رسوبات در موتور تغییر در خواص روغن در موتور در حال کار

تغییرات اصلی در خواص در یک موتور در حال کار به دلایل زیر رخ می دهد:

دمای بالا و اثرات اکسید کننده؛

تبدیل مکانیک شیمیایی اجزای روغن؛

تجمع دائمی:

محصولات تبدیلی روغن و اجزای آن؛

محصولات احتراق سوخت؛

اب؛

پوشیدن محصولات

آلاینده هایی به شکل گرد و غبار، ماسه و خاک.

اکسیداسیون.

در یک موتور در حال کار، روغن داغ به طور مداوم در گردش است و با هوا، محصولات حاصل از احتراق کامل و ناقص سوخت، در تماس است. اکسیژن هوا اکسیداسیون روغن را تسریع می کند. این فرآیند در روغن های مستعد کف کردن سریعتر است. سطوح فلزی قطعات به عنوان کاتالیزور برای فرآیند اکسیداسیون روغن عمل می کنند. روغن در تماس با قطعات گرم شده (عمدتاً سیلندرها، پیستون ها و سوپاپ ها) گرم می شود که به میزان زیادی روند اکسیداسیون روغن را سرعت می بخشد. نتیجه می تواند محصولات اکسیداسیون جامد (رسوب) باشد.

ماهیت تغییر روغن در یک موتور در حال کار نه تنها تحت تأثیر دگرگونی های شیمیایی مولکول های روغن، بلکه تحت تأثیر محصولات احتراق کامل و ناقص سوخت، هم در خود سیلندر و هم از طریق نفوذ به داخل میل لنگ است.

تاثیر دما بر اکسیداسیون روغن موتور

دو نوع شرایط دمایی موتور وجود دارد:

عملکرد موتور کاملاً گرم شده (حالت اصلی).

کارکرد موتور گرم نشده (توقف مکرر خودرو).

در مورد اول وجود دارد درجه حرارت بالاحالت تغییر خواص روغن در موتور، در مرحله دوم - دمای پایین. شرایط کار متوسط ​​زیادی وجود دارد. هنگام تعیین سطح کیفیت روغن، آزمایشات موتور در دماهای بالا و پایین انجام می شود.

محصولات اکسیداسیون و تغییرات در خصوصیات روغن موتور.

اسیدها (اسیدها). مهمترین محصولات اکسیداسیون روغن اسیدها هستند. آنها باعث خوردگی فلزات می شوند و افزودنی های قلیایی برای خنثی کردن اسیدهای حاصل مصرف می شود که در نتیجه خاصیت پراکندگی و شوینده بدتر می شود و عمر مفید روغن کاهش می یابد. افزایش در تعداد کل اسید، TAN (تعداد کل اسید) شاخص اصلی تشکیل اسیدها است.

رسوب کربن در موتور (رسوبات کربن). انواع رسوبات کربن بر روی سطوح داغ قطعات موتور تشکیل می شود که ترکیب و ساختار آنها به دمای سطوح فلز و روغن بستگی دارد. سه نوع سپرده وجود دارد:

دوده،

لاک زدن،

لجن.

باید تاکید کرد که تشکیل و تجمع رسوبات روی سطح قطعات موتور نه تنها نتیجه ناکافی بودن پایداری اکسیداتیو و حرارتی روغن، بلکه در نتیجه شویندگی ناکافی آن است. بنابراین، فرسودگی موتور و کاهش عمر روغن یک شاخص پیچیده برای کیفیت روغن است.

نگر (لاک، رسوبات کربن) محصولات تخریب حرارتی و پلیمریزاسیون (ترک و پلیمریزاسیون) باقیمانده های نفت و سوخت هستند. روی سطوح بسیار داغ (450-950 درجه سانتی گراد) تشکیل می شود. نگار یک رنگ سیاه مشخص دارد، اگرچه گاهی اوقات می تواند سفید، قهوه ای یا رنگ های دیگر باشد. ضخامت لایه رسوب به طور دوره ای تغییر می کند - هنگامی که رسوبات زیادی وجود دارد، حذف گرما بدتر می شود، دمای لایه بالایی رسوبات افزایش می یابد و آنها می سوزند. در یک موتور گرم که تحت بار کار می کند، رسوبات کمتری تشکیل می شود. طبق ساختار، رسوبات یکپارچه، متراکم یا سست هستند.

نگر بر عملکرد و وضعیت موتور تاثیر منفی می گذارد. رسوبات موجود در شیارهای پیستون، اطراف رینگ ها، مانع از حرکت و فشار آنها به دیواره های سیلندر (گیر کردن، چسبیدن، چسبیدن رینگ) می شود. در نتیجه گیر کردن و مشکل در حرکت رینگ ها، به دیواره ها فشار نمی آورند و در سیلندرها فشرده سازی ایجاد نمی کنند، قدرت موتور کاهش می یابد، نفوذ گاز به داخل میل لنگ و مصرف روغن افزایش می یابد. فشار دادن حلقه های دارای رسوب در برابر دیواره سیلندر منجر به سایش بیش از حد سیلندر (سایش بیش از حد) می شود.

پولیش دیواره سیلندر (بره پولیش) - رسوبات در بالای پیستون ها (پیستون تاپلند) دیواره های داخلی سیلندرها را جلا می دهند. پولیش از حفظ و نگه داشتن لایه روغن بر روی دیوارها جلوگیری می کند و سرعت سایش را به میزان قابل توجهی تسریع می کند.

لاک زدن (لاک). یک لایه نازک از ماده کربن دار قهوه ای تا سیاه، سخت یا چسبنده که بر روی سطوح با حرارت متوسط ​​به دلیل پلیمریزاسیون لایه نازکی از روغن در حضور اکسیژن تشکیل می شود. دامن و سطح داخلی پیستون، شاتون ها و پین های پیستون، میل سوپاپ ها و قسمت های پایینی سیلندر ها لاک زده شده اند. لاک به میزان قابل توجهی حذف گرما (به ویژه پیستون) را مختل می کند، استحکام و ماندگاری لایه روغن روی دیواره سیلندر را کاهش می دهد.

رسوبات در محفظه احتراق (رسوبات محفظه احتراق) از ذرات کربن (کک) در نتیجه احتراق ناقص سوخت و نمک های فلزی موجود در ترکیب مواد افزودنی در نتیجه تجزیه حرارتی باقی مانده های روغن وارد محفظه تشکیل می شوند. این رسوبات گرم می شوند و باعث اشتعال زودرس مخلوط کار می شوند (قبل از ظاهر شدن جرقه). این نوع اشتعال را پیش اشتعال یا پیش اشتعال می گویند. این باعث ایجاد تنش های اضافی در موتور (انفجار) می شود که منجر به سایش سریع یاتاقان ها و میل لنگ می شود. علاوه بر این، قسمت های جداگانه موتور بیش از حد گرم می شود، قدرت کاهش می یابد و مصرف سوخت افزایش می یابد.

شمع های مسدود شده (جرقه گیر). رسوبات انباشته شده در اطراف الکترود شمع، شکاف جرقه را می بندد، جرقه ضعیف می شود و احتراق نامنظم می شود. در نتیجه قدرت موتور کاهش یافته و مصرف سوخت افزایش می یابد.

قطران، لجن، رسوبات رزینی (لجن) (رزین، لجن، رسوبات لجن) در موتور، لجن در نتیجه:

اکسیداسیون و سایر تبدیلات روغن و اجزای آن؛

تجمع سوخت یا محصولات تجزیه در روغن و احتراق ناقص.

اب.

مواد رزینی در نفت در نتیجه تبدیل اکسیداتیو آن (تقاطع مولکول های اکسید شده) و پلیمریزاسیون محصولات اکسیداسیون و احتراق ناقص سوخت تشکیل می شوند. هنگامی که موتور به اندازه کافی گرم نباشد تشکیل رزین ها افزایش می یابد. محصولات حاصل از احتراق ناقص سوخت در حین دور کاری طولانی مدت یا در حالت استاپ استارت وارد میل لنگ می شوند. در دماهای بالا و کارکرد شدید موتور، سوخت کاملاً می سوزد. برای کاهش تشکیل قطران و روغن موتور، افزودنی های پخش کننده معرفی شده اند که از انعقاد و رسوب رزین ها جلوگیری می کند. رزین ها، ذرات کربن، بخار آب، کسرهای سوخت سنگین، اسیدها و سایر ترکیبات متراکم می شوند، به ذرات بزرگتر منعقد می شوند و به اصطلاح در روغن لجن ایجاد می کنند. لجن سیاه

لجن (لجن) سوسپانسیون و امولسیون در روغن از جامدات نامحلول و مواد رزینی از قهوه ای تا سیاه است. ترکیب لجن میل لنگ:

روغن 50-70 درصد

آب 5-15 درصد

محصولات اکسیداسیون نفت و احتراق ناقص سوخت، ذرات جامد - بقیه.

بسته به دمای موتور و روغن، فرآیندهای تشکیل لجن تا حدودی متفاوت است. بین دمای پایین و دمای بالا تمایز قائل شوید

لجن با دمای پایین (لجن با دمای پایین). هنگامی که گازهای نفوذی حاوی باقیمانده های سوخت و آب با روغن موجود در میل لنگ برهم کنش ایجاد می شود. در موتورهای سرد، آب و سوخت کندتر تبخیر می شوند که به تشکیل امولسیون کمک می کند که متعاقباً به لجن تبدیل می شود.

افزایش ویسکوزیته (ضخیم شدن) روغن (افزایش ویسکوزیته)؛

مسدود شدن کانال های سیستم روغن کاری (مسدود کردن فویل راه ها)؛

نقض عرضه نفت (گرسنگی نفتی).

تشکیل لجن در راکر باکس علت تهویه ناکافی این جعبه (foulairventing) می باشد. لجن حاصل نرم و شکننده است، اما وقتی گرم می شود (در طول یک سفر طولانی) سخت و شکننده می شود.

لجن با دمای بالا (لجن با دمای بالا). در نتیجه ترکیب مولکول های روغن اکسید شده تحت تأثیر دمای بالا تشکیل می شود. افزایش وزن مولکولی روغن منجر به افزایش ویسکوزیته می شود.

در یک موتور دیزل، تشکیل لجن و افزایش ویسکوزیته روغن در اثر تجمع دوده ایجاد می شود. تشکیل دوده با اضافه بار موتور و افزایش محتوای چربی مخلوط کار تسهیل می شود.

مصرف مواد افزودنی مصرف، بهره برداری از مواد افزودنی فرآیند تعیین کننده کاهش منبع نفت است. مهمترین افزودنی های روغن موتور - شوینده ها، پخش کننده ها و خنثی کننده ها - برای خنثی کردن ترکیبات اسیدی استفاده می شود، در فیلترها (همراه با محصولات اکسیداسیون) نگه داشته می شوند و در دماهای بالا تجزیه می شوند. مصرف مواد افزودنی را می توان به طور غیر مستقیم با کاهش تعداد پایه کل TBN قضاوت کرد. اسیدیته روغن به دلیل تشکیل محصولات اکسیداسیون اسیدی خود روغن و محصولات حاوی گوگرد حاصل از احتراق سوخت افزایش می یابد. آنها با مواد افزودنی واکنش نشان می دهند، خاصیت قلیایی روغن به تدریج کاهش می یابد، که منجر به بدتر شدن خواص شوینده و پخش کننده روغن می شود.

اثر افزایش قدرت و اجبار موتور.خواص آنتی اکسیدانی و شوینده روغن به ویژه هنگام تقویت موتورها مهم است. موتورهای بنزینی با افزایش نسبت تراکم و سرعت میل لنگ تقویت می شوند، در حالی که موتورهای دیزلی با افزایش فشار مؤثر (عمدتاً با توربوشارژ) و سرعت میل لنگ تقویت می شوند. با افزایش سرعت میل لنگ 100 دور در دقیقه یا با افزایش فشار موثر 0.03 مگاپاسکال، دمای پیستون تا 3 درجه سانتی گراد افزایش می یابد. هنگام فشار دادن موتورها معمولاً جرم آنها کاهش می یابد که منجر به افزایش بارهای مکانیکی و حرارتی روی قطعات می شود.

شستشوی موتور

در حین کارکرد خودرو، حتی در هنگام استفاده از روغن های موتور با کیفیت بالا، به ناچار رسوبات مضر کربن روی سطوح داخلی موتور و کانال های سیستم روغن کاری ایجاد می شود. هنگام تعویض روغن، مقداری روغن موتور قدیمی استفاده شده نیز به ناچار در حفره های داخلی موتور باقی می ماند. بنابراین، اگر روغن موتور تازه بلافاصله پس از تخلیه موتور مورد استفاده بدون شستشوی قبلی ریخته شود، افزودنی های شوینده روغن تازه پر شده بلافاصله شروع به حل کردن فعال تمام این رسوبات و آلاینده های باقی مانده در موتور می کنند که به نوبه خود می تواند منجر به تعدادی شود. پیامدهای بسیار منفی: به ویژه گرفتگی جزئی فیلتر روغن و در نتیجه کاهش راندمان عملکرد آن و همچنین عملکرد زودهنگام بسته افزودنی و از بین رفتن خاصیت تمیز کنندگی روغن موتور تازه. همه اینها مضرترین تأثیر را بر روی منبع موتور و ویژگی های قدرت آن دارد. امروزه نیاز به شستشوی سیستم روغن کاری هنگام تعویض روغن موتور کاملاً آشکار است ، هیچ کس شک نمی کند و نیازی به توجیه اضافی ندارد. در محفظه احتراق یک موتور بنزینی، جایی که مخلوط سوخت و هوا وارد می شود، مشتعل می شود، به طور کامل یا جزئی می سوزد و در نتیجه رسوبات کربن ایجاد می شود. علاوه بر این، محصولات حاصل از احتراق ناقص سوخت، عامل ایجاد رسوب لاک بر روی سطوح داخلی موتور است. علاوه بر این، بیشتر محصولات احتراق از طریق سیستم اگزوز خارج می شوند، با این حال، بخش کوچکی از گازها به داخل میل لنگ می شکند و بر این اساس با روغن موتور تماس پیدا می کند. در این حالت ، روغن اکسید و رقیق می شود ، محصولات اکسیداسیون به سختی محلول تشکیل می شود که به نوبه خود به تشکیل لجن و سایر رسوبات کمک می کند. در موتورهای دیزل، علاوه بر این، گوگرد همراه با سوخت وارد محفظه احتراق می شود. در نتیجه واکنش های اکسیداتیو گوگرد، در طی احتراق مخلوط سوخت و هوا، رسوبات مضری تشکیل می شود که منجر به خوردگی و سایش موتور می شود. رسوبات کربن تشکیل شده روی سطوح داخلی، کانال های سیستم روغن کاری و قطعات موتور نه تنها منجر به بدتر شدن حذف گرما می شود، بلکه منجر به کاهش قابل توجه چسبندگی روغن به سطوح اصطکاک می شود که بر این اساس، احتباس روغن را بدتر می کند. فیلم روغن روی قطعات موتور در واحدهای اصطکاک.

دلایل تشکیل رسوبات و دوده در موتور

استفاده از روغن های با کیفیت بالا مشکل کک شدن را برطرف نمی کند، زیرا به دلایلی که به کیفیت سوخت و روان کننده ها مربوط نمی شود، رسوبات و رسوبات می توانند در موتور ایجاد شوند:

1. داغ شدن بیش از حد موتور . در نتیجه گرمای بیش از حد معمول، روغن سریعتر پیر می شود، ویسکوزیته را از دست می دهد و رسوبات پلیمری را در شیارهای زیر حلقه های پیستون، روی دیواره های محفظه احتراق، سیستم روغن کاری و سایر قسمت ها تشکیل می دهد.

2. عملکرد در دماهای پایین . بخار آب تشکیل شده در حین احتراق سوخت با روغن سرد واکنش می دهد که منجر به تشکیل لجن در میل لنگ می شود.

3. حالت کار شهری . سفرهای کوتاه و ترافیک. با چنین عملکردی، موتور به عملکرد عادی نمی رسد و در نتیجه کربن سازی گروه سیلندر-پیستون آغاز می شود.

4. تعویض بی موقع روغن منجر به افزایش شدید رسوبات ناشی از فرآیندهای پیری آن می شود.

5. سایش توربوشارژر ، در نتیجه گازهای داغ خروجی شروع به ورود به روغن می کنند و خواص روغن تغییر می کند.

6. ورود ضد یخ به داخل میل لنگ هنگامی که سیستم خنک کننده تحت فشار قرار می گیرد، که خواص روغن را تغییر می دهد و فرآیندهای پلیمریزاسیون آن را آغاز می کند.

7. سوخت بی کیفیت . با احتراق ناقص سوخت، بخشی از آن از طریق حلقه ها وارد میل لنگ می شود و روند پیری روغن را تسریع می کند.

8. تشکیل دوده اضافی به دلیل فشرده سازی ضعیف یا تزریق دیرهنگام سوخت در موتورهای دیزلی.

هنگام تقطیر روغن با محتوای کم ترکیبات گوگرد، سوخت دیزل با پایداری شیمیایی بالا به دست می آید. چنین سوخت هایی کیفیت خود را برای مدت طولانی (بیش از 5 سال ذخیره سازی) حفظ می کنند.

پس از استفاده از چنین سوختی در موتور دیزل، رسوبات کربن و رسوبات قیری ظاهر می شوند. دلیل این امر تبخیر ناقص و اتمیزه شدن ضعیف سوخت دیزل در داخل سیلندرها به دلیل ویسکوزیته بالای سوخت با ترکیب کسری سنگین است. علاوه بر این وجود ناخالصی های مکانیکی در سوخت دیزل عامل تشکیل کربن است.

در نتیجه، وجود گوگرد، قطران واقعی، خاکستر (ناخالصی‌های غیر قابل احتراق) در سوخت و تمایل چنین سوختی به تشکیل کربن، دینامیک تجمع رسوبات کربن را تعیین می‌کند که با عدد کک مشخص می‌شود. توانایی سوخت برای تشکیل پسماند کربنی در هنگام تجزیه سوخت در دمای بالا (بیش از 800 ... 900? C) بدون دسترسی به هوا.

باقیمانده کربنی یا باقیمانده معدنی خاکستر است، یعنی. ناخالصی غیر قابل احتراق که تشکیل کربن را افزایش می دهد. علاوه بر این، ورود خاکستر به روغن موتور باعث سایش سریع قطعات موتور احتراق داخلی می شود. بنابراین، مقدار خاکستر محدود به هنجار بیش از 0.01٪ نیست. بنابراین، عوامل زیر عامل تشکیل پسماند کربن هستند:

1) عمق ناکافی تصفیه سوخت از ترکیبات قیر-آسفالت.

2) افزایش ویسکوزیته سوخت دیزل؛

3) ترکیب کسری سنگین سوخت.

همچنین، تمایل سوخت دیزل به دوده با محتوای رزین های واقعی در آن مشخص می شود، یعنی. ناخالصی های باقی مانده پس از تمیز کردن دستگاه های تقطیر اصلی. رزین‌های واقعی به دلیل وجود هیدروکربن‌های غیراشباع در سوخت، که مقدار آن با عدد ید تعیین می‌شود، باعث صمغ شدن سوخت می‌شوند.

عدد ید نشانگر هیدروکربن های غیر اشباع (الفین ها) در سوخت دیزل است که از نظر عددی برابر با تعداد گرم ید اضافه شده به هیدروکربن های غیراشباع موجود در 100 گرم سوخت است.

معمولاً هیدروکربن های غیر اشباع (الفین ها) با ید واکنش می دهند. یعنی هر چه هیدروکربن های غیر اشباع در سوخت بیشتر باشد، ید بیشتر واکنش نشان می دهد. نرمال مقداری از هیدروکربن های غیراشباع است که با ید واکنش نشان می دهد که بیش از 6 گرم ید در هر 100 گرم سوخت دیزل زمستانی یا تابستانی نباشد.

هر چه رزین واقعی در سوخت دیزل بیشتر باشد، تمایل آن به تشکیل کربن بیشتر است. بنابراین، محتوای رزین های واقعی نباید بیشتر از:

برای سوخت دیزل زمستانی - 30 میلی گرم در 100 میلی لیتر؛

برای تابستان DT - 60 میلی گرم در 100 میلی لیتر.

تمایل سوخت دیزل به تشکیل لاک بر حسب میلی گرم در 100 میلی لیتر سوخت تخمین زده می شود. برای این کار سوخت در لاک مخصوص در دمای 250 تبخیر می شود؟

نتیجه گیری:

1) هنگامی که موتور دیزل با سوخت ترش کار می کند، رسوبات سخت و رسوبات لاک ایجاد می شود که به سختی حذف می شوند، که باعث سایش قطعات موتور در دمای پایین می شود.

2) کربن شدن سوخت همچنین منجر به تشکیل رسوبات کربن و تشکیل لاک می شود که در نتیجه گیر کردن رینگ پیستون می تواند رخ دهد.

3) به دلیل وجود ذرات گوگرد مرکاپت در سوخت، در هنگام اکسیداسیون سوخت، رزین هایی تشکیل می شود که در ترکیب با رزین های تشکیل شده از الفین ها و حتی رزین های واقعی موجود در سوخت گازوئیل، لایه های ورنی بر روی آن رسوب می کنند. سوزن های نازل که در نهایت باعث یخ زدن سوزن ها در داخل نازل ها می شود.

4) افزودنی های چند منظوره و تأثیر آنها بر خواص سوخت های دیزل.

بهبود خواص سوخت دیزل با وارد کردن افزودنی های چند منظوره در ترکیب آنها حاصل می شود، مانند:

دپرسور؛

· افزایش تعداد ستان.

· آنتی اکسیدان

· مواد شوینده پراکنده.

کاهش دود گازهای خروجی اگزوز و غیره

مواد افزودنی ضد دود گریدهای MST-15، ADP-2056، EFAP-6 با غلظت 0.2…0.3 امکان کاهش دود اگزوز را تا 40…50٪ و کاهش محتوای دوده فراهم می کند.

افزودنی ضد خوردگی با گرید زینک نفتنات با غلظت 0.25 ... 0.3% افزوده شده به روغن موتور، اثر مخرب اسیدها را به طور موثر خنثی می کند.

برای افزایش تعداد ستان سوخت دیزل، بهبود خواص شروع آن، از مواد افزودنی استفاده می شود: تیونیترات RNSO. نیترات ایزوپروپیل؛ پراکسید RCH 2 ONO در غلظت 0.2 ... 0.25%.

افزودنی های کاهش دهنده - کوپلیمرهای اتیلن و وینیل استات با غلظت 0.001 ... 2.0٪ برای کاهش نقطه ریزش استفاده می شود. آنها با یک لایه تک مولکولی از میکروکریستال های پارافین های سخت کننده پوشانده می شوند و از بزرگ شدن و رسوب آنها جلوگیری می کنند.

افزودنی های آنتی اکسیدانی با غلظت 0.001 ... 0.1 درصد مقاومت حرارتی- اکسیداتیو سوخت ها را افزایش می دهند.

افزودنی های ضد خوردگی با غلظت 0008/0 ... 005/0 درصد قدرت خورندگی سوخت های دیزل را کاهش می دهند.

افزودنی های بیوسیدال در غلظت 0.005 ... 0.5٪ که تولید مثل میکروارگانیسم ها را در سوخت سرکوب می کنند.

افزودنی های چند منظوره، متشکل از اجزای ضد دود، شوینده و ضد دود، که نه تنها خواص دمای پایین سوخت را افزایش می دهد، بلکه سمیت گازهای خروجی را نیز کاهش می دهد. به عنوان مثال، افزودن ADDP به سوخت دیزل به مقدار 0.05 ... 0.3٪ نقطه ریزش سوخت را 20 ... 25٪ کاهش می دهد در حالی که دمای فیلتر پذیری 10 ... 12? C کاهش می یابد. دود - 20 ... 55 درجه سانتیگراد و تشکیل کربن - 50 ... 60٪.

بنابراین، معرفی مواد افزودنی و افزودنی های مختلف به سوخت دیزل به طور قابل توجهی خواص عملکرد آن را بهبود می بخشد.

اثر دما بر رسوبات در موتور

بررسی رسوبات در موتورهای خودرو.

یکی از ذخایر افزایش قابلیت اطمینان عملیاتی موتورهای احتراق داخلی، کاهش رسوبات، لاک ها و رسوبات روی سطوح قطعات آنها در تماس با روغن موتور است. شکل گیری آنها بر اساس فرآیندهای پیری روغن ها (اکسیداسیون هیدروکربن های تشکیل دهنده پایه روغن) است. تأثیر تعیین کننده بر فرآیندهای اکسیداسیون روغن در موتورها، تشکیل رسوبات و راندمان موتور احتراق داخلی به طور کلی توسط رژیم حرارتی قطعات بارگذاری شده با گرما اعمال می شود.

کلمات کلیدی: دما، پیستون، سیلندر، روغن موتور، رسوبات، دوده، لاک، عملکرد، قابلیت اطمینان.

رسوبات روی سطوح قطعات موتور احتراق داخلی به سه نوع اصلی - رسوبات، لاک ها و رسوبات (لجن) تقسیم می شوند.

نگار - مواد کربنی جامد که در حین کار موتور بر روی سطوح محفظه احتراق (CC) رسوب می کنند. در عین حال، رسوبات کربن عمدتاً به شرایط دما بستگی دارد، حتی با ترکیب یکسان مخلوط و طراحی مشابه قطعات موتور. نگار تأثیر بسیار مهمی بر فرآیند احتراق مخلوط هوا و سوخت در موتور و دوام عملکرد آن دارد. تقریباً همه انواع احتراق غیرعادی (احتراق ضربه ای، اشتعال درخشش و غیره) با یک یا آن اثر دوده بر روی سطوح قطعات تشکیل دهنده محفظه احتراق همراه است.

لاک محصول تغییر (اکسیداسیون) لایه‌های روغن نازک است که تحت تأثیر دمای بالا، قسمت‌های گروه سیلندر پیستون (CPG) موتور را پخش و پوشش می‌دهد. بیشترین آسیب به موتورهای احتراق داخلی ناشی از تشکیل لاک در ناحیه رینگ های پیستون است که باعث فرآیندهای کک شدن آنها می شود (وقوع با از دست دادن تحرک). لاک هایی که بر روی سطوح پیستون در تماس با روغن رسوب می کنند، انتقال حرارت مناسب از طریق پیستون را مختل می کنند و خروج حرارت از آن را مختل می کنند.

میزان بارش (لجن) تشکیل شده در موتور احتراق داخلی به طور قاطع تحت تأثیر کیفیت روغن موتور، رژیم دمای قطعات، ویژگی های طراحی موتور و شرایط کار است. رسوبات این نوع برای شرایط عملیات زمستانی معمولی است، آنها با شروع و توقف مکرر موتور تشدید می شوند.

وضعیت حرارتی موتور احتراق داخلی تأثیر تعیین کننده ای بر فرآیندهای تشکیل انواع مختلف رسوبات، ویژگی های مقاومتی مواد قطعات، شاخص های موثر خروجی موتورها و فرآیندهای سایش سطوح دارد. قطعات. در این راستا، دانستن دمای آستانه قطعات CPG، حداقل در نقاط مشخص، ضروری است که بیش از حد آن منجر به پیامدهای منفی ذکر شده قبلی می شود.

توصیه می شود وضعیت دمای قطعات ICE CPG را با توجه به مقادیر دما در نقاط مشخصه تجزیه و تحلیل کنید که محل آن در شکل نشان داده شده است. 1 . دما در این نقاط باید در تولید، آزمایش و توسعه موتورها در نظر گرفته شود تا طراحی قطعات بهینه شود، هنگام انتخاب روغن موتور، هنگام مقایسه حالت های حرارتی موتورهای مختلف، و هنگام حل تعدادی از مشکلات فنی دیگر. طراحی و راه اندازی موتورهای احتراق داخلی

برنج. شکل 1. نقاط مشخصه سیلندر و پیستون موتور احتراق داخلی در هنگام تجزیه و تحلیل وضعیت دمایی آنها برای موتورهای دیزلی (a) و بنزینی (b)

این مقادیر دارای سطوح بحرانی هستند:

1. حداکثر مقدار دما در نقطه 1 (در موتورهای دیزل - در لبه CS، در موتورهای بنزینی - در مرکز کف پیستون) برای همه آلیاژهای آلومینیوم تجاری نباید از 350 درجه سانتیگراد (برای مدت کوتاهی 380 درجه سانتیگراد) تجاوز کند. در ساخت موتور خودرو استفاده می شود، در غیر این صورت لبه های CS در موتورهای دیزلی و اغلب سوختگی پیستون در موتورهای بنزینی استفاده می شود. علاوه بر این، دمای بالای سطح شلیک کف پیستون باعث ایجاد رسوباتی با سختی بالا در این سطح می شود. در عمل ساخت موتور، این مقدار دمای بحرانی را می توان با افزودن سیلیکون، بریلیم، زیرکونیوم، تیتانیوم و سایر عناصر به آلیاژ پیستون افزایش داد.

جلوگیری از بیش از حد دماهای بحرانی در این نقطه و همچنین در حجم قطعات موتور احتراق داخلی نیز با بهینه سازی شکل آنها و سازماندهی مناسب خنک کننده تضمین می شود. تجاوز از دمای قطعات موتور CPG در مقادیر قابل قبول معمولاً عامل محدود کننده اصلی برای اجبار آنها از نظر قدرت است. برای سطوح دما، با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی شدید ممکن، یک حاشیه مشخص باید حفظ شود.

2. مقدار دمای بحرانی در نقطه 2 پیستون - بالای حلقه فشرده سازی بالایی (VKK) - 250 ... 260C (کوتاه مدت، تا 290C). هنگامی که از این مقدار فراتر رود، تمام جرم های روغن موتور کک می شوند (تشکیل لاک شدید رخ می دهد)، که منجر به "انسداد" رینگ های پیستون، یعنی از دست دادن تحرک آنها و در نتیجه کاهش قابل توجه تراکم، می شود. افزایش مصرف روغن موتور و غیره

3. حداکثر حد دما در نقطه 3 پیستون (نقطه به صورت متقارن در امتداد مقطع سر پیستون در سمت داخلی آن قرار دارد) 220 درجه سانتیگراد است. در دماهای بالاتر، تشکیل لاک شدید در سطح داخلی پیستون رخ می دهد. رسوبات لاک نیز به نوبه خود یک مانع حرارتی قدرتمند هستند که از حذف گرما از طریق روغن جلوگیری می کند. این به طور خودکار منجر به افزایش دما در کل حجم پیستون و از این رو در سطح آینه سیلندر می شود.

4. حداکثر مقدار دمای مجاز در نقطه 4 (واقع در سطح سیلندر، مقابل نقطه توقف VCC در TDC) 200 درجه سانتیگراد است. هنگامی که از آن فراتر رود، روغن موتور مایع می شود، که منجر به از دست دادن پایداری در تشکیل فیلم روغن روی آینه سیلندر و اصطکاک "خشک" حلقه ها روی آینه می شود. این باعث تشدید سایش مکانیکی مولکولی قطعات CPG می شود. از سوی دیگر، مشخص است که کاهش دمای دیواره‌های سیلندر (زیر نقطه شبنم گازهای خروجی) به تسریع سایش خوردگی-مکانیکی آنها کمک می‌کند. تشکیل مخلوط نیز بدتر می شود و سرعت احتراق مخلوط هوا و سوخت کاهش می یابد که باعث کاهش راندمان و صرفه جویی در موتور می شود و باعث افزایش سمیت گازهای خروجی می شود. همچنین لازم به ذکر است که در دماهای بسیار پایین تر پیستون و سیلندر، بخار آب متراکم شده که به روغن میل لنگ نفوذ می کند باعث انعقاد شدید ناخالصی ها و هیدرولیز مواد افزودنی با تشکیل رسوب - "لجن" می شود. این رسوبات، کانال های روغن، توری های مخزن روغن، فیلترهای روغن را آلوده می کند، عملکرد عادی سیستم روغن کاری را به طور قابل توجهی مختل می کند.

شدت فرآیندهای تشکیل رسوبات کربن، لاک ها و رسوبات روی سطوح قطعات موتور احتراق داخلی به طور قابل توجهی تحت تأثیر پیر شدن روغن موتور در طول کار آنها قرار می گیرد. پیری روغن ها شامل تجمع ناخالصی ها (از جمله آب)، تغییر در خواص فیزیکی و شیمیایی آنها و اکسیداسیون هیدروکربن ها است.

تغییر در ترکیب کسری روغن خالص پر شده در حین کارکرد موتور عمدتاً به دلایلی ایجاد می شود که ترکیب پایه روغن آن و درصد مواد افزودنی را برای اجزای جداگانه (پارافین، معطر، نفتنیک) تغییر می دهد.

این شامل:

فرآیندهای تجزیه حرارتی روغن در مناطق گرمای بیش از حد (به عنوان مثال، در بوش سوپاپ، نواحی حلقه های پیستون بالایی، روی سطوح آکوردهای بالایی آینه سیلندر). چنین فرآیندهایی منجر به اکسیداسیون سبک ترین بخش های پایه روغن یا حتی جوشیدن جزئی آنها می شود.

افزودن پایه سوخت تبخیر نشده به هیدروکربن ها که از طریق ناحیه آب بندی پیستون در دوره های اولیه استارت وارد مخزن روغن میل لنگ می شود (یا با افزایش شدید سوخت رسانی به سیلندرها برای شتاب دادن به خودرو).

آب وارد شده به تابه روغن یا مخزن روغن موتور که در حین احتراق سوخت در COP سیلندرها تشکیل می شود.

اگر سیستم تهویه میل لنگ به اندازه کافی کارآمد عمل کند و دیواره های میل لنگ تا دمای 90 تا 95 درجه سانتیگراد گرم شوند، آب روی آنها متراکم نمی شود و توسط سیستم تهویه میل لنگ به جو منتقل می شود. اگر دمای دیواره های میل لنگ به میزان قابل توجهی کاهش یابد، آبی که وارد روغن شده است در فرآیندهای اکسیداسیون آن شرکت می کند. مقدار آب تغلیظ شده در این مورد می تواند بسیار قابل توجه باشد. حتی اگر فرض کنیم که تنها 2٪ از گازها می توانند از تمام حلقه های تراکم سیلندر عبور کنند، در این صورت به ازای هر 1000 کیلومتر کار، 2 کیلوگرم آب از طریق میل لنگ موتوری با حجم کاری 2-2.5 لیتر پمپ می شود. . فرض کنید 95 درصد آب توسط سیستم تهویه میل لنگ خارج شود، پس از طی مسافت 5000 کیلومتر، حدود 0.5 لیتر H2O روی 4.0 لیتر روغن موتور می ریزد. این آب هنگامی که موتور کار می کند، توسط یک افزودنی آنتی اکسیدانی موجود در روغن موتور به ناخالصی - کک و خاکستر تبدیل می شود.

بنا به دلایلی که قبلا ذکر شد، لازم است دمای دیواره های میل لنگ در حین کارکرد موتور به اندازه کافی بالا نگه داشته شود و در صورت لزوم از سیستم های روانکاری سامپ خشک با مخزن روغن جداگانه استفاده شود.

لازم به ذکر است که اقداماتی که فرآیندهای تغییر ترکیب پایه روغن را کاهش می دهد به طور قابل توجهی تشکیل رسوبات کربن، لاک و رسوبات را کاهش می دهد و همچنین شدت سایش قطعات اصلی موتورهای خودرو را کاهش می دهد.

ترکیب کسری و شیمیایی روغن ها می تواند در محدوده نسبتاً وسیعی متفاوت باشد.
محدودیت ها تحت تأثیر عوامل مختلف:

ماهیت مواد خام، بسته به میدان، خواص چاه نفت؛

ویژگی های فن آوری برای ساخت روغن موتور؛

ویژگی های حمل و نقل و مدت زمان نگهداری روغن ها.

برای ارزیابی اولیه خواص فرآورده‌های نفتی، از روش‌های آزمایشگاهی مختلفی استفاده می‌شود: تعیین منحنی تقطیر، نقاط اشتعال، کدورت و انجماد، ارزیابی قابلیت اکسید شدن در محیط‌هایی با تهاجمی متفاوت و غیره.

پیری روغن موتور خودرو بر اساس فرآیندهای اکسیداسیون، تجزیه و پلیمریزاسیون هیدروکربن ها است که با فرآیندهای آلودگی روغن به ناخالصی های مختلف (دوده، گرد و غبار، ذرات فلز، آب، سوخت و غیره) همراه است. فرآیندهای پیری به طور قابل توجهی خواص فیزیکی و شیمیایی روغن را تغییر داده و منجر به ظهور محصولات مختلف اکسیداسیون و سایش در آن و بدتر شدن عملکرد آن می شود. انواع زیر اکسیداسیون روغن در موتورها وجود دارد: در یک لایه ضخیم - در تابه روغن یا در مخزن روغن. در یک لایه نازک - روی سطوح قطعات فلزی داغ؛ در حالت مه آلود (چکه ای) - در میل لنگ، جعبه سوپاپ و غیره. در این حالت، اکسیداسیون روغن در یک لایه ضخیم باعث بارش به شکل لجن و در یک لایه نازک - به شکل لاک می شود.

اکسیداسیون هیدروکربن ها تابع تئوری پراکسیدها توسط A.N. باخ و K.O. انگلر، تکمیل شده توسط P.N. چرنوژوکوف و S.E. جرثقیل. اکسیداسیون هیدروکربن‌ها، به‌ویژه در روغن‌های موتور ICE، می‌تواند در دو جهت اصلی که در شکل نشان داده شده است انجام شود. 2، نتایج اکسیداسیون که برای آنها متفاوت است. در این حالت، نتیجه اکسیداسیون در جهت اول، محصولات اسیدی (اسیدها، اسیدهای هیدروکسی، استولیدها و اسیدهای آسفالتوژنیک) است که در دماهای پایین رسوب ایجاد می کنند. نتیجه اکسیداسیون در جهت دوم، محصولات خنثی (کاربن‌ها، کربوئیدها، آسفالتین‌ها و رزین‌ها) است که از آن‌ها یا لاک‌ها یا رسوبات به نسبت‌های مختلف در دماهای بالا تشکیل می‌شوند.

برنج. 2. مسیرهای اکسیداسیون هیدروکربن ها در یک فرآورده نفتی (به عنوان مثال، در روغن موتور برای موتورهای احتراق داخلی)

در فرآیندهای پیری روغن، نقش آبی که در حین تراکم بخارات آن از گازهای میل لنگ یا از راه های دیگر وارد روغن می شود، بسیار چشمگیر است. در نتیجه امولسیون هایی تشکیل می شوند که متعاقبا پلیمریزاسیون اکسیداتیو مولکول های روغن را افزایش می دهند. برهمکنش هیدروکسی اسیدها و سایر محصولات اکسیداسیون روغن با امولسیون های روغن در آب باعث افزایش تشکیل رسوبات (لجن) در موتور می شود.

به نوبه خود، ذرات لجن حاصل، اگر توسط افزودنی خنثی نشوند، به عنوان مراکز کاتالیزور عمل می کنند و تجزیه روغنی را که هنوز اکسید نشده است، تسریع می کنند. اگر در عین حال روغن موتور به موقع تعویض نشود، فرآیند اکسیداسیون به صورت یک واکنش زنجیره ای با سرعت فزاینده و با تمام عواقب بعدی انجام می شود.

تأثیر تعیین کننده در تشکیل رسوبات، لاک ها و رسوبات روی سطوح قطعات موتور احتراق داخلی در تماس با روغن موتور، حالت حرارتی آنها است. به نوبه خود، ویژگی های طراحی موتورها، شرایط عملکرد آنها، حالت های عملکرد و غیره. وضعیت حرارتی موتورها را تعیین می کند و بنابراین بر تشکیل رسوبات تأثیر می گذارد.

تأثیر کمتری بر تشکیل رسوبات در موتور احتراق داخلی توسط ویژگی های روغن موتور مورد استفاده اعمال نمی شود. برای هر موتور خاص، مهم است که روغن توصیه شده توسط سازنده مطابق با دمای سطوح قطعات در تماس با آن باشد.

در این مقاله، رابطه بین دمای سطوح پیستون موتورهای ZMZ-402.10 و ZMZ-5234.10 و فرآیندهای تشکیل رسوبات کربن و لاک روی آنها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و رسوب بر روی سطوح میل لنگ ارزیابی شد. و پوشش سوپاپ موتورها هنگام استفاده از روغن موتور M 63 / 12G1 توصیه شده توسط سازنده.

برای مطالعه وابستگی ویژگی های کمی رسوبات در موتورها به وضعیت حرارتی و شرایط عملکرد آنها می توان از روش های مختلفی استفاده کرد، به عنوان مثال، L-4 (انگلستان)، 344-T (ایالات متحده آمریکا)، PZV (اتحادیه جماهیر شوروی) و غیره. . به طور خاص، طبق روش 344-T، که یک سند نظارتی ایالات متحده است، وضعیت یک موتور فرسوده "تمیز" با امتیاز 0 درجه بندی می شود. وضعیت یک موتور بسیار فرسوده و آلوده - 10 امتیاز. روش مشابهی برای ارزیابی تشکیل لاک روی سطوح پیستون، روش ELV خانگی است (نویسندگان - K.K. Papok، A.P. Zarubin، A.V. Vipper)، که مقیاس رنگ آن دارای نقاطی از 0 (بدون رسوب لاک) تا 6 (لاک ترین رسوبات) است. برای محاسبه مجدد نقاط مقیاس ELV به نقاط روش 344-T، قرائت های مورد اول باید یک و نیم برابر افزایش یابد. روش مشخص شده مشابه روش داخلی ارزیابی منفی ذخایر موسسه تحقیقات نفت و گاز سراسر روسیه (مقیاس 10 امتیازی) است.

برای مطالعات تجربی از 10 موتور ZMZ-402.10 و ZMZ-5234.10 استفاده شد. آزمایش‌هایی برای مطالعه فرآیندهای تشکیل رسوب به طور مشترک با آزمایشگاه‌های آزمایش خودروها و کامیون‌های UKER GAZ روی پایه‌های موتور انجام شد. در طول آزمایشات، از جمله، نرخ جریان هوا و سوخت، فشار و دمای گازهای خروجی، دمای روغن و خنک کننده کنترل شد. در همان زمان، حالت های زیر روی پایه ها حفظ شد: سرعت میل لنگ مربوط به حداکثر قدرت (100٪ بار) و به طور متناوب برای 3.5 ساعت - 70٪ بار، 50٪ بار، 40 درصد بار، 25 درصد بار و بدون بار (با دریچه های گاز بسته)، یعنی. آزمایش‌هایی روی ویژگی‌های بار موتورها انجام شد. در همان زمان، دمای مایع خنک کننده در محدوده 90 ... 92 درجه سانتیگراد ، دمای روغن در خط اصلی روغن 90 ... 95 درجه سانتیگراد بود. پس از آن موتورها جدا شده و اندازه گیری های لازم انجام شد.

مطالعات اولیه برای تغییر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی روغن موتور در طول آزمایش موتورهای ZMZ-402.10 به عنوان بخشی از وسایل نقلیه GAZ-3110 در سایت آزمایش UKER GAZ انجام شد. در همان زمان، شرایط زیر برآورده می شود: میانگین سرعت فنی 30 ... 32 کیلومتر در ساعت، دمای محیط 18 ... 26 درجه سانتیگراد، مسافت پیموده شده تا 5000 کیلومتر است. در نتیجه آزمایشات به دست آمد که با افزایش مسافت پیموده شده خودرو (زمان کارکرد موتور)، میزان ناخالصی های مکانیکی و آب موجود در روغن موتور، تعداد کک و میزان خاکستر آن افزایش یافته و تغییرات دیگری نیز رخ می دهد که ارائه می شود. روی میز. 1

تشکیل کربن روی سطوح کف پیستون موتورهای ZMZ-5234.10 با داده های ارائه شده در شکل مشخص شد. 3 (برای موتورهای ZMZ-402.10 نتایج مشابه است). از تجزیه و تحلیل شکل به دست می آید که با افزایش دمای کف پیستون از 100 به 300 С، ضخامت (منطقه وجودی) رسوبات کربن از 0.45 ... 0.50 به 0.10 ... موتور کاهش یافت. سختی دوده از 0.5 به 4.0 ... 4.5 نقطه به دلیل تف جوشی دوده در دماهای بالا افزایش یافت.

برنج. 3. وابستگی تشکیل کربن بر روی سطوح کف پیستون موتورهای ZMZ-5234.10 به دمای آنها:
الف - ضخامت دوده؛ ب - سختی دوده؛
نمادها مقادیر میانگین تجربی را نشان می دهند

ارزیابی رسوبات لاک بر روی سطوح جانبی پیستون ها و سطوح داخلی (غیر کاری) آن ها نیز در مقیاس ده نقطه ای بر اساس روش 344-T مورد استفاده در تمامی موسسات تحقیقاتی پیشرو کشور انجام شد.

اطلاعات مربوط به تشکیل لاک بر روی سطوح پیستون موتور در شکل 1 ارائه شده است. 4 (نتایج برای برندهای مورد مطالعه موتورها یکسان است). حالت‌های آزمایش زودتر نشان داده شده‌اند و با حالت‌های موجود در مطالعات تشکیل کربن روی قطعات مطابقت دارند.

از تجزیه و تحلیل شکل، نتیجه می شود که تشکیل لاک روی سطوح پیستون های موتور به طور واضح با افزایش دمای سطوح آنها افزایش می یابد. شدت تشکیل لاک نه تنها تحت تأثیر افزایش دمای سطوح قطعات، بلکه مدت زمان عملکرد آن نیز قرار می گیرد، یعنی. مدت زمان موتورها با این حال، در این مورد، فرآیندهای تشکیل لاک بر روی سطوح کاری (مالش) پیستون ها در مقایسه با سطوح داخلی (غیر کار) به دلیل پاک شدن لایه لاک در نتیجه اصطکاک، به طور قابل توجهی کند می شود.

برنج. 4. وابستگی رسوبات لاک بر روی سطوح پیستون موتورهای ZMZ-5234.10 به دمای آنها:
الف - سطوح داخلی؛ ب - سطوح جانبی؛ نمادها مقادیر میانگین تجربی را نشان می دهند

تشکیل ناگار و لاک روی سطوح قطعات با استفاده از روغن های گروه "B" و "C" به طور قابل توجهی تشدید می شود که توسط تعدادی از مطالعات انجام شده توسط نویسندگان بر روی انواع مشابه و سایر انواع موتورهای خودرو تایید شده است.

افزایش سیستماتیک رسوبات لاک بر روی سطوح داخلی (غیر کار) پیستون ها باعث کاهش حرارت در روغن میل لنگ با افزایش زمان کارکرد موتور می شود. برای مثال، با نزدیک شدن زمان کار به تعویض روغن در TO-2 بعدی خودرو، این باعث افزایش تدریجی سطح حالت حرارتی موتورها می شود.

تشکیل رسوبات (لجن) از روغن های موتور به بیشترین میزان در سطوح میل لنگ و روکش سوپاپ رخ می دهد. نتایج مطالعات ته نشینی در موتورهای ZMZ-5234.10 در شکل 1 نشان داده شده است. 5 (برای موتورهای ZMZ-402.10 نتایج مشابه است). تشکیل رسوب بر روی سطوح قطعات ذکر شده قبلی بسته به دمای آنها مورد ارزیابی قرار گرفت که برای اندازه گیری آن ترموکوپل ها (جوشکاری شده با جوش خازن) بر روی سطوح میل لنگ، 5 قطعه برای هر موتور، روی سطوح سوپاپ انجام شد. جلد، 3 عدد.

همانطور که از شکل زیر آمده است. 5، با افزایش دمای سطوح قطعات موتور، به دلیل کاهش محتوای آب در روغن میل لنگ، رسوب بر روی آنها کاهش می یابد که با نتایج آزمایشات قبلی توسط سایر محققان مغایرتی ندارد. در همه موتورها، رسوب روی سطوح قطعات میل لنگ بیشتر از سطوح درپوش سوپاپ ها بود.

در روغن های موتور گروه های اجباری "B" و "C"، رسوب روی قطعات ICE در تماس با روغن موتور شدیدتر از روغن های گروه های فشاری "G" رخ می دهد، که توسط تعدادی از مطالعات تایید شده است.

در این کار، رسوبات روی آینه‌های سیلندر در حین کارکرد موتورهایی با مدرن‌ترین روغن‌ها مورد مطالعه قرار نگرفت، با این حال، می‌توان با اطمینان فرض کرد که برای موتورهای مورد مطالعه بیشتر از زمانی که با روغن‌های با کیفیت پایین‌تر کار می‌کنند، نخواهد بود.

نتایج به‌دست‌آمده در مورد رابطه بین تغییرات دما در بخش‌های اصلی موتورهای ZMZ-402.10 و ZMZ-5234.10 (پیستون‌ها، سیلندرها، روکش سوپاپ‌ها و میل لنگ روغن) و میزان رسوب‌ها، شناسایی الگوها در فرآیندهای شکل‌گیری را ممکن کرد. رسوب، لاک و رسوب بر روی سطوح این قطعات. برای انجام این کار، نتایج با وابستگی های تابعی با روش حداقل مربعات تقریب زده شد و در شکل 1 ارائه شده است. 3-5. قوانین به دست آمده از فرآیندهای تشکیل رسوبات بر روی سطوح قطعات موتورهای کاربراتوری خودرو باید توسط طراحان و کارگران مهندسی و فنی درگیر در تنظیم دقیق و عملکرد موتورهای احتراق داخلی در نظر گرفته شود و مورد استفاده قرار گیرد.

موتور خودرو تنها در شرایط خاصی با بیشترین بازده کار می کند. رژیم دمایی بهینه قطعات بارگذاری حرارتی یکی از این شرایط است و ویژگی های فنی بالایی موتور را با کاهش همزمان سایش و رسوبات و در نتیجه افزایش قابلیت اطمینان آن فراهم می کند.

حالت حرارتی بهینه موتور احتراق داخلی با دمای بهینه سطوح قطعات دارای بار گرمایی آنها مشخص می شود. با تجزیه و تحلیل مطالعات فرآیندهای تشکیل رسوب بر روی قطعات موتورهای کاربراتوری ZMZ مورد مطالعه و مطالعات مشابه بر روی موتورهای بنزینی، می توان با دقت کافی فواصل دماهای بهینه و خطرناک برای سطوح قطعات را تعیین کرد. این دسته از موتورها اطلاعات به دست آمده در جدول ارائه شده است. 2.

در دمای قطعات موتور در یک منطقه خطرناک دمای پایین، ضخامت دوده بر روی سطوح قطعات تشکیل دهنده محفظه احتراق افزایش می یابد که منجر به احتراق انفجاری مخلوط هوا و سوخت و همچنین در دمای پایین سطوح می شود. قطعات موتور، میزان بارش روغن موتور بر روی آنها افزایش می یابد. همه اینها عملکرد طبیعی موتورها را مختل می کند. به نوبه خود، رسوبات منجر به توزیع مجدد جریان گرما از طریق پیستون ها و افزایش دمای پیستون در نقاط بحرانی - در مرکز سطح آتش کف پیستون و در شیار VKK می شود. میدان دمای پیستون موتور ZMZ-5234.10، با در نظر گرفتن رسوبات و لاک روی سطوح آن، در شکل نشان داده شده است. 7.

مشکل رسانش گرما به روش اجزای محدود با GU درجه یک که با دماسنج پیستون در حالت توان نامی در طی آزمایشات روی موتور به دست آمد، حل شد. آزمایشات ترموالکتریک با همان پیستون انجام شد که برای آن مطالعات اولیه وضعیت دما بدون در نظر گرفتن رسوبات انجام شد. آزمایش ها در شرایط یکسان انجام شد. قبلاً موتور بیش از 80 ساعت روی پایه کار می کرد و پس از آن تثبیت رسوبات و لاک ها آغاز می شود. در نتیجه، دما در مرکز کف پیستون 24 درجه سانتیگراد، در ناحیه شیار VPC - 26 درجه سانتیگراد در مقایسه با مدل پیستون بدون رسوب افزایش یافت. مقدار دمای سطح پیستون بالای VCC 238 درجه سانتیگراد در منطقه خطرناک درجه حرارت بالا گنجانده شده است (جدول 2). نزدیک به منطقه خطرناک دمای بالا و مقدار دما در مرکز سر پیستون.

در مرحله طراحی و توسعه موتورها، تأثیر رسوبات کربن بر روی سطوح دریافت کننده گرما پیستون ها و لاک ها بر روی سطوح آنها در تماس با روغن موتور به ندرت مورد توجه قرار می گیرد. این شرایط، همراه با عملکرد موتورها به عنوان بخشی از یک وسیله نقلیه تحت بارهای حرارتی افزایش یافته، احتمال خرابی - سوختگی پیستون، کک کردن رینگ پیستون و غیره را افزایش می دهد.

N.A. Kuzmin، V.V. Zelentsov، I.O. دوناتو

دانشگاه فنی دولتی نیژنی نووگورود. R.E. آلکسیوا، اداره بزرگراه مسکو-نیژنی نووگورود