Лабораторное определение показателей качества моторного масла
Маркировка моторных масел США
В США принята классификация моторных масел в зависимости от вязкостных свойств SAE (Общество автомобильных инженеров США), и от назначения и уровня эксплуатационных свойств API (Американский институт нефти).
Классификация SAE J-300 разделяет моторные масла на 5 летних, 6 зимних и множество всесезонных классов (табл. 4).
Таблица 4
Масла | Летние | Зимние | Всесезонные (некоторые) |
Классы | SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50, SAE 60 | SAE OW*. SAE 5W, SAE IOW, SAE I5W, SAE 20W, SAE 25W | SAE5W-20, SAE IOW-20, SAE 10W-30, SAE I5W-30, SAE I5W-40, SAE20W-30, SAE 20W-40 |
Цифра (цифры), обозначающая класс вязкости, определяет вязкость масла: для летнего масла - вязкость при высокой температуре (100 °С), для зимнего масла - вязкость при низкой температуре (в зависимости от класса), для всесезонного масла - первая цифра - вязкость при низкой температуре, вторая - вязкость при высокой температуре.
Классификация API разделяет моторные масла по назначению на две категории:
S - для 4-тактных бензиновых двигателей легковых автомобилей, микроавтобусов и пикапов;
С- для дизелей коммерческих автотранспортных средств (грузовых автомобилей), промышленных и сельскохозяйственных тракторов, дорожно-строительной техники.
В обозначение класса API входят две буквы: первая указывает категорию масла, вторая - уровень эксплуатационных свойств. Состав классов моторных масел АРI для бензиновых и дизельных двигателей приведены соответственно в табл. 5, 6.
Таблица 5
Класс API | Обозначение | SA SB SC SD SE SF SG SH | SJ SL |
Присутствие в США | Отменены | Действуют |
ЛАБОРАТОРНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА МОТОРНОГО МАСЛА
Лабораторная работа № 1 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ»
Цель работ - экспериментальное определение плотности масла и оценка влияния на нее различных факторов. В задачи работы входит:
- ознакомление с теоретическими сведениями о моторных маслах;
- проведение эксперимента по определению плотности.
Средства проведения работы
Для определения плотности необходимо иметь ареометры, цилиндр измерительный объемом 250 мл, порцию моторного масла.
Подготовка к проведению работы
Порцию масла выдерживают при температуре окружающей среды в течение времени, необходимого для выравнивания температуры в объеме масла, при этом разница между температурами масла и окружающего воздуха не должна превышать 5 °С.
Проведение работы
Мерный стеклянный цилиндр устанавливают на подставке, затем осторожно наливают в него порцию масла. Чистый и сухой ареометр осторожно погружают в цилиндр, держа его за верхний (тонкий) конец. После того как прекратятся колебания ареометра и при условии, что он не будет касаться стенки цилиндра, произвести отсчет показаний по верхнему краю мениска с точностью до единицы, отмеченном на рис. 3 линией АА, при этом глаз должен находиться на уровне мениска. Спустя не менее 1 минуты после погружения ареометра, записать температуру масла, отсчитывая ее с точностью до 1 градуса по термометру, вмонтированному в нижнюю часть ареометра.
В стандартах плотность масла указывается при температуре +20°С, в связи с этим данные измерений плотности при температуре испытаний должны приводиться к температуре +20°С по формуле
ρ20 = ρt + y(t — 20);
(1)
где ρ20 - плотность нефтепродукта при +20°С, г/ см³ ;
ρ, - плотность нефтепродукта при температуре испытаний, г/ см³ ;
t - температура нефтепродукта при отсчете плотности, ° С;
у - зависящая от значения плотности температурная поправка (значения которой приведены в табл. 11), г/(°С·см³ ).
Рис. 3. Измерение плотности с помощью ареометра
Таблица 11
Плотность нефтепродуктов ρ20, г/см3 | Температурная поправка у, 10'3 г/(°С·см³ ) |
0,690 - 0,739 | 0,9 |
0,740-0,819 | 0,8 |
0,820 - 0,889 | 0,7 |
0,890 - 0,969 | 0,6 |
0,970-1,000 | 0,5 |
Приведенную плотность следует округлить с точностью до одной тысячной.
Лабораторная работа № 2 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРГИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ»
Цель работы - экспериментальное определение диспергирующей способности масла и оценка влияния на нее различных факторов.
В задачи работы входит:
- ознакомление с теоретическими сведениями о моторных маслах;
- проведение эксперимента по определению диспергирующей способности.
Средства проведения работы
Для определения диспергирующей способности необходимо иметь три беззольных фильтра «синяя лента», пипетку, колбу с образцом масла.
Проведение работы
Диспергирующая способность определяется капельным методом.
В центры трех беззольных фильтров «синяя лента» нанести по одной, третьей по счету капле масла без пузырьков воздуха. Две первые капли масла предварительно опустить обратно в колбу во избежание попадания в каплю пузырьков воздуха. На фильтровальной бумаге образуется масляное пятно – хроматограмма. Через 20 минут после нанесения капли масла хроматограмма может быть использована для оценки качества масла.
Необходимо рассмотреть полученное масляное пятно (рис.4). В общем случае хроматограмма, состоит из четырех зон:
1) центральное ядре;
2) темный ореол (окантовка) вокруг центрального ядра;
3) зона диффузии частиц загрязнения;
4) светлое кольцо, пропитанное маслом, которое не содержит нерастворимых загрязнений.
Рис. 4. Зоны хроматограммы:
1 - центральное ядро;
2 - окантовка центрального ядра;
3 - зона диффузии;
4 - светлое кольцо масла, которое не
содержит нерастворимых загрязнений.
Обработка хроматограммы Величину диспергирующей способности масла определяет величина зоны диффузии: чем больше зона диффузии, тем больше диспергирующая способность масла. Если в масле содержаться только частицы, размер которых меньше пор бумаги, то хроматограмма не имеет центрального ядра (распределение загрязнений идет по всему пятну равномерно).
При срабатывании присадки диспергирующая способность масла ухудшается, размеры частиц загрязнения увеличиваются. Полное исчезновение зоны диффузии и малое черное центральное ядро с блестящей поверхностью указывает на то, что присадка сработалась, масло потеряло свои диспергирующие свойства, а частицы загрязнений настолько укрупнились, что не удерживаются в масле во взвешенном состоянии.
Результаты анализа выражаются в условных единицах. Диспергирующая способность (ДС) работающего смазочного масла необходимо вычислять по формуле
где d - средний диаметр центрального ядра, мм;
D - средний диаметр внешнего кольца зоны диффузии, мм.
Лабораторная работа № 3 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ»
Цель работы - экспериментальное определение кинематической вязкости масла и оценка влияния на него различных факторов. В задачи работы входит.
- ознакомление с теоретическими сведениями о моторных маслах;
- проведение эксперимента по определению кинематической вязкости масла.
Средства проведения работы
Для определения кинематической вязкости необходимо иметь шариковый вискозиметр, термометр, колбу с образцом масла.
Шариковый вискозиметр (рис.5) включает корпус 6 из органического стекла со специальной шкалой 4 на подставке 5, в гнездах которого расположены стеклянные пробирки 3 для испытываемого нефтепродукта и пробирки 2 с калибровочными жидкостями с помещенными в них одинаковыми калиброванными стальными шариками 7; кроме того, в правой нижней части прибора имеется магнитное устройство 1.
Для определения вязкости масел, вязкость которых стандартизирована при 50 °С, как правило, используется левая пробирка 3, при этом измерение производится по пробиркам с калибровочными жидкостями 2 №1 и №2, а при 100 °С - правая пробирка 3, измерение - по пробиркам с калибровочными жидкостями 2 №3 - №5.
Рис. 5. Шариковый вискозиметр:
1 - магнитное устройство,
2 - пробирки с калибровочными жидкостями,
3 - пробирки для испытываемого нефтепродукта,
4 - шкала,
5 - подставка,
6 - корпус,
7 - калиброванные стальные шарики