U^I-^-ОЧ
OB
j
T
Смазка
авиационного
<
двигателя
к
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МОСКВА-1934

: v г '
Д / . :" 	
L
Л. а. Талонов

Государственное военное издательство
Москва —1934
Л. В. Таланов—„Смазка авиационного двигателя". Книжка представляет
материал по вопросам трения и смазки авиадвигателя. Может быть использо-
вана как учебное пособие для подготовки младших инженеров, для командир-
ских занятий педагогического и технического состава ВВС, а также для студен-
тов эксилоатэциониых факультетов авиационных втузов.
К печати подготовили:
Редакторы Е. Ф. Еу'че п П. Н. Степанов, технические редакторы Д. Л1тквечко и Л. Бабочкин,
корректора Б. Хеках и Е. Эдусова, выпускающий Ф. Винс градов.
Сдано в производство 1/VII 1934 г. Подписано к печати 11/XII 1934 г.
Цена книга 3 р. Переплет 40 к.
♦орыдт 62x94/19. 14,5 авт. л., 13»/, п. л. 108000 зн. в бум, л.
Бумаяш. листов С1/,.
Леигорлит № 34315____ Огаз 161.	Запав N 3618. Тираж № 10 000
ЛОЦТ НКО СССР нм, Клима Ворошилова (Ленинград, ул. Герцем, 11.
Глава I
Основные сведения из теории трения
и смазки
ПОНЯТИЕ О ТРЕНИИ
Трение может быть охарактеризовано, как сопротивление, возникающее
на поверхности одного тела, движущегося по поверхности другого тела.
Трение уменьшает полезное действие движущей силы, вызывает
нагревание и изнашивание трущихся частей.
Общая потеря энергии на механические потери (трение, работа
насоса, привод агрегатов) в авиационном двигателе достигает 3—5%
от энергии, внесенной с топливом. Энергия, затрачиваемая па трение,
при этом распределяется следующим образом:
1)	стенки цилиндра и поршень — 60%;
2)	подшипники коленчатого вала — ЗО'7о;
3)	подшипники кулачкового валика и остальные трущиеся меха-
низмы — 10%.
Различают два основных вида трепня:
а)	трение скольжения—или трение первого рода—когда тела сопри-
касаются по конечной поверхности (пример такого рода трепия— трепне
поршней в цилиндрах, а также трение обыкновенных скользящих под-
шипников);
б)	трение качения — или трение второго рода — для круглых или
шарообразных тел, когда тела соприкасаются или в одной точке, или
линией (примером такого рода трепия является трепне в шариковых
и роликовых подшипниках).
. Явление^ трепия очень сложно, оно обусловлено многочисленными
факторами, среди которых пграют существенную роль силы сцепления,
возникающие между частицами соприкасающихся тел. Вследствие этого
явления трения}; изучаются преимущественно экспериментальным путем.
ТРЕНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ
Для^суждепия о величине трепия
скольжения необходимо знать коэфи
циент трения. Коэфициент тропик
представляет собой отношение силы,
потребной для преодоления трепня,
к весу или нагрузке, испытываемой
трущимися поверхностями. Коэффи-
циент трепия может быть определен
с помощью устройства, изображен-
ного на черт. 1.
Черт. 1. Устройство для определе-
ния коэфициента трения скольжения.
1*	3
На столе 1 укрепляется исследуемая трущаяся поверхность, по которой
должно двигаться тело 2 посредством веревки 3, перекинутой через блок
и привязанной к чашке 4; на чашку накладываются гири до тех пор,
пока после легкого толчка тело 2 не начнет двигаться; делением веса
гирь Р на вес тела N получают коэфициент трения р.
Р
н —-
уевГ!Ца I. Значение иоэфициеита трения снотыкения для резных материален при различной сиягяв
Материал трущихся тел	Состояние трущихся поверх- ностей	Коэфициент трения	
		покоя	движения
Чугун по чугуну	Насухо		0,21
„	„ бронзе	Слабая смазка	оде	0,15
„	„ железу	Насухо	0,19	0,18 *
«ЯП	Слабая смазка	—	0,16
Железо по железу	Насухо	—	0,44
	Слабая смазка	0,13	
„	„ бронзе		—	0,16
ТРЕНИЕ КАЧЕНИЯ
(трение II рода)
Трение качения, как и трение скольжения, было изучено Кулоном,
пользовавшимся для этой цели прибором, изображенным на черт. 2.
Черт. 2. Устройство для определения коэфи-
циента трения качения.
На два упора А и В кладутся две полосы из испытуемого материала,
а перпендикулярно к их длине—тщательно изготовленный цилиндр ОО,
также из испытуемого материала.
Через цилиндр перебрасывается гибкий шнур с двумя чашками оди-
накового веса, на которые кладутся два одинаковых груза.
Каток останется в покое и будет оказывать па обе опоры давление,
равное весу его плюс 2Q.
Если прибавлять на одну чашку гири, то при некотором дополни-
тельном «ггрузе q цилиндр ОО покатится равномерно в направлении
упоров А и В.
4
Из этого можно сделать вывод, что добавочный груз q уравновеши-
вает силу трения.
На основании подобного опыта была выведена следующая зависимость
между коэфициентом трения р(, давлением на каток N и движущей
силой Р (равной и прямо противоположной силе трения) и диаметром
катка I).
т-. D кгм
Н = Р ~N ~кг~'
где
2@-|-й кг
р = q кг
D —2 г м.
Из вышеприведенного уравнения можно получить силу трения
Отсюда можно сделать заключение, что сила трения качения:
1)	прямо пропорциональна нормальному давлению (У),
2)	обратно пропорциональна диаметру катка,
3)	зависит от материала соприкасающихся тел и от их обработка
(так как от этого зависит величина коэфициента трения p-J.
В отношении размерности коэфициента трения качения, необходимо
обратить внимание, что он выражается в единицах длины.
Это существенно отличает рассматриваемый коэфициент от коэфициента
трения скольжения, который является величиной отвлеченной.
На табл. 2 приводятся средние значения коэфициента трения каче-
ния для различных условий качения.
Таблица 2. Значение коэфициента трепля качения
Условия качения
Коэфициент тре-
ния в сантиметрах
1.	Дерево по дереву ............... .......................
2.	Чугун по дереву.........................................
3.	Железо по железу и сталь по стали в механизмах..........
4.	Колеса со стальными или железными бандажами по рельсам .
5.	Тачка по деревянному настилу............................
6.	Железный обод по шоссе (езда шагом).....................
7-	. пп» (езда рысью).........................	.........
8.	п я » обыкновенной мостовой.............................
9.	Резиновая шина по твердому шоссе .......................
10.	Дерево по гладкой мостовой..............................
0,48—0,81
0,046
0,005
0,05
0,04—0,06
0,185
0,238
0,634
0,24
0,74
5
В шариковых и роликовых подшипниках трение обычно не зависит
от смазки и оно бывает обычно ниже, чем у лучших подшипников
скользящего типа.
На табл. 3 даются приблизительные величины коэфициента трения.
Таблица 3. Приблизительные величины коэфициента трения
Условия трения	Коэфипиент трения	
	Пределы	Среднее зна- чение
Трение екольмеииа 1. Не смазываемые паи очень слабо смазанные поверхности	01 —0,4	0.16
2. Полусухое трение 			0,01 —0.1	0,03
3. При полной смазке (жидкостное трение)		0,002—0,01	0,006
Трение качения 4. Для шариковых подшипников	  .	.	0.001—0,003	0,002 0,005
5. Для роликовых подшипников		0,(102—0.007	
Значения коэфпциентов трения, приведенные в этой таблице, являются
кинетическими величинами, относящимися к поверхностям, находящимся
в движении.
СРАВНЕНИЕ МЕЖДУ СОБОЙ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ И ТРЕНИЯ
КАЧЕНИЯ
Из сопоставления между собой обоих видов трения можно вывести
заключение, что условия работы материала в обоих случаях различны.
При скольжении точки одного тела перемещаются относительно со-
прикасающихся с ними точек другого тела. При качении же можно
допустить !, что соприкасающиеся частицы не перемещаются одна отно-
сительно другой.
Отсюда можно сделать вывод, что изнашивашТЬ трущихся поверхно-
стей больше в первом случае, чем во втором.
Самая же существенная разница заключается в потере энергии, ко-
торую влечет за собой каждый из обоих видов трения.
Рассмотрим это на примере.
Пусть металлический цилиндр диаметром в 1 ем вращается в подшип-
нике и подвергается действию нагрузки Q.
Сила трения в этом случае составит, если принять среднее значение
коэфициента трения в цапфах у- = 0,075;
J’ == н Q = 0,075 Q.
Пусть тот же цилиндр катится, тогда сила трения составит.
р — „ Ф	,
.8 — Нг j) •
1 Исследования показывают, что некоторое скольжение имеет место в при качении,
но очень незначительное,
6
Приняв обычное значение коэфициента трепня качения равным
р» = 0,005 см, получим:
F3 = 22^ = 0,005 Q.
Таким образом ясно видно, что движущая сила, приложенная к окруж-
ности цилиндра, в нервом случае больше в 2215 = 15 раз, чем во вто-
ром.
Само собой понятно, что это отношение движущих сил не остается
постоянным, так как F2 зависит от диаметра катящегося ролика.
Благодаря экономии в расходе энергии, которую дает трение качения
по сравнению с трением скольжения, им охотно пользуются во всех
случаях машиностроения. После сказанного легко попять, почему шари-
ковые и роликовые подшипники выгоднее по сравнению с обыкновен-
ным скользящим подшипником.
Для примера приведем коэфициенты трения соответствующих подшип-
ников.
Для шарикового подшипника со стальными закаленными шариками
коэфицнент трепия, как показали опыты, составляет = 0,0015, чему
соответствует сила трения
=	= 0,0015 Q,
где Q— нагрузка на подшипник.
Для подшипника скользящего тина коэфициент трения = 0,06 —
— 0,08.
Чему соответствует сила трения:
F1==H 0 = 0,06 Q.
Откуда сила трения в обыкновенном подшипнике больше силы трения
в шариковом подшипнике в
0,06	л Л
0^615 = 40 ₽а3-
СУХОЕ ТРЕНИЕ
Сухое трение происходит между двумя движущимися твердыми по-
верхностями, когда между ними отсутствует какое-либо промежуточное
смазочное вещество.
Основные законы сухого трения были установлены в конце XVIII сто-
летия (1781 г.) Кулоном.
Из опытов, производившихся им на вышеописанных приборах, были
определены коэфициенты трепия для различных материалов и устано-
влены следующие законы:
1)	сила треиия в покое больше, чем в состоянии движения;
2)	сила трения прямо пропорциональна нагрузке на трущиеся по-
верхности;
3)	сила трепия не зависит от величины трущихся поверхностей (если
последние не слишком малы);
4)	сила трения не зависит от скорости движения одной поверхности
относительно другой;
7
5)	сила трения зависит от состояния трущихся поверхностей, а именно:
трение между гладкими и шлифованными поверхностями меньше, чем
между шероховатыми поверхностями, и меньше между разнородными
металлами, чем между однородными металлами.
Эти законы относятся к трению скольжения и качения.
Введением промежуточного вещества между трущимися поверхностями,
твердого (например графит, тальк) или жидкого маслянистого, сухое
трение может быть превращено в полусухое, полужидкостное или
жидкостное.
К трению качения (шариковые и роликовые подшипники) эти поло-
жения не относятся.
ПОЛУСУХОЕ И ПОЛУЖИДКОСТНОЕ ТРЕНИЕ
Полусухое и полужидкостное трение являются видами трения сколь-
жения.
Полусухое трение происходит в том случае, когда поверхности тел
смочены каким-либо смазочным веществом; при этом непосредственное
соприкосновение частиц твердых тел происходит между собой на большей
части поверхности трения и лишь местами поверхности твердых тел
разделены тончайшим слоем смазочного вещества.
Полужидкостное трение происходит при смазанных поверхностях твер-
дых тел в том случае, когда на большей части поверхности трения
твердые тела разделены хотя бы тончайшим слоем смазки и лишь
местами этот слой смазки вытеснен и твердые тела прикасаются непо-
средственно.
Полусухое трение приближенно подчиняется законам Кулона. Полу-
жвдкостное трение частично подчиняется закону Кулона, частично же
законам жидкостного трения.
Строгой разницы между полусухим и иолужидкостным трением не
существует; оба вида трения надо рассматривать как промежуточные
между жидкостным и сухим.
Полусухое трение допустимо лишь в моменты-«трогания с места, т. е.
в моменты, когда относительная скорость трущихся поверхностей
еще близка к нулю и смазка не успела расположиться по всей поверхности.
Когда поверхности находятся некоторое время в покое, то масляный
слой более или менее выжимается, и тогда возникнет некоторое сопри-
косновение металлических поверхностей между собой. В результате этого
усилие, потребное для приведения в движение машины, значительно
больше, чем для получения того же эффекта во время движения; в дей-
ствительности коэфициент трения покоя значительно больше, чем в со-
стоянии движения, и весьма приближается к значению при сухом трении.
Если скорость трущихся поверхностей очень мала, то величина
кинетического коэфициента трения может быть даже больше, чем ста-
тического значения, так как в этом случае к сухому трению прибавляется
еще сопротивление, создаваемое присутствием смазки, ибо скорость столь
мала, что смазка не может создать сколько-нибудь существенного разде-
ления трущихся поверхностей.. Когда скорость увеличивается и смазка
начинает занимать сплошной слой, сухое трение быстро уменьшается
и кинетический коэфициент тоже уменьшается, до тех пор пока не об-
разуется постоянный слой смазки.
8
Высокой величиной статического коэфициента трення объясняется
большое усилие, требующееся при запуске двигателя для проворачи-
вания коленчатого вала. Это является одним из оснований для употре-
бления шариковых и роликовых подшипников.
Коэфициент трения покоя зависит главным образом от:
1)	состояния и твердости поверхностей—он ниже для твердых и глад-
ких поверхностей, чем для мягких и шероховатых;
2)	давления между поверхностями—чем больше давление, тем сильнее
выдавливание смазки;
3)	продолжительности пребывания поверхностей в состоянии покоя—
чем больше была остановка, тем больше вероятия выжимания смазки
4)	природы смазки.
Твердые смазки, подобные графиту, не выжимаются от давления.
Полужидкие смазки не могут вытесняться совершенно давлением по-
верхностей на время остановки, это представляет их большое пре-
имущество по сравнению с маслами, что может иметь иногда важное
значение.
Минеральные масла вытесняются почти совершенно, но опыт пока-
зывает, что растительные и животные масла или компаундированные
с последними минеральные масла оставляют тонкую пленку между по-
верхностями и что поэтому статический коэфициент трения у таких
масел значительно ниже, чем у чистых минеральных масел.
В результате не только уменьшается пусковое усилие, но и понижается
изнашивание, - зависящее от истирания металла в первые моменты после
пуска в ход.
Полужидкостное трение встречается в условиях малой скорости дви-
жения и больших давлений; в некоторых случаях при невозможиостт
придания детали иной конструкции с полужпдкостным трением прихо-
дится мириться.
В стабильном состоянии нормально во всех трущихся частях двига-
теля должно иметь место жидкостное трение.
ЖИДКОСТНОЕ ТРЕНИЕ
Жидкостное трение происходит тогда, когда между трущимися по-
верхностями имеется смазочный слой, разделяющий поверхности настолько,
что между ними нет абсолютно никакого соприкосновения и масляная
пленка при любых условиях рабочих скоростей, давлений и температур
не выжимается.
Законы, которым подчиняется жидкостное трение, совершенно иные,
чем законы сухого трення. Они отличаются от перечисленных выше
законов тем, что в них будут участвовать скорости перемещения поверх-
ностей w величины площадей трущихся поверхностей. В результате
испытаний были найдены следующие законы трения смазанных поверх-
ностей:
1)	сила тренпя прямо пропорциональна нлощади слоя смазочного
материала;
2)	сила трения пропорциональна линейной скорости относительного
движения двух смазываемых поверхностей;
3)	сила трения обратно пропорциональна толщине смазочного слоя;
9
4)	сила трения практически не зависит от давления, производимого
на слой смазочного вещества, если только слой будет постоянной
площади, толщины и вязкости;
5)	сила трения прямо пропорциональна вязкости масла, применяемого
для смазки;
6)	потеря смазочного материала, вытекающего из пространства между
движущимися частями, прямо пропорциональна давлению на единицу
площади и обратно пропорциональна вязкости (особенно при больших
зазорах в подшипниках); при смазанных поверхностях трепне завпепт
исключительно от трения частиц масла. Коэфициент тренпя при этом по-
лучается значительно меньше, чем в случае сухого или полусухого трения.
При жидкостном трении наблюдается следующее явление: слои масла,
находящиеся в непосредственном соприкосновении с поверхностями, на-
Ч е р т. 3. Относительные
скорости слоев при смазке.
ходятся в иокое, а отстоящие от них по-
следующие слои двигаются тем быстрее,
чем ближе они к середине масляного слоя.
Наибольшей относительной скоростью обла-
дают два слоя, расположенные по обе
стороны от средней линии и двигающиеся
в противоположные стороны (черт. 3).
Состояние жидкостного трения надо
признать идеальным. Нормально прихо-
дится сталкиваться с полужидкостным тре-
нием, когда поверхности трения разделены
тончайшим слоем смазки, но местами этот
слой жидкости вытеснен п поверхности
все же соприкасаются непосредственно.
Характер жидкостного трения суще-
ственно отличен от сухого трения. Если
при сухом трении износ весьма значитель-
ный, то при жидкостном трении оп почти
совершенно отсутствует" Если при сухом
трении затрата энергии на преодоление трепля весьма значительна, то
при жидкостном трении она составляет 10% сухого трепня. При сухом
трении температура трущихся тел повышается иногда настолько, что
тела твердые начинают плавиться; при жидкостном трепни нагревание
трущихся поверхностей весьма незначительно.
Проф. Петров (1883 г.) первый нашел формулу для жидкостного тре-
ния применительно к трущимся поверхностям в машинах.
Основная формула проф. Петрова выражается в следующем виде:
ZV
(г i z 1	’
где у- — коэфицпеит трепня,
Z— абсолютная вязкость смазочной жидкости иуи коэфициент вну-
треннего трения этой жидкости,
V — относительная скорость трущихся поверхностей,
h — толщина масляного слоя между трущимися поверхностями
твердыхтел,
10
Xj и >-2 — коэфициенты внешнего трения, т. е. трения между жидкостью
и поверхностями твердых тел,
т — среднее удельное давление, т. е. нагрузка, приходящаяся па
одну квадратную единицу трущейся поверхности.
Проф. Петров нашел возможным для практических целей упростить
формулу, исключив члены и у-, исходя из того, что и Ц сравни-
тельпо с Z настолько велики, что этими дробями можно пренебречь.
Таким образом упрощенная формула приобретает вид:
- z ‘ v
~ }‘Рт ’
где Z, V, h и рт имеют те же значения.
Исходя из предположения, что между двумя ^движущимися относи-
тельно друг друга поверхностями находится слой жидкости такой тол-
щины, что поверхности пе соприкасаются, мы не можем себе представить
этого движения, не допустив, что происходит:
1)	скольжение отдельных слоев жидкости друг по другу и
2)	скольжение слоев жидкости, непосредственно прикасающихся к по-
верхностям твердых тел, ио этим поверхностям.
Подобное скольжение нельзя себе представить иначе, как нарушение
существующей взаимной связи между отдельными частицами жидкости
и частицами поверхности тела.
Многочисленные опыты показали, что взаимная связь между отдель-
ными частицами жидкости во много раз слабее, чем связь между ча-
стицами жидкости и поверхностью твердого тела. Последняя связь, иначе
называемая силой прилипа/иггя, или липкостью, у смазочных масел на-
столько велика, что предположение о скольжении частиц масла по по-
верхности совершенно исключается. Таким образом остается лишь сколь-
жение частиц жидкости друг по другу.
Скольжение это однако совершается не беспрепятственно, так как оно
связано с нарушением внутреннего сцепления между жидкими части-
цами; при таком скольжении возникает внутреннее трение.
Законы внутреннего трения жидкости Выли впервые изучены Нью-
тоном (1643 —1727 г.).
Величина внутреннего трения жидкости характеризуется ее густотой
или, что то же самое, ее вязкостью.
Для количественной оценки вязкости существуют два понятия: абсо-
лютная вязкость и вязкость относительная.
Под абсолютной вязкостью понимают силу (в кг), потребную для
передвижения слоя жидкости площадью в 1 ле2 относительно другого
такого же слоя, отстоящего от первого на расстоянии 1 л<, со скоростью
в 1 м,сек.
Абсолютная вязкость практически может оцениваться, как время
истечения жидкости через капилляр в специальном приборе.
Под относительной вязкостью понимают отношение времени истечения
определенного объема данного масла (при заданной температуре) ко
времени истечения того же объема воды при 20°. Определение отно-
сительной вязкости производится на стандартном приборе (вискозиметре)
Энглера, описание которого будет дано ниже.
11
ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ СКОЛЬЖЕНИЯ НА КОЭФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ
В отношении скорости необходимо сделать следующее пояснение.
Если мы возьмем вал, вращающийся в подшипнике, то в спокойном со-
стоянии взаимное положение вала и подшипника будет таковым, как
указано на черт. 4, т. е. вал под влиянием своего веса будет лежать
на нижней частп внутренней поверхности подшипника. Но как только
вал придет в движение, то он займет положение, указанное на
черт. 5, причем во время своего вращения он будет захватывать
с собой масло, заполняющее зазор, и вгонять его в место соприкосно-
вения с вкладышем подшипника. Таким образом между валом и под-
шипником создастся слой смазки, который сможет более или менее
нацело отделять друг от друга трущиеся поверхности. Чем больше будет
скорость вращения вала, тем сильнее масло будет загоняться в зазор
между валом и подшипником и тем толще будет слой смазки. На тол-
щину слоя смазки в зазоре оказывает влияние вязкость масла. Чем она
выше, тем слой масла в зазоре толще, но
вместе с тем придется затрачивать больше энер-
гии на преодоление сцепления частиц масла. При
большой скорости нет надобности в применении
густых масел, а наоборот для уменьшения со-
противления трения требуется применять масла
Черт. 4 — 5. Положе-
ние шейки вала в под-
шипнике.
с малой вязкостью.
Согласно формулы жидкостного трения
z. V
! L ~ Ъ • Рт
из четырех величин, входящих в выражение коэфициента трения,
первая величина Z — абсолютная вязкость — зависит исключительно
от свойств смазочного материала, изменяясь только с температурой под-
шипника;
вторая величина V — относительная скорость трущихся поверхностей
в м!сек — зависит от кинематических условий работы данного механизма
и большей частью является наперед заданной и постоянной величиной;
третья величина рт — удельное давление в иг/.м.2 — зависит тоже от
конструктивных условий и большею частью является наперед заданной
постоянной величиной;
четвертая величина h — толщина масляного слоя — есть функция
многих переменных; она находится в зависпмости не только от трех ве-
личин (Z, V и р,„), но еще и от самой конструкции трущихся деталей
и от их относительного расположения.	,
Имея в виду лишь общий вид формулы трения, рассмотрим сначала>
какое влияние па коэфициепт трения при постоянной вязкости оказы-
вает изменение скорости и удельного давления. Это позволит понять
самый процесс скользящего трепия п отметить в нем некоторые хара-
ктерные моменты.
В первую очередь выясним влияние изменения скорости и скольжения
на коэфициент трения.
Многочисленные опыты по этому вопросу проделаны проф. Р. Стрнбек
над вращающимся в подшипнике валом.
12
Черт. 6 показывает изменение коэфициента трения с изменением
числа оборотов вала или соответственно скорости скольжения.
Рассматривая кривую, видим что, несмотря на то, что переменной
величиной является одна лишь скорость, коэфициент трения изменяется
не по закону прямой, а по какой-то кривой. Это ясно указывает о влия-
ннп на характер кривой четвертой величины, а именно толщины ма-
сляного слоя h.
Толщина слоя, как показал опыт, с уменьшением скорости также
уменьшается, но вместе с уменьшением скорости меняется взаимное
расположение вала и подшипника, что также влияет на величину
коэфициента трения.
Из черт. 6 видно, что коэфициент трения с уменьшением скорости
постепенно уменьшается и при определенной скорости (в точке Л) ха-
Ч е р т. 6. Влияние скорости на коэфициент трения.
рактер кривой меняется/[Изменение кривизны в точке А указывает на
то, что масляная пленка местами разрывается, благодаря чему трущиеся
поверхности начинают приходить в соприкосновение (полужидкостное тре-
ние). Тем не менее это непосредственное соприкосновение поверхностей
еще настолько незначительно, что коэфициент трения все же про-
должает падать.
Наконец наступает момент, когда влияние сухого трения начинает
преобладать, а вместе с тем трение увеличивается.
Начиная с точки В, слой жидкости быстро теряет свою цельность,
благодаря чему начинается металлическое соприкосновение, и трение
приобретает характер полусухого трения.
С уменьшением' скорости кривая коэфициента трепия поднимается
кверху, пока при F = 0 она не пересечет ординату па определенной
высоте, соответствующей коэфициенту полусухого трения покоя.
13
Таким образом ясно виден более или менее плавный переход от со-
стояния жидкостного трения к состоянию полусухого трення.
В последнем состоянии роль вязкости жидкости отходит на второй
план и первенствующее значение приобретает липкость по отношению
к поверхностям трения, т. е. свойство, обусловливающее прочность масля-
ной пленки.
В состоянии же жидкостного трения (вправо от точки Л) первен-
ствующее значение имеет вязкость, хотя липкость также весьма суще-
ственна, так как с ее увеличением коэфициент жидкостного трепия умень-
шается.
ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ НА КОЭФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ
Чем выше давление, испытываемое трущимися поверхностями, тем
сильнее слой масла будет с нях выжиматься, тем скорее может быть
коэфициент трения
нарушена целость этого слоя, и тем скорее наступит полужидкостное
трение. ‘Для избежания этого необходимо при большом давлении при-
менять масло с большей вязкостью; для небольшого давления берется
масло с меньшей вязкостью.
На черт. 7 представлены кривые изменения коэфициента трепия в за-
висимости от числа оборотов вала в минуту для разных удельных да-
влений.
Как видно, характер кривых, соответствующих различному удельному
давлению, один и тот же, ва исключением лишь того, что переход от
U
Жидкостного трения it полужидкостпому происходит плавнее с повыше-
нием удельного давления.
Необходимо отметить, что минимум коэфициептов трения для всех
удельных давлений почти одинаков.
Отсюда можно сделать следующие выводы:
1	) Для каждого удельного давления при данной конструкции под-
шипника и данной вязкости существует вполне определенное число обо-
ротов, при котором коэфициент трения достигает своего минимума.
2)	Величина минимального коэфициента трения при данной конст-
рукции подшипника и данной вязкости практически одинакова для
всякого удельного давления.
3)	Чем выше удельное давление, тем при большем числе оборотов
достигается минимум коэфициента трения.
4)	При малых скоростях с увеличением удельного давления коэфициент
трения сначала понижается, а затем, достигнув минимума, снова растет.
5)	Если по мере увеличения удельного давления коэфициент трения
увеличивается, то это значит, что работа происходит при полусухом
трении, если же коэфициепт трения уменьшается,—то при жидкостном.
ВЛИЯНИЕ ВЯЗКОСТИ НА КОЭФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ
Если считать число оборотов вала (скорость скольжения) и удельное
давление за постоянные величины, а степень вязкости за переменную
Черт. 8. Влияние вязкости на коэфициент трения.
величину, то кривая изменения коэфициента трепня должна иметь вид,
изображенный на черт. 8.
С постепенным уменьшением вязкости величина коэфициента трения
достигает минимума, после которого начинается быстрое его возрастание.
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА КОЭФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ
В случае жидкостного трения при повышении температуры масла,
а следовательно при уменьшении его вязкости коэфициент трепия не-
прерывно падает до тех пор, пока при известной температуре слой
15
масла не станет чрезвычайно жидким, не нарушится его непрерывность
и не появится полужидкостпое и полусухое трение, которое снова по-
высит работу трения.
Наряду с миппмальпой затратой энергии на трение необходимо обе-
спечить надежную работу деталей, когда исключена или по крайней
мере сведена до минимума возможность перехода жидкостного трения
в полужидкостнре или полусухое.
Поэтому при установлении режима работы двигателя «е рекомен-
дуется стремиться к осуществлению минимума коэфициента трения, так
как минимум коэфициента трения находится уже в области полужидкост-
ного трения, что связано во-первых с повышенным износом трущихся
частей и во-вторых с опасностью перехода в полусухое трение со всеми
нежелательными последствиями.
При возможных в вксплоатации колебаниях в числе оборотов, удель-
ном давлении, вязкости и в температуре скольжение всегда должно
оставаться в области жидкостного трения.
ВЫВОДЫ
Из всего сказанного можно сделать следующие выводы:
1. Чем больше давление, испытываемое трущимися поверхностями,
чем меньше скорость их движения и чем выше температура окружа-
ющего воздуха, тем больше должна быть вязкость применяемого масла.
2. Чем меньше давление, чем больше скорость движения и чем ниже
гпемпература внешней среды, тем меньше должна быть вязкосгпъ
масла.
Учитывая эти правила, можно наметить следующую схему соотноше-
ния между давлением, скоростью и вязкостью, каковой и можно руко-
водствоваться (толькб приблизительно) при выборе масла для того или
иного механизма.
При малом давлении и малой скорости масло с валкостью ио Энглеру от 1,7											ДО	2,5
0	и	п	» средней	0		Я	я	0		и	1,5	Я	1,8
0	0	я	„ большой	»	Я я		0		Я	1,3	Я	i,e
я	среднем		„ мглой	п	0	»	ы.	0	0	Я	5,5		7,0
0	я	я	» средней		0	•	»	0	0	0	4,0	0	5,5
0	0		„ большой	п	w	0		0	0	в	2,5	Я	4,0
0	большом	Г)	„ малой	19	0	0		п	Я	я	8	0	10
п	0	я	„ средней	Я	»	Я	я	»	»	Я	6	п	8
»	п	я	„ большой	»	Г!	п	я		я	»	4	0	в
Вязкость масла в этой схеме указана по аппарату Энглера при 50°.
Под малым давлением понимается давление меньше 1 кг/см2, под сред-
ним— до 50 кг/см2 и под большим давлением — свыше 50 кг/см*.
Глаза И

Виды свяазочмык материалов их венозные
свойства и испытание
НАЗНАЧЕНИЕ СМАЗКИ
Смазка двигателя уменьшает силу трения, а следовательно и меха-
нические потерн в двигателе, уменьшает изнашивание трущихся по-
верхностей и отводит часть тепла, т. е. способствует охлаждению
частей двигателя, в особенности тех, которые невозможно охладить дру-
гим способом, например подшипников, шеек вала, пальцев поршня
и т. д.
Недостаток смазки может вызвать увеличение силы тренпя и чрез-
мерное нагревание частей, что повлечет за собой: 1) заедание поршня
в цили драх; 2) расплавление вкладышей подшипников н заедание в них
шеек вала; 3) поломку деталей кривошипного механизма; 4) аварию
4 и порчу двигателя.
4 Чересчур обильная смазка также вредна — лишнее масло в цилин-
v( драх: 1) замасливает свечи, т. е. нарушает правильное фупкцмонирова-
* пие зажигания; 2) загрязняет клапаны, что отражается па газораспре-
' делении; 3) способствует увеличению нагара, уменьшающего теплопро-
водность стенки цилиндра, и 4) вынуждает производить частую чистку
моторов. Большой запас масла на самолете уменьшает его полезную
1
грузе подъем!гость.
КЛАССИФИКАЦИЯ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Смазочные материалы весьма разнообрази:,! по своему составу и свой-
ствам. Для одной п той же машины приходится употреблять различные
масла сообразно условиям работы отдельных деталей.
Смазочные материалы разбиваются па три группы: 1) растительные
масла — конопляное, касторовое, льняное и т. д.; 2) животные масла
и жиры: костяное масло, свиной, бараний, рыбий жир и т. д.; 3) мине-
ральные масла — продукты перегонки нефти (цнлпндровое масло). Сма-
зочные вещества бывают жидкие (масла) или мазеобразные (жир Штау-
фера, тавот). Их происхождение может быть органическое (растительные
пли животные масла, также жиры) или неорганическое (минеральные
масла).
Масла и жиры органического происхождения представляют собой
главным образом соединение глйцерпна с кислотами жиров. Будучи
употребляемы даже в очень тонких слоях, они обладают отличной сма-
зывающей способностью, потому что хорошо внедряются в поры метал-
лических трущихся поверхностей и крепко к ним прилипают. Недоста-
2—Л. Таланов.
17
ток йх состоит в том, что если их не перемешивать, то они скоро те-
ряют свое жидкое состояние и твердеют.
Растительные масла содержат в себе кислоты, вывивающие разъ-
едание металла. В сплу этих свойств они являются не вполне пригодными
для смазки двигателей. Исключение составляет лишь касторовое масло.
Касторовое масло употребляется для смазки ротативных двигателей как
обладающее большой вязкостью, хорошо удерживающееся на стенках
вращающихся цилппдров и не так отбрасываемое с них центробежной
силой и кроме того как не обладающее способностью растворяться бен-
зином. К недостаткам его следует отнести то, что оно сильно подвер-
жено застыванию в зимнее время и тем чрезмерно увеличивает свою
вявкость. Для уменьшения этого явления его в зпмнее время приходится
разбавлять еппртом, обладающим способностью растворять касторовое
масло и понижать точку замерзания.
Животные масла обладают кислотностью в еще большей степени,
чем растительные. В силу этих свойств они являются непригодными
для смазки двигателей. Костяное масло составляет исключение и упо-
требляется для смазки магнето и генераторов.
Минеральные масла представляют собою углеводороды, кипящие при
высокой температуре. Добываются одп при вторичной перегонке неочи-
щенной нефти, после того как от нее отделены бензин и керосин. Они
обладают тем преимуществом, что не превращаются в смолу, но зато
имеют плохое свойство разжижаться при нагревании, причем теряют
смазочную способность. Минеральные масла наиболее часто употребля-
ются для смазки двигателя благодаря их химической стойкости и мень-
шей стоимости.
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СМАЗОЧНОМУ МАСЛУ
Ввиду того что масла, в зависимости от условий их работы, должпы
обладать различными физико-химическими свойствами, последние явля-
ются основными характеристиками смазочных масел, позволяющими
судить не только о сорте данного масла, но и об его качестве.
Хорошее смазочное масло должно удовлетворять нижеследующим тре-
бованиям:
1.	Возможно малое внутреннее трение (сцепление, вязкость, тягу-
честь), чтобы с одной стороны масляный слой распределялся равномерно
по всей поверхности трущпхея поверхностей и заполнял все их неров-
ности и поры, с другой стороны чтобы трение в подшипниках не уве-
личилось вследствие слишком трудной подвижности масляных частиц
относительно друг друга.
2.	Достаточное внешнее трение (способность прилипать) для того,
чтобы масло по возможности прилипало к трущимся поверхностям
и оказывало сопротивление давлению на подшипник, не вытекая.
3.	Возможное постоянство по отношению к влиянию воздуха, чтобы
не имело места затвердение (органические масла).
4.	Возможное постоянство по отношениГо к колебаниям давления
и температуры. Масла, - становящиеся прп нагревании значительно
жиже, сравнительно легко вытекают и вызывают нагревание н выпла-
вление трущихся поверхностей; с другой стороны масла, сгущающиеся
при низких температурах, встречают большое сопротивление движению
18
по трубопроводу (поэтому минеральные масла должны обладать возможпру
меньшим содержанием парафина).
5.	Полное отсутствие кислот, так как уже при малом количестве
свободных кислот трущиеся поверхности становятся к ним чувствительны,
опаснее всего присутствие серной кислоты; она содержится иногда
в плохих минеральных маслах; органические кислоты (содержатся в жи-
рах или образуются в них путем разложения) в малых количествах не
имеют существенного значения.
6.	Возмооюное отсутствие твердых примесей (т. е. в органических—
части нитей, в минеральных — части кокса), которые влияют на увеличе-
ние трения,способствуют образованию нагара и закупоривают трубопроводы.
7.	Отсутствие воды.
При отсутствии необходимых приборов для испытания масел можно
удостовериться в пригодности смазочного материала по следующим
признакам. Как растительные, так и минеральные масла не должны
содержать: 1) механических примесей, 2) воды, 3) кислоты и 4) щелочи.
Присутствие механических примесей можно узнать по наружному осмотру
и по мути, которая получается при растворении порции масла в эфире
или бензине. Присутствие воды легко обнаружить при кипячении не-
больших порций масла в пробирке (получается треск и разбрызгивание).'
Кислоту легко узнать, если к водной вытяжке из масла прибавить,ра-
створ лакмуса или метилоранжа: розовый цвет укажет на присутствие
кислоты. Кислоту можно открыть также, если отполированный кусочек
стали тщательно обернуть тряпкой, пропитанной испытываемым маслом,
и оставить на воздухе в течение 2—3 часов. Следы ржавчины на стали
укажут на присутствие кислоты в масле. Щелочь обнаруживается при-
бавлением к водной вытяжке масла нескольких капель фенолфталеина,
который окрашивает пробу в розово-красный цвет. Кроме того внешними
признаками доброкачественности смазочного масла служит большая проз-
рачность и волотпето-желтый цвет.
При выборе масла для авиационного двигателя необходимо принимать
во внимание время года и следующие обстоятельства:
1.	Конструкцию двигателя. Малый диаметр маслопроводов и неза-
щищенность их от действия холодного воздуха обусловливают примене-
ние более жидких масел.
2.	Могцностъ двигателя. Это имеет значение постольку, поскольку
более мощные двигатели могут иметь более нагруженные стыки тру-
щихся деталей; в этпх случаях потребляется более густое масло.
3.	Степень изношенности двигателя. Весьма важно подобрать со-
ответствующую марку для более или менее изношенных двигателей, так
как при не вполне удовлетворительном состоянии цилиндров и поршней
двигателя величина давления конца сжатия, а следовательно и отдача
двигателя зависят всецело Луг качеств масла. Применение в подобных
случаях более густых масел следует принять за правило, не подлежа-
щее изменению.
СМАЗОЧНЫЕ МАСЛА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ АВИАЦИОННЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ, И ИХ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
Для смазки ^виациоипых двигателей применяются следующие сорта
масел: 1) касторовое (растительное) масло, 2) минеральное масло ААС,
2*
19
3)	минеральное масло 8Врейсток“) 4) костяное масло, 5) машинная мазь
„ТЭВОТ“.
Масло касторовое (рициновое) (ОСТ-221) авиационное. Касто»
ровым авиационным маслом называется продукт, получаемый из чистых,
свежих и зрелых семян клещевины (Ricinus communis) путем холодного
пли горячего прессования их с последующей обработкой сырого масла
горячей водой, фильтрацией и отстаиванием для удаления белковых,
слизистых п других нежирпых веществ и предназначенный главным
образом для смазки авиационных двигателей.
Технические условия
1.	При температуре 20° должно быть бесцветным пли обладать слабым желтоватым
оттенком.
2.	При 20° должно быть совершенно прозрачным.
3.	При температуре 20° должно обладать свойственным дм пего запахом.
4.	Касторовое масло авиационное не должно содержать влаги и механических при-
месей; после отстаивания при температуре 20° в масле не должно быть пи мути, ни
осадка.
5.	Касторовое масло должно растворяться при 15°—20° и нормальном давлении
в равных объемах 96 /„ этилового спирта. При смешивании равных объемов касторо-
вого масла и холодного бензина должен получаться профачный раствор. С изменением
соотнош. ния объема 1:1, т. е. при увеличении количества бензина, излишек последнего
должен отслаиваться.
6.	При взбалтывании в течение 3—5 минут 3 с.н3 касторового мас.та авиационного
с 3 еж3 хлороформа и 1 с.к3 серной кислоты (уд. вес 1,836—1,840) смесь не должна
окрашиваться в черно-бурый цвет.
7.	Удельный вес при 15° С 0,958—0,966.
8.	Иодное число 82—88.
9.	Пи ло омыления 176—186.
10.	Кислотное число не более 3-
11.	Вязкость но Энглеру при 50° не меиее —15 и при 90° нс менее — 3.
12.	Вспышка по Мартенс Пенскому не менее 240°.
13.	Вспышка по Бренкену не менее 275°.
14.	Минеральные кислоты — отсутствие.
15.	Смолистые вещества — отсутствие.
16.	Золы не более 0,01 70.
17.	Температура загустения не выше 16° и не ниже 0°.
Минеральные масла. До развития нефтяной промышленности сма-
зочными материалами служили различные растительные и животные
жирные масла, главным образом деревянное масло, сурепное масло и
сало. Затем постепенно начали входить в употребление парафиновые
и каменноугольные масла, но все эти материалы в настоящее время
с успехом вытесняются нефтяными, главным образом бакинскими сма-
зочными маслами; за границей употребляются также смеси минераль-
ных масел с растительными. Последние обладают при высоких темпе-
ратурах большею вязкостью в противоположность минеральным маслам,
вязкость которых при повышении температуры быстро уменьшается,
но зато растительные масла быстро окисляются на воздухе и сильнее
действуют на трущиеся металлические части машип. Кроме того рас-
тительные масла гораздо дороже минеральных.
Лучшей масляной нефтью' СССР считается балаханская нефть; лег-
кая балахапская нефть дает свышз 2О°/о равного рода .масел, не счи-
тая соляровых; тяжелая—несколько меньше — около 15°/0. Исключи-
20
тельно высокого качества получаются масла также пз эмбенскпх неф-
тей (Доссор).
Наконец в самое последнее время у нас поставлен па очередь воп-
рос о переработке на масла сураханской нефти, по своим качествам
и составу наиболее приближающейся к нефти пенсильванской, счита-
ющейся в США лучшим сырьем для получения смазочных масел.
Однако переработка подобного рода парафинистых нефтей является
довольно сложной, так как требует особых приспособлений.
Принимая во внимание огромное количество имеющихся в Баку неф-
тяных остатков и отход до 4О°/о смазочных масел, производство сма-
зочных масел могло бы принять значительные размеры, на самом же
деле па смазочные масла перерабатывается едва десятая часть
остатков.
Нефтяные остатки представляют собою превосходный материал для
приготовления смазочных масел. Удельный вес их от 0,900 до 0,915,
и хотя они содержат крайне незначительное количество парафина, они
дают при перегонке большие количества густых масел, которые по
своей вязкости, неизменяемости, холодо- и огнебезопасности считаются
бесспорно лучшими в настоящее время минеральными смазочными
веществами.
Производство сказочных масел распадается на перегонку н химиче-
скую очистку.
Перегонка нефтяных остатков на смазочные масла производится
в горизонтальных чугунных котлах, обыкновенно овальных в сечении,
и в цилиндрических котлах с несколькими отводными трубками, вместо
одного шлема, открывающимися в одну общую трубку с очень слабым
наклоном, которая отводит пары в дефлегматоры пли холодильники.
Такой котел, наполненный на ®/4, вмещает обыкновенно 500 пудов
остатков. Трубка для привода перегретого пара оканчивается после
нескольких изгибов в жидкости около дна куба, так что пар перед вы-
ходом принимает температуру кипящих остатков. В нижней части дна куба
имеется отверстие с клапаном для выпуска остатков после отгонки сма-
зочных масел (нефтяной деготь или гудрон). Для получения перегре-
того пара служат разного рода перегреватели; они нагреваются также
нефтяными остатками и должны давать цар с температурой 200—300°.
Для предохранения труб от действия пламени форсунок они окружены
шамоттом или железными листами. Каждый куб имеет отдельный пере-
греватель, или, что встречается реже, несколько кубов питаются паром
нз общего перегревателя.
Особенное значение имеет устройство холодильников. Теперь почти
исключительно применяется сепарационное охлаждение, причем пары
разбиваются до их летучести на фракции в особого рода воздушных
дефлегматорах.
Очистка смазочных масел должна производиться крайне тщательно
п сводится к обработке серною кислотою и едким натрием. Очистка
каждого сорта смазочных масел требует отдельных приемов, вырабаты-
ваемых только путем опыта.
Серная кислота крепостью в 66° Б. if по возможности свободная от
окислов азота смешивается црп помощи архимедова винта в резерву-
аре о маслом, предварительно до возможности высушенным, н затем
21
содержимое перемешивается еще в продолжение % часа. Через 2 часа
масло осветляется, кислота выпускается через боковое отверстие
в дне резервуара и масло сливается в нижележащий резервуар для
обработки щелочью. Чем гуще масло, тем больше приходится брать
кислоты для сообщения ему достаточно светлого цвета и прозрачности,
по крайпей мере в тонких слоях. Обыкновенно берется от 2 до 3% ее-
Щелочь берется сначала более крепкая, около 20° Б. (удельного веса
1,16), с содержанием около 0,3% натрия (Na2O) по весу масла, затем
более слабая и наконец масло промывается водою. Последовательное
уменьшение крепости щелочи необходимо потому, что первый крепкий
щелок недостаточно выделяет из масла образующиеся мыла, непосред-
ственная же за крепкой щелочью промывка водою производит эмульси-
рование, которое устраняется с большим только трудом. Масло же, обра-
ботанное таким образом, при взбалтывании с водою не эмульсируется.
При светлых сортах лучшей очистки между обработкою кислотою
п щелочью масло пропускается через коксовый фильтр для выделения
остающихся частиц смолы. Это делается впрочем довольно редко.
На некоторых заводах смазочных масел нагретое до 30—40° сухое
смазочное масло обрабатывают в свинцовых резервуарах с воздушными
мешалками серною кислотою в 66° Б. в количестве до 6%, затем прп
60—70° слабым раствором щелочи в таком количестве, чтобы на 100
частей масла приходилось около 0,2—0,3% едкого натрия. Так как
обработка серной кислотой и следующее затем осветление происходят
быстро, обработка же щелочью требует больше времени, то на каждый
кислотный резервуар установлено по несколько резервуаров щелочи.
Нагревание в обоих случаях производится при помощи водяного пара,
и для равномерности его резервуары для обработки щелочью находятся
в закрытом помещении с равномерной температурой и для сохранения
тепла обшиты деревом. За первым осветлением следует вторая обра-
ботка щелочью в второе осветление во втором ряде железных резервуа-
ров, стоящих ниже первых также в теплом помещении,, затем масло
промывается в нагретом состоянии водой сначала при перемешивании
воздухом. Характерною особенностью последнего способа является ис-
кусственная высокая температура при обработке щелочью и промываннп.
После промывки смазочные масла во всех случаях высушиваются
нагреванием в плоских круглых млн четырехугольных сосудах посред-
ством закрытого пара в змеевиках или под двойным дном. Масло наг-
ревается до тех пор, пока даже при охлаждении не будет наблюдаться
следов мути.
Для очистки масла из биби-эйбатскнх нефтяных остатков расходуется
до 10% серной кислоты. Вообще расход кислоты тем больше, чем гуще
масло и чем быстрее велась перегонка.
Потеря в весе прп очистке составляет от 18 до 22%.
Минеральные масла ААС п „Брейсток" получаются прп вторичной
перегонке неочищенной нефти, после того как от нее отделены бензин
и керосин. Масло ААС согласно техническим условиям должно обла-
дать следующими данными:
1.	Удельный вес при 15°....................... 0,895—0,905
2.	Вязкость по аппарату Энглера при 50° . . . 15—25 пс ниже
3.	„	„	„	„ 90° ... 3,9 4,3
22 Й
4.	Температура вспышки по Мартенс-Пенскому	
	не ниже 			230°
5.	Температура вспышки по аппарату Бренкена	
	не ниже			250°
6.	Температура замерзания не выше		— 10°
7.	Содержание кислот минеральных		Не должно быть вовсе
’	8.	Содержание кислот органических, считая их	Ис более О,О5</о
	па SO3 (ангидрид серной кислоты)		
9.	Содержание щелочи		Не должно быть вовсе
10.	Содержание смолистых веществ не более . . .	3%
11.	Содержание золы не более		0,05%
12.	Цвет в слое толщиной 7	.........	Непрозрачный
	в	темный
Масло „Брейсток® обладает согласно техническим условиям следую-
щими данными:
1.	Удельный вес при 15°...................... 0,9017—0,905
2.	Вязкость по аппарату Энглера при 5'0° . . . 24,3
при 100° . . . 3,23
3.	Температура вспышки по Мартенс-Иепскому
не ниже....................................... 230°
4.	Температура вспышки по Марку пеону не ниже 230°
5.	Температура загустевания не выше..........— 22°
6.	Содержание смолистых веществ............ Нет
7.	Коксовое число по Конрадсону...............0,95%
8.	Содержание минеральных кислот.............Нет
9.	Содержание кислот органических, считая пх
на S03 (ангидрид серной кислоты)..............0,171%
10.	Содержание золы не более.................. 0,038%
11.	Содержание воды п механических примесей . . Нет
Костяное масло. Костяное масло служит в качестве смазочного ма-
териала и для улучшения качества минеральных смазочных масел.
Для приготовления костяного масла пригодно лишь свежее экстраги-
рованное из свежих костей бензинное костяное сало. Последнее нагре-
вают, пока оно не расплавится, фильтруют в особом аппарате и пере- ,
носят в чаи для смешения. Здесь сало нагревают до 60—70° (более
высокая температура сообщает темный цвет) и прп непрерывном пере-
мешивании вносят в каждые 1 500 кг бензинного костяного сала 15 кг
чистого 30-градусного раствора соды с прибавкою llj.2 кг поваренной
соли. Массу перемешивают в течение 8 часов (лучше всего на ночь),
затем ее охлаждают до 25—30° п прибавляют насыщенный раствор
7 1/2 кг дымящейся соляной кислоты. Перемешивание * продолжают до
волной отбелки продукта.
Специальным насосом жир  перекачивают в чан для промывания, где
особым образом промывают несколько раз паром, пока из жира пе будет
окончательно удалена кислота. После отделения водного слоя жиру
дают охладиться в деревянном чане и затем подвергают, его прессова-
нию, лучше всего гидравлическому, при 300 атмосферах давления.
Деревянный чан снабжен охлаждающими трубами, по которым циркули-
рует холодная вода, — делается это с целыщцолного выделения стеарина,
так как при таких условиях получается более светлый и лучшего качества
продукт.
Отпрессованное масло подвергают дальнейшему осветлению, причем
на дпо выпадает оставшийся в нем стеарин. Верхний слои масла
снимается с чана, а оставшийся на дне осадок отдельно отпрессовы-
вается. При очень темном костяном сале процесс осветления повторяют,
причем во время промывки нет конечно надобности удалять всю кислоту.
Следует всегда сделать предварительный опыт над сырым материалом,
так как пе все сорта костяного сала могут быть отбелены.
По данным Ф. Бартеля, выход костяного масла достигает 65—70%,
из которых 50% не застывают даже при — 15°. Потеря равняется при-
близительно 3—5%
Мази (консистентные смазки). Помимо масел для смазки трущихся
поверхностей употребляют иногда мази или, как их еще называют,
консистентные, т. е. загущенные, смазки.
. Большинство мазей по своему составу представляют собою минераль-
ное масло, загущенное мыльной примесью, и в зависимости от качества
к количества минерального масла, от качества и количества мыльной
примеси, от способа изготовления мази получаются весьма различных
свойств.
Обычно принято считать, что трение в механизме при смазке его
мазью больше, чем при смазке жидким маслом, и поэтому мази употреб-
ляются лишь в тех случаях, когда примененпе жидкого масла затрудни-
тельно, нежелательно илп невыгодно. Достоинством мази считается ее
способность плавиться и расходоваться только тогда, когда температура
трущихся частей поднимется до известного предела. При понижении
температуры мазь снова загустевает, н расходование ее прекращается.
Благодаря этому расход мази регулируется как бы сам собой, по мере
надобности, и этим достигается очень большая экономия в количествен-
ном отношении.
Выбрать мазь, которая вполне соответствовала бы условиям работы
данного механизма, довольно затруднительно, так как технические
свойства мазей весьма разнообразны, а те физические п химические
свойства, какими мази характеризуются в настоящее время, не дают
возможности заранее определить результаты применения мазн и пове-
дение ее на трущихся поверхностях.
Машинная мазь „тавот®. Для приготовления этого консистентного
машинного жира служит железный котел с огневой топкой пли двойной
паровой котел и деревянный чан. в котором помещается цередосцая
ющаэда. Из рецептор цртдедем сйЬдушщне (в яф.
I
Очищенное» репного масла....................................  4.0
Сапонпфпкацпоиыого олеииа ......................................10
Технического оливкового масла................................  .10
Сала ..........................................................  Ю
Русского минерального масла (удельного веса 0,905)............ 130
Извести.....................................................    12
Воды для погашении навести .....................................50
П
вапоннфакациондсго олеиъа'. . .
Репного наела..................
ДдариБалсного веретенного масла
300
Извести..........................................................15
Воды для погашения извести.......................................80
III
Саиснификацнониого олеина........................................36
Репного масла ..................................	. . ............36
Минерального масла............................................  400
Извести ..........................................................16
Воды для погашения извести.............................‘	... . 100
Омыляющиеся масла и половину минерального масла вносят в котел
и нагревают. Тем временем гасят известь и при перемешивании при-
бавляют ее через Сито к маслу. Нагревание ведут до окончания омы-
ления, после чего, прибавив остальное масло, продолжают кипячение
до тех пор, пока не испарится вся вода. Масса делается при этом
светлой, фелой. Перенося затем лигр в деревянный чан, пускают в ход
мешалку, приводимую в движение рукой или механически. Перемеши-
вание pro прекращают часа через 2—21/а.
Чтобы придать продукту ярко огненный цвет, можно его окрасить
путем прибавления сырого пальмового масла или растворенной в жире
анилиновой краски. Так на 100 кг продуша достаточно 3 кг сырого
пальмового масла или 40—50 г желтого анилина. Очень красивый
глянец приобретает жир, если к нему в чан прибавить 2—3% амери-
канского минерального масла удельного веса 0,885. Для удешевления
продукта прибавляют также различные минеральные вещества, например
тяжелый шпат и другие, предварительно растертые с одной частью
минерального масла.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБОР СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА
Введение. Из предыдущих глав, где рассматривались механические
факторы смазки, например давление в подшипниках, скорость движения
трущихся поверхностей, зазор между валом и подшипником и т. п., видно,
что абсолютная вязкость масла является главным физическим свойством,
которое должно быть принято во внимание при смазке трущихся частей.
Но для правильного выбора смазки необходимо помимо вязкости
соблюдение ряда дополнительных условий, предъявляемых к смазочному
материалу, как то: 1) стабильность, т. е. неизменность качеств, 2) пас-
сивность, пли безвредность, 3) текучесть при низкой температуре, 4) минп-
, мальное испарение при высокой температуре, 5) минимальная способность
соединяться с другими химическими веществами и малая способность
эмульсирования.
Таким образом задача в выборе смазочного материала сводится к наи-
более главному вопросу, а именно —какая вязкость масла необходима
для того, чтобы воспрепятствовать трущимся поверхностям непосред-
ственно контактпроваться при существовании определенной системы
смазки; все остальные условия находятся уже в зависимости от решения
этого основного вопроса.
Комплекс условий работы трущихся механизмов ставит следующую
проблему.
Найти минимальную вязкость, необходимую при данной нагрузке, »
нормальной скорости и существующей системе подачи масла, выбрать
25
коэфициент безопасности таким, чтобы с одной стороны трение металла
при пуске и остановке двигателя было по возможности минимальным
и с другой стороны не было больших потерь от значительной вязкости
вследствие слишком высокого коэфициента безопасности.
Задача эта затрудняется тем обстоятельством, что подходящая для
данного подшипника вязкость изменяется не только в зависимости от на-
грузки и скорости тзращения, но и весьма вероятно от устройства кана-
лов в трущихся поверхностях, дающих возможность проникнуть маслу
к местам наибольшего давления.
Далее эта задача упирается в достижение минимальной потери от трения,,
которое увеличивается не только с увеличением вязкости, но и с умень-
шением толщины слоя масла при малой вязкости, причем в последнем
случае потери трения большие.
Однако весьма вероятны случаи, когда слишком большая вязкость
создает больше потерь, чем недостаточная вязкость, связанная с легким
контактированием трущихся поверхностей.
При пуске двигателя в ход, а также при его остановке главным требо-
ванием является достаточная вязкость, дающая гарантию в отсутствии
контактирования металла — эта вязкость и будет являться минимальной
вязкостью. Но однако было бы ошибкой применять масла с высокой
вязкостью, имея в виду лишь начальную скорость двигателя так как
это повлечет за собой лишние потери от трения при нормальной эксплоа-
тационной скорости вследствие. излишне большой вязкости масла.
Физико-химические свойства масел, их практическое значение
и методы определения. Физические свойства определяются: 1) плот-
ностью или удельным весом, 2) коэфпциентом расширения, 3) темпера-
турой вспышки, воспламенения, замерзания и плавления, 4) испаряе-
мостью, 5) дистилляцией, 6) удельной теплотой, 7) теплотворной способ-
ностью, 8) цветом к флуоресценцией, 9) вязкостью или текучестью,
10) эмульсией.
Химические свойства определяются: 1) кислотностью, 2) способностью
окисляться, 3) зольностью, 4) количеством углеродистых осадков, 5) масля-
нистостью.
Обычно из физических испытаний делаются только определения
1) плотности, 2) температур — вспышки, воспламенения, замерзания,
плавления, 3) вязкости, Вышеуказанные химические испытания обычно
производятся все, за исключением пожалуй испытания 5-го. Кроме того
обычно делается испытание па определение коэфициента трения.
Плотность и удельный вес, их определение и практическое значение.
Обычно термины плотность и удельный вес применяют один вместо дру-
гого, хотя „Словарь прикладной физики“ делает различие между ними,
определяя „плотность11 как массу единицы объема вещества, обозна-
чаемую в граммах на 1 им® или в фунтах на куб. фут при данной
температуре, в то время как „удельный вес11 есть отношение плотности
данного вещества к плотности равного объема воды. Так как много легче
определить отношение плотностей двух веществ, чем определить абсо-
лютную плотность, то обычно чаще определяют удельный вес вещества.
Веществом, плотность которого принята для сравнения, т. е. принимается
за стандарт, является вода во-первых потому, что ее легко иметь в чистом
25
виде, и во-вторых потому, что ее аосолютиая плотность точно известна
при разных температурах.
Так как плотность является функцией температуры, то при опреде-
лениях удельного веса необходимо указывать как температуру вещества,
так к температуру воды.
Б нефтяной промышленности за стандартную температуру берется 15°.
Одного указания, что данное число представляет удельный вад вещества
при 15°, является недостаточным. Предполагается конечно, что данная
цифра является удельным весом вещества при 15° по отношению к воде
при 15°, но это указание можно понять так же, как удельный вес веще-
ства при 15°, относящийся к воде при ее максимальной плотности (4°).
Практически, разумеется, разница между плотностью воды при 15° и 4°
очень мала, поэтому она нс составляет большой разницы в обычных
случаях применения, но тем не менее масла сравниваются с водой
при одинаковых температурах. Обозначая удельный вес через d, темпе-
ратуру, при которой наблюдается плотность данного вещества,
через td и чемпературу воды через полное определение удельного
веса следует изображать следующим образом:
Таким образом
/15°\_плотность вещества при 15°
\15°/ плотность воды при 15°
Так как смазочные вещества могут быть жидкими, полужидкими пли
твердыми, то необходимо рассмотреть главнейшие методы, применяемые
для определения плотности или удельного веса
для всех этих видов.
Для жидких смазок (масел) применяются следую-
щие приборы: пикнометр, весы Вестфаля для опре-
деления удельного веса и гидрометр (ареометр).
Два первые прибора так редко применяются для
масел, что не имеет смысла рассматривать нх
здесь.
Оба эти метода отличаются точностью, по тре-
буют много времени, почему обычно и пользуются
гидрометром, хотя он и менее точен.
Обычный тип гидрометра показан на черт. 9.
Шкала его градуирована при 15° или соответ-
ственно шкале Боме (Байте). (Определение шкал
Боме см. ниже).
Прибор для определения удельного веса состоит
из стеклянного сосуда, из термометра и гидро- ч е р т. 9 Определе-
метра. Гидрометр иногда соединяют с термометром Ние удельного веса
вместе, прикрепляя его сбоку. Определение про- гидрометром,
изводится следующим образом.
Чистый сосуд наполняется маслом до такой высоты, чтобы нижнпй
конец гидрометра, когда он всплывет, был примерно на 2 см от дна
сосуда. Определяется температура масла—td. Затем в цилиндр опускается
гидрометр, который должен быть при этом чистым и сухим, и погружается
27
на одно пли два деления шкалы ниже того положения, до которого
он потом всплывает. Если масло прозрачно, то измерения шкалы можно
прочесть, поместив глаз ниже уровня (левая часть черт. 9) и посте-
пенно поднимая глаз до тех пор, пока овал верхней поверхности масла
переделается прямой линией (правая часть черт. 9), пересекающей шкалу.
Если масло недостаточно прозрачно для того, чтобы читать шкалу таким
образом, то нужно читать сверху, отмечая, насколько далеко масло подни-
мается по стержню гидрометра. Высота мениска зависит от рода масла,
но достаточная поправка к определению может быть сделана, если при
прозрачном масле читать шкалу обоими способами и отметить разницу.
Еслп этот метод недостаточно точен для непрозрачных масел, то при-
меняют пикнометр. Так как гидрометр градуирован при 15° и опреде-
ление удельного веса нефтяных продуктов производится на таком жо
основании, то необходимо внести поправку к „наблюдаемому" удельному
весу, если температура не равна 15°. Эта поправка завиепт от столь
многих факторов (удельный вес масла, температура и применяемая
шкала), что для нее не может быть дано какого-либо простого правила.
Для этого необходимо воспользоваться вычисленными таблицами. Эти
таблицы дают цифры для поправок к наблюдаемому удельному весу,
а также градусы Боме по отношению к стандартной температуре прп 51°.
Кроме обычной шкалы удельного веса плотность смазочного масла
выражается также на так называемой шкале Боме, в градусах Боме.
Так как очень часто удельный вес дается в градусах Боме при 15°,
то для перевода его из градусов Боме в нормальную шкалу пользуются
формулой:
. , •	145,88	.	144,3
б^.5	145,88 ± п ’	°1б — 144,3 п>
где d—.удельный вес, w—число градусов Боме, показанных гидрометром,
причем знак (-|~) ставится для жидкостей, которые легче воды, а (—)
для жидкостей тяжелее воды.
Следует указать, что плотность пли удельный вес масла не имеют
отношения к его смазочным свойствам и термины „легкое", „среднее1*
и „тяжелое" масло относятся не к удельным весам, а к вязкости. Термины
эти неудачны и происхождение их относится к прежним понятиям, когда
думали, что масла высокой вязкости являются маслами высокой плотности.
Удельные веса различных животных и растительных масел сравни-
тельно мало отличаются один от другого, но для минеральных масел
на основе данных об удельном весе можно судить как о природе мине-
рального масла, так и способах его перегонки и очистки.
Так для нефтяных масел асфальтового или нафтенового основания
(уд. вес 0,921—0,946) и моторных масел продукции Союзного нефте*
синдиката (уд. вес 0,890—0,920), а также асфальтово - парафиновых
масел (уд. вес 0,904—0,921) удельный вес больше, чем у нефтяных
масел парафинового основания, имеющих уд. вес 0,870—0,904.
При этом разница у них при одной и той же вязкости составляет
0,020—0,040.
Кроме того масла, обработанные серной кислотой п полученные при
перегонке с разложением, имеют больший удельный вес, чем очищен-
ные фильтрованием и в особенности полученные без разложении.
28
Таблица 4. Шкала cpeewetpoe
Ареометры	Т	Удельный вес		Примечание
		тяжел, жидк.	легк. жидк.	
д. р. I. — Американского	60°F=15,56°		141.5	Дм Нефти.
нефтяного института . .			131,54«	
Балдинга (Calling) . . .	17,5°	200	200	
		200-и	2004»	
Бейтса (Bates)		60°F=15,56°	1000 4 2,78п		
		1 ОиО		
Бомэ (Ваитё)		10°F=12,5°	145,88 145,88 — п	145/8 135,88 + п	
Бомэ (Байте) „старый8 .	17,5°	146.78	146,78	
		116,78 — п	136,784»	
Бомэ (Ваитё)		15°	144,3	146,3	„Рациональ- ный" (вода прп 4°).
		144,3 —и	136,34п	
Бомэ-Лепге .,Ваит4 Lunge)	12.5°	144,32	144,32	„Рациональ-
		144,32—w	144,321 п	ный“.
Бомэ (Ваитё)		15°	144,32	144 32	„Француз- ский8 (вода при 4°).
		144,32 —и	144 32-) п	
Бомэ (Ваитё)		60°F—15 56°	145	140	Американ- ский.
		145 — п	130/и	
Бека (Beck) ......	12 5°	170	170	
		170 — п	1701 и	
Бомэ (Вайте)		12 5°	144		Голландский
		144 — п		
Bpintca (Brix)		12,5°^= 15,625°	400	400	Прусский.
		400 — п	4001 п	
Гей-Люсака (Gay Lussac).		1С0	100	
		100 — п	100 рм	
Картье (Cartier)		12,5°	136,8	136 8	
		126,1 — п	126,14»	
Стоппани (Stoppani) . . .	12,5°F= '5)625°	166		
		166 — п		
Твэдделя (Twadd. l) . . .	60°4'=15,56°	1 0004 5я 1000		Английский (иода при 4°)
Фишера (Fisher) ....	12,5°F= 15,625е	400	400	
		400 — п	4004 й	
Флейшера (Fleischer) . .		1 000410м		
		1000		
29
Наибольшим удельным весом обладают масла, полученные из каменно-
угольной смолы, а также канифольное масло, имеющее удельный вес
около 1,0, причем первое всегда даже больше 1,0.
Таким образом удельный вес или плотность являются ценным приз-
наком для практического применения, так как при их помощи можно
определить род масла. Если данное масло найдено удовлетворительным
и его плотность известна, то вторая партия того же происхождения
я показывающая такую же плотность будет тоже удовлетворительной.
Кроме того удельным весом пользуются и при контроле количества
масла, хранящегося в резервуаре, ввпду изменения его объема с изме-
нением температуры.
Метод определения удельного веса полутвердых и твердых смазочных
веществ мало интересен. Оп состоит в том, что берут небольшое коли-
чество смазочного вещества (около 8 сщя) и помещают его в воду при
15°; затем изменяют плотность воды, прибавляя спирт или хлористый
натрий (при 15°) до тех пор, пока плотности образца масла и жид-
кости, в которую оно опущено, не станут равные. Так как удельный
вес жидкости может быть определен гидрометром обычным путем, то
тем самым определяется удельный вес испытуемого образца.
Наиболее простым, но весьма неточным способом определения удель-
ного веса, который может применяться для повседневных практических
целей, является взвешивание определенного объема масла при опреде-
ленной температуре и сравнение с водой путем деления данного веса
масла с весом такого же объема воды при той же температуре.
Коэфициент расширения. Коэфициент расширения определяется
главным 'образом для поправки к удельному весу d, определенному при
данной температуре при приведении к стандартной температуре 15°.
Колебания объемного коэфициента расширения для минеральных
смазочных масел очень невелики. Thomson дает 0,0002 на каждый гра-
дус Цельсия.
Если Vt — объем данного количества масла при температуре t°,
—объем такого же количества масла при 15°, 56, то имеем:
Г1Б>58 [1 + 0,0002 (4-15,56)].
Теперь, если d представляет удельный вес, то мы имеем:
^15,50 ‘	15,5(1 — t ч
или
т/.   5в'Фа, 56
Подставляя величину Vt в вышеприведенное уравнение, мы будем
иметь исправленный удельный вес:
=	[1 + 0,0002 (4-15,56)].
Удельная теплота—теплоемкость масла, ее определение и прак-
тическое значение. Знание удельной теплоты имеет значение, так как
определяет повышение температуры масла при данных условиях трения,
а это в свою очередь определяет вязкость масла. При прочих равных
условиях, чем ниже удельная теплота, тем больше повышение темпе-
3.9
ратуры трущихся деталей и более быстро утончение слоя масла. Много-
кратно произведенные испытания показали, что удельная теплота для
масел одного п того же происхождения разнится весьма незначительно.
Thomson указывает, что для практических целей удельную теплоту
можно принять как следующую: масло малой вязкости парафинового
осповаппя С = 0,49; русские масла и масла высокой вязкости парафи-
нового оспования С — 0,47; масла асфальтового основания С = 0,44;
все эти величины берутся при 50°.
С повышением температуры удельная теплота быстро возрастает, так
что повышение температуры масла в подшипнике на 1°, работающем
при 60°, указывает на гораздо большее увеличение трения, чем при
повышении температуры масла на 1° при 40°. Поэтому мри повышении
температуры масла в подшипнике на 5° при данном режиме работы
двигателя следует немедленно обращать внимание на подшипник, так
как это указывает на чрезмерно большое трение.
На основаппи данных об удельной теплоте обычно производится рас-
чет необходимого количества циркулирующего в двигателе масла, а также
и расчеты размеров радиаторов для масла. Так размеры радиатора
для масла, температуру которого надо снизить с 80° до 50°, должны
быть значительно большие, чем для снижения температуры этого же
масла с 65° до 35°.
Температуры вспышки, воспламенения, определение и практи-
ческое значение. Минеральные масла при нагревании их до достаточно
высокой температуры химически разлагаются, причем углеводороды раз-
лагаются на летучие воспламеняющиеся газы и углеродистые вещества
или даже свободный углерод. Это разложение может начинаться при отно-
сительно низкой температуре и продолжаться до тех нор, пока, если
температура достаточно высока, пе испарится все масло. Этим минеральные
масла отличаются от так называемых „устойчивых" масел (растительных
и животных), так как в последних разложение не начинается до дости-
жения определенной температуры.
Температурой вспышки является самая низкая температура, при ко-
торой начинается разложение масла, заметное по образованию воспла-
меняющейся при соприкосновении с огнем слегка взрывчатой смеси
газов (паров масла с воздухом) над поверхностью масла. При этом
вспыхивают только газы, но масло не загорается. Температура вспышки
паров различных сортов масла, употребляемого в авиации, колеблется
около 200—250°.
Температура воспламенения есть высшая температура, при которой
образоваппе воспламенпмого газа достаточно для поддержания постоян-
ного горения масла. Температура воспламенения бывает выше темпе-
ратуры вспышки приблизительно на 30°, и разница между этими двумя
температурами тем больше, чем менее однороден продукт. Температура
воспламенения масла колеблется в пределах 215—280°.
При этом необходимо отметить, что масло само не воспламеняется,
потому что его температура самовоспламенения находится несколько
выше точки воспламенения паров, п необходимо внешнее зажигание.
Первоначально определения температуры вспышки и воспламенения
производились с целью определить возможность пожаров при хранении
масла. Не так давно многие смазочные масла имели температуру
31
вспышки п воспламенения ниже 150° и горячий подшипник предста-
влял постоянную опасность как источник пожара. С улучшением про-
изводства масел температура вспышки и воспламенения была однако
повышена так, что теперь опа лежит выше 150°, а во многих случаях
выше 200°.
В отношении опасности пожара прп хранении масла температура
вспышки смазочных масел пожалуй и не имеет особо большого значе-
ния и температура воспламенения является гораздо более важной. Прп
применении же масла для смазки имеет место обратное. Точка вспышки
обусловливает предельную температуру, при которой может применяться
масло, так как происходящий при этой температуре химический процесс
разложения масла изменяет свойства масла и образование газа в 'слое
масла может прервать его нормальную смазку. Возможно однако, что
практический предел температуры масла, при которой возможна нор-
мальная смазка, лежит ниже температуры вспышки, благодаря умень-
шению вязкости с повышением температуры. Поэтому определение тем-
ператур вспышки и воспламенения нужно для того, чтобы проверить,
не имеет ли данное масло слишком низкие температуры вспышки
и воспламенения, т. е. для того, чтобы быть уверенным, что темпера-
тура вспышки наступает прп температуре высшей, чем наивысшая тем-
пература, при которой пользуются маслом для целей смазки.
Кроме того необходимо отметить, что разность температуры вспышка
с температурой воспламенения определяет чистоту продукта, так как
чем более неоднороден продукт, том больше интервал между этими
температурами.
Аппараты для испытания точек вспышки п воспламенения бывают
двух родов, называемые соответственно „открытые11 и закрытые1''
чашки. В первых из ннх масло нагревается в открытом сосуде и это
несомненно обусловливает некоторую неточность испытания, так как
пары, поднимающиеся при нагревании, могут более или менее быстро
уноситься от движения воздуха в помещении. Затем пары смешиваются
с относительно холодным воздухом над поверхностью масла, что неви-
димому вызывает необходимость в более высокой температуре для того,
чтобы вьпвать вспышку. Ввиду этого открытые чашки дают точку вспышки
обычно на несколько градусов выше, чем закрытые чашки.-В последних
масло нагревается в закрытом пространстве, поднимающиеся пары сме-
шиваются с воздухом, находящимс i между поверхностью масла и крыш-
кой чашки; время от времени сюда вводится пламя через отверстие,
периодически открывающееся в крышке. При этих условиях точка
вспышки наступает при температурах несколько более низких, чем та-
ковые, определенные в открытой чашке. Закрытые чашки несомненно
дают более точные данные о точке вспышки, а также дают более со-
гласованные результаты. Следует указать однако, что при работе с за-
крытыми чашками требуется больше времени.
Существует несколько конструкций открытых и закрытых чашек, ко-
торые впрочем мало отличаются по способу работы с ними. Ограничимся
описанием открытой чашки Бреикена и закрытой чашки Мартенс-Пеп-
ского. Прибор Бреикена, изображенный на черт. 10, и состоит из:
а) штатива с кольцом и лапкой, б) песочной бани (чашки) диаметром около
10 см и высотой около 5 см, в) фарфорового тигля (чашки особой формы)
32
высотой'в 47 мм и диаметром й 64 мм, г) термометра, д) горелки,
е) зажигательной лампочки, состоящей из стеклянной трубочки с оття-
нутым концом, в которую проведен газ или продет фитиль.
Определение вспышки по Бренкеиу должно вестись с соблюдением
следующих условий: а) наливают слой исследуемого масла так, чтобы
оно не доходило до краев тигля приблизительно па 1 см, б) вблизи от
предполагаемой температуры вспышки нагревание ведут так, чтобы тем-
пература исследуемого масла в минуту повысилась не мепев чем на 2°
и не более чем на 5°; в) пламя
Черт. 10. Прибор Бреикена.
Ч е р т. 11. Прибор Мартепс-Пенского для опре-
деления температуры вспышки.
длиной в 5 ’жл и проводят пламенем над поверхностью масла на рас-
стоянии 3 мм от нее поперек тигля с такой быстротой, чтобы весь
этот путь был пройден в 4 секунды.
До 200° такие пробы производятся через каждые 5°, а свыше 200°—черев
каждый градус. Температурой вспышки будет та температура, при которой
поверхность масла при приближении пламени на мгновенье воспламенится.
’Закрытая чашка Мартенс-Il енского показана на черт. 11. Она со-
стоит из латунной чашки Е, имеющей внутренний диаметр 5 см, глу-
биною 5,46 см и стенки толщиною 0,32 см.
3—Л. Таланов.
33
Линия наполнения отмечена внутри кругом чашки. Опорой для чашки
является круглая железная отливка Н, которая нагревается снизу. Над
этой отливкой укреплен латунный кожух L, на котором чашка лежит
своим фланк,ем таким образом, что везде кругом между чашкой и осно-
ванием отливки остается зазор. Крышка чашки латунная, загнутая и плотно
прилегающая к краям чашки. На ней имеются особые центрирующие
ириспособления для вставления в чашку, так что она всегда попадает
в определенное положение.
В центре крынки помещается механизм мешалки. Он состоит из
небольшого вала, несущего два пропеллера, которые служат для пере-
мешивания— один для масла, а другой для паров масла, собираю-
щихся под крышкой. Вращение мешалки создается нри помощи гибкого
вала I. Крышка имеет еще четыре других отверстия, величина и по-
ложение которых точно стандартизованы (вид сверху — черт. 11). Одно
пз этих отверстий круглое и имеет заплечики для термометра, который
ставится там под определенным углом.
Три другие отверстия трапецеидальной формы. Среднее служит для
впуска пламени, а два другие — для впуска воздуха. Эти три отвер-
стия регулируются при помощи ползуна на крышке, который перед-
вигают прп посредстве пружинной установки G.
Пламя регулируется при помощи этого затвора и пропускается через
отверстие в пространство над маслом.
Температура вспышки определяется в аппарате Мартенс-Пенского
с закрытым тиглем следующим образом: испытуемое масло наливается
в чашку аппарата до определенного уровня — до черты. Нагревание
производится прп помощи сильной горелки так, чтобы повышение тем-
пературы испытуемого масла вначале не шло быстрее 1° в 3 секунды;
начиная со 100° — не более 1-1,5° в минуту. Когда температура дости-
гнет 100°, приводится в движение мешалка. Начиная со 120°, пробуют,
не образовались ли горючие газы, что узнается по голубому пламени,
которое появляется внутри сосуда при опускании газового рожка аппарата.
Температура, при которой образовываются газы прп приближении пла-
мени и вспыхивают, называется температурой вспышки данного масла.
Цвет и флуоресценция, их определение и практическое значе-
ние. Смазочные масла бывают самых разнообразных цветов, начиная
с бесцветных, затем светлых, золотистых, янтарных, красных, красновато-
зеленых, зеленых, бурых и черных.
Хотя сам но себе цвет масла не имеет практического влияния на его
смазочные свойства, но по цвету можно судить о степени очистки масла.
Цвет масла зависит от присутствия некоторого комплекса ненасы-
щенных углеводородов, которые могут легко разлагаться при нагрева-
нии или окислении.
Удаление этих углеводородов дистилляцией, фильтрацией или дейст-
вием кислоты для смазочных продуктов, работающих в условиях высо-
кой температуры, является весьма полезным, поэтому светлые масла
для подобных случаев считаются лучшими, чем темные. Там же, где
масла не подвергаются действию высокой температуры или окислению,
совершенно безразлично, имеют ли они светлый или темный цвет.
Растительные и животные масла прозрачны п бесцветны или имеют
слегка желтоватый или зеленовато-желтый цвет.
34
Дистиллированные минеральные масла варьируют от темнокоричпе-
вого до черного, если они не отфильтрованы, в то время как фильтро-
ванные варьируют от темного до темнокрасного.
Для определения цвета масла не существует принятого стандарта.
Затруднение составляет то, что невозможно получить постоянные серии
стандартных цветов (окрасок) для сравнения. Все применяемые методы
испытания основаны на сравнении цвета слоя масла данной толщины
со стандартной шкалой окраски.
Цвет масла в отраженном свете называется отсвечиванием, или
флуоресценцией. Масла парафинового основания отсвечивают зеленым
цветом. Масла асфальтового основания отсвечивают синеватым цветом.
Масла животного и растительного происхождения не проявляют
флуоресценции и в них наличие последней показывает на примесь
минерального масла.
Масла, -которые в эксплоатацин подвергаются окислению, быстро
меняют свой цвет и приобретают в отраженном свете коричневый
цвет.
Масла, содержащие влагу, становятся мутными и кажутся темнее
чем безводные.
После фильтрования масла светлеют, а после обработки серной кисло-
той становятся еще светлее.
Русские минеральные масла обладают бледной окраской, являющейся
признаком отсутствия парафинистого основания.
Вязкость, ее определение и практическое значение. Вязкость
масла есть величина, обратно пропорциональная текучести масла.
Вязкость масла есть мера измерения подвижности масла, зависящая
от его внутреннего трения.
Иод внутренним трением подразумевается сила сцепления частиц
данного продукта между собою. Внутреннее трение играет большую
роль для смазочных масел. В тех случаях, когда смазываются трущиеся
поверхности с небольшой нагрузкой, но с значительной скоростью, тре-
буется уже масло с небольшим внутренним трением, так как большое
внутреннее трение масла уменьшило бы скорость движения трущихся
поверхностей. О внутреннем тренпи, масел можно приблизительно судить
по их густоте и вязкости.
Таким образом вязкость масла характеризует величину его внутрен-
него трения и определяется по времени истечения определенного
объема испытуемого масла (прп определенной температуре) черев узкое
отверстие в особых приборах. Время, указанное в секундах, дает поня-
тие об „абсолютной вязкости масла11. Сравнивая это время с временем
истечения через то же отверстие такого же объема воды, получим
„относительную вязкость“ (вязкость воды здесь принимается за единицу).
Условия, в которых совершается определение вязкости, должны быть
вполне стандартизованными; в приборе Энглера масло в количестве
200 г доводится до температуры 50°, вода берется при температуре 20°
в том же количестве. Признаком вязкости масла является его густота.
Густота вызывает изменение трения; вязкость способствует уменьшению
выдавливания масла из-под трущихся поверхностей. Хорошее масло
должно удовлетворять и тому и другому требованию в достаточной сте-
пени.
3*	35
При повышении температуры масло разжижается и следовательно
делается менее вязким. Поэтому вязкость масла должна испытываться
при той температуре, прп которой работают данные детали.
Общепринятыми единицами измерения вязкости являются: 1) абсо-
лютная вязкость, 2) теку есть, 3) удельная или относительная вязкость,
4) киг’: тпческая вязкость, 5) вязкость по Сейболту, 6) вязкость по
Ред	7) вязкость по Фуролу, 8) вязкость по Энглеру н другие еди-
ницы вязкости, получившие свое название в зависимости от типа прибора,
которым определяется вязкость.
При всех исследованиях трения подшипников обычно применяется
„абсолютная" вязкость.
Там же, где имеет место простое сравнение между собою различных
масел, обычно употребляется „относительная" вязкость.
Абсолютной вязкостью называется та тангенциальная сила, которая
требуется для передвижения плоской поверхности определенной пло-
щади (1 см2) относительно другой такой же поверхности, от которой
она отделена слоем жидкости определенной толщины (1 си), с опреде-
ленной скоростью (1 см сек).
Подобная сила, выражающаяся в пуазах, равна:
Сила X Толщина слоя масла
Й.1*щадь сопротивления X Скорость двнкеивя ’
Т. с.
дина-сек.
см*
Термин „пуаз" (poise) происходит от имени Пуазейля, давшего осно-
вания для определения абсолютной вязкости жидкости, п означает
1 дино-секунду на 1 елА
Так как пуаз является сравнительно большой величиной, соответ-
ствующей чрезвычайно вязкому маслу, то была введена другая вели-
чина, равная 0,01 пуаза, названная „сантипуаз*.
Сантипуаз имеет преимущество как единица сравнения, потому что
абсолютная вязкость воды при 20° почти равна одному сантипуазу
(1,005 сантипуаза).
Удельная или относительная вязкость, или, как* еще ее называют,
„коммерческая" вязкость, есть отношение абсолютной вязкости данной
жидкости к абсолютной вязкости воды прп той же температуре.
Так как абсолютная вязкость воды также изменяется с температурой,
то обыкновенно берется вязкость воды при 20°, равная 1,005 сантипуаза.
Если например удельная вязкость масла равна 25, то это значит,
что данное масло в 25 раз более вязко, чем вода при 20°.
Кинематическая вязкость часто употребляется в связи с пользованием
вискозиметрами, в которых сила тяжести представляет напор жидкости,
благодаря которому масло вытекает через отверстие или трубку, в то
время как внутреннее трение масла, соответственно его вязкости, удер-
живает масло в сосуде.
Таким образом время, потребное на истечение определенного объема
масла, будет зависеть как от вязкости, так и от плотности масла.
Кинематической вязкостью называется отношение абсолютной вяз-
кости к плотности.
36
Поскольку подобная зависимость будет справедлива для всех случаев
истечения жидкости из сосуда через трубку, то следовательно все при-
боры, в которых применен принцип истечения жидкости из короткой
трубки, определяют фактически кинематическую вязкость.
Для перевода показаний этих приборов в единицы абсолютной вяз-
кости необходимо корректировать время истечения масла из трубки,
приняв в расчет плотность масла п копстанты самого прибора.
Зная, что кинематическая вязкость равна , можно вычислить абсо-
лютную вязкость, умножая кинематическую вязкость на плотность масла
при данной температуре.
В тех случаях, когда испытания вязкости масла производятся с целью
сравнения двух различных масел, имеющих одинаковые удельные веса,
сравнение можно непосредственно производить на основании кинема-
тической вязкости; если же удельные веса различные, то необходимо
брать для сравнения абсолютную вязкость.
Так как вязкость есть величина, обратная текучести, то за величину,
оценивающую вязкость, обычно принимают время в секундах, в течение
которого определенный объем испытуемой жидкости при данной темпе-
ратуре вытечет через стандартную капиллярную трубку.
На этом принципе основаны вискозиметры Сейболта и Редвуда.
В других случаях за единицу измерения вязкости берут отношение
времени утечки определенного объема данной жидкости к времени
утечки такого же объема воды или другой стандартной жидкости при
топ же самой температуре.
На последнем принципе основано устройство вискозиметра Энглера.
Эти три вискозиметра, из которых каждый имеет область своего рас-
пространения/ а именно: Сейболта — в США, Редвуда — в Англии
и Энглера — на Европейском континенте, являются наиболее употреби-
тельными, почему мы и ограничиваемся лишь нх описанием.
Обычными температурами для определения вязкости масла считают
температуры 40°, 60°, 100°. Испытания вязкости при более высоких
температурах являются излишними, так как масло в двигателе нор-
мально не должно превышать температуру 100°.
Если известна температура загустевания масла и вязкости масла
при двух или трех температурах, то можно построить диаграмму изме-
нения вязкости масла в связи с температурой.
Обычно вязкость масла с изменением температуры в пределах от 40 J
до 100° изменяется примерно от 0,3 до 3°/0 при повышении темпера-
туры на 1°.
К сожалению нельзя дать общей формулы изменения вязкости масла,
так как не у всех смазочных продуктов это изменение идет одинаковым
образом. У одних масел вязкость падает постепенно, в то время как
у других она вначале падает быстро, а затем падение становится
медленнее.
Обычно измененде вязкости масла при изменении температуры на
1° для минеральных масел больше, чем для растительных и животных,
больше для белее втзких, чем жидких масел, больше при высоких тем-
пературах для масел асфальтового осп?зания, чем для масел парафи-
.нового основания.
37
При приближении к температуре застывания изменение вязкости при
изменении температуры на 1° для всех масел становится весьма значи-
тельным. Масла, обладающие низкой температурой застывания, на-
пример масла непарафинового основания, при низких температурах
будут иметь изменение вязкости более плавное, чем масла парафинового
основания.
Поэтому для работы при низких температурах, а также при экспло-
атации в местностях с холодным климатом первые масла должны быть
предпочтены, как имеющие более стойкую вязкость.
При температурах ниже 40° кривая вязкости имеет очень крутой
подъем и с каждым градусом понижения температуры резко нарастает
для масел с высокой температурой загустевания. Это относится осо-
бенно к мгслам парафинов )го основания, а также к смеси минераль-
ных масел с растительными или животными.
Растительные и животные масла при высоких температурах хорошо
сохраняют свою вязкость, что является одной из главных причин
употребления этого дорого стоящего масла или же в чистом виде, или
в смесях с минеральным маслом в двигателях воздушного охлаждения.
Влияние давления на вязкость масла очень значительно. Вязкость
масла, измеренная под большим давлением, значительно больше нор-
мальной вязкости при атмосферном давлении.
Это объясняется тем, что давление сильно сближает молекулы масла
между собою и поэтому делает их движение менее свободным.
Минеральные масла сильно увеличивают свою вязкость при повы-
шении давления, растительные же и животные масла — сравнительно
мало.
Так при изменении давления от 1 до 1000 атм. минеральное
масло дает увеличение вязкости в пределах от 10 до 20 раз, в то
время как растительные и животные всего лишь только в 4 раза.
С практической стороны влияние давления на вязкость масла не
. втяется особо важным, так как увеличение давления прежде всего
скажется на выдавливании смазки из-под трущихся поверхностей.
Но тем не менее считаться с тем, что при увеличении давления вяз-
кость масла увеличивается, — необходимо.
Главным недостатком циркуляционной системы смазки является
постепенное ухудшение качества масла во время работы. Масло
в двигателе постепенно нагрев гется, теплота же вызывает испарение
масла.
Так как масло есть смесь углеводородов, кипящих при различной
температуре, то углеводороды с наиболее низкой температурой кипения
имеют и наивысшую скорость испарения.
В результате испарения часть масла, оставшаяся в системе, будет
иметь более высокую температуру кипения, вспышки и воспламенения,
а также большие удельный вес и вязкость.
Повышение температуры кипения, вспышки и воспламенения с одной
стороны дает маслу в дальнейшей работе болыцре противодействие
испарению, но с другой стороны увеличивает нагарообразование в ци-
линдрах двигате 1я.
На вязкость масла в процессе работы двигателя может влиять не
только испарение масла от высоких температур, но и разжижение масла
38
горючим вследствие попадания последнего через поршневые кольца
в I артер двигателя.
Попадание горючего в картер двигателя особенно имеет место при
богатых смесях и при холодной погоде, когда горючее не успевает
испаряться целиком в течение хода всасывания и часть его оседает
па стенках цилиндра, а затем, стекая с них, собирается в зазор между
цилиндром и поршнем, где быстро вытесняется при сжимающем ходе
в картер, смывая слой смазки со стенки цилиндра.
Поглощение маслом горючего с малой вязкостью уменьшает вязкость
масла и уменьшает его липкость.
Благодаря этому масло становится уже непригодным для смазки
цилиндра и для достижения герметичности камеры сгорания.
Некоторое уменьшение способности горючего разжижать масло на-
блюдается при повышении температуры цилиндра путем поднятия
температуры циркулирующей воды.
В этом случае улучшается испарение горючего, следовательно мень-
ший его процент поглощается маслом. Подобным примером могут
служить двигатели воздушного охлаждения, у которых из-за более
высокой температуры цилиндров испарение горючего осуществляется
лучше, и смазка разжижается меньше.
Всякий метод, ведущий к улучшению испарения топлива, ведет
к уменьшению разжижения масла. Повышение же температуры цилиндра
может сказаться отрицательно, так как это увеличивает температуру
масла и при известных условиях, несмотря на увеличение испарения
масла вследствие разжижения, может повести к чрезмерному забрызги-
ванию камеры сгорания маслом, а тем самым к увеличению ‘расхода
масла и отложению нагара.
Так как каждое топливо имеет различную способность испаряться
при данной температуре, причем тяжелые топлива имеют наихудшую
способность, то конечно и возможность разжижения масла топливом
зависит также и от сорта и от вида применяемого топлива. При этом
необходимо отметить, что в настоящее время в связи с переходом на
более тяжелые сорта топлива этот вопрос имеет большое значение
и требует особых мер, гарантирующих от разжижения масла топливом
вследствие недостаточного испарения и отложения на стенках ци-
линдра.
По специальному заданию американского морского министерства
W. F. Parish’eM были произведены тщательные исследования влияния
сорта и вида топлива на изменение смазывающей способности масла
при длительной работе двпгауеля.
С этой целью были произведены 5-часовые испытания на двигателе
Холл-Скотт, причем ври каждом испытании двигатель работал на одном
и том же сорте масла, но на различных горючих.
Пробы масла бралпсь через каждый час работы и подвергались
исследованию. Данные результатов этих опытов сведены в таблицу 5.
Из рассмотрения этой таблицы можно вывести заключение, что прп
работе на легких сортах топлива, например германский и французский
бензины* в течение первых часов наблюдается уменьшение вязкости,
точно так же, как и прп работе на более тяжелом американском бен-
вине, а ватем у первых вязкость начинает непрерывно расти и стано-
вится к концу испытания выше, чем в начале испытания, в то время
как при работе на американском бензине, хотя к концу испытания
вявкость и начинает повышаться, тем не менее не достигает той вели-
чины, какая была в начале испытания.
Табт-щр Б. Данные о влиянии топлива на смазывающую способность масел
Топливо			Вязкость масла по Ссйбилту			
Наименование	Предельные темпера- туры испарения		в начале испытания	после ча- совой ра- боты	после 2-ча- совой ра- боты	к концу испытания
	начало СС	конец °C				
Германский авиацион- ный бензин 		43	110	1 700	1 638	1 652	1 787
Французе;,й авиацион- ный бензин . .	СО	115	1 700	1 58.3	1610	1 755
Американский бензин для моторных лодоз .	57	196	1 700	1 530	1396	1 564
Тот же бензин с при-						
месыо			57	216	1 700	1 540	1420	1 457
Первоначальное уменьшение вязкости для всех случаев можно объ-
яснить разжижением масла как из-за разогревания масла от высоких
температур, так и из-за насыщения масла топливом; при этом по мере
установления теплового состояния двигателя и увеличения продолжи-
тельности работы топливо благодаря более высокой температуре испа-
ряется быстрее, чем вначале, и меньше дает осадков в масло; кроме
того само масло постепенно загрязняется частицами нагара и метал-
лической пылью, стираемой с трущихся новерхностей, благодаря чему
и увеличивается его вязкость. С течением времени в отношении вяз-
кости достигается даже момент равновесия, зависящий от многих
факторов, как то: 1) испаряемости самого масла, 2) сорта топлива,
3) степени загрязнения масла. Но данная вязкость не может уже слу-
жить величиной, характеризующей смазывающую способность масла,
так как последняя определяется не только лишь одной его вязкостью
а н другими признаками, например оксидацией масла, связанными
с изменением его химических и физических качеств.
Существует мнение, что с течением работы масла его смазывающая
способность улучшается, благодаря чему уменьшается коэфициент трения
и повышается допустимая температура трущихся деталей.
Это мнение сильно распространено в среде английских инженеров
за последнее время и подтверждается исследованиями, произведенными
R. О. King в лаборатории воздушного министерства при Royal College
of Science in South Kensington.
Эти опыты производились с целью изучения влияния оксидирования
масла (окисление) при различных нагрузках на подшипник на коэфи-
циент трения и допустимую температуру подшипника, при которой
начинается заедание.
Было найдено, что с увеличением числа часов работы масла проис-
ходит одновременно как уменьшение коэфициента трения, так и увели-
10
чение допустимой температуры подшипника, т. е. той температуры,
когда начинается заедание подшипника. Результаты данных опытов
представлены на черт. 12.
Р. О. Кинг объясняет это явление „оксидацией масла* и вводит
этот новый термин как величину, оценивающую смазывающую способ-
ность масла; он указывает, что через сравнительно короткий период —
8,5 часов—благодаря оксидации, которая ощущается заметно, наступает
„конец" вязкости как главнейшему фактору, контролирующему коэфи-
циент трепия и степень заедания, и с этого момента решающим фак-
тором в этом смысле является оксидация. Этими опытами было уста-
новлено уменьшение минимального коэфициента трения от 0,001 после
8,5 часов работы до 0,00045 после 54,5 часов работы, а соответству-
Ч е р т. 12. Влияние оксидации масла на трение.
ющее увеличение температуры начала заедания подшипника с 158
до 307,5°. Необходимо отметить, что как только добавлялось свежее
масло, то наблюдалось немедленное увеличение коэфициента трепия
и падение температуры начала заедания подшипника.
Из черт. 12 видно, что коэфициент трения вначале, при низких
температурах, когда масляный слой еще сравнительно толстый, при
работе на „отработанном" масле падает ниже, чем при работе на
свежем масле, но с увеличением температуры, а поэтому и с умень-
шением толщины масляного слоя эта разница начинает увеличи-
ваться.
При очень низких температурах в случае употребления отработан-
ного масла коэфициент трения выше, чем при употреблении свежего
масла, что объясняется большей вязкостью отработанного масла, являю-
щейся результатом его оксидации.
41
При 50° кривые пересекаются, после пего оксидация масла начинает
оказывать больший эффект, чем вязкость.
Процесс оксидации объясняется следующим образом.
Активизированные молекулы формируются в течение первоначальной
стадии оксидации минеральных масел (углеводородов) благодаря связы-
ванию кислорода с молекулами масла. Активизация продолжается до тех
пор, пока происходит отделение атомов от молекулы при позднейшей
стадии частичной оксидации с формированием пара, альдегидов и види-
мых оксидационных продуктов.
Активизированные молекулы, сформированные в течение первоначаль-
ной стадии оксидации, стремятся связаться своими активными частями
с пограничными поверхностями, с поглощенными слоем масла или с не-
активными частями свободных молекул. Когда процесс оксидации доста-
точен, то на каждом из смазанных металлов на поверхности скольжения
образуется пограничный слой толщиною в несколько молекул, благодаря
чему может оказаться движение с малым трением.
При этом получается оксидация смазки, и необходимо разделение
поверхностей во избежание заедания. Активизированные молекулы, сами
не сцепляясь с поверхностью, образуют агрегаты, сцепляясь с другими
неактивизировапными молекулами, и тем самым увеличивают трение.
Этим объясняется, что вместе с оксидацией смазки увеличивается вяз-
кость масла.
Трение и склонность к заеданию делаются независимыми от вязкости
по мере того, как слой смазки уменьшается в толщине, и зависят от
толщины и свойств создавшихся пограничных слоев.
Толщина, и свойства, уменьшающие трение, хотя и зависят главным
образом от образования активизированных молекул в слое масла, по
также находятся мод влиянием известного свойства металлических по-
верхностей вызывать или замедлять ранние стадии оксицацпи в смазоч-
ных маслах соответственно природе маталла и масла, а также и темпе-
ратуры реакции. Медные и железные поверхности вызывают деятель-
ность оксидации несколько ниже 175°, в то время как олово имеет
сильное действие даже при 150°.
Метод определения вязкости по Сейболту
1. а) Вязкость определяется посредством вискозиметра Сейболта-
Универсале или Сейболта-Фурола.
б) Как правило универсальный вискозиметр Сейболта должен упо-
требляться для смазочных масел, а вискозиметр Сейболта-Фурола для
топочных и других масел одинаковой с ними вязкости.
в) Универсальный вискозиметр Сейболта не следует употреблять в тех
случаях, когда время истечения жидкости будет меньше, чем 32 сек.
2. Аппаратура, а) Вискозиметры Сейболта (черт. 13) изготовляются
целиком из металла. Трубка для масла А снабжается вверху чашкой В, .
в которую может стекать избыток масла. Трубка А окружается ванной.
Внизу трубки имеется небольшой капилляр для стока испытуемого масдр
в приемную колбу. Объем колбы при 20° (68э F) до отметки на ее гор-
лышке равен GO -|- 0,15 с.м8. Нижний конец капилляра заключен в более
широкую трубку, которая, будучи закупорена пробкой С, действует как воз-
душная пробка и препятствует вытекать маслу через капилляр до тех
пор, пока не будет вынута пробка и не начнется испытание масла,
42
К нижнему концу пробки обыкновенно прикрепляется веревочная
петля для ее удобного и быстрого удаления. Температура в трубке
с маслом и в ванне определяется по термометру. Ванна подогревается
любым удобным способом. Перед определением трубка А должна быть
тщательно очищена и все масло, поступающее в эту трубку, должно
быть пропущено через сито из проволоки в 60 отверстий на 1 дм2. Для
определения времени истечения масла следует пользоваться секундо-
мером, а для удаления масла пз предо-
хранительной чашки В употребляется пи-
петка.
3. Температура определений, а) Прп
помощи универсального вискозиметра Сей-
болта определения должны производиться
при 37,8° (100° F), 54,4° (130°F), 98,9°
(200° F).
б) При помощи вискозиметра Сейболта-
Фурола определения должны произво-
диться при 50° (12° F).
с) Вязкости должны быть выражены
в секундах по универсальному вискози-
метру Сейболта (или по Сейболту-Фуролу),
что означает время в секундах для выте-
кания 60 смА масла.
д) Мазуты и другие, имеющие подоб-
ную же вязкость и показывающие время
меньше 25 сек. по Сейболту-Фуролу мри 50°
(122° F), должны испытываться в универ-
сальном вискозиметре Сейболта при 50°
(122° F). Масло, показывающее время
меньше 32 сек. по универсальному вискози-
метру Сейболта при 50° (122° F), должно
определяться по универсальному вискози-
метру Сейболта при 37,8° (100° F). Эти
методы определения вязкости неприменимы
к мазуту, который имеет вязкость при 31,8°
(100° F) меньшую, чем в 32 сек. по
универсальному вискозиметру Сейболта,
и он не может считаться мазутом.
Черт. 13. Вискозиметр Сей-
болта.
4. Производство испытания. Ванна должна иметь колебания в темпе-
ратуре не больше 0,14° (0,25° F). Прп этих условиях температура ванны
будет поддерживать желаемую температуру в трубке с маслом. В качестве,
жидкости для ванны при определениях вязкости при 100°, 120° и 130° F
можно употреблять масло и воду. Для определения вязкости при 210° F
в качестве жидкости для ванны должно употребляться масло. Опреде-
ление вязкости должно производиться в комнате, не имеющей сквозняков
и быстрых колебаний температуры. Вязкое масло, наливаемое для опыта
в масляную трубку, должно быть предварительно пропущено через сито.
Для проведения опыта нагревают ванну до необходимой температуры
и немного масла, предназначенного для испытания, пропускают через
очищенную масляную трубку. В нижнее отверстие воздушной камеры
43
вставляют достаточно плотно пробку так, чтобы она не касалась вы-
пускной трубки.
Масло, предназначенное для испытания, нагревают вне вискозиметра
до температуры немного низшей, чем та, при которой хотят определить
его вязкость, и наливают его в масляную трубку, пока оно не начнет
переливаться в чашку, предназначенную для избытка масла. Масло
в масляной трубке надо как следует перемешивать посредством термо-
метра и одновременно хорошенько перемешивать жидкость в ванне.
Весьма важно, чтобы температура ванны поддерживалась на одной
точке все время в течение производства и пытания. Когда темпера-
туры ванны и масла в мас-
ляной трубке не подвер-
гаются изменениям и ма-
сло в масляной трубке
имеет надлежащую тем-
пературу, из масляной
трубки вынимают термо-
метр, быстро убирают из-
лишек масла из чашки В
посредством пипетки так,
чтобы уровень масла в
стой чашке был ниже, чем
уровень масла в трубке;
подставляют колбу ем-
костью в 60 слг! так, что-
бы струя масла пз вы-
пускной трубки ударялась
о внутреннюю поверх-
ность горлышка. Это де-
лается для того, чтобы
в масле не было пены.
Выдергивают пробку и в
тот же момент пускают
секундомер. Во время
истечения перемешивают
жидкость ванны, внима-
тельно следя за тем, что-
бы она имела нужную
температуру. Останавли-
вают секундомер в тот
момент, когда нижняя часть мениска масла проходит мимо отметки па
горлышке приемной колбы.
Время истечения 60 слг8 масла, кураженное в секундах, является
универсальной вязкостью Сейболта (или Сейболта-Фурола) при топ
температуре, при которой производится опыт.
Вискозиметр Энглера. Как видно пз рисунка, вискозиметр состоит
из двух вставленных один в другой латунных сосудов цилиндрической
формы (черт. 14). Внутренний сосуд А наполняется тем маслом,
которое испытывается; наружный сосуд В служит водяной или масляной
ванной. Внутренний сосуд закрывается крышкой с двумя отверстиями;
44
одЕб—для термометра, а другое—для деревянного штепселя 7?, служа-
щего для запора выпускного отверстия. Наружный сосуд имеет зажим,
в котором укрепляется термометр для определения температуры водяной
или масляной ванны. Оба сосуда А н В соединяются между собой
тремя боковыми креплениями.
Во внутреннем сосуде на одинаковом расстоянии от дна расположены
три заостренных штифтика, изогнутых под прямым углом, каковые служат
меркой, до какой высоты должно наливаться в сосуд испытуемое масло,
и в то же время служат показателями горизонтального положения всего
прибора. На железном треножнике, который служит штативом для при-
бора, укрепляется кольцевая горелка для подогревания водяной или
масляной ванпы.
Когда испытуемое масло нагрето до нужной температуры, под вы-
пускное отверстие подставляют измерительную стеклянную колбу, на
шейке которой чертой отмечена емкость, соответствующая 200 с.ч8.
У каждого вискозиметра должно быть определено водное число, под
которым подразумевают время в секундах, в течение которого из аппарата
выльется в колбу 200 c.w3 дистиллированной воды, нагретой точно до 20°.
Время это должно быть не менее 50 и не более 52 секунд.
Масло же испытывается при любой температуре, но в практике опре-
деления обычно производят для масел типа вазелинового и солярового
при 20° и при 50°, для масел веретенных, машинных, моторных и. т. п.—
обыкновенно лишь при 50°, а для масел цилиндровых, автомобильных,
тракторных, компрессорных—по большей части при 100°.
Чтобы результаты определения совпадали, необходимо придерживаться
всегда одного и того же порядка .испытания, которое рекомендуется
производить следующим образом. j
Веред каждым испытанием вискозиметр, а особенно его выпускное
отверстие, должны быть тщательно промыты бензином и высушены проду-
ванием воздуха. Когда вискозиметр подготовлен таким образом, то во
внутренний сосуд прп закрытом с помощью штепселя выпускном отвер-
стии наливают испытуемое масло с таким расчетом, чтобы острия штиф-
тиков были совершенно закрыты. Масло предварительно нагревается
в отдельной кружке до 52—53°. Во внешний сосуд наливают воду
с температурой 50,2°. Для того чтобы во время опыта температура
испытуемого масла была одна и та же, т. е. 50°, температуру ванны
следует непрерывно поддерживать при 50,2°. Это достигается перемеши-
ванием содержимого ванны стеклянной палочкой или специально при-
способленной мешалкой и легким подогреванием ванны кольцевой горелкой.
Чтобы в вискозиметре не было излишнего масла, что может отразиться
на скорости его вытекания, то, если это необходимо, поднимают слегка
штепсель и дают излишку масла стечь настолько, чтобы уровень масла
как раз совпадал с верхними точками остриев. Если случайно масла
вытекло больше, чем следовало бы, то его осторожно, чтобы не остава-
лось пузырьков воздуха, по каплям прибавляют до тех пор, пока уровень
не поднимется до конца остриев. После этого штепсель ставят плотно
на место, прикрывают вискозиметр крышкой и под выпускное отверстие
ставят измерительную колбу.
Температуру испытуемого масла устанавливают непрерывным пере-
мешиванием термометром, вращая крышку вискозиметра, через которую
45
проходит термометр, вокруг штепселя. Когда термометр, находящийся
в масле, будет показывать ровно 50°, выжидают еще 5 минут, чтобы
дать успокоиться жидкости, а затем быстро вынимают штепсель и одно-
временно пускают в ход секундомер.
При этом надо тщательно следить за тем, чтобы температура ванны
во все время вытекания испытуемого масла была одна и та же. Когда
масло в измерительной колбе дойдет до метки 200 ел/8 (пена в расчет
не принимается), секундомер останавливают.
Точно таким же образом определяют вязкость и при 100°, но только
в этом случае во внешний сосуд наливают или какое-нибудь масло, или
Ч е р т. 15. Вис-
козиметр Ост-
вальда.
раствор глицерина в воде, причем поверхность этого
раствора покрывается слоем масла.
Если во внешнем сосуде налито масло, то темпе-
ратуру ванны поддерживают подогреванием кольцевой
горелкой около 101 — 102°, чтобы масло, находящееся
во внутреннем сосуде, во время опыта имело темпера-
туру 100°.
Если же употребляется раствор глицерина в воде,
то он поддерживается все время в состоянии кипения,
которое дает ровно держащуюся температуру в 100,5°.
Время в секундах, в течение 'которого из вискози-
метра вытечет 200 испытуемого масла, делится на
водное число аппарата, и результат (частное) этого деле-
ния и называется вязкостью масла по аппарату Эн-
глера при определенной температуре. Значит вязкость
масла обозначается отвлеченным числом с указанием
температуры, при которой она определялась. Величина
вязкости выражается в градусах Энглера.
Пример. Водное число аппарата равно 51,5 секунды. Вязкость масла определялась
тпри 50°, и 200 см3 его вытекло в 164,8 секунды. Деля 164,8 на 51,5, получим результат
(частное), равный 3,2. Значит вязкость данного масла при 50° будет равна 3,2. Если
то же самое масло испытывалось на вискозиметре при температуре в 100° и время
истечения 200 см3 определилось в 72,1 секунды, то вязкость масла при 100° будет
равна 72,1:51,5 = 1,4.
Вискозиметр Оствальда. Вискозиметр Оствальда, представленный на
черт. 15, дает относительную вязкость. Этот вискозиметр состоит из
стеклянной трубки {7-образной формы, одно колено которой от а до Ъ
представляет собой капиллярную трубку.
В широкое колено с вводится определенный объем масла, перегоняе-
мый через капилляр до тех пор, пока уровень масла не достигнет метки е.
После этого жидкости дают свободно стекать вниз и замечают время,
необходимое на падение уровня от е до а.
Если обозначить через t п i, и d и dt время и плотность испытуе-
мой жидкости и воды, то удельная или относительная вязкость будет:
id
Температуры помутнения, текучести и застывания, их опреде-
ление и практическое значение. Все масла — минеральные, живот-
46
Таблица 6
47
ные й растительные — уменьшают свою текучесть по мере йопиЗкений
температуры до тех пор, пока наконец текучесть масла совсем не при-
остановится. Все масла, которые эксплоатируются при низких темпера-
турах, необходимо ссответственпо испытывать, так как с прекращением
текучести прекращается и смазка. Животные и растительные масла за-
мерзают подобно воде прп, определенной температуре, но минераль-
ные масла благодаря их сложному составу определенной установлеи-
Черт. 16. Номограмма для перевода различных
единиц вязкости.
ной температуры засты-
вания не имеют. Терми-
ны „температура теку-
чести" и „температура
застывания" часто упо-
требляются одно вместо
другого, по в них следует
делать различие.
А. Температурой по-
мутнения называется та
температура, при которой
парафин или другие ве-
щества начинают выкри-
сталлизовываться или вы-
деляться из масла, если
последнее охлаждается
при некоторых опреде-
ленных условиях.
Б. Температурой те-
кучести называется са-
мая низкая температура,
при которой масло сохра-
няет свою текучесть пли
подвижность, будучи охла-
ждаемо в спокойном со-
стоянии при известных
определенных условиях.
В. Температурой за-
стывания называется са-
мая низкая температура
при которой масло теряет
свою текучесть или под-
вижность, будучи при ох-
лаждении постоянно пе-
ремешиваемо.
Прозрачные минеральные масла при медленном охлаждении при не-
которой температуре делаются непрозрачными и мутнеют. Явление это
происходит благодаря присутствию в масле парафинового воска, кото-
рый при указанной температуре начинает затвердевать. В животных
и растительных маслах или русских маслах асфальтового основания,
которые не содержат парафина, точка помутнения отсутствует. Очень
важно отметить, что в течение испытания на помутнение масло нельзя
помешивать или шевелить, так как помешивание нарушает образование
48
парафиновых восковых кристалликов и этим снова разжижает масло.
Если масло продолжать охлаждать дальше, то наступает момент, при
котором масло не будет вытекать при
горизонтальном положении трубки. Вы-
ше температуры застывания находится
температура или точка текучести,
при которой масло вокруг шарика тер-
мометра как раз проявляет тенденцию
вытекать при горизонтальном положе-
нии трубки. Температура застывания —
обычно около — 15°. Согласно стандарт-
ному методу испытания, йрнменяемого
Американским обществом испытания
материалов (ASTM), температура теку-
чести и температура застывания коле-
блются в пределах 3°.
В общем можно сказать, что темпе-
ратура текучести для масел парафино-
вого основания будет лежать между 4°
п —32°, а для масел асфальтового
основания, нафтеновых и русских масел
на 10 — 20° ниже.
Нижеследующее описание представ-
ляет собой метод испытания температур
помутнения, текучести и застываний,
предлагаемый Американским обществом
испытания материалов, несколько изме-
ненный в деталях Day’ем.
Аппарат представлен па черт. 17.
Методы определения температуры
помутнения и застывания. 1) Опыт
определения точки помутнения должен
производиться лишь для масел про-
зрачных в толпщне слоя в 35 — 40 мм.
2) Опыт определения температуры текучести следует применять ко
всем маслам, для Которых производятся определения температуры
помутнения.
Пробирка для этого испытания должна быть пз чистого стекла, иметь
цилиндрическую форму, плоское дно, внутренний диаметр ее прибли-
зительно 30 мм, высота 60 —125 мм.
Термометр должен соответствовать следующему описанию.
Тип: градуированный, стеклянный ствол.
Общая длина: 222 мм.
Ствол: плоский спереди, эмаль сзади, надлежащего стекла трубка,
диаметр, ее от 7 до 8 мм.
Шарик: нормального стекла Корнинга, Иена 16 III, или другого под-
ходящего стекла; максимальная длина его 9*/2 мм; диаметр не больше,
чем у ствола. /
Жидкость: ртуть.
Градуировка: от — 38° до -j- 49° (от — 86° F до -|-120° F).
Черт. 17. Прибор для определе-
ния температуры застывания ASTM.
4'-Л. Таланов.
49
Догружение: 10 см, отметка 10 см погружения должна быть выгра*
впрована на трубке, а вокруг ствола должна быть выгравирована черта,
показывающая глубину погружения.
Точки, которые следует псиытывать при освидетельствовании термо-
метра — 33°, 0°, 33° ( — 28° F, -f-32°F, -f- 92° F).
Пробка А должна быть пригнана к сосуду, предназначенному для
опытов. В середине ее должно быть просверлено отверстие для тер-
мометра.
Кожух В должен быть из стекла или металла п водонепроницаемым,
иметь цилиндрическую форму и плоское дно; глубина его около 10 см,
внутренний диаметр на 12 мм больше наружного диаметра сосуда, пред-
назначенною для опыта.
Кружок из пробкп или войлока должен быть толщиной в 6,3 мм и
иметь тот же диаметр, что и внутренняя часть кожуха.
Кольцевая обкладка должна быть толщиной в 5 мм н удобно обле-
гать наружную часть опытной пробирки и свободно облегать внутрен-
нюю часть кожуха. Эта обкладка может быть сделана нз пробки, вой-
лока или из других подходящих материалов, достаточно эластичных,
чтобы облегать опытную пробирку и в то же время достаточно жест-
ких, чтобы удерживать ее форму. Назначение кольцевой обкладки со-
стоит в предупреждении соприкосновений между пробиркой п ее ко-
жухом.
Охлаждающая ванна С должна быть так устроена, чтобы можно было
получать требуемые температуры. Размер п форма ванны произвольны,
но необходимо маленькое приспособление, которое могло бы поддержи-
вать кожух неподвижно в вертикальном положении. Необходимые темпе-
ратуры ванны поддерживаются охлаждением водой пли посредством под-
ходящих охлаждающих смесей.
Примечание. Обыкновенно применяют следующие охлажда-
ющие смеси:
для температур ниже 20° (36° F)— лсд и вода,
для температур ниже — 32° (— 25° F) — толченый лед и хло-
ристый кальций,
для температур ниже —57е (—70° F) — твердая углекислота
и ацетон.
-Последняя смесь приготовляется следующим образом. В покрытой
металлической чашке замораживают некоторое количество ацетона до
— 12° (— 10° F) или ниже смесью льда и соли. Из цилиндра, содержащего
жидкую углекислоту, осторожно наливают желаемое количество в мешок
из замши, в котором углекислота твердеет от быстрого ее испарения.
Затем добавляют достаточное количество этой твердой углекислоты к
охлажденному ацетону для получения желаемой температуры — 57°
(— 70° F).
Определение температуры помутнения. Испытуемое масло должно
иметь температуру по меньшей мере на 14° (25° F) выше приблизи-
тельной температуры его помутнения. Влага, если опа имеется в масле,
должна быть удалена из пего каким-нибудь подходящим способом, на-
пример, фильтрацией через сухую фильтровальную бумагу до тех пор,
пока масло не будет совершенно прозрачно. Эта фильтрация должна
50
производиться irpn температуре по меньшей мере на 14° (25° F) выше
приблизительной температуры помутнения масла.
Прозрачное масло должно быть налито в испытательную пробирку на
высоту не меньше, чем 25 мм, и не больше, чем 30 мм (Р/4 дм). Для
этой цели можно сделать отметку на пробирке.
Испытательная пробирка должна плотно закрываться пробкой А, ко-
торая удерживает термометр Д в вертикальном положении в центре
пробирки. Шарик термометра при этом упирается в дно пробирки.
Кружок Е помещается па дне кожуха В; дно испытательной про-
бирки с кольцевой обкладкой будет находиться на 1 дм. выше дна ко-
жуха. Пробирка должна быть вставлена в кожух. Кружок, подкладка
и внутренняя часть кожуха должны быть чисты и сухи.
Температура ванны охлаждения С должна быть установлена таким
образом, чтобы опа была ниже точки помутнения масла не меньше,
чем на 8° (15° 1’’), и не больше, чем на 17° (30° F). Эта температура
должна удерживаться в продолженпе всего опыта. Кожух, в котором
помещается испытательная пробирка, должен находиться неподвижно
в вертикальном положении в ванне охлаждения так, чтобы он выста-
влялся над охладительным веществом не более, чем на 25 мм.
Через каждые 1° (2° F) опускания температуры в масле следует
быстро вынимать испытательный сосуд из кожуха без взбалтывания
масла и наблюдать за его помутнением. Если этого не произошло, то
пробирку снова вставляют в кожух. Вся эта операция не должна про-
должаться более 3 секунд.
Когда при подобном наблюдении на дне испытательной пробирки
впервые обнаружится определенное помутнение и потемнение масла,
отмечают показание шкалы термометра, считая его за температуру по-
мутнения масла. Если необходимо, вводят поправку на погрешность
термометра.
Когда температуру застывания нельзя определить по вышеуказанному
способу за неимением подобного прибора с достаточной для практи-
ческих целей точностью, определение температуры загустения смазочных
масел производят в пробирке со вставленным в нее термометром. Пробу
охлаждают в холодной смеси до требуемой условиями температуры и
оставляют ее при этой температуре на 5 минут. После этого вынимают
пробирку из холодильной смеси и смотрят на уровень масла, изменил ли
он свое положение. За температуру загустения масла принимается такая
температура, при которой масло теряет способность изменять свой уровень
при наклоне под углом в 45°. Определение температуры загустения
не допускается производить с маслом, подвергавшимся предварительному
нагреванию. Масло до определения температуры загустевания должно
быть обезвожено.
Имеются видоизменения в процедурах определения температуры за-
густевания масла. Некоторые авторы рекомендуют, чтобы при опреде-
лении температуры загустевания или замерзания масла, имеющие боль-
шую вязкость, выдерживались при температуре от 15 до 30° по край-
ней мере в течение 5 часов до испытания. Иначе тяжелое масло мо-
жет показать фиктивно низкую температуру текучести, если оно пред-
варительно хранилось в теплом месте. Для более низких вязкостей эта
предосторожность является излишней. Наоборот если масло было охла-
4*	„	51
ждено и выделились части парафинового воска, то оно должно быть на-
грето примерно до 65°. чтобы растопить этот воск, прежде чем произ-
нодпть определение температуры загустевания.
Присутствие парафинового воска обычно делает определение темпе-
ратуры загустевания несколько неточным. Поэтому в лабораториях
Sibley College принята следующая процедура. Масло указанным
выше способом охлаждается до температуры текучести, которая в этом
случае определяется в пределах 1е и берется как последняя темпера-
тура, при которой происходит какое-либо вытекание масла. Затем масло
охлаждается на 3° ниже этой температуры, причем оно делается твер-
дым. Опытный сосуд затем вынимается, держится горизонтально и за-
меряется температура, при которой начинается вытекание, т. е. темпе-
ратура плавления. Затем масло нагревают на 3° выше температуры
плавления и затем снова охлаждают и еще раз находят температуру
текучести, а затем вышеуказанным способом находят и температуру
плавления. Повторяя эту операцию много раз, можно найти, что темпе-
ратура текучести и температура плавления, найденные таким образом,
приближаются одна к другой и склонны совпадать. Эта процедура оче-
видно устанавливает некоторого рода равновесие между отделившимся
парафиновым воском и остальной частью масла. Эта процедура оче-
видно не является необходимой для масел, не содержащих парафина.
Иногда очень вязкие минеральные масла парафинового основания
сильно застывают при перевозке их в холодную погоду.
Это происходит потому, что аморфный парафин начинает выкристалли-
зовываться отдельными гнездами по всей массе масла, в результате
чего масло сгущается.
Подобное масло, взятое в отдельных порциях, может показаться более
жидким, чем оно есть на самом деле в целом, так как оно становится
неоднородным.
Поэтому при взятии проб необходимо считаться с этим фактом и пред-
варительно масло нагреть до 65° — 70°; при этом нагревании кристаллы
парафина растают и масло приобретет однородный характер.
Температура текучести, определенная для данного масла, не всегда
может совпасть с той температурой, при которой прекращается выте-
кание масла из бидона или бочки, так как давление масла нередко
преодолевает сопротивление кристаллической структуры масла и заста-
вляет таким образом последнее вытекать из сосуда при температуре ниже
опытной температуры текучести.
К маслам, употребляемым в авиационных двигателях, в отношении
температуры загустевания должны быть предъявлены жесткие требова-
ния, связанные с специфической обстановкой работы подобного двига-
теля.
Еще недавно считалось, что выбор масла для авиационного двига-
теля надо производить соответственно времени года, т. е. что масло
для зимней эксплоатации должно обладать более низкой температурой
загустевания, чем для летней эксплоатации.
Соответственно этому масла разделялись на зимнее, летнее и проме-
жуточное.
В местностях с жарким климатом .температура застывания масла не
имеет серьезного значения и наоборот в условиях полярных полетов
32
к температуре застывания масла ну ясно подходить сугубо требовательно,
так как она имеет первостепенное значение, как фактор, определяющий
качество масла для данных условий работы.
В настоящее время опытами, произведенными НИИ воздушного, флота,
выяснено, что для всех времен года для местностей, пе связанных
с резко континентальным : климатом, вполне удовлетворительным яв-
ляется летнее масло „Олеозил“ ААС, имеющее температуру засты-
вания —10°.
Введение стандарта масла по отношению ко всем временам года
вносит значительные экономические выгоды, а также и простоту тех-
нической эксплоатации.
Определение температуры застывания. Испытуемое масло нагре-
вают до температуры 32° (90° F) или если его точка застывания выше
24° (75° F), то до температуры на 8° (15° F) выше его предполагаемой
температуры застывания. После этого масло наливают в испытательную
пробирку до высоты от 50 до 55 мм *.
Для удобства в определении высоты уровня наливаемой жидкости
пробирка может быть отмечена.
Испытательная пробирка должна быть плотно закрыта пробкой А,
термометр должен находиться в вертикальном положении в центре про-
бирки. Шарик термометра должен быть погружен в масло настолько,
чтобы начало его капилляра было на 3 мм ниже поверхности масла.
Кружок Е кладется на дпо кожуха В, а испытательная пробирка с
кольцевой подкладкой, находящейся на 25 мм от ее дна, вставляется
в кожух. Кружок, подкладка и внутренняя поверхность кожуха должны
быть чисты н сухи.
После того как масло охладится настолько, что начнется образование
кристаллов парафина, следует быть особенно внимательным к тому,
чтобы не было движения масла и перемещения в нем термометра. Всякое
разрушение парафиновой сетки будет влиять на понижение темпера-
туры его застывания и даст неправильные данные.
Температура ванны охлаждения С должна быть установлена так,
чтобы она была ниже точки застывания масла не меньше, чем на 8°
(15°F), и не больше, чем на 17° (30° F). Будучи раз установлена, эта
температура ванны должна поддерживаться на одной точке во все
время продолжения опыта. Кожух, в котором помещается испытательная
пробирка, должен быть в вертикальном положении в ванне охлаждения
и выдаваться над поверхностью охлаждающей смеси не больше, чем
на 1 см.
Через каждые 2,84 (5°F) понижения температуры масла осторожно
вынимают испытательную пробирку из кожуха, слегка ее наклоняют
, ля того, чтобы убедиться, находится ли вокруг термометра масло
в жидком состоянии или нет. Продолжают опыт до тех пор, пока масло
вокруг термометра продолжает оставаться подвижным при небольшом
наклонении сосуда. Вся операция вынимания и обратной установки
пробирки пе должна занимать больше 3 секунд. Как только масло во-
круг термометра перестанет течь при небольшом наклонении пробирки,
1 Испытательная пробирка и содержимое ее должны быть немедленно вставлены
в ааранее собранный прибор.
53
удерживают ее в горизонтальном положении ровно на 5 секунд, вни-
мательно наблюдая за ней. Если масло вокруг термометра в этих усло-
виях обнаруживает какое-либо движение, то пробирку снова немедленно
вставляют обратно в кожух и повтори от эту операцию через 2.8° (5° F)
снова. При определении температуры застывания масла следует иметь
в виду то, что масло иногда впервые движется не около термометра
а около стенок сосуда. В таких случаях это движение следует учиты-
вать при опыте. Как только наступит та температура, при которой
масло около термометра не будет показывать никакого движения во
время 5-секупдного держания пробирки в горизонтальном положении,
опыт заканчивают.
Та низшая температура, исправленная в случае необходимости на
погрешность термометра, при которой масло вокруг термометра обнару-
живает какое-нибудь движение при держании испытательной пробирки
в горизонтальном положении в течение 5 секунд, принимается за тем-
пературу застывания масла. Следует помнить, что температура засты-
вания на 2,8° (5°Е) выше температуры затвердения масла, т. е. того
момента, когда кончают определение.
Температура плавления, ее определение и практическое зна-
чение. Определение температуры плавления минеральных масел и жи-
ров представляет такие же трудности, как и определение температуры
застывания. Причиной этому является то, что ни одно из смазывающих
веществ пе плавится при одной определенной температуре.
Для масел, температура плавления обычно бывает очень близкой
к температуре начала текучести. Для жиров и мазей температура пла-
вления не всегда соответствует началу текучести.
До сих пор еще не установлено стандартного метода для опредсле-
№я температуры плавления. Day например указывает не менее чем
шесть различных методов. Многие лаборатории употребляют следующий
очень простой метод.
Намазывают небольшое количество мази на шарик термометра, вста-
вляют термометр в испытательную пробирку и погружают последнюю
в ванну с теплым маслом или водой. Затем равномерно нагревают эту
ванну, поднимая температуру на 3° в минуту. Температура, при кото-
рой с термометра падает вторая капля расплавившейся мази, считается
температурой плавления мази.
Как видно, данный способ применим только для мазей. Но в прак-
тике обычно и приходится встречаться лишь с требованием знания
температуры плавления для мазей, так как в некоторых конструкциях
подшипников, смазываемых мазью, последняя должна расплавиться,
прежде чем проникнуть до той поверхности, которая подлежит смазке.
В других же подшипниках, если мазь будет плавиться при низких
температурах, она будет вытекать так быстро, что приведет пли к очень
большому расходу смазки или же не будет приносить никакой пользы
как смазка. '
Поэтому при выборе смазочных мазей знание температуры, прп кото-
рой плавится мазь, имеет большой практический смысл.
До сего времени о качестве мази обычно судили по температуре ее
плавления, определяемой в особом приборе, изображенном на черт. 18,
называемом прибором Убеллоде. Этот прибор состоит из термометра а,
54
наглухо вделанного нижнею частью в металлическую гильзу Ъ, снаб-
женную нарезкой. На нарезку навинчивается металлическая трубка,
имеющая маленькое отверстие с. В эту металлическую трубку вставля-
ется стеклянная чашечка е длиной 12 мм и диаметром в 7 мм, с отвер-
стием в нижней части диаметром в 3 мм. Чашечка вставляется так,
чтобы ее верхний край упирался в бортик или штифтик d,
имеющийся на металлической трубке.
Мазь плотно вмазывают в стеклянную чашечку, следя
за тем, чтобы не было пузырьков воздуха, и излишек сре-
зают ножом. Затем чашечка вставляется в трубку, вслед-
ствие чего часть мази выжимается ртутным шариком тер-
мометра из отверстия чашечки; выступившую мазь также
гладко снимают ножом. Когда прибор таким образом под-
готовлен, его при помощи пробки вставляют в пробирку
диаметром в 4 см и длиною в 15—20 см и пробирку по-
мещают в стеклянный стакан емкостью на 2—21/2 л, ко-
торый наполняют водой или маслом.
Воду или масло в стакане нагревают таким образом,
чтобы температура испытываемой мази поднималась па 1°
в минуту. Температуру, при которой мазь размягчается
и начинает выступать из отверстия чашечкп, называют
температурой каплеобразования пли точкой размягчения,
а ту температуру, при которой упадет первая капля мази,
называют температурой каплепадетшя.
Нужно сказать, что одна температура плавления мази
еще не определяет смазочных ее способностей и поведе-
ния в механизме. Наблюдением за работой мазей в дей-
ствительных условиях замечено, что между температурой
плавления мази и трением, развивающимся в механизме,
пли расходованием мази, нет соответствия. Иногда мази со
сравнительно низкой температурой плавления дают большее
трение, чем мази с более высокой температурой, пли же
Черт. 18.
Прибор для
определения
температуры
плавления
Убеллоде.
на машине,
мази почти с одинаков ш температурой плав тения ведут
себя неодинаково — одна мазь быстро плавится и в чтекает,
а другая сохраняет свой вид и плотность, т. е. мази расхо-
дуется меньше и в то же время не получается повыше-
ния температуры трущихся частей.
Поэтому для определения пригодности мази для той
или иной цели производят или сложное ее исследование,
или же подбирают мазь путем практического опробования ее
сравнивая между собой несколько сортов.
Испаряемость масла, потери па пспарепие масла. Определение
и практическое значение. Минеральные масла в противоположность
растительным и животным маслам обладают свойством испаряться, если
их оставить на открытом воздухе.
Так как минеральные масла не являются 1гростымп углеводородными
веществами, то более легкие фракции испаряются скорее и этим изме-
няют состав п свойства оставшегося продукта.
Это’ изменение физических свойств остатка может вызывать затруд-
нения. Иногда эти пары могут быть опасны, например в воздушных
55
компрессорах. К счастью, смазочные масла, надлежаще выбранные, испа-
ряются (улетучиваются) очень незначительно.
Стандартного испытания испаряемости или летучести не имеется.
Обычно для испытания берут небольшой образец масла (0,5—1,0 г),
налитого на часовое стекло, и подвергают его действию воздуха, тем-
пературу которого поддерживают около 100° в течение например 10 ча-
сов. Archbutt указывает, что при этом методе испытания потеря масла
на испарение должна быть функцией скорости воздуха, и для опреде-
ления испаряемости масел предлагает вапориметр (черт. 19). Последний
представляет четырехугольную печь, желательно газовую, через верхнюю
часть которой проходит горизонтально проложенная медная трубка диа-
метром 2,2, см, заглушенная с одного конца колпачком и с другого
конца заканчивающаяся ниппелем. Эта трубка внутри печи окружена
спиральной медной трубкой, через один конец которой проникает воз-
дух, в то время как другой ее конец впаян в центральную трубку.
Черт. 19. Аппарат для определения испаряемости.
Образец масла (0,5 г), подвергающийся испытанию, помещают в плати-
новый тигель длиною 7,5 см, шириной 1,25 см и глубиной 0,675 см,
который проталкивают в центральную трубку. Воздух с определенной
скоростью (2 л в минуту) проходит сначала через спирали, где он на-
гревается до желаемой температуры, а затем—над маслом в централь-
ной трубке и наконец выходит через ниппель. Этот метод конечно го-
раздо лучше, чем менее точный, описанный выше. Некоторые авторы
указывают, что определение испаряемости должно производиться в сте-
клянных или фарфоровых сосудах, а не в металлических, так как по-
следние производят каталитическое действие. Американское общество
испытания материалов среди принятых им стандартов предлагает сле-
дующее приспособление для испытания испаряемости масла1. Употре-
бляемое для испытания масло не должно содержать воды.
Печь для нагревания масла должна быть электрическая или газовая.
Опа должна быть не менее, чем 40 см, глубиной и шириной или диа-
метром, во всяком случае вдвое больше по размерам, чем установленная
внутри нее вращающаяся алюминиевая полка.
1 ASTM Standarts, 1924 г., стр. 948,
56
Вид сверху
Черт. 20. Прибор Американского о-ва
испытания материалов для определения
испаряемости масла.
Размеры полки показаны на черт 20. Подвижной вал, вращающий
полки, должен иметь скорость вращения 5—6 оборотов в минуту.
Испытуемые образцы помещаются в металлические тарелочки глубиной
3,5 см и диаметром 5,5 см и размещаются на полке, как показано на рисунке.
Вес испытываемого образца должен быть 50 г. Термометр, измеря-
ющий температуру масла, находящегося в печи, опущен своей луко-
вицей в масло и должен быть не более 15 см длиной, со шкалой, на-
чинающейся на 3,8 см выше верхушки шарика и идущей по стержню
примерно па 7,5 см, покрывая от 150 до 175°. Термометр подвешен
на рукоятке, выступающей пз центрального вала. Температура испы-
тания должна быть 163°. После того как печь доведена до этой темпе-
ратуры, две тарелочки устанавливаются на надлежащее место па пол-
ках и испытание продолжается 5 часов, причем полка все время вра-
щается с должною скоростью. Необходимо при этом, чтобы в те-
чение испытания температура ко-
лебалась не более, чем на ± 1°.
Образец после испытания охла-
ждается и взвешивается. Потеря
в весе выражается как процент
от первоначального веса.
Несколько образцов, имеющих
примерно одинаковую летучесть,
можно испытывать одновременно,
но если степень летучести за-
метно отличается, то образцы
должны испытываться отдельно.
Данные, относящиеся к тем об-
разцам, которые показали вспени-
вание масла во время испытания,
нужно отбросить.
Точность этого испытания равна ± О,5°/о для 5% летучести масла.
Коксообразованпе и его практическое значение. Всякое масло
вне зависимости от его происхождения содержит в себе большой про-
цент углерода (до 85°/0). В минеральных маслах углерод находится
в химическом соединении с водородом, а в растительных и животных
маслах в соединении с кислородом и водородом,,,.
Присутствие углерода в масле, в связи с другими химическими эле-
ментами, судя по его процентному содержанию в масле, является не-
избежным. Но выделение углерода при разложении масла от действия
высоких температур является уже вредным; чистого сухого углерода
при этом разложении не получается, он всегда бывает частично соеди-
нен с маслом и прилипает к металлическим поверхностям в виде смо-
листой липкой массы, впоследствии сгорающей и превращающейся
в нагар или так называемый масляный кокс.
Таким образом отложение нагара можно рассматривать как резуль-
тат разложения масла, вызванного или условиями высокой температуры,
или недостаточной доброкачественности продукта, связанной с плохой
очисткой масла.
Нагарообразованне зависит не от содержания углерода в масле, а от
его связи с другими химическими компонентами, т. е. от его тенденции
67
ДЛЯ
Черт. 21. Аппарат Конрадсона
определения коксования.
отделяться от этих элементов. Нагарообразование возникает, когда угле-
род частично или полностью выделяется от этих элементов н вместе
с маслом липнет к горячим металлическим поверхностям, на которых
он сгорает, образуя слой нагара.
Фильтрованные масла имеют меньшую тенденцию к образованию на-
гара, чем нефильтрованные, так как фильтрация удаляет нз масла
многие углеводороды, легко разлагающиеся от действия высокой темпе-
ратуры.
Характер нагара зависит также от сорта масла. Некоторые масла
образуют твердый кристаллический нагар, очень липкий и трудно уда-
ляемый, а некоторые дают нагар
мягкий, хлопковидный, легко уда-
ляемый из цилиндра.
Тепловое испытание имеет
целью изучить действие тепла па
разложение масла. В этих испы-
таниях обычно исследуется не
количество испарившегося масла,
а количество осадков, оставшихся
после испарения.
Трудно конечно при лабора-
торном испытании воспроизвести
условия разложения масла в ци-
линдре двигателя; но тем не ме-
нее чрезвычайно важно иметь
дапные о склонности масла к раз-
ложению и образованию углеро-
дистых осадков. Подобные иссле-
дования производятся на аппарате
Конрадсона (черт. 21), имеющем
следующую конструкцию:
1.	Глазированный по всей по-
верхности фарфоровый тигель Л
емкостью около 25 cjit®, диаметром
46 мм.
2.	Железный тигель J5, с крышкою, емкостью 45 еле®, диаметром
65 мм, высотою около 39 мм, имеющий одно отверстие.
3.	Железный тигель С с крышкою, емкостью 180 елг®, диаметром
80 мм и высотою около 60 мм.
На дно этого тигля насыпается слой песка толщиною около 10 мм.
4. Треножник с фарфоровым треугольником.
5.	Газовая горелка, пламя которой должно охватывать тигель со всех
сторон.
6.	Колпак с трубою из листового железа, обложенного асбестом, для
равномерного распределения тепла около тигля.
7.	Квадратная асбестовая или же полая железная подкладка с ко-
ническим отверстием в центре.
Пользуются этим аппаратом следующим образом. Проба масла взве-
шивается в^фарфоровом тигле и вставляется во второй железный ти-
гель В.
58
Оба тигля вставляются в большой железный тигель С, который уста-
навл^гется в асбестовой подкладке па треногу; асбестовая подкладка
обеспечивает равномерный нагрев тигля.
Нагревание тигля производится прп помощи газовой горелки, причем
ее пламя должно сначала быть большим п охватывать все дно тигля
до тех пор, пока пары масла не начнут воспламеняться над тиглем.
После этого пламя надо уменьшить настолько, чтобы пары масла выхо-
дили с равномерной скоростью.
После того как образование паров прекратится, нагревание тигля
опять увеличивается до первоначальных пределов и поддерживается
пламя такой силы, чтобы днище большого железного тигля раска-
лилось.
Затем горелка гасится и прибору дается остыть, после чего фарфо-
ровый тигель вынимается и взвешивается. По процентному содержа-
нию осадков судят о склонности данного масла к пагарообразованию.
Эмульсирование масла, его практическое значение и опреде-
ление. Масло, употребляющееся в течение долгого времени, а иногда
даже и свежее, но плохо очищенное, содержит в себе частицы
воды и другие механические примеси.
В циркуляционной системе смазки непрерывный поток масла, созда-
ваемый действием помп, связан также с постоянным разбрызгиванием
масла кривошипами в картере двигателя; таким образом масло сильно
взбалтывается с водой и образуется эмульсия, т. е. механическое сое-
динение всех примесей с водой; при этом вода не отделяется от масла.
Собранное в отстойник подобное эмульсированное масло, будучи в даль-
нейшем засосано помпой и направлено на смазку подшипников, будет
действовать истирающим образом на подшипник и вращающуюся в нем
шейку вала.
С течением времени, вследствие постепенного загрязнения масла
углеродистыми отложениями, вязкость эмульсии увеличивается, образу-
ются масляные сгустки, закупоривающие маслопроводы, прерывающие
непрерывную циркуляцию масла и приводящие подшипники к аварии.
Причинами образования эмульсии являются, как было уже сказано, по-
сторонние вещества, содержащиеся в масле. Склонность же масла к обра-
зованию эмульсии зависит от физико-химического состава самого масла.
Так посторонние примеси в масле или воде вызывают образование
стойких эмульсий, в то время как при соединении чистого масла с чи-
стой водой эмульсия получается весьма нестойкая, которую легко можно
уничтожить с помощью отстойника или пепоулавливателя.
Сульфаты, хлориды, мелкая почвенная пыль, органические вещества,
сажа и пр., содержащиеся в масле или воде, сильно увеличивают
склонность к образованию стойких эмульсий, равно как животные и рас-
тительные масла, содержащие кислоты, а также спирт, употребляемый
для уменьшения вязкости масла.
Из предыдущего ясно, что вода является основной причиной образо-
вания эмульсии, влекущей за собой засорение системы маслопроводов,
вызывающее аварии. Так как эмульсия не может образоваться без при-
сутствия в масле воды и грязи, то очевидно, что если бы можно было
и баниться от этих примесей, то это значительно сократило бы количе-
ство аварий из-за системы смазки.
59
Поэтому рассмотрим причины попадания вады и грязи в мавло,
а также и меры к возможному их устранению.
Вода попадает в масло при соприкосновении масла с атмосферным
воздухом от конденсации содержащихся в воздухе паров воды. Подоб-
ное поглощение влаги из воздуха обычно происходит или при небреж-
ном хранении масла в открытой посуде, или в процессе эксплоатации
масла в двигателе, когда оно постоянно соприкасается с атмосферным
воздухом.
Особенно сильно замечается явление попадания в масло воды во
влажные периоды года, когда в картере двигателя после длительного
стояния его в условиях влажного воздуха образуется слой воды от
конденсирующихся паров или непосредственного попадания дождя. По-
этому с точки зрения сохранения качества смазки совершенно необхо-
димой является изоляция картера и цилиндров, а также и других де-
талей, связанных с системой смазки, от влажного воздуха. Для этого
необходимо содержать двигатель по возможности в сухом помещении
и покрывать чехлами, в период же стоянки за пределами ангара,
в случае неработающего двигателя, обязательно его покрывать чехлом,
не пропускающим влагу.
Очень часто вода попадает в масло от недостаточно хорошо при-
гнанных сальников водяной помпы или же течи в какой-либо части во-
дяной системы, соприкасающейся с маслом, и кроме того от заливки
масла в бак под дождем. Ясно, что подобных явлений, связанных про-
сто с небрежностью, допускать нельзя.
Помимо влаги, как уже говорилось, причиной порчи масла является
грязь, очень разнообразная по своему содержанию, как то: металличе-
ские опилки, сажа, нагар, атмосферная и почвенная пыль, а также про-
дукты разложения масла.
Последние могут образоваться вследствие выделения в плохо очи-
щенном масле парафина или от разложения хорошо очищенного масла
в условиях его работы при высокой температуре или при продолжи-
тельном воздействии атмосферного воздуха или влаги.
Разложение масла сопровождается обычно выделением нефтяных ки-
слот, которые хотя и Нейтральны по отношению металла, но склонны
к образованию эмульсии.
Одновременно с этим возможно также образование металлических
мыл вследствие обоюдного влияния влаги, продуктов разложения и ме-
талла, с коими они соприкасаются; особенно же заметно мылообразова-
ние происходит при контактировании масла с медными и цинковыми
поверхностями.
Осадок грязи в системе радиатора для масла создает плохое охлаж-
дение масла, что способствует более быстрому разложению масла и оче-
видно еще большему накоплению грязи.
В результате наличия в масле грязи образуются также металличе-
ские опилки, являющиеся как бы наждаком, вытирающим трущиеся
металлические поверхности, образующим металлическую пыль и таким
образом еще более осложняющим картину образования в масле
грязи.
Сажа и нагар могут образоваться, как по причине неполноты сгора-
ния топлива, так и вследствие разложения масла.
60
Разложение же масла в значительно более быстрой степени обра-
зуется от попадания в камере сгорания на слой масла сажи, копоти
пли нагара, являющихся катализаторами процесса разложения масла.
Атмосферная и почвенная пыль появляются в результате засасыва-
ния в камеру сгорания и картер пыльного воздуха во время работы
двигателя, причем очевидно, что во время работы двигателя на земле
при пыльном аэродроме засорения почвенной пылью могут происходить
очень сильные, в то время как в воздухе весьма незначительные—по
причине чистоты воздуха в верхних слоях атмосферы. Поэтому на ави-
ационных двигателях, работающих главным образом в воздухе, не де-
лают никаких фильтров для очистки воздуха, в то время как в автомо-
билях и тракторах это является большой проблемой. Тем не менее н в
эксплоатации авиационных двигателей этому вопросу необходимо уде-
лять внимание, по идя по пути несколько иному, а именно устраивая
чистые засеянные газоном аэродромы и дворы, причем подбирается
сорт травы, обладающий сильно развитой корневой системой и низкими
стеблями. ,	„
Как видно, причины образования грязи в масле являются весьма
значительным фактором в износе трущихся деталей двигателя, услож-
няя работу смазочной системы и нередко вызывая аварию.
Поэтому необходимо устраивать какие-либо приспособления для уда-
ления из масла посторонних веществ, например фильтры, отстойники,
сепараторы, выпарители и т. д.
Соблюдение ряда профилактических мероприятий подобно указанным
выше будет способствовать большой долговечности двигателя, связанной
с увеличением срока между отдельными переборками и ремонтом.
В связи с образованием эмульсий масла при смешении его с тече-
нием времени с водой н другими примесями особо важное значение
имеет поверхностное натяжепие масла.
Вообще говоря, масла, употребляющиеся для смазки двигателей, при
соприкосновении с водой пе должны образовывать эмульспй, но склон-
ность эмульсироваться с водой у различных масел все же в различной
степени бывает.
Так растительные и животные масла образуют эмульсию с водой
легко, поэтому их употребление при циркуляционной системе смазки,
если есть опасение попадания в масло воды, совершенно исключается.
Минеральные масла смешиваются с водой значительно хуже, чем орга-
нические, тем пе менее и среди них в этом отношении есть значи-
тельные колебания.
Поэтому в общем случае все масла, употребляющиеся для циркуля-
ционной системы смазки, следует подвергать испытанию на склонность
их к эмульсированию.
Склонность масла к эмульсированию зависит от весьма многих фак-
торов, как то: величины поверхностного натяжения, величины молекул
масла, удельного веса масла, его вязкости и температуры.
Вообще говоря, поверхностное натяжение масла по отношению к воде
очень значительно и масло отделяется от воды при отстое очень скоро,
но это зависит от химического состава масла и воды. Так вода, содер-
жащая минеральные соли, более способна к образованию эмульсии, чем
чистая дистиллированная вода; масла, фильтрованные без обработки ки-
61
слотой, имеют меньшую склонность к эмульсированию, чем обработанные
кислотой.
Отсюда можно сделать вывод, что для циркуляционной системы
смазки должны подбираться масла фильтрованные, имеющие более вы-
сокое поверхностное натяжение. Загрязнение, масла в двигателе угле-
родистыми отложениями, металлическими опилками и пылью процесс
эмульсирования значительно ускоряет.
Так как поверхностное натяжение определяет стремление масла
отделиться от воды, то очевидно, что способность масла к эмульсиро-
ванию пропорциональна величине поверхностного натяжения.
Чтобы плеть истинное представление о величине поверхностного на-
тяжения масла, определение его надо было бы вести в рабочих усло-
виях.
Но подобные условия создать чрезвычайно трудно, так как во-пер-
вых их характер в работе двигателя весьма изменчив, а во-вторых
извлечь подобную пробу также достаточно затруднительно.
Поэтому для определения величины поверхностного натяжения выра-
ботан следующий метод: поверхностное натяжение определяется по
отношению к стандартному раствору едкого натра.
Едкий натр обладает максимальной тенденцией к эмульсированию
с маслом, поэтому если масло стойко против эмульсирования с раство-
ром едкого натра, то очевидно оно годится для практического употре-
бления и не будет давать эмульсий с водой.
Для того чтобы иметь для сравнения масел больше данных, испыта-
ния производятся вторично для определения поверхностного натяже-
ния с дистиллированной водой.
Так как определение поверхностного натяжения сводится к опреде-
лению величины капель, то можно было бы установить для каждого
сорта масла одинаковой вязкости минимальную величину капель, соот-
ветствующую допускаемой величине поверхностного натяжения. Но к со-
жалению ввиду наличия весьма многих факторов, влияющих па склон-
ность масла к эмульсированию (как то: вязкость, удельный вес, темпе-
ратура и т. д.), это заключение грешило бы большими неточностями.
Поэтому и берутся условия испытания, изолированные от влияния
этих факторов, т. е. за величину, определяющую поверхностное натяже-
ние, берется не размер капли, а отношение величины капли масла
в 0,01 нормального раствора едкого натра к величине капли масла
в растворе дистиллированной воды, т. е. велпчина, характеризующая
поверхностное натяжепие масла, равна коэфициеиту:
_ Объем (в см3) 100 капель масла в 0 01 % растворе едкого натра
Объем (в сл(3) 100 капель в дистиллированной воде
Нормально допускается, чтобы значение этого коэфициента К не
снижалось ниже 0,7 5, так как при этих значениях масло будет склонно
к образованию эмульсий.
Чем ближе значение К к едппице (1), тем больше у масла сопроти-
вляемости к образованию эмульсии. Хорошо фильтрованные масла, пе
обработанные серной кислотой, показывают весьма высокое значение
коэфициента К. К этим маслам относятся светлые минеральные масла;
02
i точки зрения сопротивляемости к эмульсированию эти масла должны
предпочитаться.
Выше было отмечено, что на склонность к эмульсированию влияют
температура, удельный вес и вязкость масла. Рассмотрим теперь влия-
ние этих факторов.
Очень легко убедиться, что нагретое масло увеличивает величину
поверхностного натяжения: для этого достаточно подогреть смесь холод-
ного масла с водой, н мы увидим, что масло приобретает тенденцию
к отделению от воды. Кстати необходимо отметить, что этим методом поль-
зуются прп регенерации масла в целях очищения масла от воды.
Отсюда можно сделать вывод, что повышение температуры масла
уменьшает эмульсирование.
Точно так же влияет удельный вес. При отстое подогретой смеси
масла с водой легко отметить, что масла, имеющие меньший удельный -
вес, всплывают на поверхность очень быстро благодаря большей раз-
нице в удельном весе с водой. При этом необходимо отметить, что
в связи с повышением температуры плотность минерального масла пони-
жается также скорее, чем воды.
Очевидно, что отделение молекул масла от воды будет происходить
тем легче, чем меньше вязкость масла, т. е. чем больше текучесть
масла.
Так как текучесть масла увеличивается с повышением температуры,
то очевидно, что отделение масла от воды при нагревании будет про-
исходить быстрее.
Вообще говоря, можно сделать следующий вывод: прп данной температуре
масла, имеющие малую вязкость и малый удельный вес, будут более
стремиться к отделению от воды и других механических примесей, т. е.
будут обладать большей способностью противостоять эмульсированию.
Следовательно с этой точки зренпя они предпочтительны для циркуля-
ционной системы смазки.
Для определения способности масла противостоять эмульсированию,
т. е. способности отделяться от примесей или, как говорят, деэмульсиро-
ваться, В. Г. Гершелем был предложен Бюро стандартов США следую-
щий прибор.
Прибор состоит из: 1) градуированного цилиндра емкостью 100 см3
с внутренним диаметром около 26 мм; 2) масляной пли водяной ванны
для поддержания постоянной температуры испытуемого продукта; уро-
вень жидкости в ванне не должен быть ниже, чем отметка 85 см3
у градуированного цилиндра; 3) мешалки, сделанной из медной пла-
стинки длиной 83 мм, шириной 20 мм и толщиной 1,5 мм, вращаемой
электромотором прп помощи зубчатой передачи со скоростью 1 500 об/мин.
Мешалка должна быть опущепа в цилиндр так, чтобы ее конец не до-
ходил до дна цилиндра примерно на 6 мм.
Определение производится следующим образом.
В цилиндр наливают 27 сл(8 испытуемого масла и 53 см3 жидкости,
способной эмульсировать; нагревают цилиндр в ванне, куда он опущен,
при помощи - бунзеновской горелки так. чтобы его температура во все
время*опыта поддерживалась 54°. Затем приводят во вращение мешалку
со скоростью 1 500 об/мин., через пять мипут мешалку останавливают
и вынимают нз цилиндра, затем ее обтирают, стараясь, чтобы как можно
63
больше змульсии попало в цилиндр. Образованной таким образом
в цилиндре эмульсии дают отстояться, поддерживая все время постоян-
ную температуру (54е). Время, потребное на разделение жидкости,
фиксируется.
Запись ведут через каждую минуту положения демаркационной линии
между верхним слоем масла и примыкающей к нему эмульсии. Первую
запись производят через минуту после остановки мешалки.
Максимальная скорость распада, т. е. количество выделившихся куб.
сантиметров масла в 1 час, называется „деэмулъсированием" и выра-
жается числовым коэфициентом:
Д=60Х-р,
где v—объем отделившегося масла в куб. сантиметрах, t—время в ми-
нутах, потребовавшееся Для отстоя масла.
Каждая скорость выделения масла будет средней скоростью, вычисляе-
мой от момента остановки мешалки до момента записи.
Для примера записи приводим следующую таблицу:
Таблица 7
Время		Время в минутах после остановки мешалки	Понижения 1° слоя между маслом и эмульсией	Отстоявшееся масло в рк8	Скорость отста- ивания масла в час см9
9-	-55		0	80	0	0
9	-55 			5	77	п о	36
10-	-02		12	07	13	65
10—05			15	63	17	68
10	-10		20	61	19	57
Из приведенной примерной записи можно сказать, что в этом случае
деэмульсирование будет выражаться цифрой 68, являющейся наивысшей
в последней графе.
Если максимальная скорость разделения не была достигнута в конце
первого часа, то опыт прекращают, и деэмульспрование в таком случае
будет равно количеству куб. сантиметров масла, отделившихся в тече-
ние часа.
Содержание воды и других механических примесей. Чаще всего
в смазочных маслах встречаются влага, грязь н разного рода другие
механические примеси (песок, волокна и пр.), являющиеся главными
причинами отказа смазочпой системы.
Их присутствие в масле поэтому совершенно недопустимо. Качественно
они обнаруживаются уже по внешнему виду масла: влажное загряз-
ненное масло мутно, на дне и стенках пробирки, в которую берется
проба масла, видны капельки воды, грязь и тому подобное.
Если масло непрозрачно, его разбавляют предварительно бензолом,
чтобы получить более светлую жидкость, в которой указанные примеси
легко обнаруживаются.
Присутствие воды в масле, особенно в темном, также легко обнаружи-
вается следующим образом.
&4
Черт. 22.
Прибор Дина
и Старка для
количествен-
ного определе-
ния воды в ма-
сле.
Качественное испытание. Небольшое количество масла, налитого
в маленький стаканчик или пробирный цилиндрик, нагревают через
асбестовый кружок над спиртовой лампочкой. Уже при сравнительно
ничтожном содержании воды масло начнет пениться, как только его
температура достигнет температуры кипения воды; самый стаканчик
или цилиндрик испытывает толчки, которые легко ощущаются рукой.
Однако вода не всегда может быть обнаружена этим путем. Тогда посту-
пают так: испытуемое масло нагревают с небольшим количеством, помеща-
ющимся на кончике ножа, медного купороса, который пред-
варительно обезвоживается нагреванием его выше 250°.
От воды соль медного купороса окрашивается в синий или
зеленый цвет.
Количественное определение воды в масле производится
по способу Дина и Старка. Круглодоппая медная или
стеклянная колба А (черт. 22) емкостью на 500 см9, с ко-
роткой шейкой, соединяется с холодильником' С при помощи
особого двухколенчатого форттосса В, одно колено кото-
рого D, примыкающее к холодильнику, запаяно сипзу и гра-
дуировано. Для определения воды 100 г масла предвари-
тельно взбалтывают и наливают в колбу А и туда же'
наливают 100 г бензина, у которого отогнаны все фракции
до 95°. -
Смесь перемешивают и, соединив колбу с остальной частью
прибора, нагревают ее до кипения бензина. Пары бензина,
увлекают за собой влагу, которая, конденсируясь в холо-
дильнике, стекает в градуированный приемник I). Здесь
капельки воды собираются на дне, бензин же, заполнив
приемник, стекает обратно в колбу. Когда объем воды в при-
емнике J) перестанет увеличиваться, нагревание прекра-
щают и, отсчитывая собравшуюся воду, получают процент-
ное содержание ее в масле.
Присутствие в масле следов влаги не представляется угрожающим,
пока количество воды не достигнет известного предела, влекущего за
собой нежелательные последствия: увеличение образования углеродистых
осадков, нагрев и изнашивание поршней (вследствие коррозии и пр.);
масло при этом становится более жидким, чем в нормальных условиях
работы, и, вытекая из подшипников и цилиндров, имеет вид темно-
коричневой или даже грязной жидкости.
Поэтому необходимо следить, чтобы как при хранении и транспорти-
ровке, так и при эксплоатации в масло не попадала влага.
Грязь и другие механические примеси легко обнаруживаются пропус-
канием его через фильтр. Количественное определение твердых меха-
нических примесей производится на фильтре из мелкого шелкового сита,
через который профильтровывается 100 г предварительно взболтанного
масла, разбавленного 5—10 объемами бензина. За фильтрованием сле-
дует промывка фильтра бензолом, высушивание его при 105° и взвеши-
вание.
Разность между весом фильтра с отфильтрованными примесями
и начальным весом’ в тех же условиях дает весовое содержание меха-
нических примесей.
Б—Л. Таланов.
65
Тем же фильтром можно воспользоваться для определения несгорае-
мых примесей (песок, солн и пр.).
Для этого фильтр с осадком сжигают в предварительно прокаленном
и взвешенном тигле. Новое взвешивание охлажденного тигля даст вес
золы, который за вычетом веса золы фильтра выражает собой содержа-
ние несгораемых примесей.
Определение металлической мыли или ржавчины, попавшей из бочки,
производится при помощи магнита пли химических реактивов.
Поверхностное натяжение, его определение п- практическое
значение. Вследствие сил молекулярного притяжения две соприкасаю-
щиеся молекулы жидкости стремятся сцепиться, образуя массу жидкости.
Так как молекулы иа поверхности жидкости не вполне окружены дру-
гими молекулами, то у этих поверхностных молекул остается избыток
молекулярной энергии, который идет или на сцепление со средой,
с которой данные молекулы соприкасаются, или, если поверхность жид-
кости свободна, т. е. когда она лишь соприкасается с газообразным
веществом, па усиление взаимного притяжения поверхностных молекул.
Это явление называется поверхностным натяжением. Его значение
выражается величиной силы натяжения, перпендикулярной к какой-
нибудь линии поверхности, на единицу длины.
Благодаря поверхностному натяжению жидкость стремится сократить
свою поверхность, принимая сферическую форму. Так дождевая капля
имеет сферическую форму вследствие поверхностного натяжения.
Выдавливаемая из масленки капля масла сначала при выходе из
масленки растягивается, с одной стороны, вследствие поверхностного
натяжения молекул и, с другой стороны, вследствие сцепления молекул
масла с поверхностью металла масленки.
В момент, когда сила тяжести растянувшейся капли станет больше
сил молекулярного сцепления, капля отрывается от масленки и стано-
вится круглой. Освобожденные силы молекулярного притяжения с молеку-
лами металла теперь пойдут на увеличение поверхностного сцепления, т. е.
поверхностного натяжения, отчего капля и приобретает круглую форму.
Из этого примера можно вывести заключение, что когда жидкость
находится в соприкосновении с каким-нибудь твердым телом, то она
прилипает к его поверхности, пли, как говорят, „смачивает" его.
Это явление объясняется тем, что между молекулами твердого тела
в жидкости также существуют силы молекулярного притяжения. Эти
силы сцепления, или „смачивание", зависят от породы веществ, нахо-
дящихся в соприкосновении.
Так ртуть нельзя заставить прилипнуть к стеклу, и она будет кататься
но стеклу шариком, так как она имеет большее поверхностное натяже-
ние по отношению к стеклу; в то же самое время она очень легко при-
липает к золоту, так как имеет очень малое поверхностное натяжение
по отношению к золоту.
Одним из достоинств смазочных масел является то, что они имеют
большую склонность прилипать к металлу. Тем пе менее раз.шчныс
масла имеют различное поверхностное натяжение, а поэтому и различ-
ную склонность прилипать к поверхности металла.
С точки зрения смазки двигателя чрезвычайно важно знать поверх-
ностное натяжение масла, так как степень смазав ности стенки цилиндра,
€6
подшипника и т. д. в очень большой степени зависит от способности
масла прилипать к смазываемой поверхности в условиях нахождения
слоя смазки под давлением и срезывающими усилиями.
Различие в смазочной способности различных масел весьма обязано
разнице в их поверхностном натяжении; по этой же причине некоторые
масла дают очень хорошие результаты в условиях неполного смазыва-
ния, когда существует слой толщиной лишь в несколько молекул вслед-
ствие выдавливания масла от действия высокой нагрузки. Другие же
масла совершенно выдавливаются, приводя трущиеся поверхности
к металлическому контактированию. Определенно установлено, что моле-
кулярное сцепление данного масла с различными металлами различно.
Поэтому например при смазке чугунного цилиндра стекание масла со
стенки цилиндра будет иное, чем при стальном цилиндре.
Кроме поверхностного натяжения на границе между маслом и метал-
лом с точки зрения смазки цилиндра неменьший интерес предста-
вляет поверхностное натяжение между маслом и воздухом.
Как известно, стенка цилиндра смазывается маслом, вытекающим из
подшипников и разбрызгиваемым кривошипом. Количество разбрызги-
ваемого масла определяется как числом капель, разбрызгиваемых
в единицу времени, так и их величиной (капель масла). Величина капли
зависит как от величины центробежной силы (т. е. от плотности масла
и ускорения), так и от поверхностного натяжения и вещества, через
которое капля проходит, т. е. от воздуха.
Масло с большим поверхностным натяжением образует более круп-
ные капли, чем масло такой же плотности, но с меньшим поверхно-
стным натяжением.
Ври одинаковом поверхностном натяжении двух масел более крупную
каплю образует масло, имеющее меньший удельный вес.
Величина капель имеет значение при смазке цилиндра: чем меньше
капли, т. е. чем лучше распыление масла, тем лучше, равномернее
смазываются стенка цилиндра и палец поршня.
Очень большое значение имеет также способность капли масла расте-
каться по трущейся поверхности стенки цилиндра. Определенно уста-
новлено, что некоторые масла растекаются быстрее других, несмотря
на то, что они имеют одинаковую вязкость.
Очевидно, что здесь играет роль поверхностное натяжение: чем оно
больше, тем хуже масло растекается.
При смазке стенки цилиндра сталкиваются два противоречивых фак-
тора. С одной стороны, пз-за нежелательности замасливания камеры
сгорания желательно иметь масло, обладающее хорошим сцеплением
с металлом, т. е. с малым поверхностным натяжением, так как иначе
кольца будут сильно нагнетать масло из своих пазов в камеру сгора-
ния. С другой же стороны, чем меньше поверхностное натяжение масла,
тем сильнее масло растекается по стенке цилиндра и тем меньше будет
действие масляного кольца, срезающего излишний слой масла при
нисходящем ходе поршня.
Нет никакого сомнения, что поверхностное натяжение масла имеет
большое влияние на прочность масляного слоя на поверхности металла.
Но к сожалению сама природа и истинное значение поверхностного
натяжения в явлениях смазки до сих пор еще мало изучены.
5*	67
Ниже даются два метода для определения величины поверхностного
натяжения, причем первый метод, предложенный Нойи (Nowy), состоит
в определении груза, требуемого для оттягивания платинового кольца
от поверхности жидкости, и второй метод, выработанный в исследова-
тельской лаборатории „Texas Со“ и описанный Диммигом (Н. Diinmig),
состоит в определении поверхностного натяжения на границе масла
и воды.
Определение поверхностного натяжения жидкостей в воздухе.
Первым условием точности при этом опыте является тщательная очпстка
Черт. 23. Аппарат для определения поверхностного натяжения du Nowy.
платиновой проволоки h (черт. 23); это может быть сделано или нагре-
ванием ее на пламени или ополаскиванием ее в растворе, состоящим
из 10 с.и8 насыщенного раствора бихромата калия и 990 cms серной
кислоты, и тщательным промыванием ее под струей дистиллированной
воды.
То же самое следует сделать и с часовым стеклом или чашкой,
предназначенной для жидкости, поверхностное натяжение которой пред-
полагается измерить. Полезно прокипятить кольцо и стекло в течение
5 минут в вышеупомянутом растворе серной кислоты и бихромата,
чтобы этим путем удалить с них всякие следы жира.
68
Затем, не касаясь этих предметов пальцами, кладут их на места: плати-
новое кольцо h подвешивают к рычагу d, а часовое стекло с находя
щейся в нем жидкостью — на подставку д.
Теперь определяют в этом опыте нуль. Для этого игольное ушко а
посредством регулятора Ъ ставится на точку нуль циферблата. -Затем,
манипулируя регулировочньш винтом /, меняют натяжение проволоки
до тех пор, пока рычаг d не окажется над опорной площадкой е так,
чтобы расстояние между ними не превышало небольшой доли милли-
метра, папрпмер толщины листа очень топкой бумага. Закрепив винтом с
регулировочный винт f в этом положении, наблюдают за тем, чтобы
малейшее движение регулятора Ъ приводило в соприкосновение рычаг
с платформой е и чтобы при этом невозможно было заметить какой-
либо перемены на циферблате. Теперь прибор готов к употреблению.
Подставка д медленно поднимается посредством регулировочного
винта до тех нор, пока жидкость не коснется платинового кольца h.
Необходимо удостовериться в том, что это прикосновение полное. Затем,
повертывая регулятор Ъ, наблюдают за натяжением проволоки, продол-
жая повертывать регулятор до тех пор, пока кольцо внезапно не отде-
лится от жидкости, порвав пленку. Опыт закончен. Можно быстро про-
верить результаты данного опыта одним или двумя повторными.
После того как показания опыта записаны, жидкость спускают, после
чего производят его стандартизацию следующим образом. Вырезают
небольшой кусочек чистой бумаги такой формы, чтобы этом кусочек мог
быть положен на платиновое кольцо А; перед этим кусочек бумаги
взвешивается. Затем кладут грузики на поверхность кусочка бумаги до
тех пор, пока рычаг не опустится до горизонтального положения, не
приходя в полное соприкосновение с площадкой. Теперь ясно, что вес
гирек плюс вес бумаги в точности представляет собою в граммах на-
тяжение проволоки, определяемое скручиванием проволоки. Это служит
мерой поверхностного натяжения жидкости. По так так поверхностное
натяжение условно выражается в динах на сантиметр, то число грам-
мов должно быть умножено на 981, а полученное частное должно быть
разделено на длину окружности кольца, т. е. 4 см, чтобы получить
выражение в динах на каждый сантиметр. Следует также помнить, что
на кольцо действовала не одна пленка, а две — одна снаружи, а дру-
гая изнутри, поэтому необходимо еще одно арифметическое действие,
а именно деление на два. После этого формула принимает следую-
щей вид:
. М (в г) X 981
поверхностное натяжение в динах: А = —о J ,
2 X
ИЛИ
д — 981, L = длина платиновой проволоки (в см)
Л =
2 2L
Пример: вода при 25°.
Количество граммов, необходимое для опускания рычага . . 0,610
Вес бумаги........................................0,018
Общий вес....................  0,628
69
Следовательно (0,628 X 981): 8 = 77 дины.
Получив стандартное измерение, сравнивают его с показанием цифер-
блата; положим, что оно равно 72°. После этого все показания цифер-
блата, умноженные на 77/72, дадут поверхностное натяжение всякой
жидкости по вышеописанному способу.
Определение поверхностного натяжения по Dimmig у для жид-
кости на границе с жидкостью. Относительное поверхностное натя-
жение масла, соприкасающегося с водой, измеряется подсчетом числа
капель, образуемых определенным объемом масла, выпускаемого из
кончика калиброванной пипетки, погруженной в воду. Таким образом
по объему ста капель, выраженных в куб. сантиметрах, определяется
размер одной капли.
Размер капли, определенной в надлежащих условиях, прямо пропор-
ционален поверхностному натяжению жидкости и является мерой для
измерения поверхностного натяжения в этом опыте. Абсолютное поверх-
ностное натяжение может быть определено для каждого масла, но для
наших целей достаточно знать относительное, которое будет иметь оди-
наковое значение с абсолютным поверхностным натяжением.
Аппаратура. Прибор является усовершенствованной пипеткой Дон-
ника. Черт. 24 изображает прибор в том виде, в каком он употреб-
ляется в лабораториях и рекомендуется для этого опыта.
Прибор состоит из пипетки, калиброванной по весу капель п укре-
пленной на суппорте. Пипетка отмечена делениями у 1-го с.м3 и 2-го c.w3.
Внутренний диаметр ее трубки в этих точках должен быть равен приблизи-
тельно 2 мм, так что 0,1 см9 делится па 10 частей и пипетка может
быть легко рассчитана до 0,0025 см9. Точность пипетки могла бы быть
увеличена путем уменьшения ее диаметра, но вязкость тяжелых масел
делает это невозможным.
Кончик пипетки состоит из капиллярной трубки диаметром в 1 мм,
укрепленной в пипетке, как показано на фигуре. Внутренний диаметр
копчика должен быть 1 мм ± 0,1 мм. Кончик должен быть плоский
и отполирован. Поверхность его должна быть совершенно горизонтальна.
Такая форма копчика пипетки признана наиболее целесообразной и ее
наиболее легко сделать. Выяснилось, что при правильном обращении
с прибором, как описано ниже, капли будут образовываться на внутрен-
нем крае ее кончика. Обточка и полировка кончика пипетки для при-
дания ему формы правильного круга сравнительно просты.
Полная высота пипетки от пулевой отметки до ее кончика должна
быть приблизительно 40 см. Точный размер уширенных частей пипетки
не существен.
Регулятор струи частично наполняется довольно вязким маслом (вяз-
кость от 200 до 300 секунд Сейболта при 37,8° (100° F). Во время опыта
это масло течет в предохранительную камеру, которая так сконструи-
рована, что ни одной капли этого масла не поступает в пипетку,
а в конце опыта оно снова втягивается назад в резервуар струи.
Наполнение пипетки. Небольшая чашка (50 сы®) с испытываемым
маслом помешается у копчика пипетки таким образом, чтобы кончик
пипетки был погружен в масло, масло втягивается в пипетку до уровня
немного выше нулевой ее отметки посредством всасывающего насоса,
соединенного с регулятором струи. Кран между регулятором струи
70
и предохранительной камерой закрывается, а между предохранительной
камерой и пипеткой оставляется открытым. После этого кончик пи-
петки досуха обтирается хлопчато-бумажной тряпкой.
Основание
суппорта
Суппорт
Насадка
Диаметр 1 мм
Увеличенный
разрез капилляр-
ной насадки
Поддержка с
~ заЖимом
Черт. 24. Аппарат Dimmig’a.
Далее чашку с дистиллированной водой ставят так, чтобы кончик
пипетки оказался в пей па 5 см ниже ее уровня. Эта чашка может
быть какой-угодно формы. Наиболее удобным типом для этой цели
является высокий стакан емкостью около 150 ел/3.
Определение. Погружение кончика пипетки в воду несколько вдавит
масло внутрь пипетки; это очень редко рекомендуется делать, так как
71
таким образом внутренний крап стеклянного кончика пинетки смачи-
вается водой и вследствие этого масло в дальнейшем будет приходить
в соприкосновение с водой, а не со стеклом. Это способствует образова-
нию гладких капель правильной формы. Так как кран между предохра-
нительной камерой и пипеткой открыт, то уровень масла в пипетке может
быть понижен до нулевой отметки посредством тщательной регулировки
крана, находящегося между регулятором струи и предохранительной
камерой. Масло, которое окажется па кончике пипетки, удаляется посред-
ством чистой стеклянной палочки.
Кран между регулятором струи и предохранительной камерой регули-
руется так, чтобы можно было вызывать медленное образование капель
на насадке. Очень важно, чтобы капли образовались медленно, особенно
последняя часть перед отрывом капли. Поэтому следует вести образо-
вание каждой капли по одной в течение 30 секунд (2 капли в минуту).
После небольшой практики экспериментатор будет в состоянии легко
регулировать такое образование капель и у него будут получаться пра-
вильные капли, что даст возможность получать совершенно точные
результаты.
При такой скорости образование капель останется только подсчиты-
вать, сколько капель образуется, пока мениск масла спадет до 1 или
2 см9. Градуировка около отметок первого и второго куб. сантиметров
дает возможность приостанавливать истечение масла в конце образова-
ния каждой капля. По истечении короткого промежутка времени (30 се-
кунд), данного на стекание масла со стенок пинетки, подсчитывается
точный объем вытекшего масла, образовавшего подсчитанное количество ка-
пель. Высчитывается размер капель и выражается их объем на 100 капель.
Два расширения пипетки дают возможность экспериментатору опери-
ровать с маслами, дающими совершенно различные размеры капель.
Так с маслами, которые имеют капли малого размера, будет достигнута
достаточная точность при подсчете числа капель, образовавшихся от
1 см9. При маслах с большими размерами капель ради точности необ-
ходимо подсчитывать количество капель от 2 саи®. Как правило следует
считать, что если 1 см9 масла образует меньше 10 капель, наблюдение
следует продолжать до отметки 2 см9.
Очистка пипетки. Пипетку можно легко очистить и удалить из нее
остаток масла от предыдущего определения посредством повторного
наполнения пипетки очень легким бензином. Это производится посред-
ством погружения ее кончика в легкий бензин и наполнения ее посред-
ством всасывания бензина в пипетку. Эта операция повторяется 4 или
5 раз. Струя воздуха, пропущенная после этой промывки через пипетку,
быстро ее высушивает.
Кислотность масла, ее определение и практическое значение.
Кислотность масла является причпной смолообразных отложений в сма-
зочной системе. Подобные отложения вследствие своей липкости осо-
бенно нежелательны.
Однако говорить, что „кислотность" масла вообще вредна, нельзя.
Существует много видов кислот, некоторые из которых при известных
условиях полезны, в то время как в других условиях вредны.-
Вообще же кислоты по их действию па смазочный продукт можно
разделить на опасные, безвредные н полезные.
72
Определение кислотности масла, с одной стороны, дает представление
о степени его очистки, а с другой — о степени „изношенности" масла.
В смазочном масле могут присутствовать неорганические и органиче-
ские кислоты.
Неорганические кислоты. В процессе обработки минерального масла
в качестве реактива для удаления из масла нежелательных соединений
употребляется серная кислота. Обычно после обработки масла серной
кислотой кислота нейтрализуется щелочью, после чего для удаления
щелочи масло тщательно промывается. Однако в масле вследствие не-
достаточно чистой отделки могут содержаться остатки серной кислоты.
Содержание серной кислоты в масле допускается в исключительно
малых количествах, не более 0,03%, считая их па ангидрид серной
кислоты (SO3).
В процессе длительной циркуляции масла в двигателе масло от со-
прикосновения с воздухом при действии высокой температуры и в при-
сутствии влаги окисляется и образуется так называемая нефтяная, или
нафтеновая, кислота. Эта кислота относится к очень слабым кислотам
и не оказывает заметного влияния на металлы за исключением ципка
п свинца.
Мягкие металлы, например свинец, цинк, подвержены действию нефтя-
ных кислот очень сильно, и это действие проявляется в образовании на
подшипниках из белого металла светлого налета, содержащего большой
процент этих металлов.
Минеральные масла содержат в себе обычно не более 0,01% нефтя-
ной кислоты; столь незначительное содержание, кислоты почти совер-
шенно не отражается на работе масла как смазочного продукта. Однако,
считаясь с тем, что с течением времени работы масла процент кислоты
увеличивается, его нельзя допускать выше 0,1 (считая его па S03).
В последнее время высказывается предположение, что незначительное
окисление масла является даже весьма ценным, так как значительно
уменьшает трение соприкасающихся между собой металлических поверх-
ностей, что объясняется как химическим взаимодействием между кисло-
той и металлом, меняющим характер поверхности, так и изменениями физи-
ческого строения масла, ведущими в обоих случаях к уменьшению трепня.
Органические кислоты. Все растительные и животные масла содержат
в себе органические кислоты, отличающиеся от кислот минеральных
масел содержанием в них углерода (С).
В этих маслах главным образом содержится „олеиновая кислота",
пли, как ее еще называют, „свободная жирная кислота".
Содержание свободных жирных кислот должно быть не более 1,6%.
Количество свободной жирной кислоты варьирует в зависимости от сорта
масла и степени его очистки.
Так животные масла обладают большей кислотностью, чем раститель-
ные масла. Касторовое масло обладает наименьшей кислотностью ' из
растительных, а костяное — из животных масел.
Если растительные пли животные масла смешиваются с минераль-
ным маслом, то полученное компаундированное масло будет содержать
известный процент олеиновой кислоты.
Олеиновая кислота, содержащаяся в компаундированном масле, если ее
процент незначителен, сравнительно мало активна по отношению к
73
металлу. Но, если в масле есть вода или оно подвергается нагреву, то
образуются эмульсия и липкие смолистые лакообразйые осадки, засоря-
ющие систему маслопроводов и вызывающие неполадки в системе смазки.
Масла, содержащие животные кислоты, разъедают металлы, образуя
металлические мыла, тем не менее не все металлы подвержены этому
действию, — найдено, что олово совершенно не подвержено этому дей-
ствию, а поэтому если масла соприкасаются с луженой поверхностью,
то окисляющего действия не будет. Поэтому рекомендуется тару для
хранения подобных масел, содержащих свободную жирную кислоту, а
также допускающие лужение детали двигателя, например маслопроводы,
покрывать полудой.
Чтобы судить о склонности смазочных масел к окислению и осмоле-
пмю, делались различного рода испытания: в одних определенное ко-
личество масла подвергается нагреванию в стеклянной посуде в тече-
ние определенного времени нри определенной температуре, после чего
масло подвергается *химнческому анализу; в других испытаниях изме-
ряется увеличение веса масла вследствие поглощения кислорода. По-
добные "испытания имеют значение лишь для сравнения одного масла
с другим.
Для суждения же о склонности масла к окислению служит коэфи-
циент омыления и иодное число. Коэфициент омыления является
числом граммов едкого кали (КОН), требуемого для омыления расти-
тельных или животных масел в количестве 1 000 г.
Определение числа омыления бывает необходимо при определении
характера и количества органических масел в смеси с минеральным
маслом, т. е. в компаундированном масле.
Если в смесь входит несколько сортов масел, то определить их от-
дельно очень трудно.
Иодным -числом называется количество граммов пода, поглощаемого
ненасыщенными соединениями, заключающимися в 100 г масла. Масла
органического происхождения обладают большим сродством с кислородом,
что проявляется в сильном окислении их и образовании осадков при
продолжительном хранении.
Иодное число является показателем этих свойств и основано на том
факте, что иод легко соединяется с такими веществами, которые имеют
склонность к окислению.
У органических масел (растительных и животных) иодное число очень
высоко, у неорганических масел (минеральных) — очень мало,
У минеральных масел, содержащих большое количество ненасыщен-
ных углеводородов (масла из шотландских сланцев), иодное число также
значительно.
Иодные числа для различных масел
1.	Высыхающее масло (льняное)........................... выше	170
2.	Пблувысыхающее (хлопковое, рыбий жир и китовый жир) .	100 — 170
3.	Невысыхающие масла:
{сурепное............................................. 98 — 104
касторовое...................... 82 —	8G
оливковое................... 79 -г-	88
из животных (свиное сало).......................... 53—	85
4.	Масло из шотландских сланцев (уд. вес 0,89) ........... 23
5.	Американские смазочные масла (парафинового основания). 10 — 16
6.	Русские минеральные масла.............................. 7
74
Определение минеральных кислот. Для определения свободной
минеральной кислоты поступают следующим образом. В разделительной
воронке взбалтывают 50 с.м8 испытываемого масла с двойным количеством
нагретой дистиллированной воды. После взбалтывания смеси дают в те-
чение 1/2 часа отстояться, собравшуюся в нижней части воропки водя-
ную вытяжку спускают в стакан н прибавляют 2—3 капли водного
раствора метилоранжа: появление розовой окраски укажет на присут-
ствие в масле свободной кислоты; при отсутствии последней водная
вытяжка должна иметь слабожелтую окраску. В случае сомнительного
оттенка цвета вытяжки делают поверку следующим образом. В литро-
вой колбе смешивают 200 с.м® масла с 200 см3 95-процентного пред-
варительно нейтрализованного спирта и нагревают на водяной оане,
часто взбалтывая. Затем приливают 200 с.м3 горячей воды, взбалтывают
смесь и, дав отстояться, отделяют водно-спиртовой раствор при помощи
разделительной воропки, после чего выпаривают его на водяной бане
до 100 см3 в фарфоровой чашке. Остаток отфильтровывают в колбу.
От прибавления капли раствора метилоранжа фильтрат не должен окра-
шиваться в розовый цвет.
Определение органических кислот. Определение кислотного коэ-
фициента производится растворением 10 г масла в 50 см3 95-процент-
пого спирта, предварительно нейтрализованного в присутствии фенол-
фталеина и последующим титрованием децппормальной спиртовой ще-
лочью. Полное растворение масла не необходимо, так как свободные жир-
ные кислоты растворяются в спирту легко. Конец реакции хорошо
виден.
Кислотный коэфициент выражается для минерального масла в про-
центах ангидрида серной кислоты, для касторового масла — в процентах
олеиновой кислоты.
Определение кислотности по методу A. S. Т. М. — 1. Для жиров.
Отвешивают точно 10 г масла в колбу, добавляют 50 см3 95-процент-
ного спирта, нейтрализованного слабым едким натром, и нагревают до
кипения. Встряхивают колбу, чтобы растворить свободные жирные ки-
слоты по возможности полно. Титруют горячую смесь водной 1/10
нормальной, свободной от карбоната щелочью, пользуясь в качестве
индикатора фенолфталеином. После каждого добавления щелочи встряхи-
вают колбу. Вычисляют кислотность в процентах па олеиновую кислоту
по уравнению:
1 см3 1/10 N щелочи = 0,0282 г олеиновой кислоты.
Может употребляться также щелочь, 1 см3 которой равняется 0,5%
олеиновой кислоты.
2. Для минеральных масел. Поступают так же, к^к при определении
кислотности жиров, за исключением смеси спирта, которая должна быть
приготовлена из равных частей дистиллированной воды и 95-процент-
ного спирта.
При титровании темноокрашенных минеральных масел реакция обна-
руживается лучше при употреблении в качестве индикатора alkali blue.
Определение числа омыления но методу A. S. Т. М. Необходимые
растворы. Алкогольный раствор для омыления. Разводят
58 г едкого кали в 500 с.м3 95-процентного ректификованного этило-
75
вого спирта. Дают раствору постоять в темном помещении. Сливают
прозрачную жидкость пли профильтровывают ее через асбестовый
фильтр и доливают 95-процентным спиртом до 1 л. Приготовленный
таким образом раствор должен стоять по меньшей мере 20 часов до
его нормализации.
Спирт. Очищают 95-процентный этиловый спирт окисью серебра
следующим способом: растворяют 1,5 г азотно-кислого серебра в 3 см3
воды, добавляют 1 л спирта н смешивают все в мерпой колбе с при-
тертой пробкой.. Растворяют 3 г едкого кали (полученного из спирта)
в 10—15 с.«3 подогретого спирта. После охлаждения постепенно при-
бавляют к едкому кали спиртовой раствор азотнокислого серебра, все
время размешивая. Затем дают осесть окиси серебра, декантруют проз-
рачный раствор и перегоняют его па водяной бане.
Стандартный раствор соляной кислоты. Полунормаль-
ный раствор.
Раствор фенолфталеина. Г г фенолфталеина растворяют
в 100 см3 спирта и воды.
Аппаратура. Омыление производится в экстракционной колбе с ши-
роким горлышком и плоским дном или в эрлепмейеровской колбе от
250 до 300 см3 емкостью. Колбу прп пагревапии соединяют с холодиль-
ником. Кипячение предпочтительно производить на электрической горя-
чей плите.
Определение концентрации щелочи. Это определение производится
дважды следующим образом.
Наливают в колбу точно 25 ем3 спиртового раствора едкого натра
из градуированной пинетки. Прежде чем налить раствор, кончик на-
ружной части пипетки следует -обтереть чистой фильтровальной бумагой
п ополоснуть 25 см3 нейтрального алкоголя. Если употребляется стан-
дартная бюретка, то па набирание и на выливание из нее жидкости
должно пттп не более 60 секунд. Соединяют колбу с обратным холо-
дильником и кипятят в ней раствор в течение 3 часов. Перед тем как
спять холодильник, промывают его несколькими кубическими сантимет-
рами нейтрального алкоголя; если в качестве холодильника употребляется
холодильник от аппарата Сокслета, то его кончик следует ополоскать
над колбой. Не давая остынуть раствору, титруют его 72 NI.IC1, беря
за индикатор 3 капли фенолфталеина. Общее количество куб. санти-
метров % NHCI, пошедшей на нейтрализацию щелочи, указывает па
концентрацию щелочного спиртового раствора.
Определение числа омыления. Для определения числа .омыления
чистых жиров или омыляемых масел берут от 2 до 3 г вещества. Для
масел, содержащих в себе свыше 30% жирных масел, берется около 5 г,
а для масел, содержащих меньше 30% жирных масел, берут около
10 г вещества.
Масло точно отвешивают, пользуясь градуировкой, небольшой пипет-
кой в омылнтельную колбу. Прибавляют к нему 25 см3 спиртового ра-
створа едкого калп и 25 см3 нейтрального алкоголя так же, как это
делается при определении концентрации раствора щелочи. Соединяют
колбу с холодильником и кипятят в течение 3 часов. Титруют, пе дав
остынуть раствору. Вычисляют число омыления по разности между ко-
личеством куб. сантиметров % NHC1, пошедшей па нейтрализацию ще-
76
лочп при омылении, и количеством куб. сантиметров ’/2 NTIC1, пошед-
шей па нейтрализацию щелочи прп определении ее концентрации. Из
двух последних определений берется средняя цифра.
Число омыления вычисляется по следующей формуле:
_____	разность ’/з NHC1 см3 X 28 05
число омыления — —5----------------—<---------.
вес масла (в г)
При определении „компаунда" в цилиндровом масле можно упот-
реблять нефтяной вфир в количестве 50 c.w3, но при этом следует поль-
зоваться экстрактором Сокслета. Колба аппарата Сокслета должна быть
присоединена к прибору через стеклянную трубку или шарик так, чтобы
этим приспособлением можно было давать ей наполняться нефтяным
эфиром до отказа.
Процентное содержание жира в компаундированном продукте может
быть вычислено по числу его омыления, если число омыления жира
известно. Если г 'о число омыления жира и число омыления ком-
уыдироваиног; } то следует применять следующую формулу:
процентное содержание жира =
100 X число омыления компаундированного масла
число омыления жира
Для вычислений можно пользоваться следующими числами омыления:
Числа «ияылшия различных каеел
Ж,,,,.,	Числа омы-
вры
ления
Масло из свиного сала........................ .	.	. 192 — 198
Говяжий жир...........................................193	— 198
Копытный жир ........................................ 193	— 209
Рыбий жир............................................  140	—193
Китовый жир..........................................  120	—140
Касторовое масло.................................  ‘	. 176 —187
Сурепное масло.......................................,170—179
Масло из бобов сои.........•......... ............. 139 —197
Масло земляного ореха................................186 — 197
Хлопковое масло.......................................191	— 197
Коричневое сурепное	масло............................  195	— 216
Продутое хлопковое масло....................... .210—225
Деграс...............................................110 — 210
Процентное содержание жира должно исчисляться по числу омыле-
ния посредством следующей формулы:
__	„___	„----------100 X число омыления образца
процентное содержание жира -----	1.
‘	число омыления я;ира
Число омыления жира, употребляемого как компаунд, обычно прини-
мается за 195, если не известен его сорт и его число омыления.
Маслянистость. Под маслянистостью надо понимать особое свой-
ство смазочных масел, определяющее их смазочную способность вне
зависимости от вязкости.
Маслянистость не имеет строгой связи с физическими свойствами
масла, и до сих пор еще пет точного способа ее измерения, так как
это свойство обнимает собой комплекс химико-физических явлений,
77
происходящих в смазочном продукте. Одним из характернейших свойств
маслянистости является свойство приставать к металлическим поверхно-
стям. Невидимому поэтому маслянистость очень сильно связана с по-
верхностны»1 натяжением. Так если смазанные поверхности отделить
друг от Дру1а, то слой смазки, находящийся между ними, тоже разде-
лится так, как если бы он состоял пз отдельных слоев.
Опыт показывает, что маслянистость больше у более вязких масел
одного и того же происхождения, но вместе с тем два масла с совер-
шенно одинаковой вязкостью могут обладать совершенно различной
маслянистостью.
При наличии сплошного слоя между трущимися поверхностями
„маслянистость" не оказывает заметного влияния на смазку; ее роль
начинает сказываться, когда при больших нагрузках и скоростях слой
смазки начинает разрушаться и наступает переход к сухому трению.
Это тот случай, когда масло образует между трущимися поверхностями
тончайшую адсорбционную пленку, защищающую трущиеся металлы
от заедания.
Опыт показывает, что в этом случае играет особо важную роль
химическая природа масла или отдельных входящих в него компо-
нентов.
Давно уже известно, что растительные и животные масла при боль-
ших удельных давлениях являются лучшими, чем минеральные; больше
того — наблюдения последних лет показали, что ничтожным добавлением
к минеральному маслу растительных или животных масел достигается
значительно большая маслянистость.
Ближайшее исследование явления маслянистости с точки зрения
молекулярной физики и рентгенографии привело к выводам, что сущ-
ность явления „маслянистости" заключается в специальной ориентации
по отношению к поверхности металла некоторых характерных активных
химических групп (например карбоксильных СООН и др.), вследствие
чего весь адсорбционный слой приобретает совершенно слоистое строе-
ние и ввиду взаимного притяжения между активными группами и
металлом оказывает громадное сопротивление всяким попыткам его
}еформацин.
Для определения „маслянистости" было предложено несколько мето-
дов, которые дата однако не вполне согласованные результаты; наи-
более важные из них: 1) способ Бахмана и Бригера, основанный на
определении теплоты смачивания маслом металла, 2) лето о, Дальвиц-
Вогенера, основанный на определении поверхностного натяжения,
которое находится в обратном отношении к маслянистости.
Зола и определение зольности. Содержание золы в масле заметно
только в маслах, которые сгущены мылами или плохо о шщены. Содер-
жание золы в масле характеризует степень промывки масла после его
очистки, а также и степень загрязнения его механическими примесями.
Дистиллятные минеральные масла не должны содержать в себе золы
больше О,О2°/о, растительные же масла, например касторовое, — О,О1°/о-
Определена г золы состоит в следующем.
В точно взвешенном платиновом тигле отвешивают 10—15 г масла,
ставят на песчаную баню и выпарива от до тех пор, пока на дне тигля
останется лишь сморщенная корочка (необходимо избегать воспламе-
78
нения масла). Далее нагревание ведут интенсивнее, и, когда в тигле
останется почти твердый угольный остаток, горелку отнимают и в тигель
прибавляют с копчика перочинного ножа немного азотнокислого аммо-
ния (NH4 (NO3)) и вновь осторожно и постепенно подогревают. Азотно-
кислый аммоний сперва плавится, а затем разлагается на H20+N203;
вода испаряется, а закись азота способствует сгоранию всего, что
должно сгореть; далее тигель накрывают крышкой и в течение 3—5 ми-
нут прокаливают до постоянного веса и полного сгорания всех видимых
углистых частиц на паяльном столике. По охлаждении тигля в экси-
каторе его точио взвешивают. Вес остатка находят по разности двух
взвешивании; перечисляя его на 160 весовых частей масла, получают
количество золы в процентах.
ОТОБРАНИЕ СРЕДНЕЙ ПРОБЫ И ПРАВИЛА ПРИЕМКИ
СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ
1.	Отобрание средней пробы производится техническим приемщиком
в присутствии представителя от поставщика.
2.	Перед отобранием средней пробы из бочки или бидона содер-
жимое последних нужно хорошо перемешать, чтобы отбираемая проба
возможно лучше характеризовала средний состав смазочного мате-
риала.
3.	От каждой партии отбираются две пробы. Пробы из бочки или
бидона набирают через, отверстие для пробки при помощи особого
шприца или насоса. Взятую в достаточном количестве пробу собирают
в совершенно чистые и сухие склянки с притертыми пробками емко-
стью каждая в 2 л. Горло и пробка обвертываются пергаментной
бумагой илп материей, обвязываются веревкой п запечатываются или
запломбировываются. На каждой склянке должен быть обязательно
наклеен ярлык с обозначением названия и марки масла, наименования
фирмы, числа, месяца и номера акта об отобрании пробы. Одна из проб
отсылается в лабораторию на исследование вместе с актом, другая
сохраняется на случай возникновения конфликтов для контрольного
испытания.
4.	Если принимаемая партия какого-нибудь одного смазочного масла
состоит из нескольких бочек, тогда берут пробу из каждой бочки в от-
дельные склянки в количестве, сообразованном с весом содержимого;
затем в один сосуд отливают от каждой пробы ровно по половине
и тщательным перемешиванием приготовляют смесь, отвечающую сред-
нему составу.
5.	Если принимаемая партия очень большая, тогда ограничиваются
взятием средней пробы до'5% от общего числа всех составляющих
партию бочек или бидонов.
6.	О состоявшемся отобрании средней пробы составляется подробный
акт. Подлинный остается у приемщика, а копия" отсылается вместе
с пробой в лабораторию.
7.	Если лабораторные испытания масла дадут отрицательные резуль-
таты, то берется вторая проба от двойного количества составляющих
партию бочек или бидонов; при получении отрицательных результатов
после повторного испытания вся партия бракуется.
79
8.	Тара поступающих на снабжение смазочных материалов должна
состоять из железных бочек или бидонов, удовлетворяющих техническим
условиям. Деревянные бочки не допускаются.
ИСПЫТАНИЕ МАСЛА НА РАБОТАЮЩЕМ ДВИГАТЕЛЕ
Большинство испытаний масел на двигателе внутреннего сгорания
имеет целью выяснить смазочную способность масла, расход и влияние
масла на работу двигателя и его долговечность.
Для сравнения относительной пригодности двух или более сортов
масел необходимо зти масла испытывать при одинаковых условиях,
характерных для нормальной работы двигателя данной конструкции.
Так как смазывающая способность масла в сильной степени зависит
от нагрузки, скорости и других конструктивных данных, причем различ-
ные сорта масел могут по разному реагировать на изменение одного
ьз этих факторов, то испытание масел следует производить на различ-
ных режимах работы двигателя.
При испытании необходимо производить следующие наблюдения
и замеры:
А. Время
1.	Время начала испытания.
2.	Время каждого измерения.
3.	Время окончания испытания.
4.	Сбщая продолжительность испытания.
В.	Количество
1	Количество масла, налитого в систему смазг'ч к началу испытания.
2.	Количество масла, добавленного в т :чение испытания.
3.	Количество масла в системе смазки в конце испытания.
4.	Вычислить удельный расход смазки, т. е. на 1 л. с. в час.
С.	Расход горючею
1.	Количество горючего в баке к на (алу испытания.
2.	Количество горючего, добавленного в течение испытания.
3.	Количество горючего в баке к конце испытания.
4.	Вычислить расход горючего на 1 л. с. в час.
JJ. Условия нагрузки
]. Число обопотчв в минуту.
2.	Эффективная мощность прп полней нагрузке при !'Д ее и при х/« измеряемой
на станке.
3.	Мощность по индикаторной диаграмме при тех же нагрузках, что и в преды-
дущем пункте, и без нагрузки.
4.	Вычислить механический ковфициент по; езного действия и вычертить кривую,
5.	Вычислить потерю на трение и вычертить юответствующую кривую.
К. Особые условия гюпъ.тания
1.	Температура и давление в помещении, где испытывается двигатель.
2.	7’эмпература подводимой воды.
3.	Температура отходящей воды.
4.	Количество циркулирующей в двигателе в единицу времени воды.
5.	Температура масла в карьере (в тех случаях, когда смазка производится
с помощью разбрызгивания).
6.	Температура масла в подшипниках (когда смазка принудительная код да-
влением).
7.	Температура воздуха около цилиндров.
8.	Температура отработанных газов.
9.	Момент зажигания.
30
10.	Анализ отработанного газа для определения полноты сгорайия.
11.	Анализ горючего и масла для определения их качества (фнвических в хими-
ческих свойств).
F. Наблюдения по окончании испытания
1.	Состояние двигателя в целом, цилиндра, поршня, колец, клапанов, шестерен,
свечей, определение их изношенности, полировки и отложения нагара.
2.	Характер и количество нагара.
3.	Анализ масла в картере для установления смазочной способности масла
(образцы масла следует брать через известные промежутки во время испытания).
В случае если испытание производится для сравнения смазывающей способности
масла на двух или более двигателях, следует к вышеуказанным прибавить еще следу-
ющие наблюдения:
1.	Диаметр и литраж цилиндра.
2.	Ход поршня и его длина.
3.	Диаметр и рабочая трущаяся поверхность поршня.
4.	Зазор между стенкой цилиндра и поршнем (если имеется эллипеность, то должен
быть установлен точный аллиле путем замера).
5.	Число и конструкция поршневых колец.
6.	Ширина поршневых колец.
7.	Давление поршневых колец.
8.	Состав металла поршня и колец.
9.	Диаметр и длина подшипников коленчатого вала и шатуна.
10.	Зазор для подшипников.
11.	Состав сплава для заливки подшипников.
12.	Система смазки (полное описание, включающее описание масляных канавок,
маслопроводов, паеосов, фильтров, емкость системы, скорость масла и т. д.).
13.	Система питания горючим (карбюратор, всасывающие патрубки).
14.	Система зажигания (магнето, свечи).
15.	Система охлаждения (воздушная или водяная).
16.	Цикл (двухтактный или четырехтактный).
17.	Отдельные конструктивные особенности испытуемого мотора.
6—Л. Таланов.
Глава Jli
сгг.ззик главнейших трущихся
деталей
ТЕОРИЯ СМАЗКИ СКОЛЬЗЯЩИХ подшипников
Исследования в области теории смазки ведут свое начало от экспе-
риментов Rennie в 1828 г. В 1870 г. Rankine установил, что трение
ровно смазаннЬтх поверхностей больше зависит от смазки (смазочного
материала), чем от природы этих поверхностен. В 1879 г. нроф. Thurston
в Корпельском университете доказал, что в хорошо смазанных подгапн-
никах нагрузку несет масляная пленка, находящаяся под давлением,
п что чем вязче смазка, тем больше нагрузочная способность подшип-
ника, а также его трение. В 1883 г. Петров проанализировал суще-
ствующие данные и пришел к выводу, что трение в хорошо смазанном
подшипнике обязано сопротивлению, создающемуся благодаря срезы-
ванию масляного слоя.
Beauchamp Tower в 1883 г., во время опытов с трением шеек вала,
определил распределение давления в масляной пленке, просверлив
в различных точках подшипника отверстия й соединив их с манометром.
Величина давления масла такова, что равнодействующая сила, напра-
вленная вверх, уравновешивает нагрузку на подшипник. Он нашел, что
максимум давления масла оказывается около середины нагруженного
подшипника и что это давление куда больше давления на подшипник,
определяемого делением общей нагрузки на проекцию площади. Соотно-
шение между максимальным давлением масла п давлением на подшип-
ник соответственно зависит от нагрузки, скорости трения, вязкости сма-
зочного материала, а также длины подшипника. Максимальное давление
на масло по крайней мере вдвое больше давления па подшипник;
отсюда становится ясным, почему мы должны выбирать белый металл,
имеющий предел сдавливания при рабочих температурах вдвое боль-
шим, чем величина давления на подшипник.
Osborne Reynolds в докладе, прочитанном перед Британской ассо-
циацией в Монреале в 1884 г., указал на способ применения гидро-
динамических уравнений к условиям, подобным существующим в иссле-
дованиях Tower’s, и этим невидимому доказал существование масля-
ной пленки высокого давления. Stokes и Rayleigh очевидно пришли
к подобным выводам приблизительно в это же самое время. Позднее
Reynolds доказал, что прп нагрузках, не создающих заедания подшип-
ника, масляная пленка имеет приблизительно ту же среднюю толщину.
Это объясняет результаты, достигнутые Tower’oM, доказывающие неза-
висимость трения от нагрузки.
82
Обычно изучение теории смазывания разделяется на три темы:
1) смазывание в состоянии покоя, 2) смазывание при низкой скорости,
3) смазывание при высокой скорости.
Трение покоя приписывается сцеплению выдающихся частей па
поверхностях подшипников. Стремление к сцеплению встречается
даже тогда, когда поверхности слегка разделены смазочным материа-
лом.
Когда нагрузка на подшипник увеличивается до таких пределов, что
толщина пленки уменьшается до одной, может быть двух молекул, то
естественно, что молекулы должны скользить поверх металла, если
между двумя поверхностями происходит какое-либо относительное дви-
жение; это явление было названо: предельная смазка. Некоторые
опыты, произведенные не так давно Dr. Т. Е. Stanton’oM, действительно
доказали существование этого давления при известных условиях высо-
кой нагрузки. В большинстве предыдущих исследований не уделялось
внимания этой форме смазывания; она упоминалась только как переход
от действительной смазки к заеданию.
Эта теория, основанная па молекулярных феноменах, известна как
адсорбция. В настоящее время считается, что две массивные поверх-
ности будут скользить одна по другой с небольшим фрикционным со-
противлением даже в том случае, если обе поверхности имеют адсорб-
ционный слой смазочного материала в одну молекулу толщиной. Экспе-
рименты с этой формой смазывания открыли некоторые существенные
свойства в смазочных маслах, известные под названием „ масляни-
стость “, невидимому совершенно независимые от свойств вязкости.
Медленная подача смазочного материала указывает на несовершен-
ство смазки. Медленная подача имеет место при смазывании подшип-
ников, у которых скорости слишком низки, чтобы поддержать масляную
пленку такой толщины, которая разъединяла бы поверхность подшип-
ника от шейки вала» При запуске двигателя и при низких скоростях,
даже при наличии слоя смазочного материала неровность поверхности
подшипника может создать сцепление с шейкой вала. Поэтому трение
покоя и трение при низкой скорости в большой степени зависит от
маслянистости и вязкости смазочного материала (прп этом последнее
свойство понижается вместе с повышением температуры), а ташке от
природы трущихся поверхностей.
При низкой скорости трения замечается очень мало разницы в дей-
ствии различных форм поверхностей (иными словами неважно, плоские
поверхности трения или цилиндрические), в то же время при высоких
скоростях трения замечено, что на коэфициент трепня несомненно ока-
зывают влияние как форма поверхности, так и природа смазочного ма-
териала. Также найдено, что при низких скоростях на величину коэфи-
циента трения метод смазывания оказывает меньше влияния, чем ирв
высоких скоростях.
Очевидно, что чем меньше будет сцепление из-за неровности поверх-
ности подшипника, тем меньше будет коэфициент трения;
Действию переменного сдавливания и прокатки масляного слоя при
набегании шейки вала на неровности подшипника противодействуют
вязкость и маслянистость смазочного материала. Так как скорость уве-
личивает объем смазочного масла, могущего быть протолкнутым между
6*	S3
трущимся поверхностями, то естественно слои смазочного материала
в подшипнике станет толще.
С увеличением скорости трения коэфициент трепня увеличивается, но
увеличение скорости в дальнейшем создает более толстый слой смазоч-
ного материала и тем самым снова уменьшает коэфициент трения до
нормальной величины.
Для полной смазки должно существовать известное соотношение между
давлением на подшипник, скоростью трения и абсолютной вязкостью
смазочного материала. Это соотношение неодинаково для различных
подшипников, так как оно зависит от конструкции, состояния поверх-
ностей подшипника, положения, имн занимаемого, и зазоров между
шейкой вала и подшипником.
При исследовапии области распространения полной смазки для под-
шипника жесткой конструкции было найдено, что величина коэфициента
трения р. определяется соотношением между давлением на подшип-
ник Р, числом оборотов в минуту шейки вала п и абсолютной вязкостью
смазочного материала в слое Z. Коэфициент трения у- увеличивается
Zn	Zn
вместе с увеличением — до тех пор, пока отношение — не достигнет
той величины, при которой происходит разрыв масляного слоя и полная
смазка более не существует. С того момента^ когда слой смазочного
материала разрывается (с момента заедания), степень увеличения коэфи-
цнента трения становится очень быстрой.
Нагрузка, которой подшипник может противостоять и в то же время
поддерживать полную смазку, зависит от произведения скорости шейки
вала п абсолютной вязкости слоя смазочного материала подшипника; спо-
собность подшипника нести нагрузку при малых скоростях невелика.
Пренебрегая действием искривления подшипника, его способность нести
нагрузку окажется безграничной, если произведение числа оборотов
в минуту и вязкости будет поддерживаться пропорциональным пагрузке.-
Коэфициент трения в момент заедания достигает минимума, следова-
тельно минимальное трение несовместимо с максимальной надежностью.
Допустимая величина для выражения — определяется моментом заеда-
ния. Если эта величина очень мала, коэфициент трения, а следова-
тельно и фрикционные потери сравнительно велики.
Изменение абсолютной вязкости в связи с температурой совершенно
различно для разнообразных смазочных масел. Температура в подшип-
нике повышается с увеличением скорости вращения шейки вала, но
в настоящее время пе существует еще простого метода для непосред-
ственного определения соотношения между скоростью и абсолютной вяз-
костью смазочного масла в масляном слое.
Количество циркулирующего масла пе должно только покрывать его
фактический расход (сгорание), а должно быть значительно больше,
чтобы пе было непрерывного повышения температуры масла из-за погло-
щения нм тепла от трения. Ранее уже указывалось, что смазка имеет
существенное значение в охлаждении трущихся поверхностей. Нельзя,
однако, предполагать, что это является единственным методом отвода
тепла, порождающегося трением, так как интовсивный оыюД тепла упи-
рается, с одной стероны, пли в повышение температуры .масляного слоя,
84
ведущее к понижению вязкости, а тем самым к разрыву масл ной пленки
и металлическому контактированию, или, с другой стороны, в требование
сильного охлаждения масла, создающее увеличение вязкости масла
в масляном слое.
Так как условия нагрузки и скорости являются величинами неремен-
ными, то та вязкость, которая была хороша при данном режиме работы
мотора, скажем, на максимальных оборотах, будет на другом режиме
недопустима.
Поэ .ому подбор вязкости масла нужно производить с некоторым коэфп-
циентом безопасности. Необходимо подчеркнуть, что степень повышения
температуры масла в подшипниках нельзя доводить свыше 4О°/о от нор-
мальной, так как это повлечет за собой сильное изменение вязкости
масла в масляном слое. Поэтому одновременно с гарантированием доста-
точного подвода масла к подшипникам (в целях отвода тепла) необхо-
димо также оперировать конструкцией самого подшипника в отношении
тепла рассеивания через металл, а именно отношения , материалом,
числом оборотов и нагрузкой.
Таким образом самый расчет сводится к определению конструктивных
размеров трущихся поверхностей и подачи масла должной вязкости1
масляным насосом.
Задача эта выполняется посредством установления некоторых харак-
терных показателей. Так например для боковой поверхности поршня
та им показателем является удельное давление горшпя, которое не
должно превышать 1,5 кг/см2 (в среднем), а для подпшпни ов вели-
чина ко, т. е. произведению средней нагрузки на скорость вращения,
пропорциональн й работе трения.
При расчете подшипника обычно задаются величиной работы трения,
снимаемой в 1 секунду с единицы площади. У двигател! Либерти
работа трения, или, как ее еще иначе называют, фактор трения, kv
для поршневого кольца составляет 290 кг/м в секунду, для среднего
коренного подшипника 530 кг/м в секунду, и(омежуточных — 293 кг/м
в секунду, для концевых — 295 кг/м в секунду.
Но допускаемая нагрузка зависит в сильной степени от вязкости
масла2. Поэтому измерения работы трения без учета влияния этого
фактора будут не сов ем верны.
Большое число исследователей пользуется в настоящее время следу-
ющей зависимостью, считая, что тре.йе пропорционально произведению
вязкости на скорость:
(1)
где F—сила трения;
к, — коэфициент пропорциональности (размерности);
Z—абсолютная вязкость;
и— число оборотов в минуту.
Подобное уравнение (1) является приемлемым только для того случая,
когда вязкость не меняется с давлением, каковое условие возможно
только в прекрасно сконструированных подшипниках, где размеры длины,
1 Считамсь со всеми факторами, влияющими на вязкость масла.
2 Зависящей, в свою очередь, ог температуры масла.
85
диаметра я зазора подобраны такими, что исключают возможность выда-
вливания смазки от перемены давления.
В большинстве случаев вышеприведенную формулу заменяют выра-
жением коэфициента трения:
Pi — к, —,	(2)
где Р-1 — коэфициент трепия;
7с2 — постоянный коэфициент размерности;
р— нагрузка на единицу проекции площади.
Комбинируя оба вышеприведенных уравнения (1) и (2), получаем:
Fa ~ ^4	>	(3)
-Г
где X-s ==-	, зависящим от выбранных единиц размерности, а также
и от размеров самого подшипника и шейки.
Данное значение коэфициента трепия ограничивается опять случаем,
когда толщина слоя масла достаточно толста, вращение шейки в под-
шипнике конпентрично н утечки масла с краев подшипника не суще-
ствует.
Для действительных условий подобное значение коэфициента трепия
будет слишком низко, и к вышеприведенному значению коэфициента
трения необходимо будет прибавить постоянный член а, являющийся
постоянным для подшипника данных размеров; тогда:
j*s=o4-fca	(4)
Вышеприведенная формула предложена Мак-Кий.
Формула эта опять справедлива только для подшипников определен-
ных размеров. Если же будут употребляться другие подшипники тех же
диаметра и длины, по с другими зазорами, то значения коэфициента
трения будут уже иные. Поэтому, деля в вышеприведенном уравне-
С ,	е .
нпп на отношение -у- (зазора к диаметру), получим результат:
^О+^Ж)] (5)
с
(отношение употребляется чаще, чем О, так как оно учитывает соче-
тание зазора с различными диаметрами).
На черт. 25 даны значения коэфициента трения ps, а на черт. 26
дапо семейство кривых, причем каждая кривая соответствует определен-
С
ному отношению
Как видно, при том же самом значении — с уменьшение зазора
/	(7 \
(т. е. коэфициент трения увеличивается.
Если скорость уменьшается прп постоянной нагрузке, то коэфициент
трения становится меньше и температура подшипника уменьшается,
в результате чего вязкость масла увеличивается и появляется тенденция
86
к увеличению значения ~  Другими словами, здесь появляется разру-
шительная обратная тенденция, ведущая обратно от режима тонко-
слоевой смазки.
Ч е р т. 26. Кривые, показывающие соотношения между
трением и зазором.
Те же причины появляются, если уменьшается вязкость при посто-
янной скорости и нагрузке.
Комбинируя уравнения (2) и (5). получим:
F**mp-\-rZn,	(6)
87
т. е.
T,=-k^ + -i-~cZn"	&
Это уравнение указывает, что, если при постоянной скорости и данном
масле нагрузка увеличивается, то трение тоже увеличивается. Это
является уже обратной тенденцией в направлении увеличения темпера-
туры масла с результатом уменьшения вязкости масла.
Уравнение (5) указывает, что увеличение нагрузки и результата
Zn
уменьшения вязкости масла ведут к уменьшению величины — и ведут
подшипник к режиму тонкослоевой смазки.
Исходя из этих выводов, желательно, чтобы величина для данного
подшипника была достаточно высока, так чтобы при любом увеличении
пагрузки и низких скоростях и вязкости масла не получались создание
условий перехода в работе подшипника на режим тонкослоевой смазки.
В уравнении (5) все величины, за исключением вязкости масла,
являются величинами конструктивными, которыми можно варьировать,
в то время как вязкость масла является величиной, зависящей как от
сорта выбранного масла, так и от температуры масляного слоя, каковой
находится в связи с мощностью, эквпгалентной теплу, рассеиваемому
подшипником, степенью проводимости тепла самим подшипником и раз-
ностью температур между температурой масла и температурой металла
подшипника.
Работу трения в подшипнике можно привести к следующему уравнению:
Н г= к D2 пр р L.	(8)
Комбинируя уравнения (5) н (8), получим:
+	(9)
Уравнение (9) показывает, в какой зависимости находится мощность
трения п соответственно Тепло трения, и, как видно из формулы, они
варьируются как с конструктивными условиями, так и с рабочими
условиями.
Как видно, тепло, порождаемое трением, будет обратно пропорцио-
нально диаметральному зазору и прямо пропорционально длине под-
шипника и вязкости употребляемого масла.
Так как тепло, порождаемое в подшипнике, при любых рабочих усло-
виях ведет к повышению температуры масла, то в результате всегда
будет наблюдаться уменьшение вязкости масла, что, в свою очередь,
Zn
ведет к уменьшению значения —.
Поэтому, видимо, должно существовать минимальное значение
диске которого итти не безопасно, так как может наступить режим
вв
тонкослоевой смазки, а затем авария иодпшхшпка. С этой цэлыо
при выборе значения ~ задаются обычно некоторым коэфициептом
безопасности, не допуская значения — ниже 284 для низких скоро-
стей и больших нагрузок.
Zi!
Выбор минимального значения ~ для низкой скорости п и макси-
мальной нагрузки р затем, очевидно, определяет наинизшую допустимую
вязкость масла я, для того чтобы поддерживать ~ выше выбранной
величины.
Если вязкость масла при определенной температуре хорошо известна,
а также изве тен температурный коэфициент вязкости в подшипнике,
то нетрудно определить по наинизшей допустимой вязкости те пределы
температуры, до которых масло может быть нагрето в подшипнике.
На таблице показано, как влияет выбор величины ~ при разных
скоростях и нагрузках на величину максимально допустимой темпера-
туры подшипника в градусах Цельсия.
Таблица 8
р	и число оборотов В MHHVTV	— - 142 Р		 -- 71 Р	г-п 	= 28,4 Р
1 000 х 0,0703	1000	89,5	115.5	160
1 000 X 0,0703	2000	115,5	147,5	215
1 000 X 0,0703	3 000	135	175,5	260
2 000 X 0.0703	1 000	70	89,5	125
2 000 X 0,0703	2 000	89,5	115,5	160
2 000 X 0,0703	3 000	104.5	135	189,5
3 000 X 0,0703	1 000	62,5	77,5	108
3 000 X 0,0703	2 000	77,5	99	138
3000 X 0,0703	3 000	89,5	J 15,5	160
4 000 X 0,0703	1000	55,5	70	96,5
4 000 X 0,0703	2 000	70	89,5	125
4 000 X 0,0703	3 000	82	104,5	141,5
5 000 X 0.0703	1000	51,2	65,5	89,5
5000 X 0,0703	2 000	65,5	84	115,5
5000 X 0,0703	3 000	76,2	95	135
Хотя минимальные значения — рекомендуются не ниже, чем 284,
но тем не менее в практике очень много подшипников работает с зна-
ченнем —, равным 142 и даже ниже.
Из таблицы видно, что максимальные допустимые температуры под-
Zn
шипника очень низки и что с увеличением значения — они умень-
шаются.
В то время как значения данные в таблице, значительно низкие,
Тем не менее выбор этих низких значений допускает уменьшение
89
вффективностп охлаждения подшипников. С другой стороны, низкое зна-
чение — снижает предел безопасности, так как любое внезапное не-
нормальное увеличение нагрузки может привести подшипник в неустой-
чивую область.
Компромиссным решением вопроса в этом случае будет необходимость
увязки между пределом безопасного значения теплом, порождаемым
в подшипнике, и эффективностью охлаждения подшипника.
В предыдущих рассуждениях предполагалось, что температура масла
во всем слое однообразна. Для практических целей это вполне допу-
стимо.
Рассмотрим секцию тонкого слоя масла в подшипнике шириной dx,
параллельную длине подшипника. Будем считать, что 0 — температура,
а к — термическая проводимость масла. Тогда можно написать следую-
щее условие.
Тепловой поток, идущий от секции, равен:
L ая ал3 J ’
где: —к~—тепловой поток, идущий в секцию,
— к-^ах — чистый тепловой поток, идущип от секции.
(Ю)
Для установления равновесия чистая степень теплового потока от
секции должна быть равна теплу hdx, создающемуся в этой секции
в единицу времени, где h есть тепло, порождаемое единицей объема
в единицу времени. Поэтому:
= —(И)
в то же время для вязкого потока
где I— толщина слоя масла.
Это уравнение (11) может быть интегрировано. Считая h постоянной
для г, постоянного во всех точках масляного слоя, скоростной гра-
V
диент -у- можно допусить тоже постоянным.
Тогда, интегрируем
0»^4-С1г+С2,	(12)
где и С2 постоянные.
Пусть температуры подшипника и шейки будут соответственно
©! н 02.
Тогда, если ж = О, О — 0t, и если ж = Z, = 02, следовательно
ж = 0
Х = 1	(13)
90
Далее, подставляя эти величины в уравнение (12), получим
А ГД г /в? ---------------	1	/4
® = е1 +(----1--^2к)Х~"2к е’	(14>
Уравнение (14) дает температуру 0 в любой точке х масляного
слоя.
Для нахождения максимальной температуры необходимо диферСнци-
ровать 0 по отношению х и результат приравнять нулю:
dQ _ 62 — ©, , Ы fix __
йг Т h 2к к "U
+	(15)
Поэтому
л = 0..-е. = ^+Ч-(1 + !=^)’	<“)
где Д0 есть максимальное увеличение температуры в масляном слое.
Если температура подшипника и шейки равна, тогда
ДО
877’
(17)
Для применения уравнения (16) или (17) в целях вычисления ДО не-
обходимо знать тепло, порождаемое в единице объема.
Для вязкого потока тепло, генерируемое с единицы повер хности
zv2	гл'2
равно , в то время как -=• равно теплу, генерируемому с единицы
с	1“	'
объема. Поэтому
h
гиг
7Г‘
Комбинируя уравнения (17) и (18), получим
. с «V3	7tWS3i3^/
^=~8к =Т—
(18)
(19)
так как
у = ~1)П.
Уравнение (19) годится для случая, когда температуры подшипника
и шейки равны друг другу.
Простое соотношение в общем случае может быть получено из урав-
нения (16) и (18).
Интересно отметить, что повышение температуры масляного слоя не
зависит от толщины слоя.
Если В выражено в дюймах, п — число оборотов в минуту, Z—-вяз-
кость, 7с—эргов в секунду на сантиметр и градус Цельсия, а ДО—градусы
91
Цельсия, тогда необходимо для перевода размерности вышеприведенную
формулу помножить па 1,792 X 10~5 .
де =
1,792 х 10-5itW3n3Z
8/с
(20)
Уравнений (19) основано на предположении, что температура масла
поднимается в связи с внутренним трением. В этом случае коэфициент
трения р. может быть дан уравнением:
и = 473 X 1(Г10
~ Z-п'
р
£
- D -
(21)
Подставляя значение Z из уравнения (21) в уравнение (20), получим:
ДО = 467	.	(22)
Повышение температуры в действительности должно быть выражено
большими значениями, чем это указывается на основании внутреннего
трения, так как коэфициент трения найден для подшипников большим,
чем это предполагается внутренним тренпем.
Считаем, что отношение действительного повышения температуры
к теоретическому повышению температуры равно отношению действи-
тельной 'генерации тепла к теоретической; тогда, подставляя высчитан-
ный коэфициент трения в уравнение (22), получим величину повыше-
ния температуры масляного слоя, очень близкую к действительному
значению.
Пользуясь уравнением (22), можно очень легко подсчитать величину
повышения температуры ДО для многих типичных случаев.
Для этих случаев Сможет быть взято равным 1,3X10*, что является
средней величиной для смазочных масел и незначительно только за-
висит от вязкости.
Эти незначительные повышения температур указывают, что генери-
руемое тепло движется от масляного слоя к металлическим частям под-
шипника очень быстро.
Поэтому главнейшая проблема в охлаждении подшипников заклю-
чается скорее в отводе тепла от металла подшипника, чем от масля-
ного слоя.
Циркуляция большого количества горячего масла через подшипники
не является нормальным разрешением проблемы охлаждения. Наибо-
лее рациональным методом является применение эффективных масля-
ных радиаторов и таких конструкций системы смазки, которые не
только достаточно снабжали бы маслом, но и давали бы гарантию эф-
фективной передачи тепла от металла подшипника к охлаждающему
маслу.
Такая система должна быть сконструирована, чтобы поддерживать
температуру масляного слоя значительно ниже, чем она существует
обычно у современных двигателей.
92
Применяя более эффективную систему для охлаждения масла н поД-
шишншов, можно допустить конструкцию подшипников для работы при
высоких и безопасных значениях
ЯП
У'
РАСПОЛОЖЕНИЕ ШЕЙКИ ВАЛА В ПОДШИПНИКЕ
Для существования жидкостного трения между шейкой вала и под-
шипником необходимо между ними иметь зазор 1) — d, где мог бы рас-
положиться слой масла.
Зазор легко может быть обнаружен, когда шейка вала находится
в состоянии покоя. Снизу в это время расстояние между шейкой и под-
шипником = 0, т. е. толщина слоя = 0, в то время как сверху обнару-
живается зазор D — d. Все это ясно видно па черт. 27.
Черт. 27. Положение шейки вала в подшипнике
в состоянии покоя.
При правильной установке подшипника и достаточной подаче масла
шейка вала отделена от подшипника пленкой масла.
Во время вращения вала прп условии жидкостного трения эксцен-
тричное расположение шейки не мЬжет иметь места; шейка должна
сместиться ближе к центру подшипника, чтобы между ней и поверх-
ностью подшипника мог расположиться слой масла.
Таким образом в результате образования пленки при вращении вала
получается известная эксцентричность шейки в подшипнике, завися-
щая, как показали опыты, от скорости вращения, вязкости смазки
и удельного давления.
93
На черт. 28 изображена шейка в момент выхода из состояния покоя
в направлении вращения.
При увеличении оборотов перемещение центра шейки, связанное
с уменьшением эксцентритета, происходит по некоторой кривой, при-
ближающейся к полуокружности с диаметром:
С|!ОК.
D- а
2	‘
По мере уменьшения эксцентриситета е растояние между шейкой и на-
груженной половинкой подшипника, равное наименьшей толщине сма-
зечного слоя Л, увеличивается.
Черт. 28. Положение шейки в момент выхода
из состояния покоя в направлении вращения.
Из черт. 29 можно уяснить геометрическую зависимость между вели-
чинами D, d, е, h.
Из этих соотношений вытекает следующая зависимость между наи-
меньшей толщиной смазочного слоя h, относительным эксцентрисите-
том X, диаметром шейки d и относительным зазором ф = —g—.
Толщина смазочного слоя
h — ек0К. — <?•
94
Так как Гюмбель, йа оснований гидродинамики, нашел точное соот-
ветствие формы кривой, описываемой центром шейки, полуокружности,
то можно заключить, что относительный эксцентриситет
X — —- = cos
€ пок.
Отсюда нетрудно определить п толщину масляного слоя Л, если
примем, что эксцентриситет покоя епок. = 1-
Черт. 29. Положение шейки вала в подшипнике
в состоянии движения.
Наименьшая толщина слоя смазки представится тогда в вида раз-
ности
а зазор с незагруженной стороны
с = 1 4- X.
Тогда толщина масляного слоя
7i — (1 X) вНОКа,
/13=(1._Х)
или наконец
/> = (!-*)
(Л —г?) 4
2	4
/^(1-Х) | ф (в ,м).
95
УСЛОВИЯ ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ЧИСТО ЖИДКОСТНОГО ТРЕНИЯ или
ДОПУСКАЕМАЯ НАИМЕНЬШАЯ ТОЛЩИНА СМАЗОЧНОГО СЛОЯ
Для обеспечения чисто жидкостного трения необходимо установить,
какая может быть допущена минимальная толщина смазочного слоя.
Слой смазки должен иметь такую минимальную величину, чтобы поверх-
ности вала и подшипника не соприкасались.
Для этого необходимо предварительно ознакомиться с характером
строения трущихся поверхностей.
Как бы тщательно не была отполирована металлическая поверхность,
она никогда не будет идеально гладкой.
Черт. 30. Характер трущихся цилиндрических
поверхностей.
На черт. 30 в увеличенном виде изображены неровности поверхностей
шейки вала и подшипника.
Все вышеприведенные формулы и расчеты относятся к „идеальным“
размерам. Действительные же размеры во избежание соприкосновения
поверхностей благодаря шероховатости пх должны отличаться от идеаль-
ных, т. е.
*•>& + %
чтобы в дальнейшем для удобства расчета могла быть введена величина
действительного диаметра шейки.
Необходимо условно допустить, что поверхность шейки идельно глад-
кая, т. е. что d,( = dE, а неровности шейки перенесены на поверхность
подшипника.
96
Правильность расчетов от этого допущения нисколько не пострадает.
~ Я —2 (84-М,
Х>д —d ~ (D — ф — 2 (§4-8 ),
т. е. действительный зазор равен идеальному, уменьшенному на двойную
сумму выступов.
Последнее равенство может быть упрощено допущением, что 6 — 8Х;
тогда
Вя — d~(D — d) 4 8.
Для ориентировочного представления величины выступов Фальц при-
водит таблицу, являющуюся результатом наблюдений проф. Берндта
над степенью обработки поверхностей в германских условиях.
Таблица 9
выступов 8 (в мм) обработанных поверхностей для мартеновской стали
1.	Обточенная......................................0,03 —0,04
2.	Обточенная п шлифованная шщ личной пилой........0,02 —0 03
3.	Обточенная и шлифованная личной нплой...........0,01 —0,02
4.	Чисто обточенная и шлифованная наждачным полотном № 1 0,00G—0,007
5.	Шлифованная наждачным кругом.................... 0,004—0.005
6.	Обработанная шлифовальным резцом и шлифованная наж-
дачным полотном Л» ОО (иди закаленная и шлифованная) 0,003—0,004
Для пгеек, обработанных на шлифовальном станке, высота выступов
для германских условий Фальцем принята в среднем:
8 == 0,005.
Для наших условий примем в среднем:
8 = 0,01.
Средняя величина выступов поверхности вкладышей подшипников,
залитых антифрикционным сплавом, развальцеванных п пришабренных,
для германских условий Фальцем принята:
8j = 0,005 мм.
Для наших условий примем в среднем:
8j = 0,01 мм.
Таким образом минимальная толщина смазочного слоя может быть
допущена:
&min = 8 4" 81 = °’02 л,л‘-
При h 8 + 8j .жидкостное трение переходит в полужпдкостное,
а затем и в полусухое.
На основании ргтссмотренных выше положений можно сделать следу-
Щие заключения.
7—'Л. Таланов,
97
1.	Благодаря совершенной обработке трущихся поверхностей допускае-
мая наименьшая толщина смазочного слоя может быть значительно
понижена, а вместе с тем повышено удельное давление.
2.	Приработка (притирка) трущихся поверхностей, происходящая при
условии полужидкостного трения, является естественным средством
уменьшения степени шероховатости.
3.	Приработка должна производиться при малых нагрузках; лишь
постепенно нагрузка может быть увеличена до нормальной.
4.	Величина коэфициента трения зависит от диаметра шейки вала,
от зазора (D — d) и от толщины масляного слоя; последняя в свою
очередь зависит от вязкости, зазора, удельного давления и относитель-
ной скорости.
5.	При данных нарузки, числе оборотов, отношении и вязкости
работа трения тем меньше, чем меньше диаметр шейки.
6.	Работа трения тем больше, чем больше наименьшая толщина
масляного слоя. Минимальное трение и эксплоатационная степень надеж-
ности работы механизма (при жидкостном трении) — две противополож-
ности.
7.	Рекомендуется в погоне за малым трением не увлекаться допуще-
нием слишком малых толщин смазочного слоя.
ЭКСПЛОАТАЦИОННАЯТЕМПЕРАТУРА МАСЛА И ПОДШИПНИКА
Как уже говорилось, величина работы трения в подшипнике зависит
от величины —, т. е. при неизменной величине зазоров работа трения
пропорциональна вязкости масла и скорости вращения вала и обратно
пропорциональна удельному давлению.
Очевидно, что при малых скоростях нагрев подшипника будет не
велик, при больших же скоростях, какие бывают у авиационного двига-
теля, нагрев подшипника от трения может быть очень велик. Если при
этом заметить, что вязкость масла, а также и его клиновое действие
падают с увеличением температуры подшипника, то легко понять, что
дело может дойти до такого нагрева, когда масло не будет способно
удерживать металлические поверхности на расстоянии друг от друга
и они придут в соприкосновение. Другими словами, с этого момента
жидкостное и даже полужидкостное трение прекратится и начнется сухое
трение со всеми вытекающими из него последствиями, а именно: заеда-
нием подшипника и выплавлением антифрикционного сплава.
Температура, при которой возможно начало заедания подшипника,
будет являться пределом температуры, до которой недопустимо доводить
работу подшнпнпка в процессе эксплоатации двигателя.
Поэтому следует употреблять или большое количество масла и на-
гнетать его в подшипники или по возможности охлаждать его, пропуская
через специальный масляный радиатор.
Как известно, условие существованпя жидкостного трения, в зависи-
мости от температуры подшипника, определяется следующим уравнением
равновесия тепла:
+ Q (<2-0 С,
98
где: Й—количество тепла, эквивалентное работе трення,
аа— количество тепла, уводимого через металл подшипника,
Q (£а — <i) С — количество тепла, уносимое маслом.
Поскольку для данного сорта масла масляный слой разрушается при
Zn
определенном предельном минимальном значении —, стремление под-
шипника повысить температуру при увеличении скорости должно ограни-
чиваться соответствующим охлаждением масла.
При малых значениях ~ коэфициент трения начинает резко увеличи-
ваться и создается недопустимый режим тонкослоевой смазки, ведущий
к с . иному увеличению работы трения, так как работа трения
Н —-к IPnPpL
зависит от трех переменных факторов, а именно п, Р, р.
Таким образом с увеличением числа оборотов п и ограниченной по-
даче масла будет происходить увеличение работы трения, ведущей
к неуклонному повышению температуры подшипника и температуры
масла и при некоторой температуре масла в подшипнике, способной
Zn
вследствие резкого уменьшения вязкости, а следовательно и —, при-
вести к тонкослоевой смазке.
Zn
Минимальное значение — , соответствующее моменту перехода в тонко-
слоевую смазку при данной температуре масляного слоя и числе обо-
ротов, является пределом допустимого повышения температуры масла
в подшипнике; поэтому дальнейшее стремление к повышению темпера-
туры масла с увеличением числа оборотов, а следовательно и уменьше-
ние вязкости должны предупреждаться охлаждением масла, поступающего
в подшипник.
Отсюда следует, что при данном количестве и сорте циркулирующего
черев подшипник масла охлаждение последнего необходимо только
с определенного критического числа оборотов и выше его, причем
степень охлаждения может допускать даже некоторое увеличение темпе-
ратуры масла, так как хотя это и будет вести к уменьшению вязкости,
входящей в формулу ~, но тем не менее, вследствие- увеличение я,
также входящего в формулу, величина — будет оставаться неизменной
и допустимой.
Все эти рассуждения справедливы при допущении, что нагрузка
остается постоянной. С увеличением нагрузки р необходимость в охлаж-
дении увеличивается.
На черт. 31 даны температуры входящего и выходящего из подшипника
масла и подогрев масла на моторе Паккард, работавшем на бензине.
Обращает на себя внимание небольшая разница в нагревании на,
внешней и дроссельной характеристиках мотора, несмотря на большую
разницу в мощностях, а следовательно и в нагрузках на подшипники.
Точно так же интересно отметить уменьшение в резкости возрастания
температуры масла с увеличением числа оборотов.
7*
99
Черт. 31. Характеристика, температура
и подогрев масла мотора Паккард.
Температура масла становится
постоянной тогда, когда тепло,
полученное маслом от нагретых
частей двигателя, равно теплу,
отданному маслом за время цир-
куляции. Но это равновесие не
может поддерживаться постоянно,
так как с увеличением числа обо-
ротов количество приобретаемого
маслом тепла возрастает быстрее,
чем циркуляция масла. Через
некоторое время температура
масла, поступающего в бак, пере-
ходит предел допустимых темпе-
ратур масла для хорошего охла-
ждения и смазки подшипников,
и очень возможно, что в связи
с этим в какой-либо точке под-
шипника произойдет выплавление
белого металла. Вследствие этого
становится совершенно необходи-
мой установка масляных радиато-
ров, приспособленных для регу-
лирования температуры масла.
ТЕПЛО, РАССЕИВАЕМОЕ ПОДШИПНИКОМ
Внимательное наблюдение за температурой подшипника выражается
в поддержании полной смазки и в подаче большего количества масла.
Тепло от трения частиц масла друг о друга будет уноситься уходящим
из подшипника маслом.
Количество масла, потребное в секунду на 1 ел»2 проекции площади
подшипника, может быть вычислено по следующему уравнению:
1	427ДЛ с ’
где: q —количество масла в кг.
/2-фактор трения
Р — коэфициент трения,
с — удельная теплота масла,
At — повышение температуры масла в подшипнике.
Пример. Величина q определена для типичного случая, в котором сделаны
следу ющпе предположения:
f = 38,5-^-,
‘ си2/с«с’
р. = 0,006,	_
с = 0,45,
At = 38°,
385-0,006
тогда q = -497.33.045 = °>0°°316 кг па 1 см2 проекции площади.
100
Не все масло, подаваемое подшипнику, участвует в охлаждении; часть
его может стекать с концов подшипника без прохождения между по-
верхностями под давлением.
Количество масла, стекающего с краев подшипника, зависит от отно-
шения длины подшипника к диаметру, скорости трепия, жесткости кон-
струкции подшипника, количества подаваемого масла, поддерживаемого
давления, метода введения масла и расстояния масляного отверстия
от конца подшипника. Чрезмерная утечка масла с краев подшипника
может создать излишнюю смазку цилиндра, которая в свою очередь
может привести к замасливанию камеры сгорания. Имеется предельное
количество масла, которое может безопасно циркулировать п охлаждать
подшипник.
Потеря на трение в подшипнике может быть определена следующим
уравнением:
= rto
а 75
где: 2V2 — потеря трения, выраженная в л. с.,
А —проекция рабочей площади (с.и2),
/3-фактор трения
Р — коэфициент трения.
Пример (Либерти-12).
= 0,75 л. с.
А = 33,7 см2,
f2 = 282
г	см-; сек ’
75-0,75	_
тогда р = зздт^вз °.°°6.
Количество масла, проходящего через двигатель Либертп-12 в ми-
нуту, равняется 4,55 л (3,94 кг), причем предполагается, что через
кривошипный подшипник проходит только половина этого количества
масла; тогда количество масла, расходуемое на 1 см2 проекции площади
подшипника, равняется
2	= 0,000162 кг на 1 с№ в сек.
Поставив определенные величины в вышеприведенное уравнение, мы
определим повышение температуры масла:
д Щ -	282-°>006	- 54 5°
а — 427.0,000162-0,45	’° '
Как видно из предыдущего, подогрев масла в подшипнике и вели-
чина подачи масла определяют количество тепла, уносимого маслом
из подшипника. Это тепло, развивающееся в результате работы трения,
меньше этой последней на величину теплоотвода картера из подшип-
ников,
101
а»
Тогда, обозначив способность отвода и излучения тепла подшипни-
ком через ае, можем найти количество масла Q, требующееся для охла-
ждения:
(«з-М е’
где: Q— количество масла в кг,
tx — температура подводимого масла,
t2 —	„ отводимого „ ,
с —удельная теплота масла,
Н—количество выделившегося тепла в подшипнике от работы трения.
а, — количество тепла, отводимого через металл подшипника.
У большинства моторов теплоотвод картера не играет заметной роли
и почти все тепло подшипника уносится маслом; поэтому подогрев масла
в подшипниках зависит от трения.
УСЛОВИЯ СМАЗКИ и износ подшипников
В конструкции подшипника должны быть рассмотрены три фактора:
1) способность нести необходимую нагрузку, 2) степень нзнсса рабочих
поверхностей, 3) потери энергии иа трение.
Необходимый масляный слой в подшипниках всегда поддерживается
благодаря разделяющему действию эксцентрично сидящего кривошипа.
На черт. 32 видно, что масло нз широ-
кого пространства А благодаря вращению
кривошипа увлекается в узкое простран-
ство 13, таким образом поверхности под-
шипника и шейки вала отделяются друг
от друга.
Для любого подшипника толщина слоя
масла и трение зависят исключительно от;
1) нагрузки, 2) окружной скорости шейки
вала и 3) вязкости масла. Влияние этих
трех факторов примерно следующее. Уве-
личение нагрузки дает увеличение тре-
ния ц уменьшение толщины масляного
слоя; увеличение скорости дает увеличение как трения, так и толщины
масляного слоя и вязкости масла. С увеличением нагрузки или скорости
увеличивается затрата тепловой энергии на преодоление трения, темпе-
ратура масла повышается, а вязкость уменьшается.
Поверхность подшипника никогда нс бывает абсолютно гладкой,
а масляный слой, покрывающий эту поверхность, не может быть ровным.
В местах, где выступы рабочих поверхностей врезаются в масляный
слой, последний оказывается незначительным, и здесь будут применимы
законы трения сухих поверхностей.
Сила трения в таких местах значительно выше, чем при смазанных
поверхностях. Главным фактором, уменьшающим трение при этих усло-
виях, оказывается химическое свойство масла, называемое „маслянисто-
стью". „Маслянистость" совершенно отлична от вязкости. Жидкие масла,
например спермацетовое илп сурепное, могут обладать маслянистостью,
значительно большей, чем вязкие масла. Установлено, что масла живот-
ного пли растительного происхождения значительно маслянистее, чем
102
Черт. 32. Клиновое дей-
ствие масла.
углеводородные—минеральные—масла. Очевидно, что если масло имеет
малую „маслянистость11, трение в выступающих точках будет чрезвы-
чайно высоким. Образующаяся от трения теплота, производя расшире-
ние металла, уменьшает толщину масляного слоя, и создается возмож-
ность заедания.
Таким образом влияние „маслянистости11 является важным только
там, где не может сохраниться сплошной масляный слой.
Когда условия смазки слишком тяжелы даже для существования
молекулярного слоя масла, поверхности приходят в действительное ме-
таллическое соприкосновение. Б этом случае слои масла становится
настолько тонок, что две поверхности приходят в зону молекулярного
сцепления, создавая этим чрезмерно высокие температуры. В результате
этого получается местное выплавление поверхностей. Если только это
случится, масляный слой немедленно изменится и выплавление подшип-
ника будет продолжаться до тех пор, пока подшипник окончательно
не „заест11 или не расплавится.
Если материал, образующий рабочую поверхность подшипника, имеет
низкую точку плавления, то подшипник легко расплавляется местами
или полностью. Местное плавление нередко происходит вследствие нали-
чия выступающей точки на рабочей поверхности подшипника. Плавле-
ние этих точек сразу может восстановить нормальный масляный слой
и во-время предотвратить всякое дальнейшее распространение поверх-
ностного плавления. Местное плавление обычно случается у подшип-
ников, залитых белым металлом; оно почти безвредно, когда нодшиинпк
новый или не слишком хорошо пригнан.
ИЗНОС ШЕЕК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА
Износ шейки вала происходит в результате попадания в подшипник
частиц грязи, приносимых маслом. Эти частицы большей частью так
малы, что не могут быть отфильтрованы и проводятся маслом внутрь
подшипника, а там забиваются в одну из более мягких рабочих поверх-
ностей. Так как наиболее мягкой поверхностью является белый металл
подшипника, то в него частицы грязи и будут забиваться. Выступающие
из белого металла частицы грязи, проходя сквозь масляный слой, будут
затирать шейку вала. Очевидно, что степень износа шейки также будет
зависеть от толщины масляного слоя, сквозь который, частицы грязи
должны проникнуть.
В целях уменьшения износа шейки желательно, чтобы существовало
возможно большее различие в твердости между двумя рабочими поверх-
ностями (подшипника и вала).
В большинстве систем смазки масло вначале подводится к коренным
подшипникам и от них уже направляется к кривошипным шейкам; по-
этому в коренных подшипниках осаждается большая часть твердых
частиц грязи, а следовательно коренные шейки вала изнашиваются
быстрее, чем кривошипные.
Вообще же говоря, степень износа прямо пропорциональна нагружен-
ностп подшипника и твердости рабочей поверхности шейки вала.
Быстрее всего обычно изнашивается та шейка вала, к которой в первую
очередь подводится масло и в подшипнике которой поэтому осаждается
большее количество твердых частиц.
ЮЗ
Обычно максимальный износ коленчатого вала наблюдается на сред-
них. коренных шейках, причиной чего является большая нагрузка этих
шеек. При равно нагруженных кривошипных и коренных шейках чаще
больший износ встречается в крмвошиппых шейках из-за неисправности
в заливке шатунных вкладышей.
Причины этих неисправностей следующие:
1)	шатунный вкладыш пмеет мепыпую способность отвода тепла,
а потому и меньше защищен от перегрева;
2)	опора вкладыша неудовлетворительна, так как является недоста-
точно жесткой, подвергающейся деформациям, что отражается на вкла-
дыше, создавая раскалывание залнвки.
Малейшее изменение в подаче масла в кривошипный подшипник
вызывает сильное нагревание вкладыша. Коренной подшипник нагре-
вается меньше благодаря способности отводить тепло через соприка-
сающийся с ним металл картера.
Поэтому в случае прекращения подачи масла раньше всего распла-
вляется кривошипный подшипник, что соответственно отражается и на
его шейке вала.
УСТРОЙСТВО КАНАВОК ДЛЯ МАСЛА
Иногда масло, выбранное совершенно правильно на основании теоре-
тических и практических данных, все же дает при работе скверный
результат. Причина тому — неправильная конструкция деталей подшип-
ника, например канавок для масла, острых кромок и т. и. Полезно
будет привести следующие выдержки, заимствованные из „Textile World
Journal
„Некоторые инженеры придерживаются того мнения, что желобки для
масла в подшипниках вредны, что они уменьшают напрасно площадь под-
шипника и дают только возможность беспрепятственному удалению масла.
„Эта теория упускает из виду то обстоятельство, что необходимо
иметь средство для подачи и распределения масла по поверхности под-
шипника и для удержания его там.
„Если эти функции благодаря желобкам в подшипниках выполняются
хороню, то они крайне необходимы. Во многих случаях, когда считали, что
жедобки и канавки для смазкп являются ненужными, приходилось наблю-
дать беспрерывные затруднения вследствие нагревания подшипников;
эти затруднения были впоследствии устранены исключительно дополни-
тельным устройством желобков, после чего работа стала нормальной".
Назначение желобков, пли канавок, для масла состоит в следующем:
а) снабдить подшипник приемом для получения масла; б) распределить
масло вдоль подшипника для того, чтобы вращающаяся часть, проходя
канавку или камеру с маслом, была им смочена; в) распределить масло
по всей поверхности подшипника; г) захватить масло, которое выжи-
мается к концам подшипника, и воспрепятствовать его полному удале-
нию и д) направить захваченное масло опять к центру подшипника.
„Инструкция для устройства канавок. При устройстве канавок чрезвычайно ваашо
руководствоваться следующими правилами:
„1. Но следует снабжать канавками обе поверхности подшипника и шейки; пра-
вильно делать канавки .тпщь на одной пз поверхностей и именно на поверхности
только подшипника.
104
,.2. Необходимо делать канавки достаточно глубокими и широкими. Часто их делают
настолько мелкими и узкими, что они быстро заполняются осадками и закупориваются.
В таких случаях подшипники начинают греться, и тогда необходимо остановить ма-
шину, снять крышку подшипника, поднять вал и очистить канавки. Трудно конечно
фиксировать какую-нибудь общую формулу дм размеров канавок, но можно руковод-
ствоваться следующим правилом для определения ширины желобка: помножить диаметр
шейки в дюймах' па 0,01 и прибавить 1/10 дм.; глубина желобка должна доставить поло-
вину ширины егр. Хорошо сконструированные подшипники должны быть снабжены
достаточным слоем баббита, чтобы можно было вырубить в нем канавку необходимой
глубины.
„3. Все кромки канавок следует хорошо закруглить. Это необходимо для гарантии
протекания масла из канавки па поверхность подшипника. Острые кромки производят
обратное действие, так как скребут масло с трущейся поверхности и натравляют его
в канавку. Округление кромок желобков — одно из самых важных условий, которым
к сожалению во многих случаях совершенно пренебрегают.
„4. Следует обратить внимание на направление вращения поверхности без канавок
по отношению к поверхности с канавками. Желобки, сделанные не в должном напра-
влении, будут выносить масло наружу, а не передвигать его к центру. Сила тяжести
масла окатывает весьма слабое влияние.
„5. Желобки нс следует проводить к краю подшипника, в противном случае это
облегчает удаление масла из подшипника".
Части машин с прямолинейным движением, например поршни, порш-
невые кольца и т. и., требуют особенного внимания в отношении дви-
жущихся кромок. Острые края должны быть устранены, так как они
препятствуют распространению масла по трущейся поверхности. Острый
передний конец конька у конькобежца не так сильно врезается в лед
и препятствует движению, как острый край поршневого кольца, соскре-
бающий масло со стенок цилиндра. Закругление пе должно быть чрез-
мерно, чтобы не уменьшить поверхности трення, по должно быть доста-
точным для того, чтобы кольцо наезжало на слой масла.
При прямолинейно движущихся частях существует значительное да-
вление в линии соприкосновения движущейся грани с трущейся поверх-
ностью. С увеличением вязкости и скорости движения оно увеличи-
вается. Инерция масляной волны и момент движения части образуют
противоположные усилия: масло стремится по инерции оставаться в том
месте, где движущаяся часть его встречает, вследствие чего является
результирующая сила, стремящаяся поднять движущуюся часть, дей-
ствуя наподобие клина.
НАГРУЗКА НА ПОДШИПНИК
При исследовании нагрузки на подшипник необходимо начертить
полярную диаграмму, указывающую величину и направление равнодей-
ствующей всех сил, действующих на подшипник в продолжение всего
цикла. В курсе механики двигателя описан метод составления поляр-
ной диаграммы как для коренного подшипника, так и для кривошип-
ного. Полярная диаграмма полностью иллюстрирует условия нагрузки
на подшипник, величину и направление равнодействующей в любой
точке цикла.
Наиболее важно определить по диаграмме максимальную силу.
Максимальная нагрузка прежде всего рассматривается как напряжение
мсталла подшипника, которое не должно быть превышено, а также с точки
зрения длительности периодов действия максимальной нагрузки. Дли-
тельный период высокой нагрузки может создать прорыв в пленке сма-
зочного материала между шейкой вала и подшипником.
105
Средняя нагрузка н окружная скорость являются факторами, приме-
няемыми при определении длины подшипника. При этом предполагается,
что диаметр подшипника был определен ранее из расчета безопасного
напряжения материала и крутящего момента двигателя. Средней на-
грузкой фактически является среднее арифметическое нз величин на-
грузок при различных положениях вала, примененных прн составлении
полярной диаграммы. Действительная длина подшипника (нс принимая
в расчет выступов) вычисляется по известному уравнению
где: L—действительная длина (в с.м),
А—требуемая проекция площади (в с.«2),
D—диаметр (в см).
Требуемая проекция площади подшипника находится путем деления
средней общей нагрузки на единицу безопасности нагрузки, т. е. сле-
дующим образом:
где: р—средняя общая нагрузка (в кг),
к—безопасная нагрузка (в кг нт 1 см2 проекции площади).
Безопасная нагрузка является величиной переменной, зависящей от
различных обстоятельств. Она в большей степени зависит от скорости,
что и принимается в рас гет при конструировании подшипника — употре-
блением фактора трепия, который равняется:
lr — kvr (в кг на 1 см2 X с.к в сек.)
где: vr — окружная скорость,
п — число оборотов.
Величина допустимого фактора трепия зависит от конструкции под-
шипника. Наиболее существенным при этом являются жесткость под-
шипника, достаточное снабжение маслом, отношение длины подшипника
к диаметру и поддержание в подшипнике должных зазоров. Поэтому
фактор трения и является величиной переменной, пределы которой
точно не определены.
Допустимые факторы трения в коренных подшипниках, так же как
в кривошипных, зависят от ряда условий. Жесткость коленчатого вала
и картера играет в прочности коренного подшипника значительную
роль. В общем для придания необходимой жесткости в коренном под-
шипнике встречается меньше затруднений, чем в кривошипном. Харак-
тер нагрузки на подшипник, а особенно па центральный коренной под-
шипник, требует все время достаточного количества подаваемого масла.
Факторы трения, вычисленные для корен ых подшинников, иногда
бывают ниже установленных для кривошипных подшшшпков того же
коленчатого вала.
106
расположение масляного ОТВЕРСТИЯ КРИЗОШИПНОЙ ШЕЙКИ
Одним из важнейших факторов в смазке подшипника кривошипной
шейки является способ введения масла в подшипник. Положение мас-
ляного отверстия кривошипной шейки в системах смазки под давлением
(когда масло вводится через полости, высверленные в коленчатом валу)
является немаловажным элементом в конструкции.
Желательно поддерживать идеальную смазку для кривошипных под-
шипников, не прибегая к высоким давлениям масла, так как последнее
вызывает чрезмерную утечку масла с краев. Давление внутри масля-
ного слоя подшипника возможно вдвое больше нагрузки на подшипник,
которая в среднем равна 49,2 ki/c№; поэтому бесполезно стараться
вводить масло в кривошипный подшипник в области высоких давлений.
При' существующих давлениях масла в авиационных двигателях (в пре-
делах от 2,1 кг/см* до 7 кг/см2) не приходится рассчитывать на пони-
жение давления в оболочке, если масляное отверстие находится под
точкой высокого давления. С другой стороны в областях низкого давле-
ния подаче масла несомненно способствовали бы существующие нагне-
тающие действия.
Из одной только полярной диаграммы сил (черт. 33) нельзя точно
определить наилучшее положение масляного отверстия в кривошипной
шейке, так как при этом трудно учесть элемент времени. Этот суще-
ственный элемент принят во внимание в диаграмме, названной диа-
граммой сравнительного износа (черт. 34).
В моторах, где смазка шейки кривошипа производится через вал,
место сверловки масляного отверстия в шейке имеет с точки зрения
надежности работы и прочности подшипника существенное значение.
Для определения места сверловки употребляют следующий метод,
в котором учитывается величина, направление и продолжительность
действия сил на каждый элемент поверхности шейки.
При определении износа шейки коленчатого вала давление на под-
шипник принимается распределенным равномерно по дуге в 180°.
Величину и направление сил, действующих относительно плоскости
кривошипа, получают через равные интервалы из полярной диаграммы
равнодействующей сил, действующих па шейку кривошипа.
Из центра шейки наносится ряд полуколец, представляющих равномерно
распределенную нагрузку на подшипник по дуге 180°. Середина каж-
дого полукольца находится на линии направления действующей силы.
Вадиальная толщина полукольца берется пропорционально величине
107
действующей силы в определенном масштабе. Нанеся полукольцо для
каждой силы и построив огибающую этих колец, получим поверхность,
рисующую сравнительный износ шейки кривошипа.
Наилучшим местом для масляного отверстия является место, где
радиальная толщина поверхности будет минимальна. Сравнительная
диаграмма износа, дающая определение наиболее выгодного места для
сверловки масляного отверстия, приведена на черт. 34.
Области высокого и низкого давления ясно обозначены шириной
затушеванной площади. Область низкого давления иногда допускает
некоторый выбор в положении масляного отверстия в кривошипной
шейке, но рекомендуется все же помещать масляное отверстие впереди
на удобном угловом расстоянии, в направлении вращения. Это делается
с том, чтобы предоставить масляному отверстию как можно больше вре-
мени для образования масляной плепки в областях низкого давления,
прежде чем наступит высокое давление.
Если отверстие, просверленное в центре шейки кривошипа, напол-
нено маслом, то его можно заставить функционировать как центробеж-
ный маслоочиститель, если только масло не вводится в подшипник
радиально от центра.
Если расположить масляное отверстие с одной сторопы оси кривошипа,
то создается сегмент, идущий наружу, не ш пути с направлением
течения масла. Все тяжелые вещества, например металлы, масляный
кокс, забрасываются центробежной силон в этот сегмент, и таким образом
предупреждается их прохождение в подшипник.
При разборке и осмотре коленчатого вала, работавшего в течение
долгого времени и имеющего подобное расположение масляных отвер-
стий, сегменты окажутся целиком наполненными тяжелым веществом,
похожим на грязь.
Анализ осадка, собранного пз нескольких кривошипных шеек, пока-
зал, что он содержит приблизительно 60% летучего вещества, состоя-
щего из 50% масла и 10% свободного углерода. В остающихся 40%
оказалось 30% стальных и железных частиц и 10% песку. Песок был
единственным материалом, способным причинить серьезные поврежде-
ния подшипнику. Тем не менее частицы тонких металлов, например
сталь и железо (в некоторых случаях были найдены следы меди, алю-
миния и др.), будут создавать некоторое стирающее действие в том
случае, если они попадут в царапины, сделанные песком. Это действие
обычно сильнее отражается на коренных подшипниках, так как они
получают масло в первую очередь, и особенно заметно в подшипнике,
находящемся вблизи масляного насоса.
На черт. 34 можно заметить, что площадь наименьшего давления
находится впереди оси кривошипа на 40°—50° по направлению вра-
щения; в то же время видно, что в положении, не достигающем 90°
осп кривошипа, давления высоки и что за этим положением следует
длительный период высокого давления.
Диаграммы сравнительного износа кривошипных шеек обычно совер-
шенно одинаковы для вертикального, V-образного и W-образного типа
двигателей. Очевидно, что в двигателях этого типа масляные отвер-
стия кривошипных шеек могут быть с успехом помещенными впереди оси
кривошипа па 40°—50°. В радиальных двигателях характеристики диа-
108
граммы не однообразны. Нагрузка благодаря относительно высокой
центробежной силе от всех шатунов, прикрепленных к одной шейке,
концентрируется на внутренней стороне кривошипной шейки; таким
образом остается широкая ненагружепная площадь на наружной стороне
кривошипной шейки, которая и служит для введения масла. Характе-
ристики всех этих сравнительных диаграмм износа будут слегка меняться
в зависимости от скорости и размеров двигателей.
ПРОТЕКАНИЕ МАСЛА ЧЕРЕЗ ПОДШИПНИК
Распределение масла по подшипникам зависит от: 1) вязкости масла — Z,
2) удельного давления на подшипник — Рт, 3) числа оборотов вала
в минуту — п, 4) давления масла в магистрали —р, 5) зазора подшип-
ника — 8, 6) площади сечения масляного отверстия — /, 7) коэфиця-
ента расхода масла — а, равного количеству масла, протекающему
в минуту через данное сечение при^=1 и Z=l.
Тогда расход масла через подшипник можно примерно выразить
так:
г, РпЪРт
G = —а.
Опыты, произведенные в НЛТИ инж. Фоминым и Кокаревым, пока-
зали, что распределение масла по корепным подшипникам двигатели
Либертн происходит неравномерно. Количество масла, протекающего
через подшипник, последовательно увеличивается по мере удаления
подшипника от масляной помпы.
Подобное явление как-будто бы противоречит обычным представле-
ниям о распределении масла по подшипникам, если учесть, что давле-
ние в магистрали падает по мере удаления от помпы.
Некоторые фирмы даже компенсируют это падение давления, делая
отверстия, подводящие масло к передним подшипникам большего диа-
метра, чем задние.
Подобное несоответствие в подаче масла, полученное на опыте
с двигателем Либерти, в сравнении с обычным представлением, объяс-
няется тем, что работа трения в подшипниках не однообразна, поэтому
и температура масляного слоя различных подшипников различна; тем-
пературе же масляного слоя соответствует п определенная вязкость
масла в подшипнике: с увеличением темературы вязкость уменьшае-
тся, а количество протекающего масла увеличивается.
Неравномерному протеканию масла через коренные подшипники
и его температуре будут соответствовать и выдавливание масла пз
кривошипных подшипников и степень его разбрызгивания.
Поэтому можно сделать вывод, что степень разбрызгивания масла
кривошипными подшипниками не будет равномерна, а следовательно
неравномерно будут смазываться и цилиндры.
В отношении протекания масла по подшипникам надо пользоваться
рассмотрением всех влияющих на это факторов.
Такими факторами будут являться все величины, входящие в фор-
мулу количества протекающего через подшипник масла.
На основании опытов КАТИ1 можно сделать следующие выводы:
1 Фолит и Кокорев, Трение в легких двигателях.
109
I.	Подача масла с увеличением температуры масляного слоя увели-
чивается.
II.	Подача масла с увеличением оборотов при других факторах, оста-
ющихся без изменения, не меняется.
III.	Практическое изменение зазора от приработки вала и подшип-
ника изменений в подачу масла не вносит.
IV.	При изменении удельного давления на подшипник расход не
меняется.
Что касается масла, протекающего через кривошипные подшипники,
то тут необходимо отметить два момента: попадание масла внутрь корен-
ной шейки и протекание его по зазору кривошипной шейки.
В основном протекание масла через кривошипный подшипник зави-
сит от действия центробежной силы массы столба масла, идущего
к отверстию наружной шейки.
При зтом если центробежные силы имеют достаточную величину
(большие обороты) для того, чтобы выдавить через зазор подшипника
все то количество масла, которое подается в коренную шейку, то по-
дача в коренные шейки определяет подачу в кривошипные подшипники.
Если же центробежные силы не в состоянии прогнать все то масло,
которое была бы в состоянии получить коренная шейка, то внутри
шейки может создаться добавочный напор, способствующий выдавли-
ванию масла из полости вала в кривошипный подшипник,
ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ПИТАНИЕ МАСЛОМ
До сих пор было очень мало данных, помогающих в определении
размера масляных отверстий и давления, необходимого для подшипни-
ков, смазываемых но системе периодических вдавливаний масла, Связь
между подшипником кривошипной шейки и масляной магистралью как
в отношении давления, так и в отношении потока масла была несколько
неопределенной.
Масло, доставляемое в подшипник шейки кривошипа через полый ко-
ленчатый вал, подается из масляной магистрали под давлением масля-
ной помпы, через отверстия в коренных шейках вала и подшипника,
периодически совпадающих.
Течение масла не непрерывно из-за равнины в давлении п в раз-
мерах масляных отверстий. Это обстоятельство привело к исследованиям
в области законов периодического течения масла с целью установления
полезных конструктивных данных.
Ниже приводимая эмпирическая формула* 1, получившаяся в резуль-
тате испытаний, может дать несколько нпзкие величины при высоких
давлениях и больших впускных отверстиях, но она совершенно правильна
при условии, что произведение давления на площадь впускного отвер-
стия не превысит 5 X® английской системе мор) и что поток масла не
более 10 галонов2 в час:
п — 1610(РЛ)
п ’
1 Взято из курса Энгель, Динамика и конструкция коленчатых валов.
3 1 галон = 4 546 л,
1 фунт па 1 дм.3 = 0,0702 кг/сл3,
1 дм.3 = 6,45 см3.
ПО
где: Q-—величество галопов в час,
Р — впускное давление (фунтов на 1 дм.2),
А — площадь впускного отверстия (в дм.3),
п — число оборотов двигателя в минуту.
Для установления количества масла, выходящего из боковых вы-
пускных отверстий, после того как масло проникло внутрь вала, произ-
водился также ряд испытаний.
Из результатов этих опытов видно, что количество масла, передава-
емое наружной стороне вала, зависит больше от величины впускного
отверстия, чем выпускного, и что центробежная сила масла внутри вала
производит очень небольшой эффект. Возникшая отсюда эмпирическая
формула применяется только к скоростям двигателя между 1 000
п2 000 об/мин. Эта формула совершенно подобна вышеуказанной»
Л,	1 810 РА
где Q — количество галонов в час,
Р — впускное давление (фунтов на 1 дм.2),
Л — площадь впускного отверстия (в дм.2),
и— число оборотов вала в минуту.
Показания давления, взятые внутри шейки вала, при различных
условиях скорости, впускного давления и размера впускного отверстия
указывают на то, что давление меняется прямо пропорционально впу-
скному давлению. Оно меняется также прямо пропорционально размеру
впускного отверстия, но согласно его диаметру, а не площади, что имело
место при количественных испытаниях.
Эти опыты показали, что падение давления, обязанное скорости, про-
исходит быстрее при высоких, чем низких давлениях. Было также заме-
чено внезапное падение давления при небольших впускных отверстиях
и низких впускных давлениях. Это можно объяснить предположением,
что утечка масла с подшипника вполне достаточна для освобождения
центра полой шейки вала от любого измеримого при этих условиях да-
вления. Следующее уравнение, полученное в результате этих опытов,
приблизительно верно для скоростей в пределах 500 и 1 500 об/мин.
При более высоких скоростях результаты для каждых 100 оборотов сверх
1 500 выше на 4%.
гдс:/)е — давление внутри полой шейкп вала (фунтов на 1 дм.2),
р— впускное давление (фунтов на 1 дм.2),
D — диаметр впускного отверстия (в дм.),
п— число оборотов вала в минуту.
Данные, взятые для боковых выпускных отверстий, показывают, что
давление меняется прямо пропорционально впускному давлению н диа-
метру впускного отверстия.
При больших выпускных отверстиях более высокие показания обязаны
центробежной силе, явившейся вследствие вращения большего объема
111
масла в радиальных отверстиях вала. Формула, выведенная из этих
опытов, верна для скоростей в пределах 500—2 000 об/мин.:
где: Ki — боковое выпускное давление (фунтов на 1 дм.2),
р — внутреннее давление (фунтов на 1 дм.2),
1)— диаметр впускного отверстия (в дм.),
п — число оборотов в минуту.
При свободном прохождении масла через вал с одной стороны до
другой оказалось, что показания давления, взятые в центре вала, зна-
чительно менялись, не придерживаясь никаких правил, могущих быть
выраженными простой формулой. Вообще при увеличении впускного да-
вления и величины впускного отверстия давление повышалось, при уве-
личении же скорости оно понижалось. При известных сочетаниях впуск-
ных и выпускных отверстий оказалось невозможным измерить какое-либо
давление в центре вала. Это имело место при употреблении маленьких
впускных и больших выпускных отверстий. Поскольку применение не-
больших выпускных отверстий нс приводит обязательно к повышению
давления в полой шейке вала даже при условии более высоких впускных
давлений, считается возможным поддерживать внутренние давления только
применением больших впускных отверстий и высоких впускных давлений.
В вышеизложенных исследованиях не принималось в расчет сопро-
тивление трения. Последнее для условий высокой скорости и легкой
нагрузки может быть вычислено по следующему уравнению:
Tf—
7 '	505000000 с ’
где: Tf—скручивающий момент от трения жидкости (фунто футов),
z — абсолютная вязкость,
D — диаметр вала (в дм.),
L — длина подшипника (в дм.),
с — зазоры на диаметре (в дм.),
п — число оборотов вала в минуту.
Обзор исследований периодического питания маслом указывает на не-
достатки в смазке подшипников некоторых существующих авиационных
или быстроходных автомобильных двигателей.
То обстоятельство, что давление масла внутри полого вала прп уве-
личении скорости уменьшается, объясняет недостатки смазки двигате-
лей, работающих при особо высокой скорости. Там, где снабжение маслом
кривошипных подшипников очевидно недостаточно, необходимо применить
один или больше из трех возможных способов исправления этого недочета,
а именно: 1) увеличить размер масляного отверстия, 2) увеличить масляное
давление или 3) снабдить шейку вала в плоскости вращения канавкой,
чтобы достигнуть более постоянного притока масла.
При вычислении масляного давления на кривошипный подшипник но
предыдущим уравнениям надо прибавить центробежную силу от дей-
ствия находящегося в вале масла.
Для определения факторов, влияющих на утечку масла из подшип-
ников, производились опыты, результаты которых указывают, что утечка
112
Масла увеличивается с числом оборотов и уменьшается с длиной под-
шипника. Увеличение происходит прямопропорционально давлению вхо-
дящего масла, причем зазор в пределах опытов пе имел значения. Воз-
можно, что с большим зазором количество вытекающего из подшипника
масла значительно увеличится.
ЗАКОНЫ ТРЕНИЯ ДЛЯ ШАРИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ
1.	При увеличении нагрузки коэфициент трепня шарикоподшипников
с гладкими кольцами (обоймами) уменьшается, а с желобчатыми кольцами
увеличивается, но остается более постоянным, чем у обыкновенных сколь-
зящих подшипников.
2.	Коэфициент трения шарикоподшипников практически постоянен при
всех скоростях, хотя и имеет некоторую тенденцию к уменьшению при
увеличении скорости.
3.	Коэфициент трения нс зависит от температуры подшипника.
4.	Начальное усилие практически равно рабочему усилию.
5.	При смазке правильно спроектированного подшипника трение
слегка возрастает и наоборот уменьшается в случае неправильно
спроектированного подшипника.
6.	Если подшипник пе перегружен, то он почти не дает износа.
7.	Сопротивление трепию при прочих равпых условиях у больших
шариков меньше, чем у малых шариков.
8.	Безопасная нагрузка данного подшипника уменьшается при увели-
чении скорости вращения шариков.
ЗАКОНЫ ТРЕНИЯ ДЛЯ РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ
1.	Коэфициент трения роликовых подшипников больше при малых
нагрузках, чем при больших, но он более постоянен, чем в обыкновенных
скользящих подшипниках.
2.	Коэфициент трения роликоподшипников, в которых совершенно
отсутствует осевое давление и происходит только чистое качение, практи-
чески постоянен при всех скоростях; при осевом давлении в роликовых
подшипниках трение уменьшается с увеличением скорости.
3.	Коэфициент трения не зависит от температуры подшипника, если
только не наблюдается очень большого осевого давления.
4.	Начальное усилие лишь немного больше рабочего усилия.
5.	В хорошо обработанных подшипниках смазка не оказывает значи-
тельного влияния на трение.
6.	Сильный износ роликов наблюдается в тех случаях, когда враща-
ющиеся части и корпус не закалены и недостаточно тщательно обрабо-
таны, особенно при наличии осевого давления.
7.	Осевое давление на роликп находится в прямой зависимости
от нагрузки на подшипник и обычно уменьшается с увеличением
скорости. С изменением направления вращения меняется и направление
давления.
8.	Прн прочих равных условиях сопротивление трению в подшипниках
с большими роликами бывает меньше, чем в подшипниках с малыми
роликами.
9.	Безопасная нагрузка для данного подшипника уменьшается с увели-
чением скорости вращения ролика.
В—Л. Таланов.
113
Выдавли&ание метала из
под ролика
Черт. 35. Выдавливание
металла^из-под ролика.
СМАЗНА ШАРИКОВЫХ И РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ
Из вышеприведенных законов трения видно, что в шариковых под-
шипниках трение меньше благодаря отсутствию осевого давления,
но здесь возникает трение между шариками н стенками гнезд обоймы,
в которых шарики вращаются.
Необходимо коснуться еще одного вида трения, существующего как
в роликовых, так и шариковых подшипниках; дело в том, что шарики,
ролики и кольца несколько эластичны, и следовательно вместо точки
н линии касания соприкосновение у них будет происходить по окруж-
ности пли прямоугольнику.
На черт. 35 показано, .как выдавливается металл сзади и спереди
ролика. Соприкасаясь с роликом, поверхность кольца слегка растяги-
вается, а затем вновь сокращается — при этом
возникает трение между роликом и кольцом.
Чем эластичнее шарики, ролики или кольца,
тем больше будет трение; поэтому им всегда
придают твердость посредством закалки, тем
не менее такого рода трение, хотя и неболь-
шое, всегда будет существовать.
Смазка таких точек, вернее говоря, поверх-
ностей, затрудняется значительным давлением
и кроме того возникающим добавочным жид-
костным трением.
В общем можно считать, что трение во всех подшипниках остается прак-
тически неизменным независимо от того, применяется ли смазка пли нет.
Основное назначение смазки шариковых и роликовых подшипников
заключается в предупреждении образования ржавчины и поддержании
шариков и колец в чистом отполированном виде.
Повреждения шариковых или роликовых подшипников весьма часто
вызываются попаданием в них грязи, стружек и т. п., поэтому следует
тщательно предупреждать возможность проникновения в подшипники
каких-либо загрязнений.
Хорошим средством для очистки является сода, растворенная в ки-
пящей воде (1 часть соды на 25 частей воды); для удаления пыли
и грязи подшипник погружается несколько раз в этот состав, а затем
помещается в чистый керосин и выдерживается в нем до тех пор, пока
все поверхности пе станут блестящими н чистыми.
УПОРНЫЕ ПОДШИПНИКИ
Благодаря пропеллеру весь крутящий момент, переданный коленчатому
валу, превращается в силу тяги, направленную вдоль оси вала про-
пеллера.
Давление на упорный подшипник благодаря этой силе, по сравнению
с давлениями в других типах двигателей, у которых превращение кру-
тящего момента в работу происходит иными способами, относительно
высоко. Поэтому обычно для упорного подшипника требуется шариковый
подшипник.
В большинстве двигателей упорные подшипники располагаются Там,
где они могут получать обильную подачу масла разбрызгиванием от при-
114
бегающего коренного подшипника. Цель установки масленки заключается
пе только в смазке подшипника, сколько в предохранении его от ржав-
чины. Если двигатель не подвергся основательной чистке и пе был
соответствующим образом подготовлен для хранения, то пары масла,
испаряющегося из картера, могут оказать очень сильное действие
на незащищенные стальные части двигателя.
При шариковых подшипниках это имеет особое значение, и поэтому
упорный подшипник располагается так, чтобы не подвергаться парам
масла, испаряющимся в картере. С этой целью применяется частичное
погружение подшипника в масло.
ТРЕНИЕ ПОРШНЯ
Па основании большого числа опытов (иронЕвзденных Рикардо, Стантон,
Беккер, Фоминым и Кокаревым) можно считать, что характер трепня
поршней подчиняется законам скорее полужидкостпого, чем жидкостного
трения, поскольку в работающем двигателе трудно отрицать невозможность
непосредственного соприкосновения поршня и стенок цилиндра, могущего
произойти вследствие неправильности поверхностей, коробления, рисок
и нагара.
Таким образом некоторая зависимость треппя от бокового давления
существует, и можно считать, что боковое давление поршня на стенку
цилиндра способствует износу поверхностей как поршня, так н цилиндра
и вследствие трепия ведет к некоторой потере мощности.
Величина равнодействующей бокового давления поршня на стенку
цилиндра зависит как от давления газа, так и силы инерции, среднее
значение которых, отнесенное ко всему циклу, больше, чем силы давления
газов.
Так как сила инерции зависит от скорости двигателя и веса поршня,
то в любом быстроходном двигателе уменьшение веса поршни является
единственным сродством уменьшения бокового давления поршня на стенку
цилиндра.
С уменьшением нормального давления представляется возможным
уменьшить и рабочую боковую поверхность поршня, достигая этим
уменьшения трущейся рабочей поверхности поршня.
Нерабочие части поверхности поршня выгодно по возможности удалить
так, чтобы поверхность, на которую распространяется масляный слой,
была возможно меньшей.
На заедание поршня удельное давление оказывает незначительное
влияние. Основными причинами заедания надо считать: расширение
поршня и вследствие этого изменение зазора, а также степень смазан-
ности трущихся поверхностей и состояние смазки.
УСЛОВИЯ СМАЗКИ ЦИЛИНДРА И ПОРШНЯ
Смазывание стенок цилиндра особенно отличается от смазывания
остальных частей двигателя ввиду наличия внутри цилиндра очень
высоких температур. Как и везде, масло здесь употребляется для умень-
шения трения и изнашивания поверхностей поршня, поршневых колец
и цилиндра. Здесь значительно труднее, чем в подшипниках, добиться.
8*	115
Масляное кольцо
Черт. 36. Смазка цилиндра и
поршня.
чтобы кольца и поршень двигались по слою масла, края Колец скорей
будут соскабливать масло, чем захватывать его под себя.
Большой зазор между поршнем и цилиндром, заполненный слоем масла,
уменьшает трение, малый — увеличивает. Но при большом зазоре может
получиться прорыв газов из цилиндра, в результате чего масло со стенки
цилнпдра будет сгоняться. Поршневые кольца должны задерживать газ
внутри цилиндра в не давать ему прорваться; кольца должны плотно
прилегать к стенкам цилиндра. Слой масла на стенках цилиндра умень-
шает трение колец и способствует герметичности цилиндра.
При движении поршня вниз (всасы-
вающий ход поршня) нижний край коль-
ца соскабливает часть масла со стенок
цилиндра. Образуется значительная
масса масла, которая не допускает про-
рыва воздуха из картера в цилиндр
и дает возможность поршню засосать
в цилиндр полную порцию горючей
смеси. Па стенках цилиндра при этом
остается масляный слой, подверженный
действию поступающей смеси. При низ-
ких температурах смесь, конденсируясь
на стенках, смешивается с маслом
и растворяет его, в результате чего
может получиться неполная герметич-
ность цилиндра из-за утечки разжижен-
ного масла со стенки цилиндра (черт. 36).
При ходе сжатия масло собирается на
верхнем крае кольца и противодействует
прорыву сжатых газов. Температура
внутри цилиндра, в конце хода сжатия, в зависимости от степени сжатия,
начальной температуры газа и отвода тепла от стенки цилиндра, дохо-
дит до 550°. Повышение температуры способствует испарению масла
и частичному разложению его. Максимальная температура внутри ци-
линдра (примерно 1 500°), при которой возможно воспламенение масла,
развивается, когда поршень находится у верхней мертвой точки, т. е.
когда бблыпая часть масляного слоя бывает закрыта поршнем. При
рабочем ходе поршня давление газа в цилиндре, действуя на масло, остав-
шееся в верхней части цилиндра, проталкивает его вниз, вытесняя из
зазора под кольцо. Если имеется несколько колец, то масло, отогнанное
газами от верхнего кольца, будет скопляться у следующих колец и этим
препятствовать прорыву газа (черт. 36).
Как только смесь воспламенилась и начался рабочий ход поршня,
слой смазки открывается и становится подверженным действию высоких
температур (температура в это время доходит до 2 500°, в дальнейшем
понижаясь). Этих температур более чем достаточно для воспламенения
всех известных масел (самая высшая точка воспламенения для масел
не превышает 380°).
Ясно, что при этом получается разложение масла с выделением
свободного углерода, так называемая карбонизация масла* Скорость
разложения (карбонизация) увеличивается с увеличением температуры
116
и давления в цилиндре. В результате карбонизации масла стенки
цилиндров и камера сжатия покрываются слоем углеродистого отло-
жения—кокса. Поршни, скользя по цилиндрам, соскребают коте, сме-
шивают его с большим количеством неразложившегося масла и образуют
уплотненную массу — нагар. Частицы нагара, отскакана! от стенки
цилиндра, попадают в зазор между поршнем и цилиндром. Поршень,
растирая нагар, вызывает изнашивание колец и цилиндра. Выпускные
клапаны благодаря своим высоким температурам способствуют обра-
зованию нагара на тарелочках и седлах, что ведет к заеданию
клапанов, неполному закрытию их и даже к короблению. То же полу-
чается с впускными клапанами, но в меньшей степени благодаря более
низким температурам впускного клапана. Отложение нагара на электродах
свечей дает короткое замыкание и отсутствие искры в свече.
Летучее масло уменьшает нагарообразование, испаряясь без разло-
жения; оно в виде дыма выходит в выхлопную трубу. Слишком обильная
смазка цилиндра сопровождается забрызгиванием свечей и всей камеры
сгорания, что ведет к еще большему нагарообразованию. Это обилие
смазки зависит как от системы смазки, так и от вязкости масла. Упо-
требление более вязкого масла способствует уменьшению проникновения
масла в камеру сгорания.
Характер нагара зависит от сорта масла. Одни масла дают кристал-
лический, очень липкий нагар, это — нагар, трудно удаляемый. Другие
масла дают мягкий хлопковидный, клочковатый нагар — легко удаляемый.
При неполном сгорании топлива образуется много сажи. Если на днище
поршня и стенках камеры сгорания имеется толстый слой масла, то сажа,
прилипая к нему, дает начало образованию нагара. Неполное сгорание
смеси происходит по причине ненадлежащего момента зажигания. Урегу-
лировав качество смеси, момент зажигания и пр., можно избегнуть
образования нагара.
В период вытал ивающего хода поршня температура внутри цилин-
дра доходит до 900° и разложение масла продолжается. Одной поверх-
ностью слой масла соприкасается с очень горячими газами, другой —
прилегает к сравнительно холодным стенкам. Хорошее охлаждение бу-
дет способствовать стойкости масла.
Нагар, загораясь от горящей смеси в период такта расширения,
продолжает тлеть и в период такта сжатия и тем самым может дать
начало преждевременным вспышкам смеси. Таким образом главным
затруднением в смазке цилиндра двигателя внутреннего сгорания
и особенно в быстроходных типах является возможность нагарообра-
зованпя.
В целях уменьшения нагарообразования нужно остерегаться черес-
чур обильной смазки цилиндра и прохождения масла сквозь поршневые
кольца в камеру сгорания.
Прохождение масла в камеру сгорания происходит вследствие: 1) уси-
ленного выдавливанит масла из-под колец при нисходящем ходе пор-
шня; 2) движения поршневых колец в направляющих канавках поршня.
Причины прохода масла мимо поршневых колец в камеру сгорания
следующие.
При движении поршня вниз масло выжимается вверх относи-
тельно поршневых колец, так как движение поршня вместе с боковым
117
давлением его на стенку цилиндра вызывает достаточно высокое гид-
равлическое давление.
В верхнем положении поршня кольцо силой инерции прижато к верх-
ней полке канавки и весь промежуток между кольцом и поршнем будет
заполнен маслом.
Когда поршень движется вниз, кольцо остается прижатым к полке,
в то время как пространства между кольцами и нижней стенкой кана-
вок наполняются маслом, снимаемым со стенки цилиндра острыми кром-
ками кольца.
В момент остановки поршня в нижней мертвой точке кольцо но
инерции с силой прижимается к нижней полке канавки и вытесняет
масло в верхнюю часть канавки.
При следующем движении поршня вверх кольцо в верхней мертвой
тачке снова прижимается к верхней точке и вытеснит масло из зазора
в камеру сгорания.
Таким образом движение поршневых колец в их пазах действует как
насос, подавая масло в пространство сгорания.
Значительные затруднения в конструкции поршней вызывали свой-
сгва поршней засасывать масло в камеру сгорания при работе двига-
тзля на малых оборотах.
Эти затруднения особенно велики с алюминиевыми поршнями; алю-
миний, обладая высоким коэфициентом расширения, требует большого
зазора между поршнем и стенкой цилиндра. При незначительной на-
грузке двигателя поршень недостаточно нагревается и недостаточно
расширяется для уничтожения большого зазора. В зазоре скопляется
большое количество масла, которое благодаря нагнетающему действию
колец выбрасывается в камеру сгорания.
Чтобы ограничить подкачивающее действие и прохождение масла
в камеру сгорания, нужно:
1)	возможно плотно пригонять кольца к канавкам;
2)	кольца делать плотно прижатыми к стенке цилиндра, не давая
таким образом маслу проскальзывать через зазор.
3)	В поршне у канавки нпжнего кольца делают ряд отверстий, через
которые соскабливаемое со стенки цилиндра масло может свободно сте-
кать во внутреннюю полость поршня; этот метод должен применяться
только для канавки самого нижнего кольца, так как в противном случае
подобные сверления могут вовлечь за собой пропуск газа.
4)	Поршень снабжается специальным кольцом, регулирующим смазку.
Это кольцо помещается в канавке, ближайшей к нижйсму поршневому
кольцу. Оно отличается от обыкновенных колец своим острым нижним
краем н желобком на внешней поверхности. В желобок собирается сни-
маемое со стенок цилиндра излишнее масло и по насквозь прорезанным
отверстиям проникает на дно поршневой канавки, откуда через отвер-
стие в поршне возвращается в картер двигателя.
5)	Кольцо сидит в канавке с меньшим зазором, чем верхние уплот-
няющие кольца. Под кольцом канавка проточена глубже, пз канавки
проточен ряд сверлений; ниже кольца сделана кольцевая выточка, по
окружности которой выполнен ряд сверлений.
Кольца делают специального сечения со скосом сверху. Благодаря
скосу кольца площадь соприкосновения его с цилиндром уменьшается,
JJ8
но зато значительно возрастает удельное давление л прохождение
масла между кольцом и цилиндром затрудняется. Масло же, попавшее
между поршнем и кольцом, вытечет через сверления внутрь поршня.
С увеличением числа оборотов двигателя нагнетающее действие колец
увеличивается и расход масла повышается.
ТРЕНИЕ И ИЗНОС ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ
Причинами замены поршней на двигателе являются: 1) падение
мощности двигателя, 2) прорыв газов из камеры сгорания в картер
Черт. 37. Температуры поршня из серого чугуна
и легкого сплава.
двигателя, 3) увеличение расхода масла свыше допустимых пределов,
4) увеличение расхода горючего свыше допустимых пределов, 5) „хло-
панье" поршня в цилиндре.
Бее эти дефекты связаны отнюдь не с взносом оболочки поршня, а с из-
носом поршневых колец, нх канавок, а также с износом стенки цилиндра.
Чем сильнее будет износ кольцевых канавок, тем сильнее будет износ
колец и стенки цилиндра и тем хуже будут условия смазки;
Рассмотрим условия работы поршневых колец.
Прежде всего необходимо определить температурные условия в ра-
боте колец и нх канавок.
77.9
На черт. 37 показаны температуры в кольцевой части поршня. Нор-
мально температура в первой от дпища поршня кольцевой канавке
приближается к 200°, если поршень из легкого сплава, и к 300°, если
поршень чугунный. В особо суровых условиях эти температуры могут
быть на 20—50% выше.
Черт. 38 Влияние температуры на твердость, по Брииелю,
поршней из различных материалов.
Температура воспламенения смазочных масел очень близка к этим
температурам, и если при 200° нормальная смазка еще осуществима,
то при 300° она становится невозможной, так как в кольцевой канавке
скопляются отложения масляного кокса и кольцо застревает в канавке.
Кроме того необходимо иметь в виду, что верхнее кольцо непосред-
ственно соприкасается с горячими га ами п что поэтому температура
его даже выше, чем температура его канавки,
120
Большее количество тепла, передаваемого от донышка поршня
к стенке цилиндра, будет проходить через верхнее кольцо. Поэтому
температура верхнего кольца будет выше, чем нпжннх колец.
Суровые температурные условия первого кольца сказываются на по-
нижении его механической прочности; первое кольцо по сравнению
с нижними кольцами теряет способность сопротивления скручивающему
моменту в значительно большей степени.
Вопрос о влиянии температуры на трение поршней обстоятельно
исследован Кохом (Dr. Koch) и описан в его работе: „Характеристика
материала поршней в связи с сопротивлениями его износа".
Черт. 39. Коэфициент износа поршней из различных металлов.
Рядом многочисленных таблиц и кривых в этой работе показано, что
твердость по Бринелю при температуре около 200° у всех легких
сплавов значительно падает по сравнению с твердостью при стандарт-
ной температуре.
Из этих исследований видно, что наилучшие данные твердости по
Бринелю для поршней из легких сплавов все же не достигают дан-
ных для литого чугуна (черт. 38).
Это явление вполне подтверждается как практически, так и теоре-
тически.
Установлено, что в» св.язп с переходом в конструкции двигателей
с чугунных поршней на поршни из легких сплавов срок жнзнн послед-
них уменьшился.
Важнейшей особенностью литого чугуна является то, что его меха-
нические свойства заметно не уменьшаются при изменении темпера-
туры с 300 до 400°.
Вместо того чтобы брать твердость по Бринелю как мерило сопро-
тивляемости износу, возьмем результаты действительных износов, при-
веденных в упомянутом докладе.
121
Было найдено, что даже при стандартной температуре 20° сущест-
вуют следующие условия износа (черт. 39):
Износ сплава по серому чугуну.................1,о
Другие мсдно-адюминиевые сплавы по серому
чугуну....................................0,8—.1,2
Алюминиево-селикоповые сплавы по серому чугупу 0,6—0,8
Серый чугун по серому чугуну..................0,2—0,45
За единицу сравнения, как видно, здесь взят сплав.
С повышением температуры до 200° разница в износе серого чугуна
и легких сплавов увеличивается.
Все это говорит за то, что ни поршень из серого чугуна с его отно-
сительно высокой температурой у верхней канавки для кольца, ни пор-
шень из легкого сплава с его низкой сопротивляемостью износу канавки
для кольца (отнюдь не юбочки) не являются идеальными.
Черт. 40. Различные конструкции поршней с гнездами из серого чугуна
для колец.
Попытки получить легкие сплавы для поршней, дающие большую
твердость при высоких температурах (по крайней мере 100 по Бри-
нелю при 300°), не увенчались успехом.
Dipl. Ing. Е. Mahle удалось разрешить вопрос об износе канавок для
колец комбинированием легкого сплава и серого чугуна.
Вопрос в принципе разрешается очень просто — в обыкновенном
поршне из легкого сплава впрессовываются специальные кольца из ли-
того чугуна, в которых уже вытачиваются канавки для поршневых ко-
лец. На черт. 40 показано большое количество различных конструкций
подобных поршней с чугунными кольцедержателями.
Подобные конструкции представляют то преимущество, что низкая
температура кольцевой части поршня из легкого сплава комбинируется
с прекрасной сопротивляемостью серого чугуна износу.
Подобная конструкция поршня увеличивает продолжительность жизни
стенки цилиндра, колец и кольцевых канавок.
Опыты, произведенные с такими поршнями, показали, что осевой
износ чугунного гнезда для кольца после работы поршня, соответству-
ющей 63 500 милям пробега поршня, равен 0,01 мм. Износ самих ко-
лец несколько больше указанной величины. Износ стенки цилиндра был
122
столь незначителен, что совсем пе наблюдалось заметного увеличения
расхода смазки за весь период работы поршня.
В Германии поршни с чугунными гнездами для колец нашли себе
место в двигателях Даймеер-Бенц и Майбах.
ТРЕНИЕ И СМАЗКА ПОРШНЕВОГО ПАЛЬЦА
Условия смазки поршневою пальца. Пальцы поршней ввиду их не-
большого диаметра находятся в еще более худших условиях в отноше-
нии нагрузки, чем шейки коленчатого вала. Давление в них доходит
до 200 кг на 1 см8. Благодаря колебательному движению верхней го-
ловки шатуна износ поверхностей пальца и подшипника будет неоди-
наков. В результате износа палец и подшипник приобретают эллипти-
ческое сечение. Этот недостаток может быть устранен постановкой сво-
бодно плавающей втулки (имеющей возможность вращаться). Иногда
и самим пальцам дают возможность вращаться во втулках и алюминие-
вых приливах поршня.
Постановка плавающей втулки уменьшает местный износ поршневого
пальца; производя разделение поршневого пальца от головки шатуна,
вращаясь медленнее, чем колеблется головка, она уменьшает окружную
скорость, а следовательно и фактор нагрузки.
Постановка свободно плавающею пальца уменьшает относительную
скорость двух трущихся поверхностей и фактор нагрузки. Создается
уменьшение износа и равномерное распределение его по всей поверх-
ности трущихся деталей. Постановка свободно плавающего пальца дает
возможность в случае исчезновения или уменьшения смазки в месте
сочленения пальца с верхней головкой шатуна вращаться пальцу во
втулках поршня, что предохраняет палец от заедания.
ТРЕНИЕ И УСЛОВИЯ СМАЗКИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
Зубчатые передачи (в авиационных двигателях) находят себе приме-
нение в приводах кулачковых валов магнето, водяной, масляной и бен-
зиновой помп, в механических стартерах и наконец в радиаторах
и газораспределении.
Потеря энергии на трепне в зубчатых передачах (в авиационном
двигателе) доходит до 10 % от всей потерн энергии па преодоление
трения.
В зубчатой передаче потеря энергнп происходит в зубцах вследствие
их трения; в неправильно выполненных передачах возникает потеря
из-за шабрящего действия зубцов.
Так как величину каждой потерн определить в отдельности трудно,
то обычно довольствуются знанием коэфициента полезного действия 7],
который обнимает все эти потери. У неточно выполненных передач
с необработанными зубцами шестерен коэфициент полезного действия
в среднем достигает т)=0,92. Прп обработанных зубцах и обильцрй
смазке его можно считать равным: т]=0,95.
Густое смазочное масло повышает коэфициент полезного действия
в среднем на 1,7%.
Потеря энергии, происходящая вследствие трения зубцов при точном
их выполнении, незначительна; прп обильной смазке она не превышает
0,5%. Прп изношенных или необработанных зубцах получается значи-
123
тельная потеря, происходящая вследствие продолжительного скольже-
ния вершины зубца по профилю. Это явление называется „зацепле-
нием вершины зубца** в отличие от нормального зацепления профиля,
происходящего на соответствующих участках линии зацепления. При
втом ножка ведущего зубца захватывает вершину ведомого зубца еще
до начала нормального зацепления, а вершина ведущего зубца продолжает
давить на ножку ведомого после окончания их нормального зацепления.
Благодаря этому увеличивается продолжительность зацепления зубцов.
При зацеплении вершин не происходит нормального перекатывания
одного профиля по другому, а получается шабрение или царапанье
острой кромкой боковой поверхности зубца. Это вызывает значительный
износ зубцов и большие колебания в передаточном числе.
Скольжение ведомого зубца по ножке веду-
шего направлено внутрь, а по головке — наружу
(черт. 41 и 42). В направлении же, противопо-
ложном скольжению, ведущий зубец движется
по ведомому.
Ведсмый зубец
Ведущий зубец
Черт. 41. Направле-
ние скольжения зуб-
цов.
Черт. 42. Влияние формы профиля.
В полюсе зацепления происходит смена направлений скольжения.
На хорошо приработавшихся зубчатых колесах можно наблюдать ясную
пограничную линию между отшлифованными по противоположным
направлениям головкой и ножкой зуба. На смазанных шестернях в этом
месте остаются жировые нити.
Вследствие большого упора скольжение, направленное к основанию
зубца, вызывает большой износ. Поэтому ножка ведущего зубца и го-
ловка ведомого подвергаются большему износу, чем остальные участки
зубцов.
Изменение профиля зависит кроме того от сопротивляемости мате-
риала зубца, от передаточного числа, продолжительности зацепления.
При благоприятных условиях совместная работа нескольких пар зубцов
может уменьшить износ наиболее подверженных этому участков
профиля.
Кроме износа участка профиля А/ (черт. 43), участвующего в зацеп-
лении, происходит еще выработка участка но ки, лежащего ниже ра-
бочей кромки. Это происходит благодаря смещению наружного края
124
Ч е р т. 43. Износ участка
профиля.
профиля зубца с первоначального положения; относительный путь вер-
шины зубца начинает пересекать профиль работающего с ним зубца.
Вершина, не находя свободного выхода,
начинает себе таковой вырабатывать.
Этот процесс показан на черт. 44.
фрезерующее действие вершины зубца свя-
зано с возникновением силы 0, направление
которой значительно отклоняется от направ-
ления касательной. Эта сила производит зна-
чительное давление на осп и может быть
причиной сотрясения шестерен и даже по-
ломки.
Износ, изменяя профиль зубца, ведет к на-
рушению правильности зацепления. В заце-
пление, которое для пары профилей может
продолжаться только на длине шага, всту-
пают наиболее удаленные участки, так что
цепления постоянно изменяет свою форму.
Износ точек профиля, лежащих на начальной окружности, происхо-
дит в местах, где существует скорость скольжения, т. е. во всех точ-
действительная линия ва-
Ч е р т. 44. Скольжение зубьев двух шестерен.
ках зацепления за исключением полюса С. Прп изношенных зубцах
толчки от перескакивания зацепления с зубца на зубец делают ход
шестерен неспокойным.
При больших окружных скоростях приходится считаться помимо дина-
мических нагрузок с трением в зубцах шестерен. Рассчитанные только
па прочность зубчатые колеса непригодны для работы с большими
скоростями.
Износ боковых профилей зубцов незначителен но сравнению с исти-
ранием, производимым вершиной зубца. В этих случаях кромка зубца
действует как шабер и в короткое время вырабатывает у оснований
зубцов большие виадпны. Причиной быстрого износа зубцов является
125
скорее неправильность зацепления, чем нагрузка шестерен. Поэтому
быстро вращающиеся шестерни должны изготовляться чрезвычайно точно.
Против естественного износа боковых поверхностей зубцов необхо-
димо принимать нее меры, потому что у изношенных зубцов нарушается
правильность работы, кромки начинают истирать участки у оснований
и в результате все зацепление очень быстро расстраивается.
Из формулы трения впдно, что износ уменьшается с увеличением
диаметра шестерни, длины зубцов и числа, зубцов. С другой стороны
уменьшить Понос можно соответственным выбором материала. Распола-
гая материалы в порядке возрастания их твердости, мы получим сле-
дующий ряд: чугун, литая сталь, прокатная сталь, никелевая сталь.
При чрезвычайно высокой нагрузке, имеющей место в авиамоторах,
применяют хромоникелевую сталь, которую подвергают тепловой обра-
ботке и закалке.
Но так как шестерни прп закалке обыкновенно „ведет®, то для испра-
вления возникших деформаций зубцы подвергаются шлифовке, чем одно-
временно достигается гладкость рабочих поверхностей.
Таким образом, подвергая шестерни закалке и шлифовке, удается
свести износ зубцов до минимума.
Наконец понизить износ можно при помощи обильной смазки.
ХАРАКТЕР ПОВЕРХНОСТЕЙ СОПРИКОСНОВЕНИЯ ЗУБЦОВ
В ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧАХ
В период времени, когда зубец одной шестерни приходит в соприкос-
новение с зубцом другой шестерни, зубцы сначала находятся в контакте
катания, а затем в контакте скольжения.
Площадь соприкосновения зубцов чрезвычайно мала, а давление на
1 см2 площади соприкосновения при нормальной передаче чрезвычайно
высоко. Если бы материал зубцов совершенно не обладал упругостью,
зубцы имели бы контакт по одной линии, давление на единицу площади
было бы равно бесконечности; при этих условиях не могло бы быть
слоя смазки между зубцами и смазка была бы невозможной. Но в силу
упругости металла поверхности зубцов в месте их соприкосновения
друг с другом слегка выпрямляются, образуя контакт по плоскости;
ширина плоскости контакта зависит от нагрузки и упругости металла.
Если нагрузка на единицу площади контакта так велика, что пре-
восходит предел упругости металла, то будут происходить постоянная
деформация и изнашивание зубцов.
Нагрузка на единицу поверхности зубца не должна вызывать его
постоянной деформации. По этой причине шприпа плоскостей соприкос-
новения в зубцах бывает всегда мала, а давление на единицу пло-
щади всегда ниже предела упругости металла; исключением являются
случаи, когда нагрузка передачи очень мала, а скорость велика, так
что слой смазки не будет вытесняться ввиду краткости момента со-
прикосновения зубцов; во всех же других случаях едва ли возможно
наличие слоя смазки между плоскостями контакта зубцов.
СМАЗКА ВО ВРЕМЯ КОНТАКТА КАТАНИЯ
В момент, Когда зубья находятся в контакте катания, высокое давле-
ние па единицу площади соприкосновения вызывает выжимание масла
126
йз места контакта зубцов, что препятствует образованию сплошного
слоя смазки между плоскостями соприкосновения зубцов.
На отступающих поверхностях зубцов прилипаемость масла вызывает
всасывание его в промежуток между зубьями. При исследовании зубцы
оказываются сплошь покрытыми маслом, хотя между поверхностями зуб-
цов в момент их соприкосновения совершенно не было масла. Масла
большей вязкости противостоят выжимающему действию лучше.
СМАЗКА ВО ВРЕМЯ КОНТАКТА СКОЛЬЖЕНИЯ
Казалось бы, что в момент контакта скольжения зубцов масло должно
быть втянутым между зубьями благодаря прилипанию масла к металлу
и наличию „клинового действия" масла вдоль по длине зуба.
Угол клинового слоя смазки большой, поэтому сомнительно, чтобы
для образования сплошного слоя смазки было достаточно одного „кли-
нового действия" масла.
При этпх условиях масло с большей вязкостью даст лучшую смазку.
ДЕЙСТВИЕ СМАЗКИ
Если указанные выше условия столь неблагоприятны для образова-
ния смазочного слоя, то в чем же польза от применения масла?
Известно, что шестерни, работающие без смазки, быстро нагреваются
и совершенно срабатываются.
При небольшом трении опасаться недопустимого повышения темпе-
ратуры зубцов нечего, если обеспечена бесперебойная подача смазки.
Но иногда, когда зубчатые передачи введены в закрытую со всех сто-
рон конструкцию, бывает, что механизм начинает сильно нагреваться.
Следует иметь в виду, что трение в подшипниках валика шестерни
еще больше, чем на зубцах. В подобных случаях необходимо устраивать
искусственную вентиляцию.
Масло уносит тепло, развивающееся вследствие трения в зубцах,
и меняет самый характер трения.
Необходимо признать, что в редукционных передачах смазка дает
благоприятный эффект. Возможно, что действие смазки в зубчатых пе-
редачах сводится к уменьшению трения у краев плоскости контакта
до того момента, когда давление становится настолько велико, что
масло совершенно выжимается из щели между плоскостями контакта
зубцов. Возможно также, что несколько сказывается проникновение
масла в поры металла.
СПОСОБЫ СМАЗКИ РЕДУКЦИОННЫХ ПЕРЕДАЧ
Редукционные зубчатые передачи смазываются одним из двух спо-
собов: смазка в масляной ванне и смазка опрыскиванием. Последний
способ более употребителен.
Смазка в масляной ванне выполняется следующим образом. На дно
картера передачи наливается некоторое количество масла таким обра-
зом, что зубцы погружаются в масло во время вращения шестерен.
Зубцы захватывают некоторое количество масла и несут его к месту
зацепления. Если число оборотов пе велико, этот способ, при условии
что употребляется масло достаточной вязкости, удовлетворителен.
*	127
При большом же числе - оборотов центробежная сила будет отбрасы-
вать масло и кроме того вихревое движение воздуха у шестерен будет
мешать маслу заполнить пространство между зубцами. Эти условия огра-
ничивают применение данного способа.
Смазка опрыскиванием. Большинство редукционных передач с боль-
шой скоростью вращения смазывается опрыскиванием. При этом спо-
собе требуется сильная струя масла, так как масло отбрасывается от
шестерен впхревым движением воздуха.
При смазке опрыскиванием вязкость масла на должна быть излишней.
Обычно редукционные передачи получают смазку от той же системы,
которая служит для смазки подшипников коленчатого вала.
Глава IV
©истевяьв Сйаагвш авиадвигателей
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Системы смазки Делятся на две группы. Первая снабжает мотор
необходимым количеством масла только для целей смазки. Во второй
группе масло используется как для смазки, так и для охлаждения
двигателя. К первой группе принадлежат системы с разбрызгиванием
масла и порционные системы, т. е. такие, в которых малые количества
масла питают каждый подшипник в отдельности. Ко второй группе
принадлежат все системы, в которых масло подводится непосредственно
в подшипник под давлением.
Обе группы имеют свои преимущества и недостатки.
Детали двигателя, сильно нагреваемые от трення (подшипники,
пальцы, поршни, шестерни и т. д.), можно охладить только маслом.
Масло, получая тепло от нагретых деталей, уносит его с собой. Но дей-
ствие такого охлаждения например в подшипниках недостаточно; из
них маслом уносится приблизительно 1/4 тепла, остальная часть от-
водится теплоотдачей соседним деталям, а затем излучается в атмо-
сферу. Температура рабочего масла в моторе (не в цилиндре) бывает
около 70°. Количество тепла, отводимого маслом, находится в зависи-
мости от количества масла в моторе, а также и от системы смазки.
Количество масла, поступающего в двигатель, надо делать достаточным
для теплоотвода, но надо учесть и отрицательное значение чересчур «-
обильной смазки. Чрезмерный нагрев масла иногда требует устройства
специальных масляных радиаторов.
С точки зрения одного смазывания, без учета охлаждения, безраз-
лично, какая будет выбрана система смазки, лишь бы подшипник
всегда имел достаточный масляный слой.
Но там, где нагрузки подшипника высоки и где получается значи-
тельный нагрев подшипника, смазка под давлением рациональнее.
Она допускает охлаждающее действие. Там же, где нагрузочные
факторы невелики, предпочитается смазка разбрызгиванием или пор-
ционная подача.
МЕТОДЫ СМАЗКИ
Рассмотрим, как осуществляется смазка легких двигателей. В завйен-
Мости от способа подачп масла к трущимся частям двигателя, системы
смазки разделяют на: 1) смазку разбрызгиванием (барботажную)',
2) смазку под давлением (пргшудитслиную — циркуляцгюгтую');
3) смазку комбинированную, при которой некоторые части смазываются
под давлением, а некоторые—разбрызгиванием.
9—Л. Таланов.
J2&
К системе смазкп предъйвляются следующие требования: 1) надежность
действия, 2) простота устройства и ремонта, 3) возможность регулировки
количества подаваемого масла и 4) контроль за правильностью смазки.
СИСТЕМА СМАЗКИ РАЗБРЫЗГИВАНИЕМ (БАРБОТАЖЕМ)
Эта система изображена на черт. 45 и 46.
Масло наливается в картер с таким расчетом, чтобы шейки вала
в своем нижнем положении были погружены в масло. Нижняя головка
шатуна прп прохождении поршнем нижней мертвой точки захватывает
масло, находящееся в картере, и вследствие быстрого вращения вала
разбрызгивает его по всем направлениям. В картере образуется масля-
ный туман, часть масла принтом попадает в масленки подшипников
коленчатого валй и смазывает его шейки. Масляный туман проникает
во все даже мало доступные места сочленения верхней головки шату-
нов и пальцев и осаждается па рабочей поверхности цилиндров.
Поршень, скользя по смазанной поверхности, при каждом ходе вниз
сбрасывает излишек масла со стенки цилиндра обратно в картер. Если
Черт. 45. Картер без^перего-
родок.
Черт. 46. Картер с перего-
родкой.
боковую поверхность поршня снабдить сквозными отверстиями, соединя-
ющими наружную поверхность поршня с его внутренней полостью, то
лишнее масло со стенки цилиндра будет выдавливаться через эти
отверстия и стекать во внутреннюю полость поршня. В то же время,
в случае почему-либо недостаточной смазки стенок цилиндра разбрыз-
гиванием из внутренней полости поршня через указанные отверстия,
масло в виде мельчайших брызг будет проходить н смазывать стенку
цилиндра. Получится автоматическая регулировка смазки стенок
цилиндра, т. е. через отверстия будет протекать и уходить столько
масла, сколько необходимо для правильной смазки. Нужно только пра-
вильно рассчитать количество отверстий на поверхности поршня, их
размер и расположение. Через эти отверстия проходят также и газы,
прорвавшиеся между поршневыми кольцами.
Иногда для этой же цели по окружности поршня ниже уровня колец
устраиваются кольцевые канавки; эти канавки имеют радиальные от-
верстия, соединяющие их с внутренней полостью поршня. Масло со
стенок поршня попадает (выдавливается) в канавки для колец: это
способствует получению лучшей компрессии в двигателе, но загрязняет
канавки нагаром и уменьшает эластичность колец.
130
Для лучшего уплотнения и лучшей смазки делают канавки и на
самих кольцах н па боковой поверхности поршня.
Для лучшего проникновения смазки к пальцу в верхней части головки
шатуна делают отверстие, обнажающее поверхность пальца и открыва-
ющее его для смазки разбрызгиванием.
При смазке разбрызгиванием (барботажем) части распределительного
механизма должны быть помещены в картере н доступны воздействию
масла. Недостатки такого метода смазки следующие: 1) при наклонных
положениях самолета масло, стекая к передней или задпей части кар-
тера, понижает в противоположном конце картера свой уровень, к
в этих местах шейки и цилиндры смазываются хуже; для противодей-
ствия атому картер разбивают рядом поперечных перегородок на само-
стоятельные масляные колодцы, в которых колебания уровня не так
ощутительны; 2) при эволюциях самолета в воздухе (фигурных
иолетах и т. и.) маслом заливаются цилиндры; таким образом,
масло попадает в камеру сгорания при всасывающем ходе поршня,
где, сгорая, образует нагар; 3) отсутствует регулировка и контроль
смазки; отсутствует фильтрация масла; 4) слабое охлаждение маслом
трущихся деталей; 5) большой расход масла.
В настоящее время эта система смазки совершенно не применяется.
Ее оставляют как подсобную параллельно с применением принуди-
тельной.
СМАЗКА ПРИНУДИТЕЛЬНАЯ (ПОД ДАВЛЕНИЕМ)
ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ
Современной системой i мазки является смазка под давлением. Идея
системы состоит в том, что масло циркулирует в большом колнчестцэ
но всему двигателю.
Масло при помощи насоса гонится по каналам к местам, нуждающимся
в смазке, затем стекает в картер, фильтруется и снова вступает в работу.
Существенными частями системы являются: 1) масляный бак, содер-
жавши необходимое количество масла; 2) масляная помпа, выкачиваю-
щая масло из бака и нагнетающая его по трубопроводу к трущимся
частям двигателя; 3) маслопроводная магистраль, по которой масло
нагнетается из помпы; от этой магистрали идут? ответвления к корен-
ным подшипникам коленчатого и кулачкового вала; 4) маслопроводные
каналы, высверленные внутри шеек коленчатого вала, его щек и
кривошипных шеек, внутри шатунов и поршневых пальцев; 5) конт-
рольные приборы — капельник, манометр, термометры, редукционный
клапан, фильтр.	Л
На черт. 47 представлена схема смазки под давлением. Масло из
бака посредством специального насоса гонится но длинной трубе,
проложенной на дне картера (главная магистраль), к ответвлениям
в виде вертикальных каналов (трубчатых или же высверленных в перс-
. городках картера), имеющих выходные отверстия во вкладышах под-
шипника. Из коренного подшипника масло поступает в отверстие пусто-
телых шеек вала и направляет я но высверленным каналам в щеках
кривошипа в пустотелые кривошипные шейки (черт. 48, 49 и 50).
Из кривошипной шейки вала масло выходит через отверстие в шейке
и смазывает нижнюю головку шатуна, затем выдавливается и благодаря
9-	131
вращению вала разорызгивается к стенкам цилиндров и к другим
частям, нуждающимся в смазке. В некоторых конструкциях двигателей
Черт. 47. Схема смазки мотора „Либерти".
процесс смазки под давлением на этом не заканчивается; масло с ниж-
ней головки шатупа направляется по пустотелому шатуну к его верхней
головке; если шатун таврового се-
чения, то масло направляется по
отдельной трубочке, прикрепленной
Черт. 48. Типичная конструкция
масляных каналов в коленчатом
вале.
Черт. 49. Типичная кон-
струкция масляных каналов
в коленчатом вале.
к нему, п смазывает поршневой палец (черт. 51 и 52). В некоторых
конструкциях поршневые пальцы также имеют отверстия, и масло, за-
полняя пустотелый палец, сливается на стенку цилиндра, смазывая пор-
шень и цилиндр.
132
Черт. 50. Типичная конструкция
масляных каналов в коленчатом вале.
Черт, 51. Подача
масла к верхней
головке шатуна.
Излишек масла со стенки цилиндра
стекает в картер, оттуда попадает в фильтр
и профильтрованное вновь засасывается
помпон для смазки.
Иногда еще устраивается смазка пальца
маслом, собранным со стенки цилиндра.
В этом случае в стенке поршня должен
иметься канал, сообщающий наружную
поверхность поршня с внутренней по-
лостью пустотелого пальца.
Смазка распределительного механизма
осуществляется следующим образом. Рас-
пределительный механизм помещают в
верхней части мотора так, чтобы валик
лежал над головками цилиндра. Подводка
масла к нему осуществляется несколькими
способами, которые разнятся лишь в де-
талях. Масло, поступившее в первую от
носка коренную шейку, собирается с ее
поверхности в особый кольцевой желобок
на вкладыше ее подшипника; этот же-
лобок соединен с маслопротоком, высвер-
ленным в толще алюминиевого ребра кар-
тера. Из маслопротока масло поступает
в ниппель и в соединенную с ним мед-
ную трубочку, идущую вверх вдоль перед-
них цилиндров к распределительному ва-
лику (черт. 47). Поступив во внутреннюю
полость пустотелого валика, масло, проходя
Черт. 52. Подача масла к верх-
ней головке шатуна.
7^3
черев радиальные отверстия в нем, смажет все трущиеся части, на-
пример вкладыш самого валика, оси коромысел, ролики и т. д. Излишек
масла, двигаясь по картеру к задней части мотора, дойдет до конца
валика и, стекая вниз, смажет передаточный механизм (вертикальный
валик в шестеренки вертикального валика), а затем возвратится обратно
в картер.
Система, в которой масляным резервуаром служит картер двигателя,
является крайне неудобной по следующим соображениям: маневрирую-
щий самолет иногда оказывается в таком положении (фигурные по-
леты— петля, бочка, штопор и др.), когда масло заливает цилиндр,
вследствие чего замасливаются свечи и мотор может остановиться.
Во многих авиационных двигателях картер устраивают „ сухим т. е.
не являющимся масляным резервуаром для смазки. В этом случае
внизу картера для сбора отработанного масла помещается отстойник,
который бывает связан с масляной помпой, откачивающей старое масло
и нагнетающей свежее. Иногда устраиваются два отстойника — перед-
ний и задний, которые бывают связаны в работе и между собой и
помпой. Выгодность применения двух отстойников определяется длиной
двигателя, конструктивными его особенностями, удобствами обслужи-
вания смазкой п местом расположения масляных помп.
У каждого типа мотора имеется своя характерная схема циркуляции
смазки. К достоинствам смазки под давлением надо отнести то, что
циркуляция масла позволяет хорошо отводить тепло, появляющееся
в результате трения. При охлаждении маслом необходимо иметь в виду,
что следует: 1) поддерживать температуру масла возможно ниже;
2) циркулирующего масла иметь возможно больше. Надо при этом
помнить, что количество циркулирующего масла зависит от давления,
под которым оно подается, сечения маслопротоков и вязкости масла.
Нужно также помнить, что величина давления масла имеет значение
лишь как мера для оценки циркуляции масла. Обычно давление масла
И системе колеблется от двух до трех с половиной атмосфер, а иногда
и выше.
В некоторых системах смазки под давлением чем туже подшипники
и больше вязкость масла, тем больше нужно создать давление, чтобы
протолкнуть необходимое количество масла. Иногда благодаря износу
подшипников или употреблению масла меньшей вязкости необходимое
количество масла будет проходить через подшипник более свободно,
причем давление будет падать. Это вовсе не значит, что смазка и
охлаждающее действие масла будут ухудшаться.
При холодном масле и холодных подшипниках потребуется очень
высокое давление для циркуляция масла, но с нагревом двигателя
давление будет быстро падать благодаря уменьшению вязкости масла
с повышением температуры. Падение давления в этом случае сложит
признаком увеличения протока масла через подшипники. На это надо
обратить внимание, так как существует ложное мнение, что малое
давление масла всегда указывает на неисправность смазки. Часто
механики употребляют масло с высокой вязкостью для поддержания
высокого давления в системе, хотя в действительности благодаря этому
уменьшается проток масла через подшипники и увеличивается коэфи-
циент трения. Допускаемая в практике тугая затяжка подшипников не
73/
может рекомендоваться, так как в результате уменьшается циркуляция
масла н сильнее изнашивается вал.
ДРУГИЕ МЕТОДЫ СМАЗКИ
В некоторых двигателях смазка осуществляется следующим образом.
Масло особым насосиком гонится из бака в отстойник картера и напол-
няет его до определенного уровня; из отстойника картера другим на-
сосом масло направляется по магистрали к смазываемым частям двига-
теля; третий насосик забирает с определенного уровня масло из картера
и гонит его обратно в бак, и наконец 'четвертый насосик выравнивает
положение масла при наклоненном вперед двигателе.
Смазка ротативных двигателей несколько отличается от описанных
систем. Здесь масло подается ко всем трущимся частям, но обратно нс
Черт. 53. Штауфер.
Черт. 54. Схема зубчатого
насоса.
возвращается, а разбрасываемое центробежной силон к головкам цилин-
дров уходит. через клапаны в атмосферу. В ротативных двигателях при-
меняется исключительно касторовое масло как обладающее большой
вязкостью, а потому способное выбрасываться наружу не столь интен-
сивно.
Смазка некоторых доступных частей двигателя производится посред-
ством штауферов, наполняемых густой смазкой—„тавотом".
Штауфер (черт. 53) представляет собой масленку, ввинчиваемую
в маслопроводный капал той части, которую он должен смазывать. Ма-
сленка снабжена крышкой. Тавот путем навертывания крышки выда-
вливается через канал и смазывает трущиеся части. Иногда между
крышкой и тавотом помещается кружок со спиральной пружиной. Под
давлением пружины выдавливается тавот.
ТИПЫ МАСЛЯНЫХ ПОМП
Циркуляция масла в двигателе создается благодаря действию масля-
ной помпы. Масляные помпы можно разбить на три группы: 1) помпы
зубчатые (шестеренчатые) (черт. 54); 2) помпы поршневые и плунжерные
(черт. 5-5 и 56) и 3) помпы коловратные (крыльчатые) (черт. 57).
135
Черт. 55. Схема поршневого насоса.
Черт. 56. Схема плунжерного насоса.
Черт. 57. Схема коловратного насоса.
К масляным помпам предъявляются требования: 1) компактности,
2) легкости, 3) простоты конструкции, 4) надежности действия,
5) высокой производительности, 6) механической прочности.
Зубчатая помпа состоит из кожуха и одной или нескольких пар зуб-
чатых шестерен. Масло вступает в приемный патрубок из масляного
бака самотеком. Одна из шестерен является ведущей; она соединяется
с валпком, вращающимся от сцепления’ с шестерней коленчатого вала..
Другая шестерня является ведомой. Шестерни вращаются в разные сто-
роны. Масло, попав из входного отверстпя в корпус помпы, подхватывается
зубцами шестерен и разводится ими в две противоположные стороны..
Сделав почти полный оборот, обе струн соединяются и выжимаются
в выходное отверстие корпуса помпы благодаря сцеплению зубьев:
(черт. 45). В некоторых двигателях такие насосы комбинируются из
нескольких пацГгдщ£1',рен для подачи масла в нагнетательную маги-
страль и отсасывания из отстойников картера.
Примером подобного тппа насосов могут служить насосы моторов
Либерти (М-5), Юпитер, М-22, М-34 и Ассо.
Поршневой (плунжерный) насос конструируется или с цилиндрическим
золотником, или без такового. В последнем случае цилиндр и поршень
устраиваются качающимися. Иногда подобные насосы называются маят-
никовыми (см. дальше масляную помпу ,,Рон“). Насосы с цилиндриче-
скими золотниками употребляются значительно чаще, и устройство их
в общих чертах следующее: рядом с цилиндром масляного насоса по-
мещается другой маленький цнлпндрнк, в котором движется золотничок;
назначение золотничка—направлять масло из бака в масляный цилиндр.
Поршень и золотничок шарнпрно прикреплены к бугелям, насаженным
на эксцентрики валика. Если начать вращать этот валик и если прп
этом поршень будет опускаться вниз, то золотничок станет в такое по-
ложение, при котором масло может свободно засасываться поршнем из
бака; прп движении же поршня сверху вниз золотничок закроет сооб-
щение масляного бака с цилиндром, но при этом будет открыт доступ
масла в двигатель. Подобные движения поршня и золотничка произво-
дятся эксцентриками. В некоторых двигателях такие насосы комбини-
руются по несколько штук в ряд для смазки и отсасывания масла
в бак. Примером такого тппа насосов может служить насос дрига-
теля BMW.
Коловратный насос имеет следующее устройство: в круглом цилин-
дрическом корпусе имеется два отверстия: входное и выходное. Отвер-
стия расположены на боковой поверхности кожуха, но не диаметрально,
а ближе друг к другу. В корпусе помпы вращается барабан той же
высоты, что и цилиндр корпуса. Ось вращенпя барабана не совпадает
с геометрической осью корпуса и имеет радиальные щели (обыкновенно
две диаметрально противоположные); высота щелей делается немного
меньше высоты барабана. В эти щели вставляются пластины из анти-*
фрикционного бронзового сплава или фибры, причем эти пластины отжи-
маются к поверхности барабана спиральными пружинами.
При вращении барабана пластины будут поочередно то вылезать из
барабана и прижиматься к стенке, то прятаться обратно в свою щель.
При определенном направлении вращения барабана масло будет за-
хватываться пластинками из полости у входного отверстия и проталки-
ваться в полость выходного отверстия. Иногда такие компы имеют две
части: верхнюю — нагнетающую и нижнюю — откачивающую (см. помпу
,;Испано-Сюпза“).
ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ТИПИЧНЫХ МАСЛЯНЫХ ПОМП
А.	Шестеренчатый насос. Шестеренчатый насос имеет следующие
преимущества: 1) легок, 2) компактен, 3) прост по конструкции (так
как имеет только вращательное движение), 4) коэфициент подачи на-
соса может быть очень высок—до 0,9.
К недостаткам относятся: 1) сравнительно невысокий коэфициент полез-
ного действия, равный 0,5—0,6; 2) коэфициент полезного действия сильно
падает при износе; 3) при незначительном износе он почти не подсасывает
(и не залитый маслом работает впустую); 4) легко^^ддщвается при по-
падании посторонних тел;
5) давление масла очень
быстро пульсирует в со-
ответствии с зацеплением
зубцов, так что в масло-
проводе могут возникнуть
колебания высокой час-
тоты, вызывающие уста-
лость материала и по-
ломку маслопровода.
Черт. 58. Масляная помпа мотора „ЛиберпГ.
Черт. 59. Схема на-
гнетающей части на-
соса „Диберти".
Б. Поршневой насос. Поршневой насос имеет следующие преиму-
щества: 1) сравнительно с другими помпами обладает высоким коэфи-
циентом полезного действия: 2) коэфициент полезного действия мало
изменяется при износе; 3) при незначительном износе может подсасы-
вать масло; 4) не заклинивается.
К недостаткам относятся: 1) давление масла резко пульсирует; 2) не-
достаточно компактен; 3) сложен по конструкции; 4) по сравпеппю
с другими типами тяжел.
В.	Коловратная помпа. Единственным достоинством коловратной
помпы является простота конструкции.
К недостаткам надо отнести быстрый износ крыльчаток и резкое
уменьшение коэфициента подачи помпы.
Последнее время подобные помпы не пользуются популярностью.
Помпа „Либерти” (черт. 58, 59 н 60). Зубчатая помпа мотора „Ли-
берти “ — 400 л. с. — состоит из двух независимо действующих помп —
138
нагнетающей и откачивающей, приводимых в движение общим верти-
кальным валиком. Обе помпы вместе с фильтрами и редукционным кла-
паном помещены в алюминиевый картер, который крепится болтами
к картеру двигателя под задним его отстойником. Таким образом верх-
няя открытая часть помпы все время работает в масле. Внутренняя
полость помпы, куда самотеком стекает
масло из бака, также всегда наполнена
маслом.
Нагнетающая помпа состоит из двух
шестерен, из которых ведущая, если
смотреть сверху, вращается по часовой
стрелке. Масло из внутренней полости
помпы через отверстие поступает в на-
гнетающую помпу и гонится шестер-
нями по каналу, высверленному в кар-
тере помпы, к выходному отверстию на
флянце и далее в магистраль. На пути
к выходному отверстию па флянце масло
проходит мимо пружинного редукцион-
ного клапана и в случае избытка давле-
ния через клапан возвращается обратно
в нижнюю часть корпуса помйы.
Помпы откачивания состоят из трех
шестерен. Средняя (ведущая) и левая
откачивают масло из переднего отстой-
ника, а правая и та же ведущая — из
заднего отстойника. Обе струи впослед-
ствии сливаются, и масло по общей
трубе возвращается в бак.
Из переднего отстойника масло по-
ступает в помпу через левое отверстие
на флянце. Левой шестерней, вращаю-
щейся против часовой стрелки, масло
гонится в отверстие 1 и далее по ка-
налу 2 и по трубе 3 идет в бак. Другая
часть масла, идущая из переднего от-
стойника, подхватывается средней ше-
Иэ переднего
отстойника
Черт. 60. Схемы откачиваю-
щей части насоса „Либерти".
стерней и по мостику 4, соединяющему полость 5 и выходное отвер-
стие 2, проталкивается также по трубе 3. Из заднего отстойника масло
через отверстие коробки 6 поступает в коробку, подхватывается правой
шестерней и гонится ею до входного мостика А. Далее, как указано
в первом случае, другая часть масла захватывается средней шестерней
и гонится ею прямо к выходному отверстию из коробки 2, а оттуда
по каналу млн трубе (масляной) — в масляный бак. Таким образом из
каждого отстойника отработанное масло гонится ^вумя шестернями по
двум путям: по каналу мостика и непосредственно в выходное отверстие,
у которого все четыре струи сливаются.
Помпа „Исиаио-Сюиза“. Масляная помпа „Испано-Сюиза“ принад-
лежит к числу коловратных помп (черт. 61). Опа состоит из верхней
части — нагнетающей и нижней части — откачивающей. Обе части за-
139
i Тело помпы
2 Валик
з Крылатки
4 Фланец крепления
Черт. 61. Масляная помпа мотора „Испано-Сюиза“.
ключены в общий стальной цилиндрический корпус помпы, снабженный
двумя системами входных п выходных отверстий. Корпус помпы вста-
вляется в нижнюю половинку картера и крепится при помощи флянца.
Отверстия на флянце расположены таким образом, что помпа может
быть закреплена в картере только в одном определенном положении,
140
Эксцентриситет цилиндрической нагнетающей части помпы находится
с противоположной стороны эксцентриситета откачивающей части помпы;
таким образом если отверстия с правой стороны у нагнетающей части
являются входными, то отверстия у откачивающей части будут выход-
ные. Редукционный клапан отделен от помпы и при излишнем давле-
нии масла, питающего магистрали, перепускает масло в откачивающую
магистраль.
Масляная помпа „Рон“. Масляная помпа мотора „Рои" устроена
ио принципу плунжерных помп с качающимся маятниковым насосом
(черт. 62). Она состоит из алюминиевого корпуса, заполненного маслом
п прикрываемого герметически плоской медной крышкой. Поступатель-
ное движение стального поршня, действующего как шатун Ь кривошип-
ном механизме, вызывается действием эксцентриков, а колебательное
движение чугунного цилиндра вызывается наклоном поршня шатуна.
Качающийся цилиндр играет роль золотника, перекрывающего своим
отверстием поочередно то подающий масляный канал, то выпускное
отверстие (па медной крышке помпы), ведущее масло в магистраль.
Регулировка подачи масла производится нажимным винтом с пружиною,
прижимающей чугунный цилиндр к зеркалу крышки, а следовательно
уменьшающей или увеличивающей степень просачивания масла между
плоским срезом цилиндра и медной крышкой.
В момент движения поршня в верхней мертвой точке отверстие в ци-
линдре совпадает с каналом, подающим масло из картера в цилиндр.
В это время масло засасывается поршнем внутрь цилиндра, а отвер-
стие почти не сдвигается. В следующий момент движения цилиндра
его боковое отверстие передвигается к выпускному отверстию помпы
и совпадает с ним. Одновременно поршень, двигаясь к нижней точке,
выдавливает масло в магистраль через указанные отверстия, стоящие
в это время почти неподвижно друг над другом.
Масляная помпа „Лоррен-Дитрих11. Масляная помпа мотора «Лор-
рен-Дитрих11 относится к типу плунжерных помп без золотников (черт. 63).
Помпа тройная и состоит нз двух нагнетающих помп Р2 и Р2 и Одного
откачивающего насоса Рг. Все три поршня насосов 1 приводятся в дви-
жение от эксцентриков 2, составляющих одно целое с приводным вали-
ком 7. Приводной валик 7 получает свое движение через посредство
системы распределительных шестерен от коленчатого вала двигателя.
Каждый поршень помпы движется в самостоятельном подвижном ци-
линдре. Все три подвижных цилиндра заключены в цилиндрическом
корпусе помпы и могут при поступательном движении поршня совер-
шать колебательное движение. Качающийся цилиндр в крайних своих
положениях совмещается то с окном Бг, то с окном Б2.
Масло is внешнего бака самотеком поступает через приемный шту-
цер помпы В в канал д, а затем проникает через внутренний канал А
к окну Бг. При восходящем движении поршня отверстие цилиндра
совмещается с окнами Бх и масло засасывается в цилиндр. При нисхо-
дящем же движении поршня отверстие цилиндра совмещается с окном
Б2 и масло из полости цилиндра проталкивается в окно Б2, а затем
проникает во внутреннюю камеру помпы Е, проходит через фильтр 8
и поступает в маслопровод у. Этот маслопровод для уничтожения ко-
лебания давления снабжен воздушным колоколом 3.
141
Черт. 62. Масляная помпа мотора ,Рон“.
Черт. 63. Масляная помпа мотора »Лоррен-Дитрих“.
Черт. 64. Масляная помпа мотора „Юпитер".
Для регулировки давления масла помпа снабжена редукционным
клапаном 4. Редукционным клапан состоит из поршня С, прижатого
пружиной К к дну своей камеры. Масло, находящееся под давлением
в камере Е, сообщается с камерой И мри помощи окна Л В случае
чрезмерного повышения давления масло отталкивает поршень С редук-
ционного клапана и через выкидной канал 10 возвращается в картер
двигателя.
Оба крайних поршня Р2 работают последовательно. В то время как
один всасывает, другой производит выталкивание. Оба поршня подают
масло в общую камеру Е. Таким образом нагнетающие насосы заса-
сывают масло нз канала д п посылают его под давлением в маслопро-
вод у. Масло после смазки мотора возвращается в картер, откуда оно,
пройдя через фильтр и через окно о/с, засасывается откачивающим
насосом Р, и перегоняется в окно о к выводному штуцеру л.
Система смазки п помпа мотора „Юпитер11. Масляная помпа
шестеренчатого типа с горизонтальной осью помещается в нпжпей части
задней крышки картера
(черт. 64, 65, 66, 67 и 68).
Помпа состоит из двух
частей. Одна служит для
нагнетания масла в мотор,
а другая — для откачива-
ния излишка масла. Пом-
па закрыта крышкой. На
крышке помещен редук-
ционный клапан. Корпус
помпы имеет форму ци-
линдра и точно пригнан по гнезду в картере. В поперечном направ-
лении корпус помпы делится двумя перегородками на три части: перед-
нюю— откачивающую часть, среднюю — для размещения подшипников
осей помпы и заднюю — нагнетающую чц^ть.
Откачивающая часть состоит из двух шестерен: верхняя шестерня —
стальная—является продолжением ведущего валика, и нижняя — брон-
зовая, свободно сидящая на оси. Обе шестерни помещаются в соответ-
ствующих гнездах корпуса помпы. С правой стороны от откачивающих
шестерен помещается камера для откачиваемого масла, сообщающаяся
маслопроводом с баком. С левой стороны пгестерни находится камера,
которая сообщается с патрубком, идущим от'масляного сборника.
Средняя часть, являющаяся направляющей для осей шестерен помпы,
состоит из двух частей (см. разрез Еу. верхней правой, сообщающейся
прп помощи высверленного в задней перегородке канала со стороной
давления нагнетающей части помпы, и нижней левой, сообщающейся
подобным же образом с подсасывающей стороной той же помпы. Таким
образом масло поступает в нижнюю камеру от фильтра с правой сто-
роны по каналу в теле задней крышки. Из верхней части масло нагне-
тается в коленчатый вал по вертикальному каналу. Нагнетающая помпа,
как и откачивающая, имеет две шестерни: верхнюю ведущую — сталь-
ную и нижнюю — бронзовую, свободно сидящую на оси.
В задней торцевой части корпуса помпы расположены два диаме-
трально противоположных отверстия с резьбой для съемника помпы.
144
Крышка, закрывающая гнездо корпуса помпы, изготовлена из алюми-
ния и крепится на задней крышке мотора пятью шпильками. Крышка
имеет достаточную толщину для гнезд осей обеих шестерен. На иоверх-
пости соприкосновения крышки имеются два отверстия, расположенные
горизонтально, которые служат для подвода масла. Левое отверстие
совпадает с подсасывающим отверстием, а правое — с подающим.
На нагнетательной линии помещается редукционный клапан, изгото-
вленный из стали и прижимающийся к стальному седлу. Направляющей
для стержня клапана служит отверстие в регулировочном болте, кото-
рый снабжен контрагайкой и квадратной головкой для регулировки.
Снаружи редукционный клапан закрывается алюминиевым колпачком.
Регулировка производится натяжением пружины, рассчитанной на да-
вление 3 кг.	I'
Передача для приведения в действие масляной помпы осуществляется
следующим образом: ведущая шестерня^ откачивающей помпы пзгото-
Черт. 65. Разрез масляной помпы мотора „Юпитер". §
влена ив одного куска стали со своей осью. Ось вращается во втулке
задней крышки картера, и конец ее обработан на конус под ведущую
шестерню, которая приводится во вращение от шестерни на коленча-
том валу. Другой конец оси шестерни проходит в среднюю часть кор-
пуса помпы, где осуществляется сцепление его с шестерней нагнета-
ющей помпы посредством хвостового соединения.
Масляный фильтр на линии нагнетания помещается в специальной
отливке, в задней крышке картера. Он представляет собою стакан, бо-
ковая поверхность и дно которого снабжены сеткой, натянутой па жесткий
каркас. Укрепляется фильтр следующим образом. Кольцо, припаянное
на передней части каркаса, упирается в расточку задней крышки; зад-
няя же часть фильтра зажимается стальным ниппелем, ввернутым
в заднюю крышку и имеющим глубокую заточку для центрирования
фильтра. Ниппель соединяется шлангом с трубопроводом для масла,
поступающего из бака. Второй ниппель, ввернутый в заднюю крышку,
соединен также шлангом с трубопроводом масла, идущего из сборника
10—Л Таланов.	7J76
в помпу. Диаметр итого маслопровода меньше диаметра маслопровода
для поступающего из бака масла.
Масляный сборник помещается непосредственно внизу картера между
5-м и 6-м цилиндрами (черт. 66). В него собирается отработанное масло,
которое затем через фильтр при помощи откачивающей помпы возвра-
щается в бак. Сборник изготовлен из алюминия и состоит из двух частей,
разделенных горизонтальной перегородкой. Обе части стягиваются шестью
шпильками. Нижняя часть сборника делится перегородкой на два отде-
ления: верхнее — сборник для
масла и нижнее — для фильтра,
отработанного масла и термометра.
Если смотреть на мотор спереди,
то фильтр помещается справа вни-
зу сборника. Его можно вынуть
спереди, в то время как термо-
метр и ниппель маслопровода
к помпе будут находиться сзади на
том же уравне. Фильтр отсасы-
вающей части такой же, как и
нагнетающей части. Верхняя часть
сборника сообщается с камерон,
в которой помещается фильтр,
посредством отлитого в сборнике
Ч е р^т. 67. Разрез масляной помпы
мотора „Юпитер."
Черт. 66. Масляный отстойник
мотора „Юпитер*.
канала. Камера имеет в нижней своей части пробку, служащую для
спуска масла.
Суфлеры. Во избежание появления повышенных давлений внутри
картера, последний двумя суфлерами соединен с атмосферой. Суфлеры
находятся на передней крышке картера и расположены симметрично
по отношению к вертикальной плоскости мотора.
Каждый суфлер имеет латунную сетку, предотвращающую выбрасы-
вание масла из картера. Сетка припаяна к квадратному флянцу, к ко-
торому сверху примыкает гильза. Поверх гильзы надевается колпачок,
146
снабженный отверстием на стороне, обращенной к задней части мотора.
Флянец колпачка садится па флянец сетки, и оба они притягиваются
четырьмя шпильками к крышке картера.
Циркуляция смазки (черт. 68). По маслопроводу, идущему от бака,
свежее масло поступает в правый масляный патрубок задней крышки
картера. Маслопровод присоединяется к патрубку посредством дюрито-
вого шланга, чем обеспечивается необходимая эластичность соединения.
Следует обратить внимание, что проходное сечение патрубка сделано
большим во избежание закупорки его застывшим маслом. Пройдя фильтр М,
масло направляется далее во всасывающий капал II нагнетающей
помпы (см. разрез ЕЕ—черт. 67), проходит,через помпу и вступает
в нагнетательный канал. После этого масло следует по одному из ука-
занных ниже путей в зависимости от давления его в нагнетательном
канале помпы. Если давление в канале ниже 3 кг, то все масло по-
дается в канал 6 и далее в маслопровод вала 7 (черт. 68). Если давле-
ние в канале больше 3 кг, то редукционный клапан 2 (черт. 67) откры-
вается и некоторая часть масла перепускается им через крышку помпы
обратно во всасывающий канал нагнетательной помпы. Остальная, боль-
шая часть масла поступает опять в маслоприемпик вала.
У маслоприемника вала поток масла разделяется на две ветви: боль-
шая часть масла переходит внутрь коленчатого вала и небольшая часть
проходит сквозь маслопрпемник канала 8 (черт. 68) задней крышки
и направляется далее для смазки дополнительных приводов. В те под-
шипники приводов, которые лежат в стороне от канала 8, масло
подается по пустотелым валикам самих приводов. Шестерни приводов
смазываются брызгами масла, стекающего из подшипников. Как было
указано, основная часть масла поступает в хвостовую часть коленчатого
вала. Оттуда оно направляется по каналу 10 в шатунную шейку и через
отверстие 9 смазывает плавающий вкладыш главного шатуна. Масло,
вытекающее из-под плавающего вкладыша, разбрызгиваясь, смазывает
поршни и цилиндр. Из шатунной шейки часть масла поступает в капал 13,
проходит сквозь отверстие в дюралюминиевой пробке коленчатого вала и че-
рез сверление 14 выходит в канавку 15 передней части вала. Отсюда оно
растекается но двум местам: 1) через отверстие 16 распорной втулки
вала идет на смазку трущихся поверхностей кулачковой муфты, 2) через
отверстие 17 эксцентрика поступает на плавающую втулку двойной
шестерни распределения. Масло, стекающее с этих трущихся поверх-
ностей и разбрызгиваемое центробежной силой, смазывает зубья распре-
делительных шестерен. Осаждающееся же вниз масло собирается на дне
внутреннего венца картера, смазывает кулачки распределительных шайб
и вновь разбрасывается ими.
Прочие части мотора смазываются следующим образом. Цилиндры
и поршни смазываются путем разбрызгивания масла, вытекающего
из-под главного шатуна (смазка поршня дозируется его маслосборным
кольцом); излишки масла отводятся из-под кольца внутрь поршня через
два ряда сверлений в его стенке. Гнездо поршневого пальца смазы-
вается маслом, попадающим из-за того же разбрызгивания в отверстие 12.
Поршневые головки шатунов смазываются через отверстия 11 разбрыз-
ганным маслом. Подобным же образом производится и смазка криво-
шнпных головок боковых шатунов. Толкатели и их ролики смазы-
Ю*	147
ваются маслом, разбрызгиваемым шестернями распределения и кулач-
ковой муфтой. Через отверстия в верхних направляющих разбрызганное
масло попадает внутрь направляющих для смазки стержней толкателей.
Внутрь нижних и боковых направляющих масло в изобилии притекает
сквозь головки толкателей. Накапливающийся здесь избыток масла отво-
дится внутрь картера через отверстия в стенке направляющих в бобыш-
Ч е р т. 68. Схема смазки мотора „Юпитер".
ках картера. Упорный подшипник смазывается брызгами масла, попа-
дающими из распределительного механизма. Коренные подшипники
смазываются маслом, разбрызгиваемым по обе стороны от них. Смазка
приводного валика масляной помпы производится маслом, стекающим
по стене задней крышки и попадающим в смазочное отверстие ж.
Зубья ведущей шестерни смазываются разбрызганным маслом.
Коромысла и клапаны. Смазка оси коромысла производится из своей
масленки, которая заполняется каждый раз перед полетом. Заполнение
148
производится специальным инжектором, прилагаемым в комплекте инстру-
ментов к каждому мотору. Стержень клапана, наконечники и ударники
распределения смазываются из ручной масленки каждый раз перед
полетом.
Возвращение отработанного масла. Масло, осаждающееся на дне
коробки дополнительных передач, вытекает через отверстие е в камеру з
передаточных шестерен и собирается на дпе ее. Здесь к нему присо-
единяется масло, просачивающееся сквозь маслоприемник вала и сте-
кающее из подшипников, расположенных на задней крышке кар-
тера.
Со дна камеры а масло стекает далее по каналу и в нижнюю часть
картера г, причем по этому пути оно направляется козырьком, препят-
ствующим попаданию стекающего неотфильтрованного масла на коленча-
тый вал. В нижнюю часть картера стекает также масло со стенок
цилиндра. Из нижней части картера масло направляется в отстойник
по каналам а и д.
Излишки масла в передней части картера собираются частично на
дне а передней крышки, откуда они отводятся через отверстия не-
подвижной зубчатки в камеру б. Другая часть масла собирается на дне
внутреннего венца картера в через отверстие в его стенке также
переходит в камеру б, откуда масло опускается затем по вертикальному
каналу в отстойник.
Все масло, стекающее в отстойник, проходит через его фильтр, а за-
тем всасывается по трубке к к левому масляному патрубку л (черт. 67)
задней крышки картера. Из этого патрубка масло направляется в от-
качивающую помпу. Из помпы масло гонится к штуцеру отводного
канала, а от него—в масляный бак самолета.
Давление масла во время работы измеряется манометром, присоединя-
ющимся к Каналу 78, а температура—термометром, ввертывающимся
в отстойник возле отводящей трубки.
Смазка двигателя BMW-VI (М-17). Смазка двигателей BMW-VI
и М-17 циркуляционная, смешанная под давлением и разбрызгиванием.
Циркуляция масла в двигателе создается масляной помпой поршневого
типа (черт. 69).
1. Конструкция масляной помпы двигателей BMW- VI и М-17. Помпа
состоит из алюминиевого корпуса (черт. 69), служащего в то же время
дном масляного отстойника картера двигателя.
В корпусе имеется шесть цилиндров—четыре для поршеньков и два
для золотнпчков.
На флянце корпуса имеется девять сквозных отверстий для крепления
помпы к картеру двигателя и два отверстия масляных магистралей
(черт. 69).
Отверстие меньшего диаметра 8 соединяется с нагнетающей магистралью,
а большего диаметра 11— с откачивающей, соединенной с передним
отстойником.
Ниже флянца на корпусе имеются два штуцера: штуцер большого
диаметра 7 служит для подачи масла из бака в помпу, а меньшего
диаметра 13—для подачи масла из помпы 'в бак. Со стороны откачива-
ющего штуцера на корпусе имеется кран клапанного типа для слива
масла из заднего отстойника и помпы.
149
Черт. 69. Масляная помпа мотора BMW-VI.
Снизу корпус помпы закрывается донышком с решетчатым фильтром,
прижимаемым к корпусу гайкой, наворачиваемой па шпильку, укреплен-
ную а корпусе. На шпильку надевается цилиндрическая пружина,
облегчающая вынимание фильтра и удерживающая гайку от отворачи-
вания.
Отверстие нагнетающей магистрали соединяется с цилиндром золот-
ничка помощью двух колен. Верхнее колено имеет па себе редукционный
клапан 10 (черт. 69), а наружное 9—штуцер для присоединения трубки
манометра.
Вся помпа погружена в масло, так как уровень масла в отстойнпко
держится на высоте обреза крюкообразной трубки.
Чугунные поршеньки и золотнпчки связаны со стальными шатунчпкамн
головками, надетыми на бронзовые эксцентрики. Эксцентрики крайних
поршеньков 3 и 6 сидят
па бронзовом валике п
удерживаются от про-
ворачивания шпонкамп.
Остальные эксцентрики
изготовляются вместе с
валиком.
Валик вращается на
стальной трубчатой оси,
закрепленной в стойках,
» отлитых заодно с корпу-
сом.
Посредине валика пом-
пы имеется бронзовая
шестерня в 26 зубцов, по-
лучающая движение от
червячной шестерни го-
ризонтального валпка.
Па эксцентриках име-
ются проточки для облег-
чения. Для смазки головок шатунов из средней проточки просверлено
отверстие на рабочую поверхность.
В валике под шестерней имеется кольцевая проточка, в которую про-
никает масло из внутренней полости оси.
Все шатунчики (черт. 69 и 70) имеют порядковые номера для уста-
ве вки, соответствующие номера имеются и на эксцентриках.
Маленький поршень откачивающей части имеет шатунчик под Л» 1.
Число оборотов валика помпы при установке двухходового червяка
по отноптеншо к коленчатому валу будет равно:
27 29	2___3
18 ’ 29 ' 26 ~ 26 ’
или из 26 оборотов коленчатого вала валик помпы сделает три оборота.
При установке трехходового червяка отношение будет:
27 29 _3_____9
18 ‘ 29 * 26 52 ’
т. е. за 52 оборота коленчатого вала валик помпы сделает девять оборотов.
150

Черт. 70. Масляная помпа мотора BMW-VI.
2.	Работа помпы. Нагнетающая часть. Эксцентрики пор-
шеньков нагнетающей части помпы расположены под 0°. Эксцентрик
золотничка расположен по отношению эксцентриков поршеньков под
90°.
Когда поршеньки проходят свои мертвые точки и почти не перемеща-
ются в цилиндрах, золотничок имеет наибольшую скорость, передвигаясь
от одной мертвой точки к другой.
Когда же золотничок проходит свои мертвые точки и почти не пере-
двигается в своем цилиндрике, наибольшую скорость имеют нор-
шеньки.
Золотвички играют роль распределителей, соединяя через вырезы
и проточки в своем теле цилиндрики помпы с полостями или каналами,
из которых засасывается масло, и при другом положении—с полостями
или каналами, куда масло нагнетается.
Работа маленького поршенька нагнетаюгцей части помпы (черт. 69).
Масло из бака самотеком по трубке поступает к штуцеру 7.
При ходе поршенька вверх масло засасывается из штуцера через
канал, п боковую прорезь золотника 2 в маленький цилиндрик (черт. 70).
В то время когда поршенек проходит свое верхнее положение, золот-
ничок передвигается вниз и закрывает доступ масла из канала, в то же
время открывается проход из цилиндрика через круглое отверстие
и трубочку золотника в полость помпы. Поршенек, двигаясь вниз, вы-
давливает масло через образовавшийся проход. Маленький норшенек
перекачивает масло из бака в отстойник двигателя.
Работа большого поргиенъка нагнетающей части. При ходе поршенька
(черт. 70) вверх масло из отстойника засасывается в цилиндрик через
проход, открытый нижним обрезом золотничка 2. При переходе поршенька
через свое верхнее положение золотничок передвигается вниз и, закрывая
сообщение с отстойником своим боковым срезом, сообщает цилиндрик
с главной магистралью 8, куда масло и выдавливается идущим вниз
поршеньком.
Большой поршенек нагнетает масло из отстойника в магистраль на
смазку двигателя.
Давление масла в магистрали регулируется редукционным клапаном 70,
имеющим сообщение с нагнетательной магистралью.
При повышении давления в магистрали выше 5 атмосфер клапан,
прижимаемый к седлу корпуса пружиной, приподнимается и пропускает
масло из магистрали обратно в отстойник через четыре отверстия в корпусе.
При необходимости повысить давление в магистрали нужно завернуть
глубже болтик редукционного клапана, благодаря чему пружина с боль-
шей силой будет прижимать клапан к своему7 седлу, и следовательно
давление для поднятия клапана понадобится больше. При увеличении
давления в магистрали масла в двигатель будет поступать больше.
Откачивающая часть. Эксцентрики поршеньков расположены
под утлом 180°, а эксцентрик золотничка по отношению к пим—под 90°.
Когда большой поршенек переходит свое верхнее положение, переме-
щаясь незначительно вниз в своем цилиндрике, маленький поршенек
переходит свое нижнее положение и движется вверх.
В это время золотничок переходит свое среднее положение, двигаясь
с наибольшей скоростью вниз.
152
Работа большого поршенька откачивающей части. При ходе пор-
шенька 4 вверх масло засасывается из переднего отстойника по отка-
чивающей магистрали 1 через кольцевую проточку золотника 5 в ци-
линдрик.
Прп переходе поршеньком верхнего положения с наименьшей поступа-
тельной скоростью золотничок опускается вниз и, закрыв доступ масла
из магистрали, сообщает своим большим боковым срезом цилиндрик
с четырьмя отверстиями.
При движении поршенька вниз масло выдавливается из цилиндрика
через четыре отверстия в стенки цилиндрика золотничка в задний от-
стойник.
Следовательно большой поршенек перекачивает масло из переднего
отстойника картера двигателя в задний отстойник.
Работа маленького поршенька откачивающей часгпи помпы. При
движении поршенька 6 вверх масло засасывается через крюкообразную
трубку 12 и верхнюю боковую прорезь золотника 5 из заднего отстойника
в цилиндрик.
В то время как поршенек переходит’ свое верхнее положение с наи-
меньшей скоростью, золотничок перейдет вверх и сообщит цилиндрик
своей нижней боковой прорезью со штуцером 13, соединенным
с баком.
Таким образом маленький поршенек откачивает излишек масла (под-
нявшегося выше обреза крюкообразпой трубки) из заднего отстойника
в бак.
Оба маленьких поршенька помпы поддерживают постоянный уровень
в отстойнике на высоте обреза крюкообразной трубки в средней кольце-
вой метки контрольного стержня. При нормальном уровне масла в от-
стойнике помещается 6 кг.
3.	Циркуляция смазки. Масло из бака (черт. 71 и 72) поступает
самотеком к помпе, откуда берется маленьким поршеньком нагнетающей
части и перекачивается в задний отстойник.
Поддерживаемый в заднем отстойнике уровень масла дает возмож-
ность большому поршеньку нагнетающей части помпы нагнетать масло
в магистраль.
Масло, заполнив магистраль, распределяется ио всем отросткам, под-
водящим масло к коренным подшипникам и к кулачковым валикам.
Из магистрали масло под давлением, создаваемым помпой, поступает
через калиброванное отверстие в коренные подшипники, смазывает их
и при совпадении отверстий в коренной шейке коленчатого вала посту-
пает в его пустотелые шейки.
Из коренной шейки масло прогоняется центробежной силой по про-
точке в щеке в кривошипную шейку, откуда через отверстие проникает
в роликовый подшипник нижней головки главного шатуна.
Из головки главного шатуна масло по проточке попадает на*смазку
роликового подшипника вспомогательного шатуна.
Смазав подшипники, масло разбрызгивается во все стороны и, попадая
на стенку цилиндра, смазывает его и поршень.
Разбрызгиваемое из нижних головок шатунов масло попадает также
на смазку поршневого пальца и втулки через отверстие в верхних
головках шатунов.
/53
Черт. 71. Схема смазки мотора BMMT-YI.
На концевые части поршневого пальца масло, сгоняемое кольцами
со стенок цилиндра, попадает через отверстия в поршне над бобыш-
ками Таким же образом происходит смазка всех частей кривошипного
механизма двигателя.
Масло, стекающее со стенок цилиндра и всех движущихся частей,
поступает на дно картера, откуда в зависимости от положения самолета
в воздухе попадает в передний или задний отстойник. Из переднего
отстойника масло большим поршеньком откачивающей части помпы
перекачивается в задний отстойник.
В заднем отстойнике свежее масло, поступающее ив бака, смеши-
вается с маслом, стекающим с деталей и перекачиваемым из переднего
отстойника, поступает частью в нагнетающую магистраль, частью отго-
няется маленьким поршеньком откачивающей части помпы в бак.
Для равномерного питания всех подшипников коленчатого вала
маслом на трубках, соединяющих нагнетающую магистраль с подшип-
никами, поставлены ниппеля с калиброванным отверстием.
Черт. 72. Схема смазки мотора BMW-VI.
Масло, выдавливаемое из первого и второго подшипников, разбрызги-
вается и попадает через радиальное отверстие в наружных кольцах
упорного подшипника на смазку его.
Для удержания масла, могущего вытечь из картера в месте выхода
коленчатого вала, служат фетровый кольцевой сальник в алюминиевом
кольце в передней части картера и масляный отражатель, надетый на
коленчатый вал.
Из восьмой коренной шейки масло проходит на смазку втулки веду-
щей шестерни, предохраняя ее от заедания на валу.
В передней части магистраль имеет ответвления, от которых масло
по трубкам, имеющим на концах отверстия, подается в кулачковые ва-
лики.
Из кулачкового валика масло попадает через отверстая в шейках на
подшипники. Смазав их, масло выдавливается в картер, где, свободно
перемещаясь в зависимости от положения самолета, будет возвращаться
1! картер двигателя или через сливные трубки в передней части или
через наклонный валик и его кожух в задней части.
/55
При вращении кулачкового валика масло разбрызгивается кулачками
и попадает на ролики коромысел их, оси и в два отверстия внутри
вилки, крепящей ролик в пустотелой оси коромысла, откуда протекает
на подшипники коромысла.
От задней коробки клапанного коромысла масло, разбрызгиваемое
кулачками, по трубке протекает к золотничку распределителя сжатого
воздуха.
Масло, проникшее в картер декомпрессора через резьбу рычага де-
компрессора, возвращается в картер шестерен через проточку в плоскости
разъема их.
Масло из картера кулачкового валика, протекающее через верхний
шариковый подшипник наклонного валика, попадает на шестерню в
17 зубьев; смазав ее и сцепленную с ней шестерню в 51 зубец, сте-
кает по кожуху, смазывая по пути шестерни передачи к магнето и ша-
рпковому подшипнику наклонного валика.
Масло, вытекая из кожуха наклонного валика и из внутренней по-
лости его, смазывает шестерню коленчатого вала и с ней сцепленные
шестерни, частью протекая через отверстия к заднему отстойнику,
частью между шариками подшипников нижнего вертикального валика,
и, смазав их, стекает в заднюю часть картера двигателя.
Протекая в задней части картера, масло смазывает нижнюю шестерню
вертикального валика, сцепленные с ней шестерни горизонтального ва-
лика передачи к бензиновым помпам и верхнюю часть водяной помпы:
упорный шариковый подшипник, а через фетровый фитилек — и верхнюю
часть валика помпы.
Нижняя часть валика водяной помпы смазывается тавотом из штау-
фера, устаповленпого в кабине летчика.
Все стекающее в двигателе масло попадает в отстойники картера —
в зависимости от положения самолета, а следовательно и двигателя в
воздухе — или в передний, или в задний.
Клапанные направляющие смазываются перед каждым полетом из
ручной масленки. Таким же образом производится смазка соединений
тяг управления карбюратором и магнето.
Магнето смазывается периодически маслом, наливаемым в имеющиеся
на нем масленки.
4.	Масляная помпа BMW-VI6 и М-176. На двигатели BMW-VI6
и М-176 масляная помпа (черт. 73) имеет дополнительно фильтр (14а)
в верхней части, благодаря чему конструкция корпуса помпы несколько
иная, чем у помпы BMW-VI и М-17.
Соединение цилиндра золотничка сделано с отверстием во фланце,
соединяющимся с нагнетающей магистралью.
Нагнетающий в главную магистраль поршепек сделан большего раз-
мера, чем у помпы BMW-VI и М-17.
Червяк горизонтального валика, приводящий помпу, четырехходовой,
поэтому отношение скоростей вращения будет:
24	29	4 _ з
16 ' 29 ’ 26 — 13 ’
т. е. за 13 оборотов коленчатого вала валик помпы сделает три обо-
рота.
166
Порядок работы помпы и циркуляция смазки—те же, что и у двига-
телей BMW-VI п М-17.
Черт. 73. Масляная помпа мотора BMW-VI6.
ДЕФЕКТЫ МАСЛЯНОЙ ПОМПЫ
При эксплоатации масляной помпы наблюдаются случаи поломки ко-
лонок и гнезд подшипников валика: эксцентрикового валика с червячной
шестерней, разрушение дншц поршеньков и отламывание бобышки для
шпильки, крепящей фильтр.
Одной из главных причин поломок масляных помп является чрезмер-
ное давление в цилиндрах, возникающее от преждевременного перекры-
тия золотником откачивания (реже нагнетания) респределительных от-
верстий.
Для предупреждения подобного явления перед установкой помпы на
место необходимо погрузить ее в масло и врадцать рукою за червячную
шестерню по ходу. В случае невозможности проворачивания от руки,
необходимо помпу разобрать и подпилить прорези золотников на 0,5 —
0,8 мм, причем на золотнике откачивания необходимо подпилить верхнюю
полку второго снизу выступа, а на золотнике нагнетания — верхнюю
полку первого выступа снизу.
Необходимо помнить также, что у моторов М-17 червяк привода трех-
ходовой и наклон винтовой линии зуба равен 16°.
У моторов М-17б червяк четырехходовой и наклон зуба равен 20°.
Редукционный клапан перед установкой помпы обязательно контрить
проволокой к корпусу ее, для чего в последнем просверлить 2-льм от-
верстие.
Ири затяжке гайки, крепящей фильтр помпы, пользоваться исключи-
тельно торцевым ключом с соответствующим рычагом.
Необходимо помнить, что мотор М-17 перед запуском требует заливки
масла в картер в количестве 6 кг. Зимой масло заливается нагретым
до 75—80° С. Необходимо помнить, что масляный манометр будет пока-
зывать давление даже тогда, когда кран магистрали под баком будет
закрыт, что при запуске мотора повлечет прекращение подачи масла.
157
Показания аэротермометра должны бить 60 — 70° и манометра —
2,5 — 5 атмосфер.
Система смазки и помна мотора Изотта Фраскиии. „Ассо“ 7Б0.
Смазка достигается путем циркуляции масла под давлением (черт. 74).
Шестеренчатая помпа 95 (черт. 74) засасывает при помощи трубо-
провода 76 (разрез А—В, черт. 74) масло, находящееся в баке, рас-
положенном вне мотора, и гонит его под давлением с одной стороны
в трубопровод 40 и оттуда: 1) к коренным подшипникам коленчатого
вала, из которых масло направляется сквозь имеющиеся в коленчатом
валу отверстия для смазки шатунных подшипников, а от этих послед-
них—к сочленениям прицепных шатунов; 2) к упорному шариковому под-
ШЕПпику. С другой стороны сквозь трубопровод 97 масло направляется
для смазки заднего коренного подшипника коленчатого вала, а также
подшипника двойной промежуточной шестерни передачи к помпам.
Поднимаясь выше по каналу 98, масло смазывает сперва подшипник»
пижней промежуточной центральной (двойной) шестерни передачи
к распределению, а также самые шестерни сцепления с коленчатым
валом.
Но горизонтальному каналу, сделанному в стопорном винте верхнего
подшипника нижней промежуточной центральной шестерни передачи
к распределению, масло поступает в вертикальный канал, откуда напра-
вляется для смазкп передачи к магнето.
Передача к бензиновым помпам „АМ“ смазывается маслом, собираю-
щимся в резервуаре (образуемом внутренними стенками картера при-
вода) и поступающим оттуда через специальное отверстие и горизон-
тальный канал.
Кроме того из трубопровода 98 масло по трубкам 91 поднимается
под давлением к фильтрам 110. Из фильтров 110 масло вдет с одной
стороны на смазку подшипников промежуточных валов передачи к рас-
пределению, а с другой стороны поднимается вверх, смазывает втулки
пальцев верхних двойных шестерен передачи к распределению и идет
дальше вплоть до трубопроводов 100, откуда разветвляется и смазывает
задние подшипники распределительных валов каждого ряда цилиндров.
Сквозь отверстия 107 масло поступает внутрь распределительных
валов и, выходя оттуда под давлением из отверстий 108, смазывает
промежуточные и передние подшипники распределительных валов.
Сквозь отверстия 109, сделанные в кулачках, масло направляется
для смазки клапанных коромысел и самых кулачков.
Из отверстия, соединенного с каналом 100, масло поступает для смазки
верхних шестерен передачи к распределению.
Вал распределителя сжатого воздуха, а также вал передачи к счет-
чику оборотов смазываются маслом, поступающим но каналам из внутрен-
ней полости пальцев верхних двойных шестерен передачи к распределе-
нию. Полость эта заполняется маслом через специальное отверстие в пальце,
соединенное с каналом 110.
Поршни смазываются маслом, которое разбрасывается на них колен-
чатым валом во время его вращения.
Верхние головки шатунов смазываются под давлением маслом, посту-
пающим из шатунных подшипников через специальные длинные тру бии,
укрепленные па самих шатунах.
J5S
Масло, скопившееся в головках цилиндров, спускается по трубам 58
и £2 и падает снова в картер, где смешивается с маслом, вытекающим
из коренных подшипников, и маслом, стекающим вдоль стенок картера.
Предварительно масло, стекающее по боковым трубам 58, смазывает
подшипники нижних промежуточных боковых шестерен передачи к рас-
пределению. Для этой цели над подшипниками боковых шестерен рас-
Че'рт. 75. Детали масляной помпы „Ассо*.
положены специальные распорные стаканы, служащие резервуаром для
масла, ^стекающего вдоль боковых^ труб 58. Уровень масла в этих ста-
Ч е р т. 76. Нижний картер мотора „Ассо“ с помпой и трубо-
проводами.
капах регулируется рядом больших отверстий, имеющихся в их верх-
ней части.
В моторах первых двух серий, т. е. начиная с № 25 и кончая Л» 100,
смазка подшипников боковых шестерен осуществляется только выше-
указанным образом; в остальных же моторах, т. е. начиная с мотора
Л” 101 и далее, смазка этих подшипников, помимо масла, собирающегося
в распорных стаканах, производится под давлением маслом, поступаю-
щим из круговой канавки, сделанной с наружной стороны. верхнего
подшипника нижней промежуточной центральной (двойной) шестерни
159
передачи к распределению через специальные каналы в картере и от-
верстия в подшипниках боковых шестерен.
Две откачивающие помпы 93 и 94 при помощи трубопроводов 41
н 4Д опущенных в противоположные концы масляной крышки картера,
всасывают собравшееся там масло и прп помощи трубопровода (А—В,
черт. 74) гонят его во внешний бак.
Помпа для циркуляции масла и обе откачивающие помпы составляют
часть общей группы масляной помпы, помещенной в задней части ниж-
него картера.
Для осмотра и контроля помп следует предварительно снять масля-
ную крышку картера, что не представляет затруднений.
На помпе для циркуляции масла находится редукционный клапан 96,
который открывается, когда масло достигает чрезмерного давления. При
этом получается возможность выпустить избыток масла в картер сквозь
отверстия 112, благодаря чему давление масла понижается до нормального.
Особенности системы смазки двигателей воздушного охла-
ждения. Большинство современных типов радиальных двигателей воз-
душного охлаждения снабжены масляной помпой двойного действия. Помиа
обычно помещается около центральной оси мотора. Нагнетательная помпа
питает смазкой под давлением важнейшие трущиеся части мотора, затем
масло стекает в специальный отстойник, из которого благодаря действию
откачивающей помпы оно возвращается в главный масляный бак или
в масляный радиатор. Для случая радиального двигателя воздушного
охлаждения установка масляной помпы в таком низком положении, как
это принято в моторах водяного охлаждения, неудобна, отсюда и поло-
жение главного масляного бака иное. Бак не должен занимать слиш-
ком низкое положение; в частности для мотора „Юпитер" нагнетатель-
ная помпа будет работать удовлетворительно, если напор масла из бака
будет 45 см; с другой стороны бак не должен стоять слишком высоко,
так как иначе может появиться опасность утечки масла за времи про-
должительной стоянки мотора. Опытным путем найдено, что для обыч-
ных климатических условий это превышение может быть допущено до
1’/2 м. Если это превышение более 11/2 м, то рекомендуется между
баком и помпой ставить переключающий кран.
Желательно, чтобы этот кран был связан с бензиновым краном для
того, чтобы невозможно было запустить мотор при выключенной смазке.
Если общая поверхность картера двигателя мала или же закрыта капо-
том, то во избежание опасности перегрева необходимо иметь масляный
радиатор. В случае испытания мотора на земле при полном газе масло
поступает в мотор при регулируемой температуре около 55° и выходит
из мотора при температуре 90—93°, а в случае, если мотор целиком
закрыт капотом, — при 100—103°. Это дает увеличение температуры
масла на 35—40° (в зависимости от моторной установки).
В связи с увеличением температуры масла в радиальных двигателях
воздушного охлаждения разработаны серии масляных радиаторов раз-
личных размеров и типов соответственно различным установкам.
Температура масла становится постоянной тогда, когда тепло, полу-
ченное маслом от нагретых частей двигателя, равно теплу, отданному
маслом за время циркуляции. Но это равновесие не >южет поддержи-
ваться постоянно, так как с увеличением числа оборотов количество
100
приобретаемого маслом тепла возрастает быстрее, чем циркуляция масла.
Через некоторое время температура масла, поступающего в бак, пере-
ходит предел допустимых температур масла для хорошего охлаждения
и смазки подшипников и очень возможно, что в связи с этим в какой-
либо точке подшипника произойдет выплавление белого металла. Вслед-
ствие этого становится совершенно необходимой установка масляных
радиаторов, приспособленных для контроля и регулировки температуры
масла.
Необходимо также в зимнее время маслопроводы отеплять во избежа-
ние загустения масла в них и образования вследствие этого излишних
сопротивлений.
Вязкость масла делает охлаждение масла более затруднительным, чем
охлаждение воды. При низких температурах может случиться сцепле-
ние частей масла со стенками радиатора, что значительно затруднит
продвижение масла и потребует высокого давления, и также и проч-
ных стенок радиатора.
Значительно упрощает задачу устройства масляного радиатора срав-
нительно низкий по сравнению с водой секундный расход масла, при-
мерно 1/5 л в секунду для К-образного 500-сильного двигателя и л
для звездообразного той же мощности.
Сделать масляные радиаторы подобными по конструкции водяным
сотовым неудобно, так как в этом случае очень трудно регулировать
поверхность охладительных элементов; наиболее подходящими с этой
точки зрения являются пластинчатые и трубчатые радиаторы. Радиатор
должен быть помещен в той части масляной системы, где существует
наименьшее давление и где легче всего можно обнаружить утечку масла
из радиатора, а также иметь беспрепятственный подход, так как он
легко загрязняется и требует частой чистки.
Температура масла в двигателе, как уже говорилось, изменяется
в довольно широких пределах, в связи с чем меняется также и вязкость
масла; последняя же имеет большое влияние на степень циркуляции
масла в радиаторе.
Устройства масляных фильтров и крышек капота должно быть таково,
чтобы фильтры могли регулярно просматриваться, не нарушая где-либо
соединений масляной системы. Кроме того охлаждение масла должно
быть выполнено без увеличения лобового сопротивления и веса радиа-
торов. Это может быть выполнено при комбинации следующих условий:
1) соединение радиатора в одно целое с главным баком, 2) соединение
радиатора с обтекателем фюзеляжа, 3) употребление горячего масла
для предварительного нагрева всасывающих патрубков.
РАСЧЕТ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО МАСЛЯНОГО ПОРШНЕВОГО НАСОСА
По данным для мотора М-17 количество циркулирующего в моторе
масла принимается при 1450 об/мин. и мощности двигателя 500 л. с.,
равным 250 л в 1 час, что на одну лошадиную силу в час составит:
250 п к ,
Q =	-»»0,5 л; час на 1 л. в.
Ч Л. Таланов,
161
Учитывая объемный коэфициент подачи ч, = 0,75 — 0,7, имеем объем
всасывания насоса:
V = — =	= 0,715—4—•
0,7	л. с./час
Тогда необходимый объем всасывания насоса для Nt л. с.
Vt = TV* 0,715 л)час —	Ne л!мин. = 0,0119 Н\л/мин.
Так как число оборотов насоса в минуту п равняется числу рабочих
ходов поршенька насоса, то соответствующий рабочий объем насоса:
v	_ 0,0119 У, _iT-Da о
Л	п 4
Откуда находим диаметр или ход поршня, считая отношение диа-
метра цилиндра к ходу Поршня равным -# = 1,6 — 1,9. ф
Пример. Рассчитать подачу помпы мотора М-17, зная, что
=730 л. с. п = 1 630 об мин.
е шах	шах
=500 л. с. пн =1450 об/мин.
Число оборотов валика помпы при установке четырехходового
червяка:
24 29 £ _ 3
Тб ' 29 ’ 26 ~ 13 ’
т. е. за 13 оборотов* коленчатого вала червяк сделает 3 оборота, что
при 1 630 об, мин. коленчатого вала двигателя соответствует оборотам
валика помпы в минуту:
1 630-3	1 450-3
Я-шах—	= 376, tijt —	—334,
диаметр поршенька, подающего масло цз бака,
= 10,1 мм;
диаметр поршенька, нагнетающего масло в магистраль,
й2 — до мм',
диаметр поршенька, откачивающего масло в бак,
ds — 14 мм;
диаметр поршенька, перекачивающего масло из переднего отстойника
в задний,
d4 = 32 мм.
162
Решение.
Считаем радиус эксцентритета для всех насосиков равным г = 0,8
что соответствует ходу поршеньков S = 1,6 см. .
Тогда соответствующие рабочие объемы будут:
насоса для свежего масла:
Vn' =	1,28 см\
насоса, качающего масло в магистраль:
F„" =	=11,з ел3;
иасоса, откачивающего масло в бак:
Vn -------1——=2,46 с.м8;
насоса, перекачивающего масло из переднего отстойника в задний:
ел?.
Считая рабочих ходов при wmax=376 в минуту и ином=334 в минуту
и *)»=О,7, получим:
Q1 = 1,28-376-0,7 = 0,338 л! мин.
@2 = 11,3-376-0,7 = 2,98
@3=2,46; 376 -0,7 = 0,65
@4= 12,9-376-0,7 = 3,40
Для пополнения израсходованного масла 15 ъ на 1 л. с. в час пред-
назначенный для этой цели насос подает свежее масло, причем для
большей надежности на 67% больше расхода
так как
z. 15-730-167	,
@1 = ----6ЩД9---= °’338 Л/Л™м-,
Дгтах = 730 л. с.
у =0,9.
РАСЧЕТ МАСЛОПРОВОДА ДЛЯ М-17
Обычная скорость масла в нагнетательных трубопроводах
Са— 1 — 1,5 mJ сек;
примем
Cd=l,25 м]свк.
11*
163
Средняя скорость порпшя нагнетающего насоса
„ S-n 1,6-376	_ ол_ ,
с»= - зо" = — 30 “ ==0>201 м1сек-
Обозначая сечение маслопровода через fa, получим:
fd __ ^tn
4
Откуда:
г> Cmr:D'J п-3* 0,201	, й
^=-гТ1- = т--тз5-“1Д4 “ •
Откуда диаметр маслопровода
d=j/^	= 1/145^1,2 см.
РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПОМПЫ
В зависимости от исполнения зубчаток и от того, являются ли они
литыми необработанными, фрезерованными или шлифованными, коэфи-
циент подачи помпы y;b колеблется в пределах 0,7—0,9.
Помпа должна давать масло в нагнетательный маслопровод. Сечение
маслопровода определяется по допускаемой скорости движения масла,
обычно 1—1,5 м/сек. Отверстие для притока масла в помпу, для облег-
чения всасывания его обычно делается несколько большего сечения,
чем отверстие нагнетательной части.
Предположим, что помпа должна давать в работе Q л масла на
1 л. с. в час.
Тогда, учитывая эффективную мощность двигателя 1Яе и коэфициент
подачи помпы необходимый объем масла, подаваемый помпой в час,
будет равен:
У ДГ —л!час,
’ll
или в минуту
у	—0
и™ « 7],60 ’
или за одни оборот
" е 7]„60«’
где п — число оборотов зубчатки помпы в минуту.
Данное количество масла подлежит всасыванию помпой за один
оборот ее зубцов и должно распределиться между зубцами зубчатки
помпы.
При обыкновенном выполнении цилиндрических шестерен зубцы их
делаются прямыми, т. е. образующие поверхностей зубцов параллельны
осн шестерен. Все размеры зубцов берутся в зависимости от шага t,
164
которым называется расстояние между осями двух соседних зубцов,
измеренное по дуге начальной окружности. Очевидно, что
2к1? = zt,	*
где в — принятое число зубцов.
У двух сцепляющихся межту собой зубцов конечно пгагп должны
быть равны. Точно так же должны быть равны и толщины зубцоз S,
измеренные по дугам соответственных начальных окружностей.
Если сделать
то между соприкасающимися зубцами пе будет никакого зазора, что
возможно только при очень точной обработке зубцов и тщательной
сборке. При обыкновенном же качестве сборки толщина зубца
а промежуток
Высота зубца определяется следующими размерами:
высота головки 1ь' — 0,3 t,
высота ножки h" = 0,4 t.
Так что полная высота зубца h — 0,7 I. Таким образом радиальный
зазор между вершиной зубца и дном впадины равняется 0,1 1.
Из соотношения:
2т.В — st = r.D
видно, что для того, чтобы получить диаметр делительной окружности
в круглых числах, нужно величину шага t брать кратной п, т. е.
t =» тт;.
Величину »г=~ называют модулем. Тогда диаметр делительной окруж-
ности I) — 2 В, = вт.
Обычно на практике до т 3 значение модуля берут через каждые
J/4 мм, до т = 6 мм—через ’/? мм, а свыше 6 мм—через! ли.
Размеры зубцов можно также выразить в модуле, а именно:
высота головки h' — »г,
высота ножки h" — 1 1 т,
и
так что полная высота зубца
h = h -f- h'' = 2“ т.
О
Зазор между зубцами, т. е. разность между толщиной зубца и шири-
ной промежутка, делается при малых модулях (до 10 мм} равным
0,4 .«.и. Если же зубцы после нарезания закаливаются и затем шлифу-
ются, то этот зазор уменьшают до 0,2 мм.
165
Обычно передача вращения зубчатой помпы осуществляется от
коленчатого вала через систему зубчатых шестерен или червячную
передачу.
Передаточным числом г называется отношение угловой скорости
или числа оборотов п2 ведомого вала к угловой скорости o>i или соот-
ветственно числу оборотов «j ведущего вала.
У всех зубчатых передач отношение скоростей обратно пропорцио-
нально числам зубцов, так что
i = °*2 = tla — Zl
U>!	Zj
Зубчатки должны быть начерчены для того, чтобы установить вели-
чину интервалов между зубьями.
Скорость движения зубчаток по делительной окружности, она же ско-
рость масла в помпе:
„ __Dim
~ 60 
Объем порции масла между двумя соседними зубцами равен: промеч
жуток tv, высота 7г, длина Ь:
q, = whb — ~t-0,7 tb.
Объем порции масла за один оборот одной шестерни
2]
= гсНЬг/	t-0,7-t-b-z.
40
Объем порции масла за один оборот .двух шестерен:
q = whbz-2 — -7^00,7 t-b-z-2.
40
Объем порции масла за один оборот двух шестерен с учетом коэфи-
циента подачи:
Q = зд,, = T[iohb£ • 2 —	7 • 0,7 7.- 2bzTfi.
Зная, что 7 = тг. и гт == Д поручим подачу помпы за один
оборот:
Qi 0,7 Dm-bvj-2 — 0,735 ЪтЪт\
или соответственно за п оборотов помпы:
Qn = 0,735 Dmb'f]H = 0,73ЫгЬгтр1.
Пример. Количество масла, проходящее через двигатель „Либер-
ти-12 “, равно 4,55 л в минуту; число оборотов двигателя 1 700 об/мин.;
передаточное число в помпе i — 1,5. Определить ревмеры помпы:
Qn^=4= 550 <ш3=0,735 72&^и.
166
Задаваясь
b <=• 1,6 см, £ = 12, И] = 0,7.
имеем:
о,73э • 1,6• гг • и, 7 • а ааи
* = 0,2047^0,452 см.
Откуда:
h' = 0,3 = 0,3-0,452 = 0,1356,
h" = 0,4 = 0,4-0,452 = 0,1808,
h = h'-\-h" = 0,7-0,452 = 0,3164,
2) — JL -
It	7C
Проверим расчет:
Q = I’ thbe  2 туг. = ~ 0,452 - 0,316 • 1,6 • 12 • 2 • 0,7 • 2 250 = 4 • 550 еле8.
Подобные размеры шестерен соответствуют подаче без учета коэфи-
циента безопасности, а также без учета того, что на малых оборотах vj
будет меньше и подача масла будет соответственно меньше.
В целях страховки нормальной подачи масла выбираем следующие
размеры:
5=16, z — 12, т = 2;
тогда
t = itm = 0,629 ам;
Д — sin — 2 • 12 = 2,4 см.
h! —m ~ 0,2. h” — 7 /ft m = 0,233, h — h! -f- h" = 0,433 cm.
DKap = 2,4 + 2 • 0,2 = 2,8 cm.
2„ = 0,735-2,8-2-1,6-0,7-2 250 = 10 380 c«s.
Таким образом, коэфициент безопасности
. 10380
1 — "4550
2,28.
Излишки масла, подаваемые помпой, создают сверхдавление по срав-
нению с нормальным допустимым давлением, благодаря чему откры-
вается редукционный клапан и перепускает масло обратно во всасыва-
ющую магистраль,
Глава V
контрольные приборы и ярва^т^р® вдасляных
систем
Черт. 77. Пульсатор.
КОНТРОЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Для контроля работы системы смазки существуют следующие приборы;
1. Капельник и пульсатор—для наблюдения за работой помпы и цир-
куляцией масла в системе.
2.	Манометр—для наблюдения за рабочим давлением масла, посту-
пающего в нагнетающую магистраль.
3.	Редукционный клапан—автоматический регулятор предельного да-
вления в системе нагнетающей магистрали.
4.	Термометр—для контроля темпе-
ратуры масла.
5.	Автоматический вискозиметр—для
наблюдения за вязкостью масла в си-
стеме смазки.
Пульсатор (черт. 77)—прибор, в ко-
тором пульсирует (колеблется) масло.
Он устроен следующим образом: в за-
крытый со всех сторон стеклянный ста-
канчик (цилиндр) снизу подводится
масло из питающей трубки. Масло,
попав в стаканчик, сожмет находящийся
в нем воздух и поднимется до некото-
рого уровня, затем под действием пуль-
сирующею тока масла уровень в ста-
канчике (цилиндре) будет все время ко-
лебаться, поднимаясь и опускаясь. По
колебанию уровня в стаканчике можно
судить о работе помпы и о подаче масла.
Колебание уровня возможно только в том
случае, если существует пульсирующий
ток масла от действия помпы. На мо-
торе „Рон“ по числу пульсаций в ми-
нуту можно определять число оборотов двигателя, так как число оборотов
двигателя и вала помпы связано между собой.
Капельник (черт. 78) состоит из цилиндрического сосуда, в дне ко-
торого сделаны два отверстия. В одно из отверстий поступает масло из
магистрали помпы, в другое отверстие масло из стаканчика выливается
в питающую магистраль двигателя. Первое отверстие стаканчика пере-
ходит в вертикальную трубочку, загнутую в верхней части. Другое от-
168
керстие расположено под загнутым отверстием указанной трубочки.
Масло попав в цилиндр через вертикальную трубочку, сдавливает в нем
воздух' до давления, равного давлению в магистрали. После того как
давление в магистрали и в стаканчике сравняется, масло из трубочки
порциями в виде капель начнет вытекать и выдавливаться во второе
отверстие. Для наблюдения за падающими из трубочки каплями масла
цилиндр делается стеклянным. Для регулировки масла подводящая трубка
в капельнике снабжается клапаном. Падение капель в стаканчик пока-
зывает на существование в магистрали давления, т, е. на правильность
работы помпы.
Манометр (черт. 79). Капельник и пульсатор не дают точного опре-
деления правильности работы помпы, т. е. они не дают показания да-
вления магистрали. Для определения
давления в магистрали современные
Черт. 78. Капельник.
Черт. 79. Манометр.
Трубчатый манометр состоит из упругой загнутой по кругу трубки
(Бурдона), которая от внутреннего давления стремится выпрямиться.
Один конец этой трубки, запаянный, соединяется со стрелкой, другой
конец—с магистралью. Во избежание перегрузки манометра и поломки
стрелки об ограничитель максимальное давление масла должно соответ-
ствовать 2/3 всей шкалы манометра. Выгиб трубки от внутреннего да-
вления создает определенный поворот стрелки. Обычно манометры при-
соединяются к магистрали или сейчас же после помпы при подходе
масла к подшипникам кулачкового вала. В первом случае не будет
точного показания давления по всей магистрали.
Трубопровод масляного манометра не должен иметь смятия, радиус
изгиба трубки не должны быть меньше 50 мм, трубка не должна ка-
саться выступающих частей мотора и самолета. Она должна быть при-
хвачена скобочками или хомутиками с резиновой подкладкой.
Трубопровод масляного манометра в период подготовки к летней и
зимней эксплоатации должен подвергаться продуванию и промывке бен-
йином, а на зиму заполняется глицерином.
169
Редукционный клапан. Редукционный клапан служит для избежания
чрезмерно высокого давления и слишком сильной подачи масла. Он
устанавливается со стороны нагнетающей магистрали и имеет выходное
отверстие в откачивающую магистраль. Другой возможный вид уста-
новки—непосредственно в самой помпе. Клапан прижимается к своему
седлу при помощи пружины, рассчитанной на определенное давление.
В случае, если давление в магистрали превысит давление пружины,
клапан отходит от своего седла и сообщает нагнетающую магистраль
с оттачивающей магистралью. Перетекание масла будет происходить
до тех пор, пока давление в нагнетающей магистрали не упадет до
давления меньшего, чем давление клапанной пружины.
Термометры. Для измерения температуры входящего и выходящего
масла употребляются дистанционные термометры—аэротермометры. Аэро-
термометры располагаются так, чтобы на них не влияли местные темпе-
ратурные условия, как то: выхлопные газы, воздушный поток и пр.
Приемник аэротермометра погружается в масло на 3/4 своей длины.
Аэротермометр для измерения температуры выходящего из мотора
масла ввертывается в задний отстойник. Аэротермометр для измерения
охлажденного в радиаторе масла вставляется в специальный карман
маслопровода, подводящего масло к помпе (черт. 80).
Аэротермометр состоит из: 1) приемника, заполненного низкокипящей
жидкостью—этил-хлоридом, имеющим при нормальном давлении темпера-
туру кипения Д- 13,1°, или метил-хлоридом, имеющим при тех же условиях
температуру кипения + 24,1°; 2) проводки от приемника к измерителю,
предста. тягощен собой капиллярную трубку (с внутренним давлением
около 1 мм), обычно заполняемую смесью этилового спирта, глицерина
и воды; эта жидкость благодаря волосности не вытекает из трубки
в приемник; 3) измерителя, представляющего собой обыкновенный мано-
метр с Бурдоновской трубкой, с той только разницей, что его шкала нане-
сена в градусах температуры, окружающей приемник. Бурдоповская
трубка заполняется той же жидкостью, что н трубопровод.
Принцип работы аэротермометра заключается в следующем.
Замкнутая в приемнике низкокипящая жидкость от повышенной тем-
пературы, окружающей приемник, начинает кипеть, выделять пары,
которые будут повышать давление и передавать его на капиллярную
трубку, а затем и на манометр с температурной шкалой.
Чем выше температура масла, тем выше и давление пара в прием-
нике, тем больше показания манометра.
170
ВСПЕНИВАНИЕ МАСЛА И ПЕНОУЛАВЛИВАТЕЛИ
Вытекающее из кривошипных и коренных подшипников масло раз-
брызгивается, оседает в виде мельчайших капель на стенках картера
и цилиндров, стекает затем в отстойники и образует пену. Если вспеии-
Пробко для поливки
Черт. 81. Пеноулавливатель,
171
ванне примет большие размеры, может произойти затруднение со смаз-
кой. Вспененное масло увеличенного объема будет подаваться помпой
в недостаточном количестве, отчего подшипники могут нагреться и даже
расплавиться.
Кроме того вспенивание масла будет способствовать эмульсированию
MclCJIEL
Для уничтожения пены устраиваются специальные пепоулавливатели,
обычно располагаемые или в картере двигателя или в масляном баке.
Пеноулавливатель состоит из системы металлических сеток с отверстиями
различной величины.
Вспененное масло, проходя последовательно через ряд сеток, посте-
пенно освобождается от пены (черт. 81 и 82).
МАСЛЯНЫЕ ФИЛЬТРЫ
При питании двигателя смазкой под давлением большим недостатком
является то, что масло при своем циркулировании неминуемо увлекает
с собой большое количество металлических опилок, пыли, нагара и сажи.
Эти твердые частицы являются причиной износа трущихся деталей; их
количество настолько велико и они так мелки, что никакой фильтр не
в состоянии их уловить. Для суждения о величине частиц достаточно
Черт. 83. Масляный
фильтр.
делать отстойник, в
(черт. 83).
обратиться к рассмотрению масляного слоя, тол-
щина которого обычно—2,5—0,025 мм.
Назначение фильтра поэтому очень ограни-
ченно. Фильтр может лишь задерживать посто-
ронние тела, могущие засорить всю смазочную
систему, по он не может повлиять на степень
износа. Поэтому желательно устанавливать ред-
кий сетчатый фильтр, задерживающий большие
частицы, могущие засорить систему смазки, но
который сам бы не легко засорялся, и кроме того
котором оседали бы мелкие трущие частицы
Должен ли этот фильтр помещаться на всасывающей или нагнетаю-
щей линии системы—вопрос не решен.
При размещении его на всасывающей стороне он потребует тщатель-
ного наблюдения и частой промывки.
Размещенный на нагнетательной стороне фильтр может прорваться
вследствие загрязнения или высокого давления в магистрали п выпу-
стить все посторонние частицы в магистраль.
Наилучшкм компромиссным решением вопроса является установка
на всасывающей стороне редкого сетчатого фильтра, могущего задержать
крупные частицы грязи и случайные куски металла, и установка не-
сколько более мелкого фильтра в нагнетательной части.
В настоящее время во многих конструкциях применяются центробеж-
ные филг’тры — „ сепараторы “.
Действие их основано на следующем (черт. 84 и 85).
Полые коренная и кривошипная шейки бывают целиком заполнены
маслом. Масло из полости коренной шейки благодаря давлению, соща-
ваемому действием центробежной силы, попадает в полость кривошип-
ной шейки и из последней — в кривошипный подшипник.
172
Более тяжелыми частицами являются посторонние, поэтому они отго*
пяются центробежной силой от центра полой шейки к периферии,
а в центре будет оставаться чистое масло.
Во многих конструкциях современных двигателей это свойство исполь-
зуется следующим образом: в просверленные в шатунной шейке ради-
альные отверстия вставляются и развальцовываются медные трубочки,
длина которых рассчитана так, что масло в них попадает из централь-
ной части полой шейки, т. е. чистое.
При разборке долго работавшего двигателя и осмотре коленчатого
вала с подобным расположением масляных отверстий было найдено, что
вокруг периметра полой шейкп скоплялось большое количество тяжелого
вещества, похожего на грязь, несомненно изнашивающего подшипник.
Черт. 84. Схема устрой-
ства 1р)бок в шатунных
шейках коленчатого ва-
ла М-34.
Черт. 85. Центрофуга.
Анализ осадка, собранного из нескольких кривошипных шеек, пока-
зал, что он содержит приблизительно 6О°/о летучего вещества, состоя-
щего из 5О°/о масла и 10% свободного углерода. В остающихся 4О°/о
оказалось 30% стальных и железных частиц и 10% песка; последний
был единственным материалом достаточного размера и твердости, спо-
собным причинить подшипнику серьезные повреждения. Тем не менее
частицы тонких металлов, например сталь и железо (в некоторых слу-
чаях были найдены следы меди, алюминия и др.), если они попадут
в царапины, сделанные песком, будут также создавать некоторое сти-
рающее действие. Это действие сильнее отражается на коренных под-
шипниках, так как они получают масло в первую очередь, и особенно
заметно в подшипнике, находящемся вблизи к масляному насосу.
В связи с требованием непрерывной фильтрации масла предлагаются
специальные цептрофуги, приводящиеся в действие от двигателя. По-
добная центрофуга включается в систему смазки в месте, где можно без
разборки двигателя производить ее чистку от отфильтрованных частиц.
Такая система очистки масла была испытана в американском воз-
душном флоте.
Все приспособление черт. 85 состоит из центрифугального барабана,
заключенного в корпусе, высотою около 38 мм и диаметром 130 мм,
установленного в корпусе масляного насоса; при номинальном числе обо-
ротов двигателя барабан должен вращаться со скоростью около 2 500 об/мип.,
получая свое вращение от валика масляного насоса. Масло, прежде
173
чем попасть в помпу, проводится через .вращающийся барабан, где и от-
деляется большая часть твердых частичек, которые скапливаются под
закраиной верхней части барабана.
Одним из недостатков центробежного способа очистки масла является
необходимость частого удаления грязи, скопившейся во вращающемся
барабане.
Кроме того при низкой температуре масла затрата работы на его
вращение сильно возрастает. Это может привести к нарушению нормаль-
ной работы всего устройства и даже к поломке механизма, передающего
ему движение.
МАСЛЯНЫЕ БАКИ
Масляные баки по системе питания мотора могут быть разделены на
три основные группы: 1). баки, работающие под давлением; 2) баки, ра-
ботающие самотеком, и 3) баки, работающие с помощью питательной
помпы.
В баках различают следующие части: 1) собственно баки; 2) арматуру
баков — горловины для наливки, спускные краны, ниппеля для присое-
динения питательных трубок у контрольных приборов, манометры, предо-
хранительные и редукционные клапаны и пр.; 3) крепления баков на само-
лете.
Конструктивная и эксплоатащионная часть
1.	Масляные баки должны иметь простую форму, удобную для осмотра
и ремонта и обеспечивающую механическую прочность.
2.	Баки большой емкости но мере необходимости разделяются внутрен-
ней переборкой: глухой для баков, работающих под давлением, п перфори-
рованной для баков, работающих самотеком.
3.	Горловины для наполнения баков, устраиваются в местах, удобных
для наливки.
4.	Размеры горловины должны позволять быструю наливку масла.
5.	Независимо от размеров баков внутренний диаметр горловин не
должен быть меньше 40 лки.
6.	Конструкция горловин или положение их на баке в случае, если
последние работают под давлением, должны быть таковы, чтобы пе до-
пускать наливки баков более, чем на 90% емкости.
7.	Крышки горловин баков окрашиваются в цвет, соответствующий
проводке.
8.	Вместо окраски на крышках могут быть сделаны надписи: „Масло“.
9.	Крышки должны иметь винтовую нарезку, а по наружной поверх-
ности — накатку или другие приспособления для удобства отвинчивания
и завинчивания.
Примечание. В дюралевых баках конструкции горловин и крышек
должна предусмотреть возможность заедания резьбы.
10.	Крышки должны прикрепляться к бакам па прочной цепочке, не
препятствующей отвинчиванию и завинчиванию.
11.	Крышки бензиновых баков, работающих под давлением, должны
иметь уплотняющую прокладку.
12.	В горловины баков должны быть вставлены вынимающиеся фильтры
из металлической сетки частотою 16-—20 ниток на 1 см. Глубина этих
174
фильтров не должна затруднять наливки смазки с помощью обычных
воронок.
13.	Баки должны иметь отстойники, поддающиеся периодической
очистке.
14.	у больших плоских баков, расположенных горизонтально, отвод
масла делается в нескольких точках.
15.	Спускные краны снабжаются контрящими приспособлениями, исклю-
чающими" возможность случайного открывания в полете от вибрации
или при аварии от толчка.
16.	Стопорные краны должны иметь такие же приспособления, -исклю-
чающие возможность случайного закрывания в полете.
17.	Масляные баки, работающие самотеком, должны иметь отдушины,
соединяющие воздух, находящийся внутри бака, с наружным.
18.	Отдушины должны быть расположены так, чтобы действовать
при всех положениях самолета относительно горизонта.
19.	Все масляные баки должны иметь приспособления для установки
масломеров. При условии легкого наблюдения могут быть использованы
масломерпые стекла.
20.	Баки, работающие под давлением, должны иметь ниппеля для
присоединения манометров и предохранительных клапанов, выпускающих
воздух в случае, если давление превысит нормальное.
Технические условия
1.	Масляные баки могут быть изготовляемы из листовой меди, латуни,
луженого железа, дюраля.
2.	Прцдой, употребляемый для пайки швов медных и железных баков,
должен содержать не менее 5О°/о олова (половинник).
3.	Перед окончательной заделкой бака следует произвести тщательную
очистку его внутри от капель припоя, грязи или подтеков и капель
шеллака в алюминиевых баках.
4.	Все баки с пропаянными швами по изготовлении тщательно про-
мываются слабым щелочным раствором.
5.	Торцовые стенки отверстий, сделанных в луженом железе, должны
сблуживаться.
6.	Испытательное давление (сверх атмосферного) на дно бака для
баков, не работающих под давлением, должно быть равно половине раз-
рушающего и вычисляется но следующей формуле.
где: jo—-давление в т см2,
у — удельный вес масла,
h—высота бака в метрах и
п — перегрузочный коэфициент для статистических испытаний на
случай выхода из пикирования по нормам прочности.
7.	Баки, не работающие под давлением, могут испытываться двояким
образом: 1) давлением керосина или 2) давлением воздуха; работающие
под давлением — только давлением воздуха.
8.	При испытании керосином бак устанавливается в рабочем поло-
жении, в него наливается керосин и давление р создается за счет
столба керосина в привернутой к баку трубке.
175
Высота столба определяется удельным весом керосина.
Бэк должен находиться под давлением 15 мипут, и за это время не
должно быть просачивания керосина наружу.
9.	При испытании воздухом бак погружается испытываемыми местами
в воду, давление р создается путем нагнетания воздуха внутрь бака.
Бак, оставаясь под давлением 5 минут, не должен давать просачи*
ванпя воздуха.
10.	Давление при испытании баков, работающих иод давлением, уста-
навливается в 0,5 атмосферы.
Вызванные испытательным давлением деформации, выражающиеся
в стрелках прогиба 2—3 мм, допускаются лишь па стенах и днищах ба-
ков, имеющих емкость более 300 л, и то только в том случае, если де-
формации не затрагивают шва и если они не вредят непроницаемости бака.
11.	Испытанные и принятые баки покрываются снаружи защитным
лаком или окрашиваются для предохранения от ржавчины и коррозии.
12.	Кроме защитного покрытия бакп могут окрашиваться эмалевой
краской соответствующих стандартных цветов.
МАСЛЯНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ И РАДИАТОРЫ ДЛЯ МАСЛА
Ранее было уже указано, что решающим моментом в выборе допусти-
мой температуры масла является величина ~ и соответствующий ей
коэфициент трения и момент заедания подшипника.
Но высокие температуры масла вызывают еще и следующие недо-
статки: 1) чрезмерный расход смазки, 2) дым па выхлопе, 3) замасли-
вание свечей, 4) разложение и испарение масла, 5) образование нагара
в камере сгорания, 6) дефекты подшипников вследствие уменьшения
прочности и твердости баббита с увеличением температуры, влекущее
за собой трещины и вдавливания.
Кроме того необходимо иметь в виду .современные тенденции в на-
правлении увеличения мощности мотора и связанных с этим: 1) увели-
чения степени сжатия, 2) наддува смеси, 3) увеличения числа оборотов,
а также развития двигателей воздушного охлаждения и значительного
нагрева масла в двигателе, нередко доходящего до 100°. Так для дви-
гателя воздушного охлаждения, если общая поверхность картера двига-
теля мала или же закрыта капотом, во избежание опасности перегрева
мотора на земле, прп полном газе масло поступает в мотор при регули-
руемой температуре около 55° и выходит из мотора при температуре
90 — 93°, а в случае, если мотор целиком закрыт капотом, при 100 —
103°. Это дает увеличение температуры масла на 35 — 45° (в зависи-
мости от моторной установки).
Разрешить вопрос удовлетворительной смазки простым подбором
масла вряд ли представляется возможным вследствие значительного
изменения вязкости от температуры (черт. 86).
Действительно масло, обладающее достаточно большой вязкостью и
следовательно обеспечивающее надежность смазки при высоких темпе-
ратурах, может вызвать ряд затруднений при запуске и особенно в зим-
нее время.
Первое затруднение заключается в том, что такие масла могут иметь
точку затвердевания при достаточно высокой температуре.
176
Как показал опыт, в этом случае в насосе образуется пустота (явле-
ние кавитации) и смазка совершенно не подастся в двигатель, так что
наблюдается более ила менее длительный период — так называемый „су-
хой" период смазки.	...
Кроме того при повышенной вязкости увеличивается потребный пуско-
вой момент.
Исследование показало, что потребный пусковой момент зависит лишь
от вязкости масла; изменение же в зазорах от наружной температуры
никакого блеяния на величину пускового момента не оказывает. Этих
недостатков можно было бы избе-
жать при выборе масла с меньшей
вязкостью.
Поэтому вопрос охлаждения
масла имеет существенное значе-
ние, так как он дает возможность:
1. Применять меньшее количе-
ство циркулирующего масла, а тем
самым уменьшать расход смазки
и замасливание свечей, образо-
вание нагара, дефекты подшип-
ников.
2. Применять менее вязкое ма-
сло, обеспечивающее безотказную
работу помпы при запуске, в хо-
лодную погоду уменьшающее ве-
личину потребного пускового мо-
мента и в то же время сохраня-
ющее вязкость, при нормальной
работе достаточной для надеж-
ности двигателя. Причем в послед-
Ч е р т. 86. Изменение вязкости масел
нем случае может даже оказаться, В связи с изменением температуры,
что за счет температуры менее
вязкое масло будет обладать несколько большей вязкостью в рабочих
условиях, чем более вязкое масло.
Таким образом в циркуляционной системе должно иметься или доста-
точно большое количество масла, чтобы циркуляция его могла быть
медленной и чтобы каждая частица масла имела достаточное время
охладиться до его поступления в подшипник, или, если нормальная ве-
личина теплоотдачи недостаточна для понижения температуры масла,
необходимо иметь масляный радиатор, который должен искусственно
охлаждать масло, в зависимости от потребности, примерно па 50° перед
его поступлением в подшипник.
При таком устройстве обеспечивается правильное функционирование
смазочной системы.
Необходимо иметь в виду, что масло охлаждается значительно хуже
воды, вследствие своей большой вязкости и малой теплопроводности.
Температура масла в двигателе, как уже говорилось, изменяется в
довольно широких пределах, в связи с чем меняется также и вязкость,
масла; последняя же имеет большое влияние на степень циркуляции
масла в радиаторе.
12 Л. Таланов.
177
Вязкость делает охлаждение масла более затрудненным, чем охлаж-
дение воды. Ври низких температурах может случиться сцепление ча-
стей масла со стенками радиатора, что значительно затруднит продви-
жение масла и потребует высокого давления, а также и прочных сте-
нок радиатора.
Значительно упрощает задачу устройства масляного радиатора сравни-
тельно низкий по сравнению с водой секундный расход масла, при-
мерно1/.^ в секунду для V-образного 500-сильного двигателя и 710 л —
для звездообразного той же мощности.
Опыт показывает, что количество проходящего через радиатор масла
мало влияет на понижение его температуры, поверхность же охлажде-
ния,имеет большее значение.
Для улучшения охлаждения полезно, чтобы циркулирующее в радиа-
торе масло разбивалось в нем на тонкие струйки.
Сделать масляные радиаторы подобными по конструкции водяным
сотовым неудобно, так как в атом случае очень трудно регулировать
поверхность охладительных элементов; наиболее подходящими с этой
точки зрения являются пластинчатые и трубчатые радиаторы. Радиатор
должен быть помещен в той части масляной системы’ где существует
наименьшее давление и где легче всего можно обнаружить утечку
масла из радиатора, а также иметь беспрепятственный подход, так как
он легко загрязняется и требует частой чистки.
В настоящее время применяются два типа масляных радиаторов:
радиатор с воздушным охлаждением и радиатор с водяным охлажде-
нием. Первый тип применяется в моторах с воздушным охлаждением
и получил широкое распространение в авиации; второй тип применяется
в авиационных двигателях водяного охлаждения.
Масляный радиатор должен удовлетворять следующим требованиям:
1) по возможности обеспечивать нагрев холодного масла и охлаждение
горячего масла; 2) иметь малое сопротивление потоку масла; 3) обладать
наименьшей подверженностью к загрязнению масла: 4) быть доступным
для осмотра и очистки; 5) обладать достаточно высокой прочностью. Ради-
атор должен выдерживать давление по крайней мере до 7 атмосфер.
Кроме того охлаждение масла должно быть выполнено без увеличе-
ния лобового сопротивления и веса радиаторов.
Это может быть выполнено при комбинации следующих условий:
1) соединение радиатора в одно целое с главным баком, 2) соедине-
ние радиатора с обтекателем фюзеляжа, 3) употребление горячего масла
для предварительного нагрева всасывающих патрубков или карбюратора.
В отношении первого пункта система водяного охлаждения масляного
радиатора имеет преимущество перед воздушным.
Действительно при запуске двигателя температура охлаждающей воды
возрастает гораздо быстрее, чем масла.
Поэтому включение масляного радиатора в общую циркуляционную
схему водяного охлаждения дает возможность осуществить более быстрый
нагрев масла, в особенности если в систему введен термостат или
управляемая от руки заслонка.
При воздушном охлаждении для более скорого прогрева масла при-
ходится просто выключать масляный радиатор во время прогрева дви-
гателя.
178
Уменьшение темпера-
туры масла в современ-
ных установках колеблет-
ся в пределах 10 — 40°
в зависимости от размеров
радиатора и его конструк-
ции.
Вопрос вероятности за-
купорки радиатора имеет
существенное значение,
так как радиатор должен
иметь достаточно большую
пропускную способность
вне зависимости от чи-
стоты масла.
Опыт показал, что с те-
чением работы мотора в
масле скопляется доста-
точно большое количество
Черт. 87. Экспериментальный масляный ра- ]
диатор водяного охлаждения.
нагара и смолистых частей, которые могут
повлиять на сопротивление радиатора, отлагаясь в нем.
Температура В °C
Черт. 88. Зависимость вязкости от температур (американские масла).
Поэтому рекомендуется промывать радиатор через 30 — 40 часов его
работы каким-либо масляным растворителем, например бензолом.
Кроме того в качестве добавочной гарантии необходимо предусмо-
треть возможность выключения радиатора из общей схемы циркуляции
масла в случае отказа в работе радиатора или чрезмерного охлаждения
масла.
12*
179
Количество тепла, которое может быть отведепо радиатором, зависит
от перепада температур между маслом и охлаждающей средой, от при-
роды охлаждающей среды и скорости ее протекания мимо рабочей^по-
Ч е р т. 89. Теплоотдача масляного радиатора воздуш-
ного охлаждения.
верхвости радиатора как в отношении площади, толщины и материала,
так п времени протекания единицы объема масла через радиатор:
где: а — коэфициент теплопередачи от масла в охлаждающую среду,
S—	рабочая площадь радиатора,
т — время протекания единицы объема масла через радиатор,
— температура масла,
— температура охлаждающей среды.
Для суждения о теплоотдаче были произведены испытания масля-
ного радиатора, охлаждаемого водой черт. 87 и воздухом, для чего с
ISO
радиатора снимался кожух. Испытуемый радиатор в обоих случаях со-
стоял из 161 трубки. Испытания велись па масле SAE № 30 (черт. 83).
Черт. 91. Теплоотдача в зависимости от скорости
обдува воздухом радиатора с воздушным охлаждением.
При всех испытаниях температура масла при входе в радиатор под-
держивалась постоянная, равная 100°.
Черт. S2. Теплоотдача в зависимости от расхода
воды.
Результаты испытания приведены па графиках черт. 89—92.
На черт. 89 дана теплоотдача в зависимости от расхода масла при
воздушном охлаждении со скоростью обдува — 26 м/сек при темпера-
туре воздуха 16°, 27°, 38°.
На черт. 90 дана теплоотдача при водяном охлаждении при тех же
температурных условиях, как и на черт. 89. Расход воды в этом случае
был равен 25 л/мин.
181
На черт. 91 дапа теплоотдача при воздушном охлаждении с разной
скоростью обдува, изменявшейся от 6 до 44 м/сек., при температуре
воздуха 16°, 27°, 38° и постоянном расходе масла 26,5 л/мин.
Черт. 93. Сравнение теплоотдачи радиатора воздуш-
ного и водяного охлаждения.
На черт. 92 даны результаты аналогичного испытания с водяным
охлаждением, причем расход воды доходил до 250 л'мт.
Сравнение систем охлаждения при одинаковом количестве охлаждаю-
щей среды, прошедшей через радиатор, дано на черт. 93.
Черт. 94. Теплоотдача в зависимости от расхода
масла при постоянном расходе воды 95 л!мин.
Из этого чертежа -видно, что при одинаковых температурных усло-
виях водяное охлаждение имеет значительное преимущество перед воз-
душным. '
Однако такие низкие температуры охлаждающей воды, при которых
были произведены опыты, могут лишь быть на стационарных и судовых
установках.
Для сравнения систем охлаждения при нормальных условиях работы
были произведены испытания с охлаждающей водой нормальной рабо-
чей температуры, результаты которых приведены па черт. 94 и 95.
182
На черт. 95 дана теплоотдача радиатора при различных расходах
масла, постоянном расходе воды 95 л/мин. и температурах воды 71°,
82° и 93°.
Черт. 95. Теплоотдача в зависимости от расхода воды
при постоянном расходе масла 36'/2 л/мин.
На чорт. 94 дапа теплоотдача радиатора при постоянном расходе
масла 26,5 л/лиш., переменном расходе воды и тех же температурах
воды, как и на черт. 95.
Черт. 96. Теплоотдача радиаторов различных размеров.
Из сопоставления данных испытаний можно заключить, что при ра- •
диаторе данной величины и при нормальных расходах воды и скорости
воздуха водяное охлаждение при температуре воды 82° равноценно
воздушному охлаждению при температуре воздуха 38°.
Зависимость теплоотдачи от размеров радиатора показана на черт. 96.
Здесь дана теплоотдача радиатора в 178, 161 и 112 трубок при раз-
ных расходах масла.
183
Опыты велись при .температуре входящего масла 99°, входящей воды
77° и при постоянном расходе воды 57 л [мин. Сечение трубок — шести-
гранное, толщина степок — 6,9 мм.
В заключение можно привести данные по нагреву масла в двига-
теле с радиатором и без радиатора в условиях зимнего и летнего вре-
мени (черт. 97 и 98).
КОНСТРУКЦИИ МАСЛЯНЫХ РАДИАТОРОВ
В связи с увеличением температуры масла в радиальных двигателях
воздушного охлаждения разработаны серии масляных радиаторов раз-
личных размеров и типов соответственно различным установкам.
Черт. 97. Нагрев масла в двигателе с радиатором
и без него.
На следующих чертежах показаны вполне удовлетворительные кон-
струкции масляных радиаторов для радиального двигателя воздушного
охлаждения.
Масляный радиатор „Алигат* (французский) состоит пз ряда по-
лых дисков, нанизанных на трубчатую полую ось и затянутых с обоих
концов муфтами (черт. 99,100 и 101), через одну из которых масло посту-
пает в радиатор, а через другую выходит.
Внутри каждого полого диска находится диск, служащий направляю-
щей для масла, благодаря чему масло, огибая его, проходит мимо на-
ружных стенок, подверженных охлаждению воздушным потоком.
Радиатор пАлигат“ имеет автоматический регулирующий количество
циркулирующего масла аппарат, в котором термостат, сделанный из
металлических мехов, наполненных легко испаряющейся жидкостью,
J84	..
может, с увеличением температуры раздвигаться и тем самым выпол-
нять роль как бы редукционного клапана. Таким образом с увеличе-
нием температуры все масло должно проходить непосредственно через
охлаждающие элементы радиатора, минуя внутреннюю трубу, так как
Черт. 98. Сравнение температуры масла при наличии
масляного радиатора водяного охлаждения и без него.
термостат закрывает ее выходное отверстие. При низких температурах
термостат сжимается и открывает проход масла непосредственно по
трубе. Следовательно с изменением температуры масла благодаря уста-
Ч е р т. 99. Масляный радиатор „Алигат*.
новке термостата достигается регулировка количества масла, проходя-
щего через охлаждающие элементы радиатора.
Данный радиатор может быть собран пз любого количества дисков
соответственно потребности в охлаждении масла.
Радиатор „Виккерс-Потти (английский) (черт. 102) состоит из ряда
полых ребер, расположенных на двух трубах, через которые проходит
масло по пути из двигателя в масляный бак. Эти ребра устроены так,
что масло через каждое ребро проходит по очереди. Редукционный
клапан помещается между впускной и выпускной трубами, чтобы полу-
755
чить чередующийся путь для масла, когда начинается охлаждение,
а также для предупреждения чрезмерного давления на ребра.
Внутренняя конструкция охлаждающего элемента такова, что масло
выпускается тонким слоем на холодную поверхность ребер, в то время
как пространство между ребрами разбивает струю масла, создает вихри
и вызывает быструю передачу тепла. Внешнее пространство между
ребрами, увеличенное местным утоныпением толщины ребра, делает
возможным свободное прохождение воздуха между ребрами, не вызывая
нежелательного торможения.
Все ребра имеют стандартные размеры, что позволяет применять
любое число ребер —от 5 до 11, соответственно удовлетворяя различ-
ные требования [для двигателей от 250 до 800 л. с., поэтому, стан-
186
дартиые радиаторы делаются соответственно с 5, 7, 9 и 11 ребрами.
Охлаждающая поверхность каждого ребра равна приблизительно 930 см.
Понижение температуры масла, проходящего через одно ребро, будет
от 1 до 6°£в зависимости от потока и температуры воздуха. Полная
установка допускает температуру охлажденного масла до 70°. Следую-
щая таблица дает остальные данные для этого радиатора.
Таблица 10. Данные для радиатора ,,Виккерс-Потт“
Число ребер	Величина выступа ребер из-под фюзе- ляжа в мм	Вес в кг	Мощность, поглощаемая радиатором благодаря сопро- тивлению при скорости воздуха, вдоль главной оси ребер в 100 км в час, в л» с.
£5	125	4,4	1,16
7	—	5,2 *	1,46
9	—	6,4	1,79
11	240	7,5	2,10
Эти радиаторы—саморегулирующиеся посредством редукционного кла-
пана, который в то же время служит предохранителем. Различные раз-
меры радиаторов необходимы, если учитывать вертикальную скорость
аэроплана и время подъема па данную высоту при подйом газе.
В следующей таблице приведены данные радиаторов.
187
Таблица 11. Данный радиаторов
Тип	Вес радиатора в «г	Тип аппарата, для которого предна- значен радиатор	Падение температуры в радиаторе, в гра- дусах
1	1,47	Быстроходный, одноместный . .	26
2	2,38	Средней скорости двухместный .	36
3	3,86	Тихоходный или прп работе	
		в жарком климате		45
Масляный радиатор „Бристолъи черт. 103. В масляных радиаторах,
выпускаемых английской фирмой „Бристоль" (для мотора „Юпитер"
Черт. 104. Маслйный радиатор „Ламблен*.
450—600 л. с.), струи встречного потока воздуха проходят через про-
дольно расположенные в цилиндрическом картере радиатора трубки.
Специальный обводный клапан предохраняет радиатор от чрезмер-
ных давлений при пуске мотора на холодном масле. Эти радиаторы
188
строятся различной величины (фронтовая площадь трубок от 0,23
до 1,1 дм.2, при весе от 1,5 до 3,5 кг) и обеспечивают падение тем-
пературы масла соответственно в пределах от 26 до 45°. По изгото-
Вод Сочен
Черт. 105. Схема установки масляного радиатора „Кертисс".
гтении радиаторы „Бристоль “ испытываются на внутреннее давление
:>,,) атмосферы.
Масляный радиатор „Ламблен“.На черт. 104 представлен масляный
радиатор „Ламблен11 (французский), устройство которого в общем сходно
с устройством радиаторов „Ламблен11 для воды и понятно из предлагаемой
на чертеже схемы. В самой узкой части элемента радиатора при низкой
температуре окружающего воздуха масло может застывать, чем и дости-
гается автоматическая регулировка охлаждения.
Масляный радиатор „Кертпсо" (черт. 105) представляет собой небольшой
сотовый радиатор, через трубки которого протекает вода, предварительно
охлажденная в радиаторе для воды, а между трубками циркулирует масло.
Масляный радиатор, охлаждаемый водой (черт. 106 и 107). Ма-
сляный радиатор состоит из обичайки 7, во внутренней части которой
набраны шестигранные соты 2. Обичайка сверху и снизу закрывается
выпуклыми крышками 4, закрепленными к обичайке па болтах. К нижней
крышке приклепаны два штуцера 3 п 5 и перегородка 6. Обичайка имеет
два приклепанных штуцера 7, против которых соты не доходят до обп-
чайки, образуя пазух 8. В штуцер 7 и пазух 8 масло попадает нагретым.
Пройдя через соты, масло охлаждается п поступает в противоположный
штуцер. В нижний штуцер 4 поступает вода, проходящая внутри сот со
стороны радиатора, ограниченной перегородкой 6, в направлении к верх-
•	189
пей крышке, и обратно с другой стороны этой перегородки выходит через
выводной штуцер 5, охлаждая таким образом масло, проходящее через соты.
Радиатор опоясывается латун-
ным пояском, стянутым брати-
ками 9; к пояску закреплены бо-
бышки 10, при помощи которых
Черт. 107. Возможное крепление
масляного радиатора.
Ч.е р т. 106. Масляный радиатор,
охлаждаемый водой.
радиатор и устанавливается на тре-
ноге внутри крыла.
Для перепускания холодного масла
мимо радиатора установлена за-
слонка 7 по типу дроссельной с за-
зором между стенок 0,2 мм с набив-
кой сальников из асбеста с графитом.
Подобная система,' однако, не позво-
ляет полностью выключить радиатор,
н проходящее масло часто вызывает
разрыв сот.
Ч е р т. 109. Перепад температур
масла и воды при прохождении их
через водомасляный радиатор пря-
моугольной формы
Черт. 108. Возможные положения
крана масляного радиатора.
Для предохранения от разрыва сот
радиатора поступающим холодным
маслом на серийных самолетах вме-
а) Масло, выходящее из мотора, Ъ) масло,
входящее в радиатор, с) масло, выходя-
СТО заслонки 11 установлены пере- щее из радиатора, 1) вода, выходящая из
__ «з	✓	»•	мотора, 2) вода, выходящая из радиатора.
LpbiBHOu Кран 12 И обратный кла~ з) вода, входящая < в радиатор.
нан 13, позволяющие совершенно вы-
ключить радиатор. Вес сухого радиатора—20,5 кг. Емкость масла в ра-
диаторе—4,2 л. Пропускная способность радиатора равна 67 л в минусу
190
Выключение радиатора производится поворотом рукоятки крана в по-
ложение „радиатор ;выключен“; при этом сердечник крана 17,
имеющий вырез,^своей .тыльной частью закрывает входящий штуцер,
Черт. 110. Схема маслопроводки.
выключая тем самым радиатор. Полное выключение радиатора дости-
гается установкой обратного клапана 18.
Охлаждение маслом- клапана и седла. Масло, попадающее к под-
шипнику кулачкового вала, поступает в кольцевую расточку подшипника
(черт. 111), из которой ответвляется в специальный маслоотводящий канал,
закапчивающийся муфточным штуцером. От штуцера масло идет уже по
трубке вверх, где последняя разветвляется для подвода масла к двум
соседним выпускным клапанам; затем масляная трубка входит в полость
штока клапана.
Таким образом масло, выходя из масляной трубки, отнимая тепло от
стевок, вытекает пз штока на тарелку, смазывает трущуюся об кулачок
часть тарелки и выходит в картер кулачкового вала.
Кроме штока клапана охлаждается также и гнездо клапана следующим
образом: вокруг гнезда проточена кольцевая канавка, в которую масло
подается также из кольцевой проточки подшипника кулачкового валика.
Выходит масло из кольцевой канавки клапанного гнезда с противо-
положной стороны по вертикальному каналу, сливаясь в картер кулач-
кового вала.
191
Черт. 111. Охлаждение маслом клапана и седла.
Подобная конструкция охлаждения требует, конечно, и специальной
формы кулачка с прорезами для масляной трубки, т. е. таким образом
кулачок будет давить только на боковую часть тарелки клапана.
Глава V»
Эя&Езлоатация масляной системы двигателя
ОБЩИЕ ПРАВИЛА УХОДА
Хорошая смазка является главным условием правильной работы
двигателя. Работа масла в двигателе тесно связана со многими факто-
рами, как то: зажиганием, карбюрацией, охлаждением и т. д. Нарушение
исправной работы одного из указанных факторов неизбежно отражается
на работе масла, например при неполном сгорании по причине неисправ-
ного зажигания или карбюрации бензин будет просачиваться и разжи-
жать масло.
Авиационный механик должен с особым вниманием относиться
к смазке и следить за работой всех механизмов двигателя.
Нельзя забывать о смазке машины перед началом работы. Рекомен-
дуется установить календарь смазки. Перед полетом следует проверять,
достаточно ли масла в масляном баке и масленках, исходя из часового
расхода масла. Перед каждым полетом производится смазка частей, не
обслуживаемых центральной системой. Главным в смазке двигателя
является качество и количество смазочного масла.
Масло должно храниться в отдельной, плотно закрытой посуде, чтобы
не попала грязь или пыль. Необходимо следить за чистотой масляного
бака, бидояов и воропки. Наливается масло через воронку с частой
сеткой.
Зимой масло следует наливать, предварительно подогрев до 40—50э
и промыв бак при пользовании минеральным маслом чистым бензи-
ном или при касторовом масле—денатурированным спиртом. После полетов
масляные баки должны опоражниваться. Если после полета зимой не
представляется возможным полностью опорожнить бак, то при последу-
ющем наполнении бака надо размешать горячее масло с оставшимся
на дне холодным, чтобы не было сгустков. При наливании масла не-
обходимо следить за строго установленным уровнем заполнения баков.
Наблюдение за уровнем проводится через контрольные краники, пробки,
глазки и т. п.
Перед каждым пуском мотора необходимо наполнить масляные баки
и смазать направляющие клапаны.	<
Масляный бак не следует наполнять доверху. Если мотор предвари-
тельно работал, то в сборнике для масла образуется накопление от-
ходящего масла и при пуске двигателя откачивающая помпа погонит
это масло в бак, что вызовет переполнение бака. Перед запуском необ-
ходимо открыть крап, сообщающий масляный бак с помпой.
Число оборотов после запуска постепенно увеличивается, но не
должно превышать 700—800 в минуту, пока масло в двигателе не
13 Л. Таланов.
193
разжижится. Б это время нужно следить за давлением масла. Вначале
давление будет повышенное вследствие низкой температуры и большой
вязкости масла, затем по мере нагревания мотора должно понижаться.
Когда температура масла достигает примерно 35° и давление станет
нормальным, можно переходить на большее число оборотов. Падение
давления при горячем моторе указывает на неисправность масляной
системы; в этом случае масляная система требует тщательного про-
смотра. Не следует изменять регулировку редукционного клапана, пред-
варительно не проверив системы маслопровода. Если установившееся
давление, указываемое манометром, меньше допустимого, мотор необ-
ходимо остановить и выяснить причину.
Недостаточное давление может быть следствием загрязнения масля-
ных фильтров, засорения маслопроводов или порчи масляной помпы.
Некоторые помпы весьма медленно или совершенно не качают, когда
внутри них находятся пузырьки воздуха. Такие помпы перед пуском
мотора в ход необходимо заполнять маслом.
Масло засоряется и разбавляется горючим из-за плохого состояния
частей мотора, из-за плохой регулировки топлива, из-за зажигания и
других причин. Следует ежедневно проверять качество масла и менять
его по мере надобности. О пригодности масла судят по ощущению на
пальцах: если оно дает маслянистый, скользящий слой между пальцами,
то оно еще годно; если же масло растирается и выдавливается под
пальцем, не. дает слоя и не скользит, то оно негодно и его следует
заменить. Как правило полная замена масла в двигателе происходит
после 10 часов его работы. Ежедневно в масляный бак доливается
свежее масло взамен израсходованного ’.
Систему смазки нужно всегда держать в порядке. При смене масла
в двигателе после спуска старого масла картер промывается бен-
зином.
Масло спускается через специальные пробки внизу картера. После
промывки картера бензином ему дают время просохнуть, во избежание
разбавления нового масла оставшимся в картере бензином. При раз-
борке двигателя следует всегда прочищать маслопроводы. При ежеднев-
ном спуске масла из масляных отстойников необходимо вынимать
фильтр, промывать его в керосине мягкой кистью и проверить, нет ли
в нем повреждений. Если фильтр прорван, его сейчас же надо заменить
новым или замаять. Через каждые 10 часов работы двигателя необ-
ходимо вынимать мелкий фильтр нагнетающей части и промывать его.
Если па фильтре обнаружатся металлические осадки, необходимо выяс-
нить причину их появления и в случае подозрений на неисправное ib
механизма отправить мотор в разборку.
Необходимо ежедневно отвертывать спускную пробку у отстойника
камеры масляного фильтра в спускать отстой.
Полость червяка и привода счетчика наполняется вазелином (пе
тавотом) через каждые 12 часов работы; старый вазелин удаляется.
Водяной насос и тахометр снабжаются штауферамп, каковые перед
полетом наполняют густой смазкой (вазелином, тавотом).
1 Первые 20 часов работы мотора мосле его выпуска с завода или из ремонта не-
обходимо заменять масло в картере через каждые 5 часов.
194
СМАЗКА МАГНЕТО
Магнето смазывается костяным маслом два раза в месяц при еже-
дневной работе мотора и один раз при работе с большими перерывами.
Магнето „Бош" рекомендуется смазывать 1 раз в 2 недели таким обра-
зом: 2-3 капли костйного масла с помощью особого маленького шприца,
вводят в одну масленку и 2-3—в другую и наконец только одну каплю—
в волокнистую набивку оси прерывателя. Динамо „Делько“ смазывается
следующим образом: через каждые 6 часов работы в масленку впускают
около 10 капель вазелинового или костяного масла. Эту же порцию
масла вводят в динамо после долговременного бездействия.
При капитальном ремонте мотора необходимо разобрать магнето
промыть шариковые подшипники и возобновить их смазку. В качестве
смазки может быть использована густая смазка для шариковых подшип-
ников с удельным весом 0,9—0,95 и температурой каплеобразования
(по Убсллоде) не ниже 145°.
Смазка должна представлять собой эмульсию очищенного минераль-
ного масла и мыла на базе соды.
Процент минерального масла не должен быть ниже 75. Процент воды
должен быть не более 3 и то при условии, что вода хорошо включена
в смазочное вещество.
Процент зольных остатков должен быть не выше 3.
При смазке магнето необходимо иметь в виду, что чрезмерная смазка
не менее опасна, чем недостаточная. Излишняя смазка засоряет детали
магнето и может вызвать опасные разряды в деталях цепи высокого
напряжения.
Смазка не должна попадать на контакты прерывателя, в противном
случае контакты загрязняются, искрят, ненормально изнашиваются и рас-
страивают работу магнето.
ВНЕШНИЕ ПРИЗНАКИ НЕПОЛАДОК В МАСЛЯНОЙ СИСТЕМЕ
Отсутствие илп недостаток масла, чрезмерно жидкая или густая смазка
характеризуются следующими внешними признаками: 1) неподвижностью
стрелки манометра или бездействием какого-либо другого прибора, контро-
лирующего подачу масла насосом; 2) характерным жужжанием и силь-
ным нагреванием двигателя во время работы; 3) обильным выделением
из выходной трубы белого дыма; 4) стучанием двигателя, падением давле-
ния; 5) высоким давлением; 6) высокой температурой выходящего масла.
Для барботажной системы смазки смазывание недостаточно, если
ощущается нехватка масла в картере двигателя; для системы смазки
под давлением, — когда существует недостаточная циркуляция масла по
маслопроводам или когда последние засорены.
Как уже ранее говорилось, при высоких давлениях и больших скоро-
стях увеличивается работа трения, а следовательно и температура масла.
Масло при этих условиях сильно разжижается и выдавливается из-под
трущихся поверхностей В результате масло не только не может пред-
охранить трущиеся части от нагревания, а даже повлечь увеличение
трепня и износа. Поэтому в случае высоких давлений и больших
скоростей приходится принимать одну из двух мер, а именно: или
увеличить поверхность трепия и тем самым уменьшить удельное
давление (давление на единицу площади), или пользоваться более вяз-
13*	195
киы маслом. Не следует забывать, что масло от нагревания становится
жиже н следовательно масло, которое в холодном состоянии трущихся
частей не выжималось, станет в нагретом состоянии двигателя выжи-
маться и смазки окажется недостаточно. С другой стороны если масло
будет взято слишком густым (вязким), то оно не сможет проникнуть
в достаточном количестве к подшипникам, в особенности при запуске,
когда двигатель еще не прогрелся. Чрезмерно вязкое масло, обладая
большим внутренним трением, увеличивает затраты на преодоление
трения. Если масло при нагревании разлагается и теряет свои сма-
зочные свойства, т. е. подвижность, Ямасляничность“ в вязкость, то это
указывает на недоброкачественность масла; такое масло следует заме-
нить свежим, хотя бы частично.
Масло может потерять часть своих свойств от загрязнения мельчай-
шими металлическими частицами, пылью и частицами нагара. Загряз-
ненное масло рекомендуется заменять свежим. Масло разжижается от
попадания в камеру сжатия керосина, заливаемого туда в случаях тя-
желой компрессии, а также от сконцентрировавшихся паров горючего;
керосин и бензин, растворяя масло на поршневых кольцах, проходят
в картер п разжижают масло. Разжиженное на поршневых кольцах
масло, стекая, нарушает герметичность камеры сгорания, что ведет
к прорыву газов в картер, а кроме того к увеличению трения поршня
о стенку цилиндра. Затем разжиженное масло в периоды всасывающего
хода поршня будет усиленно засасываться в камеру сжатия и забрыз-
гивать свечи. В этом случае, казалось бы, существует излишек масла,
но на самом деле первопричиной является недостаток густого масла,
поэтому рекомендуется часть масла заменить свежим и густым.
Для обеспечения смазки двигателя необходимо: 1) чтобы масло было
не слишком жидким; 2) чтобы масло было не слитком густым; 3) чтобы
масло соответствовало температуре наружного воздуха, т. е. летом при-
менять более густое масло, а зимой—более жидкое; 4) чтобы масла было
достаточно; 5) чтобы не были засорены маслопроводы; 6) чтобы масло
чрезмерно не нагревалось; 7) чтобы масло не было засорено нагаром,
металлическими частицами и посторонними примесями; 8) чтобы масло
не было разжижено керосином или бензином; 9) чтобы в масле не было
воды, способствующей образованию эмульсии (пены), создающей сгустки и
закупоривающей маслопроводы.
Излишняя смазка- цилиндра создает: 1) излишний расход масла,
2) перебои в зажигании или полное прекращение работы двигателя.
3) образование нагара, ведущего к преждевременному воспламенению
смеси, перегреву двигателя, загрязнению масла и т. д.
Признаками излишней смазки цилиндра будут; 1) белый дым, выхо-
дящий из выхлопа; чем больше излишек масла, тем белее -дым и тем
его больше; 2) перебои в работе двигателя из-за перерывов в зажига-
нии; 3) нагар на поршне и свечах.
Об излишней смазке можно судить по показаниям масляного мано-
метра. Постепенное падение давления масла можно отнести за счет
разжижения масла; разжижение ведет к нагнетанию масла в камеру
сгорания. Постепенное повышение давления при постоянном числе обо-
ротов может указывать на излишнюю подачу масла; в этом случае
необходимо отрегулировать редукционный клапан масляной магистрали.
196
Когда щюворачивают винт при закрытых продувных кранах, часто
оказывается, что винт слишком' легко проворачивается; в этом случае
необходимо проверить компрессию в цилиндрах. Испытание компрессии
производится проворачиванием винта при закрытых продувных крапах
и включенном декомпрессоре (если таковой имеется) с предварительным
выключением зажигания и открытием дросселей.
При вращении винта сопротивление сжатого воздуха в каждом из
цилиндров должно возрастать равномерно, достигая наибольшей вели-
чины при достижении соответствующим поршнем верхней мертвой точки.
За два оборота винта компрессия должна достигать своей наибольшей
величины столько раз, сколько цилиндров имеет мотор. Часто случается,
что в моторах после продолжительной стоянки или после многократной
заливки бензином цилиндров масло стекает или смывается со стенок
цилиндров и компрессии нс получается. В этом случае для окончатель-
ного суждения о компреСспи следует залить внутрь каждого цилиндра
несколько капель масла через продувочные кранпки или через отверстая
для свечей или выпускные клапаны и, провернув затем вал мотора, при
вывернутых свечах па 10—15 оборотов, вновь проверить компрессию.
При выявлении компрессии необходимо учитывать температуру окру-
жающей среды и тепловое состояние двигателя.
Исправный мотор в теплую погоду при вывернутых свечах (без комп-
рессии) должен проворачиваться легко. В холодную погоду благодаря
загустению масла проворачивание, равно как и пуск мотора становятся
затруднительными. Для облегчения проворачивания и запуска мотор
можно подогреть, заливая в систему охлаждения горячую воду, но при
этом нужно помнить, что как только вода внутри рубашек п радиатора
охладится, ее необходимо выпустить. С той же целью можно внутрь
каждого Цилиндра пустить несколько капель керосина для разбавления
и разжижения масла.
Для предупреждения загустения смазки и прилипания поршней в хо-
лодную погоду керосин лучше заливать после остановки мотора, дав
последнему в течение 10 минут охладиться.
Для этого необходимо вывернуть свечи, находящиеся с внешней сто-
роны мотора, и вспрыснуть шприцем по несколько капель керосина
в каждый цилиндр, затем провернуть от руки винт, сделав несколько
оборотов.
Эта операция предотвращает застывание смазки- в цилиндрах, дает
возможность поршневым кольцам оставаться свободными и тем облег-
чает последующий запуск мотора.
Вращая винт, необходимо помнить, что при остановленном моторе
рычаг переключателя зажигания должен находиться па 0 и мотор дол-
жен быть холодным.
Если мотор не работал несколько дней, особенно в холодное время,
то необходимо смазать минеральным маслом ААС пгсстерпи передачи
и кулачки распределительных валов.
Это необходимо вследствие того, что за время стоянки мотора па его
деталях остается только тонкая пленка масла, затвердевающая с тече-
нием времени и становящаяся непригодной для смазки. Кроме того
при холодном моторе, для того чтобы масло прошло внутрь распреде-
лительных валов, требуется некоторое время.
197
Если давление масла не, достигает величины, указанной для данного
мотора, или же будет постепенно понижаться во время работы мотора,
несмотря на достаточное количество масла в баке, то следует проверить:
1.	Исправность масляного манометра.
2.	Не загрязнен ли масляный фильтр, установленный между баком
и масляной помпой.
3.	Надлежащего ли качества залито масло.
4.	Не превышает ли температура масла установленной нормы.
5.	Работу масляной помпы.
6.	Работу’ редукционного клапана масляной помпы.
7.	Не засорена лп трубка, подводящая масло к манометру.
8.	Нет ли течи масла в трубопроводах подачи масла под давлением.
НАБЛЮДЕНИЕ ЗА СИСТЕМОЙ СМАЗКИ В ПРОЦЕССЕ СБОРКИ
И РАЗБОРКИ ДВИГАТЕЛЯ
Неудовлетворительная смазка двигателя может быть прежде всего
следствием неправильных зазоров в подшипниках п цилиндрах. Слишком
большие зазоры ведут к обильному расходованию смазки. Во время
сборки двигателя надо следить за правильностью зазоров и не допускать
отклонений.
Необходимо принять меры предосторожности против возможности
попадания шили в картер, цилиндры и распределение. Во время сборки
следует затыкать бумажными пробками все отверстия, через которые
может проникать пыль (например выхлопные патрубки, отверстия для
свечей, отверстия крышки камеры всасывания, масляные соединения
и фильтры). Частично собранный мотор следует покрыть бумагой или
чистым брезентом.
Мотор, стоящий на самолете, во время стоянки самолета также
необходимо покрывать брезентом. Во время сборки необходимо смазывать
свежим маслом все вращающиеся п скользящие части мотора, а в особен-
ности масляную помпу, шестерни, поршни, цилиндры и распределения,
так как при пуске в ход мотора потребуется некоторый промежуток
времени, пока установится нормальная циркуляция масла и начнется
нормальная смазка всех деталей.
Как правило перед промывкой деталей мотора необходимо внимательно
осмотреть и отметить все, что может указывать на неудовлетворительную
работу или смазку, как то: металлические осадки в масляном фильтре,
ненормальный нагар на днищах поршней, черные полосы на боковых
поверхностях цилиндров, черные пятна на кольцах, риски на поверхности
цилиндра п поршня. После промывки керосином и очистки внимательно
осматривается каждая деталь.
Перед сборкой двигателя шприцем промываются все отверстия для
смазки, канавки, трубки, ниппеля, вообще все отверстия, куда может
забиться пыль и грязь. После промывки нельзя вытирать деталей
волокнистой тряпкой, лучше дать им высохнуть. Во время сборки надо
проверить, плотно ли сидит втулка верхних и нижних головок шатунов
и имеет ли она допустимый зазор; удостовериться, нет ли следов заедания.
Необходимо проверить зазор вкладыша главного шатуна на коленчатом
валу п просмотреть, нет ли следов выкрашивания или выплавления
баббита; осмотреть пальцы и втулки добавочных шатунов, нет ля на них
198
выработки и плотно ли они сидят. Внимательно осмотреть шейки колен-
чатого вала, пет ли следов износа или заедания. Проверить ролики,
шарики, обоймы, пет ли недопустимого износа.
Особенно внимательно надо следить за деталями распределения, чтобы
нигде пе было следов затирания. Проверяются зубья всех шестерен
и их зазоры. Осматриваются поршни и поршневые 'пальцы, заменяются
недостаточно упругие или имеющие следы пропуска газа кольца. Поршни
и поршневые кольца очищаются от следов нагара, если таковой имеется.
Надо просматривать, нет ли следов заедания на поршневых пальцах
и поршнях. Осматривать зеркала цилиндров, нет ли на них царапин
или следов заедания. Камера сгорания очищается от нагара. Особенное
внимание обращается на кулачковую шайбу, на которой не должно быть
никаких выбоин и износа.
Совершенно необходимо, чтобы прокладки всех соединении, в особен-
ности же тех, которые подвержены давлению масла, были герметичны.
В особенности следует удостовериться в непроницаемости крышек
масляной помпы, коробки вспомогательных передач, креплений сборника
для масла, всех соединений, подводящих масло, цилиндров на картере и
коленчатого вала. Утечка масла помимо излишнего расхода может привести,
смотря по обстоятельствам, к нехватке масла в полете или порче двигателя.
Прп монтаже маслопроводов необходимо обратить внимание на герме-
тичность следующих соединений: трубки, ио дающей масло из бака
к фильтру на всасывающие линии; трубки, соединяющей масляный
сборник с помпой; трубки, соединяющей откачивающую помпу с баком,
трубки к манометру и трубки к термометру, так как в противном случае
доступ воздуха или утечка масла могут привести к нарушению цирку-
ляции масла. Трубки в ниппельных соединениях должны быть припаяны
серебром. Маслопроводы должны быть прямые —без изгибов с малыми
радиусами. Установка масляного бака на самолете должна обеспечивать
напор масла минимум 20 с.м, считая от фильтра на всасывающей линии
помпы. Емкость бака должна быть примерно на 20% больше того коли-
чества масла, которое потребно для мотора при расчете на максимальный
радпус действия самолета. Во избежание разряжения в баке в пробке
ого должно быть просверлено отверстие для сообщения с атмосферой.
На маслопроводе, идущем от бака к помпе, необходимо установить пере-
крывающий крав, служащий для прекращения подачи масла. Его реко-
мендуется соединять с выключателем мотора или с краном бензпио-
провода, — это делается, чтобы исключить возможность стекания масла
из бака или возможность работы мотора без масла в случае если ме-
ханик забудет закрыть или открыть кран.
Этот краник служит также для слива масла из трубопроводов в зимнее
время; он должен быть установлен в самой низкой точке. На трубках
устанавливаются термометры, желательно с циферблатами от 15°. Для
установки термометров к трубкам приворачиваются карманы для обеспе-
чения нормального проходного сечения Чувствительная часть наконеч-
ника термометра должна быть направлена против потока масла.
Все соединения трубок обязательно производятся па резьбе. Поста-
новку дюритов допускать нельзя.
Диаметры маслопроводов нз бака должны иметь минимум 25—30 см.
Маслонровод, сообщающий сборник с помпой, — минимум 16— 20 мм,
199
так же как и от помпы к масляному баку. Трубка к манометру должна
иметь минимум 5 мм диаметра.
При уходе на маслопроводами необходимо: 1) следить за надежностью
стыков, 2) продувать их, 3) промывать зимой внутренний канал бензином
или денатурированным спиртом (смотря ио сорту масла). Зимой во избе-
жание застывания масла обвертывать маслопроводы шнуром или лентой
из хлопчатобумажной ткани или бобрика. Для восстановления эластич-
ности медных маслопроводов следует производить их отжиг через каждые
100—150 час. работы, приурочивая его ко времени съемки мотора для
очередной перечистки или ремонта.
Во избежание загустевания масла в зимнее время масляные баки очень
часто отепляют войлоком.
Летом, во избежание сильного разжижения масла, баки некоторых
двигателей нуждаются в охлаждении, для чего внизу бака очень часто
впаиваются особые трубочки для пропуска охлаждаемого воздуха.
Масляный бак с помпой соединяется тонкостенной медной трубкой.
Проходящее по этой трубке масло в зимнее время часто замерзает.
Поэтому трубку в зимнее время необходимо отеплять войлоком. Трубку
же, отводящую масло ив картера в бак, отеплять не приходится, так как
отработанное масло и без того имеет высокую 'температуру. Трубки
к масляному манометру во избежание замерзания в них масла необхо-
димо заполнять глицерилом или глицерином с примесью спирта.
В ротативных двигателях масляный бак в целях подогревания масла
ставится непосредственно за цилиндрами мотора (так как применяемое
касторовое масло в зимнее время сильно загустевает). В некоторых
двигателях для подогревания масла внутри бака прокладывают спе-
циальные трубки (змеевики), по которым проходят горячие отработанные
газы или горячая вода. В моторах воздушного охлажде ия, эксплоати-
руемых на касторовом масле, после каждого полета коленчатый вал
необходимо продувать воздушным насосом, а перед полетом посредством
инжектора „Такелемит1* вспрыскивать в коленчатый вал 1 литр разо-
гретого до 75° чистого авиационного касторового масла.
При пуске двигателя в ход следует внимательно проследить работу
масляной системы; переходить на полный газ можно только тогда, когда
циркуляция масла исправна и температура масла поднялась до 35—40°.
ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТ И ЭКСПЛОАТАЦИЯ СМАЗОЧНЫХ
МАТЕРИАЛОЗ
Тара. Смазочные продукты продаются в разнообразной таре, как то:
в железнодорожных цистернах, деревянных и металлических бочках и би-
донах. Размер тары и ее конструкция зависят от: 1) условий транс-
порта, 2) размеров складских помещений, 3) условий хранения и 4) норм
расхода смазки.
Наиболее рентабельной тарой является железнодорожная цистерна.
Для перекачки смазочного продукта из железнодорожной цистерны
необходимо наличие специальной стационарной цистерны-хранилища
и средств для перекачивания продукта.
Если размеры расхода смазки не оправдают устройства специальных
резервуаров и транспорта масла цистернами, то более мелкой тарой
являются металлические бочки.
200
Металлические бочки изготовляются двух типов: легкие, известные
на рынке иод названием „беввоввратных“—продажные, и тяжелые
стальные бочки, служащие мелкой транспортной тарой, — не продающиеся
потребителю.
Легкая бочка предназначена для однократного транспорта с завода
к потребителю, она не протекает н сравнительно долговечна; подобная
бочка может быть йспользована как тара для хранения смазочного
продукта и весьма удобна для местной транспортировки.
Деревянные бочки вытесняются металлическими.
Недостаток деревянных бочек — плохая их герметичность и способность
изменять форму под влиянием погоды.
Мелкая тара в виде бидонов очень разнообразна и является пре-
красной тарой для ручного транспорта, портативной, мало весомой.
Кроме того она очень удобна при хранении масла, употребляемого
в небольших количествах.
При транспортировке и храпении смазочных продуктов в железно-
дорожных цистернах должна быть предотвращена возможность испарения
легких пагонов продукта.
Это достигается всемерным обеспечением герметичности укупорки, для
чего применяются кожаные или картонные прокладки соответствующей тол-
щины, а крышка тщательно завинчивается всякий раз после ее открывания.
Герметичность при транспортировке предохраняет от всяких механи-
ческих примесей (пыль, песок и пр.).
Слив смазочного продукта из подвижных или стационарных цистерн
в бочки должен производиться с соблюдением следующих мер:
1.	Исправность перекачивающих устройств, шлангов и пр. должна быть
тщательно проверена.
2.	Шланги должны быть тщательно подогнаны к перекачивающим
устройствам и закреплены так, чтобы не было проливания продукта.
3.	Для предотвращения проливания продукта в момент переноса шлапга
шланг должен иметь кран.
4.	Тара, предназначенная под налив, должна быть тщательно про-
верена путем наружного и внутреннего осмотра. Загрязненная и ржа-
вленная тара под налив не допускается.
5.	Бочки, предназначенные под налив, должны иметь как правило
хорошо пригнанные металлические пробки, снабженные кожаными или
картонными прокладками. Завинчивание пробок производится до отказа
при помощи специального ключа. В целях предотвращения просачивания
паров продукта через пробку под давлением бочки не доливаются
до полного уровня на 8—10 см.
6.	По окончании слива невахватываемый насосом остаток продукта
должен начисто выбираться посредством насоса более малого диаметра
с соответствующим диаметром шланга черт. 112.
В целях обеспечения доброкачественности продукта последние
2—3 бочки, сливаемые из данной цистерны, отмечают временной меткой
как II сорт и откатывают в сторону
Использование продукта из этих бочек возможно только после опреде-
ления его качества.
7.	Остатки продукта из насоса и шлангов сливаются в мелкую тару
через специальный кран, устанавливаемый в насосе.
201
ваются одинаковыми рядами
Черт. 113. Схема установки
змеевика для подогрева масла
в цистерне.
нпедставляющих наибольшую
Черт. 112. Схема установки насоса для выкачивания
масла из цистерны.
8.	По окончании слива бочки откатываются в сторону и устанавли-
бязателъно пробками вверх.
Для обеспечения доброкачественности
продукта из первых бочек берется образец
для анализа.
Во время слива необходимо следить, нет
ли в выходящей струе механических при-
месей воды и прочих посторонних ве-
ществ.
Для удобства наблюдения к сливному
шлангу присоединяется стеклянный кон-
трольный стаканчик.
Для успешного слива зимой масло в ци-
стерне необходимо прогревать, для чего
в цпстерну опускается специальный
змеевик, ио которому прогоняется пар
черт. 113.
Летом в цистерне обычно происходит
скопление паров легких фракций продукта,
ценность. Для их сохранения открытие
цистерны нужно производить после спадения жары, когда эти фракции
вновь переходят в жидкое состояние.
В случаях срочного вскрытия резервуара рекомендуется его охладить,
облив стенки холодной водой и тем самым дав возможность нарам скон-
денсироваться.
Транспортировка в бочках производится с соблюдением следующих
условий:
1.	Погрузка и выгрузка происходят с применением покатов во избе-
жание боя тары.
2.	Погруженные бочки обязательно ставятся пробками вверх.
3.	Порожние бочки должны быть взвешены, вымыты, закрыты пробками.
4.	Маркировка бочек, залитых разными сортами продукта, производится
путем наклейки ярлыков разного цвета (авнамасло минеральное—корич-
невый; авнакасторка—синий): тара со сливами продукта маркируется
двойной черно-белой полосой.
202
Наполненная продуктом подвижная тара должна храниться как пра-
вило в специальных огнестойких складах-хранилищах, оборудованных
противопожарными мерами.
При отсутствии специальных помещений допускается хранение па воз-
духе с обязательным покрытием брезентом.
Учет расходов смазочных материалов. В целях жесткой экономии
смазочного продукта должны быть введены определенные нормы.
Расход смазки определяется в граммах на 1 л. с. в час.
В таблице 10 помещаются нормы расхода масла для различных мо-
торов.
Габлрц* 12. Нормы расхода маска’для различных моторов
Тип мотора	Расход горючего на 1 час полета в кг		Расход смазки на 1 час ра- боты мотора в кг	Норма работы мотора на зеыпе до 1 взлета в мин.		Норма работы мотора на земле перед каждым следующим по- летом
	зимой	летом	зимой и летом	зимой	летом	зимой и летом
М-17	80	[75	4	30	20	10
М-5	67	62	4	20	. 10	5
М-11	23	20	2	20	10	3
М-22	65	60	7	15	10	5
Ассо	120	115	7	30	20	7
РАСХОД СМАЗКИ
Основным фактором, определяющим расход смазки, является разру-
шительное действие на слой смазочного вещества высокой температуры,
образующейся в цилиндрах двигателя.
Все известные масла быстро разлагаются при температуре, превы-
шающей 350°, и медленно окисляются, делаясь густыми, при’температуре
ниже 350°.
Чем дольше масло подвергалось действию высокой температуры, тем
больше оно разлагается или окисляется.
Испаряемость масла увеличивается с увеличением температуры.
Разбрызгивание масла поверх поршня увеличивается с уменьшением
вязкости.
Вязкость масла уменьшается с увеличением температуры.
Разбрызгивание и испаряемость играют главную рель в расходе масла.
До тех пор пока не будет найдена возможность препятствовать про-
хождению масла в камеру сгорания, расход смазки неизбежен и до не-
которой степени является непременным условием удовлетворительной
смазки. Объяснение этому очень простое. Если масло успевает испариться
раньше времени, необходимого для его разложения, и выйдет вместе
с отработанными газами из цилиндра, то разрушение смазки и связанное
с этим коксообразование не последуют, т. е. стенки цилиндра, поршень
и клапана останутся чистыми.
Расход масла в двигателе зависит от следующих факторов:
1.	Числа оборотов двигателя.
203
2.	Конструкции смазочной системы и степени изношенности двигателя.
3.	Подачи масла помпой.
4.	Вязкости масла.
5.	Летучести масла.
6.	Карбонизации масла.
7.	Промежутка времени между заменой масла.
Влияние увеличения числа оборотов двигателя на увеличение расхода
смазки объясняется следующим причинами:
1.	С увеличением числа оборотов двигателя увеличивается работа
трепия в подшипниках и соответственно этому температура масла в под-
шипнике увеличивается, а вязкость масла уменьшается.
Ясно, что масло малой вязкости имеет большую текучесть/ а следова-
тельно и большую способность разбрызгиваться кривошипами на стенки
цилиндра.
2.	Поскольку масло ив полой коренной шейки вала подастся в полость
к; ивошипной шейки под действием центробежной силы, а также п выте-
кает из нее по: действием этих ate центробежных сил, то ясно, что
с увеличением числа оборотов благодаря увеличению величины центро-
бежной силы количество разбрызгиваемого кривошипом масла будет
увеличиваться.
3.	Чем больше число оборотов, тем больше будет разбрызгивание масла.
Так как ври этом одновременно увеличивается п температура стенки
цилиндра и поршня, с которыми масло соприкасается, а также
увеличивается и работа трения поршня, то очевидно, что вязкость масла
еще больше понижается.
4.	Как известно, работа поршневых колец связана с нагнетанием масла
в камеру сгорания. Чем больше число оборотов, тем больше сила инерции
колец и тем больше их нагнетающее действие.
Это нагнетание тем сильнее, чем менее вязко масло и чем больше
его слой на поверхности стенки цилиндра.
Отсюда можно сделать вывод, что с увеличением числа оборотов
уменьшается вязкость масла, увеличивается слой масла на стенке
цилиндра; благодаря усилению разбрызгивания увеличивается нагнетание
масла в камеру сгорания, где оно или сгорает или карбонизируется .
(черт. 114).
Здесь необходимо рассмотреть работу нижнего маслосрезывающего
кольца. С уменьшением вязкости масла при увеличении числа оборотов
маслосревывающее кольцо будет оставлять больший слой масла на стенке
цилиндра, тем самым еще более увеличивая расход масла.
Влияние конструкции двигателя и степени его изношенности на рас-
ход масла очевидно (черт. 115).
Так конструкция поршня, лишенная маслосрезывающего кольца
и канавок для стока масла, будет вести к увеличению расхода масла.
Уменьшение числа колец также ведет к увеличению расхода масла
(черт. 116).
Большой зазор между поршнем и цилиндром или слабая упругость
колец ведет к увеличению расхода масла.
Износ колец и их канавок, ведя к большому скоплению масла в канав-
ках, увеличивает нагнетание масла в камеру сгорания, а следовательно
и его расход.
204
Черт. 114. Типичная кривая изменения расхода масла
с изменением числа оборотов мотора.
Пробег в км
Черт. 115. Влияние износа цилиндра на расход масла.
205
Слишком большие зазоры в кривошипных подшипниках ведут к боля-
шей утечке масла с краев подшипника, а следовательно и к увеличению
Черт. 116. Влияние масляных колец
на расход масла.
разбрызгивания масла. На-
оборот большие зазоры в ко-
ренных подшипниках, соз-
давая большую утечку масла
из них, уменьшают подачу
масла в кривошипные под-
шипники, а следовательно
и степень разбрызгивания
масла на стенку цилиндра.
Неправильное соотноше-
ние между длиной и диа-
метром шейкн вала отража-
ется на увеличении работы
трения подшипника, на по-
вышении температуры масла
в нем, на уменьшении вяз-
кости масла и на увеличе-
нии разбрызгивания маслом
стенок цилиндра.
Выбор формы и располо-
жения масляных канавок в
подшипнике влияет на утеч-
ку масла с краев подшип-
ника и на степень разбрыз-
гивания масла на стенку
цилиндра.
Значительно влияют на разбрызгивание и расход масла, а также размер,
расположение и количество масляных отверстий в коренной н кривошип-
ной шейке.
С износом двигателя увеличиваются все зазоры, причем в неодинако-
вой степени.
Увеличение зазора различных деталей по-разному будет влиять па
расход смазки.
С износом двигателя увеличивается расход смазки: увеличение зазора
коренного подшипника, уменьшающего разбрызгивание масла, одновре-
менно происходящий износ кривошипного подшипника и поршневых
колец, все .это ведет к тому, что расход смазки увеличивается.
Чем больше давление помпы, тем больше циркуляция масла В двига-
теле, тем больше разбрызгивание масла на стенку цилиндра, тем больше
расход смазки. Увеличение расхода масла будет происходить и в том
случае, если вязкость масла для данного мотора выбрана не надлежащей г
т. е. чрезмерно низкой.
Выбор масла надлежащей вязкости является большой проблемой.
Если выбрать масло большей вязкости, то ото поведет к уменьшению
расхода масла, но зато увеличит трение, а при запуске двигателя,
особенно в зимнее время, создает условия, весьма трудные для прово-
рачивания мотора.
206
Если выбрать касло малой вязкости, то это даст условия, благоприят-
ные для запуска, по зато при работе иотора повлечет за собой как
увеличение трения вслед-
ствие уменьшения пленки
масла, так и увеличение рас-
хода смазки (черт. 117).
Но этим причинам расход
смазки не является основным
при выборе масла надлежа-
щей вязкости, а является
лишь одним из моментов,
с которыми приходится счи-
таться.
Немаловажную роль в рас-
ходе масла играет „испаряе-
мость" масла. Масло имеет
склонность испаряться с по-
вышением температуры. Это
испарение может происхо-
дить как в цилиндре (осо-
бенно в камере сгорания),
так и в картере. Испаряе-
мость масла сильно увеличи-
вается с увеличением числа
оборотов двигателя с одной
стороны вследствие увеличе-
ния температуры, а с другой
стороны вследствие большего
Черт. 117. Влияние вязкости масла и системы
смазки на расход масла.
вентилирующего аффекта воздуха, прохо-
дящего через картер.
Чем менее летуче масло, тем меньше будет его расход.
Расход масла связан с его карбонизацией, т. е. разложением от дей-
ствия высоких температур. Чем больше масло способно карбонизироваться,
тем больше и его расход. Так как карбонизация связана с повышенной
температурой, то перегревы двигателя, влекущие за собой понижение
вязкости масла и увеличение забрызгивания камеры сгорания, повлекут
за собой и карбонизацию. Если карбонизация началась, то в дальнейшем
она будет лишь увеличиваться.
Различные масла склонны к карбонизации в различной степени, поэтому
выбор соответствующих масел может уменьшить расход на карбонизацию.
Чем больше засорено масло посторонними примесями, тем больше
меняются его химико-физические свойства, и в частности свойства вяз-
кости, испарения, карбонизации и сгорания.
Чем чаще производится смена масла в двигателе, тем однороднее
смазка, тем яснее все неисправности, связанные со смазкой.
Нельзя в общем виде говорить, что расход смазки увеличивается или
уменьшается с периодом работы данного масла в двигателе, так как
в этом случае расход масла обусловлен многими факторами, например,
разжижением смазки горючим. Чем более низки сорта топлива н чем
более богата смесь, на которых двигатель работает, тем сильнее разжи-
жение смазки и тем больше ее расход.
207
С течением работы масло засоряется посторонними примесями, влеку-
щими за собой увеличение вязкости масла и уменьшение расхода смазки.
Расход смазки связан с герметичностью соединения в швах картера
и внешней масляной проводки. Незначительные щели вследствие подсоса
воздухом в период поступательного движения самолета могут создать весьма
большой расход масла. Поэтому необходимо следить за герметичностью
соединения как при сборке картера, так и ’при монтаже маслопроводов.
При чересчур обильной смазке цилиндра из выхлопной трубы вместе
с отработанными газами начинает выходить густой белый дым; но иногда
белого дыма не бывает, так ш масло сгорает полностью. В большинстве
нормальных стационарных двигателей пропорция сгоревшего масла на-
ходится в очень малом отношении к горючему (5—10%), и только
у ротативных двигателей расход масла значительно выше по отношению
к горючему; он «равен примерно 30%. Здесь происходит усиленный
расход масла благодаря действию центробежной силы.
В современных авиадвигателях расход масла колеблется в пределах
от 5 до 20 г на силу в час.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТРАБОТАННОГО МАСЛА И ЕГО РЕГЕНЕРАЦИЯ
Масло — слишком дорогой продукт, чтобы выкидывать его после
10 часов работы. Отработанное масло используется на наружную смазку
машины для предохранения от ржавчины и пускается в переработку
для восстановления его смазывающих свойств, т. е. регенерацию.
Экспериментальные работы, в частности работы Кинга, показывают,
что регенерированные масла в некоторых случаях обладают лучшими
смазочными свойствами, чем свежие, неработавшие масла, вследствие
появления больших свойств маслянистости.
Регенерируя масло, мы сохраняем огромное количество смазочного
продукта.
• Регенерация состоит из следующих мероприятий:
1.	Отстой.
2.	Фильтрация.
3.	Центрофугнрование.
4.	Химическая очистка.
5.	Отгонка горючего.
7. Отстой. Процесс отстаивания обусловливается разницей удельных
весов масла и механических примесей. Вода, песок, частицы металла
и фугие тяжелые частицы оседают на дно быстро. Легкие примеси
оседают медленнее и образуют промежуточный слой между осевшей на
дно грязью и маслом, поднявшимся наверх. Отстаивание наиболее мел-
ких частиц механических примесей, несмотря на их удельный вес, про-
исходит чрезвычайно медленно и протекает иногда годами. Это объ-
ясняется действием между этими частицами электрических явлений. По-
добные механические примеси удаляются химическим путем.
Отстаивание выгодно тем, что не требует кроме посуды почти ника-
ких приспособлений. Оно применимо к любому количеству масла. Но
к сожалению процесс отстаивания протекает очень медлепно. Кроме
того промежуточный слой бывает очень велик, масло, содержащееся
в нем, может быть получено только прп применении других, более со-
вершенных, способов очистки. Тем не менее отстоем необходимо поли>-
зеваться в самых широких размерах, начиная прибегать к нему еще
в процессе собирания отработанного масла.
Отстойник имеет коническое дно с выпускным краном для спуска
отстоев. Крап для спуска отстоявшегося масла помещается несколько
выше конуса, чтобы выходящее масло при движении не „взбаламучи-
вало" осадок, образовавшийся в конусе, п не увлекало осадка за собой.
Лучше иметь несколько выпускных кранов, расположенных па разной
высоте, для того чтобы сливать верхние слои отстоявшегося масла по
мере отстоя.
Если нос) да для отстаивания масла большая, то для определения каче-
ства масла в отстойнике можно установить специальный показатель уровня.
Для заливания в отстойник отдельных порций масла рекомендуется
делать в нижней части отстойника специальную заливную трубку,
в верхнюю открытую часть которой вставляется воронка для заливания
масла. Верхний конец трубки должен быть выше, чем верхняя кромка
отстойника; таким образом создается некоторый напор масла, заставля-
ющий масло на основании закона сообщающихся сосудов перетекать
из трубки в отстойник.
Заливная трубка помимо уменьшения взбаламучивания масла умень-
шает путь отстаивающихся частиц и сокращает время отстаивания.
При отсутствии специальных отстойников отстаивание можно произ-
водить в вертикально поставленных бочках.
На отстаивание масла аффективно влияет подогрев. Это объясняется
тем, что удельный вес масла с подогревом уменьшается и отстаивание
ускоряется.
Во избежание возникновения сильных конвенционных токов, для того
чтобы масло находилось в спокойном состоянии, подогрев необходимо
производить постепенно, не доводя температуру выше 70°. Лучше всего
подогрев производить погружением отстойника в водяную или масля-
ную ванну, подогреваемую паром при помощи змеевиков.
Более вязкие масла отстаиваются медленнее, а поэтому не нужно
смешивать масла различной вязкости.
.2. Фильтрация. В целях наилучшего удаления из масла механических
примесей и ускорения процесса этого удаления применяется фильтрация.
Процесс фильтрации заключается в задерживании механических при-
месей каким-либо пористым материалом, поры которого мельче частиц
грязн. Применяются металлические, волосяные, сетчатые фильтры,
жженая кость, вата, кошма, хлопчатобумажные концы, бумага и т. д.
При фильтрации, как и при отстое, невозможно удалить все мельчайшие
механические примеси, которые удаляются только химическим путем.
Масло перед фильтрацией в целях уменьшения вязкости подогревается
(до 60 — 70°). Фильтруют масло двумя способами: а) пропусканием
масла сверху через слой фильтрующего материала; масло в этом случае
проходит благодаря своей тяжести; б) пропусканием масла снизу вверх;
прохождение через слой фильтрующего материала производится под да-
влением столба масла или нагнетанием при помощи насоса. Обычно
предпочитают второй способ, так как считают, что в этом случае легче
происходит отделение более тяжелых частиц. Особенно хорошие резуль-
таты получаются, когда загрязненное масло при помощи насоса под
давлением 1,5—2,5 атмосферы прогоняется через серию фильтров из
14 л. Таланов.
-О.
Черт. 118. Фильтр системы „Оргсмазка*.
плотной ткани— виециального фильтровального сукна, на котором
и остается вся грязь.
Примером конструкции фильтра может служить фильтр „Оргсмазка".
На черт. 118 даиа схема устройства подобного фильтра.
Масло заливается в верхний
резервуар 9 при закрытом кра-
не 74 трубы 13 и закрытом
спускном крапе 11. Подогрева-
тельная система пускается в ход
путем подогрева примусом ко-
робки 8. Нагревающаяся в ко-
робке 8 вода поднимается по
трубке 7 в змеевик 5; холодная
же вода спускается по трубке 6.
Кран 4 остается открытым. На-
гревательная циркуляционная
система наполняется водой. При
наличии пара расширитель 2
отвинчивается, и верхний конец
трубы 3 соединяется е паровой
трубой. Кран 4 в этом случае
закрывается. Пар будет посту-
пать через верхний конец змее-
вика 5 п выходить через труб-
ку 7. Нижнюю коробку 8 в этом
случае необходимо удалить пу-
тем отвинчивания двух амери-
канских гаек.
В нижнем резервуаре произ-
водится зарядка фильтра, для
чего поверх нижнего диска 77
закладывается фильтрующий материал, покрывающийся верхним дис-
ком 12 и скрепляющийся четырьмя болтиками 16. Кран 19 закры-
вается.
По доведении масла до желаемой температуры кран 74 в трубе 13
открывается и масло пропускается в нижний резервуар 12. Благодаря
образующемуся давлению масло проступает через фильтрующий мате-
риал, находящийся между дисками 77 и 12, вверх. Через кран 19 филь-
трующееся масло выпускается наружу.
3.	Центрофугирование. Работа цептрофуги или сепаратора основана
на действии центробежной силы. Масло, залитое в барабан сепаратора,
благодаря быстрому вращению барабана (несколько тысяч'юборотов в ми-
нуту), подвергается действию развивающейся центробежной силы. Под
влиянием этой силы более тяжелые частицы твердых механических при-
месей и вода, как обладающие большой массой, отбрасываются к стенкам
барабана. Здесь они располагаются слоями соответственно своему удель-
ному весу, т. е. более тяжелые частицы ближе к стенке, а более легкие
последовательно приближаются к центру барабана. Чистое масло, являясь
наиболее легкой частью, располагается в центральной части барабана,
где сделаны специальные сливные краны для его спуска,
210
D —
н
к
L
М
11
Такне сепараторы, выпу- Д -----
«каемые фирмами „Де-Ла- „	__
валь“, „Реиапия" и „Шарп- й
лес" и т. д., имеют приблизи- г -
тельпо такое же устройство,
как обычные молочные се-
параторы, отличаясь от по-
следних лишь расстоянием
между конусами. Это рас-
стояние устанавливается в
зависимости от удельного ве-
са обрабатываемого масла.
Масло пропускается нагре-
тым приблизительно до 70°
и сразу отделяется и от воды
и от грязи. Вода отходит че-
рез специальное отдельное
отверстие, а грязь остается
на стенках сосуда.
Конструкция центрофуг
бывает двух видов: центро-
фуги с иольТм цилиндриче-
ским узким барабаном фирмы
„Шар плес" и центрофуги, со-
держащие внутри барабана
систему конических филь-
тровальных дисков фирмы
„Де-Лаваль".
Первый тип центрофуг раз-
вивает около 7 000 об мин., а
второй—около 20 000'об/мин.
Фильтрация масла центро-
бежным способом произво-
дится значительно быстрее,
чем способом пропускания
масла под давлением через
серию фильтров или способу
отстоя. Так выделение жира
из молока при помощи сепара-
торй происходит в 6 000 раз
быстрее, чем при отстаива-
нии молока, когда действует
лишь одна сила тяжести.
Процесс отделения механи-
ческих примесей от масла
в современных аппаратах со-
вершается в ’ течение не-
скольких десятков секунд.
Механические примеси отделяются сепаратором довольно легко. Но сажа
отделяется не полностью, часть ее остается в масле во взвешенном со-
— b
Р
О
Черт. 119. Разрез сепаратора.
14*
211
стоянии. Для того чтобы удалить ее полностью, приходится применять
какое-либо створаживающее химическое вещество, например жидкое стекло,
тринатрофосфат и т. п. с последующей обработкой сернокислым цинком
или промыванием теплой водой.
Промывание масла теплой водой в сепараторе имеет то преимущество,
что вода уносит с собой часть мелких механических примесей, содержа-
щихся в масле.
К недостаткам сепаратора надо отнести: а) сравнительно быструю
засоряемость барабана при очистке сильно загрязненных масел и б) необ-
ходимость тщательного и умелого ухода. Последнее условие объясняется
тем, что во всех механизмах, работающих при очень высоком числе
оборотов, незначительное смещение центра тяжести системы от оси
вращения может вызвать деформацию или даже разрушение механизма.
4.	Химическая очистка. Очистка масла химическим способом имеет
целью полное очищение масла от механических примесей.
Образцом фильтра, действующего химическим способом, является
фильтр системы инж. Каретникова.
В этом фильтре масло заливается в бак, где оно подогревается,
а затем смешивается при помощи специальной мешалки с вливаемыми
в масло химическими веществами; химические вещества действуют на
имеющуюся в масле грязь и сажу створаживающим образам. Створажи-
вающими химическими веществами являются жидкое стекло (вассергляс),
тринатрофосфат и сернокислый калий.
Рецепт применения жидкою стекла. Отработанное масло заливается
в бак и подогревается до 70—80°, затем в масло наливается каким-
либо разбрызгивающим приспособлением, например лейкой, жидкое
стекло удельного веса 1,3 из расчета 7:1 000 объемных частей или
1°/о жидкого стекла по весу. При заливке жидкого стекла масло необ-
ходимо все время размешивать, постепенно уменьшая темп перемеши-
вания с таким расчетом, чтобы не нарушить образования хлопьев и грязи
в процессе створаживания или, как говорят, коагуляции.
Процесс коагуляции наступает через 10—12 минут после заливки
в масло раствора жидкого стекла и продолжается 10—15 минут.
После коагуляции маслу дают отстояться примерно в течение 1 часа.
Раствор жидкого стекла приготовляется следующим образом. Жидкое
стекло, представляющее собой студенистую .массу^ разводится чистой
водой. Прибавление чистой воды производится постепенно до тех пор, пока
не получится необходимый удельный вес (1,3). Удельный вес определяется
обычным ареометром. Определение удельного веса необхо- димо потому,
что промышленное жидкое стекло может быть различной концентрации.
Очищенное таким образом отработанное масло необходимо освободить
от щелочи, остающейся в нем после обработки жидким стеклом.
Щелочь удаляется или промывкой масла теплой водой или обработкой
сернокислым цинком в другом баке.
Обработка сернокислым цинком. В хорошо отстоявшееся и отфиль-
трованное масло после обработки жидким стеклом вливается 25-процент-
ный раствор сернокислого цинка (цинковый купорос) в таком же коли-
честве, в каком заливалось жидкое стекло, т. е. 1°/0 по весу.
Раствор заливают в масло через разбрызгивающее приспособление,
например при помощи лейки; при заливке масло размешивается мешалкой.
212
Температура масла поддерживается вначале на низком уровне 50—
60° во избежание сильного испарения воды п выпадения кристаллов
сернокислого цинка. В течение этого температурного режима, длящегося
20—25 минут, масло все время интенсивно перемешивается. Затем
температуру масла постепенно увеличивают, создавая температурные
условия, при которых вода из раствора цинка выпаривается, а цинк
в виде кристаллов выпадает на дно.
После отстоя, продолжавшегося около получаса, очистку можно счи-
тать законченной.
Для лучшей очистки масла от остатков примесей масло пропускается
через слой сукна или другого фильтрующего материала.
Вышеописанными способами невозможно произвести полного восстано-
вления отработанных масел. При помощи разобранных способов можно
только очистить масло от механических примесей, углеродистых отложе-
ний, сажи и воды. Но устранить один из основных недостатков—разжи-
жение масла—не представляется возможным. Для этого необходим еще
один процесс обработки—выпаривание из масла примесей горючего.
Достигается это путем нагревания масла примерно до 350° электриче-
ским током или при помощи перегретого пара.
Для получения из отработанного масла полноценного продукта необ-
ходимо обработку вести двумя путями: 1) сначала очистить масло от воды,
грязи, сажи и углеродистых отложений, а затем произвести отгонку го-
рючего; 2) производить регенерацию масла в специальных аппаратах—
рекуператорах, представляющих собой соединение маслоочистительного
сепаратора с двумя баками, в одном из которых происходит нагревание
масла электрическим током пли перегретым паром, а в другом —выпа-
ривание легких частей.
5.	Отгонка топлива в регенерации представляет большую сложность,
так так она требует высокой температуры 200 — 350°, а при высокой
температуре не исключена возможность разложения масла. Существует
несколько методов отгонки прп пониженных температурах; «понижение
температур достигается с помощью: I) пара, 2) разрежения, 3) увели-
чения поверхности испарения.
Для передвижных регенерационных установок эффективно увеличениегпо-
верхности испарения; оно достигается применением разбрызгивания масла.
В стационарных заводских установках для увеличения поверхности
испарения применяются трубчатки.
Принцип разбрызгивания осуществляется в рекуператоре „Альфа-Ла-
валь11 (черт. 120).
Масло,Прежде чем попасть в сеператор, нагревается до 90—100°.
С целью нагрева масло несколько раз прогоняют из бака через электри-
ческий подогреватель; затем его смешивают с фосфорнокислым натром
и водой в пропорции 20 л масла, 40 л воды и 4,5 кг натра и заста-
вляют насосом циркулировать в баке в течение 15 минут. Эго делается
для того, чтобы слепить мелкие частицы угля и прочие примеси, имею-
щиеся в масле, и подготовить масло к сепарированию.
После очистки в сепараторе масло пропускают через выпаритель
(градирню), предварительно подогревая его до 150°. В этом аппарате
горячее масло разбивается на капли и каплями падает вниз, встречая
струю нагретопГвоздуха. Воздух уносит из масла все легко испаряю-
2/3
щиеся частя, которые не могли быть удалены в сепараторе (бензин,
керосин). Эта операция повторяется до тех пор, пока масло не получит
должной вязкости, определяющейся вискозиметром. Пары бензина и ке-
росина увеличиваются особым конденсатором.
Производительность такого, рекуператора к сожалению довольно низкая;
за 7 часов работы он дает 200 л очищенного масла. Кроме того он
стоит довольно дорого, около 3 000 золотых рублей.
„Оргсмазкой" сконструирован перегонный аппарат, состоящий из воз-
душного насоса, нагнетающего воздух в воздушный колокол, снабжен-
ный манометром и редукционным клапаном. Из воздушного клапана
Черт. 120. Сепаратор „Альфа-Лаваль*.
воздух поступает в масляный резервуар, создавая там постоянное да-
вление. Из резервуара благодаря давлению масло с постоянной скоро-
стью подается в масляную трубку, идущую к распылителю, распыляю-
щему масло в испарительной колонке.
Испарительиаг/колоика состоит из внешней и внутренней колонок, между
которыми заключен змеевик с проходящим через него перегретым паром.
Внешняя колонка заполняется маслом, воспринимающим тепло от
змеевика и равномерно нагревающим внутреннюю колонку. Распили-
вающееся сверху масло подвергается нагреву в виде мельчайших частиц.
Благодаря нагреву более легкие фракции бензина и керосина испаря-
ются и через систему отводящих трубок выводятся за пределы колонки.
Более тяжелые фракции масла осаждаются на стенках внутренней
колонки и стекают через трубку для стока масла.
214	----------
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1. Основные сведения из теории трения и вмазки	СлР-
Понятие о трении ......................................... ........	3
Тренпе скольжения...................................................
Трение качения ..................... ....	.........................
Сравнение между собой трения скольжения и трения качения............... 6
Сухое трение..........................................................  7
Полусухое и полужидкостное тренпе . .................................   Я
Жидкостное трение........................................• ....
Влияние скорости скольжения на коэфициент трения ..................... 12
Влияние удельного давления на коэфициент трения......................  14
Влияние вязкости на коэфициент трения ................................ 15
Влияние температуры на коэфициент трения . .........................
Выводы...............................................................  16
Глава II. Виды смазочных материалов, их основные свойства и испытание
Назначение смазки....................................................   17
Классификация смазочных материалов..................................... —
Требования, предъявляемые к смазочному маслу.......................... 18
Смазочные масла, применяемые для авиадвигателей, и их основные свойства 19
Факторы, влияющие на выбор смазочного материала....................... 25
Отобрание средней пробы и правила приемки смазочных масел .....	19
Испытание масла на работающем двигателе............................... 80
Глава III. Условия смазки главнейших трущихся деталей
Теория смазки скользящих подшипников .................................  82
Расположение шейки вала в подшипнике.................................. 93
Условия для удержания чисто жидкостного трения или допускаемая наимень-
шая толщина смазочного слоя.......................................... 96
Эксплоатационная температура масла и подшипника...................... 98
Тепло, рассеиваемое подшипником...............................   .	100
Условия смазки и износ подшипники  ............................. .	102
Износ шеек коленчатого вала .  ....................................  103
Устройство канавок для масла ....	.............................. 104
Нагрузка на подшипник.............................................  105
Расположение масляного отверстия ^кривошипной ^шейки................ 107
Протекание масла через подшипник ..................................  109
Периодическое питание маслом . ..................................•	НО
Законы трепия|'для. шариковых ....................................... ИЗ
Законы трепия для роликовых подшипников............................... —
Смазка шариковых и роликовых подшипников...........................  114
Упорные подшипники................................................. —
Трение поршня........................... .......................... 315
Условия смазки цилиндра и'поршня  .................................... —
Трение и износ поршневых колец..................................... U9
Трение и смазка поршневого пальца..................................  123
Трение и условия смазки зубчатых передач.............................  —
Характер поверхностей соприкосновении зубцов в зубчатых передачах .	126
Смазка во время контакта катания ........................ ........	—
Смазка во время контакта скольжения ................................ 727
215
Стр.
Действие смазки...................................................     127
Способы смазви редукционных передач .................................... —
Глава IV. Системы смазки авиадвигателей
Общие положения......................................... ........... 129
Методы смазки................................................... —
Системе, смазки разбрызгиванием...................................... 130
Смазка принудительная (под	давлением) циркуляционная.............. 131
Другие методы смазки........................•......................... 135
Типы масляных помп •.............................................  .	—
Достоинства и недостатки типичных масляных помн....................... 138
Дефекты масляной помпы................................................ 157
Расчет циркуляционного масляного поршневого насоса.................... 161
Расчет маслопровода для М-17	..................................  -	163
Расчет зубчатой помпы ................................................ 164
Глава V. Контрольные приборы и арматура масляных систем
Контрольные, приборы.............................................  •	•	168
Вспенивание масла	и	пеноулавливатели.............................. 171
Масляные фильтры...................................................... 172
Масляные баки......................................................... 174
Масляное охлаждение	и	радиаторы	для масла........................... 17е
Конструкция масляных радиаторов..................................  •	184
Глава VI. Зксплсатация масляной системы двигателя
Общие правила ухода.............'...................................
Смазка магнето........................................................ 195
Внешние признаки неполадок в масляной системе .......................... —
Наблюдение за системой смазки в процессе сборки и разборки двигателя 198
Хранение, транспорт и зксплоатация смазочных материалов............... 200
I сход смазки......................................................•	203
Использование отработанного масла и его регенерация .........	208
Черт. 74. Схема смазки мотора Изотта-Фрлскнни .Ассо*.