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

 

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

 

    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 газотурбинных двигателей

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