Надійність, довговічність і ефективність експлуатації техніки значною мірою залежить як від її конструкції, так і від якості та рівня властивостей експлуатаційних матеріалів, до яких належать насамперед мастильні матеріали. Тому технічний прогрес в агропромисловій галузі безпосередньо пов’язаний з відповідними якісними змінами, що відбуваються в їх споживанні.
Сучасні машини характеризуються великою різноманітністю типів, конструкцій та умов експлуатації. Вони складаються з досить складних взаємозв’язаних систем, механізмів і агрегатів. І в кожному з них є безліч деталей, що взаємно переміщуються. А, відповідно, виникає тертя і вони зношуються. Крім того, на переборення сили тертя необхідно витрачати енергію, а відтак, і паливо.
Людство зі стародавніх часів прагнуло зменшити тертя у механізмах. Здавалося б, що є простішим — замінити сухе тертя рідинним, розділивши деталі плівкою мастильного матеріалу, і проблема буде вирішена. Однак вимоги мащення вузлів сучасної техніки досить жорсткі, тому вирішити це питання простими способами неможливо.
З погляду проблеми мащення двигун — неймовірно складний агрегат. Моторна олива — це не просто змащувальний матеріал, а повноправна деталь, елемент конструкції мотора. І цій деталі необхідно вирішувати безліч суперечливих завдань. Міркуймо: пари тертя у двигуні працюють в широких діапазонах швидкостей, тиску і температур. Одні вузли змащуються під тиском, інші — розбризкуванням. Крім того, моторна олива повинна охолоджувати поршні і служити робочим тілом в деяких системах.
Та ж олива має одночасно забезпечувати декілька режимів мащення. Режимів, вельми далеких один від одного як по навантаженнях, так і по фізико-хімічних характеристиках. Так, наприклад, пари «вкладиш — шийка колінчастого валу» працюють в умовах рідинного (гідродинамічного) мащення, коли поверхні розділяються міцною і надійною плівкою оливи. Тертя тут відбувається тільки між шарами оливи, інакше чекай біди: гарантоване руйнування вкладишів, задири, «прихоплювання» шийок.
У механізмі газорозподілу картина інша. Так, робота пари «кулачок-штовхач» супроводжується дуже високим контактним тиском. Це призводить до пружних деформацій металу, різкого зменшення товщини плівки оливи і значного зростання в’язкості оливи в зоні контакту. Такий режим мащення є змішаним.
Змащування деталей циліндро-поршневої групи поблизу верхньої і нижньої мертвих точок відбувається у граничному режимі мащення. Воно залежить як від властивостей самої оливи, так і від трибологічних характеристик поверхонь, які змащуються. А ще потрібно змащувати підшипники турбокомпресора, ланцюгові і зубчаті передачі і багато інших вузлів. І все це покладається на моторну оливу. Тому від її властивостей значною мірою залежить ресурс двигуна.
Окрім зменшення тертя (зменшення зносу і опору переміщення деталей), олива робить ще дещо: охолоджує деталі, виносить з місця контакту продукти зношування (мікроошурки), захищає від корозії та сприяє ущільненню зазору між деталями циліндро-поршневої групи. Для забезпечення найкращих якісних показників оливи необхідно взаємно оптимізувати її властивості у відповідності до вимог, які стають все більш жорсткими з розвитком техніки та технологій. Існує навіть наука трибологія (від грец. tribos — тертя), яка досліджує природу пар тертя та розробляє напрями його зменшення. Вчені працюють над вирішенням цих важливих проблем, оскільки вимоги до сучасних мастильних матеріалів досить високі. І чим складніша і досконаліша техніка — тим більш жорсткі та специфічні вимоги до них.
За останні роки нагромаджений великий науковий та практичний досвід з виробництва й застосування мастильних матеріалів, суттєво змінились їх номенклатура, асортимент і якість. Найочевиднішими є зміни, що відбулись у створенні нових високоефективних сортів мастильних матеріалів. При їх розробці та використанні постійно враховуються економічні і екологічні чинники, а також вимоги до міжнародних стандартів оцінювання їх властивостей та якості. Якісні оливи забезпечують збільшення інтервалу проведення технічного обслуговування та заміни оливи. І навіть при підвищенні ціни на високоякісну оливу експлуатаційні витрати зменшуються, оскільки термін використання її може бути збільшеним.
Однак досягнення в удосконаленні рівня техніки, продукції нафтопереробної та хімічної промисловості не спрощують проблему вирішення великого кола технічних завдань, пов’язаних із підбором нафтопродуктів, контролем якості, технічним обґрунтовуванням витрат і раціональним режимом використання їх під час транспортування, зберігання і застосування.
Придбати оливу сьогодні не проблема. Але чи завжди очікувана купівля відповідає сподіванням? Для цього двигуна, системи та механізму потрібна конкретна олива, що має відповідні властивості, рекомендовані саме для них. Її споживчі якості та строки заміни ретельно досліджуються у спеціалізованих лабораторіях. І якщо властивості оливи не відповідають рекомендованим, то погіршуються експлуатаційні показники та зменшується ресурс техніки. Тому при виборі оливи необхідно знати її споживчі якості та особливості застосування.
Споживачам мастильних матеріалів інколи не просто розібратися у сучасних вітчизняних і міжнародних класифікаціях, що постійно змінюються, зорієнтуватися в різноманітності марок і властивостей нафтопродуктів та застосовувати на практиці рекомендації у виборі тієї чи іншої оливи з урахуванням конструктивних особливостей машин і механізмів, їх технічного стану та умов роботи. Зокрема, вибір і правильне використання мастильних матеріалів ускладнюється часто тим, що технічною документацією для багатьох машин передбачено використовувати їх широкий асортимент. В цих випадках знання основ уніфікації і використання еквівалентних їх замінників можуть мати велике значення в ефективному використанні техніки.
Одним із найбільш ефективних способів забезпечення надійності і довговічності рухомих з’єднань деталей машин і механізмів і мінімізації енергетичних втрат під час їх експлуатації є використання мастильних матеріалів з певними властивостями. Вони вже давно визнані повноправними конструкційними матеріалами — компонентами вузлів тертя (трібосистем).
Моторні оливи можуть тривало і надійно виконувати свої функції тільки у разі відповідності їхніх фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей тим термічним, механічним і хімічним впливам, яких вони зазнають у мастильній системі двигуна і на поверхнях, змащених та охолоджуваних деталей. Тільки при взаємній відповідності системи «моторна олива — конструкція двигуна — умови експлуатації» може бути досягнута висока експлуатаційна надійність двигуна.
До якостей моторної оливи для кожного типу двигуна внутрішнього згоряння, залежно від умов його експлуатації, ставиться ряд вимог, часто специфічних. При високих температурах моторні оливи повинні зберігати досить високу в’язкість для забезпечення необхідного режиму мащення і створення надійного ущільнення між поршнем і гільзою. При низьких температурах навколишнього середовища в’язкісно-температурні властивості оливи повинні забезпечувати можливість легкого запуску двигуна.
Розвиток техніки викликав значну різноманітність умов, в яких працюють мастильні матеріали, а отже, збільшення необхідних функцій, які вони повинні виконувати. Основними функціями мастильних матеріалів є: забезпечення низького (в необхідних межах) рівня тертя; зниження інтенсивності зношування тертьових тіл; запобігання заїдання трібосистем; забезпечення відводу тепла з зони фрикційного контакту; очищення зон тертя від продуктів зносу або корозії; захист поверхонь тертя від корозії і дії зовнішнього середовища; ущільнення зазорів та герметизація рухомих з’єднань.
Вказані функції протягом необхідного терміну можуть успішно виконуватися оливами тільки за умов, що їхня якість буде задовольняти експлуатаційним вимогам. Зазвичай під час експлуатації олива виконує одну чи декілька функцій. Тому виробляють оливи, які мають певне призначення і забезпечують у цій галузі використання найбільший ефект. Використання у машинах і механізмах мастильного матеріалу того чи іншого виду обумовлено умовами роботи конкретного вузла тертя.
Виконання оливами своїх функцій протягом необхідного періоду можливе за умови, що їх якість буде задовольняти певним експлуатаційним вимогам. Перш за все це в’язкісно-температурні, протизношувальні, протизадирні, протиокисні, антикорозійні, мийно-диспергувальні та інші властивості.
Важливими характеристиками вважаються також теплопровідність мастильного продукту, його температура спалаху і застигання, схильність до спінення й інші показники властивостей, що залежать від функціонального призначення мастильних матеріалів.
Залежно від призначення мастильні матеріали повинні мати:
- оптимальні в’язкісно-температурні властивості для полегшення запуску машин та механізмів у межах температур навколишнього середовища, які потребує експлуатація; для зниження тертя і зносу та скорочення витрат енергоресурсів;
- добру мастильну здатність для забезпечення надійного змащення на всіх режимах роботи машин та механізмів;
- необхідні протиокисні властивості, які забезпечують мінімальну зміну хімічного складу оливи у процесі її роботи;
- добрі мийно-диспергувальні властивості з метою зниження схильності до утворення різного виду відкладень на нагрітих металевих поверхнях і у системі мащення (лаки, нагари, осади);
- високі антикорозійні властивості по відношенню до конструкційних матеріалів, особливо кольорових металів та сплавів при робочих температурах оливи;
- достатні захисні властивості для захисту металевих поверхонь від атмосферної корозії у неробочий період машин та механізмів;
- стійкість до процесів випаровування, спінювання та утворення емульсій.
Крім того, мастильні матеріали не повинні негативно впливати на ущільнюючі матеріали, а також не викликати забруднення навколишнього середовища.
Перелік вимог до мастильних матеріалів конкретного призначення включає велику кількість різноманітних позицій. Ступінь важливості тих чи інших вимог різна. Тому при визначенні вихідних вимог їх ранжирують за ступенем важливості. Це дозволяє розробнику олив знаходити компроміс між суперечними вимогами.
З перелічених властивостей загальними майже для усіх груп олив є мастильні, антикорозійні, протиокисні властивості, в той же час як інші, наприклад, мийні, — характерні для олив лише певного призначення. Вибір показників якості олив, встановлення норм за ними і визначення запасу якості обґрунтовуються та експериментально підтверджуються спільними дослідженнями машинобудівників, експлуатаційників і розробників олив та свідчать, що якісна олива не тільки підвищує ресурс техніки, а й сприяє зменшенню витрати палива.
Коментар
Олег КУЛІШ, технічний спеціаліст компанії «Шелл» в Україні
— Мастильні матеріали компанії «Шелл» для сільськогосподарської техніки відрізняються стабільно високою якістю, адже при їхньому виробництві всі заводи дотримуються сурових вимог і використовують останні технології. Підтвердженням цього є той факт, що такі великі компанії, як John Deere та AGCO довірили випуск мастильних матеріалів для своєї техніки саме нам. При цьому мастильні матеріали «Шелл» мають адекватну ціну, а широка лінійка, до якої входять мастила для моторів, гідравліки, трансмісії й гідротрансмісії, та доступність у будь-якому регіоні України роблять нашу продукцію привабливою для сільгоспвиробника.
Але зрозуміло, що обравши мастильні матеріали «Шелл», споживач має використовувати їх відповідно до мастильних карт на обладнання та дотримуватись інтервалів їхньої заміни.
