Масляні відкладення у двигуні. Відкладення смол у двигуні автомобіля

Зміна властивостей олії в працюючому двигуні

Основні зміни властивостей у працюючому двигуні відбуваються з наступних причин:

1. високотемпературні та окисний вплив;
2. механохімічні перетворення компонентів олії;
3. постійне накопичення:

• продуктів перетворення олії та її компонентів;
• продуктів згоряння палива;
• води;
• продуктів зносу
• забруднень, що потрапляють у вигляді пилу, піску та бруду.

Окислення

У двигуні гаряче масло постійно циркулює і контактує з повітрям, продуктами повного і неповного згоряння палива. Кисень повітря прискорює окиснення олії. Цей процес відбувається швидше в оліях схильних до піноутворення. Металеві поверхні деталей виступають у ролі каталізаторів процесу окиснення олії. Олія нагрівається, стикаючись з нагрітими деталями (насамперед, з циліндрами, поршнями та клапанами), що значно прискорює процес окиснення олії. Результатом можуть стати тверді продукти окиснення (відкладення).

На характер зміни олії в працюючому двигуні впливають як хімічні перетворення молекул олії, а й продукти повного і неповного згоряння палива, як і самому циліндрі, і прорвалися в картер.

Вплив температури на окиснення моторної олії.

Виділяються два види температурного режиму двигуна:

• робота повністю прогрітого двигуна (магістральний режим).
• робота не прогрітого двигуна ( часті зупинкиавтомобіля).

У першому випадку спостерігається високотемпературнийрежим зміни властивостей олії у двигуні, у другому - низькотемпературний. Існує безліч проміжних умов роботи. При визначенні рівня якості масла моторні випробування проводяться як у високотемпературному, так і в низькотемпературному режимах.

Продукти окислення та зміна характеристик моторного масла.

Кислоти(Aсides). Найбільш суттєвими продуктами окиснення олії є кислоти. Вони викликають корозію металів, а на нейтралізацію кислот, що утворюються, витрачаються лужні присадки, внаслідок чого погіршуються диспергуючі і миючі властивостіта скорочується ресурс роботи олії. Зростання загального кислотного числа, TAN (total acid number) є основним показником утворення кислот.

Вуглецеві відкладення у двигуні(Carbon deposits). На гарячих поверхнях деталей двигуна утворюються різноманітні вуглецеві відкладення, склад та будова яких залежать від температури поверхонь металу та олії. Розрізняють три види відкладень:

• нагар,

• шлам.

Необхідно підкреслити, що утворення та накопичення відкладень на поверхні деталей двигуна є результатом не тільки недостатньої окислювальної та термічної стабільності олії, але й недостатньої її миючої здатності. Тому знос двигуна та зниження ресурсу олії є комплексним показником якості олії.

Нагар(varnish, carbon deposits) це продукти термічної деструкції та полімеризації (cracking and polymerisation) олії та залишків палива. Він утворюється на сильно нагрітих поверхнях (450 ° - 950 ° С). Нагар має характерний чорний колір, хоча іноді може бути білого, коричневого чи іншого кольору. Товщина шару відкладення періодично змінюється — коли багато відкладень, погіршується відведення тепла, підвищується температура верхнього шару відкладень і вони згоряють. Найменша кількість відкладень утворюється в розігрітому двигуні, що працює за навантаженням. За структурою, відкладення бувають монолітними, щільними або пухкими.

Нагар надає негативний вплив на роботу та стан двигуна. Відкладення в канавках поршня навколо кілець перешкоджають їх руху і притискання до стінок циліндра (заклинювання, залипання, прихоплення кілець (ring sticking). зростає прорив газів в картер і витрата олії.

Полірування стін циліндрів(bore polishing) - відкладення на верхній частині поршнів (piston top land) полірують внутрішні стінки циліндрів. Полірування перешкоджає утриманню та збереженню масляної плівки на стінках і значно прискорює швидкість зносу.

Лак(Lacquer). Тонкий шар твердої або клейкої вуглецевої речовини від коричневого до чорного кольору, що утворюється на помірно нагрітих поверхнях внаслідок полімеризації тонкого шару олії у присутності кисню. Лаком покриваються спідниця та внутрішня поверхня поршня, шатуни та поршневі пальці, стрижні клапанів та нижні частини циліндрів. Лак значно погіршує відведення тепла (особливо поршня), знижує міцність та збереження масляної плівки на стінках циліндрів.

Відкладення в камері згоряння(combustion chamber deposits) утворюються з частинок вуглецю (коксу), в результаті неповного згоряння палива і солей металів входять до складу присадок в результаті термічного розкладання залишків олії, що потрапляють в камеру. Ці відкладення розжарюються та викликають передчасне займання робочої суміші(До появи іскри). Таке запалення називається передчасним або гартильним запаленням (preignition). Це створює додаткову напругу в двигуні (детонація), що призводить до прискореному зносупідшипників та колінчастого валу. Крім того, перегріваються окремі частини двигуна, знижується потужність, підвищується витрата палива.

Засмічення свічок запалювання(Spark plug fouling). Відкладення, що скупчилися навколо електрода свічки, замикають іскровий проміжок, іскра стає слабкою, запалення – нерегулярним. В результаті цього знижується потужність двигуна та підвищується витрата палива.

Смоли, шлам, смолисті відкладення(осади) (resins, sludge, sludgy deposits) у двигуні шлам утворюється в результаті:

• окислення та інших перетворень олії та її компонентів;

• накопичення в олії палива або продуктів розкладання та неповного згоряння;

• води.

Смолисті речовини утворюються в маслі в результаті його окисних перетворень (зшивання окислених молекул) та полімеризації продуктів окиснення та неповного згоряння палива. Утворення смол посилюється під час роботи недостатньо прогрітого двигуна. Продукти неповного згоряння палива прориваються в картер двигуна під час тривалої роботи на холостому ходу або в режимі стоп-старт. При високій температурі та інтенсивній роботі двигуна паливо згоряє повніше. Для зменшення смолоутворення та моторні олії вводяться диспергуючі присадки, які запобігають коагуляції та осадженню смол. Смоли, вуглецеві частинки, водяна пара, важкі фракції палива, кислоти та інші сполуки конденсуються, коагулюють у більші частинки та утворюють у маслі шлам, т.зв. чорний шлам (black sludge).

Шлам(sludge) - це суспензія та емульсія в олії з нерозчинних твердих та смолистих речовин від коричневого до чорного кольору. Склад картерного шламу:

• олія 50-70%

• вода 5-15%

• продукти окислення олії та неповного згоряння пального, тверді частинки - інше.

Залежно від температури двигуна та масла, процеси шламоутворення дещо різняться. Розрізняють низькотемпературний та високотемпературний

Низькотемпературний шлам(low temperature sludge). Утворюється при взаємодії в картері проривних газів, що містять залишки палива та води, з олією. У не прогрітому двигуні вода і паливо випаровуються повільніше що сприяє утворенню емульсії, яка згодом перетворюється на шлам. Утворення шламу в картері (sludge in the sump)

• зростання в'язкості (загусання) олії (viscosity increase);

• закупорювання каналів системи мастила (blocking of oil ways);

• порушення подачі олії (oil starvation).

Утворення шламу в коробці розподільного механізму (rocker box) є причиною недостатньої вентиляції цієї коробки (foul air venting). Шлам, що утворився, є м'яким, пухким, проте при нагріванні (при тривалій поїздці) стає твердим і крихким.

Високотемпературний шлам(Hightemperature sludge). Утворюється в результаті з'єднання між собою окислених молекул масла під впливом високої температури. Збільшення молекулярної маси олії призводить до підвищення в'язкості.

У дизельному двигуні утворення шламу та збільшення в'язкості олії викликається накопиченням сажі. Утворенню сажі сприяють перевантаження двигуна та збільшення жирності робочої суміші.

Витрата присадок. Витрата спрацьовування присадок є визначальним процесом зниження ресурсу масла. Найбільш важливі присадки моторного масла - миючі, диспергуючі та нейтралізуючі, витрачаються на нейтралізацію кислотних сполук, затримуються у фільтрах (разом з продуктами окиснення) та розкладаються при високих температурах. Про витраті присадок побічно можна судити зменшення загального лужного числа TBN. Кислотність масла підвищується внаслідок утворення кислотних продуктів окислення самої олії та сірковмісних продуктів згоряння палива. Вони реагують з присадками, лужність олії поступово зменшується, що призводить до погіршення миючих та диспергуючих властивостей олії.

Вплив збільшення потужності та форсування двигуна.Протиокислювальні та миючі властивості олії особливо важливі при форсуванні двигунів. Бензинові двигуни форсуються шляхом збільшення ступеня стиснення та частоти обертання колінчастого валу, а дизельні - збільшенням ефективного тиску (в основному за допомогою турбонаддуву) та частоти обертання колінчастого валу. При збільшенні частоти обертання колінчастого валу на 100 оборотів на хвилину або підвищення ефективного тиску на 0,03 Мпа, температура поршня збільшується на 3°С. При форсуванні двигунів зазвичай зменшують їхню масу, що призводить до збільшення механічних та теплових навантажень на деталі.

Моторні мастила «Автомобільні мастильні матеріали та спеціальні рідини» НПІКЦ, Санкт Петербург. Балтенас, Сафонов, Ушаков, Шергаліс.

ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НА ВІДКЛАДЖЕННЯ У ДВИГУНІ

Дослідження відкладень у автомобільних двигунах.

Одним із резервів підвищення показників експлуатаційної надійностіДВЗ є зниження відкладень нагарів, лаків та опадів на поверхнях їх деталей, що контактують з моторним маслом. В основі їх утворення лежать процеси старіння олій (окислення вуглеводнів, що входять до складу олійної основи). Визначальний вплив на процеси окислення олії в двигунах, на утворення відкладень та ефективність роботи ДВСзагалом надає тепловий режим теплонавантажених деталей.

Ключові слова: температура, поршень, циліндр, моторне масло, відкладення, нагар, лак, працездатність, надійність.

Відкладення на поверхнях деталей ДВС поділяються на три основні види - нагари, лаки та опади (шлами).

Нагар – тверді вуглецеві речовини, що відкладаються під час роботи двигуна на поверхнях камери згоряння (КС). При цьому відкладення нагарів, головним чином, залежать від температурних умов навіть за аналогічного складу суміші та однакової конструкції деталей двигунів. Нагар дуже істотно впливає на протікання процесу згоряння паливоповітряної сумішіу двигуні та на довговічність його роботи. Майже всі види ненормального згоряння (детонаційне згоряння, калільне займання та інші) супроводжуються тим чи іншим впливом нагару на поверхнях деталей, що утворюють КС.

Лак - продукт зміни (окислення) тонких масляних плівок, деталі, що розтікаються і покривають. циліндропоршневої групи(ЦПГ) двигуна під дією високих температур. Найбільшу шкоду для ДВЗ завдає лакоутворення в зоні поршневих кілець, викликаючи процеси їх закоксовування (залягання із втратою рухливості). Лаки, відкладаючись на поверхнях поршня, що контактують з олією, порушують належну теплопередачу через поршень, погіршують тепловідведення від нього.

На кількість опадів (шламів), що утворюються в ДВС, вирішальний вплив надає якість моторного масла, температурний режимдеталей, конструкційні особливостідвигуна та умови експлуатації. Відкладення цього найбільш характерні умов зимової експлуатації, інтенсифікуються при частих пусках і зупинках двигуна.

Теплове стан ДВЗнадає визначальний вплив на процеси утворення різних видів відкладень, показники міцності матеріалів деталей, вихідні ефективні показники двигунів, процеси зношування поверхонь деталей. У цьому необхідно знати порогові значення температур деталей ЦПГ, по крайнього заходу, у характерних точках, перевищення яких призводить до зазначеним раніше негативним по наслідкам.

Температурний стан деталей ЦПГ ДВЗ доцільно аналізувати за значеннями температур у характерних точках, розташування яких показано на рис. 1 . Значення температур у цих точках слід враховувати при виробництві, випробуваннях та доведенні двигунів для оптимізації конструкцій деталей, при виборі моторних масел, при порівнянні теплових станів різних двигунів, при вирішенні цілого ряду інших технічних проблемконструювання та експлуатації ДВС.

Мал. 1. Характерні точки циліндра та поршня ДВС при аналізі їх температурного стану для дизельних (а) та бензинових (б) двигунів

Ці значення мають критичні рівні:

1. Максимальне значення температур у точці 1 (у дизельних двигунах - на кромці КС, у бензинових - у центрі денця поршня) не повинно перевищувати 350С (короткочасно, 380С) для всіх алюмінієвих сплавів, що серійно застосовуються в автомобільному двигунобудуванні, інакше відбувається оплавлення кромок дизелях і, нерідко, прогар поршнів у бензинових двигунах. До того ж високі температури вогневої поверхні днища поршня викликають утворення нагарів високої твердості на цій поверхні. У практиці двигунобудування це критичне значення температури вдається підвищувати шляхом додавання до поршневого сплаву кремнію, берилію, цирконію, титану та інших елементів.

Недопущення перевищення критичних значень температур у цій точці, так само як і в обсягах деталей ДВЗ, забезпечується також шляхом оптимізації їх форм та правильною організацією охолодження. Перевищення температурами деталей ЦПГ двигунів допустимих значень зазвичай є основним фактором стримування для форсування їх за потужністю. За температурними рівнями слід мати певний запас з урахуванням можливих екстремальних умов експлуатації.

2. Критичне значення температур у точці 2 поршня – над верхнім компресійним кільцем (ВКК) – 250…260С (короткочасно, до 290С). При перевищенні цієї величини всі масові моторні олії коксуються (відбувається інтенсивне лакоутворення), що призводить до “залягання” поршневих кілець, тобто втрати їх рухливості, і в результаті - до істотного зменшення компресії, збільшення витрати моторного масла та ін.

3. Граничне максимальне значення температур у точці 3 поршня (точка розташована симетрично за перерізом головки поршня на внутрішній стороні) - 220С. За більш високих температур на внутрішній поверхні поршня відбувається інтенсивне лакообразование. Лакові відкладення, у свою чергу, є потужним тепловим бар'єром, що перешкоджає тепловідводу через олію. Це автоматично призводить до підвищення температур у всьому обсязі поршня, а значить, і поверхні дзеркала циліндра.

4. Максимально допустиме значеннятемператур у точці 4 (розташована на поверхні циліндра, навпроти місця зупинки ВКК у ВМТ) – 200С. При його перевищенні моторне масло розріджується, що призводить до втрати стабільності утворення олійної плівки на дзеркалі циліндра та «сухому» тертю кілець по дзеркалу. Це спричиняє інтенсифікацію молекулярно-механічного зношування деталей ЦПГ. З іншого боку, відомо, що знижена температура стінок циліндра (нижче точки роси газів, що відпрацювали) сприяє прискоренню їх корозійно-механічного зношування. Погіршується також сумішоутворення і зменшується швидкість згоряння паливоповітряної суміші, що знижує ефективність та економічність роботи двигуна, викликаючи підвищення токсичності газів, що відпрацювали. Також слід зазначити, що при суттєво занижених температурах поршня та циліндра сконденсовані водяні пари, що проникають у картерну олію, викликають інтенсивну коагуляцію домішок та гідроліз присадок з утворенням опадів – «шламів». Ці опади, забруднюючи масляні канали, сітки масловідстійників, масляні фільтри, суттєво порушують нормальну роботу мастильної системи.

На інтенсивність протікання процесів утворення відкладів нагарів, лаків та опадів на поверхнях деталей ДВЗ істотно впливає старіння моторних масел при їх роботі. Старіння олій полягає у накопиченні домішок (у тому числі води), зміні їх фізико-хімічних властивостей та окисленні вуглеводнів.

Зміна фракційного складу чистої залитої олії в міру роботи двигуна викликається в основному причинами, що змінюють склад його масляної основи та відсоткове співвідношенняприсадок по окремих складових (парафінових, ароматичних, нафтенових).

До них відносяться:

процеси термічного розкладання олії в зонах перегріву (наприклад, у клапанних втулках, зонах верхніх поршневих кілець, поверхнях верхніх поясів дзеркала циліндрів). Такі процеси призводять до окислення найлегших фракцій масляної основи або навіть їх часткового википання;

додавання до вуглеводнів основи палива, що не випарувалося, потрапляє в початкові періоди пусків (або при різкому збільшенні подачі палива в циліндри для здійснення прискорення автомобіля) в маслозбірник картера через зону поршневих ущільнень;

попадання в піддон картера або маслозбірник двигуна води, що утворюється при згорянні палива в КС циліндрів.

Якщо система вентиляції картера діє досить ефективно, а стінки картера знаходяться в підігрітому стані до 90-95 ° С, вода не конденсується на них і віддаляється в атмосферу системою вентиляції картера. Якщо температура стінок картера істотно знижена, вода, що потрапила в масло, братиме участь у процесах його окислення. Кількість води, що сконденсувалася, при цьому може бути досить значною. Навіть якщо вважати, що тільки 2% газів можуть прорватися через всі компресійні кільця циліндра, то через картер двигуна з робочим об'ємом 2-2,5 л за кожні 1000 км пробігу прокачуватиметься по 2 кг води. Припустимо, що 95% води видаляється системою вентиляції картера, все одно після пробігу в 5000 км на 4,0 л моторного масла буде припадати близько 0,5 л Н2О. Ця вода при роботі двигуна перетворюється антиокислювальною присадкою, що міститься в моторному маслі, домішки - кокс і золу.

З зазначених раніше причин необхідно підтримувати під час роботи двигуна температуру стінок картера досить високої, а разі потреби - застосовувати системи мастила з сухим картером і окремим масляним баком.

Слід зазначити, що заходи, що уповільнюють процеси зміни складу масляної основи, суттєво уповільнюють утворення нагару, лаку та опадів, а також знижують інтенсивність зношування основних деталей автомобільних двигунів.

Фракційний та хімічний складолій може змінюватися в досить широких
межах під впливом різних факторів:

характеру сировини, що залежить від родовища, властивостей нафтової свердловини;

особливостей технології виготовлення моторних масел;

особливостей транспортування та тривалості зберігання олій.

Для попередньої оцінки властивостей нафтопродуктів застосовують різні лабораторні методи: визначення кривої розгонки, температур спалаху, помутніння та застигання, оцінку окислюваності у середовищах з різною агресивністю тощо.

В основі старіння автомобільної моторної олії лежать процеси окислення, розкладання та полімеризації вуглеводнів, які супроводжуються процесами забруднення олії різними домішками (нагаром, пилом, металевими частинками, водою, паливом та ін.). Процеси старіння істотно змінюють фізико-хімічні властивості олії, призводять до появи в ньому різноманітних продуктів окиснення та зносу, погіршують його експлуатаційні якості. Розрізняють такі види окислення олії в двигунах: у товстому шарі - у піддоні картера або в масляному баку; у тонкому шарі -на поверхняхгарячі металеві деталі; у туманоподібному (крапельному) стані - у картері, клапанній коробці тощо. При цьому окиснення олії в товстому шарі дає опади у вигляді шламу, а в тонкому шарі - у вигляді лаку.

Окислення вуглеводнів підпорядковується теорії перекисів О.М. Баха та К.О. Енглера, доповненої П.М. Чорножуковим та С.Е. Крейн. Окислення вуглеводнів, зокрема, у моторних оліях ДВС, може йти за двома основними напрямками, представленими на рис. 2, результати окислення якими різні. При цьому результатом окислення за першим напрямом є кислі продукти (кислоти, оксикислоти, естоліди та асфальтогенні кислоти), що утворюють опади при знижених температурах; результатом окислення по другому напрямку є нейтральні продукти (карбени, карбоїди, асфальтени та смоли), з яких утворюються в різних пропорціях при підвищених температурах або лаки, або нагари.

Мал. 2. Шляхи окислення вуглеводнів у нафтовому продукті (наприклад, у моторній олії для ДВЗ)

У процесах старіння олії дуже значна роль води, що потрапляє в олію при конденсації її пар з картерних газів або іншими шляхами. В результаті цього утворюються емульсії, які згодом посилюють окисну полімеризацію молекул олії. Взаємодія оксикислот та інших продуктів окислення олії з водомасляними емульсіями викликає посилене утворення опадів (шламів) у двигуні.

У свою чергу, частинки шламу, що утворилися, якщо вони не будуть нейтралізовані присадкою, служать центрами каталізації і прискорюють розкладання частини масла, що ще не окислилася. Якщо при цьому не зробити своєчасну замінумоторної олії, процес окислення відбуватиметься на кшталт ланцюгової реакції з зростаючою швидкістю, з усіма звідси наслідками.

Вирішальний вплив на утворення нагарів, лаків та опадів на поверхнях деталей ДВС, що контактують з моторною олією, надає їх тепловий стан. У свою чергу конструкційні особливості двигунів, умови їх експлуатації, режими роботи і т.д. визначають тепловий стан двигунів та впливають, таким чином, на процеси утворення відкладень.

Не менш важливий вплив на утворення відкладень у ДВЗ надають і характеристики моторного масла, що застосовується. Для кожного конкретного двигуна важливою є відповідність рекомендованого заводом-виробником масла температурі поверхонь деталей, що контактують з ним.

У цій роботі проведений аналіз взаємозв'язку температур поверхонь поршнів двигунів ЗМЗ-402.10 та ЗМЗ-5234.10 та процесів утворення на них відкладень нагарів та лаків, а також проведена оцінка осадоутворення на поверхнях картера та клапанної кришки двигунів при використанні рекомендованого заводом виробником моторного масла М 63/12Г1.

Для дослідження залежностей кількісних характеристик відкладень у двигунах від їхнього теплового стану та умов роботи можна використовувати різні методики, наприклад, Л-4 (Англія), 344-Т (США), ПЗВ (СРСР) та ін. Зокрема, за методикою 344-Т, яка є нормативним документомСША, стан "чистого" незношеного двигуна оцінюється в 0 балів; стан гранично зношеного та забрудненого двигуна в 10 балів. Аналогічною методикою оцінки лакоутворення на поверхнях поршнів є вітчизняна методика ПЗВ (автори - К.К. Папок, А.П. Зарубін, А.В. Віппер), колірна шкала якої має бали від 0 (відсутність лакових відкладень) до 6 (максимальні відкладення лаку). Для перерахунку балів шкали ПЗВ у бали методики 344-Т показання першої необхідно збільшити у півтора рази. Зазначена методика аналогічна вітчизняній методиці негативної оцінки відкладень ВНДІ НП (10-бальна шкала).

Для експериментальних досліджень використовувалися по 10 двигунів ЗМЗ-402.10 та ЗМЗ-5234.10. Експерименти щодо дослідження процесів утворення відкладень проводилися спільно з лабораторіями випробувань легкових та вантажних автомобілів УКЕР ГАЗ на моторних стендах. У процесі випробувань, крім іншого, контролювалися витрати повітря і палива, тиск і температура газів, що відпрацювали, температура олії та охолоджуючої рідини. При цьому на стендах витримувалися режими: частота обертання колінчастого валу, що відповідає максимальній потужності (100% навантаження), і, по черзі, протягом 3,5 годин - 70% навантаження, 50% навантаження, 40% навантаження, 25% навантаження та без навантаження (При закритих дросельних заслінках), тобто. експерименти проведені за характеристиками навантаження двигунів. При цьому температура охолоджуючої рідини витримувалася в інтервалі 90...92С, температура олії в головній олійній магістралі - 90...95С. Після цього двигуни розбиралися та проводилися необхідні виміри.

Попередньо було проведено дослідження щодо зміни фізико-хімічних параметрів моторних масел при випробуваннях двигунів ЗМЗ-402.10 у складі автомобілів ГАЗ-3110 на автополігоні УКЕР ГАЗ. При цьому витримано умови: середня технічна швидкість 30...32 км/год, температура навколишнього повітря 18...26С, пробіг до 5000 км. В результаті випробувань отримано - при збільшенні пробігів автомобілів (часу роботи двигунів) збільшувалася кількість механічних домішок та води в моторних оліях, його коксове число та зольність, відбувалися інші зміни, що представлено в табл. 1

Нагароутворення на поверхнях днищ поршнів двигунів ЗМЗ-5234.10 характеризувалося даними, представленими на рис. 3 (для двигунів ЗМЗ-402.10 результати подібні). З аналізу малюнка слід, що з підвищенні температур днищ поршнів від 100 до 300С товщина (зона існування) нагару зменшувалася з 0,45…0,50 до 0,10…0,15 мм, що пояснюється випалюванням нагару у разі підвищення температури поверхонь двигунів. Твердість нагару підвищувалася з 0,5 до 4,0…4,5 балів через спікання нагару при високих температурах.

Мал. 3. Залежність нагароутворення на поверхнях днищ поршнів двигунів ЗМЗ-5234.10 від їх температур:
а – товщина нагару; б – твердість нагару;
символами нанесені усереднені експериментальні значення

Оцінка величин відкладень лаків на бічних поверхнях поршнів та їх внутрішніх (неробочих) поверхнях проводилася також за десятибальною шкалою, згідно з методикою 344-Т, яка використовується у всіх провідних науково-дослідних установах країни.

Дані щодо лакоутворення на поверхнях поршнів двигунів представлені на рис. 4 (результати за досліджуваними марками двигунів збігаються). Режими випробувань вказані раніше та відповідають режимам при дослідженнях нагароутворення на деталях.

З аналізу малюнка випливає, що лакообразование поверхнях поршнів двигунів однозначно збільшується зі збільшенням температур їх поверхонь. На інтенсивність лакообразования впливає як підвищення температур поверхонь деталей, а й тривалість її дії, тобто. тривалість роботи двигунів. При цьому, однак, процеси лакоутворення на робочих поверхнях поршнів, що труться, істотно уповільнюються в порівнянні з внутрішніми (неробочими) поверхнями, внаслідок стирання шару лаку в результаті тертя.

Мал. 4. Залежність відкладень лаку на поверхнях поршнів двигунів ЗМЗ-5234.10 від їх температур:
а – внутрішні поверхні; б - бічні поверхні; символами нанесені усереднені експериментальні значення

Нагаро- та лакоутворення на поверхнях деталей суттєво інтенсифікується при застосуванні мастил груп «Б» та «В», що підтверджено низкою досліджень, проведених авторами на подібних та інших типах автомобільних двигунів.

Планомірне збільшення відкладень лаків на внутрішніх (неробочих) поверхнях поршнів викликає зменшення тепловідведення в картерне масло зі збільшенням напрацювання двигунів. Це викликає, наприклад, поступове збільшення рівня теплового стану двигунів у міру наближення напрацювання до зміни олії при черговому ТО-2 автомобіля.

Утворення опадів (шламів) з моторних масел відбувається найбільше на поверхнях картера та клапанної кришки. Результати досліджень осадоутворення у двигунах ЗМЗ-5234.10 представлені на рис. 5 (для двигунів ЗМЗ-402.10 результати подібні). Осадоутворення на поверхнях зазначених раніше деталей оцінювалося в залежності від їх температур, для вимірювання яких були змонтовані термопари (приварені конденсаторним зварюванням): на поверхнях картера по 5 штук кожного двигуна, на поверхнях клапанних кришок - по 3 штуки.

Як випливає з рис. 5, при підвищенні температур поверхонь деталей двигунів осадоутворення на них зменшується внаслідок зменшення вмісту води в олії, що не суперечить результатам раніше проведених експериментів іншими дослідниками. У всіх двигунах осадоутворення на поверхнях деталей картера виявилися більшими, ніж на поверхнях клапанних кришок.

На моторних мастилах груп форсування «Б» і «В» осадоутворення на деталях ДВС, що контактують з моторним маслом, відбувається інтенсивніше, ніж на мастилах груп форсування «Г», що підтверджено низкою досліджень.

У цій роботі дослідження відкладень на дзеркалах циліндрів при експлуатації двигунів на найсучасніших маслах не проводилося, однак, можна впевнено припустити, що для досліджуваних двигунів вони будуть не більшими, ніж при їх роботі на менш якісних маслах.

Отримані результати щодо взаємозв'язку зміни температур основних деталей двигунів ЗМЗ-402.10 та ЗМЗ-5234.10 (поршнів, циліндрів, клапанних кришок та масляних картерів) та кількості відкладень дозволили виявити закономірності процесів утворення нагарів, лаків та опадів на поверхнях зазначених деталей. Для цього результати апроксимовані функціональними залежностями методом найменших квадратів та представлені на рис. 3-5. Отримані закономірності процесів утворення відкладень на поверхнях деталей автомобільних карбюраторних двигунів повинні враховуватися та використовуватися конструкторами та інженерно-технічними працівниками, які займаються доведенням та експлуатацією ДВЗ.

Двигун автомобіля працює з найбільшою ефективністю лише за певних умов. Оптимальний температурний режим теплонавантажених деталей є однією з таких умов і забезпечує високі технічні характеристики двигуна з одночасним зниженням зношування, відкладень і, отже, підвищенням його надійності.

Оптимальний тепловий стан ДВЗ характеризується оптимальними температурами поверхонь їх теплонавантажених деталей. Аналізуючи проведені дослідження процесів утворення відкладень на деталях досліджуваних карбюраторних двигунів ЗМЗ та подібні дослідження з бензинових двигунів, можна з достатнім ступенем точності визначити інтервали оптимальних та небезпечних температур поверхонь деталей даного класу двигунів. Отримана інформація представлена ​​у табл. 2.

При температурах деталей двигунів у небезпечній низькотемпературній зоні збільшується товщина нагару на поверхнях деталей, що утворюють КС, що призводить до виникнення згоряння детонаційного паливповітряних сумішей, а також при низьких температурах поверхонь деталей двигунів на них збільшується кількість опадів з моторних масел. Все це порушує нормальну роботу двигунів. У свою чергу відкладення призводять до перерозподілу теплових потоків, що проходять через поршні, та підвищення температур поршнів у критичних точках - у центрі вогневої поверхні днища поршня та у канавці ВКК. Температурне поле поршня двигуна ЗМЗ-5234.10 з урахуванням відкладів нагарів та лаків на його поверхнях представлено на рис. 7.

Завдання теплопровідності методом кінцевих елементів вирішувалося з ГУ 1-роду, отриманими при термометруванні поршня на режимі номінальної потужності при стендових випробуваннях двигуна. Термоелектричні експерименти проводилися з тим самим поршнем, для якого попередньо виконані дослідження температурного стану без урахування відкладень. Експерименти здійснювалися за ідентичних умов. Попередньо двигун працював на стенді понад 80 годин, після чого настає стабілізація нагарів та лаків. В результаті температура в центрі днища поршня підвищилася на 24°С, в зоні канавки ВКК - на 26°С у порівнянні з моделлю поршня без урахування відкладень. Значення температури поверхні поршня над ВКК 238°С входить у небезпечну високотемпературну зону (табл. 2). Близько небезпечної високотемпературної зони і значення температури в центрі днища поршня.

На етапі проектування та доведення двигунів вплив відкладень нагарів на теплових поверхнях поршнів і лаків на їх поверхнях, що контактують з моторним маслом, враховується вкрай рідко. Ця обставина в сукупності з експлуатацією двигунів у складі АТС при підвищених теплових навантаженнях збільшує ймовірність відмов - прогар поршнів, закоксовування поршневих кілець і т.д.

Н.А Кузьмін, В.В. Зеленцов, І.О. Донато

Нижегородський державний технічний університет ім. Р.Є. Алексєєва, Управління автомагістралі "Москва - Н.Новгород"

Однією з найбільших є накопичення в них вуглецевих відкладень, що погіршує їхню роботу і навіть призводить до серйозним несправностям. Найчастіше нагар утворюється в сучасних моторах із прямим упорскуванням бензину. Ось чому це відбувається і як це запобігти.

Звідки нагар?

Утворення відкладень вуглецю викликано багатьма чинниками і притаманно всіх типів двигунів внутрішнього згоряння- бензинових та дизельних, безнаддувних та турбованих, з непрямим та прямим упорскуванням палива.

Відкладення у двигуні виникають в результаті неідеального згоряння паливоповітряної суміші. Наприклад, у двигунах з прямим упорскуванням бензину однією з причин вуглецевих відкладень є сам спосіб подачі палива. бензин у цьому випадку не миє клапана, а йде безпосередньо в камеру згоряння. Це викликає накопичення відкладень на клапанах і, отже, з часом обмежує доступ кисню в камеру згоряння, що у свою чергу призводить до неправильного згоряння паливної суміші.

Якщо подивитися на проблему ширше, неважко знайти і інші непрямі причинипояви нагару у двигунах автомобілів. Вони пов'язані з тим, що за Останніми рокамибільшість автолюбителів змінили спосіб використання автомобіля. Сьогодні все більше людейексплуатують автомобіль як велосипед, громадський транспортабо для короткої прогулянки/поїздки до магазину.

Найчастіше великі накопичуються у двигунах транспортних засобів, що експлуатуються у міському режимі, на невеликих відстанях. І неважливо, про яку марку та модель йдеться. Важливим є спосіб використання автомобіля: низька швидкість, низькі робочі температури, використання авто без прогріву двигуна - ось головна формула, що гарантує швидку появу нагару в двигуні, - пояснює експерт «Профмоторсервісу» Володимир Дроздовський.

Плюс додайте до цього факт, що багато сучасних бензинових двигунів сьогодні часто оснащені турбонаддувом, а це означає, що турбований автомобільу міському режимі найчастіше використовується на низьких оборотах двигуна. У верхньому діапазоні оборотів турбомотори сьогодні рідко використовуються в умовах міста. Але навіть сучасні безнаддувні мотори з безпосереднім прямим упорскуванням бензину також не стимулюють власників їздити на високих оборотах. Справа в тому, що сьогоднішні атмосферні двигунинепогано генерують високий крутний момент на низьких оборотах. Відповідно, у автовласника відпадає потреба часто їздити на високих оборотах. Це істотна відмінністьбезтурбінних сучасних моторіввід двигунів 20-річної давності.

На жаль, через нижчі обороти прогріваються довше (плюс не забувайте, що багато двигунів сьогодні алюмінієві, що швидко втрачають свою температуру нагріву, на відміну від старих чавунних), а низькі обороти не дозволяють природним чином видалити з двигуна вуглецеві відкладення. У результаті в силовий агрегатна різних деталяхпочинають накопичуватися відкладення.

У минулому, до 2000 об/хв, було неможливо їздити навіть із постійною швидкістю. Сьогодні під час прискорення вам не потрібно перевищувати їх. Звідси велике накопичення відкладень у двигуні.

Ще одна причина утворення нагару - це неправильна заміна олії та невчасне обслуговуваннядвигуна. Наприклад, головним ворогом будь-якого двигуна внутрішнього згоряння є збільшення інтервалів заміни моторного масла. Адже відомо, що чим довше не змінюється масло у двигуні, тим більше у ньому утворюється побічних продуктів. На жаль, сьогодні багато виробників навмисно збільшили свої міжсервісні інтервалиіз заміни масла. Наприклад, багато автовиробників збільшили інтервали заміни олії з 10 тис. км до 15 тис. км (у Росії).

На їхню думку, сучасна конструкція двигуна, електроніка та якість синтетичних маселдозволяють без шкоди двигуну використовувати моторне масло протягом 15 тис. км. Деякі виробники пішли ще далі, розширивши міжсервісний проміжок до 20 тис. км. А подивіться на рекомендації виробників у Європі, і ви будете здивовані. Там порівняно з Росією міжсервісні інтервали щодо заміни олії збільшено ще більше - до 25 тис. км і навіть 30 тис. км!

Але ми вже розповідали вам, чому не потрібно слухати дилера і завод, суворо дотримуючись рекомендацій щодо заміни масла. Найчастіше слід зрозуміти, що рекомендації виробників стосуються загальних легких умов експлуатації автомобіля. Якщо ж ви використовуєте машину переважно у місті, то одразу можете сміливо знижувати рекомендований максимальний пробігавтомобіля до заміни олії на 20-30 відсотків. Якщо ви використовуєте авто на короткі відстані на недогрітому моторі, без вагань діліть рекомендації виробника на два.

Але олія - ​​це півбіди. Сьогодні у складних економічних умовах, коли доходи населення залишають бажати кращого, а вартість палива вже наближається до вартості 1 літра молока, багато водіїв намагаються заощадити на технічне обслуговуваннясвоїх автомобілів, відвідуючи не тільки неавторизовані неофіційні технічні сервіси, але й не дуже професійних майстрів, які працюють у так званих гаражних автосервісах. Так, це дає можливість автовласникам непогано заощадити на обслуговуванні та заощадити час. Але є одна проблема. У таких дешевих гаражних автосервісах у багатьох автослюсарів немає можливості підключити транспортний засібдо комп'ютерадля оновлення програмного забезпечення автомобіля та для діагностики можливих проблем.

А чи знаєте ви, що самій частою причиноюутворення зайвого нагару у двигуні є неоновлене програмне забезпечення блоку управління двигуном? Адже через це двигун машини може працювати неправильно, внаслідок чого відбувається неправильне згоряння паливної суміші. А виробники часто оновлюють програмне забезпечення для своїх автомобілів.

Ще однією з безпосередніх причин накопичення вуглецевих відкладень є неправильна синхронізація роботи двигуна, за яку відповідає ремінь ГРМ/ланцюг ГРМ. На жаль, у бензинових моторах ремінь та навіть ланцюг мають тенденцію розтягуватися. Це проблема багатьох сучасних двигунів. гарним прикладомє популярні у світі двигуни TSI/TFSI). Якщо натяжка ланцюга або ременя слабшає, відбувається розсинхронізація системи газорозподілу, що призводить до неправильного згоряння паливної суміші.

Звідси робимо висновок: все, що надає непрямий чи прямий вплив на перебіг процесу згоряння, є причиною накопичення вуглецевих відкладень у двигуні. Це також стосується неякісного палива або роботи системи запалювання (котушки, і т. д.).

Як запобігти накопиченню в двигуні вуглецевих відкладень?

Вищесказане дозволяє зробити простий загальний висновок: вам потрібно подбати про двигун вашого автомобіля. Як? Все дуже просто. Вам потрібно регулярно відвідувати технічний центр. І не тільки коли настав час міняти олію у двигуні. Бажано заїжджати у сервіс частіше, проводячи комп'ютерну діагностику. Ви повинні розглядати двигун вашого автомобіля як цілісний механізм, не поділяючи його на області, обслуговуючи кожну по черзі. Таким чином, перевірка двигуна не повинна обмежуватися заміною масла та фільтра, а повинна включати повну діагностику двигуна, у тому числі оновлення програмного забезпечення.

Крім того, чим частіше ви підключатимете машину до комп'ютера, тим більше ймовірності, що вчасно виявите проблеми. Адже механік не завжди може вчасно зрозуміти, що, наприклад, якась котушка запалення почала працювати неправильно. Але, підключивши діагностичне обладнання, він може дізнатися про це, перш ніж машина почне показувати ознаки несправності.

Двигун сучасного автомобіля досить надійний і довговічний, щоби при грамотній експлуатації та своєчасному техобслуговуванні "ходити" по 300-400 тис. км і навіть більше. Але як би не намагалися конструктори та виробники, а процеси старіння та зносу у двигуні неминучі. Як і утворення різних відкладень.

Термін експлуатації сучасного автомобіля досить тривалий і не менше 10-15 років. Звісно, ​​цей час дуже можливі поломки і відмови окремих деталей і вузлів, тобто. різкі, стрибкоподібні зміни стану двигуна. Але все ж таки таке трапляється відносно рідко, оскільки носить імовірнісний характер. А ось процеси зміни розмірів, фізичних та хімічних властивостей деталей та компонентів відбуваються нехай повільно, але безперервно.

Поки що такі зміни не вийшли за рамки допусків, закладених конструкторами, споживчі якостідвигуна залишаються стабільними. Але один або кілька параметрів виявилися за допустимими межами.

У роботі двигуна одразу виникають порушення. Ні, про відмови або поломки поки що мови немає. Але очевидним є порушення роботи окремого компонента, що поки що не призводить до втрати ним і, відповідно, двигуном працездатності.

На відміну від відмов і поломок, що відносяться до ймовірнісних явищ, описані процеси відбуваються нехай у різного ступеня, Але з усіма двигунами. Причому визначити, де і де виникли відхилення, часто набагато складніше, ніж встановити факт і причину очевидної поломки.

Знос чи... відкладення?

Почнемо з самого неминучого – зносу. З ним доводиться миритись, оскільки зовсім зупинити його не можна. Хоча сповільнити можна - досягнення останніх років у матеріалах та технології виробництва двигунів, у розробці моторних масел та фільтрів у поєднанні з неухильним дотриманням правил експлуатації та обслуговування двигуна дають численні приклади віддалення терміну капітального ремонтудалеко за 300 тисяч кілометрів.

Виходить, що про знос до певного часу можна і не згадувати. Тому принаймні протягом 100-200 тис. км пробігу на перший план виходять інші фактори, що знижують реальний термін служби двигуна. І насамперед це освіта різноманітних відкладень.

Про небезпеку відкладень у системі мастила та картері двигуна, пов'язаних з низькою якістю, невідповідністю сорту олії або несвоєчасною її заміною, ми вже писали (див. "АБС-авто" 3/2000). У той же час відкладенням, що накопичуються в паливної системиі впускному колекторі, камері згоряння, вихлопній системі, не завжди надають значення, вважаючи їх чимось другорядним. Однак практика показує, що їхній вплив на двигун дуже суттєвий, а в деяких випадках - і небезпечний. Саме про це й йтиметься.

Подивимося на точки і компоненти в конструкції двигуна, які найбільше схильні до накопичення відкладень протягом усього терміну експлуатації. Одні з них на роботу двигуна практично не впливають або незначно впливають. Інші, навпаки, викликають помітні відхилення в роботі навіть за відносно невеликих відкладень. До таких критичних з погляду впливу на двигун компонентів відносяться. дросельної заслінки, тарілки впускних клапанів і, звичайно, форсунки.

Звідки беруться відкладення?

Процеси освіти відкладень та його хімічний склад дуже різні різних системах і пристроях. Наприклад, утворення відкладень у розпилювальній частині форсунок відбувається в основному протягом перших 10-20 хвилин після зупинки гарячого двигуна, коли форсунки знаходяться під залишковим тиском палива. Суть процесу полягає в наступному: плівка палива, що неминуче залишається в зоні сідла розпилювача, починає випаровуватися під дією високої температури. Легкі фракції бензину випаровуються, а більш важкі утворюють шар твердих відкладень. Їхнім основним компонентом є вуглець.

Відкладення на тарілках впускних клапанів мають складніший склад. Так, низькоякісне паливо – причина смолистих відкладень. Олія, що проникає через зношені маслознімні ковпачки і зазор між стрижнем і втулкою клапана, призводить до відкладень коксу: він утворюється в результаті окиснення високотемпературного масла, що потрапляє на гарячу тарілку. До речі, найінтенсивніше процес коксування клапанів йде на холостому ходу, русі з малим навантаженням і при гальмуванні двигуном, коли у впускному колекторі створюється максимальне розрідження.

Моторне масло сприяє також забруднення дросельної заслінки та каналів регулятора холостого ходу, оскільки продукти окислення та забруднення олії виносяться у впускний колектор через систему вентиляції картера.

Ще один компонент відкладень – сажа. Причина її утворення - згоряння надмірно багатої паливоповітряної суміші на режимах холодного пуску, прогріву та прискорення. Попадання сажі у вихлопну систему може поступово призвести до забивання каналів системи рециркуляції газів, що відпрацювали.

У двигунів, які тривалий час експлуатуються в Росії, деякі види відкладень превалюють. Це пов'язано з використанням палива та олії низької якості. Саме тому двигун, здатний "там" чудово працювати багато років, "тут" порівняно швидко починає "капризувати".

Імунітет до... відкладень?

Не можна сказати, що конструктори двигунів забули про відкладення і просто "вмили руки", переклавши ці проблеми на споживача. Навпаки, останніми роками дуже багато зроблено на вироблення двигунами своєрідного " імунітету " до відкладень. Іншими словами, багато вузлів і систем у останніх моделейдвигунів стали малочутливі до відкладень, тобто. наслідки накопичення відкладень у них зведено до мінімуму.

Наприклад, системи паливодозування вже давно адаптивними, тобто. дозволяють підлаштовуватися (щоправда, у певних межах) під зовнішні умови. А що це за зовнішні умови? Насамперед - накопичення відкладень у розпилювальній частині форсунок. Такий самий підхід використовується тепер у більшості підсистем холостого ходу. З'явилися і компоненти спеціальних конструкцій - стійкі до відкладень форсунки та дросельні заслінки з тефлоновим покриттям.

"Імунітет" до відкладень, що забезпечується подібними непростими і дуже дорогими заходами, сьогодні необхідний більш ніж будь-коли. Справа в тому, що безперервно посилені вимоги до токсичності вихлопу, економічності і питомої потужності прямо ведуть до необхідності дуже тонкої настройки двигуна і всіх його систем. І виходить, що чим сучасніший двигунтим більше болісно він реагує навіть на незначну кількість відкладень.

Чим небезпечні відкладення?

Все без винятку відкладення об'єднує одне – вони негативно впливають на роботу двигуна. Незадовільні пускові характеристики, нестійка робота на холостому ході, пропуски займання суміші, «провали при прискоренні, підвищені витрати пального і токсичність вихлопних газів - ось далеко не повний перелікявних симптомів, викликаних появою «недружніх утворень у впускному тракті двигуна. Але найгірше те, що ці відкладення можуть багаторазово прискорити зношування двигуна і навіть призвести до відмов і поломок його деталей і компонентів.

Справді, який може бути зв'язок між закоксовуванням форсунок і зношуванням деталей, наприклад, кривошипно-шатунного механізму або циліндропоршневої групи? Найпряміша: у холодну погоду двигун пускається не з першого разу, і що нижча температура, то більше доводиться робити спроб запуску. Ну а кожна така спроба - це робота деталей, що сполучаються в режимі напівсухого або навіть сухого тертя, еквівалентна з точки зору зносу 20-40, а іноді і 100 км. реального пробігу.

Як очистити деталі відкладень?

Думаємо, що такого прикладу цілком достатньо, щоб усвідомити серйозність проблеми. Як її можна вирішити? Перше, що спадає на думку, - просто зняти забруднені компоненти та їх очистити хімічним або механічним шляхом. Справді, такий спосіб дає найкращі результатиале вимагає занадто багато часу. Особливо, коли йдеться про складних двигунах, у тому числі багатоциліндрові. Крім того, розбирання та подальше складання вузлів та систем на сучасних автомобілях часто потребує заміни маси прокладок та ущільнювальних елементів, які не завжди лежать під рукою.

Більш приваблива технологія безрозбірного очищення двигуна. Її основу становлять спеціальні хімічні сполуки - сольвенти, спрямовані на конкретні види відкладень. А щоб видалити відкладення у заданій точці, потрібна також певна методика очищення та спеціальне обладнання. Про те, які сольвенти, методи очищення та обладнання застосовувати у тому чи іншому випадку, ми розповімо у наших наступних матеріалах.

Основні місця накопичення відкладень у двигунах:
1 - корпус дросельної заслінки та регулятор холостого ходу;
2 - впускний колектор;
3 – паливна рейка;
4 – верхня частина форсунки;
5 - розпилювальна частина форсунки;
6 - тарілка впускного клапана;
7 – камера згоряння;
8 - днище поршня;
9 – кисневий датчик;
10 - каталізатор;
11 – канали системи рециркуляцій ОГ.

Нагадаємо, що на справному автомобілі масло раптом перетворювалося на густу чорну жижу, після чого мотори відправляли на «капіталку» або заміну - невчасну і вкрай недешеву. Кількість посилань по всій Мережі на згадану публікацію - багатозначна, десятки сайтів передрукували її - причому, як водиться навіть не запитавши нашого дозволу. Ну це нормально…

Короткий зміст попередньої статті - по фірмових автосервісах (і не тільки) прокотилася хвиля раптових відмов двигунів, пов'язаних з незрозумілою та непередбачуваною поведінкою моторного масла. Без будь-якого попередження, олія раптом перетворювалася на мазутоподібну субстанцію, починала дуже швидко угорати. Підсумок – капремонт чи смерть моторів.

Епідемія вражала машини незалежно від своїх марок та виробників. Випадки захворювання реєструвалися і в Москві, і в Пітері, і в Магнітогорську, і в Мурманську - тобто практично по всій країні. І ще було помічено - «хворіли» в основному машини, що обслуговуються на серйозних автосервісах, в яких заливалася бочкова фірмова олія. Ситуація посилювалася тим, що ці випадки були нерегулярними, зустрічалися нечасто, але із завидною постійністю. А, як відомо будь-якому діагносту, саме «плаваючий» дефект ловити найскладніше.

Причина цієї хвороби була незрозумілою, були лише гіпотези, але на них позовна справа в суді (а найчастіше саме до суду доходила справа в розглядах) не побудуєш. І тоді ми обіцяли спробувати розібратися із ситуацією та познайомити з результатами наших читачів.

Півроку роботи нашої випробувальної лабораторії не минули даремно. Нам вдалося в лабораторних умовах змоделювати низку ситуацій і нарешті отримати явні прояви цієї «смертельної хвороби». Симптоми, які ловитимемо - різке зростання в'язкості, падіння лужного та зростання кислотного числа, осадження на стінках двигуна густих гудроноподібних відкладень, що перешкоджають прокачування олії через канали системи змащування.

ОЛІЯ В КАНІСТРІ РОЗЛАЇЛОСЯ? Є ОСАДОК? НА СПОМОЮ!

ХИБНИЙ СЛІД

Почнемо з типових відмазок дилерських СТО, на базі яких вони намагаються відбитися від гарантійного ремонту. Допитлива думка фахівців щодо гарантії зазвичай блукає за трьома напрямками - використання неякісного палива; попадання антифризу або води в олію; відсутність контролю за рівнем олії у двигуні під час експлуатації.

Відразу приберемо третій варіант - очевидно, що навіть при дуже малій кількості олії в піддоні, вона не повинна змінювати свої властивості так, як це бачимо при випадках запущеного захворювання. При використанні «здорового» масла, на його невелику кількість двигун відреагує загоранням контрольних лампна приладовій панелі та звуковою сигналізацією. Спочатку – при кренах та різких розгонах-гальмуваннях, коли прийомний грибок оголюється. Будь-який нормальний водій відреагує на це негайно. І після доливання олії жодних негативних наслідків надалі не відчує.

Найчастіша нібито «причина», на підставі якої намагаються позбавити гарантії – це використання некондиційного палива. Некондиція у розумінні механіків СТО - це або низьке октанове число, або високий вмістсірки у паливі, або наявність у ньому великої кількості смол. Відразу скажемо, що окрім сірки, все інше за нинішнім Технічному Регламенту, що нормує якість палива, не підлягає контролю, тому - непідсудно. Але, якщо такі спроби відмазок є, перевіримо.

ПАЛИВО - ВИПРАВДАТИ!

На заклання прирекли кілька стендових двигунів, які повністю справні. Шкода їх, але це лише залізки, а страждають від проблеми живі люди. Тому – нехай ці мотори послужать на благо людей.

Спеціально для експерименту, не легко, роздобули 100 літрів палива, більше схожого на бодягу. Замість заявленого 92-го октанового числанаміряли всього 89.5, вміст сірки зашкалило за 800 ррм, смол було понад 3.5 мг/дм3. Виробник – невідомий, але за рівнем якості це щось від якогось «самовара» – самодіяльного мініНПЗ, що переганяє в нібито паливо газовий конденсат. Гірше нікуди! Треба дуже не любити свою машину, щоб годувати її таким добром.

Ми згодували мотору всю роздобуту бодягу. А щоб зовсім погіршити ситуацію і забезпечити олії максимально можливий контакт з огидним паливом, відламали бічний електрод на одній зі свічок. Тепер паливо, що потрапляє у непрацюючий циліндр, в велику кількістьполетить у картер двигуна.

Система самодіагностики двигуна обурилася, «чек-енджин» горів яскраво і безперервно весь час тортури. Двигун трясся і вібрував, але... витримав! Його розтин не виявив жодних проблем - все було чистенько і ніяких чорних відкладень ніде не спостерігалося. Тиск масла, звичайно, трохи впав - далося взнаки розрідження масла паливом. При цьому, як тільки зіпсовану свічку замінили на нормальну, буквально за півгодини, стрілка вказівника тиску масла повернулася на колишню позицію. Воно і зрозуміло, бензин - рідина летюча, і при робочих температурах олії, в яку він потрапив, довго жити там не буде.

Виміри фізико-хімічних параметрів олії не виявили нічого несподіваного! В'язкість олії трохи впала - таки якісь паливні фракції так званого бензину в ньому залишилися. Лужне числотрохи знизилося - з 7.8 до 7.4 мг КОН/г. Кислотне число збільшилось на 0.3 мг КОН/г. Температура спалаху знизилася помітно – з 224°С до 203°С. Це чітко говорить про те, що бензин у маслі був! Але вбити його він не в змозі...

Більш того, в реальній ситуації, на неякісне годування мотора в першу чергу обуриться його система діагностики. І це обурення обов'язково залишить незабутній слід у логах комп'ютера. Але практично у всіх випадках, коли гарантійні служби відмовлялися від ремонту, мотивуючи своє рішення використанням неякісного палива, система діагностики нічого не підтверджувала.

Вердикт: бензин визнати невинним!

ПІДОЗРІВАЄТЬСЯ ВОДА

Вода в олію у деяких кількостях потрапляє завжди! Вона конденсується з вологого повітря, що надходить у циліндри і разом із картерними газами змішується з маслом. Охолоджуюча рідина може потрапити в олію тільки при негерметичність системи охолодження - причому лише при зупиненому двигуні. При його роботі тиск олії вищий, ніж тиск у системі охолодження, і тому шлях антифризу в олію закритий.

Ну що ж, спробуємо змоделювати цю ситуацію. У багатостраждальний двигун залили 3 літри свіжої оліїа потім бухнули туди цілий літр води! І що? Да нічого! Звичайно, у піддоні утворилася емульсія, тиск олії помітно впав. Але двигун працював, нічого критичного не було ні чути, ні видно. А потім - поступово тиск олії почав зростати і незабаром повернувся на початковий рівень. Що сталося? Вода просто випарувалася, олія повернулася до свого початкового стану. Розтин двигуна не показало жодних проблем - знову було все чисто. Зміни фізико-хімічних параметрів олії після потрапляння та подальшого випаровування води опинилися в межах похибки вимірювання! І цій причині зняття з гарантії – відмовити за неспроможністю!

Після цього розібралися з аналогічною ситуацією, замінивши воду на антифриз. Результат - той самий, двигун вижив. Але в'язкість олії підросла - воно і зрозуміло, вода випарувалася, а етиленгліколь в маслі залишився. Лужне число трохи знизилося, кислотне – збільшилось. Так, звичайно, якщо дуже довго їздити на двигуні з пробитою прокладкою головки циліндра, постійно доливаючи антифриз у бачок і не намагаючись розібратися з ситуацією, то в результаті, напевно, можна домогтися смерті олії, а разом з нею і загибелі двигуна! Але це - просто крайній випадок байдужого ставлення до двигуна. Та й тут уже буде ситуація – не «етиленгліколь в олії», а «олія в етиленгліколі».

Висновок - така причина може розглядатися тільки тоді, коли їй передувала тривала і постійна втрата рідини, що охолоджує в моторі. І за повної відсутності контролю стану олії у своїй. Це – теж не наш випадок.

Вердикт: рідина, що охолоджує, не винна!

ПОПАВСЯ!!!

Ми перевірили ще дві версії. І, забігаючи вперед, скажемо – ВОНИ ПРАЦЮВАЛИ!

Першу підказали фахівці-масляни, з якими ми постійно спілкуємося. На їхню думку, картина, яку ми спостерігаємо, тобто різке підвищенняв'язкості олії, може бути пов'язана з несподіваною полімеризацією деяких компонентів пакета присадок. Причиною такого неподобства є об'ємний перегрів моторної олії. І згадали вони, що на своїх семінарах деякі фірми-виробники олій та автомобілів, починаючи з недавнього часу, стали давати чітку рекомендацію - якщо раптом масло було перегріте, то терміново-терміново треба бігти до найближчого сервіс-центру та змінювати його!

Ми спробували перегріти олію на стендовому моторі. Нам це зробити було нескладно – треба було відключити зовнішнє обдування двигуна та підібрати відповідний режим роботи. На відміну від більшості автомобілів, у нас температура олії у піддоні постійно виводиться на панель керування. Справді, вона піднялася на 20...25 градусів. Багато годин тривало подібне катування. Дві олії відпрацювали нормально, витримавши такий знущання. А ось третє повелося дивно - воно стало помітно густіти. А потім, у ємності для зливу, де залишили його залишки на пару діб, виявились сліди розшарування олії. У ній намалювався той самий «гудрон», який ми спостерігали на стінах убитих моторним маслом. І на внутрішній поверхні блоку циліндрів, і на бічних поверхнях поршні забруднень було значно більше, ніж зазвичай.

Так, один варіант смерті олії ми розкрили. Але особливої ​​радості від цього не зазнали – адже незрозуміло, як можна відстежити реальну температуру олії у піддоні у живому автомобілі? Адже в нових автомобілях навіть покажчик температури рідини, що охолоджує, прибрали! Виходить, ця інформація - навіть не надмірна!

Ходімо далі... Ми згадали, з чого все почалося. А почалося все з листа нашого читача, який, купивши для доливання каністру олії дуже відомої фірми, раптом знайшов у ній... незрозумілий осад! І з відповіді технічного спеціалістаросійського представництва цієї фірми, який на наш запит з проханням пояснити ситуацію сказав буквально наступне: «Справжнім повідомляю, що в моторних і трансмісійних оліяхдопускається наявність незначної кількості осаду. Він може бути викликаний асоціацією дрібнодисперсних частинок каталізатора, що мають розмір менше, ніж пори заводського фільтруючого елемента. Ці опади можуть мати колір аж до чорного. Трапляються рідко і, як правило, тільки в тих партіях олії, які були виготовлені відразу після перезавантаження свіжого каталізатора в апараті. На експлуатаційні характеристики товарного масла впливу не мають і, згодом, у процесі роботи знову переходять у дрібнодисперсний стан».

Свого часу наших фахівців-масляників ця відповідь шокувала! Тобто одна з головних світових фірм-виробників олії чесно визнається у можливості грубого порушення технології виробництва олії!

А ми зіставили те, що написано, і те, що бачили на власні очі. Адже дострокова смерть олії дуже схожа на картину, яку ми могли б побачити внаслідок різкого прискореннятемпу окиснення олії. Саме цей процес супроводжується зростанням його в'язкості та кислотного числа, падінням лужного числа. А що може сприяти неконтрольованому прискоренню хімічної реакції, якою, по суті, є окиснення олії? Саме наявність каталізатора!

Так, звичайно, при зберіганні такого «брудного» масла каталізатор мовчатиме - адже для активізації його роботи йому потрібні спеціальні умови, температура і тиск. Але вони якраз і є в активній зоні роботи вузлів тертя. Отже, це також треба перевірити!

Головна проблема, яка постала перед нами, де взяти цей каталізатор? На наші звернення з проханням допомогти у цьому питанні відгукнулося лише російське представництвофірми "MOTUL". Схоже, тільки їм, до речі, ніколи не засвіченим у випадках дострокової загибелі олії, виявилося необхідним встановлення істини! За це їм щиро дякуємо, і нехай не визнають нашу подяку рекламою цієї фірми.

Отже, два варіанти каталізатора, що застосовується при виробництві гідрокрекінгової базової олії, у нас. Великі гранули каталізаторів ми перетворили на дрібнозернистий порошок потрібного фракційного складу - такого, щоб через пори масляного фільтра летів. Ці порошки змішали з маслом, і за півгодини побачили - ось він, шкідливий осад!

Це масло залили в черговий двигун, призначений на заклання, і розпочали цикл його тривалої накатки. Спочатку все йшло добре, але вже через двадцять годин випробувань стали помічати – тиск олії падає. А масло на щупі стало помітно густішим – тим більше, спочатку використовували дуже хорошу «синтетику» 5W-30, на її тлі збільшення в'язкості було особливо помітно! Дивно - в'язкість явно зростає, а тиск падає... Може, зношування з'явилося? Але якось занадто швидко прогресував цей процес. Двигун витримав всього 40 мотогодин випробувань, після чого тиск зовсім зник. Далі - все, як завжди, розтин, обмір, огляд.

Перше, що впало у вічі - це те, що від чотирьох літрів масла, залитих вихідно в двигун, злилося з нього за підсумками випробувань всього літра півтора! І це - всього за 40 мотогодин дуже помірних режимів, за еквівалентом - менше 3000 кілометрів! І масло було моторошно чорного кольору. Обміри деталей двигуна серйозного зносу не виявили, хоча було помітно - вкладиші підшипників і шийки колінчастого валу дуже добре відполірувалися. Теж зрозуміло – порошок каталізатора спрацював як абразив. То чому ж так упав тиск олії? Відразу кинулося у вічі наявність якихось твердих агломератів у піддоні, які міцно сиділи на стінках. Це, мабуть, і були ті «нешкідливі» на думку авторів злощасного листа «асоціації дрібнодисперсних частинок». Але їх було явно менше за обсяг початкового осаду в маслі, залитого в двигуні. У фільтрі також часток ми не помітили. Значить, основна частина порошку, введеного нами в олію, осіла у каналах! Ось і причина втрати тиску у системі змащування.

А що показав аналіз фізико-хімічних параметрів олії, яка попрацювала з цим «нешкідливим» порошком? В'язкість олії, що спочатку становила 11.2 сСт при 100 ° С, збільшилася до 17.9 сСт! Тобто масло, що спочатку перебувало в класі SAE-30, за 40 мотогодин перескочило в клас в'язкості SAE-50! Кислотне число збільшилося більш ніж на 2.5 мг КОН/г. Нагадаємо, що в останній ресурсній експертизі за 180 мотогодин олії збільшували свою кислотність всього на 0,75...1,0 мг КОН/г! Лужне число знизилося менше, та й відкладення на стінках картера двигуна були хоч і більшими, ніж звичайно. Причому масло за кімнатної температури було таким густим, що стікати зі стінок ніяк не хотіло - такого ми ще не бачили. До речі, картина, яку ми спостерігали на нашому експерименті, підозріло нагадувала ту, яку видала одна з олій під час нашої попередньої експертизи «напівсинтетик».

Отже, «нешкідливий» на думку деяких олійників, порошок каталізатора за порівняно короткий час загубив масло і добив мотор. Причому в цьому випадку, на жаль, навіть капіталка йому не допоможе - адже прибрати пробки, що закупорили масляні канали, судячи з структури відкладень у піддоні, буде вкрай проблематично. До речі, деякі свідомі ділери великих автовиробників, що зіткнулися з подібною проблемою, без розмов змінювали або блоки циліндрів, або весь двигун у зборі.

Отримані результати вже зараз чітко свідчать, що ні автовиробники, ні автовласники не винні в бідах. Адже і термічна нестабільність деяких видів масла, що призводить його до полімеризації при об'ємному перегріві, і можлива наявність агресивного осаду каталізатора в ньому, що допускається деякими виробниками масла, - це серйозні «проколи» цих фірм.

Підбиваємо підсумок, поки проміжний. Звичайно, комусь хотілося б почути гучний заклик: мовляв, не купуйте олію фірм А, В та С! І розкуповуйте олію фірми D: вона ніколи не хворіє! Але ми не шукали винного стрілочника, а досліджували проблему. До того ж десять тисяч машин можуть щасливо їздити на маслі фірми А, а ось десять тисяч перша потрапить у неприємну ситуацію. Натомість ми технічно грамотно обґрунтували неспроможність чергових нападок на лопуха-водія. Більше того, нам вдалося знайти деякі можливі причинимасових випадків прискореної смерті олії та двигуна в цілому.

Щиро хочемо вірити, що фірми-виробники олій та бензинів уважно вивчать наші висновки: на цього чекають усі автомобілісти. А поки що ми рекомендуємо скористатися нашими рекомендаціями щодо «Методи самооборони», дотримуючись яких можна в критичній ситуації врятувати мотор.

КРАПЕЛЬНА ПРОБА

На будь-який пористий папір (оптимально - шматочок фільтра для кавоварки або хоча б шматочок газети) з масляного щупахолодного двигуна капніть крапельку олії. Якщо вона швидко розпливеться по папері, утворивши кілька концентричних кіл, то олія жива. А от якщо воно не захоче розтікатися і залишиться чорною краплею у місці падіння – терміново замінювати!

НЕ ВМІЄТЕ ПЕРЕВІРЯТИ ОЛІЮ? ЗНАЙДІТЬ Шматочок ГАЗЕТИ!

P.S. Само собою, що в ході однієї з найближчих експертиз олій ми окремо проаналізуємо їхню стійкість до розкритих нами лиходійств. Один напрямок пошуків уже зрозумілий: нова хвиля відмов помічена після того, як запрацював після модернізації один із відомих НПЗ - адже у виробництві високооктанового бензину використовується аналогічний каталізатор!!! А чи не приходить він у масло з цим, зовні цілком кондиційним паливом? А з іншого регіону надійшла інформація про нібито випадковий збіг загибелі моторів за описаною нами схемою з використанням палива, що містить надмірну дозу строго забороненого у нас метанолу. З цим теж треба розібратися.

Спекотно? ПРОБКИ? ПЕРЕВІР-КА ОЛІЯ!

МЕТОДИ САМООБОРОНИ

Щоб убезпечити себе від можливого лиха, ще раз повторюємо наші рекомендації:

1. Користуйтеся лише оліями, купленими у перевірених магазинах. На планове ТО краще приїжджати зі своєю каністрою олії. Після її покупки дайте їй постояти деякий час, і, якщо є можливість, простежте, чи немає осаду в каністрі. Зазвичай осад можна помітити прозорою мірною смужкою на каністрі.

2. Візьміть за правило, навіть якщо ваш мотор не помічений у підвищеному олійному апетиті, хоча б раз на тиждень залазити під капот і стежити за рівнем та станом олії по щупу. Вас відразу має насторожити різке збільшення витрати олії, або її раптове розрідження, або, навпаки, загусання.

3. Особливо будьте уважні до олії влітку, при довгих стояннях у пробках, або при далеких швидкісних перегонах. Саме тоді можливі об'ємні перегріви олії.

4. Візьміть на озброєння т.зв. «краплинну пробу» олії. Суть та процедура її надзвичайно прості. На будь-який пористий папір (оптимально – шматочок фільтра для кавоварки, або хоча б – шматочок газети) з масляного щупа холодного двигуна капніть крапельку олії. Якщо вона швидко розпливеться по папері, утворивши кілька концентричних кіл, то олія жива. А якщо воно розтікатися не захоче, залишившись чорною краплею в місці падіння - терміново на СТО для його заміни!