Chương 7 Bôi trơn cho ĐCĐT tàu quân sự đặc điểm Khai thác hệ thống bôi trơn

Chia sẻ: Vũ Văn Nghĩa | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

138
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thời hạn phục vụ và độ tin cậy của ĐCĐT phụ thuộc rất nhiều vào hiệu quả bôi trơn các chi tiết làm việc, chất lợng dầu và chất phụ gia đợc sử dụng, chất lợng lọc và làm mát dầu bôi trơn. Chế độ bôi trơn tối u phải đảm bảo ma sát ớt của các chi tiết ĐCĐT. ở chế độ ma sát ớt thì các bề mặt ma sát luôn đợc phân cách nhau bằng lớp dầu bôi trơn có chiều dày xác định.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 7 Bôi trơn cho ĐCĐT tàu quân sự đặc điểm Khai thác hệ thống bôi trơn

Chương 7 Bôi trơn cho ĐCĐT tàu quân sự đặc điểm Khai thác hệ thống bôi trơn® 7.1. Các đặc điểm bôi trơn ĐCĐT Thời hạn phục vụ và độ tin cậy của ĐCĐT phụ thuộc rất nhiều vào hiệu quả bôi trơn các chi tiết làm việc, chất lợng dầu và chất phụ gia đợc sử dụng, chất lợng lọc và làm mát dầu bôi trơn. Chế độ bôi trơn tối u phải đảm bảo ma sát ớt của các chi tiết ĐCĐT. ở chế độ ma sát ớt thì các bề mặt ma sát luôn đợc phân cách nhau bằng lớp dầu bôi trơn có chiều dày xác định. Chiều dày lớp dầu này phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất dầu, độ nhớt của dầu, áp suất riêng giữa các bề mặt làm việc, hình dạng và tình trạng các bề mặt làm việc. Tốc độ quay của trục hoặc tốc độ chuyển động của pít tông càng lớn thì số dầu đợc đẩy vào phần hẹp của khe hở giữa các chi tiết trong một đơn vị thời gian càng lớn, áp suất dầu trong khe hở này càng lớn và do đó chiều dày lớp dầu càng lớn và chế độ ma sát ớt càng ổn định hơn. Khả năng chịu tải của lớp dầu tăng lên khi nâng cao độ nhớt của dầu, bởi vì khi đó sức bám của các phần tử dầu tăng lên và theo nguyên tắc lực nâng do chêm dầu tạo ra cũng đợc tăng lên. Khi ma sát ớt các chi tiết không tiếp xúc nhau và ma sát là giữa các lớp dầu. Hệ số ma sát khi đó vào khoảng 0,001-0,01 (hệ số ma sát khô là 0,1-0,5), điều đó đảm bảo tổn thất công suất nhỏ nhất cho ma sát và độ mòn cực tiểu của các chi tiết. Trong điều kiện ma sát ớt, các chi tiết làm việc có khả năng chịu đợc áp suất riêng cao. Chế độ ma sát ớt là dạng ma sát cơ bản trong các mối liên kết của các chi tiết (chuyển động tơng hỗ) ĐCĐT. Nhng trong một số điều kiện trong các bộ phận làm việc có thể xuất hiện ma sát nửa ớt cũng nh ma sát giới hạn (hình 7.1), khi đó các tổn thất công suất cho ma sát và cờng độ mòn tăng lên. Ma sát ớt đợc đảm bảo khi chiều dày làm việc của lớp dầu không nhỏ hơn 5-122 2 m. Khi tăng tải trọng P lên trục (tăng các lực lên pít tông) và giảm tốc độ chuyển dịch v của các chi tiết, chiều dày lớp dầu giữa các bề mặt làm việc bị giảm và xảy ra sự gián đoạn nó. Tại các chỗ gián đoạn lớp dầu, các bề mặt kim loại bắt đầu bị tiếp xúc nhau và xuất hiện ma sát khô dầu chiếm lĩnh diện tích ngày càng
lớn. Sự chuyển tiếp ma sát ớt sang ma sát khô xảy ra không phải là đột biến. Ng ời ta phân biệt ma sát nửa ớt và ma sát giới hạn giữa hai điều kiện biên này của ma sát. Ma sát nửa ớt đợc đặc trng bằng sự phá hủy cục bộ sự liên tục của lớp dầu. Tại các chỗ tiếp xúc của các mặt kim loại xuất hiện áp suất riêng và nhiệt độ cao, các nguồn ma sát giới hạn hay ma sát khô đợc biểu hiện. Ma sát giới hạn đợc đặc trng bằng sự tồn tại giữa các bề mặt làm việc màng dầu rất mỏng gọi là lớp giới hạn dày h = 0,1 - 11 m, lớp này đợc hình thành nhờ các chất hoạt tính bề mặt chứa trong dầu. Lớp giới hạn liên kết bền vững với kim loại và không thể chuyển dịch đợc trên kim loại nh các lớp dầu còn lại. Nó đợc đặc trng bằng sự phân bố định hớng các phân tử dầu M khác với sự phân bố chúng hỗn loạn trong thể tích còn lại của dầu. Khi các bề mặt kim loại đợc phân cách bằng lớp dầu giới hạn tác dụng tơng hỗ, lực ma sát không phụ thuộc vào độ nhớt dầu nh ở ma sát ớt, mà phụ thuộc vào nồng độ các chất hoạt tính bề mặt trong dầu. Nồng độ các chất này càng lớn thì hệ số ma sát càng nhỏ. Khả năng dầu tạo ra lớp giới hạn trên bề mặt kim loại đ ợc xác định bằng tính bôi trơn của nó. Lớp giới hạn dù mỏng song có khả năng chịu đ- ợc áp suất riêng cao. Ma sát giới hạn là mức cuối cùng, sau nó là bắt đầu ma sát khô. Tải trọng, số vòng quay, trạng thái nhiệt động cơ, nhiệt độ và áp suất dầu có ảnh hởng quyết định đến dạng chế độ ma sát. Trong các ổ trợt, ma sát nửa ớt hay ma sát giới hạn có thể xuất hiện khi các điều kiện hình thành chêm dầu ổn định không đợc đảm bảo; lúc khởi động ĐCĐT, ở các vòng quay cực tiểu của hành trình không tải, khi thay đổi đột ngột chế độ làm việc của ĐCĐT, khi nhiệt độ dầu quá cao hay áp suất dầu quá thấp. Trong nhóm xy lanh - pít tông, ma sát nửa ớt và ma sát giới hạn xuất hiện trong các mối lắp pít tông - ống xy lanh và xéc măng - ống xy lanh ở vị trí trên cùng của pít tông trong hành trình nén, khi vận tốc tức thời của pít tông và do vậy khả năng chịu tải của lớp dầu bằng không. Khi đó vào thời điểm nổ, áp suất riêng của xéc măng trên cùng tác dụng vào ống xy lanh đạt giá trị cực đại. Phá hủy chế độ ma sát ớt có thể gây ra xây sát các ổ, các ống xy lanh và các pít tông, cũng nh gây nóng chảy hợp kim chống ma sát của các bạc ổ.
Việc kiểm tra chế độ bôi trơn đợc thực hiện căn cứ vào áp suất dầu trong đ- ờng dầu chính, vào áp suất dầu và độ chênh lệch nhiệt độ dầu ra và vào ĐCĐT. các trị số tối u của các chỉ tiêu này đợc xác định khi thử ĐCĐT trong nhà máy chế tạo và đợc ghi trong thuyết minh máy. Các giới hạn thay đổi áp suất và nhiệt độ dầu đợc chỉ ra trong các hớng dẫn khai thác. Sự sai lệch của các chỉ tiêu này cao hơn hay thấp hơn các quy định cho phép sẽ dẫn đến h hỏng (chảy ổ, xây sát pít tông và xy lanh v.v …). 7.2. Điều kiện làm việc của dầu trong các ĐCĐT Dầu bôi trơn ĐCĐT làm việc trong những điều kiện phức tạp: phải chịu tác dụng của các nhiệt độ và áp suất cao; tiếp xúc trực tiếp với các sản vật cháy có chứa các tạp chất hoạt tính cao; tiếp xúc với các kim loại và hợp kim bị đốt nóng đến các nhiệt độ cao và đóng vai trò các chất xúc tác trong quá trình ôxy hóa. Khi động cơ làm việc, trong dầu dần dần bị tích tụ hơi bẩn do hơi n ớc chứa trong không khí và các khí cháy lọt xuống và ngng tụ trong cácte và hòa trộn với dầu trong đó. Sự làm ẩm dầu tăng khi làm việc lâu ở số vòng quay và tải trọng nhỏ, ở nhiệt độ nớc làm mát thấp và hệ thống thông hơi các -te kém hiệu quả. Sau khi ngừng động cơ hơi ẩm chứa trong dầu có thể gây ra ăn mòn các ngõng cổ trục khuỷu và các ổ. Để khử nớc, dầu cần đợc lắng hay phân li. Do hệ thống nhiên liệu không đợc kín mà nhiên liệu có thể lọt vào dầu. Khi đó dầu sẽ bị loãng, bị giảm độ nhớt và hạ thấp nhiệt độ bắt lửa và có thể gây ra nổ trong cácte. Ngoài ra, màng dầu trong động cơ làm việc ở điều kiện áp suất riêng cao. Ví dụ các áp suất riêng cực đại trong các ổ trục khuỷu đạt tới 250-350 kG/cm2. Chủ yếu dầu trong ĐCĐT làm việc trong các điều kiện nặng nề. Màng dầu mỏng phải chịu tác dụng của: - Màng lửa, các nhiệt độ cao (1600 18000C) và các áp suất khí cháy cao (130 150 kG/cm2) trong khu vực buồng cháy; 8 Các nhiệt độ cao (200 4000C) và các áp suất riêng cao (250 3500C) trong các mối lắp ghép các chi tiết;
9 Sự ô xi hóa của không khí ở các nhiệt độ và áp suất cao; 10 Các sản phẩm cháy hoạt tính cao (V2O5 , SO2 , SO3 , H2SO4 , NO2 …); 11 Các sản phẩm mài mòn, … Tất cả các yếu tố này tác dụng đồng thời lên màng dầu và đẩy nhanh quá trình “lão hóa” dầu. 7.3. Các dầu bôi trơn đợc sử dụng trong các ĐCĐT tàu quân sự 7.3.1. Các yêu cầu đối với đầu bôi trơn ĐCĐT tàu quân sự Xuất phát từ công dụng và các điều kiện làm việc trong các ĐCĐT tàu quân sự dầu cần phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau đây: - Có độ nhớt tối u đối với loại ĐCĐT đã cho và đặc tính nhiệt độ - độ nhớt thoải; 12 Có khả năng bôi trơn tốt (tính bôi trơn hoặc tính bám); 13 Không tác dụng ăn mòn vật liệu các chi tiết làm việc; 14 Khả năng tạo cáu than, màng keo cốc và cặn lắng cực tiểu; 15 Không chứa nớc và các tạp chất cơ học; 16 Có nhiệt độ bắt lửa và tạo hơi cao; 17 Không bị sủi bọt và có nhiệt độ đông đặc thấp; 18 Duy trì đợc thời gian lâu các tính chất khai thác kể cả khi sử dụng trực tiếp lẫn khi bảo quản. 7.3.2. Các loại đầu bôi trơn ĐCĐT tàu quân sự Cũng giống nh nhiên liệu ĐCĐT, hiện nay các ĐCĐT trên tàu Hải quân Việt Nam sử dụng rất nhiều loại nhiên liệu do nhiều nớc, nhiều hãng khác nhau trên thế giới sản xuất. Dới đây giới thiệu một số loại dầu theo những cách phân loại khác nhau. 1. Phân loại dầu bôi trơn cho ĐCĐT theo tiêu chuẩn Liên Xô (trớc đây) Theo sự phân loại trớc đây các mác dầu đợc ký hiệu nh sau: M - Dầu máy bay cho các ĐCĐT cao tốc; Д - Dầu điêden; П - Dầu cần phải dùng với các chất phụ gia;
K - Dầu sạch axit tiếp xúc; C - Dầu sạch lựa chọn (đôi khi chữ C ký hiệu dầu chế biến từ loại dầu hỏa Sunphua, ví dụ: MC - 20C). Các số trong mác dầu chỉ trị số độ nhớt động học (cct) ở 1000C. Ví dụ: mác MK -22 cho biết đây là dầu máy bay, làm sạch axit tiếp xúc, có độ nhớt động học 22cct ở 1000C . Các dầu bôi trơn đợc sử dụng cho các ĐCĐT tàu quân sự đợc phân chia ra dầu động cơ, dầu điêden, dầu máy bay, dầu chuyên dụng. a. Dầu động cơ ГОСТ 1519-42, là loại dầu chng cất làm sạch axit, có độ nhớt 10 11cct ở 1000C và dùng cho các ĐCĐT hành trình êm. b. Dầu điêden ГОСТ 1013-49 có các mác ДП -14, ДП -11 và ДП -14 đợc chế biến từ các loại dầu lửa ít lu huỳnh và dùng cho các ĐCĐT trung tốc. Do trữ lợng hạn chế của loại dầu lửa ít lu huỳnh nên ngời ta cũng sản xuất dầu cho loại động cơ này từ cá mỏ sunphua làm sạch chọn lựa phênol, có các mác C -14 và C -11 có hàm lợng lu huỳnh đến 1%. Các dầu nhóm này (loại trừ dầu C -11) đợc sử dụng với chất phụ gia ЦИАТИМ -339 hay АЗНИМ-1. c. Dầu máy bay ГОСТ 1013-49 có các mác MC -14, MC-20 và MK -22, cũng nh các dầu chuyên dụng ГОСТ 6360 - 514 mác MT -14? và MT -16? đợc chế biến từ các loại dầu mỏ ít lu huỳnh lựa chọn, đợc làm sạch kỹ càng, là những loại dầu tốt cho các ĐCĐT cờng hóa cao tốc. Sự phân chia các loại dầu cho tới nay thành các nhóm theo phơng pháp sản xuất chúng và theo công dụng chính mà không tính đến các chất l ợng khai thác, không thỏa mãn các yêu cầu của ngành chế tạo ĐCĐT. Nhng điều quan trọng nhất không phải là phơng pháp sản xuất hay lĩnh vực sử dụng dầu, mà là các tính chất khai thác của dầu (độ nhớt, tính bôi trơn, tính cháy - ôxi hóa, hoạt tính ăn mòn,…) . Theo cách phân loại mới các loại dầu bôi trơn đợc chia ra thành 7 nhóm theo độ nhớt và 6 nhóm theo kiểu động cơ mà các dầu này đợc sử dụng phụ thuộc vào mức độ cờng hóa, các ứng suất nhiệt và cơ khí, loại và các tính chất nhiên liệu, các dầu bôi trơn có thể đợc xếp vào một trong 6 nhóm Α, Б, В, Г, Д, Ε.. Để gắn thêm cho dầu chỉ số của nhóm tơng ứng, ngời ta thử dầu trên động cơ và so sánh với
nhau. Mỗi nhóm dầu đợc pha chế thêm số lợng xác định các chất phụ gia với hàm lợng nhất định. Bảng 7.1 giới thiệu các loại dầu theo cách phân loại mới này. 2. Phân loại dầu bôi trơn ĐCĐT theo API Theo API, dầu bôi trơn cho ĐCĐT đợc phân loại nh sau: - Dầu CA: chứa nhiều chất phụ gia, đảm bảo cho các động cơ không bị ăn mòn ổ đỡ, không bị ăn mòn ở nhiệt độ cao, dùng cho động cơ sử dụng nhiên liệu có hàm lợng lu huỳnh nhỏ, điều kiện làm việc nhẹ nhàng. Mã: MIL-L-2104A. Bảng 7.1. Các loại dầu bôi trơn dùng cho động cơ theo cách phân loại của Liên Xô (trớc đây) Các nhóm dầu bôi trơn ? ? ? ? ? ? 6 6 0,5 M-6A M-6Б M-6В - 8 8 0,5 M-8A M-8Б M-8В M-8Г 10 1 0,5 M-10A M-10Б M-10В M-10Г 12 1 0,5 - M-12Б M-12В M-12Г M-12Д M-12Ε 14 1 0,5 - M-14Б M-14В M-14Г M-14Д M-14Ε 16 1 0,5 - M-16Б M-16В M-16Г M-16Д M-16Ε 20 2 0,5 - M-20Б M-20В M-20Г M-20Д M-20Ε Điêden cờng Điêden Xăng 4 Điêden Điêden hoá, cờng kỳ hoặc cờng Xăng 4 cờng hoá tiêu hao hoá cao, Kiểu động cơ ĐCĐT hoá kỳ (Pe=5-16 dầu ít bôi trơn cờng (Pe=5-8 2 kG/cm2) (Pe=5- kiểu áp hoá kG/cm ) 16 lự c kG/cm2) Xăng Nhiên hay liệu ĐCĐT năng và Loại nhiên có hàm l- Điêden có hàm lợng lu ma dút Xăng liệu sử dụng ợng lu huỳnh đến 1% có hàm huỳnh lợng lu đến huỳnh 0,2% đến 3%
- Dầu CB: gồm các loại dầu có nhiều chất phụ gia, sử dụng cho các động cơ tự cháy và cháy không cỡng bức, nhiên liệu có chất lợng kém hơn. - Dầu CC: dầu chứa nhiều chất phụ gia, đảm bảo cho động cơ không bị ăn mòn ở nhiệt độ cao, chống rỉ, sử dụng cho động cơ tăng áp, làm việc ở điều kiện thay đổi và nặng nề. Mã: MIL-L-46152. - Dầu CD: có các chất phụ gia đảm bảo cho động cơ khỏi bị ăn mòn ổ đỡ, tránh tạo cặn ở nhiệt độ cao, sử dụng cho động cơ cao tốc tăng áp, điều kiện làm việc nặng nề, nhiên liệu có hàm lợng lu huỳnh cao. Mã: MIL-L-45199B, Sekics 3, MIL-L-2104C. 3. Phân loại dầu bôi trơn ĐCĐT theo độ nhớt a. Phân loại theo SAE Theo Hiệp hội kỹ s ô tô Hoa Kỳ (Society of Automotive Engineers, viết tắt là SAE) dầu bôi trơn đợc chia làm hai nhóm chính: - Nhóm 1: Có chữ W chỉ các loại dầu dùng ở nhiệt độ thấp (vào mùa đông); - Nhóm 2: Không có chữ W chỉ các loại dầu dùng trong điều kiện có nhiệt độ cao hơn. Theo độ nhớt dầu đợc phân loại nh trong bảng 7.2. Bảng 7.2. Phân loại dầu theo độ nhớt của SAE Độ nhớt ở các nhiệt độ thí nghiệm ở -1780C (00F) ở 98,90C (2100F) min (cct) max (cct) min (cct) max (cct) 5W - 1.300 10W 1.300 2.600 20W 2.600 10.500 20 5,7 9,6 30 9,6 12,6 40 12,9 18,6 50 16,8 22,7
b. Phân loại theo ISO Tổ chức tiêu chuẩn hoá Quốc tế (ISO) thành lập một thang biểu gồm 18 độ nhớt ứng với giá trị trung bình từ 1, 98 cct đến 1650 cct ở 400C. Chữ số sau ISO chỉ trị số trung bình tính bằng cct của một khoảng độ nhớt có giá trị thấp nhất và cao nhất nh trong bảng 7.3. Ví dụ: ISO 15 ứng với khoảng độ nhớt 13, 5 đến 16,5, có giá trị trung bình là 15 cct. Bảng 7.3. Phân loại dầu bôi trơn ĐCĐT theo độ nhớt của ISO Độ nhớt thấp Độ nhớt cao Độ nhớt trung ISO nhất, cct nhất, cct bình, cct 2 1,98 2,42 2,2 3 2,88 3,52 3,3 5 4,14 5,06 4,6 7 6,12 7,48 6,8 10 9,0 11,0 10,0 15 13,5 16,5 15,5 22 19,8 24,2 22,0 32 28,8 35,2 32,0 46 41,4 50,6 46,0 68 61,2 74,8 68,0 100 90,0 110,0 100,0 150 135,0 165,0 150,0 220 198,0 242,0 220,0 320 288,0 352,0 320,0 460 414,0 506,0 460,0 680 612,0 748,0 680,0 1000 900,0 1100,0 1000,0 1500 1350,0 1650,0 1500,0 Thông thờng các loại dầu bôi trơn cho phép sử dụng đợc ghi trong lý lịch và trong hớng dẫn khai thác sử dụng động cơ. Trong trờng hợp không cung ứng đợc loại dầu đúng chủng loại có thể sử dụng các loại dầu thay thế khác, có các chỉ tiêu chất lợng tơng đơng.
7.4. Các tính chất khai thác của dầu và ảnh hởng của chúng đến sự làm việc của động cơ Các tính chất khai thác của dầu phụ thuộc vào các tính chất chống mài mòn, tính chịu ôxi hóa, hoạt tính ăn mòn, xu hớng tạo cáu than và keo cốc, các tính chất rửa. Chúng ta khảo sát các tính chất khai thác cơ bản của dầu và ảnh h ởng của chúng đến sự làm việc của động cơ. 7.4.1. Các tính chất chống mòn Các tính chất chống mòn của dầu đợc đặc trng bằng độ nhớt và tính bôi trơn của nó. 1. Độ nhớt Độ nhớt của dầu là tính chất quan trọng mà trị số tổn thất công suất cho ma sát và cờng độ mài mòn các chi tiết làm việc của động cơ phụ thuộc vào nó. Độ nhớt khi duy trì điều kiện ma sát ớt càng nhỏ thì các tổn thất cho ma sát càng ít và điều kiện làm mát các chi tiết làm việc càng tốt, khởi động động cơ đợc thực hiện dễ hơn, độ tin cậy làm việc của động cơ khi nhiệt độ thấp của dầu cao hơn, c ờng độ mài mòn các chi tiết làm việc nhỏ hơn. Khi tăng độ nhớt thì khả năng chịu tải chêm dầu lớn lên, độ chịu nén đ ợc nâng cao, nhng khởi động điêzen nguội bị khó khăn. Áp suất riêng và nhiệt độ các chi tiết chính của động cơ càng cao, chế độ ma sát ớt khi độ nhớt dầu cao đợc đảm bảo hơn. Để đảm bảo bôi trơn tin cậy hầu hết các ĐCĐT ứng suất trung bình làm việc khi tốc độ trung bình pít tông đến 7 8 m/s ng ời ta sử dụng các dầu có độ nhớt 10 12 cct ở 1500C, với các điêzen ứng suất lớn hơn làm việc với tốc độ trung bình của pít tông 8 20 m/s ngời ta sử dụng dầu có độ nhớt 144 20 cct khi ở 1000C. Để đảm bảo chế độ bôi trơn tối u ở tất cả chế độ làm việc của động cơ, dầu cần có thể giảm độ nhớt của nó khi nâng cao nhiệt độ. Sự thay đổi độ nhớt của một số loại dầu phụ thuộc vào nhiệt độ đợc chỉ ra trên hình 7.2. 2. Tính bôi trơn Tính bôi trơn hay khả năng bôi trơn của dầu đợc đặc trng bằng độ bền của màng dầu đợc tạo ra trên bề mặt các chi tiết đợc bôi trơn. Tính bôi trơn càng tốt, màng dầu bề mặt càng bền hơn và chế độ ma sát ớt, nửa ớt hoặc ma sát giới hạn đợc duy trì lâu hơn khi tăng tải trọng và nhiệt độ động cơ. Tính bôi trơn phụ thuộc
vào cấu trúc hóa học của dầu. Tính bôi trơn càng cao khi các hoạt tính bề mặt (các axít béo và paraphin, các chất nhựa acsphal) có khả năng tạo ra trên bề mặt các bề mặt của các chi tiết một lớp giới hạn bền vững càng nhiều ở trong dầu. Tính bôi trơn tăng khi tăng độ nhớt. Tính bôi trơn có giá trị đặc biệt lớn khi động cơ làm việc ở các chế độ chuyển tiếp và không ổn định, khi xuất hiện điều kiện ma sát giới hạn. Trong các điều kiện này dầu với tính bôi trơn cao đảm bảo bôi trơn tốt, ma sát và độ mòn giảm. 7.4.2. Các tính chất chống ôxi hóa Đặc trng khả năng của dầu chống lại sự ôxi hóa khi nhiệt độ cao. Khi có ôxi hóa trong dầu tạo ra các perôxit và các axít làm tăng hoạt tính ăn mòn của dầu, cũng nh các chất nhựa, các chất sơn, cặn dầu và các chất kết tủa làm xấu chế độ bôi trơn, nâng cao ứng suất nhiệt và độ mòn của động cơ. Quá trình ôxi hóa mạnh nhất của dầu xảy ra trong trờng hợp sử dụng nhiên liệu có lu huỳnh. Sự tích tụ nhiều các sản phẩm ôxi hóa đòi hỏi phải sử dụng các bộ lọ và thay thế định kỳ dầu để sử dụng bằng dầu mới. Cờng độ và đặc điểm ôxi hóa cũng nh các tính chất của các sản phẩm cuối cùng của sự ôxi hóa phụ thuộc vào vùng nhiệt độ mà dầu làm việc. 1. ở vùng nhiệt độ cao: Vùng nhiệt độ cao (buồng cháy) nhiệt độ pít tông và ống xy lanh đạt 200 4000C, dầu bị cháy không hoàn toàn tạo ra tro và các màng keo bền vững. Tro và keo làm giảm sự dẫn nhiệt, tăng mài mòn nhóm pít tông -xy lanh và phá hủy độ kín của các xu páp. Tiêu hao dầu do cháy cần đợc đền bù bằng cách nạp thêm dầu mới vào két tuần hoàn hay thùng dầu. Ngời ta xác định xu hớng tạo tro của dầu theo trọng lợng tro xỉ khi bốc hơi toàn bộ mẫu dầu ở nhiệt độ 350 5000C. Các dầu động cơ nhận đợc khi chế biến các loại dầu mỏ có lu huỳnh, có xu h- ớng tạo tro lớn hơn so với các loại dầu khác. Vì vậy các dầu này chỉ sử dụng kèm với các chất phụ gia hiệu quả. 2. ở vùng nhiệt độ trung bình: Vùng nhiệt độ trung bình (mặt bên của pít tông, các xéc măng và các rãnh xéc măng, mặt trong đỉnh pít tông đợc làm mát bằng dầu) có nhiệt độ dao động trong giới hạn từ 100 đến 3000C, dầu bị ôxi hóa tạo ra các màng keo có độ dày khác
nhau. Có độ dính lớn nên tích tụ vào chúng các sản phẩm mài mòn và tro xỉ. Các chất keo bám trong các rãnh xéc măng gây tổn thất tính di động, cháy xém và quá nóng các xéc măng. Khi đó sức ép bị giảm, độ bền cơ học bị giảm và độ mòn các xéc măng tăng lên. Xu hớng tạo keo của dầu đợc xác định bằng thời gian mà dầu - khi bị ôxi hóa trong các điều kiện thí nghiệm - mất khả năng làm việc và bị biến thành màng keo, điều này đợc ghi nhận theo sự tăng đột ngột của hệ số ma sát giữa các bề mặt làm việc. Nhiệt độ và thời hạn đốt nóng dầu, chiều dày lớp dầu, độ ổn định ôxi hóa nhiệt và tính rửa của dầu là các yếu tố ảnh hởng đến cờng độ tạo keo của dầu. Tốc độ màng dầu mỏng ở nhiệt độ đã cho biến đổi thành màng keo đặc trng cho độ ổn định ôxi hóa của dầu. Nó đợc đánh giá theo phơng pháp Papok theo thời gian mà mẫu dầu ở nhiệt độ 250 hay 3000C bị biến đổi thành màng keo và giữ vòng găng khi tách bằng lực 1kG. ở nhiệt độ 2500C, đối với mác dầu MC -20 thời gian này là 17 phút, với mác dầu MK -22 là 35 phút. 3. ở vùng nhiệt độ thấp: Vùng nhiệt độ thấp (các -te ĐCĐT) ở đây nhiệt độ vào khoảng 1000C, dới tác dụng của không khí và khí cháy lọt vào các -te, dầu tạo chất kết tủa. Hơi nớc có trong không khí và khí cháy khi lọt vào c ác -te bị ngng tụ và hơi ẩm hòa trộn với dầu trong các -te. Dầu có lẫn nớc sẽ tạo thành xà phòng, các xà phòng này tách ra tạo thành bùn xỉ ở dạng vật chất đông tụ. Nó chứa nớc, dầu, bột sắt, sản phẩm mài mòn, xỉ, tro và keo. Khi đọng trong các hốc trong động cơ, trong các bầu lọc, các lới hút của các bơm và trong các ống dẫn, các chất kết tủa và cặn lắng làm xấu đi sự làm việc của hệ thống bôi trơn và có thể dẫn đến gián đoạn sự cung cấp dầu. Xu hớng tạo kết tủa của dầu đợc xác định theo số lợng các chất kết tủa không hòa tan trong izô-ốctan (theo % trọng lợng) xuất hiện trong dầu khi ôxi hóa nó trong thiết bị ống nghiệm. Điêzen khi làm việc có khả năng tạo kết tủa ở các chế độ vòng quay và tải trọng nhỏ, các chế độ bị đốt nóng lâu, các chế độ nhiệt độ thấp, khi đó hiện tợng lọt không khí và khí cháy vào Các -te cũng nh sự ngng tụ hơi nớc trong Các -te bị tăng lên. 7.4.3. Hoạt tính ăn mòn của dầu Là do nguyên nhân tồn tại và xuất hiện trong dầu các perôxit và các axít tác dụng tơng
hỗ với các vật liệu. Các ổ trục khuỷu tráng hợp kim đồng chì bị ăn mòn lớn nhất. Hoạt tính ăn mòn của dầu tăng mạnh khi sử dụng vật liệu có lu huỳnh cũng nh khi có lẫn dù chỉ một lợng nhỏ nớc (hình 7.3). Lợng axít hạn chế có mặt trong dầu đợc xác định bằng đại lợng số axít, với dầu mới số này phải ở trong giới hạn 0,15 0,20 mg KOH/1g dầu. Hoạt tính ăn mòn của dầu đợc đánh giá theo phong pháp Pinkevitr hoặc theo phơng pháp của HAM, bản chất các phơng pháp này là xác định đại lợng tổn hao trọng lợng các tấm mỏng kim loại phân bố vào dầu thử nghiệm. Đại lợng tổn hao trọng lợng đối với dầu mác MC - 20 là 45 g /m2 với dầu MK - 22 là 2g/m2 . 7.4.4. Tính rửa Đặc trng cho khả năng dầu ngăn chặn sự tạo keo, nghĩa là giữ các sản phẩm nhựa của sự ôxi hóa trong dầu trong trạng thái lơ lửng không cho bám trên các chi tiết của động cơ. Các tính rửa của dầu đợc xác định nhờ thử nghiệm dầu trên các thiết bị chuyên dùng với sự đánh giá tiếp theo sự tạo sơn trên bề mặt bên của pít tông nhờ thớc mẫu có màu sắc. Dầu thử nghiệm đợc rót vào các -te thiết bị làm việc nhờ động cơ điện. Trong thời gian thử nghiệm dài khoảng 2 giờ, nhiệt độ xác định của xy lanh, dầu và không khí nạp đợc duy trì. Mức độ các cặn lắng keo phủ bề mặt bên của pít tông đợc biểu thị trong thang độ từ 0 6, ở đây trị số 0 biểu thị bề mặt bên của pít tông sạch tuyệt đối. 7.4.5. Tính kiềm Tính kiềm của dầu đặc trng khả năng của nó trung hòa tác dụng ăn mòn của các sản phẩm cháy các liên kết lu huỳnh và ngăn chặn sự tạo thành cặn lắng của các sản phẩm ôxi hóa trên các chi tiết nhóm pít tông - xy lanh. Khi tăng hàm l ợng lu huỳnh trong nhiên liệu, tính chất trung tính cần phải cao hơn, vì vậy tính kiềm của nó cũng cần cao hơn.
Khi các chất phụ gia đợc sử dụng hiện nay là cực đại thì độ kiềm đạt đợc thực tế vào khoảng 75mg KOH /1g dầu. Độ kiềm này đủ để trung hòa các liên kết lu huỳnh đợc tạo ra khi cháy của nhiên liệu có hàm lợng lu huỳnh đến 4%. Tiêu chuẩn lựa chọn chính xác độ kiềm của dầu là các kết quả phân tích mẫu dầu đã làm việc. Dự trữ tính kiềm của dầu đã làm việc phải không nhỏ hơn 1- 2 mg KOH/ 1g dầu. 7.5 . Các chất phụ gia cho các dầu bôi trơn Để dầu thỏa mãn đợc đầy đủ nhất các yêu cầu đợc đề ra, ngời ta bổ sung vào nó các chất phụ gia với số lợng nhỏ (3 - 5% trọng lợng dầu) nhng hoàn thiện cơ bản các tính chất khai thác và tăng cờng thời hạn phục vụ của dầu. Các yêu cầu chung đối với tất cả các chất phụ gia là: hòa tan tốt trong dầu, tính ổn định của các tính chất khi động cơ làm việc và lúc đợc bảo quản, không có tác dụng có hại cho dầu và không đắt. Hiện nay đợc sử dụng thông thờng nhất là các chất phụ gia nhiều công dụng, có tác dụng cải thiện tức khắc một số tính chất của dầu. 7.5.1. Cơ chế tác dụng của các thành phần cơ bản của các chất phụ gia Cơ chế tác dụng của các thành phần cơ bản của các chất phụ gia đ ợc diễn ra nh sau: 1. Các chất phụ gia hoàn thiện các tính chất nhớt Các chất phụ gia hoàn thiện các tính chất nhớt : nâng cao độ nhớt của dầu khi tăng nhiệt độ và ít ảnh hởng khi giảm nhiệt độ. Các phân tử vật chất của các chất phụ gia này khi nhiệt độ tăng thì thay đổi cấu trúc dạng sợi của mình thành dạng hạt và chính nhờ vậy mà làm tăng ma sát trong của dầu. 2. Các chất phụ gia tẩy rửa Các chất phụ gia tẩy rửa: ngăn cản lắng đọng tro và keo trên các bề mặt làm việc của ĐCĐT và sự kết tủa các phần tử không hòa tan của các sản phẩm nhựa trong dầu. Các phân tử của chất phụ gia là chất phản ứng bề mặt, dễ dàng bị hấp thụ trên bề mặt các phân tử của sản phẩm nhựa hay tro (hình 7.4), điều đó ngăn cản sự kết tủa tiếp tục của các phần tử và dẫn đến việc tạo ra trên bề mặt của chúng sự tích điện cùng dấu và làm các phần tử đó đẩy lẫn nhau. Các phần tử sau
khi tạo ra đợc giữ ở trạng thái lơ lửng trong dầu và đợc thải ra khỏi dầu khi đi qua các bầu lọc dầu và li tâm dầu. 3. Các chất phụ gia chống ăn mòn Các chất phụ gia chống ăn mòn: tạo ra trên bề mặt kim loại màng bảo vệ nhằm cách li bề mặt kim loại với các tác nhân phản ứng hóa học - axít, perôxít và ôxy. 4. Các chất phụ gia chống xây xát Các chất phụ gia chống xây xát: chứa trong thành phần của nó các chất hoạt tính bề mặt thúc đẩy tạo ra trên bề mặt các chi tiết làm việc một lớp hạn chế để ngăn cản xuất hiện ma sát khô. 5. Các chất phụ gia chống ôxi hóa Các chất phụ gia chống ôxi hóa: ngăn cản ôxi hóa dầu bởi ôxy trong không khí và ngăn ngừa các liên kết axít tich tụ trong dầu. 6. Các chất kìm hãm Các chất kìm hãm: giảm nhiệt độ đông đặc của dầu thêm khoảng 20 - 300C. 7. Các chất phụ gia chống tạo bọt Các chất phụ gia chống tạo bọt: phá vỡ bóng không khí - dầu bị tạo ra do dầu bị bão hòa các bóng không khí khi vung tóe dầu trong Các -te. 7.5.2. Một vài phụ gia nhiều công dụng Chúng ta khảo sát một vài phụ gia nhiều công dụng sau: 1. Phụ gia ΑЗНИИ-ЦИАТИМ-1 Phụ gia ΑЗНИИ-ЦИАТИМ-1 có các tính tẩy rửa, tính chống ăn mòn và tính kìm hãm, pha vào dầu theo tỷ lệ tới 3% , dùng cho các ĐCĐT làm việc bằng nhiên liệu ít lu huỳnh, bảo vệ các chi tiết động cơ khỏi bị ăn mòn và bảo vệ pít tông khỏi sự tạo xỉ phòng ngừa quá nóng cho các xéc măng, giảm thấp nhiệt độ đông đặc của dầu. 2. Phụ gia ЦИАТИМ-339 Phụ gia ЦИАТИМ-339: làm tốt các tính chất tẩy rửa và chống ăn mòn của dầu, dùng cho các ĐCĐT làm việc bằng nhiên liệu hàm lợng lu huỳnh tới 1%. 3. Các chất phụ gia ВНИИНП-360 và МНИИП- 22
Các chất phụ gia ВНИИНП-360 và МНИИП- 22: có các tính chất rửa và chống mài mòn, nhng làm tăng tính sủi bọt của dầu, do vậy phải sử dụng kèm với chất phụ gia chống sủi bọt??? -200A. 4. Các chất phụ gia ПМС-19, ПМСЯ và СБ-3 Các chất phụ gia ПМС-19, ПМСЯ và СБ-3: có các tính chất chống ôxi hóa và tính rửa cao, song trong thành phần chứa nhiều xỉ tro. Nh phụ gia ПМС -19 chứa tới 19% tro, đôi khi ngời ta gọi là các phụ gia nhiều tro. 7.6. Thời hạn phục vụ và các phơng pháp làm sạch dầu Trong quá trình làm việc dầu bôi trơn mất dần các chất l ợng khai thác cần thiết và trở thành bất lợi cho việc tiếp tục sử dụng, do vậy phải thay thế nó. Thời hạn phục vụ của dầu trong động cơ phụ thuộc vào kiểu và kết cấu của động cơ, trạng thái kỹ thuật động cơ và các chế độ làm việc, loại nhiên liệu và dầu sử dụng. Các yếu tố trên ảnh hởng lớn đến mức nào, sự khác biệt lớn trong thời hạn phục vụ của dầu ở các động cơ có kiểu và mức cờng hóa khác nhau thể hiện ở bảng 7.4. Bảng 7.4. Thời hạn phục vụ của dầu ở một số ĐCĐT Thời hạn phục STT Mác động cơ Mác dầu vụ của dầu (giờ) 1 6?? 30/314 M-14?? 500 2 40?? M-14B? 500 3 61? M-20? 500 4 37? M- 14B 400 5 M- 503 M-20? 100 Để kiểm tra trạng thái dầu giữa hai lần thay dầu qua 100 giờ động cơ làm việc, dầu đợc phân tích trong phòng thí nghiệm dầu. Khi đó chất lợng dầu đợc đánh giá trên độ nhớt, hàm lợng tạp chất cơ học, hàm lợng nớc và nhiên liệu, đại l- ợng số axít, nhiệt độ bắt lửa. Nếu chỉ một trong các chỉ tiêu nói trên không đ ợc thỏa mãn các yêu cầu đã đặt ra thì phải thay dầu mới. Tiến hành tháo dầu ngay sau khi dừng động cơ khi dầu còn nóng. Sau đó cần rửa sạch thùng dầu và Các -te
động cơ (khi có các cửa bên), rửa các bầu lọc bằng nhiên liệu điêzen và sau đó mới nạp dầu mới. Dầu thải bàn giao cho kho để tái sinh. Mỗi lần thay dầu đợc ghi tỉ mỉ vào lý lịch máy. Trờng hợp nếu vì những nguyên nhân nào đó (ví dụ dầu bị loãng hay bị lẫn nhiều nhiên liệu lọt vào) chất lợng dầu giảm đột ngột trớc thời hạn quy định thì phải thay dầu ngay. Trong trờng hợp này quyết định thay dầu thuộc về kỹ s phòng kỹ thuật lữ đoàn (vùng) cùng với báo cáo của trởng nghành 5. Việc giảm cờng độ mài mòn các động cơ đạt đợc bằng sự phục hồi cục bộ các tính chất của dầu trong quá trình làm việc bằng cách sử dụng các phơng pháp hiệu quả để làm sạch nó. Trong các điều kiện trên tàu quân sự ngời ta dùng các ph- ơng pháp lý học để làm sạch dầu: lắng đọng, lọc, phân li. Làm sạch dầu bằng cách lắng đọng ít hiệu quả vì dầu có độ nhớt lớn. Ví dụ để lắng đọng n ớc trong dầu cần vài giờ (trong nhiên liệu chỉ cần 15- 20 phút). Các bầu lọc làm sạch dầu hiệu quả nhất. Theo nguyên lý tác dụng và kết cấu, các bầu lọc đợc phân chia thành lọc thô (kiểu lới, khe) và lọc tinh (kiểu li tâm và từ tính). Khi thay dầu, các bầu lọc phải đợc rửa cẩn thận bằng nhiên liệu điêden và các tấm lọc của các bầu lọc tinh phải thay mới. Trong một số kiểu trạm điêden ng- ời ta sử dụng các bộ phận phân ly với dẫn động điện nguyên tử để làm sạch dầu. Ngoài các bầu lọc, dầu trong điêzen còn đợc làm sạch sơ bộ trong các lới hút đặt trên các đờng hút và đợc làm sạch phụ thêm trong các hốc trong của các cổ biên trục khuỷu. Dầu càng làm sạch tốt, các tính chất khai thác cần thiết của nó càng duy trì đợc lâu hơn và đảm bảo bôi trơn tin cậy cho điêzen. 7.7. Các quy tắc cơ bản bảo dỡng các hệ thống dầu 1. Kiểm tra chất lợng dầu đợc thực hiện theo lý lịch máy và nhờ các số liệu của những phân tích kiểm tra, thời gian các phân tích kiểm tra này không v ợt quá 6 tháng. Trong các điều kiện tàu quân sự, chất lợng dầu có thể đợc kiểm tra theo sự biến đổi màu của nó, theo độ nhớt và màu giọt dầu. Để nhận mẫu dầu, ngời ta nhúng que sạch (bằng thủy tinh hay dây thép) vào dầu và cho nhỏ giọt lên giấy thấm. Sau vài giờ khi giọt dầu khô đi (ở nhiệt độ trong phòng) , ta so sánh mẫu
nhận đợc với mẫu chuẩn. Dầu mới biểu hiện trên giấy vết vàng sáng không có nhân tối. Dầu bẩn nhiều thì cho vết với mép đen và nhân tối xám. Dầu cho màu đen không có nhân sáng hoàn toàn thì không có lợi cho bôi trơn. 2. Dầu sử dụng cho tàu quân sự phải đợc lọc cẩn thận không đợc lẫn nớc và các tạp chất cơ học trong dầu. Có thể phát hiện n ớc trong dầu khi xả cặn lắng từ thùng dầu hay bằng cách đun mẫu dầu trên lửa đèn cồn. Khi có nớc trong dầu thậm chí cha tới 0,5% sẽ nghe thấy tiếng lách tách nhẹ của các bọt nớc bị sôi vỡ. 3. Khi động cơ làm việc cần phải theo dõi để mức dầu trong thùng hay trong két tuần hoàn không thấp hơn 3/4 thể tích. Mức dầu tăng chứng tỏ có nớc hay nhiên liệu lọt vào mức dầu giảm có thể do tăng lợng dầu bị đốt cháy hay rò lọt dầu qua các chỗ nối. 4. Khi quan sát và rửa các bầu lọc cần chú ý phát hiện sự có mặt của các phần tử kim loại của mài mòn và tìm nguyên nhân xuất hiện chúng. Nếu xuất hiện nhiều mạt kim loại có thể xác nhận hợp kim chống ma sát của các ổ trục khuỷu bị tróc. 5. Phải tiến hành thay dầu đúng thời hạn đã quy định của nhà máy.