При эксплуатации двигателей даже на качественных моторных маслах у клиентов иногда возникают проблемы, связанные с чистотой деталей двигателей, контактирующих с системой смазки. В данном информационном письме будут описаны возможные причины таких проблем.
Чистота двигателя это обязательное условие его длительной и безупречной работы.
Производители двигателей из года в год предъявляют требования к моторным маслам, которые должны обеспечить желаемый параметр. Новые стандарты на моторные масла, которые принимают каждые два-три года, все больше ужесточают контроль чистоты двигателя и его компонентов.
Однако, на практике, при разборке двигателя, работающего на дорогом, импортном масле, часто можно обнаружить толстый слой налета.
Ниже приведены возможные причины подобных проявлений:
Рассмотрим детально каждую из этих причин.
При кратковременном сильном перегреве двигателя, особых проблем с маслом не возникает, но, чаще всего, для водителя это оборачивается дорогостоящим ремонтом двигателя. В таких случаях фиксируются деформация головки блока цилиндров, прихват или обрыв поршней.
Небольшой перегрев не так заметен, но его последствия более плачевны. Из-за не корректно работающей системы охлаждения, (это может быть термостат, радиатор, помпа, указатель температуры), температура двигателя и масла может повышаться на 20-30 градусов.
При регулярных перегревах до не критических для конструкции температур, аварийной поломки не происходит и, зачастую, водитель не фиксирует факты перегрева.
Однако, при этом происходит быстрое старение масла и износ двигателя. При перегреве масла, его вязкость существенно снижается, и тем самым ухудшается уплотнение маслом поршней и поршневых колец, а значит, увеличивается количество газов, прорывающихся в картер. Скорость реакций окисления и нитрации масла напрямую зависят от температуры и концентрации реагентов. Концентрация кислорода, азота и продуктов сгорания в картере перегретого двигателя намного выше. Сильное окисление и нитрация масла приводят, в конечном итоге, к его полимеризации, образованию отложений на деталях двигателя в виде нагара (от оранжевого до темно-коричневого цвета). Мягкого шлама в поддоне картера обычно в таких случаях нет.
При неработающем термостате или частых коротких поездках с остановками двигателя, его температура не достигает рабочей номинальной величины. Топливо, сгорая в цилиндрах, образует комплекс продуктов сгорания и воду. При сгорании 1 литра бензина вырабатывается около 1 литра воды (при сгорании дизельного топлива - воды несколько меньше, а при сгорании газа больше). Основная масса воды, в виде пара, выходит через систему выхлопа, но небольшой процент попадает в картер двигателя.
При нормальной температуре двигателя (90-95ºС) пар через систему вентиляции и рециркуляции удаляется в атмосферу, а при низкой температуре - конденсируется на деталях двигателях, омываемых маслом. При таких условиях, масло с водой образует устойчивую гелеподобную эмульсию, которая захватывает на себя продукты износа двигателя, продукты сгорания топлива, образует кислоты. Это снижает моющий и диспергирующий потенциал масла. Его щелочное число быстро падает, а кислотное - растет.
Если при нормальном температурном режиме моющего потенциала хватает на длительные интервалы замены, то при снижении температуры способность масла содержать двигатель в чистоте сокращается в разы. Поэтому, в таких моторах наблюдаются обширные отложения шлама, особенно в картере, где самая низкая температура масла и высокая концентрация воды.
Определенная часть водителей ошибочно считает, что низкая температура мотора повысит его ресурс, и спохватятся только зимой, когда обогреватель не будет нагревать салон автомобиля или когда будет затруднен пуск двигателя из-за возросшей вязкости водо-масляной эмульсии.
Специфика такого шлама заключается в том, что очевидна его низкотемпературная природа. Судить об этом можно по его цвету: обычно он мутный (из-за воды) с желто-черным оттенком, а структура мягкая и однородная. Легче всего его можно обнаружить, не разбирая двигатель, на крышке заливной горловины или щупе контроля уровня масла.
Здесь все просто. Любое масло рассчитано на определенный пробег в конкретном двигателе. Такой пробег, производитель двигателя устанавливает с учетом возможностей нефтехимии масел на момент его производства.
Учитывая, что технологии не стоят на месте, через несколько лет после выпуска автомобиля, стандарты, качество и потенциал масел улучшается, интервалы замены увеличиваются. Обычно водители этих тенденций не учитывают, опасаясь за непредвиденные последствия. Это правильная позиция, потому, что при увеличении интервала замены возникает большой риск износа или аварийной поломки. При превышении рекомендуемого интервала наработки, масло быстро утрачивает практически все свои свойства.
Самым заметным является рост или падение вязкости, увеличение расхода масла, рост коксуемости, быстрое образование твердых нагаров на поршнях и шламов во всей системе смазке. Процессы старения масла аналогичны тем, которые описаны в первой причине связанной с перегревом масла, однако, в данном случае, при двукратном превышении интервала наработки они проходят значительно медленнее.
Если подойти профессионально к обслуживанию двигателей, существенно увеличить интервал наработки масла, тем не менее, можно. Для этого требуется соблюдать три условия:
Выполнение этих условий позволит увеличить межсервисный интервал в 2-3 раза.
Конструкция турбокомпрессора такова, что уплотнение выхлопных газов от турбины осуществляется маслом, смазывающим пару “вал – втулка”. Даже при незначительном износе втулки, зазор между ней и валом увеличивается, и выхлопные газы просачиваются по валу в зону слива масла.
Такое просачивание вызвано тем, что давление масляного клина в изношенном подшипнике становится меньше, чем давление выхлопных газов на входе в турбину. Выхлопной газ при температуре около 100ºС смешивается с маслом в сливном канале, образуя высокотемпературный газо-масляный коктейль.
Понятно, что в таких условиях масло работать не может и попросту горит, а продукты его горения, окисления, нитрации и пиролиза выпадают в виде отложений коричневого цвета на деталях двигателя
При попадании антифриза в масло, шлам приобретает бурый цвет. Такой внешний вид шлама может наблюдаться как в бензиновых, так и в дизельных двигателях. Причем, в бензиновых - цвет ближе к коричневому или рыжему, в дизельных - ближе к темно серому.
Причина такого шлама, вероятнее всего, кроется в антифризе, который регулярно попадет в моторное масло. Пути протечек известны и легко диагностируются. Однако, в случае незначительных утечек, дефект, чаще всего остается незамеченными, так как при малых расходах антифриза на долив, причины чаще списываются на не герметичность системы охлаждения (радиаторов и шлангов). Водители даже не подозревают, что антифриз попадает в масло.
При длительном систематическом попадании антифриза в картер двигателя через прокладку головки цилиндров либо трещину в системе охлаждения, происходит существенное ухудшение свойств моторного масла. При визуальном контроле уровня масла водитель на начальном этапе попадания антифриза, отклонений не замечает.
Здесь, важно отметить, широко распространенное заблуждение о том, что антифриз, в смеси с маслом, окрашивает его в мутновато - светлый цвет и легко диагностируется. На самом деле, при малых утечках, цвет не меняется поскольку, когда начинает меняться цвет масла концентрация антифриза достигает критических, с точки зрения нормальной работы двигателя концентраций (происходит снижение давления масла). Уровень антифриза в расширительном бачке быстро падает, и водитель предпринимает соответствующие шаги по ремонту двигателя.
При малой инфузии антифриза все вышеперечисленные проявления не наблюдаются, так как вода из смеси быстро испаряется, поэтому масло не мутнеет, а двигатель длительный период работает на смеси моторного масла и гликоля.
Возникает вопрос: что происходит с маслом и с двигателем в такой ситуации? Как известно, любой антифриз является смесью этилен/пропилен гликоля воды и присадок.
В двигателе вода, из маслогликолевой смеси, очень быстро испаряется через положительную вентиляцию картера. Этилен/пропилен гликоль коагулирует масла, придавая им свойства желеобразной субстанции, которая налипает на внутренних поверхностях двигателя.
Этот процесс очень медленный и продолжительный. Его скорость в первую очередь зависит от величины утечки антифриза в систему смазки двигателя. Единственно надежный способ диагностики подобного рода неисправностей это контроль параметров масла по наличию в нем антифриза и характерных присадок, которые характерны для охлаждающих жидкостей (это натрий, калий и бор).
В некоторых случаях подобную диагностику может провести сам водитель, обратив внимание на неоднородные субстанции на щупе масла или крышке заливной горловины. Однако точно и надежно эту проблему диагностируют только лабораторные испытания
Такая картина может наблюдаться только в дизельном двигателе, и его причиной является чрезмерно большая концентрации сажи в моторном масле.
Сажа образуется в дизелях и является продуктом неполного сгорания дизельного топлива (атомарный углерод), которая при работе двигателя видна в виде черного дыма из выпускной системы. Часть сажи из камеры сгорания через цилиндропоршневую группу попадает в картер, где смешивается с маслом, после чего окрашивает его в черный цвет.
Иногда сажа может образоваться и в бензиновом двигателе при очень богатой топливной смеси. Но в таком случае, расход бензина существенно увеличивается.
Эволюция развития стандартов на моторные масла развивается по пути ужесточения требований к маслам, по способности удержания сажи в масле во взвешенном состоянии.
С каждым новым стандартом допускается все более высокий процент сажи. В настоящий момент, наивысшая концентрация сажи в масле, допускается в стандарте качества на моторные масла редакции 2009 года API CJ-4, на уровне до 6.7%. При более высокой концентрации сажи, диспергирующие присадки масла более не могут удерживать сажу во взвешенном состоянии, так как их активность рассчитана на концентрацию сажи до 6.0%. Вследствие этого, часть свободной сажи коагулируется с маслом и осаждается на деталях системы смазки.
Важно понять причину аномально высокой концентрации сажи в масле. Их может быть две:
