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 = ρ_t + 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