Аналитика



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-
тели

МС-8п

МС-8рк

MK-8п

МК-8

Кинематическая
вязкость, мм2/с,
при температуре:
50 °С, не менее

8,0

8,3

-40 °С, не более

4000

5000

6500

6500

Температура,°С:
вспышки в открытом
тигле, не ниже

145

145

135

140

застывания, не выше

-55

-55

-55

-55

Кислотное число,
мг КОН/г,
не более

0,05

0,15

0,04

0,04

Содержание
водорастворимых
кислот, щелочей,
воды, механических
примесей

Отсутствие

Термоокислительная
стабильность, ч
(температура, °С)

50(150)

50(150)

10(175)

10(120)

Показатели после
окисления:
кинематическая
вязкость, мм2/с,
не более,
при температуре:
50 °С

10,0

11,0

-

-

-40 °С

5500

6750

-

-

кислотное число,
мг КОН/г,
не более

0,7

0,7

0,6

0,25

массовая доля
осадка,
нерастворимого
в изооктане,%,
не более

0,15

0,15

0,10

0,10

коррозия
на пластинках,
г/м2, не более:
сталь ШХ15

Отсутствие

-

медь М1 и М2

± 0,2

± 0,2

-

-

алюминиевый
сплав АК4

Отсутствие

-

-

Плотность при
20 °С, кг/м3,
не более

875

900

885

885

Трибологические
характеристики
на ЧШМТ
при (20 ± 5) °С:
критическая нагрузка,
Н, не менее

490

490

-

-

показатель износа
при осевой
нагрузке 196 Н,
не более

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-
тели

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-
ценцией

Кинематическая
вязкость, мм2/с,
при температуре:
100 °С, не менее

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:
вспышки в открытом
тигле, не ниже

190

204

204

235

застывания, не выше

-50

-60

-60

-60

Кислотное число,
мг КОН/г,
не более

<=0,05

<=0,20

<=0,25

<=0,20

Содержание:
водорастворимых
кислот, щелочей,
воды, механических
примесей

Отсутствие

воды

Отсутствие

Термоокислительная
стабильность, ч
(температура, °С)

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
окисления:
кинематическая
вязкость, мм2/с,
не более,
при температуре:
100 °С

4,5

-

3,7

6,9

-40 °С

5000

3500

-

30000

изменение вязкости
при 100 °С,
не более

-

7,0

-

-

кислотное число,
мг КОН/г,
не более

<=8,0

<=0,4

<=4,5

<=3,08

массовая доля
осадка,
нерастворимого
в изооктане,%,
не более

0,35

0,30

0,15

0,15

коррозия
на пластинках,
г/м2, не более:
сталь ШХ15

Отсутствие

± 1,0

Не норми-
руется

медь М1 и М2

± 0,2

± 1,5

± 4,0

Не норми-
руется

алюминиевый
сплав АК4

Отсутствие

± 2,0

± 1,0

Не норми-
руется

Коксуемость, %, не более

-

-

-

-

Плотность при
20 °С, кг/м3,
не более

>=820

<=926

<=928

1000

Трибологические
характеристики
на ЧШМТ
при (20 ± 5) °С:
критическая нагрузка,
Н, не менее

710

840

735

900

показатель износа
при осевой
нагрузке 196 Н,
не более

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 С59. 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-
тели

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
вязкость, мм2/с,
при температуре:
100 °С, не менее

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:
вспышки в открытом
тигле, не ниже

235

195

235

260

застывания, не выше

-60

-60

-58

-60

Кислотное число,
мг КОН/г,
не более

4,4-5,5

3,2-4,0

<=0,5

<=0,20

Содержание:
водорастворимых
кислот, щелочей,
воды, механических
примесей

Отсутствие

воды

Следы

Отсутствие

Термоокислительная
стабильность, ч
(температура, °С)

10(200)

10(200)

50(200)

50(250)

Показатели после
окисления:
кинематическая
вязкость, мм2/с,
не более,
при температуре:
100 °С

6,0

5,5

6,0

10,0

-40 °С

20000

9000

20000

-

изменение вязкости
при 100 °С,
не более

-

-

-

-

кислотное число,
мг КОН/г,
не более

0,7-2,0

<=4,0

<=1,5

<=0,3

массовая доля
осадка,
нерастворимого
в изооктане,%,
не более

0,11

0,35

0,10

0,12

коррозия
на пластинках,
г/м2, не более:
сталь ШХ15

Отсутствие

± 2,0

медь М1 и М2

-

-

Отсутствие

± 2,0

алюминиевый
сплав АК4

Отсутствие

± 2,0

Коксуемость, %, не более

0,45

0,40

0,45

-

Плотность при
20 °С, кг/м3,
не более

990-997

980-997

980-1020

1090-1110

Трибологические
характеристики
на ЧШМТ
при (20 ± 5) °С:
критическая нагрузка,
Н, не менее

890

874

872

-

показатель износа
при осевой
нагрузке 196 Н,
не более

-

0,60

0,50

-

    * Массовая доля железа - 0,017-0,025%.

 

Масла для авиационных двигателей  »
Библиотека »