Смазочные материалы

 Большинство М. н. должно обладать также малой зольностью, высокой стойкостью к окислению. Эти показатели связаны с противоизносными, антинагарными и коррозионными свойствами масел. 

 Для использования в современных  двигателях и машинах с высокими  скоростями, нагрузками и температурами М. н. необходимо легировать различными добавками, присадками, улучшающими эксплуатационные качества масел (понижающими температуру застывания, повышающими противоизносные и диспергирующие свойства и так далее). Практически все товарные масла содержат присадки или их композиции в количестве от 0,5—1,0 до 25 % и более. 

 В ряде случаев вместо  М. н. используются синтетические масла, имеющие более высокие технические характеристики.

Моторные масла, группа масел, используемых для смазывания двигателей внутреннего сгорания (поршневых и реактивных); относятся к разряду смазочных масел (см. Масла нефтяные). Практически все М. м. являются продуктами переработки нефти и только некоторые сорта авиационных масел — синтетические масла. Все М. м., за исключением некоторых авиационных, содержат моющие, противоизносные и антиокислительные присадки. Северные, зимние и всесезонные М. м., получаемые на маловязких основах, содержат также вязкостные загущающие присадки и депрессаторы, понижающие температуру застывания масел.  

 В зависимости от назначения  М. м. подразделяются на автомобильные  (автолы, для карбюраторных двигателей), дизельные и авиационные. Первые  два класса, включающие автотракторные, тепловозные и судовые масла,  в свою очередь, подразделяются (ГОСТ 17479—72) на 11 групп по вязкости (при 100°C) и на 9 групп по уровню эксплуатационных свойств. 

 В зависимости от конструктивных  особенностей двигателя, времени  года и района эксплуатации (север,  юг) выбирается необходимая вязкость  масла (6, 8, 10, 12, 14, 16 или 20 сст при 100°C) и температура застывания (от — 15 до — 42°C), а в зависимости от степени форсировки двигателя — группа масла по уровню качества (см. табл.). Повышение качества М. м. групп от А до Е (условное обозначение) достигается в основном повышением концентрации присадок и в некоторых случаях — изменением качества базового масла. Физико-химические свойства масел соответствующих классов и групп должны удовлетворять техническим условиям; эксплуатационные качества определяют испытаниями на одноцилиндровых установках и развёрнутых двигателях.  

 Авиационные М. м. применяются  для поршневых, турбореактивных  и турбовинтовых двигателей. Всего  существует около 20 сортов и  марок авиационных масел, от  самых лёгких дистиллятных (с  вязкостью 3—4 сст при 100°C) до тяжёлых остаточных (с вязкостью 22 сст при 100°C). Требования к качеству авиационных масел особенно высокие. Практически все масла для реактивной авиации содержат комплексы присадок и имеют сравнительно узкий фракционный состав, низкую температуру застывания (от —55 до —60°C), высокую стабильность, малую вспениваемость и хорошую прокачиваемость по циркуляционной системе двигателя.  

 В связи с развитием сверхзвуковой  авиации и повышением требований  к термостойкости и низкотемпературным  свойствам смазочных масел широкое применение получили синтетические масла. Их производство базируется на использовании сложных органических эфиров и спиртов, кремнийорганических и фторуглеродных соединений, глубокой химической переработке некоторых нефтяных фракций и других видов сырья. Применение таких масел позволяет расширить температурный диапазон их использования от —60 до + 250°С (для лучших сортов нефтяных масел этот интервал находится в пределах от —40 до + 150°С). Синтетические масла находят также применение в некоторых наземных газотурбинных и других двигателях.

Группы автомобильных и дизельных  масел для двигателей разного  типа (по ГОСТу 17479—72)

Реактивные масла, группа авиационных моторных масел, используемых для смазки турбореактивных и турбовинтовых двигателей. В реактивных двигателях применяют как масла нефтяные, так и синтетические масла. 

 В подшипниках турбин реактивных двигателей масла работают при очень высоких нагрузках и температурах. Поэтому важнейшая эксплуатационная характеристика Р. м. — хорошее смазочное действие при сравнительно малой вязкости (3—7 сст при 100 °С), высокой стабильности против окисления и низкой температуре застывания (до —60 °С). Подавляющее большинство Р. м. содержат присадки. 

 Промышленность СССР вырабатывает более десяти видов Р. м., используемых в турбореактивных и турбовинтовых двигателях разных конструкций.

Трансмиссионные масла, нефтяные масла (иногда синтетические) с противозадирными присадками (сераорганическими соединениями, хлорсодержащими органическими соединениями и др.). Используются в зубчатых зацеплениях коробки передач, зацеплениях картера заднего моста и рулевого управления транспортных машин для предотвращения задира, уменьшения износа трущихся поверхностей и отведения от них тепла.

Индустриальные масла, нефтяные масла, используемые в промышленности и быту для смазки механизмов (машин, приборов и т. п.). Для производства И. м. применяют бакинские, эмбенские, восточные и др. виды нефти. И. м. иногда содержат в качестве добавок растительные масла, например касторовое, горчичное, сурепное, а также противоокислительные, загущающие, антикоррозийные и др. присадки, улучшающие эксплуатационные свойства масел. Ассортимент И. м. постоянно изменяется и пополняется новыми марками, в частности всё большую роль начинают играть синтетические масла, например силиконовые, полиэфирные, фторуглеводородные и т. п. 

 В зависимости от вязкости  И. м. под разделяют на лёгкие, средние и тяжёлые. Лёгкие И.  м. [вязкость при 50 °С 5—10 сст (1 сст = 10^-6 м²/сек), t_заст до —25 °C] используют для смазки высокоскоростных малонагруженных механизмов. В эту группу входят: масла Л (велосит) и Т (вазелиновое), применяемые для смазки прядильных и крутильных машин в текстильной промышленности, шпинделей металлообрабатывающих станков и маломощных высокооборотных моторов; сепараторное масло Л для смазки лёгких сепараторов; швейное масло для швейных, вязальных и трикотажных машин; приборное масло МВП (t_заст —60 °С) для смазки контрольно-измерительных приборов и др. Средние И. м. (вязкость при 50 °С 10—50 сст, t_заст до —30 °С) используют для смазки механизмов, работающих при средних режимах скоростей и нагрузок. В эту группу входят веретённые и машинные масла, а также сепараторное масло Т и телеграфное масло. Эти масла применяются во многих отраслях промышленности (лёгкой, металлообрабатывающей и др.); в частности, их используют для смазывания подшипников маломощных электродвигателей и гидросистем металлообрабатывающих станков. Тяжёлые И. м. (вязкость при 100 °С 10—30 сст, сравнительно высокие температуры застывания) применяют для смазывания промышленного оборудования, работающего при малых скоростях и больших нагрузках, например кузнечно-прессового оборудования, червячных и зубчатых передач и т. п. 

 Помимо указанных трёх групп,  к И. м. относят также приборные масла для смазки контрольно-измерительной аппаратуры, обладающие сравнительно высокой вязкостью (10—20 сст при 50 °С) и низкими температурами застывания (до —70 °С); часовые масла (вязкость при 50 °С 20—30 сст, t_заст до —20 °С); турбинные масла для смазки подшипников и вспомогательных частей водяных и паровых турбин (вязкость при 50 °С 20—50 сст, t_заст до —15 °С), предназначенные для работы в условиях циркуляционной смазки и обладающие высокой противоокислительной и деэмульгирующей способностью; компрессорные масла для смазки поршневых и ротационных компрессоров и воздуходувок, характеризующиеся большой стабильностью, высокой температурой вспышки (210—270 °С) и высокой вязкостью (10—20 сст при 100 °С). К последней группе примыкают рефрижераторные масла для смазки компрессоров холодильных машин: для аммиачных и углекислотных компрессоров применяют масло ХА (фригус), для фреоновых компрессоров — масла ХФ-12 (t_заст —40 °С) и ХФ-22 (t_заст —60°C). Особую группу И. м. образуют гидравлические масла, применяемые в качестве рабочих жидкостей в различных гидросистемах, например в тормозных системах автомашин, гидроприводах станков. Все они имеют низкие (до —70°C) температуры застывания, высокую степень очистки и устойчивы к окислению. К этой же группе относят масла, применяемые в качестве рабочего тела в форвакуумных и высоковакуумных пароструйных насосах.

Цилиндровые масла, малоочищенные масла нефтяные, используемые для смазывания цилиндров, золотников, штоков и клапанов паровых машин. Некоторые Ц. м. применяют в судовых крейцкопфных дизелях. Ц. м. обладают хорошей смазывающей способностью, не склонны к нагарообразованию, предотвращают коррозию металлических поверхностей. Различают Ц. м. для машин, работающих с насыщенным и с перегретым паром. Ц. м. имеют сравнительно высокую вязкость (до 70×10^-6 м²/сек при 100 °С), обусловливающую их герметизирующую способность и стойкость к смыванию конденсатом или влажным паром.

Электроизоляционные масла, высокоочищенные масла нефтяные, реже синтетические и растительные масла, используемые для изоляции и охлаждения электрических аппаратов и устройств: трансформаторов (см. Трансформаторные масла), конденсаторов, кабелей и др. Э. м. отличаются высокой электрической прочностью (до 25 Мв/м) и имеют электрическое сопротивление порядка 10¹⁰—1012 ом·см. В 70-е гг. 20 в. мировое производство нефтяных Э. м. составляет около 1 млн. т, а синтетических — около 50 тыс. т в год.

Технологические масла, группа смазочных материалов, используемых при прокатке, прессовании, волочении, свободной ковке, объёмной и листовой штамповке чёрных и цветных металлов с целью облегчения их деформации и улучшения качества обрабатываемой поверхности. К Т. м. относят также масла, применяемые при закалке стали и композиции, которыми смазывают литейные формы. В качестве Т. м. применяют главным образом смеси нефтяных масел, животных и растительных жиров, мыл на основе высших жирных кислот. В их состав включают противозадирные, антиокислительные присадки, антифрикционные добавки (графит, дисульфид молибдена, тальк и др.), эмульгаторы и др. поверхностно-активные вещества.

Белые масла, нефтяные масла, бесцветные маслянистые, прозрачные жидкости без запаха и вкуса. Б. м. получают из дистиллатов высококачественных масляных нефтей путём очистки их дымящей серной кислотой или серным ангидридом с последующей нейтрализацией и обработкой отбеливающими землями. Известны 2 вида Б. м.: медицинское и парфюмерное. Первое имеет температуру вспышки 185°С, вязкость 28—36 мн•сек/м² (50°С); применяется при изготовлении мазей как растворитель лекарств (камфора, ртутные соединения), для смягчения и защиты кожи и др. Парфюмерное масло имеет температуру вспышки 160°С, вязкость 16—24 мн • сек/м² (50°С); идёт для получения кремов, помад и других продуктов парфюмерного производства.

Пластичные смазки, консистентные смазки, смазочные материалы, проявляющие в зависимости от нагрузки свойства жидкости или твёрдого тела. При малых нагрузках они сохраняют свою форму, не стекают с вертикальных поверхностей и удерживаются в негерметизированных узлах трения. П. с. состоят из жидкого масла, твёрдого загустителя, присадок и добавок. Частицы загустителя в составе П. с., имеющие коллоидные размеры, образуют структурный каркас, в ячейках которого удерживается дисперсионная среда (масло). Благодаря этому П. с. начинают деформироваться подобно аномально-вязкой жидкости только при нагрузках, превышающих предел прочности П. с. (обычно 0,1—2 кн/м², или 1—20 гс/см²). Сразу после прекращения деформирования связи структурного каркаса восстанавливаются и смазка вновь приобретает свойства твёрдого тела. Это позволяет упростить конструкцию и снизить вес узлов трения, предотвращает загрязнение окружающей среды. Сроки смены П. с. больше, чем смазочных материалов. В современных механизмах П. с. часто не меняют в течение всего срока их службы. Промышленность СССР в 1974 выпускала около 150 сортов П. с. Их мировое производство составляет около 1 млн. т в год (3,5% выпуска всех смазочных материалов). 

 П. с. получают, вводя в  нефтяные, реже синтетические, масла  5—30 (обычно 10—20) % твёрдого загустителя. Процесс производства периодический. В варочных котлах готовят расплав загустителя в масле. При охлаждении загуститель кристаллизуется в виде сетки мелких волокон. Загустители с температурой плавления выше 200—300 °С диспергируют в масле при помощи гомогенизаторов, например коллоидных мельниц. При изготовлении в состав некоторых П. с. вводят присадки (антиокислительные, антикоррозионные, противозадирные и др.) или твёрдые добавки (антифрикционные, герметизирующие). 

 П. с. классифицируют по типу загустителя и по области применения. Наиболее распространены мыльные П. с., загущенные кальциевыми, литиевыми, натриевыми мылами высших жирных кислот. Гидратированные кальциевые П. с. (солидолы) работоспособны до 60—80 °С, натриевые до 110 °С, литиевые и комплексные кальциевые до 120—140 °С. На долю углеводородных П. с., загущаемых парафином и церезином, приходится 10—15% всего выпуска П. с. Они имеют низкую температуру плавления (50—65 °С) и используются в основном для консервации металлоизделий. 

 В зависимости от назначения  и области применения различают  следующие типы П. с. Антифрикционные,  снижающие трение скольжения  и уменьшающие износ. Их применяют  в подшипниках качения и скольжения, шарнирах, зубчатых и цепных передачах  индустриальных механизмов, приборов, транспортных, с.-х. и др. машин. Консервационные, предотвращающие коррозию металлоизделий. В отличие от др. покрытий (окраска, хромирование) они легко удаляются с трущихся и др. поверхностей при расконсервировании механизма. К уплотнительным П. с. относятся арматурные (для герметизации прямоточных задвижек, пробковых кранов), резьбовые (для предотвращения заедания тяжелонагруженных или высокотемпературных резьбовых пар), вакуумные (для герметизации подвижных вакуумных соединений).

Синтетические масла, жидкости, применяемые главным образом в качестве смазочных материалов, теплоносителей, гидравлических жидкостей. На основе С. м. готовят некоторые пластичные смазки. В качестве С. м. используют синтетические углеводороды, эфиры (в частности, эфиры фосфорной кислоты), полиорганосилоксаны, галогениды углерода, полиалкиленгликоли и др. 

 Синтетические углеводороды  получают полимеризацией олефинов (этилена, пропилена и др.) или  алкилированием ароматических углеводородов  (бензола, ксилола и др.). Область применения в основном та же, что и масел нефтяных. 

 Эфиры получают главным образом взаимодействием одно- и двухосновных кислот с одно- и многоатомными спиртами. Наиболее часто используют эфиры сложные типа диоктилсебацината или пентаэритритовые эфиры одноосновных кислот. Они имеют хорошие вязкостно-температурные характеристики, низкую испаряемость, повышенную, по сравнению с маслами нефтяными, термическая и химическая стабильность. Применяются в авиационных двигателях, в качестве трансмиссионных масел и гидравлических жидкостей. Особо устойчивы к высоким температурам (до 300—400 °С) и радиации полифениловые эфиры и эфиры a-дигидроперфторспиртов. В качестве негорючих гидравлических жидкостей используют эфиры фосфорной кислоты. Все эфиры имеют хорошие противоизносные свойства.