Авиационные масла

Авиационные масла для поршневых двигателей

В поршневых двигателях масла работают в тяжелых условиях, создаваемых высокими температурами в зоне поршневых колец, внутренней части поршней, клапанов и других деталей. Для обеспечения смазывания двигателя в условиях высоких температур, давлений и нагрузок применяют высоковязкие масла, подвергнутые специальной очистке. Такие масла должны иметь высокую смазочную способность, не быть агрессивными к металлам, сплавам и другим конструкционным материалам и обладать достаточной стабильностью к окислению при высоких температурах и в условиях хранения.

Характеристики авиационных масел для поршневых двигателей

Масло МС-14 (ГОСТ 21743-76) - масло селективной очистки. Применяют в осевых шарнирах втулок винтов вертолетов и в качестве базового для некоторых моторных масел и смазок. Масло МС-14 в настоящее время не производится.

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 (ГОСТ 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

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. 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 турбореактивных двигателей

Масла для турбовинтовых двигателей

Особенности конструкции турбовинтовых двигателей связаны с наличием в них многоступенчатых зубчатых передач (редукторов), которые предназначены для передачи больших усилий и работают при больших частотах вращения. Выдержать такие нагрузки, как показывает опыт эксплуатации, могут масла с повышенной вязкостью. Поэтому для турбовинтовых двигателей применяют масла с более высокой вязкостью, чем для турбореактивных.

Требования, предъявляемые к маслам для турбовинтовых двигателей, следующие:

- пологая вязкостно-температурная кривая и хорошая прокачиваемость при низких температурах;

- высокие противоизносные и противозадирные свойства;

- устойчивость к окислению в условиях высоких температур (150- 175 °С) и контакта с воздухом и различными авиационными материалами;

- инертность по отношению к металлам, сплавам, резинам, покрытиям, клеям и другим конструкционным материалам;

- минимальные вспениваемость и испаряемость.

Для смазывания этих двигателей применяют нефтяные и синтетические масла. Основными смазочными материалами являются маслосмеси, получаемые смешением на местах потребления авиационных масел МС-8п и МС-20 в следующих соотношениях (мас. доля, %): 75:25; 50:50; 25:75. Допускается применение масла МС-8рк в составе маслосмесей. Благодаря применению высококачественного масла МС-8п качество маслосмесей значительно повышается. Маслосмеси готовят и контролируют их качество по ведомственной инструкции МГА.

Маслосмесь СМ-4,5 (ТУ 0253-007-39247202-96) - смесь авиационных масел МС-8п и МС-20 в соотношении 75:25 (мас. доля, %). Предназначена для применения в самолетах с турбовинтовыми двигателями типа АИ-20, АИ-24.

Масло МН-7,5у (ТУ 38.101722-85) - унифицированное масло на нефтяной основе с комплексом присадок. Разработано взамен маслосмесей, масел МН-7,5 и ВНИИНП-7. Можно применять в турбовинтовых двигателях всех типов при температуре масла на выходе из двигателя до 150 °С.

Масла для вертолетов

В вертолетах маслами смазывают двигатели, редукторы трансмиссии и шарниры втулок винтов. В двигателях вертолетов МИ-6 и МИ-10 используют масла МС-8п и МС-8рк, в вертолетах МИ-2 и МИ-8 - синтетическое масло Б-ЗВ, в турбокомпрессорной части силовой установки вертолета МИ-26 применяют синтетическое изопарафиновое масло ИПМ-10. В двигателе и редукторе перспективных и вновь проектируемых вертолетов рекомендовано использовать синтетическое масло ПТС-225. Для смазывания редукторов трансмиссии вертолетов используют широкий ассортимент масел различного назначения, уровень качества которых невысок. Так как маловязкие моторные масла имеют недостаточную смазывающую способность, а высоковязкие нефтяные масла обладают неудовлетворительными низкотемпературными свойствами, то для смазывания редукторов трансмиссий широко применяют смеси масел. В вертолетах МИ-6 и МИ-8 для летней эксплуатации до температуры -10 °С используют смесь масел СМ-11,5 - 75 % (мас. доля) МС-20 и 25 % (мас. доля) МС-8п, для зимней эксплуатации - смесь СМ-8 - 50 % (мас. доля) МС-20 и 50 % (мас. доля) МС-8п. В редукторах хвостовой трансмиссии вертолетов летом широко применяют масло МС-20 и трансмиссионное масло ТСгип по ТУ 38.101332-90, а зимой из-за плохих низкотемпературных свойств масел - смесь МС-20 с МС-8п и смесь ТСгип с жидкостью АМГ-10 (маслосмесь СМ-9).

Характеристики маслосмесей, используемых в редукторах вертолетов

Применение смесей масел усложняет эксплуатацию вертолетов и не может обеспечить безопасность полетов. Из синтетических масел в редукторах вертолетов МИ-2 и МИ-8, а также в главном редукторе тяжелонагруженного вертолета МИ-26 используют пентаэритритовое масло Б-ЗВ. Шарниры винтов отечественных вертолетов смазывают сезонными маслами. В осевых шарнирах втулок винтов вертолетов при эксплуатации летом применяют масло МС-20, зимой - ВНИИНП-25 и ВО-12. Масло ВО-12 можно использовать как всесезонное в диапазоне температур от +60 до -50 °С. Горизонтальные и вертикальные шарниры втулок винтов вертолетов смазывают летом маслом ТСгип, зимой - смесью масел ТСгип и АМГ-10

Смазочные масла для шарниров винтов вертолетов

Масло ВНИИНП-25-шарнирное (ГОСТ 11122-84) - нефтяное низкозастывающее масло (зимний сорт), загущенное полимерной присадкой, содержит антиокислительную присадку. В настоящее время не производится.

Масло ВО-12 (ТУ РМ-80-4-95) - всесезонное масло для осевых шарниров втулок винтов вертолетов. Разработано взамен масла ВНИИНП-25. Работоспособно при температуре от +60 до -50 °С. Представляет собой смесь синтетического углеводородного и диэфирного масел с комплексом присадок.