Регенерация масел

Показатели качества отработанных авиационных масел

В авиационных двигателях масло выполняет те же функ­ции, что и в других двигателях внутреннего сгорания, но к маслам для авиационных поршневых двигателей предъявляются повышен­ные требования, так как основные узлы трения этих двигателей работают в самых напряженных условиях по сравнению со всеми другими типами двигателей внутреннего сгорания.

Давление в системе смазки равно 4—10 кг/см2. Через авиа­ционный двигатель прокачивается от 1100 до 3800 л/ч масла в за­висимости от типа двигателя и режима его работы. Интенсивность циркуляции масла через двигатель весьма высока вследствие сравнительно небольшой емкости масляных баков (40—100 л). Из всех быстроходных двигателей современные авиационные поршне­вые двигатели являются наиболее форсированными; скорости вра­щающихся деталей достигают 2600 об/мин (вал) и даже 25 000 об/мин (отдельные детали), удельные нагрузки на трущиеся поверхности — до 850—900 кГ/см2. В двигателе масло попадает в различные температурные условия. Например, температура в ка­мере сгорания составляет 1500—2500° С, температура поршня (днище) 220—270° С, подшипника — в пределах 80—140° С и на выходе из двигателя до 115—125° С.

В авиационных двигателях применяется преимущественно цир­куляционная комбинированная смазка по принципу «сухого» кар­тера.

На рис. 9 приведена схема смазки одного из авиационных дви­гателей. Масло из бака 1 насосом 16 через пластинчатый масляный фильтр (на рис. 9 не показан) по маслопроводу 6 подается в дви­гатель, где под давлением смазываются все трущиеся поверхности деталей. После смазки всех деталей двигателя масло самотеком поступает в маслосборник 15 и маслоотстойник 17, откуда отка­чивается насосом 19 через фильтр тонкой очистки 20 и радиатор 21 обратно в масляный бак. 

Система смазки авиационного двигателя

Рис. 9. Система смазки авиационного двигателя:

1 — бак; 2 — аэротермометры; 3, 9, 10— манометры; 4 — дренажный трубопровод; 5, 14 — штуцера; 6, 7, 11—13 — маслопроводы; 8 — регулятор числа оборотов винта; 15 — маслосборник; 16 — масляный насос; 17— маслоотстойник; 18 — спускная пробка; 19 — насос; 20 — фильтр: 21 — масляный радиатор; 22 — трехходовой кран. 

Для смазки авиационных поршневых двигателей используют остаточные масла МС-14, МС-20 (ГОСТ 1013—49), МК-22 и МС-20С (ГОСТ 9320—60). Масла МС-20 и МК-22 при работе в двигателях практически равноценны и взаимозаменяемы. Поэтому при дозаправках самолетов их можно смешивать в любых соотношениях. Эти масла применяются как летом, так и зимой. Температура за­стывания авиационных масел сравнительно высокая. В связи с этим для облегчения запуска зимой практикуется разжижение ма­сел бензином (до 10% от емкости масляного бака). В результате разжижения температура застывания масла понижается примерно на 10° С, запуск оказывается возможным при температуре минус 25—30° С. После запуска двигателя бензин из масла испаряется и вязкость практически восстанавливается.

При работе двигателя под действием повышенной температуры и каталитического влияния металлов и сплавов в присутствии кис­лорода воздуха в масле протекают процессы термоокислительной полимеризации некоторых углеводородов с образованием кислых продуктов и асфальто-смолистых веществ. Кроме того, в работаю­щем масле накапливаются неорганические примеси (продукты износа, механические примеси, попавшие извне), а также продукты коррозии и углисто-сажистые частицы (в результате неполного сго­рания топлива и масла). Данные об изменении свойств масла МС-20 приведены в табл. 10.

Таблица 10 Изменение свойств отработанного авиационного масла МС-20 после 100 ч работы

Показатели

Масло МС-20

свежее

отработанное

Вязкость, сст

 

 

V50

153,2

155,1

V100

20,0

20,9

Температура вспышки (в открытом тигле), °С

250

220

Кислотное число, мг КОН/г

0,05

0,10

Зольность, %

0,03

0,21

Коксуемость, %

0,3

1,5

Содержание, %

 

 

силикагелевых смол

1,8

4,8

механических примесей

Отсутствие

0,98

 Степень старения авиационного масла в процессе работы за­висит не только от его качества, но и от продолжительности ра­боты, типа и мощности авиационного двигателя.  

 

Стабильность авиационных масел в зависимости от метода очистки 

Рис. 10. Стабильность авиационных масел в зависимости от метода очистки:

1 — масло кислотной очистки; 2 — масло селективной очистки.

 

Изменение коксуемости масла в зависимости от мощности двига­теля

Рис. 11. Изменение коксуемости масла в зависимости от мощности двига­теля (цифры на кривых — мощность двигателя).

 

Из рис. 10 видно, что авиационное масло селективной очистки (кривая 2) обладает большей химической стабильностью и дает меньше осадка, чем масло кислотной очистки (кривая 1).

С повышением мощности двигателя в масле образуется больше асфальто-смолистых веществ, карбенов, карбоидов и увеличивается его коксуемость (рис. 11). Наиболее интенсивно показатели ка­чества изменяются в первые 10—30 ч работы масла (рис. 12), за­тем они стабилизируются. Основной составной частью (до 75%) осадков, снятых с деталей двигателя и масляных фильтров, яв­ляются карбены и карбоиды — продукты глубокого окисления масла в тонком слое. 

 

Изменение свойств масла при работе авиационного поршневого дви­гателя

Рис. 12. Изменение свойств масла при работе авиационного поршневого дви­гателя:

а —содержание смол; б —содержание асфальтенов; в — содержание карбенов и карбоидов;

г — кислотное число. 

В авиационных поршневых двигателях масло обычно сменяют через каждые 100 ч работы. При неблагоприятных условиях экс­плуатации этот срок сокращается.