С увеличением вязкости масла количество осадков в двигателе уменьшается. Отложения в двигателе представляют собой липкие мазеобразные вещества от серокоричневого до чёрного цвета, откладывающиеся во время работы в двигателе, в картере, в клапанной крышке, в маслосистеме и в фильтрах. В основном, это эмульсия воды в масле, загрязненном различными примесями. Попадание воды в масло является одной из основных причин образования отложений. Состав отложений непостоянен и зависит от условий, при которых он образуется.
Соотношение веществ, входящих в состав осадков, может резко меняться, однако их содержание колеблется в следующих пределах (в вес. %):
- Масло...............................50-85,
- Вода.................................5-35,
- Топливо...........................1-7,
- Оксикислоты....................2-15,
- Асфальтены..................... 0,1-1,5,
- Карбены, карбоиды..........2-10,
- Зола..................................1-7.
Наличие отложений в двигателе представляет большую опасность. Они могут закупорить маслопроводные каналы, маслоприемник и фильтр. Если приёмник масляного насоса и маслопроводы будут забиты осадками, то нарушится нормальная подача масла, в результате чего может произойти выплавление вкладышей подшипников, задир шеек коленчатого вала и даже авария двигателя. Если масляный фильтр забит осадком, то к трущимся деталям поступает неочищенное загрязнённое масло, вследствие чего резко повышается износ деталей, возникает опасность пригорания поршневых колец и т.д. При наличии в двигателе осадка качество нового залитого масла резко ухудшается. Кроме того отложения могут со временем уплотняться и затвердевать так, что от них трудно очистить детали даже механическим способом. Поэтому, чем чаще меняется отработанное масло, тем меньше осадкообразование в двигателе. Также на количество осадков в двигателе влияет вентиляция картера двигателя, т.к. вентиляция из картера способствует удалению паров воды и газа, прорывающихся из камеры сгорания. При плохой вентиляции даже применение самых лучших сортов бензина и масла не спасает от образования отложений.
Необходимо учитывать температурные факторы: влияние температуры воздуха на входе в впускной коллектор (карбюратор) - с повышением Тº воздуха на входе, осадкообразование в двигателе уменьшается; влияние температуры охлаждающей жидкости: при высокой температуре охлаждающей жидкости возможность конденсации паров воды в картере меньше, поэтому осадкообразование в двигателе меньше. Из других факторов оказывает влияние фракционность горючего: чем тяжелее фракционный состав горючего, тем большее его количество проникает в картер и приводит к росту отложений. При работе двигателя на этилированных бензинах в масло вместе с бензином попадает свинец, соединения которого резко ускоряют осадкообразование, также этому способствует плохое смесеобразование и сгорание горючего. Поэтому любые меры, улучшающие смесеобразование и сгорание горючего, снижают интенсивность осадкообразования. К этому же эффекту приводит повышение температуры рабочей смеси. В качестве весьма существенного фактора, влияющего на появление осадков следует указать режим работы двигателя: работа на лёгких режимах наиболее опасна, так как при этом создаются наиболее благоприятные условия для осадкообразования. Эксплуатация машины с небольшой скоростью, с малыми нагрузками, частыми и длительными остановками, работой двигателя на холостом ходу приводит к пониженным рабочим температурам в двигателе, более сильному загрязнению картерного масла продуктами неполного сгорания горючего, разжижению масла горючим.
Отложения условно можно разделить на следующие виды:
1. Нарушающие циркуляцию масла вследствие забивания сетки маслоприемников и маслоподводящих каналов, что приводит к недостаточной смазке основных узлов трения.
2. Способствующие преждевременному выходу из строя отдельных деталей:
а) отложения на клапанах, что может привести к прогоранию и/или прогару клапанов;
б) отложения в зоне поршневых колец, вызывающие их закоксовывание;
в) отложения нагара в камере сгорания, которые приводят к потере мощности, неуправляемому (калильному) сгоранию и возникновению детонации;
г) образованию твердых осадков в картерах, которые, попадая к трущимся поверхностям, вызывают их быстрый износ.
В зависимости от температурных условий деталей все виды отложений можно разбить на 3 основные группы:
1. Высокотемпературные, основная причина образования которых - недостаточная стабильность и низкие моющие свойства масел.
2. Среднетемпературные.
3. Низкотемпературные, образование которых тесно связано с попаданием в масло воды, сажи и несгоревшего топлива.
Механизм образования высокотемпературных отложений был рассмотрен выше (Закоксовывание поршневых колец. Работа масла в узле трения). Не меньшую опасность для машины представляют и низкотемпературные отложения. Наиболее интенсивно низкотемпературные отложения образуются в условиях коротких ездок с частыми пусками и остановками (городской цикл), с увеличением длины пробега автомобиля нарушения, связанные с образованием осадков (особенно низкотемпературных), почти полностью исчезают. В настоящее время масла с моющими присадками, предназначенные для тяжелых условий работы, получили широкое распространение. Эти масла удерживают осадки и продукты загрязнения в мелкодисперсном состоянии и уменьшают опасность их выпадения, сохраняют детали двигателя чистыми в процессе их эксплуатации.
Механизм образования низкотемпературных отложений можно представить в следующем виде:
1. Значительное загрязнение масла продуктами сгорания топлива главным образом наблюдается при работе двигателя на холостом ходу и резко уменьшается при нагрузке двигателя. Можно предположить, что основной причиной столь интенсивного загрязнения масла является чрезмерно богатая топливовоздушная смесь.
2. Работа двигателя на низкотемпературном режиме способствует попаданию водяных паров и горючего в картер двигателя.
3. Для снижения интенсивности загрязнения масла температуру в рубашке охлаждения и масла в картере необходимо поддерживать равной по меньшей мере 70°С.
4. Недостаточно эффективная вентиляция картера способствует загрязнению масла и не позволяет удалять агрессивные продукты.
5. Низкотемпературные осадки представляют собой жидкую мазеобразную массу, выпадающую из масла после превышения его "несущей способности". Большие нагрузки и частота вращения и, соответственно, более высокие температуры способствуют превращению жидких осадков в более твердые и липкие отложения.
6. Работа двигателя на переменном режиме ведет к образованию как низкотемпературных осадков, так и высокотемпературных отложений в зоне поршневых колец.
Предупреждение загрязнений и образования осадков
Интенсивное образование отложений может быть причиной неисправностей и отказов в двигателе, ходовой части и других элементах автомобиля. При использовании масел с низкими эксплуатационными свойствами в форсированных установках процессы образования как низкотемпературных, так и высокотемпературных отложений проходят с более высокой скоростью.
В связи с этим полезно знать некоторые рекомендации, позволяющие уменьшить осадкообразование и тем самым продлить срок службы масел и автомобиля в целом:
1. Важно, чтобы после запуска двигателя температуру в системе охлаждения как можно быстрее поднять до 60-70°С. Необходимо обеспечить безупречную работу термостата в соответствующих температурных условиях.
2. При низких температурах необходимо установить шторки у радиатора, чтобы уменьшить охлаждение жидкости. Следует предусмотреть возможность изменения утепления радиатора в зависимости от температуры воздуха.
3. Для облегчения испарения топлива, удаления топлива и воды из картера температура масла должна быть не ниже 70°С.
4. Поддоны картера очень быстро охлаждаются, поэтому необходимо его утеплить или установить специальный щиток, предохраняющий поддон картера от потока холодного воздуха. Полезно также утеплить и клапанную коробку.
5. Внимательно контролировать работу карбюратора и регулировать его. На богатых смесях осадки образуются более интенсивно.
6. Следует:
а) регулярно проверять работу системы зажигания, так как перебои и разрегулировка ее работы способствуют загрязнению масла;
б) не забывать контролировать состояние свечей, зачищать и регулировать контакты между электродами.
7. Проверять состояние и регулировки топливного насоса высокого давления и форсунок дизеля, следить за состоянием топливных фильтрующих элементов.
8. Следует избегать длительной работы двигателя на холостом ходу или прогрева его в холодную погоду. Трогаться с места необходимо сразу же, как только установится давление масла (Прогревать или не прогревать двигатель). При работе на холостом ходу многие двигатели не удается прогреть в достаточной степени.
9. Контролировать систему вентиляции картера, периодически очищать ее, в противном случае наблюдается повышенное загрязнение масла.
10. Проверять работу воздушных фильтров; загрязнение воздухоочистителей приводит к обогащению топливовоздушной смеси и уменьшению полноты сгорания.
11. При замене масло следует сливать сразу после остановки двигателя, пока масло и двигатель еще горячие.
12. Смену масла следует производить в такие сроки, чтобы в нем не накапливались продукты загрязнения в количестве, опасном с точки зрения осадкообразования. При использовании низкокачественных масел необходимо чаще менять масло для удаления продуктов загрязнения до образования их в опасном количестве.
13. Вместе с заменой моторного масла сменить фильтрующий элемент.
14. Необходимо периодически вскрывать картер двигателя для очистки поддона картера и сетки маслоприемника, не допуская снижения подачи масла к узлам трения (периодическая, но не запоздалая, промывка двигателя промывочными маслами или жидкостями позволяет этого не допускать). При работе ДВС на маслах низких групп качества желательно эту операцию производить чаще.
15. При появлении на внутренней поверхности маслозаливной крышки или на масляном щупе капелек воды или беловатого (пенного) налета следует проверить состояние прокладки головки блока и при необходимости заменить ее, чтобы предотвратить попадание воды (охлаждающей жидкости) в масляную систему. Следует иметь ввиду, что зимой при частых коротких поездках при охлаждении горячего двигателя на внутренней стороне клапанной крышки образовывается конденсат, образуя на ней эмульсию. Со временем, растворяясь в общем объеме масла в двигателе, она приводит к более быстрому старению масла.
16. Избегать смешивания/доливки моторных масел различных марок, т.к. нельзя однозначно гарантировать их совместимости. Невозможно предсказать совместимость пакетов присадок, входящих в состав масел (суммарное содержание может достигать более 20%), поскольку базовые масла в своем большинстве совместимы. Химические вещества, входящие в состав пакета присадок, могут быть несовместимы между собой. Несовместимость может выражаться по-разному: резкое изменение прозрачности или потемнение масла после их смешивания, вспенивание; расслоение или выпадение осадка; резкое окисление смеси – образование в двигателе мазеобразных отложений.
