Осадки или маслоотложения в двигателе представляют собой липкие мазеобразные вещества от серокоричневого до черного цвета, откладывающиеся во время работы в двигателе: картере, в клапанной коробке, маслосистеме и на фильтрах. В целом, это эмульсия воды в масле, загрязненном различными примесями. Основной причиной образования отложений является попадание воды в картерное масло. Состав и количество осадков непостоянно и зависит от условий, при которых он образуется. Например, с увеличением вязкости масла количество отложений в двигателе уменьшается.
Наличие отложений не только неприятно, но и представляет большую опасность, так как могут закупорить маслоприемник, маслопроводы, маслопроводные каналы и фильтры. Если они будут забиты осадками, то нарушится нормальная подача масла и может произойти выплавление («проворот») вкладышей подшипников, задир шеек коленвала и даже заклинивание двигателя. Если фильтр забит отложениями, то неочищенное масло, обходя его, поступает к трущимся деталям, вызывая их повышенный износ, пригорание и т.д. Отложения могут со временем уплотниться и затвердетьтак, что от них трудно очистить детали даже механическим способом. При сильных маслоотложениях в двигателе качество свежезалитого моторного масла очень быстро ухудшается. Поэтому, чем чаще меняется отработанное масло в двигателе, тем меньше осадкообразование.
Наиболее сильно на отложения в двигателе влияют: вентиляция картера, температура входящего во впускной коллектор воздуха, температура охлаждающей жидкости, фракционный состав топлива. Вентиляция картера способствует удалению газов, прорывающихся из камер сгорания, и паров воды. Поэтому, при плохой вентиляции применение даже самого лучшего масла все равно будет приводить к осадкообразованию. С повышением температуры входящего в двигатель воздуха, а также и с повышением температуры охлаждающей жидкости осадкообразование уменьшается, так как возможность для конденсации паров воды в картере уменьшается. Увеличению количества отложений в двигателе способствует плохоесмесеобразование и сгорание топлива, применение этилированного бензина, содержащего свинцовые соединения, а также режим работы двигателя.
Для создания условий, приводящих к увеличению маслоотложений, наиболее опасна работа двигателя на легких режимах. Эксплуатация машины с малыминагрузками, небольшой скоростью, продолжительной работой двигателя на холостом ходу, частыми остановками или непродолжительными поездкамиприводит к разжижению масла горючим и более сильному загрязнению и старению масла.
В процессе работы двигателя масло темнеет из-за:
. Окисления и разложения при контакте моторного масла с продуктами сгорания топлива и нагретыми до высоких температур частями двигателя.
Накапливания продуктов неполного сгорания топлива. По мере увеличения срока службы двигателя и его изнашивания, в связи с увеличением зазоров между сопряженными деталями, прорыв продуктов из камеры сгорания в картер и загрязнение масла увеличиваются. Поэтому в новых двигателях масло темнеет меньше, чем в изношенных. Потемнение масла это также признак того, что оно выполняет свои функции, благодаря содержанию в нем эффективных присадок, масло смывает и удерживает в своем объеме продукты окисления и «грязь», попавшую в двигатель, сохраняя чистыми внутренние поверхности двигателя и защищая их от нагарообразования.
Как часто надо менять масло? Производитель двигателя - единственный, кто вправе это определять. Обычно рекомендуется либо пробег, либо временной интервал (что наступит раньше). Поэтому менять масло следует в соответствии с инструкцией по эксплуатации автомобиля. Производитель исходит при этом из возможности использования масла, качество и характеристики которого минимально соответствует требованиям соответствующих спецификаций. В неблагоприятных условиях эксплуатации, тоже указанных в инструкции, масло следует менять чаще. Российские условия, как правило, неблагоприятные и поэтому масло у нас меняют чаще, чем, например, в Европе.
Двигатель современного автомобиля достаточно надежен и долговечен, чтобы при грамотной эксплуатации и своевременном техобслуживании "ходить" по 300-400 тыс. км и даже больше. Но как бы ни старались конструкторы и производители, а процессы старения и износа в двигателе неизбежны. Как и образование различных отложений.
Срок эксплуатации современного автомобиля достаточно продолжителен и составляет не менее 10-15 лет. Конечно, за это время весьма вероятны поломки и отказы отдельных деталей и узлов, т.е. резкие, скачкообразные изменения состояния двигателя. Но все же такое случается относительно редко, поскольку носит вероятностный характер. А вот процессы изменения размеров, физических и химических свойств деталей и компонентов происходят пусть медленно, но непрерывно.
Пока такие изменения не вышли за рамки допусков, заложенных конструкторами, потребительские качества двигателя остаются стабильными. Но вот один или несколько параметров оказались за допустимыми пределами.
В работе двигателя сразу возникают нарушения. Нет, об отказах или поломках пока речи нет. Но налицо нарушение работы отдельного компонента, пока еще не приводящее к потере им и, соответственно, двигателем работоспособности.
В отличие от отказов и поломок, относящихся к вероятностным явлениям, описываемые процессы происходят пусть в разной степени, но с абсолютно всеми двигателями. Причем определить, где и в каком месте возникли отклонения, часто намного сложнее, чем установить факт и причину очевидной поломки.
Износ или... отложения?
Начнем с самого неизбежного - износа. С ним приходится мириться, поскольку совсем остановить его нельзя. Хотя замедлить можно - достижения последних лет в материалах и технологии производства двигателей, в разработке моторных масел и фильтров в сочетании с неукоснительным соблюдением правил эксплуатации и обслуживания двигателя дают многочисленные примеры отдаления срока капитального ремонта далеко за 300 тысяч километров.
Получается, что об износе до поры до времени можно и не вспоминать. Поэтому, по крайней мере в течение 100-200 тыс. км пробега, на первый план выходят другие факторы, снижающие реальный срок службы двигателя. И прежде всего это образование различного рода отложений.
Об опасности отложений в системе смазки и картере двигателя, связанных с низким качеством, несоответствием сорта масла или несвоевременной его заменой, мы уже писали (см. "АБС-авто" 3/2000). В то же время отложениям, накапливающимся в топливной системе и впускном коллекторе, камере сгорания, выхлопной системе, не всегда придают значение, считая их чем-то второстепенным. Однако практика показывает, что их влияние на двигатель весьма существенно, а в некоторых случаях - и опасно. Именно об этом и пойдет речь.
Посмотрим на точки и компоненты в конструкции двигателя, в наибольшей степени подверженные накоплению отложений в течение всего срока эксплуатации. Одни из них на работу двигателя практически не влияют либо влияют незначительно. Другие, напротив, вызывают заметные отклонения в работе даже при относительно небольших отложениях. К таким критичным с точки зрения воздействия на двигатель компонентам относятся корпус дроссельной заслонки, тарелки впускных клапанов и, конечно же, форсунки.
Откуда берутся отложения?
Процессы образования отложений и их химический состав весьма различны в разных системах и устройствах. Например, образование отложений в распылительной части форсунок происходит в основном в течение первых 10-20 минут после остановки горячего двигателя, когда форсунки находятся под остаточным давлением топлива. Суть процесса заключается в следующем: пленка топлива, неизбежно остающаяся в зоне седла распылителя, начинает испаряться под действием высокой температуры. Легкие фракции бензина улетучиваются, а более тяжелые образуют слой твердых отложений. Их основным компонентом является углерод.
Отложения на тарелках впускных клапанов имеют более сложный состав. Так, низкокачественное топливо - причина смолистых отложений. Масло, проникающее через изношенные маслосъемные колпачки и зазор между стержнем и втулкой клапана, приводит к отложениям кокса: он образуется в результате высокотемпературного окисления масла, попадающего на горячую тарелку. Кстати, наиболее интенсивно процесс коксования клапанов идет на холостом ходу, движении с малой нагрузкой и при торможении двигателем, когда во впускном коллекторе создается максимальное разрежение.
Моторное масло способствует также загрязнению дроссельной заслонки и каналов регулятора холостого хода, поскольку продукты окисления и загрязнения масла выносятся во впускной коллектор через систему вентиляции картера.
Еще один компонент отложений - сажа. Причина ее образования - сгорание чрезмерно богатой топливовоздушной смеси на режимах холодного пуска, прогрева и ускорения. Попадание сажи в выхлопную систему может постепенно привести к забиванию каналов системы рециркуляции отработавших газов.
У двигателей, длительное время эксплуатирующихся в России, некоторые виды отложений превалируют. Это связано с использованием топлива и масла низкого качества. Именно поэтому двигатель, способный "там" прекрасно работать многие годы, "здесь" сравнительно быстро начинает "капризничать".
Иммунитет к... отложениям?
Нельзя сказать, что конструкторы двигателей забыли об отложениях и просто "умыли руки", переложив эти проблемы на потребителя. Напротив, за последние годы очень многое сделано для выработки двигателями своеобразного "иммунитета" к отложениям. Другими словами, многие узлы и системы у последних моделей двигателей стали малочувствительны к отложениям, т.е. последствия накопления отложений у них сведены к минимуму.
Например, системы топливодозирования уже давно являются адаптивными, т.е. позволяют подстраиваться (правда, в определенных пределах) под внешние условия. А что это за внешние условия? В первую очередь - накопление отложений в распылительной части форсунок. Такой же подход используется теперь в большинстве подсистем холостого хода. Появились и компоненты специальных конструкций - стойкие к отложениям форсунки и дроссельные заслонки с тефлоновым покрытием.
"Иммунитет" к отложениям, обеспечиваемый подобными непростыми и весьма дорогостоящими мероприятиями, сегодня необходим более чем когда-либо. Дело в том, что непрерывно ужесточающиеся требования к токсичности выхлопа, экономичности и удельной мощности прямо ведут к необходимости очень «тонкойЛ настройки двигателя и всех его систем. И получается, что чем современнее двигатель, тем более болезненно он реагирует даже на незначительное количество отложений.
Чем опасны отложения?
Все без исключения отложения объединяет одно - они негативно влияют на работу двигателя. Неудовлетворительные пусковые характеристики, неустойчивая работа на холостом ходу, пропуски воспламенения смеси, «провалыЛ при ускорении, повышенные расход топлива и токсичность выхлопных газов - вот далеко не полный перечень явных симптомов, вызванных появлением «недружественныхЛ образований во впускном тракте двигателя. Но хуже всего то, что эти отложения могут многократно ускорить износ двигателя и даже привести к отказам и поломкам его деталей и компонентов.
В самом деле, какая может быть связь между закоксовыванием форсунок и износом деталей, например, кривошипно-шатунного механизма или цилиндропоршневой группы? Самая прямая: в холодную погоду двигатель пускается не с первого раза, и чем ниже температура, тем больше приходится делать попыток запуска. Ну а каждая такая попытка - это работа сопрягаемых деталей в режиме полусухого или даже сухого трения, эквивалентная с точки зрения износа 20-40, а иногда и 100 км реального пробега.
Как очистить детали от отложений?
Думаем, что подобного примера вполне достаточно, чтобы осознать серьезность проблемы. Как ее можно решить? Первое, что приходит в голову, - просто снять загрязненные компоненты и их очистить химическим или механическим путем. Действительно, такой способ дает наилучшие результаты, но требует слишком много времени. Особенно, когда речь идет о сложных двигателях, в том числе многоцилиндровых. Кроме того, разборка и последующая сборка узлов и систем на современных автомобилях часто требует замены массы прокладок и уплотнительных элементов, которые не всегда лежат под рукой.
Более привлекательна технология безразборной очистки двигателя. Ее основу составляют специальные химические соединения - сольвенты, направленно действующие на конкретные виды отложений. А чтобы удалить отложения в заданной точке, требуется также определенная методика очистки и специальное оборудование. О том, какие сольвенты, методы очистки и оборудование применять в том или другом случае, мы расскажем в наших следующих материалах.
Основные места накопления отложений в двигателях:
1 - корпус дроссельной заслонки и регулятор холостого хода;
2 - впускной коллектор;
3 - топливная рейка;
4 - верхняя часть форсунки;
5 - распылительная часть форсунки;
6 - тарелка впускного клапана;
7 - камера сгорания;
8 - днище поршня;
9 - кислородный датчик;
10 - катализатор;
11 - каналы системы рециркуляций ОГ.
Все примеси, которые попадают в двигатель с поступающим для сгорания воздухом, находящиеся в топливе или в масле, а также продукты износа деталей могут участвовать в образовании на них отложений. Количество и состав загрязнений зависят от конструкции, технического состояния, режима работы двигателя, своевременности и тщательности проведения технического обслуживания. Но особенно большое влияние на интенсивность образования высокотемпературных отложений оказывает качество сжигаемого топлива и применяемого масла. В стандартах, как на бензин, так и на дизельное топливо нормируются показатели, которые влияют на образование высокотемпературных отложений . Остановимся кратко на их рассмотрении.
В бензине и дизельном топливе в растворенном состоянии практически всегда содержатся смолистые и смолообразующие соединения, количество которых зависит от вида и состава топлива, технологии его получения и способов очистки. При хранении, особенно в неблагоприятных условиях (плохая герметизация резервуаров, наличие в них осадков и воды, хранение при повышенной температуре), количество смол увеличивается, иногда значительно, тогда топливо темнеет, а в некоторых случаях в нем накапливаются отложения. Более тяжелое по фракционному составу топливо, например дизельное, содержит большее количество смолистых соединений, что приводит к его неполному сгоранию и значительному накоплению нагаров на деталях двигателей.
Содержащиеся в топливе смолы откладываются в топливных баках, на стенках трубопроводов, забивают жиклеры карбюраторных двигателей. Смолистые соединения накапливаются также на горячих стенках впускного коллектора карбюраторных двигателей, на соплах форсунок дизелей, на клапанах и днище поршня, в камере сгорания, в поршневых канавках и др. При большом накоплении нагаров повышается износ двигателя, ухудшается процесс сгорания топлива, увеличивается его расход, а иногда двигатель полностью выходит из строя.
Различают смолы фактические, т. е. находящиеся в топливе в момент их определения в растворенном состоянии, и смолообразующие вещества - различные нестойкие соединения, например непредельные углеводороды, которые под действием времени, повышенной температуры, кислорода воздуха и других факторов переходят в смолы (их часто называют потенциальными смолами).
Стандартами нормируется содержание фактических смол . Сущность их определения заключается в испарении горячим воздухом определенного количества топлива при повышенной температуре (для бензина 150°С, дизельного топлива 250°С). Остаток, полученный после испарения, указывает на наличие фактических смол, которое оценивают в миллиграммах на 100 мл топлива. Для бензина различных марок оно составляет до 7- 15 мг/100 мл, а для дизельного топлива - до 30-60 мг/100 мл.
Если содержание фактических смол отвечает требованиям стандартов, двигатели длительное время работают без повышенного смоло- и нагарообразования. Нередко при эксплуатации техники содержание смол в топливе значительно больше. Доказано, что если оно в два-три раза выше нормы, то моторный ресурс карбюраторного двигателя снижается на 20-25%, а дизельного - на 40%. Кроме того, при эксплуатации возникают различные неполадки: зависают клапаны, закоксовываются форсунки и т. д.
Склонность бензина к накоплению смолистых веществ (стабильность) оценивают индукционным периодом, который характеризует способность бензина сохранять неизменный состав при правильных условиях перевозки, хранения и использования. Определяют этот показатель в лабораторной установке при искусственном окислении бензина (температура 100°С в атмосфере сухого и чистого кислорода при давлении 0,7 МПа (7 кгс/см2). Индукционный период - это время в минутах от начала окисления бензина до активного поглощения им кислорода. Для различных марок это значение находится в пределах 600-900 мин, а для бензинов со знаком качества оно составляет 1200 мин. Индукционный период большинства современных марок - не менее 900 мин. Как установлено исследованиями, такой бензин можно хранить до 1,0-1,5 лет, не опасаясь заметного ухудшения качества.
Для карбюраторных двигателей наиболее характерно накопление смолистых отложений, которые обнаруживаются в бензоотстойниках, на деталях карбюратора. При образовании горючей смеси смолистые соединения не могут испаряться и откладываются во всасывающем трубопроводе и на клапанах. В результате клапан перестает закрываться и зависает. Эти смолистые отложения и вызывают различные неполадки в работе топливоподающей аппаратуры и двигателя.
Для дизелей особенно нежелательно отложение лаков и нагаров на соплах форсунок, нарушающих, нормальный распыл подаваемого топлива, а следовательно, и его сгорание. В стандартах на дизельное топливо кроме фактических смол нормируют коксуемость и зольность, повышенное содержание которых вызывает интенсивное образование нагаров.
Большой вред (не только ускоренное образование нагара, но и быстрый износ деталей топливоподающей аппаратуры и двигателя в целом) наносят абразивные механические примеси , попадающие в двигатель с топливом и воздухом. По стандарту в бензине и дизельном топливе наличие механических примесей не допускается. Однако при хранении, транспортировке, приемо-отпускных операциях топливо обычно загрязняется пылью и песком из окружающего воздуха. Даже в чистом по внешнему виду топливе почти всегда содержится какое-то количество примесей. Вместе со смолистыми и коксообразующими веществами эти посторонние включения приводят к увеличению высокотемпературных отложений. Кроме того, проникающие в двигатель пылинки ускоряют его износ.
Если в топливе содержатся абразивные механические примеси, то срок службы насоса высокого давления в зависимости от загрязненности сокращается в пять-шесть раз. Абразив сокращает срок службы не только топливоподающей аппаратуры . Когда в камеру сгорания поступает загрязненное топливо, механические примеси проникают в зазоры между поршневыми кольцами и гильзой цилиндра, что ведет к их повышенному износу, и как следствие - к падению мощности, ухудшению экономичности, необходимости преждевременного ремонта.
При разгонке нефти с низким содержанием сернистых соединений, получают дизельные топлива с высокой химической стабильностью. Такие топлива долго сохраняют свои качества (более 5 лет хранения).
После применения такого топлива в дизельном двигателе появляется нагар и смолистые отложения. Причиной этого являются неполное испарение и плохое распыление ДТ внутри цилиндров из-за большой вязкости топлива с тяжелым фракционным составом. Кроме этого, наличие механических примесей в ДТ является причиной нагарообразования.
Следовательно, присутствие в топливе серы, фактических смол, золы (несгораемых примесей) и склонность такого топлива к нагарообразованию определяет динамику накопления нагара, которая характеризуется коксовым числом, т.е. способностью топлива образовывать углистый остаток при высокотемпературном (более 800…900?С) разложении топлива без доступа воздуха.
Углистый остаток или минеральный остаток является золой, т.е. несгораемой примесью, повышающей нагарообразование. Кроме этого, зола попадая в моторное масло вызывает ускоренный износ деталей ДВС. Поэтому количество золы ограничивается нормой не более 0,01%. Таким образом, причиной образования углистого остатка являются следующие факторы:
1) недостаточная глубина очистки топлива от смолисто-асфальтеновых соединений;
2) повышенная вязкость дизельного топлива;
3) тяжелый фракционный состав топлива.
Также склонность ДТ к нагару характеризуется содержанием в нем фактических смол, т.е. примесей, остающихся после очистки базовых дистилляторов. Фактические смолы вызывают осмоление топлива, из-за наличия в топливе непредельных углеводородов, о количестве которых судят по йодному числу.
Йодное число - это показатель непредельных углеводородов (олефинов) в дизельном топливе, численно равный количеству граммов йода, присоединившихся к непредельным углеводородам, которые содержатся в 100г топлива.
Обычно, непредельные углеводороды (олефины) вступают в реакцию соединения с йодом. То есть, чем больше в топливе непредельных углеводородов, тем больше йода вступает в реакцию. Нормальным считается такое количество непредельных углеводородов, которые вступают в реакцию с йодом не превышающим более 6г йода на 100г зимнего или летнего дизельного топлива.
Чем больше в дизельном топливе фактических смол, тем выше склонность его к нагарообразованию. Поэтому содержание фактических смол не должно превышать:
· для зимних ДТ - 30мг на 100мл;
· для летних ДТ - 60мг на 100мл.
Склонность ДТ к лакообразованию оценивается по содержанию лака в мг на 100мл топлива. Для этого топливо испаряют в специальном лакообразователе при температуре 250?С.
Выводы:
1) При работе дизельного двигателя на сернистом топливе образуются прочные трудноудаляемые нагар и лаковые отложения, что вызывает износ деталей двигателя, когда он работает на пониженной температуре.
2) Коксуемость топлива также приводит к образованию нагара и лакообразованию, в результате чего может произойти заклинивание поршневых колец.
3) Из-за наличия в топливе частиц меркаптовой серы при окислении топлива образуются смолы, которые в сочетании со смолами, образующимися из олефинов и еще фактическими смолами, которые есть в ДТ, на зоморных иглах форсунок осаждаются лаковые пленки, что со временем вызывает зависание игл внутри форсунок.
4) Многофункциональные присадки и их влияние на свойства дизельных топлив.
Улучшение свойств ДТ достигается путем введения в их состав многофункциональных присадок, таких как:
· Депрессорные;
· Повышающие цетановое число;
· Антиокислительные;
· Моюще-дисперсирующие;
· Снижающие дымность отработанных газов и др.
Антидымные присадки марок МСТ-15, АДП-2056, ЭФАП-6 в концентрации 0,2…0,3 позволяют снизить дымность отработавших газов на 40…50% и уменьшить содержание сажи.
Противокоррозионная присадка марки нафтенат цинка в концентрации 0,25…0,3%, добавленная в моторное масло эффективно нейтрализует разрушающее действие кислот.
Для повышения цетанового числа ДТ улучшения его пусковых свойств используют присадки: тионитраты RNSO; изпропилнитраты; перекиси RCH 2 ONO в концентрации 0,2…0,25%.
Депрессорные присадки - сополимеры этилена и винилацетана с концентрацией 0,001…2,0% используются для понижения температуры застывания. Они покрывают мономолекулярным слоем микрокристаллики застывающего парафины, препятствуют их укрупнению и выпаданию.
Антиокислительные присадки в концентрации 0,001…0,1% повышают термоокислительную стойкость топлив.
Антикоррозионные присадки в концентрации 0,0008…0,005% понижают коррозионную агрессивность дизельных топлив.
Биоцидные присадки в концентрации 0,005…0,5%, которые подавляют размножение микроорганизмов в топливе.
Многофункциональные присадки, состоящие из депрессорных, моющих и противодымных компонентов, которые не только расширяют низкотемпературные свойства топлив, но и снижают токсичность отработавших газов. Например, введение присадки АДДП в дизельное топливо в количестве 0,05…0,3% снижает температуру застывания топлива на 20…25%, а температура фильтруемости при этом снижается на 10…12?С, дымность - на 20…55?С, а нагарообразование - на 50…60%.
Таким образом, введение в дизельное топливо различных присадок и добавок значительно улучшает его эксплуатационные свойства.
Отложения в двигателе
Сувеличением вязкости масла количество осадков в двигателе уменьшается.Отложения в двигателе представляют собой липкие мазеобразные веществаот серокоричневого до чёрного цвета, откладывающиеся во время работы вдвигателе, в картере, в клапанной крышке, в маслосистеме и в фильтрах.В основном, это эмульсия воды в масле, загрязненном различнымипримесями. Попадание воды в масло является одной из основных причинобразования отложений. Состав отложений непостоянен и зависит отусловий, при которых он образуется.
Соотношение веществ, входящих в составосадков, может резко меняться, однако их содержание колеблется вследующих пределах (в вес. %):
- Масло...............................50-85,
- Вода.................................5-35,
- Топливо...........................1-7,
- Оксикислоты....................2-15,
- Асфальтены..................... 0,1-1,5,
- Карбены, карбоиды..........2-10,
- Зола..................................1-7.
Наличиеотложений в двигателе представляет большую опасность. Они могутзакупорить маслопроводные каналы, маслоприемник и фильтр. Если приёмникмасляного насоса и маслопроводы будут забиты осадками, то нарушитсянормальная подача масла, в результате чего может произойти выплавлениевкладышей подшипников, задир шеек коленчатого вала и даже авариядвигателя. Если масляный фильтр забит осадком, то к трущимся деталямпоступает неочищенное загрязнённое масло, вследствие чего резкоповышается износ деталей, возникает опасность пригорания поршневыхколец и т.д. При наличии в двигателе осадка качество нового залитогомасла резко ухудшается. Кроме того отложения могут со временемуплотняться и затвердевать так, что от них трудно очистить детали дажемеханическим способом. Поэтому, чем чаще меняется отработанное масло,тем меньше осадкообразование в двигателе. Также на количество осадков вдвигателе влияет вентиляция картера двигателя, т.к. вентиляция изкартера способствует удалению паров воды и газа, прорывающихся изкамеры сгорания. При плохой вентиляции даже применение самых лучшихсортов бензина и масла не спасает от образования отложений.
Необходимоучитывать температурные факторы: влияние температуры воздуха на входе ввпускной коллектор (карбюратор) - с повышением Т? воздуха на входе,осадкообразование в двигателе уменьшается; влияние температурыохлаждающей жидкости: при высокой температуре охлаждающей жидкостивозможность конденсации паров воды в картере меньше, поэтомуосадкообразование в двигателе меньше. Из других факторов оказываетвлияние фракционность горючего: чем тяжелее фракционный составгорючего, тем большее его количество проникает в картер и приводит кросту отложений. При работе двигателя на этилированных бензинах в масловместе с бензином попадает свинец, соединения которого резко ускоряютосадкообразование, также этому способствует плохое смесеобразование исгорание горючего. Поэтому любые меры, улучшающие смесеобразование исгорание горючего, снижают интенсивность осадкообразования. К этому жеэффекту приводит повышение температуры рабочей смеси. В качестве весьмасущественного фактора, влияющего на появление осадков следует указатьрежим работы двигателя: работа на лёгких режимах наиболее опасна, таккак при этом создаются наиболее благоприятные условия дляосадкообразования. Эксплуатация машины с небольшой скоростью, с малыминагрузками, частыми и длительными остановками, работой двигателя нахолостом ходу приводит к пониженным рабочим температурам в двигателе,более сильному загрязнению картерного масла продуктами неполногосгорания горючего, разжижению масла горючим.
Отложения условно можно разделить на следующие виды:
1. Нарушающие циркуляцию масла вследствие забивания сеткимаслоприемников и маслоподводящих каналов, что приводит к недостаточнойсмазке основных узлов трения.
2. Способствующие преждевременному выходу из строя отдельных деталей:
а) отложения на клапанах, что может привести к прогоранию и/или прогару клапанов;
б) отложения в зоне поршневых колец, вызывающие их закоксовывание;
в) отложения нагара в камере сгорания, которые приводят к потеремощности, неуправляемому (калильному) сгоранию и возникновениюдетонации;
г) образованию твердых осадков в картерах, которые, попадая к трущимся поверхностям, вызывают их быстрый износ.
В зависимости от температурных условий деталей все виды отложений можно разбить на 3 основные группы:
1. Высокотемпературные, основная причина образования которых - недостаточная стабильность и низкие моющие свойства масел.
2. Среднетемпературные.
3. Низкотемпературные, образование которых тесно связано с попаданием в масло воды, сажи и несгоревшего топлива.
Механизмобразования высокотемпературных отложений был рассмотрен выше(Закоксовывание поршневых колец. Работа масла в узле трения). Неменьшую опасность для машины представляют и низкотемпературныеотложения. Наиболее интенсивно низкотемпературные отложения образуютсяв условиях коротких ездок с частыми пусками и остановками (городскойцикл), с увеличением длины пробега автомобиля нарушения, связанные собразованием осадков (особенно низкотемпературных), почти полностьюисчезают. В настоящее время масла с моющими присадками, предназначенныедля тяжелых условий работы, получили широкое распространение. Эти маслаудерживают осадки и продукты загрязнения в мелкодисперсном состоянии иуменьшают опасность их выпадения, сохраняют детали двигателя чистыми впроцессе их эксплуатации.
Механизм образования низкотемпературных отложений можно представить в следующем виде:
1. Значительное загрязнение масла продуктами сгорания топлива главнымобразом наблюдается при работе двигателя на холостом ходу и резкоуменьшается при нагрузке двигателя. Можно предположить, что основнойпричиной столь интенсивного загрязнения масла является чрезмернобогатая топливовоздушная смесь.
2. Работа двигателя на низкотемпературном режиме способствует попаданию водяных паров и горючего в картер двигателя.
3. Для снижения интенсивности загрязнения масла температуру в рубашкеохлаждения и масла в картере необходимо поддерживать равной по меньшеймере 70°С.
4. Недостаточно эффективная вентиляция картера способствует загрязнению масла и не позволяет удалять агрессивные продукты.
5. Низкотемпературные осадки представляют собой жидкую мазеобразнуюмассу, выпадающую из масла после превышения его "несущей способности".Большие нагрузки и частота вращения и, соответственно, более высокиетемпературы способствуют превращению жидких осадков в более твердые илипкие отложения.
6. Работа двигателя на переменном режиме ведетк образованию как низкотемпературных осадков, так и высокотемпературныхотложений в зоне поршневых колец.
Предупреждение загрязнений и образования осадков
Интенсивноеобразование отложений может быть причиной неисправностей и отказов вдвигателе, ходовой части и других элементах автомобиля. Прииспользовании масел с низкими эксплуатационными свойствами вфорсированных установках процессы образования как низкотемпературных,так и высокотемпературных отложений проходят с более высокой скоростью.
В связи с этим полезно знать некоторые рекомендации, позволяющиеуменьшить осадкообразование и тем самым продлить срок службы масел иавтомобиля в целом:
1. Важно, чтобы после запуска двигателятемпературу в системе охлаждения как можно быстрее поднять до 60-70°С.Необходимо обеспечить безупречную работу термостата в соответствующихтемпературных условиях.
2. При низких температурах необходимоустановить шторки у радиатора, чтобы уменьшить охлаждение жидкости.Следует предусмотреть возможность изменения утепления радиатора взависимости от температуры воздуха.
3. Для облегчения испарения топлива, удаления топлива и воды из картера температура масла должна быть не ниже 70°С.
4. Поддоны картера очень быстро охлаждаются, поэтому необходимо егоутеплить или установить специальный щиток, предохраняющий поддонкартера от потока холодного воздуха. Полезно также утеплить и клапаннуюкоробку.
5. Внимательно контролировать работу карбюратора и регулировать его. На богатых смесях осадки образуются более интенсивно.
6. Следует:
а) регулярно проверять работу системы зажигания, так как перебои и разрегулировка ее работы способствуют загрязнению масла;
б) не забывать контролировать состояние свечей, зачищать и регулировать контакты между электродами.
7. Проверять состояние и регулировки топливного насоса высокогодавления и форсунок дизеля, следить за состоянием топливных фильтрующихэлементов.
8. Следует избегать длительной работы двигателя нахолостом ходу или прогрева его в холодную погоду. Трогаться с местанеобходимо сразу же, как только установится давление масла (Прогреватьили не прогревать двигатель). При работе на холостом ходу многиедвигатели не удается прогреть в достаточной степени.
9.Контролировать систему вентиляции картера, периодически очищать ее, впротивном случае наблюдается повышенное загрязнение масла.
10.Проверять работу воздушных фильтров; загрязнение воздухоочистителейприводит к обогащению топливовоздушной смеси и уменьшению полнотысгорания.
11. При замене масло следует сливать сразу после остановки двигателя, пока масло и двигатель еще горячие.
12. Смену масла следует производить в такие сроки, чтобы в нем ненакапливались продукты загрязнения в количестве, опасном с точки зренияосадкообразования. При использовании низкокачественных масел необходимочаще менять масло для удаления продуктов загрязнения до образования ихв опасном количестве.
13. Вместе с заменой моторного масла сменить фильтрующий элемент.
14. Необходимо периодически вскрывать картер двигателя для очисткиподдона картера и сетки маслоприемника, не допуская снижения подачимасла к узлам трения (периодическая, но не запоздалая, промывкадвигателя промывочными маслами или жидкостями позволяет этого недопускать). При работе ДВС на маслах низких групп качества желательноэту операцию производить чаще.
15. При появлении на внутреннейповерхности маслозаливной крышки или на масляном щупе капелек воды илибеловатого (пенного) налета следует проверить состояние прокладкиголовки блока и при необходимости заменить ее, чтобы предотвратитьпопадание воды (охлаждающей жидкости) в масляную систему. Следует иметьввиду, что зимой при частых коротких поездках при охлаждении горячегодвигателя на внутренней стороне клапанной крышки образовываетсяконденсат, образуя на ней эмульсию. Со временем, растворяясь в общемобъеме масла в двигателе, она приводит к более быстрому старению масла.
16. Избегать смешивания/доливки моторных масел различных марок, т.к.нельзя однозначно гарантировать их совместимости. Невозможнопредсказать совместимость пакетов присадок, входящих в состав масел(суммарное содержание может достигать более 20%), поскольку базовыемасла в своем большинстве совместимы. Химические вещества, входящие всостав пакета присадок, могут быть несовместимы между собой.Несовместимость может выражаться по-разному: резкое изменениепрозрачности или потемнение масла после их смешивания, вспенивание;расслоение или выпадение осадка; резкое окисление смеси - образование вдвигателе мазеобразных отложений.