При работе двигателей некоторая часть продуктов неполного сгорания топлива и окисления масла, в том числе сажистые частицы и смолы, попадает в картер.
Для обеспечения необходимой чистоты поверхностей охлаждения попавшие в масло примеси должны быть измельчены. При этом образуется устойчивая система.
Для контроля степени размельченности частиц, а следовательно, и диспергирующей способности масел получил распространение метод капельной пробы (метод «пятна»). Капля испытуемого масла наносится на фильтровальную бумагу. Наиболее крупные слабо фильтрующиеся частицы, задерживаясь в порах бумаги, образуют темное ядро.
Рис. 1. Размеры пятен растекания и загрязнения:
1 — температура сушки 20°С, продолжительность 24 ч; 2 — температура сушки 180°С, продолжительность 15 мин
Более мелкие примеси диффундируют некоторое время вместе с маслом, окрашивая бумагу в серый цвет (пятно загрязнения). Чистое отфильтрованное в процессе растекания масло распространяется на значительное расстояние, образуя светлый ореол (пятно растекания), границы которого хорошо видны на просвет. Величины зон зависят от веса капли и пористости бумаги, влияние которых с целью повышения точности результатов анализов надо исключить. Для этого в качестве определяющего параметра используют отношение размеров пятен растекания и загрязнения D/d. Чем меньше величина отношения, тем выше дисперсность частиц (в пределе при переходе коллоидной системы в истинный раствор отношение D/d→1).
На рис. 1 приведены размеры пятен загрязнения и растекания масла после нанесения капель стеклянными палочками разных размеров (от 1,5 до 6,0 мм), т. е. при разных весах капель.
Некоторые из образовавшихся пятен представляли собой эллипсы с отношением размеров осей 1,5—2,0. Несмотря на это, величина D/d почти не изменилась. Важное значение имеет технология сушки. При комнатной температуре растекание масла происходит в течение длительного времени - 5-6 суток. Опыты, однако, показывают, что выдержку можно ограничить 24 часами.
Высокая точность оценки диспергирующей способности масел работающих дизелей в производственных условиях необязательна, а задержка выполнения анализа осложняет эксплуатацию. В литературе имеются рекомендации сократить время сушки за счет нагрева фильтровальной бумаги в печи. Так, Ханфлер [2] предложил выдерживать образцы в течение 10 мин при температуре 200° С. Опыты, проведенные авторами в ЦНИИ МПС, показали, что при столь высокой температуре трудно избежать деформации и подгорания краев бумаги. Экспериментально была установлена оптимальная температура 180, а продолжительность сушки увеличена до 15 мин. Предварительная выдержка образцов при комнатной температуре до 2 ч. не влияет на результат. Для повышения точности анализа отношение D/d определяется в двух перпендикулярных направлениях и затем вычисляется его среднее значение (подробнее см. [3]).