Nagar v moderních motorech. Podívejte se, odkud pochází a jak předcházet usazeninám

30.09.2019

Motor moderního automobilu je dostatečně spolehlivý a odolný, aby při správném provozu a včasné údržbě mohl „jít“ 300–400 tisíc km a ještě více. Ale bez ohledu na to, jak moc se konstruktéři a výrobci snaží, procesy stárnutí a opotřebení v motoru jsou nevyhnutelné. Stejně jako tvorba různých usazenin.

Životnost moderního automobilu je poměrně dlouhá a činí nejméně 10-15 let. Samozřejmě během této doby jsou velmi pravděpodobné poruchy a poruchy jednotlivých dílů a sestav; náhlé, náhlé změny stavu motoru. Ale přesto se to stává poměrně zřídka, protože má pravděpodobnostní povahu. Ale procesy změny rozměrů, fyzikálních a chemických vlastností dílů a součástí probíhají pomalu, ale nepřetržitě.

Dokud tyto změny nepřekročí tolerance stanovené konstruktéry, zůstávají spotřebitelské vlastnosti motoru stabilní. Ale jeden nebo více parametrů je mimo rozsah.

Při provozu motoru okamžitě dochází k porušením. Ne, o poruchách nebo poruchách se zatím nemluví. Dochází však k narušení provozu samostatné součásti, což ještě nevedlo ke ztrátě jejího, a tedy i výkonu motoru.

Na rozdíl od poruch a poruch souvisejících s pravděpodobnostními jevy se popsané procesy vyskytují, sice v různé míře, ale naprosto u všech motorů. Navíc je často mnohem obtížnější určit, kde a na jakém místě došlo k odchylkám, než zjistit skutečnost a příčinu zjevné poruchy.

Opotřebení nebo... usazeniny?

Začněme tím nejnevyhnutelnějším – opotřebením. Musíte se s ním smířit, protože ho nemůžete úplně zastavit. I když je možné zpomalit - úspěchy posledních let v materiálech a technologii výroby motorů, ve vývoji motorových olejů a filtrů, v kombinaci s přísným dodržováním pravidel pro provoz a údržbu motoru, uvádějí četné příklady zpoždění generální opravy období daleko přes 300 tisíc kilometrů.

Ukazuje se, že v současné době si nemůžete ani vzpomenout na opotřebení. Proto minimálně během 100-200 tisíc kilometrů vystupují do popředí další faktory snižující skutečnou životnost motoru. A v první řadě je to tvorba různých druhů usazenin.

O nebezpečí tvorby usazenin v mazacím systému a klikové skříni motoru spojeného s nízkou kvalitou, nejednotností druhu oleje nebo jeho předčasnou výměnou jsme již psali (viz "ABS-auto" 3/2000). Přitom usazeninám, které se hromadí v palivovém systému a sacím potrubí, spalovací komoře, výfukovém systému, není vždy přikládán význam, protože jsou považovány za druhořadý. Praxe však ukazuje, že jejich vliv na motor je velmi významný a v některých případech i nebezpečný. Právě o tom bude řeč.

Pojďme se podívat na body a součásti v konstrukci motoru, které jsou nejvíce náchylné k hromadění usazenin během životnosti motoru. Některé z nich mají malý nebo žádný vliv na chod motoru. Jiné naopak způsobují znatelné odchylky v práci i při relativně malých nánosech. Mezi tyto kritické komponenty z hlediska dopadu na motor patří těleso škrticí klapky, lamely sacích ventilů a samozřejmě trysky.

Odkud vklady pocházejí?

Procesy tvorby usazenin a jejich chemické složení se v různých systémech a zařízeních velmi liší. Například k tvorbě usazenin v atomizační části vstřikovačů dochází především během prvních 10-20 minut po zastavení horkého motoru, kdy jsou vstřikovače pod zbytkovým tlakem paliva. Podstata procesu je následující: palivový film, který nevyhnutelně zůstává v zóně sedla atomizéru, se vlivem vysoké teploty začne odpařovat. Lehké frakce benzinu se odpařují a těžší tvoří vrstvu pevných usazenin. Jejich hlavní složkou je uhlík.

Usazeniny na deskách sacích ventilů mají složitější složení. Nekvalitní palivo je tedy příčinou dehtových usazenin. Olej pronikající přes opotřebovaná těsnění dříku ventilu a mezeru mezi vřetenem ventilu a objímkou vede k usazeninám koksu: vzniká jako výsledek vysokoteplotní oxidace oleje, který vstupuje do topné desky. Mimochodem, proces koksování ventilů je nejintenzivnější na volnoběh, jízdu s nízkou zátěží a při brzdění motorem, kdy v sacím potrubí vzniká maximální podtlak.

Motorový olej také přispívá ke znečištění kanálů ovládání škrticí klapky a volnoběžných otáček, protože produkty oxidace a znečištění oleje jsou přenášeny do sacího potrubí ventilačním systémem klikové skříně.

Další složkou usazenin jsou saze. Důvodem jeho vzniku je spalování příliš bohaté směsi vzduch-palivo v režimech studeného startu, zahřívání a akcelerace. Saze vnikající do výfukového systému mohou postupně vést k ucpání kanálů systému recirkulace výfukových plynů.

U motorů, které jsou dlouhodobě provozovány v Rusku, převažují určité typy usazenin. To je způsobeno používáním paliva a oleje nízké kvality. Proto motor, který je schopen „tam“ dlouhá léta perfektně fungovat, „tady“ poměrně rychle začne „působit“.

Imunita vůči... usazeninám?

Nelze říci, že konstruktéři motorů zapomněli na usazeniny a jednoduše si „umyli ruce“ a přesunuli tyto problémy na spotřebitele. Naopak, v posledních letech se hodně udělalo pro vývoj motorů jakési „imunity“ vůči usazeninám. Jinými slovy, mnoho součástí a systémů v nejnovějších modelech motorů se stalo necitlivými vůči usazeninám, tzn. minimalizují se důsledky hromadění usazenin.

Například systémy dávkování paliva byly dlouho adaptivní; umožňují přizpůsobit se (i když v určitých mezích) vnějším podmínkám. A jaké jsou tyto vnější podmínky? Za prvé - hromadění usazenin ve sprejové části trysek. Stejný přístup se nyní používá ve většině nečinných subsystémů. Objevily se i speciální konstrukční součásti – trysky odolné proti usazeninám a škrticí klapky potažené teflonem.

„Imunita“ vůči vkladům, kterou poskytují tak obtížná a velmi nákladná opatření, je dnes potřeba více než kdy jindy. Faktem je, že neustále se zpřísňující požadavky na toxicitu výfukových plynů, účinnost a hustotu výkonu přímo vedou k nutnosti velmi „jemného“ vyladění motoru a všech jeho systémů. A ukazuje se, že čím modernější motor, tím bolestněji reaguje i na malé množství usazenin.

Proč jsou vklady nebezpečné?

Všechny usazeniny bez výjimky mají jedno společné – negativně ovlivňují chod motoru. Neuspokojivý startovací výkon, nestabilní volnoběh, vynechávání směsi, poklesy zrychlení, zvýšená spotřeba paliva a výfukové emise - to není úplný seznam zjevných příznaků způsobených výskytem "nepřátelských" útvarů v sacím traktu motoru. Ale nejhorší ze všeho je, že tyto usazeniny mohou mnohonásobně urychlit opotřebení motoru a dokonce vést k poruchám a poruchám jeho částí a součástí.

Jaká by mohla být souvislost mezi koksováním trysek a opotřebením součástí, například klikového mechanismu nebo skupiny válec-píst? Nejpřímější: za chladného počasí se motor poprvé nespustí a čím nižší je teplota, tím více se musíte pokusit nastartovat. No, každý takový pokus je dílem spárování dílů v polosuchém nebo dokonce suchém režimu tření, ekvivalentní z hlediska opotřebení 20-40 a někdy 100 km reálného kilometru.

Jak vyčistit díly od usazenin?

Myslíme si, že tento příklad zcela stačí k tomu, abychom si uvědomili závažnost problému. Jak se to dá vyřešit? První, co vás napadne, je jednoduše odstranit znečištěné součásti a vyčistit je chemicky nebo mechanicky. Tato metoda skutečně poskytuje nejlepší výsledky, ale zabere příliš mnoho času. Zvláště pokud jde o složité motory včetně víceválcových. Kromě toho demontáž a následná montáž součástí a systémů na moderních vozidlech často vyžaduje výměnu množství těsnění a těsnicích prvků, které nejsou vždy po ruce.

Atraktivnější je technologie čištění motoru CIP. Je založen na speciálních chemických sloučeninách – rozpouštědlech, které působí specificky na konkrétní typy usazenin. A aby se usazeniny v daném místě odstranily, je potřeba i určitá technika čištění a speciální vybavení. O tom, jaká rozpouštědla, metody čištění a zařízení použít v tom či onom případě, si řekneme v našich dalších materiálech.

Hlavní místa hromadění usazenin v motorech:
1 - těleso škrticí klapky a regulátor volnoběžných otáček;
2 - sací potrubí;
3 - palivová lišta;
4 - horní část trysky;
5 - stříkací část trysky;
6 - deska vstupního ventilu;
7 - spalovací komora;
8 - dno pístu;
9 - lambda sonda;
10 - katalyzátor;
11 - kanály systému recirkulace výfukových plynů.

Změna vlastností oleje v běžícím motoru

K hlavním změnám vlastností u běžícího motoru dochází z následujících důvodů:

vysoká teplota a oxidační účinky;
mechanochemické přeměny ropných složek;
trvalá akumulace:

produkty konverze ropy a jejích složek;
produkty spalování paliva;
voda;
nosit výrobky
kontaminanty ve formě prachu, písku a nečistot.

Oxidace

V běžícím motoru horký olej neustále cirkuluje a přichází do styku se vzduchem, produkty úplného a nedokonalého spalování paliva. Vzduchový kyslík urychluje oxidaci oleje. Tento proces je rychlejší u olejů náchylných k pěnění. Kovové povrchy dílů působí jako katalyzátory procesu oxidace oleje. Olej se při kontaktu s ohřátými částmi (především válce, písty a ventily) zahřívá, což značně urychluje proces oxidace oleje. Výsledkem mohou být pevné oxidační produkty (usazeniny).

Charakter výměny oleje v běžícím motoru je ovlivněn nejen chemickými přeměnami molekul oleje, ale také produkty úplného i nedokonalého spalování paliva, a to jak ve válci samotném, tak i proražením do klikové skříně.

Vliv teploty na oxidaci motorového oleje.

Existují dva typy teplotních podmínek motoru:

provoz plně zahřátého motoru (hlavní režim).
provoz nezahřátého motoru (časté zastavení vozu).

V prvním případě existuje vysoká teplota režim změny vlastností oleje v motoru, ve druhém - nízká teplota. Existuje mnoho středních pracovních podmínek. Při určování úrovně kvality oleje se provádějí motorové zkoušky při vysokých i nízkých teplotách.

Oxidační produkty a změny vlastností motorového oleje.

kyseliny(kyseliny). Nejvýznamnějšími produkty oxidace oleje jsou kyseliny. Způsobují korozi kovů, k neutralizaci vzniklých kyselin se spotřebovávají alkalické přísady, v důsledku čehož se zhoršují disperzní a detergentní vlastnosti a snižuje se životnost oleje. Zvýšení celkového čísla kyselosti, TAN (celkové číslo kyselosti) je hlavním indikátorem tvorby kyselin.

Usazeniny uhlíku v motoru(uhlíková ložiska). Na horkých površích částí motoru se tvoří různé karbonové usazeniny, jejichž složení a struktura závisí na teplotě povrchu kovu a oleje. Existují tři typy vkladů:

saze,

kal.

Je nutné zdůraznit, že tvorba a hromadění usazenin na povrchu částí motoru je důsledkem nejen nedostatečné oxidační a tepelné stability oleje, ale také jeho nedostatečné detergentnosti. Proto je opotřebení motoru a snížená životnost oleje komplexním ukazatelem kvality oleje.

Nagar(lak, karbonové usazeniny) jsou produkty tepelné destrukce a polymerace (krakování a polymerace) zbytků ropy a paliva. Tvoří se na silně zahřátých plochách (450° - 950°C). Nagar má charakteristickou černou barvu, i když někdy může být bílá, hnědá nebo jiné barvy. Tloušťka vrstvy usazenin se periodicky mění - při velkém množství usazenin se zhoršuje odvod tepla, stoupá teplota horní vrstvy usazenin a dochází k jejich vyhoření. V zahřátém motoru běžícím pod zatížením se tvoří méně usazenin. Podle struktury jsou ložiska monolitické, husté nebo volné.

Nagar má negativní vliv na chod a stav motoru. Usazeniny v drážkách pístů kolem kroužků brání jejich pohybu a přitlačení ke stěnám válců (zaseknutí, přilepení, přilepení kroužků) zvyšuje průnik plynů do klikové skříně a spotřebu oleje Přitlačování kroužků usazeninami ke stěnám válce vede k nadměrnému opotřebení válců (nadměrné opotřebení).

Leštění stěn válce(leštění otvoru) - usazeniny na horní straně pístů (píst top land) leští vnitřní stěny válců. Leštění zabraňuje zadržování olejového filmu na stěnách a výrazně urychluje rychlost opotřebení.

lak(lak). Tenká vrstva hnědé až černé, tvrdé nebo lepkavé uhlíkaté látky, která vzniká na mírně zahřátých površích v důsledku polymerace tenké vrstvy oleje za přítomnosti kyslíku. Plášť a vnitřní plocha pístu, ojnice a pístní čepy, vřetena ventilů a spodní části válců jsou lakovány. Lak výrazně zhoršuje odvod tepla (zejména pístu), snižuje pevnost a perzistenci olejového filmu na stěnách válců.

Usazeniny ve spalovací komoře(usazeniny ve spalovací komoře) vznikají z částic uhlíku (koksu) v důsledku nedokonalého spalování paliva a kovových solí obsažených ve složení aditiv v důsledku tepelného rozkladu olejových zbytků vstupujících do komory. Tyto usazeniny se zahřívají a způsobují předčasné vznícení pracovní směsi (než se objeví jiskra). Tento druh zážehu se nazývá předzápal nebo předzápal. Tím dochází k dalšímu pnutí v motoru (detonaci), což vede k urychlenému opotřebení ložisek a klikového hřídele. Navíc se jednotlivé části motoru přehřívají, výkon klesá a spotřeba paliva stoupá.

Ucpané zapalovací svíčky(znečištění zapalovací svíčky). Usazeniny nahromaděné kolem elektrody zapalovací svíčky uzavírají jiskřiště, jiskra slábne a zapalování je nepravidelné. Výsledkem je snížení výkonu motoru a zvýšení spotřeby paliva.

Dehty, kaly, pryskyřičná ložiska(kal) (pryskyřice, kal, usazeniny kalu) v motoru se tvoří kal v důsledku:

oxidace a jiné přeměny ropy a jejích složek;

akumulace paliva nebo produktů rozkladu v oleji a nedokonalé spalování;

voda.

Pryskyřičné látky vznikají v oleji v důsledku jeho oxidačních přeměn (zesíťování oxidovaných molekul) a polymerace produktů oxidace a nedokonalého spalování paliva. Tvorba pryskyřic se zvyšuje, když motor není dostatečně zahřátý. Produkty neúplného spalování paliva pronikají do klikové skříně při delším volnoběhu nebo v režimu stop-start. Při vysokých teplotách a intenzivním provozu motoru dochází k úplnému spalování paliva. Pro snížení tvorby dehtu a motorových olejů se zavádějí disperzní přísady, které zabraňují koagulaci a vysrážení pryskyřic. Pryskyřice, částice uhlíku, vodní pára, frakce těžkých paliv, kyseliny a další sloučeniny kondenzují, srážejí se do větších částic a tvoří v oleji kal, tzv. černý kal.

Kal(kal) je suspenze a emulze v oleji nerozpustných pevných látek a pryskyřičných látek od hnědé po černou. Složení kalu z klikové skříně:

olej 50-70%

voda 5-15%

produkty oxidace oleje a nedokonalého spalování paliva, pevné částice - zbytek.

V závislosti na teplotě motoru a oleje se procesy tvorby kalu poněkud liší. Rozlišujte mezi nízkou teplotou a vysokou teplotou

Nízkoteplotní kal(nízkoteplotní kal). Vzniká při interakci průrazných plynů obsahujících zbytky paliva a vody s olejem v klikové skříni. Ve studeném motoru se voda a palivo odpařuje pomaleji, což přispívá k tvorbě emulze, která se následně mění v kal.Vznik kalu v klikové skříni (kal v jímce) je příčinou:

zvýšení viskozity (zahuštění) oleje (zvýšení viskozity);

ucpání kanálků mazacího systému (blokování olejových cest);

porucha dodávky oleje (hladovění oleje).

Tvorba kalu v vahadle je příčinou nedostatečného větrání tohoto boxu (odvzdušnění nečistot). Výsledný kal je měkký, drobivý, ale při zahřátí (během dlouhé cesty) ztvrdne a zkřehne.

vysokoteplotní kal(vysokoteplotní kal). Vzniká jako výsledek kombinace oxidovaných molekul oleje pod vlivem vysoké teploty. Zvýšení molekulové hmotnosti oleje vede ke zvýšení viskozity.

U vznětového motoru je tvorba kalu a zvýšení viskozity oleje způsobeno hromaděním sazí. Tvorba sazí je usnadněna přetížením motoru a zvýšením obsahu tuku v pracovní směsi.

spotřeba aditiv. Spotřeba, provoz aditiv je určujícím procesem snižování ropných zdrojů. Nejdůležitější přísady do motorového oleje - detergenty, dispergátory a neutralizátory - se používají k neutralizaci kyselých sloučenin, zadržují se ve filtrech (spolu s oxidačními produkty) a rozkládají se při vysokých teplotách. Spotřebu aditiv lze nepřímo posuzovat snížením celkového základního čísla TBN. Kyselost oleje se zvyšuje v důsledku tvorby kyselých oxidačních produktů samotného oleje a produktů spalování paliva obsahujících síru. Reagují s přísadami, zásaditost oleje postupně klesá, což vede ke zhoršení detergentních a dispergačních vlastností oleje.

Efekt zvýšení výkonu a nucení motoru. Antioxidační a detergentní vlastnosti oleje jsou zvláště důležité při posilování motorů. Benzínové motory jsou posíleny zvýšením kompresního poměru a otáček klikového hřídele a vznětové motory zvýšením efektivního tlaku (hlavně s přeplňováním turbodmychadlem) a otáček klikového hřídele. Při zvýšení otáček klikového hřídele o 100 ot/min nebo při zvýšení efektivního tlaku o 0,03 MPa se teplota pístu zvýší o 3°C. Při vynucení motorů se obvykle snižuje jejich hmotnost, což vede ke zvýšení mechanického a tepelného zatížení dílů.

Motorové oleje "Automobilová maziva a speciální kapaliny" NPIKTS, St. Petersburg. Baltenas, Safonov, Ušakov, Shergalis.

K hlavním změnám vlastností u běžícího motoru dochází z následujících důvodů:

vysoká teplota a oxidační účinky;

mechanochemické přeměny ropných složek;

trvalá akumulace:

produkty konverze ropy a jejích složek;

produkty spalování paliva;

voda;

nosit výrobky

kontaminanty ve formě prachu, písku a nečistot.

Oxidace.

Vliv teploty na oxidaci motorového oleje.

Existují dva typy teplotních podmínek motoru:

provoz plně zahřátého motoru (hlavní režim).

provoz nezahřátého motoru (časté zastavení vozu).

Oxidační produkty a změny vlastností motorového oleje.

kyseliny (kyseliny). Nejvýznamnějšími produkty oxidace oleje jsou kyseliny. Způsobují korozi kovů, k neutralizaci vzniklých kyselin se spotřebovávají alkalické přísady, v důsledku čehož se zhoršují disperzní a detergentní vlastnosti a snižuje se životnost oleje. Zvýšení celkového čísla kyselosti, TAN (totalacidnumber) je hlavním indikátorem tvorby kyselin.

Usazeniny uhlíku v motoru (uhlíková ložiska). Na horkých površích částí motoru se tvoří různé karbonové usazeniny, jejichž složení a struktura závisí na teplotě povrchu kovu a oleje. Existují tři typy vkladů:

saze,

lak,

kal.

Nagar (lak, uhlíkové úsady) jsou produkty tepelné degradace a polymerace (krakování a polymerace) zbytků ropy a paliva. Tvoří se na velmi horkých površích (450° - 950°C). Nagar má charakteristickou černou barvu, i když někdy může být bílá, hnědá nebo jiné barvy. Tloušťka vrstvy usazenin se periodicky mění - při velkém množství usazenin se zhoršuje odvod tepla, stoupá teplota horní vrstvy usazenin a dochází k jejich vyhoření. V zahřátém motoru běžícím pod zatížením se tvoří méně usazenin. Podle struktury jsou ložiska monolitické, husté nebo volné.

Nagar má negativní vliv na chod a stav motoru. Usazeniny v drážkách pístu, kolem kroužků, zabraňují jejich pohybu a přitlačení ke stěnám válce (zasekávání, přilepení, přilepení kroužků). V důsledku zasekávání a potíží s pohybem kroužků netlačí na stěny a nezabezpečují kompresi ve válcích, klesá výkon motoru, zvyšuje se průnik plynu do klikové skříně a spotřeba oleje. Přitlačování kroužků s usazeninami na stěny válce vede k nadměrnému opotřebení válce (nadměrnému opotřebení).

Leštění stěn válce (boreleštění) - usazeniny na vrchu pístů (pistontopland) leští vnitřní stěny válců. Leštění zabraňuje zadržování olejového filmu na stěnách a výrazně urychluje rychlost opotřebení.

lak (lak). Tenká vrstva hnědé až černé, tvrdé nebo lepkavé uhlíkaté látky, která vzniká na mírně zahřátých površích v důsledku polymerace tenké vrstvy oleje za přítomnosti kyslíku. Plášť a vnitřní plocha pístu, ojnice a pístní čepy, vřetena ventilů a spodní části válců jsou lakovány. Lak výrazně zhoršuje odvod tepla (zejména pístu), snižuje pevnost a perzistenci olejového filmu na stěnách válců.

Usazeniny ve spalovací komoře (depozita ve spalovací komoře) vznikají z uhlíkových částic (koks), jako výsledek nedokonalého spalování paliva a kovových solí obsažených ve složení aditiv v důsledku tepelného rozkladu olejových zbytků vstupujících do komory. Tyto usazeniny se zahřívají a způsobují předčasné vznícení pracovní směsi (než se objeví jiskra). Tento druh zážehu se nazývá předzápal nebo předzápal. Tím dochází k dalšímu pnutí v motoru (detonaci), což vede k urychlenému opotřebení ložisek a klikového hřídele. Navíc se jednotlivé části motoru přehřívají, výkon klesá a spotřeba paliva stoupá.

Ucpané zapalovací svíčky (znečištění svíčky). Usazeniny nahromaděné kolem elektrody zapalovací svíčky uzavírají jiskřiště, jiskra slábne a zapalování je nepravidelné. Výsledkem je snížení výkonu motoru a zvýšení spotřeby paliva.

Dehty, kaly, pryskyřičná ložiska (kal) (pryskyřice, kal, usazeniny kalu) v motoru se tvoří kal v důsledku:

oxidace a jiné přeměny ropy a jejích složek;

akumulace paliva nebo produktů rozkladu v oleji a nedokonalé spalování;

voda.

Kal (kal) je suspenze a emulze v oleji nerozpustných pevných látek a pryskyřičných látek od hnědé po černou. Složení kalu z klikové skříně:

olej 50-70%

voda 5-15%

produkty oxidace oleje a nedokonalého spalování paliva, pevné částice - zbytek.

V závislosti na teplotě motoru a oleje se procesy tvorby kalu poněkud liší. Rozlišujte mezi nízkou teplotou a vysokou teplotou

Nízkoteplotní kal (nízkoteplotní kal). Vzniká při interakci průrazných plynů obsahujících zbytky paliva a vody s olejem v klikové skříni. Ve studeném motoru se voda a palivo odpařují pomaleji, což přispívá k tvorbě emulze, která se následně mění v kal.Vznik kalu v klikové skříni (kalu v jímce) je příčinou:

zvýšení viskozity (zahuštění) oleje (zvýšení viskozity);

ucpání kanálků mazacího systému (zablokování vedení);

narušení dodávek ropy (olejový hlad).

Tvorba kalu v rocker boxu je příčinou nedostatečného větrání tohoto boxu (foulairventing). Výsledný kal je měkký, drobivý, ale při zahřátí (během dlouhé cesty) ztvrdne a zkřehne.

vysokoteplotní kal (vysokoteplotní kal). Vzniká jako výsledek kombinace oxidovaných molekul oleje pod vlivem vysoké teploty. Zvýšení molekulové hmotnosti oleje vede ke zvýšení viskozity.

U vznětového motoru je tvorba kalu a zvýšení viskozity oleje způsobeno hromaděním sazí. Tvorba sazí je usnadněna přetížením motoru a zvýšením obsahu tuku v pracovní směsi.

Efekt zvýšení výkonu a nucení motoru. Antioxidační a detergentní vlastnosti oleje jsou zvláště důležité při posilování motorů. Benzínové motory jsou posíleny zvýšením kompresního poměru a otáček klikového hřídele, zatímco vznětové motory jsou posíleny zvýšením efektivního tlaku (hlavně s přeplňováním turbodmychadlem) a otáčkami klikového hřídele. Při zvýšení otáček klikového hřídele o 100 ot/min nebo při zvýšení efektivního tlaku o 0,03 MPa se teplota pístu zvýší o 3°C. Při vynucení motorů se obvykle snižuje jejich hmotnost, což vede ke zvýšení mechanického a tepelného zatížení dílů.

PROPLACHOVÁNÍ MOTORU.

Během provozu automobilu, i při použití vysoce kvalitních motorových olejů, se na vnitřních površích motoru a kanálech mazacího systému nevyhnutelně tvoří škodlivé uhlíkové usazeniny. Při výměně oleje také nevyhnutelně zůstává část starého použitého motorového oleje ve vnitřních dutinách motoru. Pokud tedy nalijete čerstvý motorový olej ihned po vypuštění použitého motoru bez předchozího propláchnutí, detergentní přísady nově naplněného oleje začnou okamžitě aktivně rozpouštět všechny tyto usazeniny a nečistoty zbývající v motoru, což může vést k řadě extrémně negativních důsledků: zejména k částečnému ucpání olejového filtru, a tedy ke snížení účinnosti jeho provozu, jakož i k předčasnému provozu aditivního balíčku a ztrátě čisticích vlastností čerstvého motorového oleje. To vše má nejškodlivější vliv na zdroj motoru a jeho výkonové charakteristiky. Dnes je nutnost propláchnutí mazacího systému při výměně motorového oleje zcela zřejmá, nikdo nepochybuje a nepotřebuje žádné dodatečné zdůvodnění. Ve spalovací komoře benzínového motoru, kam vstupuje směs paliva se vzduchem, dochází k jejímu vznícení, úplnému nebo částečnému shoření, čímž vznikají usazeniny uhlíku. Kromě toho jsou produkty nedokonalého spalování paliva příčinou tvorby usazenin laku na vnitřních plochách motoru. Dále většina produktů spalování odchází výfukovým systémem, avšak malá část plynů proniká do klikové skříně a v důsledku toho přichází do kontaktu s motorovým olejem. V tomto případě se olej oxiduje a ředí, tvoří se těžko rozpustné oxidační produkty, které zase navíc přispívají k tvorbě kalů a dalších usazenin. U dieselových motorů se navíc s palivem dostává síra do spalovacího prostoru. V důsledku oxidačních reakcí síry vznikají při spalování směsi paliva a vzduchu škodlivé usazeniny, které mají za následek korozi a opotřebení motoru. Uhlíkové usazeniny vytvořené na vnitřních površích, kanálech mazacího systému a částech motoru vedou nejen ke zhoršení odvodu tepla, ale také ke znatelnému snížení adheze oleje na třecích plochách, což v důsledku toho zhoršuje zadržování olejový film na částech motoru ve třecích jednotkách.

Důvody pro tvorbu usazenin a sazí v motoru

Použití vysoce kvalitních olejů neodstraňuje problém koksování, protože usazeniny a usazeniny se mohou tvořit v motoru z důvodů, které nesouvisejí s kvalitou paliv a maziv:

1. Přehřívání motoru . V důsledku pravidelného přehřívání olej rychleji stárne, ztrácí viskozitu a tvoří polymerové usazeniny v drážkách pod pístními kroužky, na stěnách spalovacího prostoru, mazacím systému a dalších dílech.

2. Provoz při nízkých teplotách . Vodní pára vznikající při spalování paliva reaguje se studeným olejem, což vede k tvorbě kalu v klikové skříni.

3. Městský režim provozu . Krátké cesty a dopravní zácpy. Při takovém provozu motor nedosáhne normálního provozu a v důsledku toho začíná karbonizace skupiny válec-píst.

4. Předčasná výměna oleje vede k prudkému nárůstu usazenin vznikajících v důsledku procesů jejího stárnutí.

5. Opotřebení turbodmychadla , v důsledku čehož se do oleje začnou dostávat horké výfukové plyny a mění se vlastnosti oleje.

6. Nemrznoucí kapalina se dostává do klikové skříně při odtlakování chladicího systému, čímž se změní vlastnosti oleje a zahájí se procesy jeho polymerace.

7. Nekvalitní palivo . Při neúplném spalování paliva se jeho část dostává přes kroužky do klikové skříně a urychluje proces stárnutí oleje.

8. Tvorba přebytečných sazí kvůli slabé kompresi nebo pozdnímu vstřikování paliva u dieselových motorů.

Při destilaci oleje s nízkým obsahem sirných sloučenin se získávají motorová nafta s vysokou chemickou stabilitou. Taková paliva si zachovávají své kvality po dlouhou dobu (více než 5 let skladování).

Po použití takového paliva ve vznětovém motoru se objevují karbonové a dehtové usazeniny. Důvodem je neúplné odpařování a špatné rozprášení motorové nafty uvnitř válců v důsledku vysoké viskozity paliva s těžkým frakčním složením. Přítomnost mechanických nečistot v motorové naftě je navíc příčinou tvorby uhlíku.

V důsledku toho přítomnost síry, skutečných dehtů, popela (nehořlavé nečistoty) v palivu a tendence takového paliva k tvorbě uhlíku určují dynamiku akumulace uhlíkových usazenin, která je charakterizována číslem koksu, tzn. schopnost paliva tvořit uhlíkatý zbytek při vysokoteplotním (více než 800 ... 900? C) rozkladu paliva bez přístupu vzduchu.

Uhlíkatým zbytkem nebo minerálním zbytkem je popel, tzn. nehořlavá nečistota, která zvyšuje tvorbu uhlíku. Kromě toho popel vstupující do motorového oleje způsobuje zrychlené opotřebení částí spalovacího motoru. Proto je množství popela omezeno na normu ne více než 0,01 %. Příčinou tvorby uhlíkatého zbytku jsou tedy následující faktory:

1) nedostatečná hloubka čištění paliva od sloučenin dehtu a asfaltu;

2) zvýšená viskozita motorové nafty;

3) těžké frakční složení paliva.

Také sklon motorové nafty k sazím je charakterizován obsahem skutečných pryskyřic v ní, tzn. nečistoty zbývající po čištění základních destilátorů. Vlastní pryskyřice způsobují gumovitost paliva v důsledku přítomnosti nenasycených uhlovodíků v palivu, jejichž množství se posuzuje podle jodového čísla.

Jodové číslo je ukazatelem nenasycených uhlovodíků (olefinů) v motorové naftě, číselně se rovná počtu gramů jódu přidaného k nenasyceným uhlovodíkům obsaženým ve 100 g paliva.

Obvykle reagují nenasycené uhlovodíky (olefiny) s jódem. To znamená, že čím více nenasycených uhlovodíků je v palivu, tím více jódu reaguje. Normální je takové množství nenasycených uhlovodíků, které reagují s jódem, nepřesahující 6 g jódu na 100 g zimní nebo letní motorové nafty.

Čím více skutečných pryskyřic v motorové naftě je, tím vyšší je jeho sklon k tvorbě uhlíku. Proto by obsah skutečných pryskyřic neměl překročit:

pro zimní motorovou naftu - 30 mg na 100 ml;

Pro letní DT - 60 mg na 100 ml.

Tendence motorové nafty k tvorbě laku se odhaduje podle obsahu laku v mg na 100 ml paliva. K tomu se palivo odpařuje ve speciálním laku při teplotě 250?

Závěry:

1) Když dieselový motor běží na kyselé palivo, tvoří se tvrdé usazeniny a usazeniny laku, které se obtížně odstraňují, což způsobuje opotřebení dílů motoru při provozu za nízkých teplot.

2) Karbonizace paliva vede také k tvorbě karbonových usazenin a tvorbě laku, v důsledku čehož může docházet k zadření pístního kroužku.

3) Díky přítomnosti částic merkaptové síry v palivu se při oxidaci paliva tvoří pryskyřice, které se v kombinaci s pryskyřicemi tvořenými z olefinů a dokonce i vlastními pryskyřicemi, které jsou v motorové naftě, ukládají na jehly trysky, což nakonec způsobí, že jehly uvnitř trysek zamrznou.

4) Multifunkční aditiva a jejich vliv na vlastnosti motorové nafty.

Zlepšení vlastností motorové nafty je dosaženo zavedením multifunkčních přísad do jejich složení, jako jsou:

Depresor;

· Zvýšení cetanového čísla;

· Antioxidant;

· Dispergace detergentů;

Snížení kouřivosti výfukových plynů atd.

Aditiva proti kouři třídy MST-15, ADP-2056, EFAP-6 v koncentraci 0,2…0,3 umožňují snížit výfukový kouř o 40…50 % a snížit obsah sazí.

Antikorozní přísada naftenát zinku v koncentraci 0,25 ... 0,3 %, přidaná do motorového oleje, účinně neutralizuje destruktivní účinek kyselin.

Pro zvýšení cetanového čísla motorové nafty, zlepšení jeho výchozích vlastností se používají aditiva: thionitráty RNSO; isopropylnitráty; peroxid RCH 2 ONO v koncentraci 0,2 ... 0,25 %.

Pro snížení bodu tuhnutí se používají depresivní přísady - kopolymery etylenu a vinylacetátu o koncentraci 0,001 ... 2,0 %. Pokrývají monomolekulární vrstvou mikrokrystalů tvrdnoucích parafinů, zabraňují jejich zvětšování a vysrážení.

Antioxidační přísady v koncentraci 0,001 ... 0,1 % zvyšují tepelně-oxidační odolnost paliv.

Antikorozní přísady v koncentraci 0,0008 ... 0,005 % snižují korozivní agresivitu motorové nafty.

Biocidní přísady v koncentraci 0,005 ... 0,5 %, které potlačují množení mikroorganismů v palivu.

Multifunkční aditiva, skládající se z tlumivých, detergentních a protikouřových složek, které nejen rozšiřují nízkoteplotní vlastnosti paliv, ale také snižují toxicitu výfukových plynů. Například přidáním aditiva ADDP do motorové nafty v množství 0,05...0,3% se sníží bod tuhnutí paliva o 20...25%, přičemž teplota filtrovatelnosti se sníží o 10...12?C, kouř - o 20...55°C a tvorba uhlíku - o 50...60%.

Zavádění různých aditiv a přísad do motorové nafty tedy výrazně zlepšuje její výkonnostní vlastnosti.

Usazeniny v motoru

Se zvyšující se viskozitou oleje klesá množství srážek v motoru Usazeniny v motoru jsou šedohnědé až černé lepkavé, mastné látky, které se usazují při provozu v motoru, v klikové skříni, ve víku ventilů, v olejového systému a ve filtrech.V podstatě se jedná o emulzi vody v oleji, znečištěnou různými nečistotami. Vnikání vody do ropy je jednou z hlavních příčin usazenin. Složení ložisek není konstantní a závisí na podmínkách, za kterých vzniká.

Poměr látek obsažených ve složení sedimentů se může dramaticky měnit, ale jejich obsah se pohybuje v následujících mezích (v % hm.):
- Olej ............................50-85,
- Voda................................5-35,
- Palivo................................1-7,
- Hydroxykyseliny ............2-15,
- Asfalteny...................... 0,1-1,5,
- Karbeny, karboidy .......... 2-10,
- Jasan.................................1-7.

Přítomnost usazenin v motoru představuje velké nebezpečí. Mohou ucpat olejové kanály, olejový zásobník a filtr. Pokud jsou sběrač olejového čerpadla a olejové potrubí ucpané usazeninami, normální přívod oleje bude narušen, což povede k roztavení pánví ložisek, odření čepu klikového hřídele a dokonce k poruše motoru. Pokud je olejový filtr ucpaný sedimentem, pak se do třecích částí dostává neupravený kontaminovaný olej, v důsledku čehož se opotřebení dílů prudce zvyšuje, hrozí spálení pístních kroužků atd. Pokud jsou v motoru usazeniny, kvalita nově naplněného oleje se prudce zhorší. Usazeniny navíc mohou časem zhoustnout a ztvrdnout, takže je obtížné z nich díly čistit i mechanicky. Čím častěji se tedy mění použitý olej, tím méně usazenin v motoru. Také množství srážek v motoru je ovlivněno ventilací klikové skříně, as ventilace z klikové skříně pomáhá odvádět vodní páru a plyny unikající ze spalovací komory. Při špatné ventilaci ani použití těch nejlepších druhů benzínu a oleje nezachrání tvorbu usazenin.

Je nutné vzít v úvahu teplotní faktory: vliv teploty vzduchu na sacím potrubí (karburátor) - se zvýšením T? přívod vzduchu, snižuje se usazování v motoru; vliv teploty chladicí kapaliny: při vysoké teplotě chladicí kapaliny je menší možnost kondenzace vodní páry v klikové skříni, takže tvorba usazenin v motoru je menší. Mimo jiné je ovlivněno frakční složení paliva: čím těžší je frakční složení paliva, tím více ho proniká do klikové skříně a vede k růstu usazenin. Při chodu motoru na olovnatý benzin se do oleje dostává spolu s benzinem olovo, jehož sloučeniny prudce urychlují sedimentaci, k čemuž přispívá i špatná tvorba směsi a spalování paliva. Proto jakákoli opatření zlepšující tvorbu směsi a spalování paliva snižují intenzitu sedimentace. Ke stejnému efektu vede i zvýšení teploty pracovní směsi. Jako velmi významný faktor ovlivňující výskyt srážek by měl být uveden režim provozu motoru: nejnebezpečnější je provoz ve světelných režimech, protože to vytváří nejpříznivější podmínky pro tvorbu srážek. Provoz stroje při nízkých otáčkách, s nízkým zatížením, častými a dlouhými zastávkami, chodem motoru naprázdno vede k nižším provozním teplotám v motoru, silnějšímu znečištění oleje klikové skříně produkty nedokonalého spalování paliva, ředění oleje palivem.

Vklady lze podmíněně rozdělit do následujících typů:
1. Narušení cirkulace oleje v důsledku ucpání mřížky olejových nádrží a kanálů pro přívod oleje, což vede k nedostatečnému mazání hlavních třecích jednotek.
2. Přispívání k předčasnému selhání jednotlivých částí:
a) usazeniny na ventilech, které mohou vést k popálení a/nebo vyhoření ventilů;
b) usazeniny v oblasti pístních kroužků, které způsobují jejich koksování;
c) usazeniny sazí ve spalovací komoře, které vedou ke ztrátě výkonu, nekontrolovanému (žhavému) spalování a vzniku detonace;
d) tvorba pevných usazenin v klikových skříních, které se dostávají na třecí plochy a způsobují jejich rychlé opotřebení.
V závislosti na teplotních podmínkách dílů lze všechny typy usazenin rozdělit do 3 hlavních skupin:
1. Vysoká teplota, jejíž hlavním důvodem vzniku je nedostatečná stabilita a nízké detergentní vlastnosti olejů.
2. Střední teplota.
3. Nízkoteplotní, jejichž vznik úzce souvisí se vnikáním vody, sazí a nespáleného paliva do oleje.

Mechanismus vzniku vysokoteplotních usazenin byl diskutován výše (Koksování pístních kroužků. Práce oleje ve třecí jednotce). Neméně nebezpečné jsou pro stroj nízkoteplotní usazeniny. Nejintenzivnější nízkoteplotní nánosy vznikají při krátkých jízdách s častými rozjezdy a zastavováními (městský cyklus), s prodlužováním délky nájezdu vozu se poruchy spojené s tvorbou srážek (zejména nízkoteplotních) téměř úplně vylučují. zmizet. Silné detergentní oleje jsou nyní široce používány. Tyto oleje udržují usazeniny a zplodiny znečištění v jemně rozptýleném stavu a snižují riziko jejich vypadnutí, udržují díly motoru během jejich provozu čisté.

Mechanismus tvorby nízkoteplotních usazenin lze znázornit takto:
1. Významné znečištění oleje produkty spalování paliva je pozorováno hlavně při volnoběhu motoru a prudce klesá při zatížení motoru. Lze předpokládat, že hlavním důvodem tak intenzivního znečištění oleje je příliš bohatá směs vzduchu a paliva.
2. Provoz motoru v nízkoteplotním režimu přispívá k pronikání vodní páry a paliva do klikové skříně motoru.
3. Aby se snížila intenzita znečištění oleje, musí být teplota v chladicím plášti a olej v klikové skříni udržována na minimálně 70°C.
4. Nedostatečné odvětrávání klikové skříně přispívá ke znečištění oleje a zabraňuje odstraňování agresivních produktů.
5. Nízkoteplotní kal je kapalná, masťovitá hmota, která po překročení své „únosnosti“ vypadává z oleje Vyšší zatížení a otáčky a tím i vyšší teploty přispívají k přeměně kapalného kalu na pevnější nebo lepkavé usazeniny.
6. Provoz motoru ve střídavém režimu vede k tvorbě jak nízkoteplotních, tak i vysokoteplotních usazenin v oblasti pístního kroužku.

Znečištění a prevence srážek

Intenzivní tvorba usazenin může způsobit poruchy a poruchy na motoru, podvozku a dalších prvcích vozu. Při použití olejů s nízkými výkonnostními vlastnostmi v nucených instalacích probíhají procesy tvorby jak nízkoteplotních, tak vysokoteplotních usazenin vyšší rychlostí.

V tomto ohledu je užitečné znát některá doporučení ke snížení sedimentace a tím prodloužení životnosti olejů a vozu jako celku:
1. Je důležité, aby po nastartování motoru byla co nejdříve zvýšena teplota v chladicím systému na 60-70°C.Je nutné zajistit, aby termostat za vhodných teplotních podmínek bezchybně fungoval.
2. Při nízkých teplotách je nutné instalovat v blízkosti chladiče závěsy pro omezení chlazení kapalinou.Měla by být možná výměna izolace chladiče v závislosti na teplotě vzduchu.
3. Pro usnadnění odpařování paliva, odstraňování paliva a vody z klikové skříně musí být teplota oleje alespoň 70°C.
4. Olejové vany se velmi rychle ochlazují, proto je nutné je izolovat nebo instalovat speciální štít, který olejovou vanu chrání před prouděním studeného vzduchu. Je také užitečné izolovat ventilovou skříň.
5. Pečlivě sledujte činnost karburátoru a seřiďte jej. Na bohatých směsích se srážky tvoří intenzivněji.
6. Mělo by:
a) pravidelně kontrolovat činnost zapalovacího systému, protože přerušení a nesprávné seřízení jeho činnosti přispívá ke kontaminaci oleje;
b) nezapomeňte kontrolovat stav svíček, vyčistit a seřídit kontakty mezi elektrodami.
7. Zkontrolujte stav a seřízení vysokotlakého palivového čerpadla a vstřikovačů nafty, sledujte stav vložek palivového filtru.
8. Vyhněte se dlouhodobému chodu motoru na volnoběh nebo jeho zahřívání v chladném počasí. Je nutné okamžitě vyjet, jakmile se ustálí tlak oleje (zahřejte nebo nezahřívejte motor). Při volnoběhu se mnoho motorů nedokáže dostatečně zahřát.
9. Kontrolujte ventilační systém klikové skříně, pravidelně jej čistěte, jinak je pozorováno zvýšené znečištění oleje.
10.Zkontrolujte funkci vzduchových filtrů; Znečištění čističe vzduchu vede k obohacení směsi vzduch-palivo a ke snížení účinnosti spalování.
11. Při výměně oleje jej vypusťte ihned po zastavení motoru, dokud jsou olej a motor ještě horké.
12. Olej by měl být vyměněn tak, aby se v něm neakumulovaly produkty znečištění v množství nebezpečném z hlediska sedimentace. Při použití nekvalitních olejů je nutné měnit olej častěji, aby se odstranily produkty kontaminace dříve, než se vytvoří v nebezpečném množství.
13. Spolu s výměnou motorového oleje vyměňte vložku filtru.
14. Je nutné pravidelně otvírat klikovou skříň motoru, aby se vyčistila vana klikové skříně a mřížka sběrače oleje, aby se zabránilo snížení dodávky oleje do třecích jednotek (pravidelné, ale ne pozdě, proplachování motoru proplachovacími oleji nebo kapalinami tomu zabrání ). Když spalovací motor běží na oleje skupin nízké kvality, je žádoucí provádět tuto operaci častěji.
15. Pokud se na vnitřním povrchu víčka plnicího hrdla oleje nebo na měrce oleje objeví kapky vody nebo bělavé (pěnové) usazeniny, zkontrolujte stav těsnění hlavy bloku a v případě potřeby jej vyměňte, aby se zabránilo vniknutí vody (chladicí kapaliny) olejový systém. Je třeba mít na paměti, že při častých krátkých jízdách v zimě, kdy se horký motor ochladí, se na vnitřní straně víka ventilů tvoří kondenzát, který na něm vytváří emulzi. Postupem času, rozpuštěním v celkovém objemu oleje v motoru, vede k rychlejšímu stárnutí oleje.
16. Vyvarujte se míchání/doplňování motorových olejů různých značek, protože nelze jednoznačně zaručit kompatibilitu. Je nemožné předvídat kompatibilitu aditiv, které tvoří oleje (celkový obsah může dosáhnout více než 20 %), protože základové oleje jsou většinou kompatibilní. Chemikálie, které tvoří balíček aditiv, mohou být navzájem neslučitelné Neslučitelnost může být vyjádřena různými způsoby: prudká změna průhlednosti nebo ztmavnutí oleje po smíchání, napěnění, delaminace nebo precipitace; prudká oxidace směsi - tvorba mastných usazenin v motoru.