Моющие и дис­пергирующие свойства циркуляционных масел необходимы для удаления загряз­няющих примесей (остаточных продуктов сгорания и продуктов окисления) и сохранения их в тонко диспергированной форме при равномерном распределе­нии в масле с тем, чтобы воспрепятствовать коагуляции или осаждению частиц с последующим образованием отложений внутри дизеля.

Источники загрязнений циркуляционного масла: остаточные продукты сгорания; продукты износа деталей; пыль различного типа, попадающая снаружи через вентиляционные трубы; вода и топливо; продукты окисления (окислы об­разуются в самом циркуляционном масле). Процесс окисления значительно уско­ряется в присутствии определенных металлов, действующих как катализаторы.

Количество остаточных продуктов сгорания, проникающих в циркуляцион­ное масло, зависит от полноты сгорания и эффективности уплотнения между камерой сгорания и картером. В малооборотным дизелем дренажное масло, вытекающее из проду­вочного ресивера и из сальника штока, содержит остаточные продукты сгорания и воду из продувочного воздуха, в связи с чем это масло необходимо направлять в отходы и не использовать повторно.

Вода — наиболее распространенный источник загрязнения масла. Соленая вода может попасть через неплотности в маслоохладителе, пресная вода — в ре­зультате утечки через сальники телескопических труб, утечек из охлаждающей системы пресной воды и в результате конденсации. При неудовлетворительной системе вентиляции картера дизеля с дренажным маслом в масляную отстойную цистерну может проникнуть большая часть водяных паров. Значительное коли­чество конденсата удаляется из вентиляционных трубопроводов, если последние оборудованы ловушками воды (рис. 6.1). Это более эффективный метод, чем сте­нание воды вместе с маслом в отстой­ную цистерну и последующее ее уда­ление сепарированием.

Вода в масле при образовании эмульсии представляет собой серьез­ную опасность, так как стойкая водо­масляная эмульсия не разрушается при сепарировании. В данном случае эмульсия может быть разрушена по­средством перекачки масла в отстой­ную цистерну, где при соприкоснове­нии с нагревательными змеевиками, имеющими температуру наружных сте­нок 105—110 °С, вода вскипает и впос­ледствии вновь конденсируется. Та­ким образом, капли воды увеличивают свой размер и отделяются более легко.

Присутствие воды в масле спо­собствует возникновению коррозии вследствие благоприятных условий для роста различного типа бактерий, дрожжей и плесени. Эти организмы не могут существовать без воды. Бак­терии истощают присадки и произво­дят коррозионные вещества типа суль­фидов.

Топливо в масле окисляет его значительно быстрее с образованием органи­ческих кислот и отложений. Наиболее опасным является разбавление масла га­зойлем или дизельным топливом, в результате чего снижается вязкость смазоч­ного масла. Это приводит к разрушению подшипников и даже к взрывам в кар­терах из-за повышения температуры подшипников вала и воспламенения масля­ных паров.

Температура вспышки — это температура, при которой масло воспламеня­ется мгновенно при наличии небольшого пламени. Она равна 200 °С или выше. Наличие воды может понизить температуру вспышки.

Щелочность — способность нейтрализации кислот, выражается обычно об­щим базовым числом (ТBN или ТБН). Щелочное число измеряется в мг КОН на 1 г масла. Щелочное число цилиндровых масел обычно находится в пределах от 40 до 100 мг КОН/г, наиболее распространенная величина — около 70 мг КОН/г. Такие масла обеспечивают нормальную работу на топливах с содержанием серы от 2 до 3,5 %. Для малооборотным дизелем, работающих на топливах с высоким содержанием серы (до 4 % й более), целесообразно применение масел со щелочным числом около 100 мг КОН/г.

Все моющие дизельные масла обладают щелочностью, создаваемой за счет присадок, которые обеспечивают нейтрализацию серных кислот, образовавшихся в процессе сжигания топлива. Зная тип топливной присадки и значение остав­шегося общего щелочного числа в отработавшем масле, можно произвести оценку способность масла с точки зрения функционирования его в будущем в качестве моющего средства (экспергирующего и нейтрализующего кислоты).

Необходимо регулярно производить анализ проб масла на кислотность (не менее одного раза в три месяца отправлять на берег для анализа). При анализе отработавшего масла определяются следующие свойства:

—  плотность;

— температура воспламенения (минимальная температура, при которой масло выделяет горючие пары), характеризует наличие топлива в масле;

— вязкость (повышается по мере окисления, а также при наличии воды или тяжелых составляющих масла; понижается от возможного попадания дизель­ного топлива);

— общее кислотное число (ТАН) (указывает на содержание органических и неорганических кислот в масле);

— число сильных кислот (САН) [свидетельствует о наличии неорганических (сильных) кислот в масле (серная кислота из камеры сгорания или хлорная из морской воды]; с увеличением САН масло становится разъедающим, особенно при наличии воды, увеличение кислотности приводит к интенсивному коррозион­ному износу подшипников;

—  щелочность (ТБН).

Выявляют также содержание воды по массе, коксуемость по Конрадсону, содержание золы и твердых отложений (нерастворяющихся в масле частиц). Содержание воды и топлива в масле лимитировано значениями 0,5 и 2 % . Содержа­ние воздуха в масле достигает 7—12 % по объему и может вызвать повышенное пенообразование. Воздушная эмульсия (масло имеет беловатый вид) или силь­ное поверхностное пенообразование чаше всего получается при наличии негер­метичных точек на всасывающей стороне насоса, по которым воздух попадает в масло. Воздух в масле препятствует образованию гидродинамического клина в подшипниках и способствует ускоренному старению и окислению масла.

Загрязняющие твердые примеси (песок или пыль различного типа) усили­вают абразивный износ масла. Они попадают через воздухозаборные трубы и вентиляционные отверстия цистерн, когда судно находится в зоне, где происходят песчаные бури. Иногда пескоструйная очистка корпуса в доках может служить причиной загрязнения картерного масла на новых судах. Единственным надеж­ным способом удаления песка в этом случае является тщательная промывка системы смазочного масла.

На интенсивность загрязненности циркуляционного масла примесями раз­мером 3 мкм и более влияют тип и мощность энергетических установок (рис. 6.2).

Наибольшее количе­ство механических примесей размером 3 мкм и более образуется в маслах дизелей тронкового типа. В зольной части загрязнений циркуляционного масла содер­жание соединений Fе достигает 10 % Si — 0,1 % , Аl — 3 % , Са — 3 %, V — 0,05% и Nа— 3%. Органическая (углеродистая часть загрязнения состав­ляет 83—97 % общего количества механических примесей. Установлено также, что 85—90 % углеродистых частиц имеют диаметр 1—10 мкм; им свойственна высокая степень дисперсности. Наибольшую опасность для трущихся поверхно­стей представляют частицы размером 5—12 мкм, так как толщины масляной ги­дродинамической пленки в узлах трения не превышают 15 % исходного монтаж­ного зазора и находятся в пределах 4—9 мкм. В связи с этим попадание между трущимися поверхностями частиц диаметром более 5—7 мкм может привести к задирам рабочих поверхностей.

В настоящее время экономически выгодным является удаление из масла воды до следов, а механических примесей — до частиц размером 5 мкм (неорганических) и 7 мкм (органических).

Магнитная окись железа, свинец, медь и железная окалина в присутствии воды вредны как катализаторы окисления масла (рис. 6.3).

Комбинация меди, свинца, железа и алюминия оказывает наиболее сильное каталитическое воздей­ствие. В связи с этим никогда не следует допускать проникновения в циркуля­ционное масло дренажного масла из ресивера продувочного воздуха, так как оно включает многие из этих загрязняющих элементов.

Диспергирование загрязняющих примесей (в основном сажи) на очень мел­кие частицы — важная характеристика масла. Мелкие частицы сажи размером 1 мкм обволакиваются маслом под воздействием диспергирующих присадок, не осаждаются на деталях дизеля и не образуют осадка в цистернах. Они могут быть оставлены в масле, что снижает нагрузку на фильтры и центрифуги. В отрабо­тавших маслах типа «Мобилгард-324» приблизительно 55 % частиц имеют раз­меры менее 0,05 мкм и 45 % частиц имеют размеры 0,05—0,10 мкм. В масле «Мобилгард-300» у 90 % частиц размер равен меньше 1 мкм, а у 10 % составляет 1—40 мкм и лишь у незначительного количества частиц — 40 мкм и более.

Для повышения антифрикционных свойств масла весьма эффективна диспергация масла в поле ультразвуковых колебаний. Генератор ультразвуковых коле­баний может включаться в масляную систему дизеля совместно с фильтрами или без них в зависимости от условий работы и конструкции системы.