чрезвычайно важно отметить то обстоятельство, что появив-
шиеся продукты уплотнения, а также механические примеси, со-
стоящие из пыли, песка, и металлических частичек, оказывают
сильно катализационное действие. Насколько действительно
реальным действием обладают механические примеси в процессе
дальнейшего ухудшения качества работающего масла, показы-
вает таблица 10. Загрязненное и отфильтрованное масло подвер-
галось окислению в бомбе Буткова, а затем в нем определялись:
осадок, числочомыления и кислотность.
Здесь ясно видно, что за исключением твердого осадка, кото-
рый при фильтровании значительно уменьшается, между филь-
трованным и загрязненным маслом до окисления в бомбе пет зна-
чительной разницы. Картина резко изменяется после проведения
окисления обоих образцов. В загрязненном масле в первую оче-
редь резко повышается кислотность, что показывает его боль-
7*
99
Таблица 10
Фильтрованное масло Загрязненное масло
ДО окисления после окисления до окисления после окисления
Общий осадок после окис- ления в Го 1,138 1,646 1,422 4,47
Ч^рбло омыления мг КОН . 26,3 27.12 28,2 31,97
Кислотность в мг КОН . . Шую способность к ух ратуры. 1,53 удшению I 5,97 <ачества п] 1,82 эи повыше 7,15 нии темпе-
Надо еще отметить, что процесс окисления масла в двигателе(
происходит интенсивно еще потому, что благодаря барботажу,
масло и картере и в цилиндрах находится в туманообразном
виде. При этом площадь, подвергаемая действию кислорода, во
много раз больше чем при любом нагревании масла. Совершенно
ясно, что большая площадь взаимодействия масла и воздуха
также способствует энергичному окислению и ухудшению ка-
честв масла.
Все вышеизложенное показывает нам те основные изменения,
которые претерпевает масло во время работы.
Назначение регенерации (очистки) масла заключается именно
в том, чтобы очистить отработанное масло от:
1) механических примесей: пыли, песка, металлических и угле-
родистых частичек;
2) от продуктов уплотнения: асфальтенов, карбенов и кар-
бондов;
3) от смолистых веществ;
4) от окисленных частиц.
Во многих литературных источниках указывается, что реге-
нерация масел имеет также целью отделить от масла тяжелые
фракции бензина и воду. Практика исследования большого ко-
личества отработанных авиационных масел показывает, что наши
масла почти не имеют в себе бензина. Определением температуры
вспйшки по Мартенс-Пенскому можно установить, что в отрабо- *
тайных маслах имеются следы бензина, однако в таком незначи-
тельном количестве, что вязкость отработанных масел совершен-
но не изменяется, наоборот, вязкость автомобильных масел после
работы бывает пониженной. Это показывает, что они имеют до-
статочное количество бензина и об’ясняется тем, что автомобили
потребляют значительно более тяжелые сорта бензинов, способ-
100
пых разжижать смазку. Авиационные бензины являются легкими
продуктами и разжижения смазки, даже в случае зимней эксплоа-
тации, не дают. Поэтому очистку отработанных авиамасел от бен-
зинов производить нет никакого смысла.
2. Физико-химические константы отработанных масел. Табли-
ца 11 показывает каким изменениям подвергается масло после
работы на моторе. Здесь даны результаты испытания на авиа-
ционном моторе Либерти 2 сортов масла: масла ААС Владимир-
ского завода и технической касторки. Изменение физико-хими-
ческих констант дается в зависимости от времени работы, через
5, 10, 15 и 20 часов работы.
Таблица 11
Физико-химические константы отработанного масла мотора Либерти.
Название констант.
Вязкость при 50° С ........
Вспышка по Мартенс Лен-
скому .....................
Механич. примеси .
Кислотность................
Смолистость (акцизн. мет.). .
Кокс.......................
Число омылен...............
Иодное число ..............
КасторовЬе масло
Свежее I После 5 ч. работы После 10 ч. ! работы I После 15 ч. 1 работы 1 После 20 ч. | работы
1,37 — — — 1,37
230 90 88 85 75
0 0,08 0,09 0,11 0,13
1,45 1.14 1,8 2,15 3,0
— — —— — —
— ——- — —
175 150 155 162 150
82 82 87 79 62
Масло ААС Влади-
мира:. з да
1,06 — — — 1,07
240 80 78 70 70
0 0,07 0,09 0,18 0,24
нет дай иых — ——
10 10,2 10,4 10,0 14
1,08 1,09 1,4 1,4 1,7
— — — —— —
— — .— — —
Из указанной таблицы можно ясно установить, что, по мере
работы мотора в первую очередь повышается содержание меха-
нических примесей. При этом, рост механических примесей не-
сколько меньше при работе на касторке, чем при работе на ми-
неральном масле. Из этих цифровых данных, являющихся типич-
ными для отработанных масел, вытекает необходимость очистки
масла непосредственно на моторе от механических примесей.
Вязкость масла во время работы практически не меняется.
Это обстоятельство также является типичным и из ниже приве-
денных таблиц для масел других сортов, испытанных при работе
на других двигателях, также видно, что ни в коем случае вяз-
кость масла не имеет заметной тенденции к росту. Благодаря
процессу укрупнения углеводородов во время работы мотора,
вязкость масла немного повышается. Чем масло хуже по сзоим
качествам, тем яснее можно наблюдать это явление. Однако, как
101
уже указывалось, авиационные масла дают незначительное повыв
шение вязкости.
Температура вспышки, определенная в закрытом сосуде, покаI
зывает, что следы бензина все же в масле имеются. Присутствие
легких фракций сказывается на понижении температуры вспыщ |
ни. Из приведенной таблицы очевидно, что по мере работы мае
ела его насыщение бензином идет весьма медленно. Весьма ха
рактерным является тот факт, что сейчас же после начала рабо
ты температура вспышки резко падает с тем, чтобы в дальней-!
тем оставаться почти неизменной.
Кислотность масла по мере работы растет. Это показывает!
что процесс окисления действительно имеет место. Ниже приВ
водятся дополнительные данные, которые подтверждают, чт ,
указанная закономерность имеет место также при применена
других сортов минеральных масел.
Рост смолистости характерен тем, что особенно резко нараста
нис имеет место к концу работы масла, что очевидно показывает
достижение предельного срока службы неустойчивых частей ма-
сла. Кокс также непрерывно возрастает, что свидетельствует об
изменении химической структуры углеводородов, очевидно под
одновременным действием крекинга и окисления. Надо полагать,
что под действием высокой температуры и разложения масла I
нем появляются в увеличенном количестве неустойчивые и смо
листые вещества, создающие большое коксообразование и нага-
рообразование.
В таблице 12 даются испытания минерального масла АА<
Константиновского завода. Эти масла первых партий |посл<
пуска завода отличаются несколько увеличенными значениям!
вязкости и присутствием механических примесей. Однако, можш
все указанные закономерности проследить и здесь. Испытани!
этого масла производились на авиационном моторе BMW-V
система смазки которого отличается тем, что содержит в карте
ре постоянное количество масла, циркулирующее в моторе. Сг>;1
рающее масло компенсируется специальным поршеньком. В табли-1
це 13 даны физико-химические константы масла, взято: о
через 5 часов работы из картера и из бака. Из сравнения этих
констант видно, что в картере масло много хуже, чем в бяке.
Механические (примеси, кислотность и смолы дают увеличенные*
значения и свидетельствуют о том, что моторы такого типа для!
обеспечения продолжительных сроков службы нуждаются в луч
ших сортах масла, чем моторы типа Либерти.
102
Таблица 12
физико-химические константы отработанного масла ААС Константинов-
ского завода, взятые из масленого бака с мотора BMW VI
Название констант. Свежее масло После 5 ча- сов работы После 10 ча- сов работы После 15 ча- сов работы После 20 ча- сов работы
> дельный вес 0,902 0,902 0,904 0,904
Низкость по Энглеру при 100° С 3,52 3,65 3,58
Механические примеси . . . 0,047 0.094 0,122 — 0,158
Твердый асфальт 0 0 0,03 0,09 —»,
Кислотность в КОН . . . — 0,322 0,322 0,364 0,378
( молы по Соловьевой . — 5,7 — 8,3 —
Таблица 13
констант отработанного масла ААС Кон-
Сравнение физнко-хнмических
стантииовского завода, взятого
из картера и бака мотора BMW VI после
5 часов работы
1 Название констант. Свежее масло Масло после 5 часов работы, взя- тое из кар- тера Масло после 5 часов ра- боты, взятое из бака
Удельный вес 0,902 0,902 0,902
Вязкость по Энглеру при 100° . . . 3,52 3,52 3,65
Механические примеси 0,017 0,271 0,094
Кислотность в КОН . — 0,350 0.322
Смолы по Соловьевой ... . . — 6.3 5,7
В таблице 14 даются изменения некоторых характерных физико химических
констант сурахаиского брайтстока, испытанного на моторе BMW VI
и в таблице 15 сравнение констант отработанного масла после 20 часов, взя-
тых нз бака и картера.
103
Таблица 14
Изменение физико-химических констант взятого из бака отработаны
Сураханского брайтстока, испытанного на моторе BMW VI
Название констант. Свежее масло После 5 ч. работы После 10 ч. работы После 15 ч. работы ПоСЛ! 20 ч. работ
Смолы акцизные % 2 2 3,6 2.6 4,0
Кокс по Конрадсону ... 1,22 1,12 0.Я9 1,35 1,42
Кислотность на S03 0,006 0,006 0,008 0,008 <',008
Зола 0,017 0,023 0,176 0,016 0,061
Механические прнмеси . . . 0 0,058 0,143 0.172 0.178
Таблица 15
Сравнение физико-химнческнх констант отработанного сураханского бра!
стока, взятого нз картера н из баков мотора после 20 часов рабо’
Название констант Свежее масло Масло, взя- тое из кар- тера Масло, вз тое из бак.
Удельный вес 0,907 0.907 0.907
Вязкость по Энглеру прн 50°С .... 30,6 30,2 30,6
при 100эС . . . 3,94 3.77 3.9
Вспышка по Мартенс-Пенскому . . . 280 95 75
Вспышка по Бренкену 282 278 170
Застывание -6 -—-
Смол акцизных 2 4,0 4,0
Кокс по конрадсону 1,22 1,51 1,42
Кислотность на S03 0,006 0,008 0,i С8
Зола 0,0 1 7 0,0 6 0,061
Механические примеси 0 0,32 0,178
104
Из сравнения этих констант видно, что Сураханский брайт-
сток представляет собою значительно более стабильное масло,
чем ААС. Рост смол, кислотности и кокса значительно меньше.
Общим законом для мотора BMW-VI можно считать установ-
ленным, что в картере масло по своим качествам хуже масла на-
ходящегося в бачке.
3. Методы регенерации отработанных масел. В настоящее
время в частях ВВС отработанные авиамасла не имеют никакого
полезного применения. Как правило, отработанные масла исполь-
зовываются для смазки автомобилей и тракторов. Кое-где масло
употребляется для костров, освещающих аэродромы.
Учитывая дороговизну авиационных масел, особенно некото-
рых особо высокачественных сортов (синтетическое, вольтоловое
и т. д.), вполне понятно стремление значительно увеличить срок
его службы. Идеальным надо было бы считать такой случай,
когда масло целиком уходило бы на угар, неизбежный при со-
временных конструкциях мотора.
Примерно к такому положению мы дойдем тогда, когда масла
после 20—30 часов работы будут регенерироваться.
На сегодняшний день можно в среднем считать, что мы поль-
зуемся и расходуем на «полезную» работу не более 50% всего
масла, поступающего в часть. Остальные 50% являются отходом
и в виде грязного масла употребляются не по прямому назна-
чению.
Сейчас совершенно ясно, что увеличение срока службы масла
до его смены уже частично облегчает экономику вопроса. Нет'
никакого сомнения, что некоторые моторы, работающие на аэро-
дромах, заросших травой, могут увеличить срок службы потреб-
ляемого масла без каких-либо дополнительных мероприятий.
Другие же моторы, работающие с температурными перегрузками,
с увеличенными давлениями на подшипники, с малыми зазорами
и т. д. не допускают работы на «изношенных» маслах и при ухуд- Д
шении качества масла показывают ненормальную работу. Север- ’
шенно аналогично обстоит дело при эксплоатации на пыльных
аэродромах. Здесь даже нетребовательные моторы заст?.вляют
итти на частую смену масла с тем, чтобы увеличить срок службы
самого мотора.
Напрашивается мысль, нельзя ли на моторе поставить те же
приспособления, которые будут, если не целиком, то все же ча-
стично, восстанавливать утраченные отработанным маслом свои
смазывающие способности.
Надо сказать, что первые попытки мотористов дали уже бле-
стящие результаты. В качестве примера можно привести 'мотор
Кертис Конкверор, который предусматривает в шатунных шейках
весьма простое приспособление, позволяющие ему питать их мае
лом. отфильтрованным ют механических частичек1 методом цен-
угирования. Метод центрофугирования не восстанавливает
105
качеств масла и при нем удается только уменьшать содержание
механических частичек. Даже такое примитивное приспособле-
ние «частичной регенерации» масла показывает после испытании
Весьма хорошее состояние трущихся поверхностей и уменьшен-
ные износы.
На рис. 34 показан разрез коленчатого вала мотора Кертис
Конкверор. Здесь видно, что отверстие коренной шейки соеди-
няется с шатунной не обычным сверлением, а трубкой, забираю-
щей масло из центра коренной шейки. Благодаря центробежной
силе механические частицы и -высокомолекулярные смолы, нахо-
Рис. 34. Сечение коленчатого вала мотора »Кертис-Конкверор“, показывающее
приспособление для частичной регенерации масла во время работы.
дящиеся в масле, отбрасываются к периферии. Действительно
при разборке этого двигателя в коренных шейках всегда имеются
отложения густой смолистой 'массы, насыщенной углеродистыми
и механическими включениями.
На такого типа моторах, предусматривающих помимо сетча-
тых фильтров еще и другие приспособления для «частичной ре-
генерации» как в коленчатом валу, так и в самой системе масло-
проводки (химические фильтры, фильтрация центрофугирова-
нием и т. д.), можно увеличить срок службы масла без риска
ухудшить работу мотора или уменьшить надежность его работы.
Такая «частичная регенерация» конечно не разрешает всего
вопроса в целом. Необходимость полной регенерации остается
во всей своей остроте. Перёходя к вопросу регенерации на ста-
ционарных установках, надо отметить, что разрешить принци-
пиально вопрос не представляет значительного труда. Дело в том*
что нефти, употребляемые для получения масел, всегда -имеют
106
в себе некоторое количество как окисленных частиц, так и смол.
Нефтяная промышленность с этим делом в условиях заводской
нродукции'легцо справляется применением (как уже указывалось
в главе «технология масел») очистки серной кислотой с после-
дующей нейтрализацией щелочью или землей.
По соображениям чрезмерной громоздкости, дороговизны и
дефицитности серной кислоты, этот способ отпадает как метод,
годный для аэродромных условий.
В ЦИАМ’е были проведены сравнительные испытания разных
методов регенерации масла. Были испытаны следующие способы:
а) термическая обработка; б) очистка отработанным маслом;
в) очистка жидким стеклом; г) центрофугирование на сепара-
торе; д) очистка Зикеевской землей.
Термическая обработка заключается в том, что отра
ботаниое масло подвергается нагреванию до 150“ и выдерживает-
ся в течение нескольких часов. Во время выдерживания масло
отстаивается и наиболее тяжелые части оседают на дно. После
этого масло подвергается фильтрации. Этот способ чрезвычайно
прост и поэтому заслуживает наибольшего внимания эксплоата
ционников. Правда, он не дает полного разрешения вопроса из-за
поверхностной очистки. Окисленные и смолистые частицы здесь
не удаляются и масло очищается исключительно от механиче-
ских и углеродистых частиц и высокомолекулярных углеводоро-
дов. Однако применение этого способа в условиях полевой служ-
бы весьма ценно, так как отработанное, таким образом, масло
может быть в случае надобности пущено в эксплоатацию. При
этом необходимо запомнить, что дальнейший срок службы масла
надо укоротить примерно вдвое.
Физико-химические анализы показывают, что в очищенных
таким образом маслах: а) повышается температура вспышки,
что свидетельствует о частичном испарении бензина; б) умень-
шается содержание механических примесей почити до нуля и
в)уменьшается коксовое число.
Очистка отработанным маслом (реактив Волкова)
заключается в том, что масло обрабатывается остатками отрабо-
танного масла, смешанного с касторкой и щелочью. Этот спо-
соб более сложен, чем термическая обработка, требует специаль-
ной аппаратуры и дает незначительные улучшения качеств масла.
Этот способ дает почти те же физико-химические константы ре-
генерируемого масла, как и способ термической обработки, за
исключением еще дополнительного незначительного уменьшения
смол.
В ПИИ ВОГВФ проверен способ регенерации минеральных
масел отработанной касторкой и жидким стеклом. Затем оказа-
лось, что присутствие жидкого стекла не обязательно и что отра-
ботанная касторка очищает минеральное масло, придавая ему
107
хороший цвет и частично восстанавливает его константы, Посд
регенерации масло высушивается и фильтруется. Контрольны»
испытания регенерированного масла на авиамотор# показали, чт j
взносы получаются небольшие и масло для эксплоатации виолы
Пригодно.
Очистка отработанных масел жидким стек-
лом заключается в том, что масло перемешивается с водным
раствором жидкого стекла (Na2SiO3). Масло подогревается до
80—уф для того, чтобы взаимодействие стекла с разжиженным
маслом могло происходить более активно, чем при смешивании
стекла с густым. Реагента прибавляется не менее 1 %. Затем эта
смесь подвергается непрерывному перемешиванию. После окон-
чания регенерации масло нуждается в нейтрализации, потому что
вр время действий жидкого стекла выделяется щелочь. Принцип
действия этого реагента заключается в электрическом воздей-
ствии на взвешенные частицы. Молекулы жидкого стекла при
растворении в воде, подобно раствору любой соли, распадаются
на ионы, заряженные разноименными зарядами. Благодаря их
электрическому воздействию на электрически заряженные взве-
шенные частицы, последние разряжаются, укрупняются и оседают
на дно вместе с частицами соли. Этот метод химического воз-
действия и выделения взвешенных частиц называется коагуля-
цией.
Очистка жидким стеклом широко распространена на многих
предприятиях. Опыты, производившиеся в Оргсмазке, показали
его хорошие результаты для загрязненных масел, так как по
следние после воздействия жидкого стекла становились прозрач-4 ,
ными. Опыты ЦИАМ'а над отработанными минеральными авиа-i
ционными маслами не показали благоприятных результатов иг
привели к выводу о невозможности применения этого метода)
По существу качество регенерируемых, таким образом, масел не*
значительно отличается от термически обработанных масел. Если
к этому учесть то, что при таком способе регенерации необхо-4
дима довольно громоздкая аппаратура и специальные реактивы,
то станет ясным, что указанный способ не имеет будущего длй
авиационных масел.
Очистка масел центрофугирован ием заклю-
чается в том, что масло подвергается воздействию центрофуги
благодаря чему из него отделяются механические и углероди-
стые частицы, а также наиболее уплотненные смолообразные
вещества.
Заграницей для целей регенерации употребляется сепаратор
Де-Ланаль, который, одновременно с указанным отделением взве-
шенных частиц, еще 'производит отделение от других жидкостей,
могущих быть смешанными с маслами. Для авиационных отра-
ботанных масел последнее качество не существенно.
108
Сепаратор Де-Лаваль (рис. 35) состоит из вращающегося ба-
рабана «а», сидящего на вертикальном валу «с». Вал «с» полу-
чает вращение электромотора со специальной передачей, уве-
личивающей число оборотов вала до 10000 об/мин. В этом ба-
рабане находится несколько десятков насаженных друг на друга
гарелок, каждая .из них имеет по 4 отверстия. Через приемник
<сТ» поступает масло для регенерации. Стекая вниз, оно попадает
во вращающийся барабан. Непрерывно поступающее масло, за-
полнив весь барабан, начинает выливаться через- канал «е» в
приемник. При пуске барабана в ход, в тонких слоях масла, нахо-
Рис. 35. Схема сепаратора Де-Лаваль.
цящихся между тарелками, начинают отделяться и отбрасы-
ваться к стенкам барабана частицы. Очищенное масло постепенно
через отверстия тарелок подымается вверх и выливается в прием-
ник. «Г» — рукоятка тормаза, служащая для торможения бара-
бана и быстрой его остановки после выключения электромотора.
-Н» — масленка с постоянной подачей масла, служащая для
смазки быстро вращающихся частей сепаратора. Масло посту-
пает в сепаратор всегда подогретым примерно до 70—100“ и бла-
годаря этому достаточно жидким, для того, чтобы из него легко
отделялись механические частицы.
Весьма существенно установить правильный режим центре
фугирования. Здесь поддаются регулированию две величины:
температура поступающего масла и скорость его подачи. Жела-
тельно всегда иметь возможно более высокую температуру для
того, чтобы масло было жидким и наиболее легко подавалось
Центрофугированию. Однако чрезмерное увеличение температуры
может испортить масло, благодаря его окислению и загрязнению
продуктами уплотнения, получающимися в нагревательных аппа-
ратах. Скорость подачи также играет заметную роль. Желательно
• 109
скорость подачи де.Тать возможно меньше с тем, чтобы масло
долго находилось в барабан^ и благодаря продолжительному!
пребыванию очищалось глубже. Понятно, что при этом у.мень-1
шается производительность установки. Анализы регенерируемогся
масла на центрофуге Де-Лаваль показывают, что при правиль-1
ном режиме очистка масла от механических частичек происхо-1
диг хорошо. Удается снизить содержание механических приме-1
сей до 0,05% вместо 0,55% механических примесей, имевшихся!
в грязном отработанном масле. Изменение других констант при!
этом незначительно. Кокс и смола остаются примерно в том же]
количестве, что показывает не глубокое изменение качеств очи '
щенного масла.
Очистка глинами дает очень хорошие результаты и по !
казывает резкое улучшение всех физико-химических константч
очищенного масла. Главным недостатком этого способа регене-
рации является необходимость создания специальных регенера-1
торов и необходимость доставки к местам регенерации глины для;
очистки. Понятно, что этот метод очистки не может являться
аэродромным и поэтому найдет себе применение только в местах
большого накопления грязных масел.
Принцип процесса заключается в том, что отработанное масло
собирается в резервуар; где подогревается и отстаивается от ча ,
сти механических примесей и уплотненных частиц. Затем масло ’
насосом подается в другой бак, где оно смешивается с Зикеев
ской глиной и нагревается до 100—110° С, при непрерывном пе
ремешивании этой смеси механической мешалкой. Этот процесс'
продолжается примерно 1 час. При этом глина, точно также каи
и во время технологического процесса 'получения масла, оказы-f
вает свое очищающее и отбеливающее действие. После очистки!
масло отстаивается и подается в фильтр-пресс для фильтрации
После такой регенерации физико-химические константы даю г'
примерно следующее изменение: механические примеси совер-
шенно пропадают в том случае, если фильтрация производится!
хорошо. Кокс дает резко’е уменьшение, а смолы уменьшаются!
примерно вдвое. Кроме того значительно уменьшается зольность.1
Чрезвычайно характерным является то обстоятельство, что после
регенерации чрезвычайно улучшается,' протекание 'кривой вяз-
кости.
В ЦИАМе было проведено испытание на авиационном моторе
Либерти отработанного масла, регенерированного землей. Для
сравнения мотор одновременно работал на свежем масле, на от-
работанном масле и на очищенном землей масле.
В таблице 17 показаны средние износы важнейших деталей
двигателя при сравнительном испытании. При сравнении этих дан-
ных надо учитывать:
1) что мотор на свежем масле работал со сменой масла через
каждые 5 час. работы, а всего проработал 25 часов.
2) 4to мотор на отработанном масле работал со сменой масла
через каждые 10 часов, а всего проработал 30 часов.
3) Что мотор на регенерированной землей масле работал со
сменой масла через каждые 10 часов и всего работал 30 час.
Таблица 17
Наименование деталей Средние изно- сы мотора ра- ботавшего на свежем масле в мм. Средние изно- сы мотора ра- ботавшего на отработанном масле в мм. Средние изно- сы мотора ра- ботавшего на регенерирован- ном масле в мм.
Шатунные шейки ... 0,006 0,056 0,0016
Шатунные вкладыши 001 0,025 0,1003
Коренные шейки . . 0,015 0,09 0,004
Коренные вкладыши . 0,004 0,053 0,0049
Цилиндр нет данных 0,011 0
Здесь ясно видно, что отработанные масла не могут еще долго
эксплоатироваться, потому что при этом износы деталей мотора
значительно возрастают. Другой вывод, который можно сделать
на основании данных этой таблицы заключается в том, что на
регенерированном .масле износы получаются значительно меньше,
чем на свежем масле. Этот очень важный вывод встречается так-
же и в иностранной литературе. Очевидно, что регенерированное
масло обладает лучшими качествами, чем свежее масло.'Этот на
первый взгляд парадокс имеет весьма простое об’яснение. Дело
в том, что под действием высокой температуры в первую оче-
редь подвергаются изменению наиболее неустойчивые части ма-
сел. Если в процессе регенерации масло освобождается от про
дуктов, получившихся от окисления неустойчивых частиц, то
оставшаяся часть является значительно более устойчивой к вы
соким температурам. Действительно сравнение физикохимических
констант свежего масла через 5 часов работы показывает, что
последнее значительно меньше изменилось.
В подтверждение вышеизложенного приводится таблица 17.
где даются .некоторые физико-химические константы масел, под-
вергавшихся окислению в бомбе Будкова.
Как видно из таблицы, масло после окисления резко ухуд-
шает свои качества. Однако мало работавшее и много работав-
шее масло дают почти одинаковые физико-химические констан-
ты после окисления. Это очевидно свидетельствует, что количе-
ство неустойчивых углеводородов в масле ограничено, и что в
первую очередь ухудшают качество отработанных масел именно
эти углеводороды.
№ по лор.
Название масла Уд. вес при 15° С Вязкость Вспышка 1емнература 1 застыв. Смол акцизн. Кокс по Кон- радсону Кислотность в % % На Минеральных кислот и ще- лочей Зола Механич. при- менение Число омыле- ния Иодное число
Е-гл Ецю М. П. Бренкен|
Минеральное ма- сло ААС Брайт- сток . ... 0,895 0,905 не выше 23 не ниже 2.9 не ниже 225 245 IS0 С 1,5% не более 1% не более 0,015Уо ие долж- но быть не более 0,01% отдут - ствие — —
Касторка 0,958 1 0,965 । не менее 15 прн 90° ие менее 3 240 275° -1б°С отсут- ствие не более 3 отсут- ствие не более 0,01% 176 186 82 88
Приложение 2.
Физико-химические свойства авиамасел СССР-
№ по пор. ♦ Название масла Уд. вес при 15° С Вязкость Вспышка Температура застыв. ! 1— Смол акциз- 1 ных Кокс по Кои- радсону Кислотность в % % иа SO8 I Минеральных 1 кислот и ще- лочей Зола в % Механические 1 примеси 1 Число омыле-1 1 НИЯ 1
^50 1'юо м. п. 1 Бреякен
1 Минеральное масло ААС 0,896 .23,4 3,16 233° С 246° — 20° — 0.97% 0,027% — 0,004 м — —
2 Касторка . ... 0,963 18,24 2.71 237° С 291° С - 16° — — 0,075 И — 0.006м 0,602 —
3 Касгроль 5% .... 0,900 22,8 3,27 — 240° С — — 1.21% 0,071% — 0,003% нет 6.2
4 Кастрол ь 10% ... 0,900 21,0 3,14 240° С — — 1,39% 0,13% — 13,8
5 Сураханский Брайтсток с повышен, вязк. . . 0.907 30,6 3,94 250° ПО Маркус 282° — 10° 2% 1.22% 0,006 И нет 0,017% нет —
6 Сурах-Брайтсток с по- ниженной вязкостью 0,9078 23,15 3,15 240° 281° — 18° 2% 0,78% 0,0045 м нет 0,007% нет —
7 Синтетическое масло из спичечного пара- фина - 0,866 18,07 3,1 257° 295° — 40° — 0,45% 0,006% — 0,024% — —
8 Сурах-Брайтсток 70 %-1- машинное масло 30% 0,9084 20,2 2,91 192° Маркус 225° — 18° 5»/» 0,517 0,0082% 0,009% — —
1 ЙНМ 1 .
1 р 1 лик eu it о.
Физико-химические свойства иностранных авиамасел.
№№ по пор. Название образца масла Удельный вес Вязкость по Энглеру Индекс вяз- кости Кокс по Кои- рад сону Вспышка по Бреикеиу Кислотность в мг КОН число омы- ления в мг КОН Температура застывания а» о 3 с с а с= s §3 s S = g Э оО I Зола в % II 1
э оое Hdu 3 о001 udu {
1 • Аэро-Шелл Нафта Италия 0,918 18,09 2,84 94 0.25 220 0,10 3,2 — 19° 14,6 Следы
2 Масло „ASSO“ Италия . . ... 0,9'62 17,50 2,83 96 0,18 283 1,37 179 — 19° —
3 Кастроль Вокефильд .... . . . 0,961 17,717 2,72 86 0 30 249 146 1629 — 19° — я
4 Тексако Аэроплан № 120 . . . 0,903 24,49 3,33 104 0,29 259 нейтр. 0,95 — 13° 0 я
5 Электриойль 2508 ... 0,909 18,30 3,10 112 0,87 220 — — — 19° 0 я
6 Электриойль 5050.......... 0,901 24,01 3,72 115 1,0 230 — — — 20° 0 я
7 Аэрошелл—Англия — 16,5 2,83 103 — 217 0,078 185 — 25° 22 я
8 Кастроль XXL . . 0,924 19,67 3,42 120 0,80 240 0,049 6,36 — 27° — —
9 Аэрошелл—Франция .... ... — 18,29 2,82 89 0,23 235 0,056 7,38 — 10° 0 —
10 Картис-Конкверор ... — 16,13 2,74 94 1,26 — 0,3 — — — —
11 Оранж . . . — 19,33 2,81 81 0,87 223 0,02 — — 13° 0 —
12 Электрион—Франция . 0,903 16,2 2,85 — 0.8 233 0,011 — — 20° — —
13 0,916 16,0 2,66 — 0,21 232 0,007 — — 20° — -
>—* сл 14 | Кастроль—Италия 0,945 14,3 | 2,45 — — 271 — — «к ( —
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Литературный указатель
Проф. С. С. Наметкин ,/Химия нефти", ч. I.
Д. Гольде „Жиры и масла", т. I и П.
Проф. А. Ф. Добрянский .Курс технологии нефти".
Т. К. Томсен „Смазочное дело“.
А. Г. Попич и К. А. Лютер „Смазочные материалы*1.
Р. С. Яковлев „Топливо и смазочные масла
А. Г. Бауман „Смазочные масла СССР".
8. Дж. Д. Гилл „Смазка трущихся поверхностей и выбор смазочных мате-
риалов”.
9.
10.
И.
теЛя".
12.
У. Ф. Осбори «Смазка силовых установок", перев. с англ.
Пол редакцией Веселова и др. „Труды масленой конференции".
В. Н. Фомин и И. А. Кокорев „Исследование трения легкого двига
14.
15.
16.
17.
e
Г. Григорьян „Вязкие мазуты'.
Е. Н. Клемгардт „Консистентные смазки*.
А. В. Джодж „Автомобильные и авиационные двигатели*.
Под ред. Заикина „Авиационные двигатели".
Материалы научно-исследовательских институтов
Ста’гьи в советских н иностранных журналах.
13. Erich Falz „Grundziige der Schmiertechnlk*. •
19. К К. H. Praetorius „Die Schmierung lelchter . erbiennungsmotoren".
/
мм
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
От авторов................. .... ... 3
Глава 1. Технология авиационных масед.
Введение........................................................ .5
1. Масла нефтяного происхождения . . ®
Z. Масла растительного происхождения 22
3. Компаундированные масла .... 24
4. Консистентные мази .... 26
Глава II. Оценка качества масел по физико-химическим свойствам.
Введение . . ......... ................... 28,
1. Химический состав... . 29
2. Удельный вес •.............................................. 30
3. Вязкость.... .......- . . 31
4. Технические единицы вязкости. . ......... 33
5. Факторы и влияющие на вязкость............ ... ... 36
6. Влияние вязкости масла на работу авиамотора . . . ... 38
7 Лнпчость ... г • • 39
8. Температура вспышки и воспламенения . . ......... 43
9. Испаряемость...................... . ............ 44
10. Температура застывания........................ .45
11. Смолистые вещества и асфальтные • 47
12. Коксуемость масла. .... 48
13. Кислотность.................. .................. • 48
14. Зольность. Механические примеси. Вода........ - 49
15. Иодное число и омыаяемость растительных масел . 49
Глава 111. Теория смазки.
1. Законы треиия .............................................. 51
2. Гидродинамическая теория трения...... 53
3. Факторы, влияющие тта коэфициент трения . 54
4. Основы смазки авиадвигателей ... .56
Глава IV. Эксплоатации авиационных масел.
1. Транспорт, хранение и распределение авиамасел 58
2. Эксплоатации авнамасел на моторах .... 66
3. Удаление нагаров................ ... ... 69
117
Глава V. Испытания и контроль авиамасел.
1. Испытание авиамасел на моторе и в эксплоатациоиных условиях 74
2. Полный контроль авнамасел ... ...................... 76
А. Полный анализ минеральных масел.
1) Цвет................................................... 76
2) Определение содержания воды..........•................... 77
3) Определение механических примесей....................... 78
4) Определение удельного веса...... 79
5) Определение вязкости по Энглеру ... 81
6) Определение температуры вспышки. . 84
7) Определение температуры застывания ... 88
) Определение смет по акцизному методу .................... 89
9) Определение содержания кокса в авиамаслах . 90
10) Определение содержания органических кислот .... 92
11) Определение нейтральности . . . . ........... 93
1 ) Определение золы....... .... . .... .93
Б. Полный анализ касторового масла.
1) Определение влаги и механических примесей . . .
Л Растворимость .............................
3) Иодное число................. .......................
4) Определение числа омыления , .......
5) Кислотное число ................ .........................
6) Нейтральность . . ..............................
7) Смолы................................................
8) Определение количества неомыляемых веществ в кастроле . . . •
94
94
94
95
95
96
96
96
В. Аэродромный контроль авнамасел.
1) Взятие пробы........................................ 97
2) Цвет и прозрачность . . . . . ................97
3) Механические примеси....... • . .............. . 97
4) Обнаружение воды . ........................... .97
5) Нейтральность ... . .97
Глава VI. Регенерация отработанных авиамасел.
1. Изменение масла при работе на моторе ..... 98
2. Физико-химические константы отработанных масел 101
3. Методы регенерации отработанных масел . . . . 105
Приложения:
1. Технические условия на авиамасла ......................... —
2. Физико-химические свойства авиамасел СССР... .......... —
3. Физнко-химическне свойства иностранных авнамасел......... —
Литература...................................