Несмотря на предполагаемое в ближайшем будущем значительное расширение производства масла М-14В доля масел группы Б в общем объеме поставок будет, по-видимому, значительной. По антиизносным и антиокислительным свойствам у новых масел М-14ВЦ и М-14В2 нет преимуществ но сравнению с маслами группы Б.
В табл. 3 приведены данные, характеризующие поставляемые па железнодорожный транспорт масла, по годам (в %).
Группа масел | 1968 | 1969 | 1970 | 1971 | 1972 | 1973 |
А | 68,3 | 66,6 | 60,3 | 5 7 |
|
|
Б | 31,4 | 33,2 | 39,0 | 90,1 | 94,3 | 93,7 |
В (ВИ+ ВЦ) | 0,3 | 0,2 | 0,7 | 4,2 | 5,7 | 6,3 |
в том числе ВЦ | 0,3 | 0,2 | 0,4 | 2,5 | 2,7 | 2,9 |
Чтобы улучшить рабочие свойства масла групп Б, необходимо увеличить его щелочность и структурную стабильность. Подняв
значение этих двух параметров, можно получить работоспособное масло.
Несмотря на то, что на нефтеперерабатывающих заводах продукт подвергается очистке, потребитель не гарантирован от поставки отдельных партий, в которых дополнительные примеси, небольшие в процентном отношении, могут существенно ухудшить качество масла. Поэтому в ЦНИИ МПС были поставлены специальные опыты для проверки возможности увеличения структурной стабильности масел группы Б путем их дополнительной очистки. Для этого пробы пропускались через суперцентрифугу FS-45.
Характеристика ее приведена ниже:
Частота вращения барабана ...30 000 об/мин
Внутренний диаметр.........35 мм
Длина......................................................................... 160 мм
Объем очищаемой жидкости .....150—200 мл
Фактор разделения ....8800
Опыты не дали положительных результатов, и было решено использовать специальные химические соединения. Одним из условий их успешного применения является хорошая растворимость в маслах.
Учитывая общее положение, что «подобное растворяется в подобном», в качестве присадок должны быть использованы вещества, по своему строению близкие к маслам. Наиболее полно этому отвечает сульфонат ПМСя, широко используемый в современных маслах (товарное масло М-14ВЦ и др.). Эта присадка получается из базовых масел путем обработки их серной кислотой с последующей нейтрализацией образовавшихся кислых групп окисью кальция или бария. Поэтому по своей структуре молекулы базового масла и ПМСя наиболее близки.
Была испытана также присадка ДФ-11, поскольку, как было установлено, она не коагулирует при нагревании. Для экспериментов использовалось масло, получаемое в депо Саратов и Волгоград Приволжской дороги, с низкой температурой коагуляции.
На рис. 4 приведена зависимость диспергирующей способности маслам, определяемой методом «пятна», от концентрации сульфоната ПМСя в масле. Из графиков следует, что добавление 0,5% сульфоната увеличивает температуру коагуляции с 180 до 225° С; 1% того же вещества полностью исключает структурную нестабильность и придает маслу хорошие диспергирующие свойства.
Рис. 4. Зависимость диспергирующей способности работавшего масла М-14Б от температуры нагрева при содержании присадки ПМСя (в %): 1 — 0; 2 — 0,5; 3 — 0,75; 4 — 1,0; 5 — 1,5
Введение в масло дитиофосфата ДФ-11 почти не оказывает влияния на диспергирующие свойства: температура коагуляции несколько возрастает лишь при добавлении его в значительном количестве, что недопустимо.
Применяемое на транспорте масло группы Б содержит 8% присадки ВНИИ НП-360, состоящей из 5,7% алкилфенолята бария и 2,3% диалкилдитиафосфата цинка, Алкилфенолят бария обладает нейтрализующими и диспергирующими свойствами, диалкилдитиофосфат цинка — антиокислительными, антизадирными и антиизносными свойствами.
Простейшим способом увеличения щелочности является повышение в масле концентрации присадки ВНИИ НП-360 с 8 до 12— 16%. Однако в этом случае содержание диалкилдитиофосфатов выходит за пределы необходимой по антиизносным свойствам величины— 2,0—2,5% [4]. Изменение соотношения компонентов в сторону увеличения алкилфенолята бария нежелательно, так как он ускоряет процессы окисления. Поэтому более правильно введение в состав присадки третьего компонента, обладающего хорошими нейтрализующими свойствами, в частности сульфоната металла.
Рис. 5. Зависимость приращения щелочности масла М-14Б (∆С4) от количества добавляемой присадки ПМСя (титрование до pH=4,0)
Таблица 4
На рис. 5 в качестве примера приведена зависимость приращения щелочности масла М-114Б от увеличения присадки ПМСя. Таким образом, введением сульфоната можно одновременно повысить и структурную стабильность, и щелочность. Результаты, полученные чисто лабораторными методами, были проверены на моторной установке ИДМ. Экспериментальные данные сведены в табл. 4 и 5. Товарное масло М-14Б обладало плохой работоспособностью: первое и второе компрессионные кольца пригорели, на внутренних поверхностях поршня зафиксировано значительное количество нагара. Добавление 1 % сульфоната улучшило, показатели: нагар внутри поршня уменьшился более чем в 5 раз, было полностью снято пригорание колец. Дальнейшее увеличение концентрации ПМСя — до 1,5% — почти полностью исключило нагарообразование на днище поршня. Также благоприятно действует сульфонат и на масла, работавшие в двигателях. Так как значительное содержание сульфоната отрицательно сказывается па износе деталей двигателей, остановились на 1%-ной концентрации.