ГОСТ 20991-75 Масла моторные. Метод оценки склонности масел к образованию отложений при высоких температурах

ГОСТ 20991-75

Группа Б29

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ


МАСЛА МОТОРНЫЕ

Метод оценки склонности масел к образованию отложений
при высоких температурах

Motor oils.
Method of testing their tendency to form deposits at high temperatures

ОКСТУ 0209

Дата введения 1976-07-01

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 9 июля 1975 г. N 1737

Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, утвержденными в марте 1985 г., декабре 1987 г. (ИУС 6-85, 3-88).

Настоящий стандарт распространяется на моторные масла групп А, Б, Б, В, В, Г, Г и устанавливает метод оценки склонности масел к образованию отложений при высоких температурах.

Метод предназначен для проведения моторных испытаний по ГОСТ 17479.1-85.

Сущность метода заключается в испытании масла на одноцилиндровой карбюраторной установке НАМИ-1М в течение 120 ч с последующей оценкой нагаро- и лакоотложений на поршне.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

1.1 При испытании применяют:

- установку одноцилиндровую карбюраторную НАМИ-1М (приложение);

- раствор для удаления нагаро- и лакоотложений на поршне, содержащий в 10 дм воды:

100 г мыла хозяйственного,

100 г стекла натриевого жидкого по ГОСТ 13078-81,

100 г соды кальцинированной технической по ГОСТ 10689-75,

10 г калия двухромовокислого по ГОСТ 4220-75;

- бензин автомобильный марки А-76 по ГОСТ 2084-77* (неэтилированный);

________________

* В Российской Федерации в части марок автомобильных бензинов А-76 неэтилированный, АИ-91, АИ-95 с 01.01.2003 г. будет действовать ГОСТ Р 51105-97.

- карандаши графитные чертежные "Конструктор";

- масло моторное М-10В, эталонное;

- калибр диаметром 100,02 мм;

- масло моторное М-8В, по ГОСТ 10541-78;

- весы аналитические типа АДВ-200 или другого типа с погрешностью взвешивания не более 0,001 г;

- весы технические с погрешностью взвешивания не более 1 г;

- нутромер с пределами измерений 25-50 мм;

- микрометр 1-го класса точности с пределами измерений 0-25 мм;

- щуп N 5 с пределами измерений 0,05-1,50 мм.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. Детали и узлы двигателя подбирают в соответствии с требованиями, приведенными в технической документации.

2.2. Зазоры в сопряженных деталях, отклонения от круглости и профиля продольного сечения их поверхностей должны соответствовать значениям, приведенным в табл.1.

Таблица 1

Примечания:

1. Зазор в замках компрессионных колец устанавливают перед обкаткой подпиливанием надфилем торцовых поверхностей стыка замка до значения, указанного в табл.1.

2. Зазоры в замках поршневых колец и радиальные зазоры между поршневыми кольцами и рабочей поверхностью гильзы определяют в специальном калибре, внутренний диаметр которого соответствует номинальному размеру гильзы цилиндра.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.3. Поршневые кольца двигателя ЗИЛ-130 маркируют соответственно номерам канавок и устанавливают в следующей последовательности: два верхних компрессионных - хромированные, третье компрессионное - луженое, маслосъемное - стальное сборное.

2.4. (Исключен, Изм. N 1).

2.5. При сборке двигателя затягивают гайки шпилек крепления головки к блоку усилием 70-90 Н·м (7-9 кгс·м) и гайки болтов шатуна - с усилием 70-80 Н·м (7-8 кгс·м).

2.6. На собранном двигателе в "холодном состоянии" регулируют зазоры между стержнями клапанов и носиками коромысел и устанавливают зазор для впускного и выпускного клапанов 0,25-0,30 мм.

2.7. Проверяют и при необходимости проводят регулировку зазоров:

- между контактами прерывателя, - 0,3-0,4 мм;

- между электродами свечи, - 0,7-0,8 мм.

2.8. При установке на двигатель нового комплекта деталей цилиндропоршневой группы проводят обкатку двигателя и оценку расхода масла на угар на масле М-8В, по ГОСТ 10541-78 и неэтилированном бензине марки А-76 по ГОСТ 2084-77.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.9. Перед обкаткой в картер двигателя заливают 2,0 кг масла и проводят обкатку в течение 20 ч по режиму, указанному в табл.2.

Таблица 2

После 2 ч "холодной" обкатки масло из масляного картера двигателя и центрифуги сливают, их внутренние полости промывают бензином, заправляют картер 2,0 кг свежего масла и проводят "горячую" обкатку без смены и долива масла в течение 18 ч.

2.10. Температура воды на выходе из двигателя и масла в масляной магистрали на режиме "горячей" обкатки должна поддерживаться в пределах (80±3) °С, давление масла не должно быть менее 0,15 МПа (1,5 кгс/см), температура воздуха, поступающего в двигатель, должна быть (50±3) °С.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.11 Масло из масляного картера двигателя и центрифуги после завершения обкатки полностью сливают и заливают 2,0 кг свежего масла.

2.12. Двигатель запускают и определяют угар масла в течение 10 ч на контрольном режиме, указанном в табл.3.

Таблица 3

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.13. Масло из центрифуги и масляного картера после окончания работы двигателя на контрольном режиме сливают и взвешивают с погрешностью не более 5 г. В момент остановки двигателя поршень должен быть установлен в верхней мертвой точке (в.м.т.).

Значение величины угара масла на контрольном режиме должно составлять 12-18 г/ч. При других значениях величины угара использование двигателя для проведения моторной оценки масла по данной методике не допускается. Двигатель разбирают и устраняют причины, вызывающие угар масла выше указанного значения. Затем двигатель собирают и повторяют испытания по оценке угара масла на контрольном режиме в течение 10 ч.

2.14. После проведения обкатки и определения угара масла двигатель разбирают для удаления нагара и лакоотложений, осмотра и микрометража деталей.

Размеры деталей после обкатки и контрольного режима должны соответствовать нормам, указанным в табл.1.

Гильзу, поршень, кольца, вкладыши шатунных подшипников и другие детали при наличии дефектов заменяют и повторяют обкатку.

2.15. Отложения с поршней и колец удаляют погружением в ванну со специальным раствором, указанным в п.1.1, и выдерживанием в нем при 85-90 °С в течение 2-3 ч, с последующей очисткой отложений хлопчатобумажной тканью. Затем поршни и кольца промывают горячей водой и просушивают, участки с прилипшими отложениями очищают деревянными или медными скребками.

2.16. Внутреннюю полость двигателя, крышку и полость клапанной коробки, а также центрифугу и масляный картер промывают бензином марки А-76 для удаления шлама.

2.17. Ротор центрифуги, поршневые кольца, шатунные вкладыши взвешивают (каждую деталь в отдельности). Ротор центрифуги взвешивают с погрешностью не более 1,0 г, а поршневые кольца и шатунные вкладыши взвешивают с погрешностью не более 0,001 г. Определяют в калибре зазоры в замках поршневых колец.

Затем двигатель собирают и проводят операции по пп.2.6, 2.7.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.18. Двигатель, подготовленный к проведению испытания, проходит 2 ч приработки на испытуемом масле, залитом в масляный картер в количестве 1,5 кг, на режиме, указанном в табл.4.

Таблица 4

2.19. Температура воды на выходе из двигателя и масла в масляной магистрали на режиме приработки двигателя должна быть в пределах (80±3) °С, давление масла - не менее 0,15 МПа (1,5 кгс/см), температура воздуха, поступающего в двигатель, должна быть (50±3) °С.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.20. После окончания 2 ч приработки масло из масляного картера и центрифуги сливают. Ротор центрифуги и масляный картер промывают в бензине марки А-76, просушивают и устанавливают на двигатель. В масляный картер заливают 3,5 кг свежего испытуемого масла.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Двигатель запускают и проводят испытание масла в течение 120 ч повторяющимися этапами по 8 ч каждый на режиме, указанном в табл.5.

Таблица 5

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2. Смену и долив масла в процессе испытаний не проводят.

3.3. В качестве топлива используют неэтилированный бензин марки А-76 по ГОСТ 2084-77.

3.4. Каждый 8-часовой этап испытаний включает 1,5 ч работы двигателя на "холодном" режиме, 6 ч работы двигателя на "горячем" режиме и остановку двигателя на 0,5 ч для охлаждения. Испытания начинают с "холодного" режима. В течение суток двигатель должен проработать полностью один, два или три 8-часовых этапа. Прерывание этапа не допускается.

3.5. Достижение заданных температур "холодного" режима должно быть осуществлено не более чем за 15 мин с момента пуска двигателя. Это время входит в 1,5-часовую работу двигателя на "холодном" режиме.

Достижение заданных температур "горячего" режима должно быть осуществлено: по температуре масла - не более чем за 1 ч, а по температуре охлаждающей воды и воздуха перед карбюратором - не более чем за 30 мин с момента перехода с "холодного" режима на "горячий". Это время входит в 6-часовую работу двигателя на "горячем" режиме.

3.4, 3.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

3.6. Перепад температуры охлаждающей воды на выходе из головки двигателя и входе должен быть не более 10 °С.

3.7. В процессе работы двигателя через каждый час испытаний регистрируют следующие показатели:

- расход топлива, кг/ч;

- показания тормоза, Н (кгс);

- частоту вращения коленчатого вала двигателя, рад/с (мин);

- угол опережения зажигания, град;

- давление масла в главной масляной магистрали, МПа (кгс/см);

- прорыв газов в картер, дм/мин;

- противодавление на выпуске, Па (мм вод.ст.);

- температуру охлаждающей воды на выходе из головки двигателя, масла в картере, воздуха, поступающего в двигатель, и выхлопных газов, °С.

3.8. Через 20 мин после пуска и через 40, 80 и 120 ч работы двигателя из масляной магистрали отбирают по 100 г пробы масла. Перед отбором каждой пробы через маслоотборный кран сливают 150-200 г масла для его промывки. После взятия пробы слитое масло заливают обратно в двигатель через заливную горловину.

Масло, отобранное на пробы и оставшееся после испытаний в масляном картере и центрифуге, взвешивают с погрешностью не более 10 г.

3.9. В пробах масла, отобранных при проведении испытаний, определяют:

- кинематическую вязкость при 100 °С по ГОСТ 33-2000;

- содержание механических примесей по ГОСТ 6370-83;

- щелочное число по ГОСТ 11362-96.

Эти показатели не включают в оценку масла.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

3.10. После окончания моторных испытаний проводят указанные ниже операции:

3.10.1. Воду из системы охлаждения двигателя сливают.

3.10.2. Отработанное масло из центрифуги и масляного картера сливают и взвешивают.

3.10.3. Двигатель частично разбирают, снимая головку цилиндра, ротор центрифуги, поршень с поршневыми кольцами, шатун с вкладышами, толкатели клапанов; с головки цилиндра снимают клапаны.

3.11. Ротор центрифуги с отложениями взвешивают с погрешностью не более 1,0 г, затем отложения удаляют.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

3.12. Подвижность поршневых компрессионных колец оценивают по табл.7, после этого кольца с поршня снимают.

3.13. Поршень, поршневые кольца, шатунные вкладыши и толкатели клапанов ополаскивают в бензине, используемом при проведении испытаний.

Внутренние полости двигателя, масляный картер и ротор центрифуги промывают бензином для удаления шлама.

3.14. В канавках и на перемычках поршня, где имеются отложения нагара, проводят измерение толщины слоя отложений с погрешностью не более 0,05 мм (нутромером, микрометром или другим инструментом, обеспечивающим указанную точность измерения).

Определяют твердость отложений в канавках и на перемычках поршня по табл.9 с помощью графитных карандашей "Конструктор". Для этого карандаш затачивают, не затрагивая графитной вставки, которую затем обрезают по плоскости, перпендикулярной к ее боковой поверхности, так, чтобы длина графитной вставки была 4-6 мм. Острой кромкой, образованной основанием и боковой поверхностью графитной вставки, проводят в направлении стороны заточки по поверхности отложений.

3.15. Проводят оценку загрязненности канавок, перемычек и юбки поршня, а также внутренней поверхности головки поршня.

3.16. 3.17. (Исключены, Изм. N 2).

3.18. (Исключен, Изм. N 1).

3.19. Углеродистые отложения удаляют с поршня и поршневых колец по п.2.15.

3.20. Поршневые кольца и шатунные вкладыши (каждую деталь в отдельности) взвешивают с погрешностью не более 0,001 г.

3.21. (Исключен, Изм. N 1).

3.22. Установку к последующим испытаниям подготавливают по разд.2.

3.23. Последовательность проведения испытаний масел следующая:

- эталонное масло М-10В;

- испытуемое масло (четыре испытания).

Испытание эталонного масла проводят по режиму, указанному в табл.5, при расходе картерных газов 8-18 дм/мин. Суммарный балл оценки степени загрязнения поршня, определяемый в соответствии с разд. 4, должен быть не менее 5 и не более 7 баллов. При отклонении от указанных значений устраняют причины отклонений и снова проводят контроль установки.

3.24. Испытания образцов масел проводят последовательно на одном и том же комплекте цилиндропоршневой группы до тех пор, пока размеры основных деталей не превысят значений, указанных в табл.1, или прорыв картерных газов на "холодном" или "горячем" режиме не достигнет 25 дм/мин.

Средние значения прорыва картерных газов для каждого испытания в серии по абсолютной величине не должны отличаться между собой более чем на 2 дм/мин.

3.23, 3.24. (Измененная редакция, Изм. N 2).

3.25. (Исключен, Изм. N 1).

3.26. (Исключен, Изм. N 2).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Оценку склонности испытуемого масла к образованию отложений при высоких температурах проводят сравнением оценки суммарной степени загрязнений поршня нагаро- и лакоотложениями (степени подвижности компрессионных колец и суммарной загрязненности кольцевых поршневых канавок, перемычек между кольцевыми поршневыми канавками и юбки поршня) в баллах, с предельными нормами на этот показатель (п.4.5).

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

4.2. (Исключен, Изм. N 1).

4.2.1. Суммарную оценку степени подвижности компрессионных колец () в баллах вычисляют по формуле

,

где , , - оценка степени подвижности первого-третьего компрессионных колец, баллы.

4.2.1.1. Степень подвижности каждого компрессионного кольца () оценивают в баллах по табл.7.

Таблица 7*

__________________

* Табл.6. (Исключена, Изм. N 1).

Примечания:

1. Защемленное и закоксованное кольцо на дуге 1-60° оценивают соответственно в 3 и 5 баллов. При увеличении защемления или закоксовывания на каждые 60° дуги следует прибавить по одному баллу.

2. Поломанные кольца и степень подвижности стального сборного маслосъемного кольца не оценивают.

4.2.2. Суммарную загрязненность всех кольцевых поршневых канавок () в баллах вычисляют по формуле

,

где , , , - оценка отложений в первой, второй, третьей и четвертой канавках, баллы.

4.2.2.1. Отложения одного вида в каждой кольцевой поршневой канавке () в баллах вычисляют по формуле

,

где - поверхность внутренней стенки соответственно каждой канавки, покрытая отложениями одного вида, %;

- коэффициент толщины слоя, определяемый по табл.8;

- коэффициент характера отложений, определяемый по табл.9.

Таблица 8

Примечание. Максимальные радиальные расчетные зазоры между компрессионными кольцами и стенкой канавки поршня - 0,7 мм, сборным маслосъемным кольцом и стенкой канавки поршня - 1,0 мм, перемычкой поршня и гильзой цилиндра - 0,3 мм.

Таблица 9

Результаты оценки отложений каждого вида суммируют.

Предельную величину оценки отложений в кольцевой поршневой канавке (10 баллов) дают при покрытии поверхности (по окружности) внутренней стенки канавки на 100% толстым слоем твердых отложений. Оценку в 0 баллов дают при совершенно чистой поверхности внутренней стенки канавки. Канавки, в которых имеются защемленные и закоксованные кольца, не оценивают.

4.2.3. Суммарную загрязненность перемычек между кольцевыми поршневыми канавками () в баллах вычисляют по формуле

,

где , , - оценка отложений в первой-третьей перемычках, баллы.

4.2.3.1. Отложение одного вида на каждой перемычке между поршневыми канавками () в баллах вычисляют по формуле

,

где - поверхность каждой перемычки, покрытая отложениями одного вида, %.

Значения и определяют по табл.8 и 9.

Результаты оценки отложений каждого вида суммируют.

Предельную величину оценки отложений на перемычке между кольцевыми поршневыми канавками (10 баллов) дают при покрытии поверхности перемычки на 100% толстым слоем твердых отложений.

Оценку в 0 баллов дают при совершенно чистой поверхности перемычки.

4.2.4. Суммарную загрязненность юбки поршня () в баллах вычисляют по формуле

,

где , , , , - оценки отложений соответствующего цвета: черного, темно-коричневого, коричневого, светло-коричневого и желтого, баллы.

4.2.4.1. Оценку отложений одного цвета на юбке поршня () в баллах вычисляют по формуле

,

где - поверхность юбки поршня, покрытая отложениями одного цвета, %;

- коэффициент цвета отложений.

Цвет отложений определяют по эталонной шкале по ГОСТ 5726-53, а соответствующий коэффициент цвета - по табл.10.

Таблица 10

Результаты оценки отложений разного цвета суммируют.

Оценка в 0 баллов - юбка поршня чистая.

Оценка в 10 баллов - 100% поверхности юбки поршня покрыто отложениями черного цвета.

4.2.5. 4.2.5.1. (Исключены, Изм. N 1).

4.2.6. Суммарную оценку степени загрязнения поршня нагаром и лакоотложениями () в баллах с учетом степени подвижности компрессионных колец вычисляют по формуле

,

где - суммарная оценка степени подвижности компрессионных колец, определяется по п.4.2.1, баллы;

, , - суммарные оценки загрязненности различных участков поршня (кольцевых поршневых канавок, перемычек и юбки), определяются по пп.4.2.2-4.2.4, баллы.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.3. Количество отложений в роторе центрифуги, износ компрессионных колец и вкладышей шатунного подшипника не включают в оценку масла, которая производится по нагаро- и лакоотложениям на поршне.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

4.3.1. Количество отложений в роторе центрифуги () в граммах вычисляют по формуле

,

где - масса ротора центрифуги с отложениями после испытаний, г;

- масса чистого ротора центрифуги до испытаний, г.

4.3.2. (Исключен, Изм. N 1).

4.3.3. Износ компрессионных колец () в граммах определяют по потере их массы за период испытаний и вычисляют по формуле

,

где - масса каждого компрессионного кольца до испытаний, г;

- масса каждого компрессионного кольца после испытаний, г.

4.3.4. Износ вкладышей шатунного подшипника () в граммах определяют по потере их массы за период испытаний и вычисляют по формуле

,

где - масса каждого вкладыша шатунного подшипника до испытаний, г;

- масса каждого соответствующего вкладыша шатунного подшипника после испытаний, г.

4.3.5. (Исключен, Изм. N 2).

4.3.6. (Исключен, Изм. N 1).

4.4. Точность метода

4.4.1. Сходимость

Два результата определений, полученных последовательно одним исполнителем, признают достоверными (с 95%-ной доверительной вероятностью), если расхождения между ними не превышают значений: для масел групп А, Б, Б, - 5,0 баллов; В, В, Г, Г, - 3,0 баллов.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

4.5. Моторное масло считают выдержавшим испытания по склонности к образованию отложений при высоких температурах в двигателе и относят к соответствующей группе по ГОСТ 17479.1-85, если суммарный балл оценки степени загрязненности поршня не превышает для масел групп:

А - 20;

Б и Б - 15;

В и В - 8;

Г и Г - 6 (загущенные);

Г и Г - 4 (незагущенные).

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

ОПИСАНИЕ ОДНОЦИЛИНДРОВОЙ КАРБЮРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ НАМИ-1М

Установка НАМИ-1М состоит из одноцилиндрового стационарного двигателя с универсальным картером, тормозного устройства, агрегатов систем охлаждения и подачи топлива, вспомогательного оборудования и приборного шкафа.

1.1. Двигатель

Одноцилиндровый двигатель является отсеком двигателя ЗИЛ-130 с универсальным чугунным картером. Агрегаты системы охлаждения и вспомогательное оборудование двигателя установлены на специальном монтажном столе, расположенном между двигателем и электробалансирной машиной.

1.1.1. Основные технические показатели двигателя

1.2. Смазочная система

Смазочная система двигателя - комбинированная с мокрым картером.

Под давлением смазываются шатунный подшипник коленчатого вала, подшипники распределительного вала и втулки коромысел клапанов. Все остальные трущиеся поверхности смазывают посредством разбрызгивания. Масло очищается центробежным маслоочистителем.

1.1.1, 1.2. (Измененная редакция, Изм. N 2).

1.3. Система охлаждения

Система охлаждения - двухконтурная с отдельным охлаждением головки цилиндра и масляного картера.

Гильза и головка цилиндра должны охлаждаться принудительно. Подачу воды в рубашку охлаждения этих деталей осуществляют водяным насосом, имеющим индивидуальный привод от электродвигателя.

1.4. Система питания

Питание двигателя топливом осуществляется самотеком из топливного бака. На установке НАМИ-1М используют карбюратор К-126П.

1.5. Агрегаты для поглощения и измерения мощности двигателя

Запуск, торможение и измерение основных мощностных показателей двигателя осуществляют с помощью тормозной электробалансирной машины или другим агрегатом, способным поглощать развиваемую мощность и поддерживать требуемое число оборотов двигателя.

1.6. Вспомогательное оборудование

Вспомогательное оборудование включает бачок-охладитель, воздушный ресивер, ресиверы картерных и выхлопных газов, а также водяной насос с приводным электродвигателем.

1.7. Приборный шкаф и измерительное оборудование

Контрольно-измерительные приборы и оборудование для автоматического регулирования температурных параметров двигателя размещены в приборном шкафу установки и измеряют и регистрируют следующие параметры:

- температуры охлаждающей жидкости, масла и воздуха, поступающего в двигатель;

- температуру выпускных газов;

- давление масла в масляной магистрали;

- противодавление газов на выпуске;

- количество картерных газов, прорывающихся в картер.

Осуществляется автоматическое поддержание температур охлаждающей жидкости на выходе из двигателя, масла в поддоне и воздуха на линии всасывания.

Текст документов сверен по:

Нефтепродукты. Масла.

Методы испытаний: Сб. ГОСТов. -

М.: ИПК Издательство стандартов, 2002