Моторные масла 2

Все известные классификации моторных масел и спецификации автомобилестроительных фирм обязательно включают в комплекс методов, которыми проверяют соответствие масла предъявляемым требованиям, длительные стендовые или даже эксплуатационные испытания. По окончании испытаний оценивают чистоту поршней, подвижность поршневых колец, износ деталей ЦПГ. Полученные результаты должны быть не хуже значений показателей, указанных в методике испытаний для масла данного класса. Чем выше класс (группа, категория) масла, тем строже проходные оценки или жестче режим испытаний.

Что происходит с ЦПГ, если в картер двигателя залито масло, не соответствующее требовониям автопроизводителя по уровню эксплуатационных свойств, или если из-за несвоевременной смены масло утратило работоспособность?

Недостаточные моюще-диспергирующие свойства масла влекут за собой целый ряд негативных последствий, обусловленных образованием нагара и лакообразных отложений на поршнях и поршневых кольцах. Нагар на внутренней поверхности днища нарушает теплоотвод от поршня и приводит к его перегреву, в особенности в двигателях с принудительным масляным охлаждением поршней. Результат - задир поршня или его прогар.

При оценке результатов моторных испытаний не случайно как самостоятельный нормируемый показатель моющих свойств масла выделяют заполнение нагаром канавки поршня, в которой находится верхнее компрессионное кольцо. Если нагар в канавке заполнит все закольцевое пространство, кольцо перестает пружинить и жестко трется по стенке цилиндра. Задир неизбежен.

Образование отложений но торцевых поверхностях поршневых колец приводит к их закоксовыванию в канавках поршня. Нарушение подвижности поршневых колец вызывает потерю компрессии, резко увеличенный прорыв газов в картер и расход масла, снижение мощности, затрудненный холодный пуск.

Толстый слой нагара на головке поршня - причина полировки цилиндра, стирания профиля, нанесенного при хонинговании зеркала цилиндра. При большой площади полировки растут прорыв газов и расход масла, а во многих случаях происходит задир поршня.

Двигатели с турбонаддувом значительно требовательнее к уровню моюще-диспергирующих свойств масел, т.к. температура деталей ЦПГ у них выше и прорыв газов в картер относительно больше в сравнении с базовой безнаддувной моделью. На рис 1 показаны поршни дизеля с наддувом после равного времени испытания масла с недостаточными (А) и вполне удовлетворительными (В) моюще-диспергирующими свойствами.

Если при разборке двигателя обнаружены поршни, подобные показанному на рис. Д это признак несоответствия масла условиям работы.

В процессе старения масла, работающего в двигателе, введенные в масло присадки срабатываются, его моющие свойства постепенно ухудшаются. Это допустимо только до некоторого предела. Поэтому без крайней необходимости не следует превышать установленный пробег до смены масла даже с наивысшим уровнем эксплуатационных свойств.

Большое влияние на ресурс ЦПГ оказывают противоизносные свойства масла. Они зависят от его вязкости, нейтрализующей способности и эффективности противоизносных присадок. Вязкость масла при высокой температуре должна быть достаточной для обеспечения гидродинамического режима смазки между стенкой цилиндра и поршневыми кольцами на большей части хода поршня. Только около мертвых точек, где скорость движения поршня мала, имеет место граничный режим смазки. Именно здесь важную роль играют противоизносные присадки. Они химически модифицируют трущиеся поверхности и этим предотвращают трение металла по металлу, снижают коэффициент трения.

О роли нейтрализующей способности масла следует сказать особо. Она характеризуется щелочным числом. Щелочность мослу придают моющие металлсодержащие присадки. В их состав входят мельчайшие частицы карбоната или гидроксида кальция, магния и реже других металлов. При сгорании топлива образуются оксиды серы и водяной пар. Из них возникают сильные неорганические кислоты (серная, сернистая). Щелочные присадки нейтрализуют кислоты и этим предотвращает коррозионное изнашивание поршневых колец и цилиндров. Чем больше содержание серы в топливе, тем больше должно быть щелочное число применяемого масла. На рис. 2 показано влияние щелочного числа, масла на износ поршневых колец автомобильных дизелей, работавших на топливе с содержанием серы 0,35%. Повышение щелочного числа с 6 до 9 мг КОН/г дало снижение износа почти в два раза.

Дальнейшее повышение щелочного числа до 12 мг КОН/г очень мало повлияло на износ. Это говорит о том, что в данных эксплуатационных условиях щелочное число масла порядка 9 - 10 мг КОН/г вполне достаточно.

Современные дизельные масла с высоким уровнем эксплуатационных свойств имеют исходное щелочное число 8 - 10 мг КОН/г и более, но в процессе работы оно неизбежно снижается и этим часто бывает ограничен срок смены масла.

По экологическим соображениям дизельные топлива подвергают очистке от серы. Ее содержание уже сегодня во многих странах снижено до 0,03 -0,05%. Одновременно в дизелях новых моделей используют систему рециркуляции отработавших газов для уменьшения образования в процессе сгорания оксидов азота. Подача отработавших газов на выпуск усиливает коррозионное изнашивание деталей ЦПГ и, несмотря на низкое содержание серы в топливе, применение масел с высокой щелочностью остается необходимым.

Необходимость придания маслам высокой щелочности обусловлена и тем, что в последние годы достигнуто значительное уменьшение расхода масла в автомобильных дизелях. Теперь доливки свежего масла в картер для компенсации израсходованного стали существенно меньше, а перенос масла в зону поршневых колец, где протекают реакции нейтрализации кислот, замедлен.

Итак, обязательное условие обеспечения длительной и исправной работы ЦПГ - применение моторного масла с достаточными моюще-диспергирующими, нейтрализующими и противоизносными свойствами, имеющего требующуюся вязкость при высокой температуре. Вся необходимая информация содержится в инструкции по эксплуатации автомобиля, где указаны марки масел, одобренных автопроизводителем, или их базовый уровень по классификациям API и АСЕА, а также рекомендуемые для различных погодных условий вязкостные классы масел.