Моторни масла и маслени филтри за пътностроителни машини

Съвременните моторни масла за строителни машини защитават двигателя като намаляват триенето и износването, охлаждат частите на двигателя, уплътняват горивните камери, почистват частите на двигателя 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.

Чистото моторно масло е от съществено значение за работата на двигателите с вътрешно горене, вкл. и на тези за строителни 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.

Изискванията към съвременните дизелови двигатели за строителни 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 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 – видове и характеристики
Моторните масла за строителни 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 се защитава двигателят. Моторните масла имат и някои други функции като предотвратяване на корозията, подобряване на уплътняването и охлаждане на двигателя. Характеризират се със следните по-важни физически и химически 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 и са с по-достъпна цена. 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 строителни машини, работещи при големи натоварвания. Има и други фактори, които трябва да се имат предвид при избор на масла за строителни машини. Това са вискозитетът, спецификацията и присадките. Вискозитетът се използва за описание на гъстотата на моторното масло при специфични температури 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 маслото 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 строителни 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 строителни машини е „Е“. Цифрите след класа обозначават съответните категории. Действащи спецификации по API за моторни масла за дизелови двигатели са CG-4, CH-4, CI-4, CI-4 PLUS, CJ-4, а спецификациите за тежкотоварни автомобили и строителни машини по ACEA са 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 регулярната смяна на маслата на строителните машини.

Производителите на строителни машини проучват възможностите за прилагане на удължени междусменни интервали за моторните масла. Това удължаване 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 строителните машини могат да понесат удължените междусменни интервали за маслото, зависи от работната среда, респективно натоварването, типа на двигателя, използваните масла, маслените филтри и др.

Замърсители
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 20 микрона.

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 и живот на филтриращия елемент. 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 дебитът, 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 строителни 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.

Фирми-производителки на моторни масла и маслени филтри за строителни машини
Моторните масла на Volvo са специално разработени за Volvo дизелови двигатели, вкл. и за строителни машини. Те оптимизират тяхната работа, минимизират консумацията на гориво и масло поради по-малкото триене, поддържат двигателя чист, даже при тежки условия, и намаляват износването на двигателя, увеличавайки неговия експлоатационен живот и намалявайки разходите за поддръжка. Гамата моторни масла на Volvo дава възможност на потребителите да изберат вид масло, което е точно пригодено за техните машини. Някои от тези масла са Volvo Ultra Diesel Engine Oil VDS-4 с вискозитети SAE 10W-30 и SAE 15W-40 и със спецификации Volvo Engine Oil 97486, VDS-4, API CJ-4/ACEA E9, както и маслата Volvo Ultra Diesel Engine Oil VDS-3 с вискозитети SAE 10W-40 и SAE 15W-40 и със спецификации Volvo Engine Oil 97487, VDS-3, API CI-4/CH-4, ACEA E7.

Shell разработи Shell Rimula моторни масла за тежко натоварени двигатели, осигуряващи защита на двигателя, намаляване на експлоатационните разходи и увеличаване на надеждността. Shell Rimula R3 X Multi е мултигрейд моторно масло, отговарящо на съвременните изисквания за on-road и off-road приложения. Защитата се осъществява в три насоки. Първата от тях е киселинният контрол, при който с помощта на присадки се осигурява антикорозионна защита от киселините, образувани при изгаряне на горивото. Друг вид защита е контрол на отлаганията в двигателя, чрез който двигателят 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 от друга, и осигуряващ дълъг живот на двигателя. Shell Rimula R3 X Multi е разработено да не допуска повреди поради големите количества топлина, генерирани от тежко натоварените двигатели. Това моторно масло надвишава с 40% изискванията на високотемпературните оксидационни тестове съгласно процедурите ASTM Sequence III и CEC PDSC, предоставяйки висока безопасност и при най-тежките условия на работа на автобуси, камиони и строителни машини.

За повече от 80 години гамата Mobil Delvac е призната за водеща в специализираните смазочни продукти за тежко натоварени двигатели, вкл. и за строителни машини. Строителният бизнес не може да си позволи непланирани престои. Ето защо много лидери в тази индустрия разчитат на моторните масла за дизелови двигатели Mobil Delvac, защитавайки своите багери, булдозери, грейдери, дъмпери и др. Инженерите и научните изследователи на ExxonMobil създават моторни масла от ново поколение, които осигуряват висока производителност и дълъг експлоатационен живот на двигателите като същевременно отговарят на строгите изисквания за опазване на околната среда. Синтетичната гама на Mobil Delvac спомага да се посрещнат предизвикателствата пред бизнеса, вкл. да са в съответствие с разпоредбите на екологичното законодателство. Фамилията на Mobil Delvac за моторни масла се състои от четири продукта : Mobil Delvac 1, Mobil Delvac MX, Mobil Delvac Super 1400 и Mobil Delvac Super 1300. Всички тези масла са предназначени за тежко натоварени двигатели, като всяко едно от тях може да е по-подходящо от другите в зависимост от конкретните нужди на приложението.

Baldwin Filters е индустриален лидер в производството на филтри за работа при тежки условия. Замърсеното масло може да причини катастрофални повреди за двигателите. Със своите над 650 маслени филтри повече от 70 години Baldwin Filters предлага правилните продукти с високо качество за минимизиране на възможностите за скъпи престои и ремонти. Двустепенните филтри с висока скорост на масления поток (High Velocity Dual-Flow Filters) предоставят подобрена защита на двигателя по време на удължени междусменни интервали за маслото при тежки условия на работа. Лабораторните тестове ISO 4548-12, извършени за Инженерния Стандарт на Cummins 10765, доказват, че Baldwin филтрите High Velocity Dual-Flow надвишават тези на оригиналния производител по отношение на ефективността при отстраняване на замърсителите и капацитета на задържане на замърсителите, осигурявайки максимална филтрация и надеждна работа при тежки условия. Двустепенните филтри с висока скорост на масления поток имат един вход и един изход. Маслото, протичащо през този тип филтри, се изпраща директно към двигателя за защита на частите му, вместо една част да бъде върната към картера, както е при конвенционалните двустепенни филтри. Конструкцията на High Velocity Dual-Flow филтрите превъзхожда тази на пълно проточните / байпасните филтри с това, че по-голяма част от масления поток преминава през високоефективния елемент, премахвайки повече фини замърсители.

Още в ранните 80 години на двадесети век Donaldson въвежда маслени филтри за удължени междусменни интервали за трите най-популярни производители на двигатели в САЩ: Detroit Diesel, CAT и Cummins. В наши дни, новите конструкции на двигателите изискват по-фино филтриране в сравнение с по-старите двигатели. Повишеният контрол за двигателните емисии и по-строгите толеранси изискват високоефективни филтри. Маслените филтри Donaldson Endurance са проектирани за удължени междусменни интервали и се използват при дизелови двигатели, работещи при тежки условия, вкл. и за строителни машини. Чрез тези филтри може да се увеличи защитата на двигателя, да се намали консумацията на моторно масло, като 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 10 микрона, 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 конвенционалните целулозни филтри.

Освен това, при целулозните филтри по време на експлоатация горещото масло причинява деградиране на смолите, свързващи филтърната среда. Syntec 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 двигателя.

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. Друго изискване е да са 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.