ГОСТ 21490-76
Масла моторные. Метод определения моющих средств на установке УИМ-6-НАТИ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Издание с Изменениями № 1 и 2, утвержденными в декабре 1983 г., июне 1987 г. (ИУС 3-84, 9-87).

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 21 января 1976 г. № 159 дата введения установлена

01.01.78

Ограничение срока действия снято по протоколу № 2-92 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

Настоящий стандарт распространяется на моторные масла групп Б, Б₂, В, В₂, Г, Г₂ и устанавливает метод определения их моющих свойств.

Метод предназначен для индексации моторных масел по группам, предусмотренным ГОСТ 17479.1-85.

Сущность метода заключается в испытании масла на одноцилиндровой установке УИМ-6-НАТИ в течение 120 ч и определении его моющих свойств по суммарной загрязненности поршня нагаро- и лакоотложениями и подвижности поршневых колец.

Испытание моторных масел групп Г и Г₂ проводится с включением агрегата наддува, а масел групп Б, Б₂, В, В₂ - без включения.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

1.1. При испытании применяют:

установку одноцилиндровую УИМ-6-НАТИ (см. приложение);

масла моторные эталонные М-10Б, М-10В₂ и М-10Г₂;

раствор для удаления нагаро- и лакоотложений, содержащий в 10 дм³ 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-растворитель для резиновой промышленности или другой марки без присадки, близкий по фракционному составу;

топливо дизельное марки Л по ГОСТ 305-82 с содержанием серы 0,8 - 1 %;

инструмент измерительный:

микрометры 1-го класса точности с пределами измерений 0 - 25, 25 - 50, 50 - 100, 100 - 125 мм;

нутромеры с пределами измерений 25 - 50 и 50 - 100 мм;

индикаторы 2-го класса точности с пределами измерений 18 - 50 и 50 - 125 мм;

меры длины концевые плоскопараллельные 2-го класса точности;

миниметр 1-го класса точности с пределами измерений ±50 мкм;

калибр диаметром 125,09;

щуп № 5 с пределами измерений 0,05 - 1,5 мм;

прибор ленточный для измерения упругости поршневых колец;

ванну металлическую вместимостью 10 дм³;

глицерин дистиллированный по ГОСТ 6824-96 (за исключением 2-го сорта);

весы аналитические типа АДВ-200 и весы технические типа ВЛТК-500.

(Измененная редакция, Изм. № 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, овальность и конусность их поверхностей должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 1.

Таблица 1

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. Значение упругости поршневых колец должно быть в пределах 49,0 - 68,6 Н (5,0 - 7,0 кгс) при сжатии кольца до зазора в замке 0,5 мм.

2.4. Поршневые кольца устанавливают в следующей последовательности: первое компрессионное-хромированное, второе и третье компрессионные - луженые нехромированные, маслосъемные - хромированные скребкового типа.

2.5. Новый двигатель, а также при установке на двигателе комплекта деталей цилиндропоршневой группы, проходит обкатку в течение 40 ч по режиму, указанному в табл. 2.

Таблица 2

Примечание. При замене деталей цилиндропоршневой группы допускается проведение обкатки двигателя с использованием дизельного топлива с 2,5 - 3 % присадки АЛП-2. Продолжительность обкатки при этом ограничивается 3 ч, из которых 30 мин - холодная обкатка и 2 ч 30 мин - обкатка под нагрузкой с постепенным повышением мощности до номинального значения.

2.6. Перед обкаткой в картер заливают 5 кг масла М-10Г₂ или М-10В₂ и заливают воду в системы охлаждения головки цилиндра и цилиндра двигателя. Через 10 ч после начала обкатки проводят замену масла на свежее.

Давление масла на входе в двигатель должно быть (0,25 ± 0,05) МПа (2,5 ± 0,5 кгс/см²).

Температура воды и масла на режиме «горячей» обкатки должна быть 80 - 90 °С.

2.7. В процессе обкатки допускаются остановки двигателя для долива масла и устранения выявленных неисправностей.

2.8. Прорыв газов в картер двигателя в конце 40 ч обкатки при работе на номинальном режиме без наддува не должен быть более 15 дм³/мин, с наддувом - 25 дм³/мин.

2.9. По окончании обкатки двигатель разбирают для удаления нагаро- и лакоотложений, осмотра и микрометража деталей по ГОСТ 18509-88.

Размеры деталей после обкатки должны соответствовать нормам, указанным в табл. 1. Гильзу, кольца и поршень при наличии дефектов заменяют и повторяют обкатку.

2.10. Поверхность поршневых колец после обкатки двигателя должна быть блестящей по всей окружности.

2.11. Нагаро- и лакоотложения с поршневых колец и поршня удаляют погружением в металлическую ванну с раствором, указанным в п. 1.1, и выдерживанием в нем при 85 - 90 °С в течение 2 - 3 ч. Затем оставшиеся отложения удаляют медными скребками и хлопчатобумажной тканью. Детали промывают горячей водой и просушивают. Отложения с верхнего пояса гильзы цилиндра и с поверхности головки цилиндра удаляют медным скребком, затем детали промывают в бензине и просушивают.

2.12. Каждое поршневое кольцо взвешивают после просушивания с погрешностью не более 0,01 г и определяют зазоры в замках поршневых колец в калибре.

2.13. Форсунку проверяют на давление впрыска по ГОСТ 10579-88 и качество распыла по ГОСТ 10578-86, при необходимости проводят ее очистку, промывку и регулировку. Проверяют герметичность клапанов головки цилиндра, при необходимости клапаны притирают к седлам. Внутреннюю полость картера двигателя, систему смазки и масляный фильтр промывают дизельным топливом.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.14. После сборки двигателя в поддон картера заливают 5 кг дизельного топлива и включением масляного насоса проводят прокачку топлива в течение 10 мин по системе смазки. Затем топливо сливают, в поддон картера заливают 2,5 кг испытуемого масла и после 5 мин прокачки масло сливают.

2.15. Перед испытанием на двигателе проводят следующие операции:

проверяют и устанавливают угол опережения впрыска топлива: без наддува 20° ± 0,5°, с наддувом -18° ± 0,5° угла поворота коленчатого вала двигателя до в.м.т. в такте сжатия;

регулируют зазоры клапанов на холодном двигателе и устанавливают для впускного клапана 0,30, а для выпускного - 0,35 мм;

в картер двигателя заливают 5 кг испытуемого масла;

бачки системы охлаждения цилиндра и головки цилиндра заполняют водой, которую затем прокаливают по системам;

двигатель запускают и проводят обкатку на испытуемом масле в течение 5 ч по режиму, указанному в табл. 3.

Таблица 3

Примечание. Температуру воды и масла устанавливают 80 - 90 °С, давление масла на входе в двигатель (0,25 ± 0,05) МПа (2,5 ± 0,5 кгс/см²).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.16. После окончания обкатки двигатель останавливают, проводят замену отработанного масла свежим в количестве 5 кг, проверяют регулировку клапанов и устраняют выявленные неисправности.

Воду из системы охлаждения цилиндра сливают, бачок системы охлаждения цилиндра заправляют глицерином, уровень которого после работы подкачивающей помпы в течение 5 мин должен быть 50 - 60 мм от верхнего торца бачка.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Двигатель считается допущенным к проведению испытаний моторных масел, если результаты испытаний контрольных масел соответствуют нормам, приведенным в табл. 4.

Таблица 4

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.2. Последовательность проведения испытаний новых образцов масел указана ниже:

контрольное масло;

три образца испытуемых масел (без параллельных опытов);

контрольное масло.

Последовательность проведения контрольных испытаний товарных масел указана ниже:

контрольное масло;

товарное масло той же группы, что и контрольное масло.

Цикл испытаний должен проводиться на одном комплекте деталей цилиндропоршневой группы и на одной и той же партии дизельного топлива.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3. Двигатель запускают после предварительного подогрева масла до 40 - 45 °С. Испытание проводят 10 ч повторяющимися этапами в течение 120 ч без смены масла по режиму, указанному в табл. 5.

Таблица 5

3.4. При работе двигателя на номинальном режиме выдерживают условия, указанные в табл. 6.

Таблица 6

3.5. При работе двигателя на номинальном режиме через каждый час регистрируют следующие показатели:

расход топлива, кг/ч;

показания тормоза, Н (кгс);

частоту вращения коленчатого вала двигателя, рад/с (мин^-1);

температуру охлаждающих жидкостей (глицерина, воды) на выходе и входе, испытуемого масла, выхлопных газов, воздуха, поступающего на двигатель, °С;

давление масла, МПа (кгс/см²);

давление нагнетаемого воздуха при работе с наддувом МПа (кгс/см²);

прорыв газов в картер (регистрируют не менее двух раз в течение 10 ч этапа испытаний на номинальном режиме), л/мин.

3.6. После каждого 10 ч этапа работы двигатель останавливают на 1 ч для технического осмотра и проводят долив масла по массе. Угар масла определяют по метке щупа за 10 ч цикл, который должен быть для летних сортов масел 700 - 1000 г, а для зимних и загущенных - 700 - 1300 г. Допускается больший или меньший угар масла, но не более чем в четырех 10 ч этапах. При меньшем угаре масла часть масла сливают из картера, а при большем - доливают до установленной метки, проверяя щупом.

3.7. Через 20 мин, 40, 80 и 120 ч работы двигателя (до долива масла в картер) отбирают по 300 г пробы масла.

3.8. В пробах масла определяют:

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

зольность сульфатную по ГОСТ 12417-94;

коксуемость по ГОСТ 19932-99;

число кислотное и щелочное по ГОСТ 11362-96;

содержание нерастворимого осадка по ГОСТ 20684-75.

3.9. После окончания испытания проводят следующие операции: масло сливают из картера двигателя и взвешивают с погрешностью не более 10 г; глицерин и воду из системы охлаждения сливают, двигатель частично разбирают, снимая головку цилиндра и поршень.

3.10. Подвижность поршневых колец в канавках поршня оценивают по табл. 7. После определения подвижности кольца снимают с поршня. Поршни и кольца отдельно промывают трехкратным погружением в бензин и просушивают.

Таблица 7

3.11. В канавках поршня, где имеются отложения нагара, проводят измерение толщины слоя отложений в восьми диаметральных плоскостях с помощью микрометра с суженным (для прохода в канавку) наконечником или другим инструментом, позволяющим произвести измерение с погрешностью не более 0,01 мм; в верхней части канавки, соответствующей выточке на внутренней поверхности кольца, толщину отложений не определяют. Среднюю толщину слоя отложений (N) в канавках вычисляют по формуле

где  - сумма толщин слоев отложений, измеренных в точках 1 - 8.

3.12. При наличии отложений на внутренней поверхности поршневых колец проводят измерение их толщины с погрешностью не более 0,01 мм не менее, чем в пяти точках.

3.13. Определяют толщину слоя отложений в канавках поршня по табл. 8, затем их удаляют с поршня и колец по п. 2.11. Противоизносные свойства моторных масел определяют по величине износа поршневых колец, взвешивая каждое в отдельности с погрешностью не более 0,01 г.

Таблица 8

Примечания:

1. Максимальные радиальные расчетные зазоры кольцо - канавка соответствуют: для компрессионных колец 1,0 мм, для перемычки поршня-гильзы цилиндра 0,36 мм.

2. При наличии отложений на внутренней поверхности поршневых колец коэффициент K_т.о. определяется по суммарной величине толщины отложений в канавке поршня и на кольце.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.14. Состояние трущихся поверхностей (поршневых колец, поршня, гильзы цилиндра, коленчатого вала и шатунного подшипника) определяют визуально по наличию задиров, натиров, наволакивания металлов, рисок и царапин. Характер и толщина слоя отложений на днище и боковой поверхности головки поршня, на клапанах, надпоршневой поверхности головки цилиндра, нерабочей поверхности гильзы цилиндра, вставке камеры сгорания и в поддоне картера, а также площадь покрытия ими этих поверхностей вносят в акт экспертизы. Эти показатели носят контрольный характер и не включают в оценку испытуемого масла по группам.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Оценку моющих свойств испытуемого масла проводят сравнением результатов его испытания с результатами испытаний контрольного масла.

4.2. Подвижность каждого поршневого кольца оценивают в баллах по табл. 7.

Показатели состояния подвижности каждого поршневого кольца в отдельности суммируют, результат является оценкой подвижности поршневых колец в баллах (SП_к).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.3. Суммарная загрязненность поршня нагаро- и лакоотложениями в баллах складывается из суммарных загрязненностей канавок, перемычек, юбки, дренажных отверстий и внутренней поверхности головки поршня. Площадь, покрытую нагаро- и лакоотложениями, определяют визуально.

4.4. Суммарную загрязненность всех поршневых канавок (SО_к) в баллах вычисляют по формуле

SО_к = О_к1 + О_к2 + О_к3 + О_к4 + О_к5,

где О_к1, О_к2, О_к3, О_к4, О_к5 - отложения соответственно в первой, второй, третьей, четвертой и пятой канавках, баллы.

4.4.1. Отложения одного вида в каждой поршневой канавке (О_к) в баллах вычисляют по формуле

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

K_т.о - коэффициент толщины слоя отложений, определяемый по табл. 8;

K_х.о - коэффициент характера отложений, определяемый по табл. 9.

Таблица 9

4.4.2. При наличии в поршневых канавках лакообразных отложений оценку загрязненности (О_к) в баллах вычисляют по формуле

где K_ц.л - коэффициент цвета лакообразных отложений, определяемый по табл. 10.

Таблица 10

4.4.3. Оценку загрязненности каждой поршневой канавки определяют суммированием оценок отложений каждого вида.

Оценка ноль баллов - поршневая канавка чистая. Оценка 10 баллов - 100 % площади внутренней стенки поршневой канавки покрыто твердыми отложениями толщиной, равной радиальному зазору кольцо - канавка.

4.5. Суммарную загрязненность перемычек между поршневыми канавками в баллах (SО_п) определяют аналогично п. 4.4.

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

SО_ю = О_ю.ж + О_ю.с.к + О_ю.к + О_ю.т.к + О_ю.ч,

где О_ю.ж, О_ю.с.к, О_ю.к, О_ю.т.к, О_ю.ч - отложения соответствующего цвета: желтого, светло-коричневого, коричневого, темно-коричневого, черного, баллы.

4.6.1. Отложения одного цвета на юбке поршня (О_ю) (поверхность между верхним и нижним малосъемными кольцами) в баллах вычисляют по формуле

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

K_ц.л - коэффициент цвета лакообразных отложений, определяемый по табл. 10.

Результаты оценки отложений разного цвета суммируют.

4.7. Суммарную загрязненность дренажных отверстий поршневых канавок (SО_д.о) в баллах вычисляют по формуле

SО_д.о = О_д.о1 + О_д.о2,

где О_д.о1, О_д.о2 - отложения в дренажных отверстиях четвертой и пятой поршневых канавок под малосъемные кольца, баллы.

4.7.1. Отложения в дренажных отверстиях поршневых канавок (О_д.о) в баллах вычисляют для каждой канавки по формуле

где SS_д.о - суммарная площадь заполнения отложениями дренажных отверстий одной канавки, %;

n - количество дренажных отверстий в канавке.

Оценка в ноль баллов - дренажные отверстия в канавке чистые.

Оценка в 10 баллов - все дренажные отверстия в одной канавке заполнены на 100 % отложениями.

4.8. Суммарную загрязненность внутренней поверхности головки поршня в баллах (SО_г.п) определяют суммированием оценок различных видов отложений.

Оценка в ноль баллов - внутренняя поверхность головки поршня чистая. Оценка в 10 баллов - 100 % площади внутренней поверхности головки поршня покрыто слоем твердых хрупких отложений.

4.8.1. Оценку отложений одного вида на внутренней поверхности головки поршня О_г.п (включая поверхность до верхних дренажных отверстий) в баллах вычисляют по формуле

где S_г.п - внутренняя поверхность головки поршня, покрытая отложениями одного вида, %;

K_х.о - коэффициент характера отложений, определяемый по табл. 9;

K_т.о - коэффициент толщины слоя отложений, определяемый по табл. 11.

Таблица 11

4.8.2. Оценку лакообразных отложений на внутренней поверхности головки поршня проводят по п. 4.4.2.

4.9. Суммарную загрязненность поршня нагаро- и лакоотложениями и подвижность поршневых колец (SO) в баллах вычисляют по формуле

SО = SП_к + SО_к + SО_п + SО_ю + SО_д.о + SО_г.п,

где SП_к - суммарная оценка подвижности поршневых колец, баллы;

SО_к, SО_п, SО_ю, SО_д.о, SО_г.п - суммарные загрязненности различных участков поршня (канавок, перемычек, юбки, дренажных отверстий и внутренней поверхности головки поршня), баллы.

4.10. Соответствие масел группам, предусмотренным в ГОСТ 17479.1-85, устанавливают по результатам оценки моющих свойств испытуемого и контрольного масел. Масло относится к группе, предусмотренной ГОСТ 17479.1-85, если моющие свойства, определяемые по суммарной загрязненности поршня нагаро- и лакоотложениями и подвижности поршневых колец испытуемого масла, не превышает более чем на 20 % среднее значение моющих свойств, установленное в табл. 4 для контрольного масла.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

ОПИСАНИЕ ОДНОЦИЛИНДРОВОЙ УСТАНОВКИ УИМ-6-НАТИ

Установка УИМ-6-НАТИ состоит из одноцилиндрового двигателя с универсальным картером, тормозного устройства, агрегатов системы смазки, охлаждения, топливоподачи, компрессора и контрольных измерительных приборов.

1. ДВИГАТЕЛЬ

1.1. Двигатель установки является прототипом одноцилиндрового отсека тракторного дизеля Д-75 с универсальным картером.

1.2. Картер укомплектован коленчатым валом с двумя подшипниками качения, распределительным валиком, приводом топливного насоса со специальной муфтой для регулирования угла опережения впрыска топлива и распределительными шестернями.

1.3. Цилиндр двигателя отлит из серого чугуна, отъемный, крепится к картеру с помощью шести шпилек с гайками. Головка цилиндра отлита из серого чугуна.

1.4. Основные узлы и детали двигателя (поршневая группа, гильза цилиндра, шатун в сборе, клапанный механизм и др.) являются серийными используемыми в дизелях Д-75.

1.5. Степень сжатия регулируется металлическими прокладками различной толщины, устанавливаемыми между цилиндром и картером двигателя.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ

3. СИСТЕМА СМАЗКИ

Система смазки двигателя - комбинированная с мокрым картером. Под давлением смазывают шатунный подшипник коленчатого вала, верхнюю головку шатуна и втулки коромысел. Все остальные трущиеся поверхности (гильза цилиндра, поршень с кольцами, подшипники и кулачки распределительного вала, распределительные шестерни и т.д.) смазывают посредством разбрызгивания.

Нагнетание масла в двигатель осуществляется односекционным масляным насосом с приводом от электромотора.

Постоянство заданного давления масла осуществляется с помощью редукционного клапана.

Требуемую рабочую температуру масла поддерживают электрическим подогревателем и масляным радиатором, охлаждаемым проточной водой.

Очистку масла осуществляют масляным фильтром.

4. СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

Система охлаждения - двухконтурная с раздельным охлаждением головки цилиндра и цилиндра.

Система охлаждения цилиндра принудительная; в качестве охлаждающей жидкости применяют глицерин. Для поддержания заданной температуры глицерина двигатель снабжен теплообменником, в котором установлен змеевик, охлаждаемый водопроводной водой. В системе охлаждения сохраняется постоянное давление паровоздушным клапаном, расположенным на крышке теплообменника.

Охлаждение головки цилиндра осуществляется принудительно, с применением в качестве охлаждающей жидкости воды. Температура регулируется количеством подаваемой в смесительный бачок холодной воды.

5. АГРЕГАТ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

Двигатель соединяется электрическим тормозным устройством типа КИ 1363В ГОСНИТИ или другим агрегатом, способным поглощать развиваемую мощность и поддерживать требуемое число оборотов двигателя длительное время.

6. ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА

Двигатель укомплектован двухплунжерным топливным насосом 2ТН-10×10 с тангенциальным профилем кулачков кулачкового вала.

Диаметр плунжера равен 10 мм. На двигателе установлена серийная форсунка закрытого типа ФШ-62×25. Система питания обеспечивается грубой и тонкой фильтрацией топлива.

7. СИСТЕМА НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ

Установка укомплектована компрессором, ресивером, нагревателем воздуха и контрольно-измерительными приборами.

8. СИСТЕМА ВЫПУСКА ОТРАБОТАННЫХ ГАЗОВ

Система выпуска отработанных газов должна иметь плавные переходы. Противодавление на выпуске при испытаниях без наддува должно быть 3920 - 4410 Па (400 - 450 мм вод.ст.), а с наддувом 4900 - 5390 Па (500 - 550 мм вод.ст.). Измерение противодавления проводят на расстоянии 100 мм от торца выпускного клапана головки цилиндра.

9. ПРИБОРЫ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

9.1. Измерения температур охлаждающих жидкостей и испытуемого масла производят термоэлектрическими термометрами с пределом измерения до 150 °С, или другим прибором, с погрешностью измерения не более 0,5 °С.

9.2. Температуру нагнетаемого в двигатель воздуха измеряют термоэлектрическим термометром с пределом измерения до 300 °С или другим прибором, обеспечивающим погрешность измерения не более 1,5 °С.

9.3. Температуру выпускных газов измеряют термоэлектрическим термометром с пределом измерения 800 °С или другим прибором, обеспечивающим погрешность измерения не более 1,5 °С.

9.1 - 9.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

9.4. Давление масла измеряют с помощью манометра, с пределом измерения до 1 МПа (10 кгс/см²) по ГОСТ 2405-88, обеспечивающего погрешность измерения не более 0,02 МПа (0,2 кгс/см²).

9.5. Количество газов, прорывающихся в картер, измеряют газометром объемного типа с пределом измерения 20 - 40 л/мин. Для сглаживания пульсации газов и отстоя масляных паров перед газометром устанавливают ресивер с фильтром.

СОДЕРЖАНИЕ