Справочник масел
Масла для авиационных двигателей
Масла для турбореактивных двигателей
В связи с конструктивными особенностями газотурбинных двигателей (ГТД) условия работы смазочных масел в них существенно отличаются от условий работы масел в поршневых двигателях. В отличие от поршневого двигателя смазочное масло в ГТД изолировано от камеры сгорания (зоны горения топлива); кроме того, в наиболее ответственных узлах трения реализуется в основном трение качения, а не скольжения, как в поршневых двигателях (коэффициент трения качения на порядок ниже коэффициента трения скольжения). Вал турбокомпрессора в ГТД хорошо сбалансирован и при большой частоте вращения и больших осевых и радиальных нагрузках работает без резких переменных нагрузок.
Современные газотурбинные двигатели характеризуются жесткими условиями работы: высокие температуры - до 300 °С и выше, большие частоты вращения турбин - 12000-20000 мин-1. Напряженность работы масла в таких условиях эксплуатации ГТД определяется количеством тепла, которое необходимо отвести от поверхностей трения деталей, и при прочих равных условиях характеризуется скоростью прокачивания масла через двигатель.
Температура масла на входе в ГТД колеблется от 20 до 50 °С, а на выходе зависит от теплонапряженности двигателя. В двигателях самолетов, летающих с дозвуковыми скоростями, она не превышает 125 °С, а при скорости полета с числом М = 2 она достигает 200 °С (где М - число Маха, обозначающее скорость, равную скорости звука).
Подвод масла к узлам трения у ГТД осуществляется не только для смазывания поверхностей трения, но и для отвода тепла от этих узлов. Для исключения перегрева узлов трения масло непрерывно подводится к следующим элементам двигателя: подшипникам, зубчатым колесам, контактным уплотнителям и шлицевым соединениям. Наиболее высокий уровень тепловыделения - в радиально-упорных шарикоподшипниках роторов ГТД, воспринимающих осевую нагрузку, поэтому к ним подводят масла больше, чем к другим элементам.
Масла для реактивных двигателей летательных аппаратов проходят тщательную проверку. При оценке качества масла учитывают возможные условия эксплуатации и напряженность работы его в двигателе.
Смазочные масла для турбореактивных двигателей должны отвечать следующим требованиям:
- надежное смазывание всех узлов и агрегатов двигателя с минимальным износом в пределах рабочих температур от -50 до +200 °С;
- пологая вязкостно-температурная кривая и хорошая прокачиваемость при низких температурах (пусковые свойства масла должны обеспечивать надежный запуск двигателя без подогрева до температуры -50 °С);
- однородный и стабильный фракционный состав, что обусловливает минимальную испаряемость фракций и сохраняет вязкостные характеристики масла в течение всего времени работы двигателя (целесообразно применять смазочные масла узкого фракционного состава);
- высокие антиокислительные свойства и минимальное окисление в двигателе при рабочих температурах 150-200 °С и выше;
- минимальная вспениваемость, высокая температура самовоспламенения;
- неагрессивность по отношению к металлам, сплавам, резинотехническим изделиям, покрытиям, клеям и другим материалам.
Минеральные масла
В России широкое распространение получили авиационные масла на минеральной основе. Это связано с их высоким качеством и относительно невысокой стоимостью.
Масло МС-8п (ОСТ 38 101163-78) - наиболее широко применяемое масло на нефтяной основе с комплексом высокоэффективных присадок. Производят из западно-сибирских и смеси западно-сибирских и приуральских нефтей. Предназначено для газотурбинных двигателей дозвуковых и сверхзвуковых самолетов, у которых температура масла на выходе из двигателя не более 150°С. Используют в составе маслосмесей с авиационным маслом МС-20 (в соотношении 25:75, 50:50 и 75:25) в турбовинтовых двигателях, а также для консервации маслосистем авиационных двигателей. При меняют в корабельных газотурбинных установках и в газоперекачивающих агрегатах. Масло МС-8п разработано взамен масел МК-8 и МК-8п, оно значительно превосходит их по ряду эксплуатационных показателей, в частности, по вязкости при низких температурах, термоокислительной стабильности, ресурсу работы.
Масло МС-8рк (ТУ 38.1011181-88) - рабоче-консервационное масло на базе масла МС-8п с добавлением ингибитора коррозии. Предназначено для смазывания и консервации авиационных двигателей. Равноценно маслу МС-8п по эксплуатационным показателям и значительно превосходит по консервационным характеристикам. При консервации маслосистем авиационных двигателей срок защиты составляет: для масла МК-8 - 3 мес., для масла МС-8п - 1 год, для масла МС-8рк - 4-8 лет.
Масла МК-8, МК-8п (ГОСТ 6457-66) - масла на нефтяной основе, производились из бакинских нефтей. Области их применения аналогичны областям применения масел МС-8п и МС-8рк. В настоящее время не производятся.
Характеристики минеральных масел для турбореактивных двигателей
Показа- |
МС-8п |
МС-8рк |
MK-8п |
МК-8 |
Кинематическая |
8,0 |
8,3 |
||
-40 °С, не более |
4000 |
5000 |
6500 |
6500 |
Температура,°С: |
145 |
145 |
135 |
140 |
застывания, не выше |
-55 |
-55 |
-55 |
-55 |
Кислотное число, |
0,05 |
0,15 |
0,04 |
0,04 |
Содержание |
Отсутствие |
|||
Термоокислительная |
50(150) |
50(150) |
10(175) |
10(120) |
Показатели после |
10,0 |
11,0 |
- |
- |
-40 °С |
5500 |
6750 |
- |
- |
кислотное число, |
0,7 |
0,7 |
0,6 |
0,25 |
массовая доля |
0,15 |
0,15 |
0,10 |
0,10 |
коррозия |
Отсутствие |
- |
||
медь М1 и М2 |
± 0,2 |
± 0,2 |
- |
- |
алюминиевый |
Отсутствие |
- |
- |
|
Плотность при |
875 |
900 |
885 |
885 |
Трибологические |
490 |
490 |
- |
- |
показатель износа |
0,55 |
0,55 |
- |
- |
Синтетические масла
Масло ИПМ-10 (ТУ 38.101299-90) - синтетическое углеводородное с комплексом высокоэффективных присадок. Работоспособно в интервале температур от -50 до +200 °С. Применяют в теплонапряженных газотурбинных двигателях военной и гражданской авиации с температурой масла на выходе из двигателя до 200 °С, а также в авиационных турбохолодильниках в качестве унифицированного сорта масла и в других агрегатах, в частности, в газоперекачивающих агрегатах с приводом от авиационного двигателя. Можно использовать для недлительной консервации.
Масло ВНИИНП-50-1-4ф (ГОСТ 13076-86) - синтетическое диэфирное с присадками, повышающими противоизносные свойства и термоокислительную стабильность. Применяют в двигателях с температурой масла на выходе до 175 °С и в турбохолодильниках.
Масло ВНИИНП-50-1-4у (ТУ 38.401-58-12-91) - синтетическое диэфирное, содержащее эффективную композицию антиокислительных присадок, позволяющих применять масло при температуре от -60 до 200 °С с перегревом до 225 °С. Допущено к применению во всех авиационных ГТД. Может заменить масло ВНИИНП-50-1-4ф. Совместимо с маслом ВНИИНП-50-1-4ф во всех соотношениях, не требуется замена резин и конструкционных материалов. Используют как одно из основных в военной технике (например, МиГ-29). Рекомендуется для перспективной техники.
Характеристики синтетических масел для газотурбинных двигателей
Показа- |
ИПМ-10 |
ВНИИНП-50-1-4ф |
ВНИИНП-50-1-4у |
ПТС-225 |
Внешний вид |
Прозрачная желтая жидкость |
- |
Светлая прозрачная жидкость |
Однородная
прозрачная жидкость от желтого до коричневого цвета с флюорес- |
Кинематическая |
3,0 |
3,2 |
3,2 |
1,25(200°С) |
-30 °С, не более |
- |
- |
- |
- |
-40 °С, не более |
2000 |
2000 |
2700 |
6500 |
-54 °С, не более |
- |
11000 |
8500(50°С) |
- |
Температура,°С: |
190 |
204 |
204 |
235 |
застывания, не выше |
-50 |
-60 |
-60 |
-60 |
Кислотное число, |
<=0,05 |
<=0,20 |
<=0,25 |
<=0,20 |
Содержание: |
Отсутствие |
|||
воды |
Отсутствие |
|||
Термоокислительная |
50(200), (воздух 3 дм3/ч) |
50(175), (воздух 10 дм3/ч) |
50(200), (воздух 10 дм3/ч) |
50(225), (воздух 10 дм3/ч) |
Показатели после |
4,5 |
- |
3,7 |
6,9 |
-40 °С |
5000 |
3500 |
- |
30000 |
изменение вязкости |
- |
7,0 |
- |
- |
кислотное число, |
<=8,0 |
<=0,4 |
<=4,5 |
<=3,08 |
массовая доля |
0,35 |
0,30 |
0,15 |
0,15 |
коррозия |
Отсутствие |
± 1,0 |
Не норми- |
|
медь М1 и М2 |
± 0,2 |
± 1,5 |
± 4,0 |
Не норми- |
алюминиевый |
Отсутствие |
± 2,0 |
± 1,0 |
Не норми- |
Коксуемость, %, не более |
- |
- |
- |
- |
Плотность при |
>=820 |
<=926 |
<=928 |
1000 |
Трибологические |
710 |
840 |
735 |
900 |
показатель износа |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,50 |
Масло Б-ЗВ (ТУ 38.101295-85) - синтетическое на основе сложных эфиров пентаэритрита и жирных кислот с комплексом присадок. Применяют в газотурбинных двигателях, редукторах вертолетов и другой технике с температурой масла на выходе из двигателя до 200 °С. Обладает высокими смазывающими свойствами. Недостаток: выпадение в осадок противозадирной присадки при низкой температуре эксплуатации в результате окисления с последующим растворением осадка в масле при 70-90 °С.
Масло 36/1-КУА (ТУ 38.101384-78) - синтетическое на основе сложных эфиров с комплексом присадок; обладает высокими противозадирными свойствами. Используют в газотурбинных двигателях с температурой масла на выходе из двигателя 200 °С. В настоящее время не вырабатывается.
Масло ЛЗ-240 (ТУ 301-04-010-92) - синтетическое на основе сложных эфиров пентаэритрита и жирных кислот с комплексом присадок. Рекомендуется для использования в тех же двигателях, в которых применяется масло Б-ЗВ.
Масло ПТС-225 (ТУ 38.401-58-1-90) - синтетическое высоко-стабильное на основе сложных эфиров пентаэритрита и синтетических жирных кислот С5-С9. Работоспособно в интервале температур от -60 до +225 °С. Рекомендовано к применению в теплонапряженной авиационной технике, а также в качестве унифицированного масла для отработки новых теплонапряженных авиационных газотурбинных двигателей (ТРД, ТВД, ТВВД, турбовальных двигателей и редукторов вертолетов). Масло обладает улучшенными вязкостно-температурными свойствами и высокой термоокислительной стабильностью. Рекомендуется для перспективной авиатехники, а также взамен товарных нефтяных и синтетических авиамасел. По своим физико-химическим и эксплуатационным свойствам наиболее (по сравнению с другими маслами) соответствует американской спецификации MIL-L-23699F.
Масло ВТ-301 (ТУ 38.101657-85) - синтетическое на основе кремнийорганической жидкости с присадкой. Характеризуется максимальной (по сравнению с другими маслами) термоокислительной стабильностью, низкой летучестью, хорошими низкотемпературными свойствами. Можно использовать в газотурбинных двигателях с температурой масла на выходе из двигателя до 250-280 °С.
Характеристики синтетических масел для газотурбинных двигателей
Показа- |
Б-ЗВ |
36/1-КУА |
ЛЗ-240 |
ВТ-301* |
Внешний вид |
Прозрачная жидкость от светло-желтого до коричневого цвета |
Однородная прозрачная жидкость без посторонних частиц и волокон |
Прозрачная жидкость от светло-коричневого до красно-коричневого цвета |
Однородная подвижная прозрачная жидкость от темно-желтого до темно-коричневого цвета |
Кинематическая |
5,0 |
3,5 |
4,8 |
8,5 |
-30 °С, не более |
3500 |
- |
- |
- |
-40 °С, не более |
12500 |
3600 |
12500 |
800 |
-54 °С, не более |
- |
- |
- |
2500 |
Температура,°С: |
235 |
195 |
235 |
260 |
застывания, не выше |
-60 |
-60 |
-58 |
-60 |
Кислотное число, |
4,4-5,5 |
3,2-4,0 |
<=0,5 |
<=0,20 |
Содержание: |
Отсутствие |
|||
воды |
Следы |
Отсутствие |
||
Термоокислительная |
10(200) |
10(200) |
50(200) |
50(250) |
Показатели после |
6,0 |
5,5 |
6,0 |
10,0 |
-40 °С |
20000 |
9000 |
20000 |
- |
изменение вязкости |
- |
- |
- |
- |
кислотное число, |
0,7-2,0 |
<=4,0 |
<=1,5 |
<=0,3 |
массовая доля |
0,11 |
0,35 |
0,10 |
0,12 |
коррозия |
Отсутствие |
± 2,0 |
||
медь М1 и М2 |
- |
- |
Отсутствие |
± 2,0 |
алюминиевый |
Отсутствие |
± 2,0 |
||
Коксуемость, %, не более |
0,45 |
0,40 |
0,45 |
- |
Плотность при |
990-997 |
980-997 |
980-1020 |
1090-1110 |
Трибологические |
890 |
874 |
872 |
- |
показатель износа |
- |
0,60 |
0,50 |
- |