Масла, применяемые для двигателей внутреннего сгорания, не только смазывают трущиеся поверхности и отводят тепло, но и создают затвор между поверхностями цилиндров и поршневыми кольцами, препятствуя прорыву газов из цилиндров в картер. Изменение вязкости таких масел при разбавлении тяжелыми фракциями горючего имеет большое значение.
Поступающая из карбюраторов в цилиндры двигателя рабочая смесь состоит из воздуха и горючего в парообразном состоянии и в виде капель. Последние оседают на стенках цилиндров и смешиваются с маслом. Кроме того, в начале работы двигателя, особенно при его запуске, пары топлива могут конденсироваться на холодных внутренних стенках цилиндров и попадать таким образом в масло.
Величины удельных нагрузок и скоростей взаимного движения деталей в узлах трения двигателя внутреннего сгорания таковы, что полноценную смазку можно было бы обеспечить при помощи масла значительно меньшей вязкости, чем у применяемых в настоящее время. Неизбежность разбавления масла горючим и связанное с этим снижение вязкости работающего масла вызывают необходимость использовать масла с достаточным запасом вязкости. Обычно в отработанных авиационных маслах содержание бензина составляет 2—3%, в автомобильных маслах — 3—7%. Следовательно, чем тяжелее применяемое топливо, т. е. чем выше температура его выкипания, тем медленнее оно испаряется, легче конденсируется и тем интенсивнее происходит разжижение масла. Действительно, если температура конца кипения авиационного бензина 180° С, то степень разжижения отработанного авиационного масла не превышает 3%; при температуре конца кипения автомобильных бензинов 195° С (А = 72) и 205° С (А = 66) степень разжижения масла при работе на этих топливах соответственно увеличивается до 7%, а в некоторых случаях — до 10%. Содержание в масле более 10% бензина считается недопустимым, так как при этом сильно увеличивается износ двигателя.
Степень разжижения масла горючим зависит также от конструкции и состояния двигателя. Чем больше изношен двигатель, тем значительнее разжижение масла.
В технически исправных дизельных двигателях при правильной их эксплуатации разбавление масла практически ничтожно; однако в большинстве случаев оно
повышается до 3—7%, а иногда до 10%.
Как правило, разжижение, масла горючим особенно интенсивно происходит в первые часы работы двигателей, затем скорость процесса значительно снижается, и, наконец, содержаниегорючего в маслах стабилизируется. Это можно объяснить тем, что, видимо, наряду с поступлением конденсата горючего в масло происходит его испарение, и, кроме того, тем, что через определенные промежутки времени доливают свежее масло.
В результате разжижения топлива соответственно понижается температура вспышки и вязкость масла (табл. 2).
Из табл. 2 видно, что даже при небольшом содержании топливных фракций в масле значительно снижается его температура вспышки.
ТАБЛИЦА 2
Влияние содержания топливных фракций в масле на его температуру вспышки
Содержание в масле, % | Вязкость V100, сСт | Температура вспышки °С | |
бензина | дизельного топлива | ||
0 |
| 8,8 | 194 |
3 | — | 7,5 | 79 |
5 | — | 6,9 | 65 |
7 | — | 6,1 | 48 |
— | 3 | 8,1 | 155 |
— | 5 | 7,7 | 148 |
На рис. 2 показаны кривые изменения вязкости и температуры вспышки масла Дп-11 в зависимости от содержания в нем дизельного топлива.
Рис. 2. Изменение вязкости и температуры вспышки масла Дп-11 в зависимости от содержания в нем дизельного топлива:
1 — вязкость; 2 —температура вспышки.
Чем выше температура вспышки, тем большее время масло сохраняет первоначальные свойства при нагревании, тем меньше нагарообразование и испаряемость. Температурой вспышки характеризуется также огнеопасность масла.
При регенерации таких масел на современных маслорегенерационных установках практически полностью удаляются разжижающие компоненты.
Разжижение масла в карбюраторных двигателях в настоящее время происходит реже в основном за счет применения зимних бензинов с повышенной испаряемостью (ГОСТ 2084—67).