АГРОБИО ТЕХНИКА - растениевъдство, животновъдство, биоенергетикагодина III, брой 1, 2015

Моторни масла и маслени филтри за селскостопански машини

Чистото моторно масло е от съществено значение за работата на двигателите с вътрешно горене, включително и на тези за селскостопански машини. Тъй както модерните двигатели продължават да се развиват през последните 50 години, така и необходимостта от по-усъвършенствани маслени филтри се повишава.
Филтрите имат „пасивна“ роля за защита на двигателите и трябва да работят заедно с моторното смазочно масло, за да поддържат двигателите защитени и чисти.


Съвременните моторни масла за селскостопански машини защитават двигателя като намаляват триенето и износването, охлаждат и почистват частите му, уплътняват горивните камери и предпазват от корозия. Тези функции се осъществяват от специални присадки към маслата, които допълват действията им. Маслените филтри защитават частите на двигателя от вредни замърсители, увеличавайки живота на системата. Замърсителите имат различен произход. Едни от тях навлизат чрез горивото, въздуха или маслото. Други могат да се получат при сглобяването на двигателя, когато в него могат да попаднат различни нечистотии. Друг вид замърсители се образуват при триенето между движещите се части на работещия двигател, което причинява отчупването на съвсем малки частици от лагерите, цилиндровите глави, буталата и др. и циркулирането им в масления поток. Най-опасните частици-замърсители са с размери от 5 до 20μm.

Изискванията към съвременните дизелови двигатели за селскостопански машини са да притежават висок коефициент на полезно действие като в същото време трябва да имат минимално неблагоприятно въздействие върху околната среда. Това води до значителни промени в двигателите и техните компоненти. Инженерите по филтрация на смазочни продукти постоянно внедряват нови технологии, за да поддържат ефикасната работа на смазочните системи на най-високо ниво като в същото време спомагат за опазване на околната среда чрез удължени междусменни интервали за маслата и въвеждане на „зелени” материали в производството. Технологиите за контрол на емисиите като рециркулация на отработените газове (EGR - exhaust gas recirculation), филтър за твърди частици (DPF - diesel particulate filtration) и въвеждането на затворена картерна вентилация (CCV - closed crankcase ventilation) имат директно въздействие върху смазочната система. Днешното моторно масло трябва да може да се справя с повече замърсители за по-дълъг период от време. Затова проектирането на системата за филтрация на двигателно масло се разработва наред с цялостната стратегия за развитие на двигателя, за да се гарантира максимална защита.

Моторни масла за селскостопански машини – видове и характеристики
Моторните масла за селскостопански машини са петролни или синтетични продукти, които образуват тънък слой между повърхностите на съседни движещи се части от двигателя, предотвратявайки директния контакт между тях. Това намалява триенето и износването и защитава двигателя. Моторните масла имат и някои други функции като предотвратяване на корозията, подобряване на уплътняването и охлаждане на двигателя. Характеризират се със следните по-важни физични и химични свойства: вискозитет, индекс на вискозитета, специфично тегло, температура на запалване, температура на застиване, съдържание на механични примеси, съдържание на изкуствени присадки, стабилност на маслото и др.

Основните видове моторни масла са минерални, полусинтетични и синтетични. Минералните масла се получават директно чрез дестилация/ректификация от нефта без допълнителна обработка. За да се гарантират определени показатели, най-често е необходимо добавянето на присадки. Тези масла осигуряват базова защита за двигателя, замърсяват се и се разреждат много по-бързо в сравнение със синтетичните масла, затова трябва да се сменят по-често. Освен това, минералните масла са с най-ниски цени. Полусинтетичните масла се получават при смесване на минерални и синтетични масла. Характеризират се с по-добри качества от минералните масла. Синтетичните моторни масла предоставят максимална защита при екстремални условия, включително при ниски и високи температури. Синтетичните масла се получават при изкуствени химични процеси като свойствата им могат да се контролират по-лесно. Те имат доста по-висока цена от минералните масла и са най-подходящи за нови двигатели, вкл. на селскостопански машини, работещи при големи натоварвания. Има и други фактори, които трябва да се имат предвид при избор на масла за селскостопански машини. Това са вискозитетът, спецификацията и присадките. Вискозитетът се използва за описание на гъстотата на моторното масло при специфични температури и се дефинира по SAE (Дружество на инженерите от автомобилната промишленост). За всесезонните масла обозначенията на вискозитета имат вида "SAE xxW-yy" като числото xx преди буквата W (winter - зима) се отнася за вискозитета при ниски температури, а числото yy след W – за вискозитета при високи (работни) температури . Колкото по-голeми са числата от редицата 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60 толкова по-висок е вискозитетът на моторното масло при ниски или високи температури. При ниски температури е желателно маслото да е с колкото се може по-нисък вискозитет, което улеснява стартирането на двигателя. При работни температури, обаче, е желателно той да е достатъчно висок, за да се гарантира доброто смазване на двигателя. За да се гарантират едновременно и двете условия към маслата се добавят различни полимери с пространствена структура, която силно зависи от температурата. Маслата със SAE 5W-yy или SAE 0W-yy са синтетични, докато стандартните минерални масла имат вискозитет от порядъка на SAE 15W-40 или SAE 20W-40.

Моторните масла за селскостопански машини се различават и избират и по техните спецификации. Една от тях е по API (Американски Петролен Институт). За дизелови двигатели API спецификациите започват с буквата „C”. Втората буква обозначава стандарта за качество на маслото. Друга спецификация е по ACEA (Европейска асоциация на конструкторите на автомобили). Класът по АСЕА за дизелови двигатели на тежкотоварни автомобили и машини, вкл. селскостопански, е „Е“. Цифрите след класа обозначават съответните категории. Някои спецификации по API за моторни масла за дизелови двигатели са CG-4, CH-4, CI-4, CI-4 PLUS, CJ-4, а по ACEA - Е2, E4, E6, E7 и Е9.

Присадките са химични съединения, подобряващи смазочните качества на маслата. Освен това, присадките могат да подобряват вискозитета, да контролират замърсителите и др. Трябва да се има предвид, че използването на присадки не променя изискванията за избор на подходящ вискозитет и спецификация, както извършването на регулярна смяна на маслата на селскостопанските машини.

Производителите на селскостопански машини проучват възможностите за прилагане на удължени междусменни интервали за моторните масла. Удължаването следва да се прилага с особено внимание, тъй като, ако междусменните интервали се управляват неправилно, това може да доведе до ускорено износване на двигателя и до скъпи ремонтни дейности. Задължително е да бъде разработена програма за анализ на маслата. Дали селскостопанските машини могат да понесат удължени междусменни интервали за моторното масло, зависи от работната среда, респективно натоварването, типа на двигателя, използваните масла, маслени филтри и др.

Видове маслени филтри
През годините са били създадени различни видове маслени филтри. Едни от тях са байпасните филтри. При тях около 10% от масления поток се филтрира фино и се връща в картера на двигателя, където освежава замърсеното масло. Това е често повтарящ се процес и за няколко минути се извършва филтриране на цялото масло. Поради високата ефективност на улавяне на по-малки частици, байпасните филтри имат по-ниска пропускателна способност. Друг вид са пълно проточните филтри. Чрез тях се извършва филтриране на 100% от номиналния дебит на двигателната смазочна система. Тези филтри са по-малко рестриктивни като осигуряват основната защита на двигателя за максимална ефективност при студен старт. Друг вид са двустепенните филтри. Конструкцията им комбинира характеристиките на байпасните и пълно проточните филтри. При този метод цялото масло се филтрира непрекъснато от пълно проточен филтър преди да достигне до важните части на двигателя. Около 10% от маслото се отклонява през байпасен филтър, където се пречиства от фини частици, след което се връща в картера. При двустепенната филтрация значително се ограничава дебита, което води до по-къс живот на филтъра и намалена ефективност при студен старт. ISO 4548-12 и SAE HS806 предлагат стандартни индустриални тестове за определяне на ефикасността на премахване и капацитета на задържане на замърсителите.

Три основни характеристики на маслените филтри са определящи за защитата на двигателите на селскостопански машини, работещи при тежки условия. Първата от тях е филтърната ефективност, изразяваща се в способността на филтъра да задържа частици в диапазон от размери, които е твърде вероятно да причинят износване и повреда на двигателя. Друга характеристика е филтърният капацитет. Той представлявя количеството замърсители, които филтърна среда може да задържа, преди порите да започнат да се запушват и да спират нормалния маслен поток през филтъра. Третата характеристика е срокът на експлоатация на филтъра. Тя показва времето, през което филтърът може успешно да изпълнява своите функции на улавяне и задържане на замърсителите. Срокът на експлоатация на филтъра зависи от капацитета и ефективността.

Производители на моторни масла и маслени филтри за селскостопански машини
Shell разработи моторните масла Shell Rimula за тежконатоварени двигатели, вкл. за селскостопански машини, осигуряващи защита на двигателя, намаляване на експлоатационните разходи и увеличаване на надеждността. Shell Rimula R4 X 15W-40 е моторно масло, отговарящо на съвременните изисквания за on-road и off-road приложения. Защитата се осъществява в три насоки. Първата от тях е киселинният и корозионен контрол, при който с помощта на детергентни присадки се осигурява антикорозионна защита от киселините, образувани при изгаряне на горивото. Друг вид защита е чрез контролиране на отлаганията в двигателя като той се поддържа чист за устойчива работа и продължителна експлоатация. Контролът на износването е друг вид защита, позволяващ движещите се двигателни части да не се допират една до друга, и осигуряващ дълъг живот на двигателя. Този контрол се осъществява чрез износоустойчиви присадки. Освен това се използват и специални присадки за диспергиране на саждите, които също намаляват износването. Shell Rimula R4 X 15W-40 е разработено по съвременна технология и предназначено за използване в дизелови двигатели с ниски емисии, отговарящи на Euro 5, 4, 3, 2, и с рециркулация на отработените газове (EGR), вкл. за различни селскостопански машини. За двигатели с филтър за твърди частици (DPF) Shell препоръчва да се използват моторни масла Shell Rimula R4 L или Shell Rimula R5 LE.

Ceres S.T.O.U. 10W-40 на Repsol е всесезонно, мултифункционално смазочно масло. Прецизно разработената му формула го прави подходящо за двигатели с вътрешно горене, вкл. турбодвигатели, както и за трансмисии, мостове, спирачки в маслена баня, съединители и хидравлични системи на селскостопански машини. Вискозитетът осигурява лесно стартиране на двигателя и добра работа на хидравличната система както при високи, така и при ниски температури. Ceres S.T.O.U. 10W-40 дава възможност за лесна поддръжка, тъй като маслото е един вид за целия селскостопански трактор. То съдържа присадки, предпазващи двигателя от износване, и удължаващи експлоатационния му живот, както и този на трансмисията. Друг вид присадки намаляват шума от спирачките в маслена баня. Маслото има отлична съвместимост със свързващите елементи и еластомерите, което осигурява надеждна работа на частите на хидравличната система. Продуктът отговаря на следните спецификации : API CF-4 / SF, ACEA E2, MB 227.1, MASSEY FERGUSON M-1145, FORD M2C 159B, FENDT-VARIO, JOHN DEERE J-27, API GL-4, ALLISON C-4, CATERPILLAR TO-2, ZF TE-ML 06B/06C/07B.

Donaldson предлага пълна гама филтрационни продукти за селскостопански машини Agco, Case, John Deere, New Holland и др., опазващи околната среда и улавящи замърсителите, които могат да причинят повреди и да спрат работата на машините. Когато настъпи време за смяна на филтрите, Donaldson осигурява правилния баланс между качество и цена, необходим за безпроблемната работа.

Маслените филтри Donaldson Endurance™ са проектирани за удължени междусменни интервали на моторното масло и се използват при дизелови двигатели, работещи при тежки условия, вкл. и за селскостопански машини. Чрез тези филтри може да се увеличи защитата на двигателя и да се намалят консумацията на моторно масло и оперативните разходи. Donaldson Endurance™ използват синтетична филтърна среда Synteq™. Тя е конструирана от пластове синтетични влакна от микрофибростъкло с контролиран размер и форма и осигурява повишена устойчивост за удължени междусменни интервали. Филтрите Donaldson Endurance™ имат по-добра ефективност на филтрация като премахват 90% от замърсителите с големина равна или по-голяма от 10µm, в сравнение с 50% или по-ниска ефективност на филтрация при конвенционалните целулозни филтри. Същевременно, капацитетът на задържане на замърсителите е двойно по-голям в сравнение с целулозните филтри.

Освен това, при целулозните филтри по време на експлоатация горещото масло причинява влошаване качествата на смолите, свързващи филтърната среда. Synteq™ технологията използва поддържаща конструкция от телено сито, в която филтърната среда е плисирана за по-голяма здравина. Синтетичната филтърна среда Synteq™ предлага ниско съпротивление при протичане на масления поток, което осигурява по-добър дебит, гарантирайки защита на компонентите в широк спектър от експлоатационни режими на двигателите на селскостопанските машини.

Маслените филтри John Deere са експертно проектирани и тествани като отговарят на изискванията на двигателите John Deere за селскостопански машини. Замърсеното масло води до по-ниска производителност и по-къси сервизни интервали. Равномерно плисираната филтърна среда на маслените филтри John Deere осигурява надеждно филтриране. Освен това, спираловидната гофрирана централна тръба добавя по-голяма здравина и предотвратява деформирането на филтърната среда и навлизането на нежелани частици в системата.Гумените уплътнения са по-добри от пластмасовите такива, предлагани в конкурентните филтри. Междусменните интервали могат да се увеличат при използване на John Deere моторни масла, например Plus-50™ II Premium Engine Oil.

Събиране и съхранение на отработени масла
Съгласно действащото законодателство отработените масла се събират и съхраняват разделно по видове с кодове и наименования или по начин, който позволява тяхното регенериране, оползотворяване и/или обезвреждане. Събирането и/или съхраняването се извършва в местата за смяна на отработени масла, на площадки за предварително съхраняване в резултат на експлоатацията на техника и оборудване или в събирателни пунктове, обособени самостоятелно или като част от площадките, на които са разположени съоръжения и инсталации за оползотворяване и/или обезвреждане на отработени масла. Местата за смяна на отработени масла, площадките за предварително съхраняване и събирателните пунктове за отработени масла, както и обособените части от площадки, на които се извършват дейности с отработени масла, трябва да отговарят на специални изисквания. Едно от тях е да бъдат бетонирани и/или покрити с друг маслоустойчив материал. Друго изискване е да бъдат оборудвани с приемателни резервоари и/или съдове за събиране и съхраняване, както и с устройства за безаварийно изпомпване и/или източване на отработените масла и със съоръжения за отстраняване на отработените масла от формираните отпадъчни води. Освен това е необходимо да са налични количества сорбенти (пръст, пясък и др.), използвани за ограничаване на евентуални разливи. Приемателните резервоари и съдове за събиране на отработени масла трябва да са изработени от материали, които не взаимодействат с отработените масла. Други изисквания са да бъдат плътно затворени извън времето на извършване на манипулации, да са маркирани с надпис "Отработени масла", както и с надпис, съдържащ кода и наименованието на отпадъка. Необходимо е и да са осигурени със съоръжения против разливане за осигуряване на безопасност при пожар.