• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Протизношувальні властивості

При експлуатації всі двигуни зношуються. Швидкість і види зношування залежать від конструкційних особливостей двигуна, багатьох експлуатаційних факторів, якості палив і олив.

У двигунах можуть виникати різні види зношування. Так, в результаті механічних дій може бути механічне зношування; при хімічній взаємодії металів пари тертя із мастильним матеріалом, який містить корозійні продукти, а також із продуктами згоряння палива, водою може відбуватися хімічне та електрохімічне зношування тощо.

Значна роль у зменшенні зношування деталей двигуна належить якості оливи. Для запобігання зношуванню, утворенню задирок, оплавленню металевих поверхонь оливи повинні мати хорошу маслянистість, утворювати міцну плівку. В утворенні такої плівки значна роль належить в'язкості і в'язкісно-температурним властивостям оливи (індексу в'язкості). Але маслянистість, тобто змащувальні властивості, - це сукупність ще кількох властивостей оливи. Багато вузлів тертя працюють в умовах наявності тоненької мастильної плівки, тому великого значення набуває міцність плівки, яка залежить від хімічного складу оливи та вмісту поверхнево-активних речовин. Високов'язкі оливи більш "маслянисті" порівняно з мало-в'язкими, що отримують з однієї сировини, бо з підвищенням в'язкості в оливі збільшується вміст полярно-активних речовин та їх молекулярна маса. Тому залишкові оливи мають більш високу маслянистість порівняно з дистилятними (з однієї сировини). Для запобігання підвищеного зношування тертьових поверхонь до складу оливи додають протизношувальні та протизадирні присадки. Значна увага належить антифрикційним властивостям моторних та інших олив. Поліпшення антифрикційних властивостей оливи досягається зменшенням внутрішнього тертя (підбором відповідної в'язкості оливи) і зовнішнього (добавкою в оливи антифрикційних присадок -модифікаторів тертя).

Таким чином, основними властивостями, які відносяться до змащувальних, є протизношувальні, протизадирні, антифрикційні. При доборі присадок треба враховувати конкретні умови роботи оливи, тому що неправильний їх підбір може завдати шкоди, наприклад, підвищити корозію підшипників продуктами розкладу присадок. Виробництво якісної оливи з відповідними присадками (за якістю і кількістю) належить нафтопереробникам та нафтохімікам і не повинно бути справою експлуатаційників. Добавка присадок без відповідних знань може спричинити несумісність присадок, що призводить до підвищеного утворення осадів, корозії, прискореного старіння оливи.

Одне з призначень оливи - запобігання корозії металевих поверхонь. Однак оливи іноді можуть самі спричинювати корозію. Корозійні властивості оливи (на відміну від захисних) проявляються при підвищених температурах (вище 80 °С) і зумовлені наявністю в них органічних кислот, сірчаних сполук, водорозчинних (неорганічних) кислот і лугів. Чим вища корозійність оливи, тим більше корозійне зношування двигуна.

Якість палива, підвищений вміст сірки в ньому дуже впливають на корозійні процеси у двигуні, утворення осадів і нагарів. Під час роботи в оливі збільшується вміст сірки за рахунок палива і продуктів згоряння сірчаних сполук, що потрапляють в оливний картер. Особливо відчутні процеси при роботі двигуна на низькотемпературному режимі, невідповідній вентиляції картера, використанні палива з великим вмістом сірки (рис. 6).

Рис. 6. Зношування вкладишів підшипників (М, мг Fe) при використанні дизельного палива з вмістом сірки 0, 7%

Для зменшення корозійного зношування двигуна необхідно використовувати оливи з високими нейтралізуючими властивостями. Але одна олива, її якість не вирішують повністю проблему зменшення корозійного зношування, в якому беруть участь багато чинників. Одним з важливих є використання палив з малим вмістом сірки, а також своєчасне і якісне обслуговування двигуна.

Органічні кислоти завжди містяться в оливі. При експлуатації їх кількість збільшується за рахунок окислення оливи. Органічні кислоти спричинюють корозійне зношування вкладишів підшипників колінчастого вала, дзеркал циліндрів і поршневих кілець, прискорюють засмолення і закоксування поршнів, клапанів, утворення осадів. Органічні кислоти особливо небезпечні для кольорових металів, з якими вони утворюють солі органічних кислот. Останні є липкими масами і можуть випадати у вигляді осадів. Підвищену корозійність мають низькомолекулярні органічні кислоти. Високомолекулярні органічні кислоти спричинюють корозію при підвищених температурах, у разі присутності вологи і кисню.

Сірчані сполуки завжди є в оливі у вигляді різних речовин. Сірка проявляє тим більшу корозійну агресивність, чим вище температура у двигуні. При середніх температурах сірка утворює з металами комплекси у вигляді тоненьких плівок, які можна розглядати як мастильний матеріал, наприклад, у трансмісійних оливах. При високих температурах, що мають місце у двигунах, сірчані сполуки-комплекси розкладаються з утворенням сульфідів, які є крихкими і легко видаляються з металевих поверхонь. Це і є корозія, яка призводить до руйнування металевих поверхонь.

Вміст сірчаних сполук в оливі, що працює у двигуні, підвищується за рахунок газів, які прориваються з камери згоряння. Ці гази містять велику кількість парів води і кислотних ангідридів - SO₂, SO₃, NO₂ та інші, - мають кислотність і корозійну агресивність. При згорянні палива з його сірчаних сполук утворюються ангідриди, які в подальшому при конденсації утворюють з водою неорганічні сірчану, сірчисту кислоти, можливе утворення вугільної та азотної кислот (останні утворюються як побічні продукти). Неорганічні кислоти мають дуже високу корозійну властивість. Низькотемпературний режим роботи двигуна, змінний режим, погана вентиляція картера сприяють конденсації парів води, ангідридів, корозійному зношуванню двигуна. Продукти неповного згоряння палива, що прориваються в оливний картер, містять також важкі фракції палива після їх термічного розкладу і тверді продукти (сажу, сполуки металів антидетонаторів - при використанні їх для підвищення октанового числа бензину). Всі ці сполуки та речовини спричинюють утворення смолистих та лакових відкладень.

Температура системи охолодження сильно впливає на корозійне зношування двигуна і утворення осадів. Високі температури в системі охолодження, що унеможливлюють конденсацію водяних парів та утворення агресивних сполук при цьому, швидке прогрівання двигуна з використанням методів прискорення його пуску та прогрівання, сприяють зменшенню корозійного зношування двигуна. На рис. 7 показана залежність корозії свинцю від вмісту води (0, 3% мас. ) в дизельній оливі.

З метою нейтралізації продуктів згоряння палив, що прориваються в оливний картер, та корозійних продуктів окислення оливи до її складу вводять,

Рис. 7. Залежність корозії свинцю (г/м²) від тривалості дослідження (години) на дизельній оливі без вмісту води (крива 1) і з 0,3% води (крива 2)

лужні присадки вміст яких визначається в кількості КОН, необхідній для нейтралізації 1 г оливи - мг КОН/1 г оливи

Чим вища лужність оливи, тим вища її нейтралізуюча властивість. Лужність оливи, тобто її нейтралізуючі властивості, не залишається постійною, бо при роботі оливи у двигуні присадки спрацьовуються, особливо в перші години. При використанні палива з великим вмістом сірки лужні присадки оливи спрацьовуються швидше, бо є велика необхідність нейтралізації кислих продуктів згоряння палива, що потрапляють в оливний картер з відпрацьованими газами.

Лужність оливи зменшується внаслідок дії багатьох факторів: необхідності нейтралізації кислих продуктів згоряння палива (основна витрата лужних присадок) та окислення оливи; розкладу присадок під дією високої температури, води; адсорбції присадок на деталях двигуна.

Лужні присадки - зольні. Але підвищена лужність оливи може спричинити підвищення зношування двигуна, виникнення розжарювального запалювання і детонації в бензинових двигунах внаслідок утворення зольних відкладень у камері згоряння. Заміна оливи в бензинових двигунах оливою, призначеною для дизелів, які працюють у важких умовах (вантажні автомобілі, тягачі, дорожньо-будівельна техніка та ін. ), призводить до виникнення розжарювального запалювання, а іноді - до детонації.

Тому кожна марка моторної оливи, відповідно до її призначення для конкретного двигуна - (бензиновий чи дизель, високофорсований, турбонаддувний тощо), має обмеження за значеннями двох взаємопов'язаних показників: нейтралізуючі властивості оливи, тобто її лужне число, повинно бути не менше (наприклад, не менше 8,5 мг КОН/1 г оливи) і вміст сульфатної зольності, значення якої повинно бути не більше (наприклад, не більше 1,3%). Сульфатна зольність обумовлена обов'язковим вмістом лужних присадок, атакож вмістом деяких інших присадок, що мають у своєму складі метал.

Під час експлуатації олива окислюється, змінюється її первісний хімічний склад і властивості (протизношувальні, протизадирні) під впливом високих температур, кисню повітря, картерних газів, продуктів неповного згоряння палива, води, що конденсується з відпрацьованих газів, каталітичної дії металів та ін. Крім того, випаровуються легкі фракції оливи, спрацьовуються присадки, йде забруднення оливи різними домішками. Власне, спрацювання присадок, окислення оливи та її забруднення спричиняють підвищене зношування двигуна, необхідність заміни оливи.

Вуглеводні, що входять до складу оливної основи, окислюються під дією кисню (повітря), високих температур. Сприяють окисленню метали-каталізатори: металеві поверхні двигуна та частки металів - продукти зношування двигуна і тверді частинки у відпрацьованих газах та повітрі. Суттєвими для двигуна є кінцеві продукти окислення.

Парафінові вуглеводні, що входять до складу оливи, утворюють, в основному, корозійні органічні кислоти і практично не утворюють осадів та нерозчинних в оливі продуктів. Можуть виникати продукти окислення високої молекулярної ваги, внаслідок чого підвищується в'язкість оливи при її роботі у двигуні.

Нафтенові вуглеводні при окисленні утворюють сполуки, подібні до продуктів окислення парафінових вуглеводнів.

Ароматичні вуглеводні при окисленні можуть утворити складні полімерні продукти (асфальто-смолисті речовини), які не розчинюються в оливі і здатні до утворення різних осадів.

Тому високоочищені високоіндексні оливні основи з великим вмістом парафінових вуглеводнів схильні до утворення корозійних сполук при незначному утворенні асфальто-смолистих речовин навіть у важких умовах роботи двигуна. Оливні основи з малим індексом в'язкості із значним вмістом ароматичних вуглеводнів схильні до утворення великої кількості осадів і нагару в двигуні.

Наслідком окислення оливи є утворення корозійних сполук, осадів, лаків і нагарів, які викликають корозію підшипників, забивання оливопроводів, сітки оливоприймача, пригоряння кілець, прогоряння клапанів тощо.

Стійкість оливи окисленню киснем повітря - хімічна стабільність - залежить від кількох параметрів.

Швидкість окислення, утворення різноманітних сполук при окисленні оливи залежать від хімічного складу оливи, а також від кількості кисню в системі, температури (в двигуні, а не повітря), наявності металів-каталізаторів, води, старих продуктів окислення (відпрацьованої оливи).

Основний фактор швидкості окислення - температура (рис. 8) і тиск, при яких працює олива. Так, питомий тиску шатунних підшипниках за останні роки підвищився приблизно в 2 рази, в парі поршневе кільце-поршень - у 2-3 рази і т. п. Підвищення тиску супроводжується підвищенням температури. Крім того, зменшення об'єму оливної системи також веде до підвищення температури і прискорення окислення оливи. За умов поганого технічного стану ЦПГ та сильного прориву газів у картер температура поршня в зоні першої канавки різко збільшується.

Рис. 8. Вплив температури на швидкість окислення (поглинання кисню - Q, см³/100 г оливи) високо-очищеної оливи SAE 10 з індексом в'язкості 112

Олива під впливом високих температур зазнає інтенсивного окислення, полімеризації, конденсації, розкладу, коксування. Наприклад, при температурі 50 °С треба в 1700 разів більше часу для окислення оливи до тієї ж глибини, що і при температурі 150 °С. Чим нижча якість оливи, тим більша швидкість окислення, тобто нижча хімічна стабільність. Моторна олива додатково підлягає впливу високонагрітих газів, що прориваються в картер. Температура газів, що потрапляють в оливний картер у зоні ЦПГ на такті стиснення, сягає 450 °С для бензинових двигунів, 500 °С і вище - для дизелів.

Найбільш інтенсивно олива окислюється в перші години роботи. На початковій стадії утворюються головним чином продукти розкладу пероксидів - кислоти, альдегіди, кетони, ефіри тощо, а потім - продукти більш глибокого окислення, які можуть випадати в осад. При температурах до 300 °С спостерігається в основному окислення, при більш високих температурах - розрив вуглеводнів (крекінг). Підвищення тиску повітря, площини стикання з ним прискорює окислення оливи. В камері згоряння олива підлягає дії кисню і температури до 2000 °С і вище. Олива, що попадає в камеру згоряння, зазнає коксування з утворенням твердих продуктів (коксу, золи). Це призводить до погіршення тепловідводу від деталей двигуна, внаслідок чого може бути оплавлення та розтріскування поршнів, прогар випускних клапанів. В утворенні нагарів, коксу може брати активну участь паливо. В циліндро-поршневій групі створюються найгірші умови для роботи оливи. Тут олива знаходиться у вигляді тоненької плівки і зазнає дії температур від 150 до 300-350 °С від гарячих стінок циліндра і поршня, відпрацьованих газів. При цьому випаровується легка частина оливи.

Олива стикається з різними металами, деякі з них можуть бути каталізаторами. Це, передусім, свинець, мідь та їх сплави. В присутності парних металів (наприклад, заліза і, міді) олива окислюєть­ся значно швидше, ніж під впливом цих металів окремо. Цей фактор слід мати на увазі при виборі модифікатора тертя для зношених двигунів. Модифікатори, у складі яких є м'які метали - мідь, свинець, їх оксиди, поряд із зменшенням коефіцієнта тертя, підвищенням тиску в системі, провокують окислення оливи, збільшення його швидкості.

Для зменшення швидкості окислення Оливи (гальмування процесів окислення) до складу оливи вводять протиокисні присадки.

Деякі протиокисні присадки (інгібітори окислення) оливи, наприклад, такі, що містять у своєму складі фосфор, зменшують вплив каталізаторів окислення оливи, тобто вони є пасиваторами каталізаторів (рис. 9, крива 4).

На швидкість окислення впливає стара олива (залишки відпрацьованої після її зливання). Періодичне промивання двигуна при заміні оливи зменшує кількість шкідливих викидів в атмосферу, витрати палива й оливи, зменшує зношування двигуна. Промивати двигун можна індустріальними оливами (наприклад, веретінною) або спеціальними промивними оливами, які мають високі мастильні властивості і розчинну здатність щодо осадів. Цих якостей не мають палива, які іноді використовують (гас, дизельне паливо). Оливну систему промивати паливами не можна. Промивка двигуна спеціальними розчинами протягом 5-10 хв. повинна відбуватися тільки на станціях технічного обслуговування. Незнання властивостей цих рідин з дуже сильними розчинними та деякими

Рис. 9. Вплив металів як каталізаторів на окислення (поглинання кисню - Q, см3/100 г оливи) високо-очищеної оливи SAE 10 з індексом в'язкості 112 при температурі 177°С: 1-е присутності мідного дроту; 2-е присутності залізного дроту; З - без металу, 4-е присутності залізного дроту та інгібітору

негативними діями може завдати шкоди двигуну при невмілому їх використанні.

Більш важкими умовами роботи оливи у двигуні є експлуатація на змінних режимах, з частими зупинками і початком руху, роботою на холостому ходу. За таких умов йде інтенсивне окислення оливи, утворення відкладень, корозійне зношування двигуна Власне, в таких умовах працюють автомобілі й автобуси в містах.

Дуже часто причиною підвищеного зношування двигуна, утворення різних осадів є засмічення оливи продуктами згоряння палива, особливо у двигунах, що працюють на низькотемпературному режимі. Продукти неповного згоряння палива, пари води конденсуються на стінках циліндрів, через зону поршневих кілець надходять в оливний картер, перемішуються з оливою Відбувається емульгування, коагуляція і випадіння з оливи різних осадів. Заміна оливи з деяким скороченням терміну її використання у двигуні запобігає передчасному зношуванню двигуна. Олива при цьому може ще не втратити повністю свої властивості. Часта заміна оливи не дає можливості накопичуватись осадам, що утворюються з продуктів окислення та засмічення оливи.

У двигунах можуть утворюватись осади тверді, подібні до коксу; зернисті; м'які, мазеподібні. Склад всіх типів осадів дуже схожий (табл. 53).

Вода, сажа, частинки вуглецю, метал антидетонатора попадають в оливу з відпрацьованими газами з камери згоряння, а не утворюються з оливи. Вода - одна з головних причин утворення осадів. При згорянні 1 кг палива утворюється приблизно 1 кг води. При роботі двигуна на низькотемпературному режимі значна частина водяних парів конденсується на стінках циліндрів двигуна і попадає в картер Вода прискорює осадоутворення, розкладає присадки.

Основна частина смолистих речовин утворюється з палива. Паливо, яке потрапляє до оливи, зазнає значних змін під впливом високих температур: воно

Таблиця 53. Приблизний типовий склад осадів (при використанні бензину з антидетонатором)

розкладається, частково окислюється, змінює первісний хімічний склад, втрачаючи стабільність. У картері паливо продовжує окислюватись, а також відбуваються процеси коагуляції, полімеризації паливних та інших сполук з утворенням асфальто-смолистих речовин.

Осади, що утворюються в оливі, розподіляють за своєю дією на низькотемпературні (шлами) і високотемпературні (нагари, лаки). Склад та кількість утворень на деталях двигуна призводить не тільки до ускладнень у роботі, а може бути причиною аварійного виходу двигуна з ладу. Але олива при цьому не є єдиною причиною утворення відкладень. Треба враховувати конструкційні особливості двигуна, режим його роботи, умови експлуатації та обслуговування, якість палива й оливи. Високотемпературні осади утворюються, в основному, внаслідок низької якості оливи; середньотемпературні - за рахунок низької якості палива і оливи; низькотемпературні - за рахунок засмічення оливи продуктами згоряння палива. Вода, що може попасти в оливу, зумовлює інтенсивне утворення осадів.

Шлами (осади) - нерозчинні в оливі речовини, які відкладаються в низькотемпературних зонах двигуна. Паливо, механічні домішки, вода, тверді продукти окислення оливи та згоряння палива беруть безпосередню участь в утворенні шламів. Низькотемпературні осади відкладаються в картері, на сітці оливо-приймача, в каналах оливної системи, на кришці клапанної коробки, в підшипниках, шийках колінчастого вала та інших деталях двигунів. Накопичуючись в оливопроводах, наприклад, шлами можуть порушити або припинити доступ оливи до тертьових поверхонь. Склад осадів не постійний, залежить від якості оливи та палива, умов експлуатації, технічного стану двигуна. При роботі двигуна на змінних режимах з частими пусками та зупинками, на низькотемпературному режимі, в умовах підвищеного забруднення ззовні олива спрацьовується швидше. Шламоутворення збільшується при використанні низькоякісних олив. У зношених двигунах шламоутворення також зростає (табл. 54).

Таблиця 54. Вплив технічного стану двигуна на забруднення оливи (порівняльні дані при 48-годинному дослідженні на стенді)

Примітка. Температура в системі охолодження на вході у двигун - 49 °С, на виході -54 °С.

При збільшенні зазору в зоні поршневих кілець від 0,6 мм до 1,2 мм кількість відкладень зростає в 1,35 разу за рахунок підвищення про­риву газів в оливний картер.

Склад осадів не однаковий, але тверді і мазеподібні осади різняться незначно: на 35-50% вони складаються з оливи, решта - вода (у твердих осадах вона відсутня), сажа, вуглисті частинки, сполуки металу антидетонатора (якщо використовувався бензин з антидетонатором), залізо та смолисті речовини. Так, шлами бензинового двигуна мають приблизно такий склад: олива - 50%, вода -8%, сажа та вуглисті частинки - 21%, свинець у вигляді броміду (може бути марганець чи залізо, якщо використовувався марганцевий або залізний антидетонатор) - 10%, смолисті речовини - 10%, залізо, кремній та ін, - 1%. Шлами дизелів мають приблизно такий склад: олива - 42%, вода - 3%, вуглисті частинки - 34%, нерозчинні смолисті речовини - 19%, залізо, кремній та ін. - 2%. В осадах з дизелів немає металу антидетонатора, бо він відсутній у дизельному паливі, а міститься більша кількість смолистих речовин. Це пояснюється більшою кількістю дизельного палива, що не згоріло (воно важче і менш летюче) і може попадати в оливу. Чорний викид газів дизеля може бути ознакою значного утворення відкладень і вимагає перевірки стану форсунок.

Нагари - продукти окислення і термічного розкладу оливи з подальшим процесом її полімеризації. Нагари - вуглисті речовини, які відкладаються на стінках циліндрів, днищі поршнів. Кількість і якість утворень (нагарів) залежить від багатьох параметрів, передусім, від якості палива, яке бере безпосередню участь в утворенні таких відкладень. Про це свідчив аналіз складу нагарів, в яких містився свинець при використанні етильованих бензинів. На нагароутворення також впливають якість оливи, режим роботи двигуна, його технічний стан. Оливи з високим індексом в'язкості (парафінові) утворюють твердіші нагари порівняно з оливами однакової в'язкості, але з більшим вмістом асфальто-смолистих речовин, тобто з нижчим значенням індексу в'язкості. При роботі двигуна на оливах підвищеної в'язкості (ніж потрібно для даного двигуна) збільшується кількість нагарів, а при використанні палив і олив з підвищеним вмістом сірки - твердість нагарів.

Кількість нагару залежить від якості оливи і палива, від теплового режиму двигуна. Чим холодніші стінки камери згоряння, тим більше утворюється на них нагару. Взимку може утворитися нагару більше порівняно з кількістю його утворення влітку.

Нагари можуть бути причиною розжарювального запалювання і детонації в бензинових двигунах. Зменшення потужності двигуна від накопичення великої кількості нагарів у камері згоряння практично не відбувається. Виникнення розжарювального запалювання (двигун продовжує працювати при вимкненому запалюванні в бензиновому двигуні), детонації або того та другого разом спостерігається дуже часто при утворенні нагарів. Використання оливи не за призначенням (для даного двигуна) з підвищеним вмістом золи також призводить до збільшення нагароутворення.

У разі використання низькоякісних олив при підвищених температурах збільшується можливість залягання поршневих кілець внаслідок збільшення кількості нагарів і забруднення оливи продуктами неповного згоряння палива. Залягання кілець може бути спричинене механічними домішками, які "вдавлюються" у торцеві поверхні канавки і кільця. Нагар і механічні домішки можуть накопичуватися в зазорі між кільцем і канавкою поршня, що призводить до задирок кільця і циліндра (тому що кільце буде виступати над поверхнею стінки поршня), до стирання їх поверхонь. Нагари на впускних клапанах, продувних вікнах гільз циліндрів знижують коефіцієнт наповнен­ня циліндрів і спричинюють перевитрати палива. Нагари, що утворюються на стінках циліндрів і днищі поршня, погіршують охоло­дження двигуна і також спричинюють перевитрати палива, оливи. Частки нагарів, які змиваються паливом, що не згоріло, надходячи в зону тертя циліндр - поршень, зумовлюють підвищене їх зно­шування, а надходячи в картер, забруднюють оливу, прискорюють її окислення, а також призводять до абразивного зношування двигуна. Нагароутворення збільшується при роботі двигунів у запиленій місцевості, у зношених двигунах, при застосуванні бензинів з антидетонаторами. Слід зазначити, що нагароутворення в камері згоряння дизелів спостерігається рідко порівняно з бензиновими двигунами. При роботі двигунів на максимальних навантаженнях і при високій температурі згоряє більше палива. Такі продукти, як сажа та інші тверді частки викидаються в атмосферу і не встигають осісти на днищі поршня, головці блока двигуна.

Кількість нагарів, що утворюється в камері згоряння, може бути зменшена при роботі двигуна тривалий час на максимальних на­вантаженнях та температурах (нагар "вигоряє").

Лаки - густі речовини, що утворюються в зоні поршневих кілець і на гарячих деталях, і дуже важко піддаються видаленню. В таких місцях олива знаходиться в тонкому шарі і окислюється (разом з паливними продуктами) дуже інтенсивно. З підвищенням температури підвищується лакоутворення.

Лакоутворення відбувається при температурах від 230-260 до 300-320 °С (максимальна кількість лаку). При більш високих температурах лакова плівка розкладається з утворенням газових продуктів. Швидкість лакоутворення залежить від температури, хімічного складу оливи.

При сильному лакоутворенні поршневі кільця перестають виконувати свої функції, бо вони пригоряють, стають нерухомими, порушується герметичність між поршнем і циліндром. Лаки, що утворю­ються в зоні випускних клапанів (на їх стеблах), призводять в ряді випадків до заклинювання їх і поломки штанг, виходу з ладу двигуна. Зменшення об'єму оливної системи веде до інтенсифікації змін якості оливи, зокрема її окислення. При цьому прискорюється утворення нагарів та лаків (табл. 55) за рахунок збільшення кратності циркуляції оливи, отже, більш значних теплових і питомих навантажень на одиницю об'єму. Тому при виборі оливи слід враховувати конкретні умови її роботи і не заливати оливу низької якості.

Таблиця 55. Вплив об'єму оливного картера на зміну якості оливи

Основні закономірності окислення оливи в об'ємі і в тонкому шарі майже однакові при температурі до 250 °С. Підвищення температури вище 250 °С супроводжується більш глибокими термоокисними перетвореннями вуглеводнів та інших сполук, утворенням легких продуктів (газів, альдегідів та інших летючих сполук).

Незважаючи на однакові загальні риси утворення відкладень у двигунах, характер їх різний і залежить від конкретних умов роботи двигуна і його конструкційних особливостей. Так, в дизелях переважають високотемпературні відкладення, тоді як в бензинових - низькотемпературні.

Для запобігання випадіння в осад продуктів окислення і неповного згоряння палив, утворення нагарів, лаків, шламів олива повинна мати високі миючі (детергентно-диспергуючі) властивості. Оливна основа має недостатні миючі властивості і для їх поліпшення в оливу додають присадки. Під детергентно-диспергуючими властивостями розуміють здатність оливи утримувати нерозчинні в ній речовини в суспендованому (завислому) стані, не давати можливості дрібним частинкам коагулюватись і осідати на металеві поверхні.

Присадки навіть найвищої якості не спроможні безстрокове утримувати осади і продукти засмічення у розчині оливи та запобігати їх відкладенню на поверхні металу. Коли кількість осадів та продуктів засмічення досягає критичної величини, присадки будуть вже неефективними. Смоли, продукти неповного згоряння палива, вода, ангідриди починають коагулюватись і випадати. Чим більше працює олива, тим більше в її складі нерозчинних речовин.

Під час проходження оливи через фільтр тонкої очистки частина нерозчинених речовин затримується на ньому, а частина дрібних речовин залишається в оливі. Фільтрація дозволяє зменшити кількість відкладень у двигуні. Крім твердих продуктів окислення оливи і згоряння палива, при фільтрації вдається виділити інші механічні домішки, такі, що надходять з повітрям, та продукти зношування двигуна.

Своєчасне технічне обслуговування мастильної системи і заміна фільтруючих елементів значно зменшують зношування двигуна. Оливні фільтри мають обмежену здатність затримувати відкладення і нерозчинні в оливі продукти. Крім того, фільтри не затримують дрібнодисперсних частинок, до яких можуть належати сажа, сполуки антидетонатора бензинів та інше. Деякі смолисті речовини при охолодженні двигуна після роботи здатні випадати з оливи, сприяючи утворенню осадів.

Оливні фільтри не відновлюють первісних якостей оливи, яка працює у двигуні, тому її треба своєчасно міняти. Коли оливу міняють частіше, вона перестає бути акумулятором сажі, різних металевих сполук (при використанні бензинів з антидетонаторами), води, палива, що не згоріло, смолистих речовин, а виконує свої основні функції - мастильного матеріалу. Використання якісної оливи, відповідної кожному конкретному двигуну, забезпечує його чистоту і найменше зношування. При виявленні підвищеного зношування двигуна, перевитрати палива і оливи необхідно знайти істинну причину такому явищу (бо це, як правило, - не олива).

На протизадирні та протизношувальні властивості олив значно впливає наявність у них механічних домішок і води.

Наявність води в оливі, особливо у свіжій, недопустима.

Підвищений вміст води в працюючій оливі може бути наслідком поганої вентиляції картера, низького технічного стану двигуна, підвищеного прориву відпрацьованих газів і продуктів згоряння палив у картері, проникнення охолоджувальної рідини із системи охолодження, експлуатації двигуна на низькотемпературному режимі. Необхідно виявити причину попадання води в оливу і ліквідувати її.

Визначити вміст води в оливі можна експрес-аналізом. У суху чисту пробірку на 1/3-1/4 висоти заливають оливу, яку попередньо добре перемішують. Пробірку нахиляють на 45° отвором від себе і підігрівають дно пробірки (можна 2-3-ма сірниками послідовно). Поява піни і потріскування свідчать про вміст води в оливі. Така олива непридатна до використання.

Вода в оливі не розчиняється. Олива, що містить воду, навіть якщо вона знаходиться у вигляді грубої суспензії, після відстою продовжує залишатись каламутною від залишків води. Ця частина води знаходиться у вигляді дуже дрібних крапель, осіданню яких перешкоджає опір (в'язкість) оливи.

Шкідливість води проявляється в механічному зношуванні поверхонь металів при низьких температурах, коли вода замерзає; каталітичній дії на окислення оливи; збільшенні осадоутворення; прискоренні корозії; погіршенні мастильних властивостей, що зумовлює підвищене зношування тертьових поверхонь і деталей; розкладі та вимиванні присадок. Відсутність або різке зменшення вмісту присадок в оливі можна перевірити за лужним числом.

У табл. 56 наведені дані зношування поршневих кілець дизеля при роботі на оливі М-10В2 (з водою і без води).

Таблиця 56. Зношування поршневих кілець дизеля при роботі на оливі М-10В2 (з водою і без води)

Дія води на присадки є дуже небезпечною. Використання олив без присадок для двигунів сучасної техніки неприпустиме. В експлуатації іноді при зливанні відпрацьованої оливи з картера стікає світло-коричнева емульсія. Це є свідченням наявності води в оливі, розкладу і випадіння присадок. У такому випадку олива працювала практично без присадок. Треба з'ясувати причину надходження води в оливу (погана вентиляція картера, порушення герметичності із системою охолодження, заправлення обводненою оливою). Використовувати оливу, навіть свіжу, в яку попала вода, не можна, "регенерувати" її на місці використання неможливо. Порівняно невелика кількість води (0,1..0,2%) спроможна протягом кількох діб розкласти більше половини присадок, що є в оливі. Тому треба не допускати попадання атмосферних опадів чи інших джерел води в оливу.

Деякі двигуни працюють на низькотемпературних теплових режимах, тобто при низьких температурах охолоджувальних рідин і оливи. Це дуже впливає на кількість і якість продуктів згоряння палив, що прориваються в оливний картер і забруднюють оливу (важкі фракції палив, сажа, оксиди, вода та інші). Гази, що прориваються з камери згоряння, мають високу кислотність та корозійність. Оксиди сірки, азоту утворюють з водяними парами при конденсації в картері кислоти. Важкі - хвостові фракції палив, що попадають в оливний картер, є дуже нестабільними і утворюють разом з іншими продуктами конденсації та окислення відкладення, осади.

Підвищене утворення осадів та інших відкладень, корозія та ржавіння деталей двигуна може свідчити про недостатню вентиляцію картера. Особливо таке явище відбувається при роботі двигунів в легких умовах експлуатації, при частих зупинках та початках руху (в міських умовах), при невеликих навантаженнях, роботі на холостому ході. Тому дуже впливовим фактором на утворення осадів є температура в системі охолодження, ефективна вентиляція картера і конструкційні особливості двигуна.

При наявності води в оливі корозійне зношування деталей двигуна значно підвищується. В таблиці 57 наведені дані щодо впливу води в оливі на зношування дизеля. Знаходячись на поверхні металу і в оливі, вода підсилює "водневе" зношування (при терті і вібрації), інтенсифікує хімічно-електролітичну корозію вкладишів підшипників та інших деталей з кольорових металів та сплавів, сприяє корозійно-механічному зношуванню.

Таблиця 57.Результати дослідження зношування дизеля

Водневе зношування особливо значне при періодичній експлу­атації техніки, при низьких температурах повітря. Донором водню є вода і вуглеводневі оливи, які при терті можуть підлягати механічним та електро-хімічним змінам.

Із збільшенням вмісту води в оливі спостерігається підвищене зношування циліндрів двигуна. Під час роботи двигуна на низькотемпературному режимі його зношування підвищується. У верхній зоні циліндра вище температура, що веде до випаровування води. Тому корозійне зношування циліндрів у верхній і середній частинах менше порівняно із зношуванням в нижній частині, де відбувається інтенсивна конденсація води. При конденсації вода утворює кисло­ти з оксидами сірки, азоту, викликаючи рідинну корозію металу неорганічними кислотами.

При тривалих стоянках техніки, особливо під час сезонних робіт, в оливі накопичується вода, яка спричинює корозійне зношування двигуна. Зношування деталей двигунів техніки сезонного користування вище порівняно із зношуванням двигунів всесезонного користування.

При значному вмісті води в оливі частина її надходить в підшипник колінчастого валу, де перетворюється в пару за рахунок теплоти нагрітого підшипника. Пара, всвою чергу, "зриває" оливну плівку із вкладиша і шийки, при цьому неминуча задирка.

Використання антифризів як охолоджувальної рідини сприяє попаданню їх в моторну оливу. Антифризи мають високу проникливість, агресивність щодо оливи. Для запобігання попадання антифризів в оливний картер слід перевіряти герметичність системи охолодження, затяжку болтів головки циліндрів двигуна.

Читайте також:

1. OПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОЛОЇДНИХ СИСТЕМ
2. А) Товар і його властивості.
3. Аеродинамічні властивості колісної машини
4. Алкани (насичені вуглеводні). Хімічні властивості алканів
5. Алкани, їх хімічні властивості.
6. Алкени. Хімічні властивості
7. Алкіни. Хімічні властивості
8. Аміни. Фізичні та хімічні властивості аліфатичних амінів.
9. Аналізатори людини та їхні властивості.
10. Аналізатори людини та їхні властивості.
11. АНТИДЕТОНАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ
12. Арифметичні дії над дійсними невід’ємними числами. Їхні властивості

Переглядів: 2858