Особенности смазки ТВД

  В турбовинтовом двигателе мощность с вала турбины на воздушный винт передается понижающим редуктором. Шестерни редуктора работают при высоких нагрузках, т.к. передаваемая мощность в современных ТРД может составлять тысячи киловатт. Для работы масла в редукторах ТРД характерны чрезвычайно высокие поверхностные напряжения, возникающие по линии зацепления зубьев, вращающихся шестерен. Вследствие этого наблюдаются повышенные износы шестерен редуктора. Редукторы ТРД в принципе требуют совершенно иных масел, чем подшипники качения; для них нужны вязкие масла с высокой смазывающей способностью. Максимальная нагрузка на зубья шестерни, при которой происходит заедание, зависит от вязкости масла и его смазывающей способности.

  В связи с особенностями работы ТВД в качестве смазки часто используют смеси низковязких дистиллятных масел типа МС-8 или трансформаторными с высоковязкими маслами типа МС-20, обладающими хорошей смазывающей способностью в соотношениях от 25 – 75 % дистиллятных и остаточных компонентов до 75 – 25% в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Маслосмесь большей вязкости применяется на ТВД большей мощности. Двигатели, заправленные смесью масел МС-8 и МС-20, разрешается дозаправлять смесью трансформаторного масла и МС-20. При смешении компоненты смеси берутся по объему. Смешение проводится при комнатной температуре с тщательным перемешиванием в течение 20-25 мин.   

  После окончания перемешивания проверяется правильность изготовления смеси по величине кинематической вязкости при 100°С, которая должна быть в пределах 4-6 мм²/с для маловязкой смеси и не менее 10 мм²/с для высоковязкой. При отличие кинематической вязкости маслосмеси от заданной необходимо провести корректировку вязкости.

                                    7. Масла для вертолетов

   В вертолетах маслами смазываются двигатели, редукторы трансмиссии и шарниры втулок винтов. В двигателях вертолетов Ми-6 и Ми-8 используются как минеральные, так и синтетические масла. Для смазывания редукторов трансмиссии вертолетов используется 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 характеристиками, то для смазки редукторов трансмиссий широко применяют смеси масел.

В вертолетах Ми-6 и Ми-8 для летней эксплуатации до температуры минус 10°С используют маслосмеси СМ-11,5 – 75% масс. МС-20 и 25% масс. МС-8п. Для зимней эксплуатации – смесь СМ-8 – 50% масс. МС-8п и 50% масс. МС-20.       

   В редукторах хвостовой трансмиссии вертолетов летом широко применяется масло МС-20 и трансмиссионное масло ТСгип, а зимой из-за плохих низкотемпературных свойств масел – смесь МС-20 с МС-8п и смесь ТСгип с жидкостью АМГ-10 (маслосмесь СМ-9).

   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 используется синтетическое масло Б-3В.

Шарниры винтов отечественных вертолетов смазывают сезонными маслами. В осевых шарнирах втулок винтов вертолетов, эксплуатирующихся летом, используют масло МС-20, а зимой - синтетическое масло на основе полиальфаолефинов и сложных эфиров ВО-12. Это масло можно использовать в интервале температур от +60°С до -50°С. Горизонтальные и вертикальные шарниры втулок винтов вертолетов смазывают летом маслом ТСгип, а зимой смесью ТСгип и АМГ-10.

8. Изменение физико-химических свойств маславо время работы в реактивном двигателе

Во время работы реактивных двигателей качество масла, находящегося в системе смазки, изменяется. Эти изменения происходят в результате окисления масел при высоких температурах, испарения части масла, накопления в нем продуктов износа, механических примесей и воды.

   В процессе эксплуатации двигателя увеличивается вязкость масла в связи с тем, что часть легких углеводородов из масла испаряется. Характер изменения вязкости масел по мере исчерпания их ресурса во время работы в двигателе показан на рис.10.

Рис.10. Увеличение вязкости минеральных незагущенных масел в процессе его работы в двигателе: МС-8; 2- маслосмесь

   Наиболее интенсивно вязкость масла увеличивается в первые 5 – 10 часов работы двигателя, затем процесс стабилизируется. Изменение вязкости следует учитывать при эксплуатации самолета в условиях низких температур. Если предположить, что двигатель легко запустить при кинематической вязкости не более 4000 мм²/с, то на свежем минеральном масле запуск возможен при температурах не ниже -35°С (рис.11).

При наработке 50 ч запуск двигателя может быть осуществлен только при температурах выше -25°С. Чем резче меняется вязкость масла в процессе эксплуатации, тем быстрее ухудшается прокачиваемость его при низких температурах. Иногда вязкость загущенных масел падает в процессе эксплуатации из-за того, что присадки могут вырабатываться, разрушаясь в процессе его работы или высаживаясь из масляной композиции.

Рис.11. Изменение вязкости масла при отрицательных температурах в процессе работы двигателя:

1,2 - свежие минеральные масла без присадок. Кинематическая вязкость при температуре -35°С;

1¹.2¹ – те же масла. Кинематическая вязкость при температуре -25°С

  В процессе работы двигателя может увеличиваться температура вспышки (рис.12).

Рис.12. Изменение температуры вспышки масла в процессе работы двигателя

Это тоже связано с потерей маслом легких фракций в первые часы работы двигателя.

  Накопление механических примесей в маслах при их работе в реактивном двигателе происходит, в основном, в первые 50-100 ч. работы, после чего содержание их практически не меняется. Это может быть связано с приработкой двигателя и накоплением в масле продуктов износа, которые по действующим требованиям эксплуатации необходимо периодически контролировать (по содержанию железа и меди) с использованием современных анализаторов (например, рентгено-флюоресцентный анализатор «Призма»),  позволяющих точно отслеживать накопление продуктов износа и частиц металлов конструкционных материалов в маслах, не допуская сверхнормативного износа узлов и агрегатов двигательной установки. Еще одним показателем, характеризующим степень выработки ресурса масла, является его окисление, которое можно оценить по изменению его кислотности в процессе эксплуатации. График зависимости изменения кислотности от ресурса работы приведен на рис. 13.

Рис. 13. Изменение кислотности масла в процессе работы двигателя

   В связи с тем, что масла в реактивных двигателях не соприкасаются с зоной горения, их свойства в процессе эксплуатации меняются сравнительно медленно, что дает возможность отрабатывать ресурс двигателя без замены масла, периодически пополняя потери рабочего объема масла по мере его выработки.