Функции моторного масла – Для чего нужно масло в двигателе автомобиля и какие функции оно выполняет: ликбез по моторным маслам
- 20.09.2020
Функции моторного масла. Это надо знать
Если спросим автолюбителей – Какие функции моторного масла Вы знаете? – подавляющее большинство ответят, смазка деталей двигателя. О том, что в двигателе внутреннего сгорания должно быть масло, знает каждый, не только водитель. Задача заключается в смазке, а точнее говоря – защите от заклинивания движущихся деталей, таких как распределительный вал, поршни, коленчатый вал, и даже турбокомпрессор. Нанесенный тонкий слой масляной пленки сохраняется на элементах двигателя даже во время стоянки автомобиля. В основном для того, чтобы обеспечить непрерывность смазки уже в момент повторного запуска двигателя.
Однако это не полный перечень возможностей автомобильных масел. Ответ на этот вопрос следует искать внутри привода во время его работы, так как речь идет о крайне экстремальных условиях, и возможностях где масло выполняет другие задачи. Про это мы и поговорим в нашей статье. Вы это должны знать.
Основные функции моторного масла
Каждое моторное масло состоит из смеси базового масла и присадок. Сама база часто представляет собой смесь из нескольких различных компонентов, которые, в результате придают ему желаемые свойства. Тип базы свидетельствует, что это масло минеральное, полусинтетическое или синтетическое. В свою очередь, присадки имеют задачу или улучшить параметры базового масла (например, стабилизировать его вязкость в течение длительного времени), либо выполнять конкретные функции моторного масла (например, мойка отложений). Требования к современным маслам настолько высоки, что сегодня каждая марка масла имеет в своем составе много различных добавок.
Хорошего класса моторное масло должно сочетать в себе пять основных функций:
- Смазка узлов силового элемента.
- Охлаждение.
- Герметизация движущихся элементов.
- Очистка двигателя и управление отложений в масляный фильтр.
- Противодействие коррозии.
Смазка работающих частей, узлов силового элемента
Первая, базовая функция, тесно связана с вязкостью масла, т. е. его способностью для разделения друг от друга взаимодействующих элементов при конкретных нагрузках. Двигатель в автомобиле представляет набор металлических деталей, которые в ходе работы двигаются при большом моменте вращения. Для того, чтобы процесс мог протекать без особых помех, необходимо присутствие масла. Это играет чрезвычайно важную роль.
Главой задачей является снижение коэффициента трения. Сразу после запуска привода,
масло распространяется по системе через насос, создавая тонкую пленку – и все благодаря правильной вязкости масла и специальных добавок.
Вязкость должна соответствовать рекомендациям производителя автомобиля. Подбирается по классу вязкости SAE, например 10W-40. Здесь, важным параметром является индекс вязкости, который говорит об изменениях вязкости масла в высокотемпературном режиме. Чем индекс вязкости выше, тем масло менее подвержено колебаниям этого параметра.
Появление защитного слоя способствует снижению силы трения, что значительно замедляет процесс износа, благодаря чему обеспечивается соответствующая производительность двигателя, снижение расход топлива, в свою очередь, гарантируется долговечность работы механизмов двигателя.
Охлаждение, путем поглощения тепла нагруженных деталей
Охлаждение является очень важным параметром, особенно в современных автомобилях с турбонаддувом. Вопреки расхожему мнению, именно масло, а не охлаждающая жидкость имеет контакт с самыми горячими элементами двигателя. Получение тепла от поршней, вкладышей, коленчатого вала или ротора турбокомпрессора – именно это очередная функция и задача хорошего масла.
Соприкасаясь с нагретыми элементами двигателя (от 250 до 100 градусов по Цельсию), масло помогает снизить температуру привода, отводя от них избыточное тепло, которое охлаждается в масляном поддоне. Так как масло имеет дело с очень большими температурами, некоторые производители, для лучшего охлаждения в двигателе устанавливают масляный радиатор.
Высокого класса смазка должна иметь высокую температуру воспламенения, соответствующую стабильность температуры и быть защищена от окисления при высоких температурах.
Герметизация взаимно движущихся элементов
Герметизация, как и смазка, находится в прямой зависимости от вязкости масла. Выступает в роли герметика главным образом, в системе цилиндр – поршневые кольца – поршень. Проверяется это на специальных тестах в стадии разработки технологии производства смазочного масла. Уплотнение поршня в районе колец, обеспечивает двигателю необходимую компрессию, необходимую для поддержания полной мощности.
Очистка двигателя и управление отложений в масляный фильтр
Не менее важной задачей является
При контакте, моющие свойства масла должны в состоянии принять на себя эти частицы, распределить их в объеме масла и не допускать к образованию больших скоплений. Благодаря этим присадкам масла дольше остаются в полной мере активны.
Для того чтобы все функции моторного масла выполнялись, была продуманна
двухуровневая система фильтрации. Первый уровень принял на себя поддон автомобиля, а вторая ступень реализуется через фильтр. Масляный фильтр эффективно борется даже с сильным загрязнением. Со временем, моторное масло и фильтр теряют свои первоначальные свойства, и не в состоянии должным образом защитить элементы привода. Оба фактора способствуют тому, что ключевое значение приобретает регулярная замена масла вместе с фильтром. Механики рекомендуют проводить интервал замены на уровне 10 – 20 тысяч километров пробега.
Противодействие коррозии
Не менее важной функцией масла является защита от внутренней коррозии привода. Особенно чувствительны металлические элементы поршней или вкладыши, которые изготовлены из цветных металлов, со временем могут начать окисляться. Защита от коррозии
Заключается в создании на узлах слоя, предохраняющего его от контакта с кислородом, кислотами, водой и другими вредными веществами. Чем более прочный и стабильный такой слой, тем защита более эффективна. Масло должно быть нейтральным по отношению к металлу, подбирается в строго определенном уровне.
Как влияют присадки на функции моторного масла
Есть много видов базовых масел. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Их качество в значительной степени определяют присадки, которые обеспечивают улучшение свойства базовых масел. Стоит помнить, что чистые базовые масла, даже высшего качества, не подходят для использования в двигателе. Благодаря использованию добавок, улучшаются функции моторного масла, их свойства и параметры.
Основные добавки, применяемые в моторных маслах:
- Антиоксиданты – повышают стойкость масла к высоким температурам, благодаря чему масло не подвергается деградации, молекулы не выпадают из соединения.
- Моющие – предотвращают от загрязнения и образования отложений, благодаря чему двигатель остается чистым, сохраняет свою эффективность в течение всего срока годности.
- Пеногасители – предотвращают от пенообразования масла, которое может быть опасно и повлиять на износ деталей двигателя. Для поддержания нужного давления масла.
- Понижающие температуру – помогают в сохранении смазки в жидком состоянии при низких температурах окружающей среды.
- Противоизносные – увеличивают срок службы двигателя, так как они создают защитный барьер на поверхности его частей.
- Повышающие устойчивость к высоким давлениям – повышают износостойкость и уменьшают опасность трения.
- Антикоррозионные – защищают различные металлические части от атакующих их кислот, воды или воздуха.
- Щелочные – предотвращают закисление масла продуктами сгорания, содержащие серу.
Присадки могут быть использованы в качестве индивидуального компонента или в виде многофункциональных пакетов.
Моторные масла имеют множество функций, чтобы в полной мере обеспечить и защитить двигатель. Поэтому, очень важным является подбор правильного масла для двигателя Вашего автомобиля, а также регулярная замена этой смазки.
Моторное масло: описание, особенности, функции
Моторное масло является жизненно важной частью двигателя. Обращайте внимание на график замены жидкой смазки, в случае необходимости долейте или поменяйте эту техжидкость на новый состав. Правильно выбрав смазывающую жидкость для подвижных частей мотора автомобиля и, обеспечив правильный уровень масла в двигателе, можно не только продлить ему жизнь, но и обеспечить экономию на расходах на топливо.
Наиболее распространенным мнением, что масло для авто предназначено только для смазки, но помимо этой важной функции эта жидкость охлаждает двигатель, выносит продукты износа из точки контакта трущихся пар.
Что такое моторное масло?
Основная функция техжидкости для двигателя заключается в смазке подвижных компонентов и защите от коррозии. Кроме того, за счет циркуляции и достаточно большого объема, автомобильное масло выполняет функцию теплопереноса с последующим охлаждением частей мотора. Ингибиторы коррозии и присадки, контролирующие стабильность вязкости, обеспечивают надежную защиту сердца автомобиля.
Для выполнения основной функции масло ДВС производится на трех основных основах:
- Минеральной
- Полусинтетической
- Синтетической
В действительности, масло для двигателя по типу основного состава делится на 6 групп. Только представителей первой группы, использующих продукт прямой нефтеперегонки с последующей очисткой, можно достоверно назвать минеральными.
Автомобильные моторные масла второй группы, получаемые в процессе гидрокрегинга нефти, можно отнести к группе полусинтетиков. остальные смазки можно с уверенностью отнести к синтетической группе. Шестая группа масел, получается при переработке газа.
Поэтому, отвечая на вопрос «Что такое моторное масло?» можно с уверенностью ответить, что это сложная смазывающая жидкость, полученная в результате процессов нефтехимии.
Стандарты масла
Основные свойства моторных масел описаны в применяемых стандартах. Стандарты моторных масел в качестве основного параметра, определяющим смазочные свойства, использует вязкость. Для стандартизации понимания и для удобства конечного потребителя в основном маркируют по системе SAE. Кодировка по этому стандарту указывает минимальную и максимальную предпочтительные температуры наружного воздуха при запуске двигателя.
Сезонные автомасла редко используются автовладельцами в условиях обычной эксплуатации автомобилей, за исключением работы в условиях арктического холода или пустынной жары. В основном для круглогодичного использования и для сокращения затрат на техническую эксплуатацию автомобиля используют всесезонные (универсальные) смазки, имеющие по стандарту SAE кодировку ХwХХ.
Первый индекс указывает на свойства моторных масел в отношении оптимальной температуры для запуска в зимних условиях. Первый индекс изменяется от 0w до 20w. Второй индекс указывает на температурные характеристики запуска двигателя летом и варьируется от 30 до 60. Самым универсальным можно назвать смазку, имеющую кодировку SAE 0W60. Такое моторное масло для автомобиля существует. Его характеристики предполагают эксплуатацию двигателя при температурах от −40С до+60С.
При нормальной эксплуатации двигателя SAE0W60 по своим характеристикам намного превышает выставляемые требования согласно климатическим особенностям региона эксплуатации двигателя. В основном такая вязкость больше указывает на возможность применения смазки в высоконагруженных сильно форсированных двигателях. Применяется в основном в условиях гоночных автомобилей.
Для нормальной эксплуатации достаточно вязкости 10W50, которая перекроет все температурные графики и позволит спокойно путешествовать, не опасаясь за сохранность двигателя практически по всем широтам.
Существуют отраслевые стандарты смазочных материалов по европейским нормам ACEA, по международной классификации ISO, по требованиям американского института нефти — API, по японским — ILSAC, ну и, конечно, по ГОСТ РФ.
Все применяемые стандарты взаимозаменяемые и перекрывают показатели по основным характеристикам. Стандарты отличаются разностью градации и обозначения.
API использует двухбуквенный код, и ориентируется на год разработки ДВС. Например, API SM — для двигателей разработки 2004 года и младше
ACEA использует буквенно-цифровой код, и делит продукты нефтехимии по типу двигателей, режиму эксплуатации, и стойкости самой жидкости. Например, ACEA A3/B3 — для форсированных бензиновых и дизельных ДВС, для легкого коммерческого транспорта и легковых автомобилей. Возможна эксплуатация с увеличенным интервалом смены.
ISO делит смазку по базовой основе. Например, ISO 11158 HH — натуральные минеральные жидкости.
ILSAC — двухбуквенный и цифра через дефис. Указывает на соответствие классификации API, и характеризует по вязкости, скорости сдвига, летучести, пенообразованию. Сейчас действует стандарт GF-5, соответствующий API SM
ГОСТ 2004 полностью совпадает с обозначением по API. Обозначение по старому ГОСТу указывает вязкость смазки при запуске. Обозначение 6з16 соответствует 5w40.
Присадки
В действительности свойства моторных масел обеспечиваются комплексом присадок. Базовая основа любого жидкой смазки составляет лишь 70-95% от общего объема канистры, оставшийся объем достигается за счет различных присадок.
Использование присадок обеспечивает не только вязкость и эксплуатационную стабильность. Добавки помогают свести к минимум образование шлама и нагара, а также минимизировать возможный ущерб при попадании подобных отложений в каналы двигателя и трущиеся пары.
Ключевые5 ингредиенты, влияющие на качество смазывающей жидкости:
- Присадки, контролирующие вязкость
- Моющие добавки для промывания системы и удаления продуктов износа
- ингибиторы коррозии — защита от коррозии металлических изделий
- противоизносные компоненты — например, добавки цинка, требуемые для обеспечения твердой смазки трущихся пар при стекании масляного пятна
- модификаторы трения, призванные сократить расход топлива, за счет снижения коэффициента трения пар (например, графит, молибден)
- антикоагулирующие присадки, не допускающие образования парафиновых твердых соединений при пониженной температуре.
- ингибиторы пены, гасящие пенообразование, возникающее за счет взбивания коленчатым валом жидкости в картере двигателя.
Зачем менять масло?
В процессе эксплуатации двигателя смазывающий агент воспринимает температурные нагрузки как повышенные температуры при достижении температурного режима, так и экстремально холодные температуры. Свойства и химический состав моторного масла изменяется. Температурные перепады и взаимодействие с кислородом вызывает окисление жидкости.
Эти рабочие характеристики влияют на цвет моторного масла. Несмотря на заявленную стабильность по окислению даже синтетические формулы не могут гарантировать стабильность жидкости в долгосрочной перспективе.
Присадки, составляющие до 30% от емкости канистры, также имеют свои ограничения по эксплуатации. Антифрикционные присадки и модификаторы трения осаживаются на вращающихся и прочих движущихся частях. Количество коллоидных частиц конечно, и после выпадения на металлических поверхностях присадки перестают действовать.
Воздух содержит воду, которая со временем насыщает масло, мотор начинает работать в пенной ванне, что снижает смазывающие свойства.
Продукты износа также накапливаются в магистралях и картере, изменяя цвет масла и ее главный параметр — смазывающее свойство.
Любая техническая жидкость, работающая при дифферентных температурных условиях, со временем теряет свои свойства и требует замены.
Срок службы смазки определяется нефтехимическими предприятиями и производителями автомобильных двигателей.
Новые двигатели требуют изменения программы замены жидкости. Если изначально срок службы лимитировался пробегом, то сейчас, с учетом растущей популярности синтетических и полусинтетических масел, переходят удлиненные стратегии замены, рекомендованные производителями автомоторов. Более того, в системы автомобилей встраиваются датчики, позволяющие выполнять замену техжидкости по фактическому состоянию.
Что лить в двигатель?
Какое масло предпочтительнее использовать для конкретного автомобиля, обычно прописано в сервисной книжке. В этой инструкции указывается вязкостный стандарт смазки по градации SAE. При этом не указывается, какой тип жидкости по базовому составу рекомендовано конкретно для этого авто. Кроме того, эксплуатационные пожелания не учитывают фактического режима эксплуатации машины и климатические условия.
Высококачественное синтетическое моторное масло обычно не заливается в моторы, имеющие богатую историю эксплуатации. По сегодняшним меркам, двигатель считается старым при превышении 180 000 км пробега. Это увеличение пенсионного возраста обусловлено изменением применяемых материалов как в конструкции самого ДВС, так и в уплотняющих элементах.
Синтетическое моторное масло не рекомендовано к применению после порогового значения, так как имеет высокие характеристики по текучести и высокую проникающую способность.
Двигателю конечно не будет хуже, но потребуется постоянный контроль показания щупа. Жидкость будет просто вытекать из мотора через изношенные уплотнения коленчатого вала. Для таких двигателей рекомендуются полусинтетические масла.
Для легких грузовиков, обычно превышающих максимально рекомендованную коммерческую нагрузку, и при манере езды с резким ускорением и достижением максимальных оборотов двигателя внутреннего сгорания, рекомендуют использовать всесезонную синтетику и полусинтетику, рассчитанную для работы в условиях максимального температурного перепада, вплоть до стандарта 0w60, который используется в гоночных автомобилях.
При работе автомобиля исключительно в холоде или жаре рекомендуют так называемые арктическое и летнее моторное масло соответственно. Эти типы смазки не рассчитаны на универсальное использование и разработаны специально для работы в условиях Крайнего Севера и Сахары.
Масло для бензиновых ДВС в дизель
Моторные масла для легковых автомобилей имеют разделение на моторные масла для бензиновых двигателей и дизелей. Современные стандарты нефтехимии подразумевают возможность такого применения. Но для старых ДВС различаются температурные графики работы и для дизеля не применимо бензиновое масло.
Оно не обеспечит нормальную работу сопрягаемых трущихся поверхностей. Что касается температурных режимов ДВС, выпускающихся в настоящее время, то они примерно совпадают, и это позволяет эксплуатацию техжидкостей в обоих типах.
Современное масло в старый двигатель
Под термином «старый двигатель» следует понимать не дату его фактического производства, не пробег, а дату его разработки. Старые двигатели применяют конструкционные материалы сильно отличающиеся от композиционных сплавов, используемых сегодня.
При подборе масла для старого двигателя учитывают, что ингибиторы коррозии, предназначенные для алюминия абсолютно бесполезны для чугуна. Соответственно, это влияет на общую длительность эксплуатации ДВС.
Универсальные моторные масла
Отдельная внесистемная категория — это универсальные моторные масла. В них скомбинированы выполнения требований для бензиновых и дизельных двигателей как легковых, так и грузовых автомобилей. Можно применять в качестве рабочего тела в гидравлических системах. Также возможно применение в качестве смазки для трансмиссионных передач.
В связи со своей универсальностью жидкое масло такого типа в основном используется на автопредприятиях, имеющих в своем распоряжении, разношерстный парк автотехники. В основном применение универсального состава оправдано с точки зрения сокращения затрат на доставку и складирование. По стандарту SAE имеет классификацию 15w40 и 10w40. По классификации API в маркировке имеет букву Х. Например, API GL- 4X.
В основном такие масла сертифицированы по требованиям производителей сельхозтехники.
Моторные масла для газовых двигателей
Отдельный тип жидкой смазки, разработанный с учетом отсутствия жидкого топлива, разбавляющего масло и невозможностью применения топлива в качестве охлаждающей жидкости — масла для использования в двигателях, работающих на сжиженном газе. Такие масла имеют обозначение SHC и имеют различную вязкость по стандартам SAE.
Особенностью такого масла является повышенная адгезия к металлам, что особенно важно в местах контакта поршневых колец и стенок цилиндра. В некоторых случаях такие продукты относят к индустриальным смазкам, хотя они с успехом применяются на тяжелой автомобильной технике.
Прочие масла для заливки в автомобильные двигатели в аварийных условиях
При аварийных случаях и отсутствии возможности заливки рекомендованной смазки возможно кратковременное использование жидких смазок, используемых для судовых и тепловозных двигателей, авиационные и даже турбинные масла.
Применение не рекомендованных типов масел возможно только в экстренных ситуациях при невозможности буксировки автомобиля или недоступности службы эвакуации. Возможен пробег в аварийном режиме не более 50 км с обязательной промывкой смазывающих каналов перед заменой масла.
После заливки масел, не предназначенных для использования в автомобильных ДВС, необходимо выполнить замену уплотняющих резино-технических изделий, так как присадки индустриальных и промышленных масел разрушают структуры материала. В качестве дополнения, после эксплуатации на отличающихся маслах рекомендуется выполнить частичную переборку двигателя с дефектацией шеек коленчатого вала.
Задачи и функции автомобильного моторного масла
По мнению специалистов, моторное масло – это не просто смазочный материал, а полноправная деталь, элемент конструкции ДВС. И этому элементу приходится решать множество разносторонних задач.
Как важно смазать все
Пары трения в двигателе работают в широчайших диапазонах скоростей, давлений и температур. Одни узлы смазываются под давлением, другие – разбрызгиванием. Кроме того, моторное масло призвано охлаждать поршни и даже служить рабочим телом в некоторых узлах современных двигателей. Все то же масло должно одновременно обеспечивать несколько режимов смазки, причем весьма далеких друг от друга по нагрузкам и физико-химическим характеристикам. А вот и примеры. Пары «подшипник – шейка коленчатого вала» работают в условиях гидродинамической смазки, когда трущиеся поверхности разделяются прочной и надежной масляной пленкой. Трение здесь происходит только между слоями масла, иначе жди беды: разрушения вкладышей, задиров, «прихватывания» шеек. В механизме газораспределения картина иная. Например, работа пары «кулачок-толкатель» сопровождается очень высокими контактными давлениями. Это приводит к упругим деформациям металла, резкому уменьшению толщины масляной пленки и значительному росту вязкости масла в зоне контакта. Такой режим смазки называется эластогидродинамическим. Смазывание деталей ЦПГ (цилиндра, поршня, поршневых колец) вблизи мертвых точек происходит в так называемом граничном режиме смазки. Последний зависит как от свойств самого масла, так и от трибологических характеристик поверхностей смазываемых деталей. А еще нужно смазывать подшипники турбокомпрессора, цепные и зубчатые передачи и многие-многие другие узлы. И все это возлагается на моторное масло.
О базах
Масло, которое мы заливаем в двигатель, называется товарным. Оно являет собой тщательно выверенную смесь базового масла и присадок. Соответственно, и эксплуатационные свойства конечного продукта зависят от качества этих составляющих. Традиционно базовые масла подразделяют на минеральные, синтетические и частично синтетические (полусинтетические). Точно так же классифицируются и товарные масла. Что представляет собой традиционное минеральное базовое масло? Это субстанция, содержащая в основном длинные молекулы углеводородов. В хорошо прогретом двигателе молекулы с длиной цепи менее 30-35 атомов испаряются из пленки масла на стенках цилиндров. Это один из путей расходования масла на угар. Синтетические масла конструируют таким образом, чтобы попасть в диапазон 30-50 атомов углерода в цепи. Их структура однородна, чаще всего это изопарафины. Поэтому синтетические масла значительно меньше испаряются и менее склонны к образованию отложений. Полусинтетические масла на 70-75% состоят из минеральных слагаемых, наследуя некоторую часть их недостатков. И здесь полезно упомянуть о гидрокрекинговых маслах. Для их получения используют минеральные базовые масла, подвергая их жесткой обработке под большим давлением и при высокой температуре в водородной среде в присутствии катализатора. В результате происходит глубокая реконструкция молекул минерального масла. Нафтены и ароматические углеводороды превращаются в парафины. А те по своим свойствам сродни полиальфаолефинам, получаемым при создании синтетических масел. Поэтому гидрокрекинковые масла приближаются по характеристикам к синтетическим продуктам. А теперь поговорим о композиции присадок к базовому маслу.
Измельчить и взвесить загрязнения
Начнем с присадок, имя которым – беззольные дисперсанты. «Беззольные» означает «соединения, не содержащие металлов» – в отличие от зольных детергентов, о которых сказано далее. А слово «дисперсанты» говорит об измельчении и диспергировании загрязнений. А ведь моторное масло в процессе эксплуатации загрязняется непрерывно. Во-первых, в него попадают посторонние частицы извне. Во-вторых, оно подвергается глубокому окислению, в результате чего образуются нерастворимые продукты. Вот и получается, что задача дисперсантов – удерживать загрязнения масла в мелкодисперсном состоянии. Не дать им выпасть в осадок! Иначе сетка маслоприемника будет забита, в картере появятся отложения, масляные каналы окажутся закупоренными сгустками, напоминающими по консистенции майонез. Но дисперсанты не только поддерживают частицы во взвешенном состоянии – они способствуют их измельчению! И не допускают коагуляции, благодаря чему масляный фильтр долгое время остается работоспособным. Масло может гонять мельчайшие частицы грязи «по кругу» чуть ли не бесконечно – они не слипаются, не оседают, не пригорают. Что сказать на это? Правильно, пусть себе гоняет. И если двигатели современных грузовых автомобилей способны работать 80-100 тыс. км без замены масла и фильтра, в этом немалая заслуга беззольных дисперсантов.
Содержать детали в чистоте
Поскольку дисперсанты борются с низкотемпературными отложениями (шламами), можно сказать, что они обладают моющими свойствами. Однако «моющими присадками» в классическом понимании являются зольные детергенты. Это соединения, содержащие металлы – сульфонаты, салицилаты, феноляты кальция, магния, и реже другие. Их задача – предотвращение образования нагара и лаковых отложений на наиболее нагретых участках деталей. В первую очередь это верхняя часть поршня – твердый нагар на ней способствует полировке цилиндра при перекладке. А рядом – поршневые канавки.
Образование нагара в них вызовет закоксовывание поршневых колец. Внутренняя поверхность днища поршня вблизи поршневого пальца просто обязана быть чистой, иначе резко ухудшится отвод теплоты. А ведь эта область непрерывно омывается маслом – в некоторых двигателях разбрызгиванием, а в некоторых принудительно, под давлением. Известен также принцип омывания днища, называемый «коктейль-шейкер», по аналогии с действиями бармена, готовящего коктейль. Словом, масла в этой зоне бывает много, а вот отложений быть не должно.
Обычно в масло вводят не один детергент, а их комбинацию, например сульфонаты-феноляты или сульфонаты-салицилаты. Большинство детергентов обладает щелочными свойствами. Они нейтрализуют кислоты, образующиеся при сгорании топлива и окислении масла. Детергенты играют еще одну немаловажную роль: они предохраняют детали двигателя от ржавления на стоянке и при работе в уже упоминавшемся режиме stop and go. Дело в том, что в обоих случаях в двигателе конденсируются кислоты и ответственные чугунные и стальные поверхности подвергаются массированной коррозионной атаке. Есть у детергентов еще одна интересная особенность. При эксплуатации автомобиля в тропических странах возможно бактериальное поражение моторного масла и топлива. Причина проста: парафины служат питательной средой для грибков и бактерий. Но если масло содержит салицилаты, бактерий в нем не будет. Быстрое потемнение масла после его замены не должно настораживать владельца автомобиля. Потемнение означает, что дисперсанты и детергенты хорошо выполняют свои задачи. И напротив: если масло долго остается светлым, значит, внутренности двигателя обрастают высоко– и низкотемпературными отложениями со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Не позволять маслу окисляться
Нередко мы читаем, что то или иное масло имеет «повышенный срок службы вследствие высокой антиокислительной стойкости». Что стоит за этой фразой? Масло в двигателе работает в виде тонких пленок либо, вырвавшись из-под гнета давления, интенсивно перемешивается с воздухом. Значит, поводов для контакта с кислородом у него более чем достаточно. А чем чреват такой контакт, да еще в условиях высоких температур? Конечно, окислением. Но кислород воздуха и температура не единственные причины окисления. Свою лепту вносят продукты сгорания топлива и уже окислившееся масло. Для замедления губительного процесса в пакет включают антиокислительные присадки. Другое их название – антиоксиданты или антиокислители. Задача антиокислителей – разложение первичных продуктов окисления углеводородов и перевод свободных радикалов в стабильное состояние. Из антиокислителей чаще всего применяют дитиофосфаты цинка. Однако в последнее время они стали менее популярными у разработчиков масел, и вот почему. Дитиофосфаты, являясь производными фосфорной кислоты, содержат фосфор, который плохо сочетается с материалами каталитических нейтрализаторов отработавших газов. Поэтому дитиофосфаты заменяют карбоматами цинка, карбоматами молибдена и другими присадками, например беззольными фенолами и ароматическими аминами. Антиокислители имеют разные механизмы действия. Если в пакет включают несколько антиокислительных присадок, их подбирают в определенных сочетаниях, чтобы достичь наилучшего эффекта.
Если в масло не вводить антиокислительные присадки, его вязкость по мере окисления будет возрастать. То, что это приведет к повышенному расходу топлива из-за роста потерь на трение, еще полбеды. Хуже другое: масло потеряет работоспособность, его пусковые свойства станут неудовлетворительными. Но и это еще не все: окисленное масло оказывает коррозионное воздействие на антифрикционный слой вкладышей из свинцовистой бронзы. Результат очевиден: несущая способность подшипников снижается, и двигатель приходится отправлять в ремонт. Так что присадки, именуемые антиоксидантами, не зря «едят свой хлеб».
Не позволять маслу пениться
Циркулируя в системе смазки, масло интенсивно перемешивается с воздухом. Понятно, что это приводит к образованию пены. Кроме того, в современных дизелях применяются насос-форсунки с гидравлическим приводом. Масло в таких узлах работает под очень высоким давлением. Как только давление становится равным атмосферному, происходит эффект «откупоривания бутылки шампанского». Вспомним: если открыть теплую бутылку, да еще предварительно потрясти ее, растворимость газов в вине уменьшается, шампанское «вскипает», образует пену. Пена в масле не только снижает несущую способность масляного клина, но и способствует окислению самого масла. Пенообразование особенно опасно для двигателей с гидротолкателями клапанов и гидронатяжителями цепей ГРМ, что понятно – работоспособность этих узлов в присутствии пены резко снижается. Для борьбы с пенообразованием в масло добавляют тысячные доли процента силиконов. В масле они не растворяются, однако диспергируются настолько тонко, что в каждом элементарном объеме масла оказывается некоторое количество постороннего нерастворенного вещества. Пенный пузырек «прокалывается» этим инорордным телом и лопается. Таким образом, введение антипенных присадок позволяет подавить пенообразование. Особенно эффективно они работают в маслах, «обкатанных» в большом спорте. Ведь двигатели там развивают очень высокие обороты, с сумасшедшей скоростью гоняя масло по системе.
Минимизировать износ деталей
За рекламными фразами типа «Прекрасная защита от износа и задиров» тоже стоят современные присадки – противоизносные. Они особенно важны для пар трения, работающих в эластогидродинамическом режиме смазки, когда на поверхностях деталей возникают высокие удельные давления.
Выход здесь один – химическая модификация поверхностей трения. Тогда в паре начинают взаимодействовать не металл с металлом, а модифицированные слои. Усилия и коэффициент трения при этом снижаются. Модифицировать поверхности трения способны уже знакомые нам дитиофосфаты металлов, в том числе дитиофосфаты цинка. Таким образом, дитиофосфаты – это многофункциональные присадки, в том числе защищающие механизм газораспределения от повышенного износа и задира.
Впрочем, об этом стоит поговорить подробнее. Еще в прошлом веке ученый П. А. Ребиндер установил, что поверхностно-активные вещества (ПАВ) способствуют разрушению кристаллической структуры металла на поверхностях трения. Как только в металле появляется микротрещина, ПАВы внедряются туда и «расклинивают» ее. Это явление получило название «эффект Ребиндера».
Но ведь хорошо знакомые нам детергенты не что иное, как ПАВы! Значит, они способствуют питтингу в эластогидродинамическом режиме смазки? К сожалению, да. Однако не все так страшно – дитиофосфаты цинка и другие противоизносные присадки способны перебороть побочное действие детергентов и предотвратить питтинг и задиры трущихся поверхностей. А коли питтинг все же появился, значит, в данном масле дитиофосфаты цинка уже выработаны, а детергенты – еще нет. А вот при эксплуатации двигателей на высококачественных маслах со своевременной их заменой питтинг не появится никогда.
Однако, как ни парадоксально это звучит, детергенты тоже выполняют противоизносные функции, и польза от них весьма ощутимая. Они нейтрализуют кислоты, уменьшая коррозионный износ цилиндров, поршневых колец и подшипников.
На выбор конкретных противоизносных присадок влияет не только их способность выполнять свои прямые обязанности, но и термическая и гидролитическая стабильность, коррозионная агрессивность по отношению к цветным (в частности, медным) сплавам, влияние на стабильность смазывающих свойств масла и многие другие факторы. Можно выразиться и проще: решая свои задачи, противоизносные присадки не должны вредить своим «соседям» по композиции.
Уменьшить трение
Разработчики масел вводят в свои продукты модификаторы трения, называемые также антифрикционными присадками. Их задача – снижение коэффициентов трения в условиях граничной и эластогидродинамической смазок. Не следует путать модификаторы трения с противоизносными присадками, хотя известны модификаторы, совмещающие функции и тех и других.
Что такое модификатор трения? Это соединение, образующее на поверхности детали мономолекулярный слой с очень длинными радикалами, обращенными в объем масла. Причем эти радикалы обладают свойством легко деформироваться в направлении действия силы трения.
Проиллюстрировать сказанное можно на следующем примере. Перед нами… чистильщик обуви, вооруженный двумя сапожными щетками. Прежде чем приступить к полировке туфель, он легко трет одну щетку о другую, и смотрите – на туфлю ложится ворс, сориентированный в нужном направлении! А вот одежные щетки тереть друг о друга бессмысленно – они будут отскакивать, упираться, сопротивляться, и правильно – задача у жесткой щетины совсем другая, нежели у мягкого ворса. Так вот, «мягкий ворс» модификатора уменьшает трение – например, в зоне верхней мертвой точки поршня, где нарушается гидродинамический и возникает граничный режим смазки. Модификаторы трения добавляют к энергосберегающим маслам, поскольку они способны обеспечить экономию топлива в несколько процентов. В качестве антифрикционных присадок используют предельные кислоты, спирты и амины, графит, дисульфид молибдена и некоторые другие вещества. Кстати, графит и дисульфид молибдена можно назвать присадками лишь условно – они не растворимы в масле и при длительном хранении могут выпасть в осадок.
Сохранить детали от корродирования и ржавления
Прежде всего небольшое лингвистическое уточнение. Так уж сложилось, что термин «корродирование» разработчики масел и присадок относят к цветным металлам и сплавам, а «ржавление» – к стали и чугуну. Соответственно, они вводят в композицию антикоррозионные и антиржавейные присадки, нацеленные на защиту «цветных» и «черных» деталей двигателя. Для предотвращения процессов, ускоряющих коррозионно-механическое изнашивание, существуют специальные ингибиторы. Они либо нейтрализуют коррозионно-активные вещества, содержащиеся в масле, либо образуют на деталях защитную пленку, закрепляясь на поверхности металла за счет физической адсорбции или химического взаимодействия. В обоих случаях скорости разрушения деталей существенно снижаются. Некоторые антикоррозионные присадки образуют на поверхности детали защитный слой из соединений свинца и меди. Важно, чтобы он был стойким к воздействию детергентов и дисперсантов.
Отрегулировать вязкость и победить застывание масла
Присадки, улучшающие вязкостно-температурные свойства моторных масел, называют загустителями. Это маслорастворимые органические полимеры, а механизм их действия основан на изменении формы макромолекул в зависимости от температуры. Загустители способны существенно увеличивать вязкость продукта при положительных температурах и в меньшей мере – при отрицательных. Чем это хорошо для двигателя? Во-первых, обеспечивается хорошие пусковые свойства при низких температурах; во-вторых, гарантируется достаточная несущая способность масляного слоя при высоких, даже экстремальных, тепловых нагрузках. Часто приходится читать или слышать, что всесезонное моторное масло, загущенное макрополимерными присадками, способствует экономии топлива. Почему так? Специалисты дают на этот вопрос исчерпывающий ответ. Вязкость загущенных масел зависит как от температуры, так и от градиента скорости сдвига, определяемого как функция величины зазора между парами и скорости движения одной смазываемой поверхности относительно другой. Опуская сложные выкладки, остановимся на образном толковании явления: загущенное масло способно как бы «подстраивать» свою вязкость под скорость относительного перемещения деталей и изменения тепловых зазоров в парах трения. Именно этим объясняется уменьшение расхода топлива в коротких городских поездках, когда двигатель не прогревается до оптимальной температуры – разумеется, в сравнении с незагущенным сезонным моторным маслом. В сильные холода масло застывает, теряет текучесть. Это происходит за счет образования парафиновой «сетки», которая разрастается по мере снижения температуры. Поэтому в масло вводят специальные присадки, называемые депрессорными. Они воздействуют на кристаллы парафина, не давая им вырасти. В состав стандартной композиции загустители и депрессорные присадки не входят. Производители масел добавляют их в базовые масла автономно.
Юрий Буцкий
Autoexpert
ФУНКЦИИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ | Авторская платформа Pandia.ru
Инженеры и химики тщательно разрабатывали современные моторные масла, придавая им ряд свойств и качеств, от которых сильно зависит эффективность работы двигателя. Вот список наиболее важных функций моторных масел:
· Облегчение запуска двигателя
· Обеспечение смазки узлов двигателя и предотвращение износа
· Снижение трения
· Защита от ржавления и коррозии
· Предотвращение загрязнения двигателя
· Снижение отложений в камере сгорания
· Защита от сажи
· Охлаждение узлов двигателя
· Поддержание постоянного давления газов в камере сгорания
· Предотвращение пенообразования масла
· Облегчение запуска двигателя
Запуск двигателя зависит не только от состояния аккумуляторной батареи, зажигания и качества топлива, но также от текучести моторного масла. Если масло становится слишком вязким, либо загустевает при температуре запуска, повышается пограничное трение на вращающихся узлах, и коленчатый вал не может проворачиваться достаточно быстро, чтобы обеспечить запуск и надлежащую работу двигателя.
Так как вязкость всех масел увеличивается при снижении температуры, то зимние марки должны быть достаточно жидкими и подвижными, чтобы запуск двигателя производился при соответствующих скоростях проворачивания даже в условиях максимально низких температур окружающего воздуха. Кроме этого, масло должно быстро перетекать к подшипникам, чтобы предотвращать их износ. Однако в то же время оно также должно быть достаточно густым, чтобы обеспечивать надежную защиту в то время, когда рабочая температура в двигателе повышается до стандартной.
Одной из важнейших физических характеристик моторного масла, предназначенного для облегчения запуска двигателя, является его вязкость при температуре проворачивания коленчатого вала. Вязкость – это свойство масла оказывать сопротивление течению. Такое внутреннее трение или сопротивление предотвращает выдавливание масла при зажатии его между двумя поверхностями, которые двигаются под нагрузкой, либо при высоком давлении. Сопротивление движению или течению – это характеристика молекулярной структуры масла. Так как от такого сопротивления в значительной степени зависит проворачивание коленвала, то оно также вызывает дополнительную нагрузку на стартер при запуске двигателя. В связи с этим очень важно использовать то масло, чьи вязкостные характеристики обеспечивают достаточное проворачивание коленчатого вала, хорошую циркуляцию масла в системе и защиту при высоких температурах.
Степень изменения вязкости от температуры сильно разнится в зависимости от типа моторного масла. В связи с этим был разработан стандарт оценки того, как изменяется вязкость масла при перепадах температуры. Такой стандарт ввел показатель, называемый индексом вязкости (V. I.). Вязкость масла с высоким индексом вязкости меньше изменяется в широком температурном диапазоне. В настоящее время благодаря новым методам очистки и специальным химическим присадкам на рынке появилось много моторных масел с высоким индексом вязкости, которые достаточно жидкие, чтобы обеспечить проворачивание при низких температурах, и в то же время достаточно густые, чтобы сохранять свою эффективность при высоких температурах.
Такие масла с высоким индексом вязкости именуются универсальными. Часто они также называются всесезонными, так как могут использоваться как зимой, так и летом. Производители автомобильной техники рекомендуют и всесезонные (универсальные), и сезонные масла.
· СМАЗКА ПОВЕРХНОСТИ И ЗАЩИТА ОТ ИЗНОСА
При запуске двигателя масло должно достаточно быстро циркулировать по системе и обеспечивать смазку всех двигающихся деталей, чтобы предотвращать непосредственный контакт металлических поверхностей (так называемое «сухое трение»), который приводит к износу, образованию на них рисок и задира, а также схватывание металла под воздействием трения. Масляная пленка на подшипниках и стенках цилиндров очень чувствительна к движению деталей, давлению в системе и подаче масла. Ее необходимо постоянно восстанавливать, для чего в системе поддерживается непрерывный ток масла и равномерное его распределение по всем узлам двигателя.
Как уже говорилось ранее, вязкость масла должна быть достаточно низкой, чтобы поддерживать быстрое проворачивание коленчатого вала и запуск двигателя, и высокой, чтобы обеспечивать надежную защиту при пиковых температурах.
Как только поток масла приближается к вращающейся части, масло должно смазать и защитить от износа ее поверхность. Технические специалисты по смазочным материалам называют этот процесс смазкой полной жидкой пленкой или гидродинамической смазкой.
При гидродинамической смазке двигающиеся поверхности разделены непрерывной масляной пленкой. Главной характеристикой масла для обеспечения такой смазки оборудования является его вязкость при рабочих температурах. Так как металлические поверхности при гидродинамической смазке не соприкасаются, поэтому до тех пор, пока они не будет поцарапаны частичками, которые имеют большую плотность, чем масляная пленка, их износ незначителен. Такой вид смазки обычно предназначен для подшипников коленчатого вала, а также шатунов, распредвалов и поршневых штифтов.
При некоторых условиях невозможно обеспечить гидродинамическую смазку оборудования, и поэтому иногда возникает непосредственный контакт металлических поверхностей на горячих участках скользящих деталей. Специалисты по смазочным материалам называют это пограничной смазкой. В таких условиях нагрузка лишь частично снижается за счет масляной пленки, которая разрывается и вызывает «сухое трение». Когда это происходит, трение, возникающее между деталями, может вызывать разогревание поверхности, в результате чего одна или обе контактирующие металлические поверхности могут плавиться и спаиваться. В этом случае, если поверхность не защищена присадками, то либо деталь заклинивает, либо поверхности силой отрываются друг от друга, и образуется задир.
Условия для образования пограничной смазки всегда присутствуют при запуске и очень часто появляются при работе нового или восстановленного двигателя. Также смазка бывает пограничной на верхнем поршневом кольце, где приток моторного масла ограничен, температура высокая, и наблюдается обратное движение поршня.
· СНИЖЕНИЕ ТРЕНИЯ
При гидродинамической смазке плотная масляная пленка предотвращает непосредственный контакт металлических поверхностей между двигающимися узлами двигателя. Однако для того, чтобы продолжить движение, смазанным таким образом деталям необходима сила, чтобы преодолеть жидкостное трение масла. В этой связи его вязкость должна быть достаточно высокой, чтобы масляная пленка не порвалась, но все же масло не должно быть слишком густым, так как из-за этого повышает сила, необходимая для преодоления жидкостного трения.
Производители автомобильной техники определяют требуемый диапазон вязкости масел в зависимости от ожидаемой температуры окружающего воздуха. Это необходимо для того, чтобы гарантировать, что вязкость смазочного материала будет достаточной, и не будет превышать предельных значений при стандартных условиях эксплуатации автомобиля. При загрязнении масла вязкость меняется. Например, при попадании в него сажи, грязи, окислов или нагара она повышается, а при разбавлении разного рода жидкостями – снижается. Любое из этих двух изменений вязкости вредно для работы двигателя. Из-за этого необходимо следить за тем, чтобы уровень загрязнения масла оставался минимальным. Наилучший способ предотвратить его – это менять масло и масляные фильтры через установленные промежутки времени.
В этом случае для эффективного снижения трения в условиях предельного давления и при пограничной смазке поверхности более важным свойством масла, чем его вязкость, становится количество и тип добавленных в него химических присадок. Для того чтобы обеспечить достаточную смазку в любых условиях, очень важно соблюдать правильные пропорции содержания присадок в моторных маслах. Производитель смазочных материалов может достичь оптимального баланса присадок только посредством длительной исследовательской работы, придавая огромное значение испытаниям на настоящих двигателях, как на стендах, так и в полевых условиях.
· ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ И РЖАВЛЕНИЯ
В идеальных условиях горение топлива образует углекислый газ и воду. Из-за целого ряда причин топливо в бензиновых или дизельных двигателях сжигается не полностью. Часть такого несгоревшего топлива проходит ряд сложных химических преобразований в процессе сгорания и при некоторых условиях образует сажу или углерод. Некоторые частицы сажи и частично сгоревшего топлива выбрасываются с выхлопом в виде черного дыма или газа с запахом сероводорода, особенно в том случае в двигателе образуется излишне обогащенная смесь топлива с воздухом, либо возникает ложное срабатывание цилиндров. Частицы сажи и несгоревшего топлива, проходящие мимо колец и в картер, могут образовывать нагар и лак на основных узлах двигателя. Отложения нагара мешают течению масла, что уменьшает его ток. Лак забивает необходимые отверстия, снижая тем самым циркуляцию масла и вызывая заедание и сбои в работе важнейших узлов. В результате детали двигателя быстро выходят из строя.
Загрязнение водой может понижать эффективность масла. При сжигании каждого галлона топлива, образуется более одного галлона воды. Несмотря на то, что большая часть этой воды находится в состоянии пара и выводится через выхлопную систему, немного оседает на стенках цилиндров либо проходит мимо колец поршней и улавливается, хотя бы временно, в картере двигателя. Это часто происходит в холодную погоду, пока двигатель не разогреется.
Помимо воды и побочных продуктов неполного сгорания топлива, через кольца попадают горючие коррозийные газы, которые конденсируются либо растворяются в масле, которое находится в картере двигателя. Прибавьте к этому еще кислоты, образуемые в процессе окисления самого моторного масла, и риск ржавления и коррозии узлов двигателя становится уже значительным.
Срок службы деталей двигателя частично зависит от способности моторного масла нейтрализовать воздействие такого рода едких веществ. Благодаря научным исследованиям были разработаны эффективные химические соединения, растворимые в масле. Они добавляются в смазочные материалы во время производства и обеспечивают важнейшую защиту узлов двигателя.
· ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ
При смазке часть масла дотекает до верхнего поршневого кольца, смазывая кольцо и стенки цилиндра. Здесь оно подвергается воздействию повышенных температур и пламени горящего топлива, а часть его фактически выгорает.
Современные технологии очистки позволяют производить масла, которые при таких условиях сгорают полностью, не образуя либо образуя минимальный углеродный осадок, а благодаря добавлению в современные моторные масла моющих и диспергирующих присадок канавки поршневых колец остаются чистыми. В результате поддерживается постоянное давление сжатия и снижается до минимума количество масла, попадающего в камеру сгорания. Это не только снижает расход моторного масла, но, что более важно, также сводит отложения нагара в камере сгорания до минимума.
Излишние отложения в камере сгорания негативно влияют на работу двигателя. Тот осадок, который образуется на свечах зажигания, может вызвать их короткое замыкание. Отложения также вызывают стук в двигателе, детонацию топлива либо другие сбои в системе зажигания, что снижает КПД и экономичность двигателя. Так как такие отложения также выступают как тепловые барьеры, поршни, кольца, свеч зажигания и клапаны недостаточно охлаждаются. Это может привести к повреждению или даже поломке тех деталей, вызвав потребность в преждевременном капитальном ремонте.
Для предотвращения образования отложений в камере сгорания очень важно, чтобы моторное масло выполняло следующие функции:
· Масло должно предотвращать загрязнение колец так, чтобы они не пропускали его в камеру сгорания.
· Та часть масла, которая попадает в камеру сгорания, должна сгорать полностью.
· ЗАЩИТА ОТ САЖИ
Сажа – это побочный продукт горения дизельного топлива. Она представляет собой черные твердые углеродные частички, которые не растворяются в смазочном масле, однако могут образовывать в нем взвеси и удаляются во время замены масла. Если сажа не диспергируется в достаточной мере, это может привести к загустеванию масла и потере им марки вязкости. Кроме этого, сажа может аккумулироваться в довольно большие частицы, которые вызывают абразивный износ поверхности. Когда содержание сажи в масле становится слишком высоким, ее частицы осаждаются и образуют нагар. Большие частицы сажи и/или сильно загустевшее масло повышают давление в подающем патрубке масляного фильтра. Это открывает клапан, в связи с чем нефильтрованное масло попадает в двигатель.
Моторные масла разработаны с присадками, диспергирующими большие количества сажи и предотвращающими загустевание масла. Эффективные диспергирующие свойства масла предотвращают агломерацию частичек сажи, защищая узлы двигателя от абразивного износа и образования нагара.
В последнее время в связи с выпуском новых более жестких стандартов по ограничению токсичности выхлопа Агентством по охране окружающей среды США (ЕРА) предотвращение образование сажи в дизельных двигателях стало одной из важнейших задач. Согласно принятым нормам производители дизельных двигателей обязаны снизить уровень газов NOx в выхлопе всех новых моделей двигателей. Для этого конструкторы замедлили момент впрыска топлива, а некоторые оборудовали двигатели системой рециркуляции выхлопных газов (EGR). К сожалению, все эти нововведения снизили КПД сгорания и привели к повышенному образованию сажи, иногда увеличивая его на 500%. Новые стандарты Агентства по охране окружающей среды США изменили все новые или восстановленные модели двигателей, продаваемые в США, и соответственно во всем мире, так как производители двигателей распространяют те же самые модели и тем же способом восстанавливают их во всем мире.
· ОХЛАЖДЕНИЕ УЗЛОВ ДВИГАТЕЛЯ
Многие люди думают, что двигатель охлаждает только жидкость, заливаемая в охладительную систему. Однако на охладительную жидкость приходится только 60 процентов всего охлаждения. Она охлаждает лишь верхнюю часть двигателя – головки, стенки цилиндров и клапаны. Коленчатый вал, поршневой и шатунный подшипники, распределительный вал, его подшипники и шестерни, поршни и другие важные компоненты в нижней части двигателя могут охлаждаться только моторным маслом. Все эти детали имеют определенную температуру, в то время как другие, например, поршневой и шатунный подшипники, должны оставаться достаточно прохладными, чтобы избежать сбоев в работе двигателя. Такие части должны обильно смазываться прохладным маслом, которые будет отводить тепло и переносить его в картер, который охлаждается посредством теплообмена с наружным воздухом.
Для того чтобы поддерживать процесс охлаждения большие объемы масла должны постоянно перекачиваться к подшипникам и другим частям двигателя. Если подача масла прекращается, такие детали быстро нагреваются в результате повышенного трения и температуры зажигания. Иногда при поломке подшипника так и говорят «подшипник оплавился», потому, что температура сильно возрастает, и металлическая поверхность может плавиться.
Несмотря на то, что для смазки необходимо лишь небольшое количество смазочного материала в определенный отрезок времени и в определенном месте, для того, чтобы этого достигнуть, масляный насос должен перекачивать многие литры масла в минуту. Химические присадки и физические свойства масла почти не влияют на его теплообменную способность. Самое главное – постоянная циркуляция больших объемов масла по всему двигателю и по нагретым его частям. Это возможно только при использовании масляных насосов с большой пропускной способностью и достаточного количества масляных каналов для циркуляции необходимого объема масла. Однако если каналы частично или полностью закупорены отложениями, они не могут справляться со своими функциями. Когда это происходит, масло не может циркулировать или в достаточной мере охлаждать, что может привести к преждевременной поломке двигателя. Это еще одна причина для замены масла и масляных фильтров при высоком уровне его загрязнения. Кроме этого охлаждение также требует, чтобы уровень масла в картере не был ниже отметки «add oil» («добавьте масла») на масляном щупе.
· ПОДДЕРЖАНИЕ ПОСТОЯННОГО ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ
Поверхность поршневых колец, канавок и стенок цилиндров не идеально гладкая. Если посмотреть на нее под микроскопом, она будет похожа на крохотные холмы и впадины. Поэтому собственно кольца не могут полностью обеспечить необходимое для сгорания и сжатия давление, предотвращая перенос воздуха в картер двигателя, где наблюдается пониженное давление. Конечно, в этом случае уменьшается мощность и КПД двигателя. Моторное масло заполняет эти холмы и впадины на поверхности колец, устраняя возможность выравнивания давления между разными узлами двигателя. Так как масляная пленка в таких местах довольно тонкая (обычно толщиной менее 0,025 мм), то при избыточном износе колец, канавок или стенок цилиндров она не может обеспечивать достаточную герметизацию. В таких условиях расход масла возрастает, как впрочем, и при работе нового или восстановленного двигателя до тех пор, пока рельеф поверхностей не выровняется до такой степени, что масло сможет обеспечивать достаточную герметизацию.
· ЗАЩИТА ОТ ПЕНООБРАЗОВАНИЯ
Так как многие детали двигатели движутся быстро, воздух в картере постоянно перемешивается с маслом. Это образует пену, которая представляет собой не что иное, как большое скопление пузырьков воздуха, которые оседают быстро или медленно. Такие пузырьки всплывают на поверхность и лопаются, однако вода и другие вещества, загрязняющие масло, могут затруднять этот процесс. В результате образуется пена.
Пена – плохой теплоноситель, и если ее слишком много, охлаждение двигателя затруднено, так как тепло не рассеивается. Пена также плохо противостоит нагрузкам и вряд ли хорошо предотвращает износ толкателей гидравлических клапанов и подшипников. Это происходит потому, что она содержит воздух, а он легко сжимается. С другой стороны масло, которое не содержит воздуха, почти не уменьшается в объеме.
Функции моторного масла
Elf Russia
- Наши контакты
- Где купить
Elf Russia
- Каталог
- Автомасла ELF
- Масла ELF для автоматических трансмиссий
- Масла ELF для механических трансмиссий
- Моторные масла ELF для легковых автомобилей
- Моторные масла для классических моделей автомобилей
- Моторные масла для спортивных двигателей
- Тормозные жидкости для автомобилей
- Мото масла ELF для скутеров и мотоциклов
- Подбор масла по автомобилю
- Моторное масло для BMW
- Моторное масло для Ford
- Моторное масло для Honda
- Моторное масло для Lada
- Моторное масло для Mitsubishi
- Моторное масло для Opel
- Моторное масло для Suzuki
- Моторное масло для Toyota
- Спортивное топливо ELF
- Автомасла ELF
- FAQ
- Антифризы и охлаждающие жидкости
- Антифризы
- В чем разница между охлаждающей жидкостью и антифризом?
- Замена антифриза
- Как долить антифриз?
- Что такое охлаждающая жидкость?
- Замена масла
- Замена масляного фильтра в машине
- Замена моторного масла
- Замена тормозной жидкости
- Замена трансмиссионного масла
- Антифризы и охлаждающие жидкости
Кровь мотора. Основные функции моторного масла | SUPROTEC
Масло выполняет в моторе три основных функции, каждая из которых во многом определяет его базовые характеристики.
Двигатель автомобиля почти живое создание! Он живет своей жизнью, во многом похожей на людскую. Он рождается, с детскими болячками взрослеет, стареет и умирает. Он питается, болеет, лечится, работает. Его узлы и детали можно сопоставить с органами живого организма: «мозги» в виде компьютера системы управления; «легкие», с которыми можно сравнить систему впуска; «сердце» — поршневая система, обеспечивающая работу всего мотора. В этом ряду «кровью» мотора, без сомнения, будет моторное масло.
Масло выполняет в моторе три основных функции, каждая из которых во многом определяет его базовые характеристики. Недаром во многих умных книгах моторное масло приравнивают к одному из важнейших узлов двигателя, признавая, что качество его работы будет влиять на очень многое из того, что мы хотим получить от мотора в целом.
Функции моторного масла
Первая и основная функция — смазывание деталей, узлов и агрегатов двигателя. Есть зоны, где смазывание является критически важным: цилиндропоршневая группа (поршни, поршневые кольца), подшипники коленчатого вала и шатунов, распределительные валы, клапанный механизм, все зубчатые передачи, подшипники турбокомпрессора. Масло выступает рабочей жидкостью и в гидрокомпенсаторах или гидротолкателях клапанов, гидронатяжителей цепей.
Масло работает во всех зонах двигателя, и основная его задача – создать разделяющие смазочные слои, наличие и качество которых определяет и уровень потерь трения, и скорость износа узлов двигателя, а, значит, и его ресурс. Это означает, что свойства и качество самого моторного масла прямо влияют и на мощность двигателя, и на динамику автомобиля, и на эксплуатационный расход топлива, и, конечно, на надежность мотора и вероятность его отказа.
Все те зоны работы масла, которые мы указали – это и есть зоны экстремальных температурных и механических нагрузок. Известно, что где больше давят – там чаще и ломается. По статистике диагностики двигателей, некачественная работа масла дает до трети всех дефектов мотора и является одной из наиболее часто встречающихся причин повреждений.
Срок жизни масла в реальном моторе является и основным критерием, определяющим межсервисный интервал обслуживания автомобиля. Это важнейший фактор стоимости его эксплуатации, что немаловажно для владельца машины.
Вторая важная функция масла состоит в том, что оно является одним из охлаждающих агентов двигателя, влияющим на его температурное состояние. Это важно для современных высокофорсированных моторов, особенно тех, которые созданы в т.н. концепции «даунсайзинга», столь модной у нынешнего поколения двигателистов, а именно получение максимально возможной мощности с минимального рабочего объема мотора.
Масло охлаждает мотор впрямую, особенно там, где есть специальные системы масляного охлаждения поршней. Оно снимает часть тепла с цилиндров, с головки блока, забирает часть тепла, выделяющегося при трении в подшипниках и поршневых кольцах. Теплообмен в двигателе отдельная большая тема, в которой есть множество тонкостей, однако важно помнить, что масло играет в ней не последнюю роль.
Третья функция масла – моющая, способность к удалению из двигателя грязи и отложений. Как и всякий живой организм, мотор в процессе работы зарастает шлаками. Это продукты неполного сгорания топлива, разложения масла, износа рабочих поверхностей, частицы дорожной пыли, пропущенной воздушным фильтром.
Кровь в живом организме собирает загрязнения и выносит их в печень. Роль печени в моторе выполняет масляный фильтр – именно там оседает вся грязь, собранная маслом по всему мотору. Важным фактором, на основании которого мы определяем конец жизни моторного масла, является потеря им способности эту грязь отмывать, собирать, удерживать в себе и выносить в фильтр. При отказе печени организм умирает от интоксикации, при умирании масляного фильтра и масла в моторе эта «интоксикация» проявится тоже, только чуть иначе: резким ускорением износа, отказом в работе поршневых колец, перегревами мотора и возможным его заклиниванием.
Не зря для определения диагноза в клиниках первым делом у человека берут кровь на анализ. Ее состояние может многое рассказать врачу о положении дел в организме. То же самое справедливо и для моторного масла. Но если кровь организм вырабатывает сам, то масло двигатель получает со стороны. От свойств масла, природы его происхождения, от того насколько оно соответствует требованиям мотора сильно зависит качество его жизни. Как раз об этом мы и поговорим в нашем цикле статей.
Четвертая функция масла – уплотнять зазоры колец в поршневых канавках. Без этой функции масла невозможно достичь нужной компрессии, т.е. необходимого количества окислителя на такте сжатия. И наконец пятая функция — защищать детали двигателя от коррозии.
Зачем двигателю нужно моторное масло?
Здравствуйте! Даже те, кто вообще не смыслит в строении автомобиля знают, что там должно быть моторное масло. Первоначально, функция моторного масла была в том, чтобы выводить продукты износа и тепло из зоны трения, отводя его в картер, а также для смазки шеек коленвала. Затем, на масло возложили функцию смазки цилиндров и деталей газораспределительного механизма. Сегодня, на современных двигателях, моторное масло используется как гидравлическая жидкость для всех механизмов. И все больше работы возлагают на нее.
Зачем двигателю нужно моторное масло?Так все-таки, зачем двигателю моторное масло? Все очень просто. Оно защищает двигатель, создавая защитную пленку на деталях. Это помогает уменьшить трение и износ. Кроме того, пленка защищает детали и от грязи, коррозии и других вредных примесей. В общем, основные функции моторного масла, это:
1. Защита двигателя.
2. Защита его деталей от износа.
3. Предупреждение коррозии.
4. Защита от перегрева.
5. Удаление из важных зон продуктов износа мотора, к примеру, металлическую стружку, остающуюся после трения.
6. Удаление сажи, нагара и других продуктов сгорания топлива.
Кроме самой основы, то есть нефтяной составляющей масла, существуют и различные присадки. Они могут выполнять самые разные функции, например, регулировать вязкость масла, или очищать детали двигателя от загрязнений. Присадки могут сделать моторное масло уникальным, так как могут усиливать, или наоборот, ослаблять различные свойства.
Какие существуют виды моторных масел?
Основных видов моторных масел существует три: это минеральные масла, синтетические и полусинтетические. Минеральные моторные масла имеют высокую вязкость, так как они – это первичный продукт переработки нефти. Его нужно часто менять. Как правило, такой продукт подходит для старых двигателей, которым больше десяти лет.
Синтетические масла имеют относительно низкую вязкость. У них более длительный срок службы. Такое масло можно применять при экстремальных температурах, и оно гарантирует надежную защиту Вашего двигателя.
Полусинтетические масла являются, своего рода смесью предыдущих двух продуктов. Оно состоит из синтетического масла на 30-50%, и на 50-70% из минерального. По сравнению с минеральными, полусинтетические намного эффективнее. А некоторые виды стоят дешевле синтетических масел.
Кроме того, существует разделение на сезонные и всесезонные моторные масла. Сезонные масла используются при стабильных температурах, то есть, их нельзя использовать зимой и летом одновременно.
Всесезонное масло искусственно изменено, что дает возможность использовать его круглый год. Благодаря различным присадкам и меньшей вязкости, его можно использовать как при высоких, так и при низких температурах, при этом, сохраняя оптимальную вязкость. Это лучший выбор для Вашего автомобиля.
Ну и несколько слов о вязкости. Проще говоря, это состояние, которое позволяет маслу сохранить текучесть, но при этом, оставаться на деталях двигателя. Это нужно чтобы не допустить сухого трения между деталями.
Для чего нужно менять масло?
В процессе своей работы, масло, постепенно, приходит в негодность, загрязняется и теряет свои свойства. Происходит это из-за колоссальных нагрузок во время эксплуатации: перепады температур, растяжение и сжатие… Соответственно, чтобы вывести все вредные вещества и продукты «жизнедеятельности» двигателя, и нужно его заменять. Делается это по истечении определенного пробега автомобиля, как правило, это 10 000 км пробега. Можно делать и раньше, скажем на 7000-8000 км, это будет только лучше.
Ничего страшного не случится, если замена произойдет на 1000-2000 км позже, нужно будет просто сократить интервал следующей замены на этот километраж. Но если просрочить более 5000 км, это очень негативно скажется на двигателе. Постарайтесь такого не допускать.
Главное, во время замены моторного масла, не забыть поменять и маслянный фильтр. Дело в том, что если его не поменять, сам смысл замены масла просто пропадет. Ведь вся грязь скапливается в фильтре, и она очень быстро попадет в новое масло. Поэтому, и масло, и фильтр нужно менять одновременно.
Моторное масло – это неотъемлимая часть двигателя. Если провести аналогию с человеческим организмом, то это как кровь. И от ее состояния во многом зависит состояние Вашего автомобиля. Успехов Вам!
