Как удалить отложения в двигателе при промывке масляной системе (издание Автодела, август 2013)
Вопрос о необходимости промывки двигателя при очередной смене масла до сих пор вызывает ожесточенные споры на автомобильных форумах. Часть обсуждающих пытается доказать, что промывка необязательна и даже вредна, кто-то, наоборот, стремится мыть двигатель при каждой замене масла. Сколько людей — столько мнений. Профильные автомобильные издания уже добрый десяток лет как устранились от комментариев по поводу промывок и печатают исключительно плохо прикрытую рекламу.
Проведем систематизацию информации об используемых средствах для промывки двигателя, попытаемся обосновать процедуру и понять, чем и когда надо пользоваться при регламентной замене масла. Также постараемся ответить на вопрос: можно ли при помощи промывки только «вылечить» двигатель, устранить ту или иную проблему в агрегате?
История промывки двигателя
Начнем с истории. Процедуре промывки двигателя порядка сорока лет, и сейчас трудно сказать, кто ее придумал. Но при этом точно известно, что СССР и Запад шли разными путями.
Масло для промывки двигателя
В СССР промывка двигателя была разработана для очистки тихоходных тепловозных дизелей, а необходимая для этого техническая жидкость представляла собой жидкое минеральное масло с усиленным пакетом моющих присадок. Технология предусматривала довольно длительный процесс: промывка длилась не менее получаса, а чаще — дольше. Позднее метод без особых изменений перекочевал на легковую технику, и были выпущены специальные промывочные масла, на которых некоторые отечественные фирмы и фирмочки подняли неплохие деньги. Недостатков у такой «полнообъемной» промывки два, но они крупные: во-первых, в двигателе остается приличный объем несливаемого остатка промывочного масла; во-вторых, ни один производитель не добавлял в промывочное масло дорогие антизадирные присадки, и потому сохранялся серьезный риск повреждения высокофорсированного двигателя в процессе его промывки. Еще один, более мелкий недостаток в том, что утилизировать приходилось двойной объем нефтепродуктов, что создавало неудобство мелким сервисам. Сегодня описанная технология сама собой исчезла — вероятнее всего, по причине дороговизны нефти и нефтяных масел вообще, поскольку стоимость промывочного масла вплотную приблизилась к стоимости стандартного моторного масла.
Промывочные присадки в масло
Западные компании пошли иным путем. Экономные капиталисты посчитали, что использовать нефтепродукты для промывки невыгодно: приходится платить и за нефть, и за ее последующую утилизацию, а также за дополнительный ручной труд по сливу-заливу. И потому была разработана другая технология.
Двигатель загрязняется продуктами износа, продуктами окисления масла и топлива, то есть нагарами и смолами. В идеальных условиях эксплуатации с этими загрязнениями борются присадки самого моторного масла. Подавляющее большинство производителей масла так и пишут: «в масле есть все для нормальной эксплуатации
1. Разжижить масло для лучшей циркуляции и проникновения в тонкие зазоры и каналы. Для этого присадка должна содержать разбавители, снижающие вязкость.
2. Обеспечить размягчение и растворение шламов и смол. Для этого используется усиленный комплекс моющих веществ, близкородственный пакету присадок самого масла (одновременно решается и вопрос совместимости дополнительных присадок и масла между собой).
3. Размельчить отмытые загрязнения, чтобы они не смогли закупорить масляные каналы. Для этого используются диспергирующие присадки, опять-таки аналогичные применяемым в самом масле.
4. Защитить двигатель в процессе его промывки, так как растворители разжижают масло. Для этого добавляется антизадирный компонент, также содержащийся в стандартных пакетах присадок моторных масел.
5. Предохранить сальники от растворителей в составе промывки. Добавляют специальные, ухаживающие за резиной компоненты (эстеры или силиконы в терапевтической дозировке).
Таким образом, моющая присадка является ближайшим родственником моторного масла, где вместо базового масла использованы химические или нефтяные растворители, и все это умещается в 200-500 граммовую баночку.
Увы, практика не столь радужна, как теория. Лабораторные исследования самых популярных на рынке промывочных составов, организованных одной столичной компанией, показали, что даже известные и раскрученные производители стремятся экономить и не используют все необходимые компоненты. Исследования были проведены в самой современной независимой лаборатории — МИЦ ГСМ.
Что может лабораторный анализ? С его помощью мы точно узнаем содержание химических элементов в исследованных образцах. Неспециалисту эти абстрактные цифры ни о чем не скажут, но мы попробуем раскрыть некоторые моменты.
Итак: моющие присадки делаются на основе соединений щелочных или щелочноземельных металлов, поэтому наличие значительного содержания натрия, калия или, чаще, кальция говорит о том, что имеется полноценный моющий пакет. Антизадирные компоненты распознаются по повышенному содержанию фосфора в сочетании с цинком, реже может присутствовать молибден.
Лабораторный анализ показал наличие полноценных моющих и антизадирных компонентов только в продукции Liqui Moly GmbH и Comma, остальные исследованные образцы оказались простыми растворителями, поэтому весьма небезопасными. С протоколами испытаний можно ознакомиться на сайте организатора исследований.
Теперь с лидерcтвом на рынке промывочных составов примерно ясно, Понятно и то, каких препаратов стоит избегать. Теперь зададимся следующим вопросом: действительно ли промывки за 5-15 минут использования могут реально отмыть многолетние загрязнения, восстановить компрессию, уменьшить расход масла, более полно слить отработку? То есть выполнить все обещанное на этикетке…
Измерение компрессии в цилиндрах перед применением средства для промывки масляной системы Liqui Moly Pro-Line Motorspulung и после нее позволит оценить эффективность процедуры
Оценить количество выведенных загрязнений из двигателя вполне реально. Масляный шлам в загрязненном двигателе находится на внутренних стенках двигателя. Достаточно взвесить лоток со слитым маслом, чтобы оценить, сколько отработавшее масло прихватило с собой всякой дряни. Мы взяли в качестве объекта эксперимента «Тойоту», пригнанную из Соединенных Штатов, где владельцы традиционно не соблюдают интервалы смены масла. Всего в двигатель умещается 6,1 литра масла с учетом объема масляного фильтра, весящие по расчету (средняя плотность синтетического масла — 0,875 г/л), то есть 5,34 кг, плюс к тому 0,4 кг (нетто) промывки Liqui Moly Pro-Line Motorspulung, итого — 5,74 кг.
Предварительно прогреваем двигатель, после чего заливаем состав для промывки масляной системы Liqui Moly Pro-Line Motorspulung и засекаем 10 минут. Выдерживать необходимо ровно 10 минут, поскольку производитель присадки четко оговорил это время. Передерживать не только не полезно, но и противопоказано, так как летучие компоненты присадки в масло довольно быстро испаряются, и есть риск отложения отмытого нагара обратно на деталях двигателя. Перед заливкой промывки на прогретом двигателе был сделан замер компрессии в 4 наиболее доступных цилиндрах из 8 имеющихся. Записываем данные, они понадобятся нам позже.
Подсчитаем масляный шлам
По истечении 10 минут масло сливается в ванночку, и туда же выливается содержимое масляного фильтра. Ванночка взвешивается, из результата вычитаются 640 г ее собственной массы. Всего из двигателя было слито 5,95 кг масла. Для получения правильного результата нужно заправить двигатель штатным объемом масла по верхнюю отметку на щупе, что и было сделано. В двигатель вошло 5,9 литра с учетом масляного фильтра, то есть в двигателе присутствует примерно 200 мл несливаемого остатка. Это немного. Если мы теперь подсчитаем вес 5,9 литра чистого масла, то окажется, что это всего 5,16 кг. Разница между весом чистого масла и отработки дает нам представление о количестве отложений. После нехитрых арифметических действий получаем, что состав смыл со стенок двигателя 180 г масляного шлама. Несмотря на то, что наш подсчет далек от чистого лабораторного эксперимента, эффект от работы средства для промывки двигателя проявляется вполне наглядно.
Угадайте, в каком стакане масло с промывкой?
В двух колбах одна и также отработка, но в одну из них добавлено средство для промывки масляной системы
Компрессия
Вернемся теперь к показателям компрессии. Мы не стали замерять компрессию во всех 8 цилиндрах двигателя: это долго и совсем необязательно. Ограничимся замерами в левой части блока, то есть в цилиндрах 1, 3, 5, и 7, наиболее доступных для инструмента. На первый взгляд, полученный ряд цифр заставляет усомниться в работоспособности компрессометра, полученные значения выглядят так: 15,5; 14,2; 16; 15,3. То есть компрессия выше теоретически возможной (12,5-13) для двигателя с обычным распределенным впрыском. Как такое возможно? Да очень просто. Если днища поршней покрыты слоем нагара в 1,5-2 мм, то компрессия будет повышенной. Такой нагар приводит к детонации, перегреву и неравномерной работе двигателя в целом, не говоря уже о повышенном расходе топлива. Если за этим не следить, то поршни могут прогореть…
После промывки и заливки свежего моторного масла снова замеряем компрессию и получаем результат 12±0,2 во всех цилиндрах левой части блока. То есть компрессия выровнялась и оказалась в пределах теоретических значений. Этого и следовало ожидать, поскольку активность профессиональной промывки Liqui Moly Pro-Line Motorspulung настолько высока, что ее пары запросто разрушают связующий компонент нагара даже на днищах поршней. Описанный случай — один из возможных исходов после применения профессиональной промывки масляной системы. Чаще же «мотористам» приходится сталкиваться с понижением компрессии из-за закоксовок и лаковых отложений в канавках компрессионных колец, но еще чаще — с повышенным расходом масла из-за нарушения подвижности маслосъемных колец.
Напомним, что задача маслосъемных колец — формирование правильной масляной пленки для успешной работы колец компрессионных. Маслосъемные кольца имеют сложную составную конструкцию с минимальными зазорами, что и обусловливает их закоксовку в случаях перегрева, нарушения положенного интервала замены масла, использования «паленого» топлива и при долгом хранении автомобиля без надлежащей консервации агрегатов. Технологий раскоксовки колец несколько, самая распространенная предусматривает заливку специальной жидкости прямо в цилиндры двигателя. Это трудоемкая и небезопасная для двигателя процедура, которая запросто может привести к заклиниванию поршней из-за набухания нагара, после чего придется разбирать двигатель и устранять нагар вручную. Раскоксовка же при помощи масляных промывок значительно проще и абсолютно безопасна, но не все промывки для этого подходят.
Нагар на головке поршня может привести к изменению степени сжатия цилиндра, но его можно удалить использую средства для промывки масляной системы двигателя
Источник — Автодела
Лаковое отложение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Лаковое отложение
Cтраница 3
На юбке поршня накапливаются лаковые отложения, которые образуются при 200 — 300 С и бывают смешанного происхождения. Лаковые отложения также имеют невысокую зольность. Значительная часть органических и неорганических составляющих растворяется в органических растворителях. В зависимости от различных причин состав, внешний вид и количество лаковых отложений изменяется в широких пределах. Внешний вид их может меняться от светло-коричневой тонкой прозрачной лакообразной пленки до черных хрупких отложений, похожих на нагар. [31]
Эмульгирующая способ-чению процесса образования лаковых отложений в двигателях, свидетельствует о том, что одни и те же вещества ( оксикислоты, асфальтены и смолы) в зависимости от условий работы двигателя ( низкотемпературный и высокотемпературный режим) откладываются в нем либо в виде осадков, либо образуют лаковые отложения. [32]
Дизельное топливо не должно образовывать смолистые и лаковые отложения на иглах распылителей форсунок, приводящие к их зависанию. [33]
Непредельные углеводороды также способствуют образованию лаковых отложений на иглах распылителей форсунок. [34]
Результаты испытания оценивают по образованию лаковых отложений в канавках, на кольцах, па юбке поршня и на внутренних стенках поршня; пригоранию поршневых колец. [35]
Непредельные углеводороды также способствуют образованию лаковых отложений на иглах распылителей форсунок. [36]
Наибольшая опасность, возникающая при образовании лаковых отложений — заклинивание поршневых колец, что является прямой угрозой надежности работы двигателя. Кольца, которые залегли в канавках и перестали пружинить, не выполняют основной своей функции герметизации над-поршневого пространства, в результате чего усиливается прорыв газа в картерную часть двигателя и ухудшаются условия работы масла. Кроме того, кольцо, лежащее в канавке, не соприкасается с гильзой цилиндра, и, следовательно, отвод тепла от днища поршня через кольца в гильзу цилиндра и затем в охлаждающую среду затрудняется. Кольцо перегревается, ухудшаются его механические свойства и в результате возможна его поломка. [37]
Ниже приведены результаты анализов нагара и лаковых отложений, снятых с разных деталей дизеля ЯМЗ-236 после 150 ч испытания на масле ДС-11 с 6 % присадки ВНИИ НП-360 и топливе с 0 87 % серы. [38]
Как было сказано выше, вред от лаковых отложений заключается не только в пригорании поршневых колец. Образование лака на деталях приводит к их перегреву. Это происходит вследствие того, что лак плохой проводник тепла. [39]
О качестве масла судят визуально по цвету лаковых отложений на поверхности вкладыша. [41]
Результаты испытания оценивают по образованию осадков и лаковых отложений и по забивке масляных колец и фильтров. [42]
Результаты испытания оценивают по образованию нагара и лаковых отложений на поршне. [43]
Результаты испытания оценивают по образованию осадков, лаковых отложений и ржавлению деталей. [44]
При такой температуре трущиеся поверхности могут покрываться лаковыми отложениями и засаливаться с резким падением коэффициента трения. [45]
Страницы: 1 2 3 4
Способно ли моторное масло мыть двигатель?
Способно ли моторное масло мыть двигатель?
Некоторые очень распространённые заблуждения.
В интернет форумах, сообществах, социальных сетях, иногда даже на специализированных сайтах, часто встречаешь заблуждения типа:
«Я лью масло X — оно отлично отмыло мой двигатель! Двигатель блестит!»
«Двигатель слишком грязный каким маслом его помыть?»
А так же «Посоветуй масло с хорошими моющими свойствами, а то двигатель очень грязный, а промывочным маслом пользоваться не хочу!»
Даже производитель Shell — в рекламе заявляет «масла Shell Helix быстро удаляют отложения из загрязненных двигателей».
По телевизору нам показывают кристально чистые поршни, омываемые свежим маслом. Как тут не поверить? У автолюбителя складывается ошибочное представление, что стоит залить какое-то определенное масло и оно обязательно, за одну смену — отмоет весь двигатель от отложений. Это совсем не так! Давайте попробуем разобраться в этом вопросе.
Виды отложений
Существуют три основных вида отложений в двигателе:
Нагар — черного цвета, видим часто на поршнях и свечах накаливания
Шлам — от коричневого до темного коричневого
Лак — желтое, красное или темно коричневое прозрачное или полупрозрачное отложение.(как лак на мебели)
Все эти отложения, в той или иной мере, очень трудно отмываются моторным маслом. Практически никак. Для того что бы естественно сошел нагар — нужен «прожиг», время, чистый бензин, качественное масло — а порой его вообще ничем не отмыть, кроме замачивания деталей в различного рода растворителях.
Шлам (особенно высокотемпературный) — очень медленно отмывается моторным маслом. Нужны частые смены моторного масла, желательно с очень высоким щелочным числом и очень много времени — даже через 10 лет и 300 тыс км — ваш двигатель возможно полностью не отмоется моторным маслом.
Лак — еще более стойкое отложение — которое очень трудно отмыть моторным маслом. Практически не возможно! На нашем ресурсе встречались автолюбители, с красным или золотистым лаком, которые пытались отмыться моторным маслом, потом промывками «пятиминутками», потом промывками длительного действия, которые добавляются в масло и используются на ходу. Разочаровавшись в промывках, мы пытались отчистить лак в ручную, с щетками и техническим сольвентом — все тщетно! Мы пытались отмыть его 646 растворителем! Очень медленно и не эффективно. Разве что замочить в ведре на неделю…
Необходимо подчеркнуть что, все эти отложения очень плохо отмываются моторным маслом — в виду его недостаточной моющей способности! Моторное масло не создано для того, что бы отмывать двигатель. Оно безусловно обладает диспергирующими свойствами — свойством удерживать какое то время в себе взвесь частиц и забирать с собой при сливе. Нейтрализующими свойствами — свойством нейтрализовать кислоты (продукты которые образуются в процессе сгорания). Масла способны препятствовать слипанию частиц отложений в более крупные соединения. Но вот моющие способности моторного масла очень ограничены.
Масла способны предотвратить загрязнение двигателя, если проводятся своевременные замены масла, правильно выбран интервал замены масла, вы льете качественный бензин, не перегреваете мотор и т.д. Только профилактика и своевременные интервалы замены моторного масла, спасут вас от возникновения отложений в двигателе внутреннего сгорания.Получить грязный двигатель очень легко, отмыть его потом — трудно!
В подтверждение моих мыслей, хочу рассказать вам о моем любительском эксперименте — который посвящен моющим свойствам моторного масла. Я являюсь обладателем прекрасного японского автомобиля Toyota Curren с очень неплохим мотором 3s-fe — но по глупости запущенного состояния.
Вот его состояние до экспериментов:
Красавец правда? И так какие отложения мы тут видим? Высокотемпературный шлам в виде темно коричневой штукатурки — колодцы, ванна распредвалов. Лак — на кулачках, шестернях итд.
В то время, я думал что промывки «пятиминутки» это что то страшное — их не в коем случае нельзя использовать! Я обладал мнением, что если я залью качественное масло и буду менять почаще, то это все с легкостью сойдет.
Эксперимент 1 Промывка моторными маслами Valvoline Maxlife Synthetic 5W-40 и Valvoline VR1 Racing 5W-50.
Итак езжу 27 тыс км и делаю 6 смен перед тем как вскрыть крышку
Используемые масла:
1) Valvoline VR1 Racing 5W50 (Нидерланды) = 2 тыс км (использовал как промывку)
2) Valvoline VR1 Racing 5W50 (Нидерланды) = 5 тыс км
3) Valvoline Maxlife Synthetic 5W30 (США) = 5тыс км
4) Valvoline Maxlife Synthetic 5W40 (Нидерланды) = 5тыс км
5) Valvoline Maxlife Synthetic 5W40 (Нидерланды) = 5тыс км
6) Valvoline Maxlife Synthetic 5W40 (Нидерланды) = 5тыс км
Вскрываю клапанную крышку и фотографирую. Вот изменения:
На словах: На кулачках стало меньше лака. Свечные колодцы начали облазить — особенно 1й колодец. Пару деталей на валу отчистилось. И все это за 27 тысяч км(!) и 6 смен качественного высокощелочного(!) моторного масла! Представьте сколько нужно ездить что бы отчистить этот двигатель моторным маслом до чиста! Тут и 200 тыс км не поможет.
Хорошо, может масло такое? Тогда возьмем масло другого бренда!
Эксперимент 2. промывка моторным маслом Neste City Pro 5W-40 (ACEA C3)
25 тыскми 5 смен.
1) Neste City Pro 5W40 = 5 тыс. км
2) Neste City Pro 5W40 = 5 тыс. км
3) Neste City Pro 5W40 = 5 тыс. км
4) Neste City Pro 5W40 = 5 тыс. км
5) Neste City Pro 5W40 = 5 тыс. км
В итоге — практически никаких изменений! Это масло обладает низким щелочным числом, потому что является ACEA C3. В эксперименте 1 было масло с высоким щелочным 10.3 (на тот момент) — и оно отмыло лучше.
Вывод: Моторные масла обладают малой моющей способностью. Они практически не моют отложения! Поэтому когда по телевизору маркетологи показывают вам чистые поршня и пропагандируют «Наши масла отмывают двигатель изнутри!» — относитесь к этому с недоверием. Лучшая профилактика здоровья двигателя — это высококачественные масла и — с самого начала эксплуатации, не затянутые интервалы смены! Как говорится — береги честь смолоду!
Купить моторное масло и масло MOTUL в Липецке можно в любом из наших магазинов.
Мы ценим каждого клиента, по этому предоставляем возможность купить качественные детали в Липецке для каждого автолюбителя.
Специалисты магазина «Руль» всегда подскажут, какую купить автозапчасть.
Будем рады видеть Вас в нашем магазине!
С почтением, Магазин «Руль»
Контактный телефон: 25-05-06
Э-Хим.Нефтехимические технологии.
Производство индивидуальных ароматических углеводородов (бензола и толуола).
Данное производство осуществляют на установке Л Г-35-8/ЗООБ, сырьем которой служит фракция 62-105°С. В отличие от установки каталитического риформинга, работающей на получение высокооктановых компонентов автобензина, это производство имеет в своем составе дополнительные блоки, имеющие специфическое назначение: блок селективного гидрирования непредельных углеводородов (догидрирования), блок экстракции с регенерацией растворителя и блок ректификации экстракта на индивидуальные ароматические углеводороды.
Селективное гидрирование непредельных углеводородов. В составе установки ароматизации имеется отдельный блок, основной частью которого является реактор догидрирования, заполненный алюмоплатиновым катализатором с низким содержанием платины АН-10, АП-15 или ГО-1. Назначение этого блока — гидрирование непредельных углеводородов в составе ароматизированного катализата (обычно до 1,5%). Температура гидрирования 180-22СГС, объемная скорость 5-7 ч~’, давление 1,4-2,0 МПа. При нормальной работе блока гидрируются только олефино-вые углеводороды, концентрация ароматических углеводородов в катализате остается неизменной. При этом разность температуры на входе в реактор и выходе из него не должна превышать 6- !0°С, в противном случае это будет свидетельствовать о снижении селективности гидрирования. Обычно это наблюдается в конце цикла работы катализатора. Характеристика катализаторов селективного гидрирования приведена в табл.
Таблица Характеристика катализаторов селективного гидрирования
Показатели | Катализаторы | ||
АП-10 | АП-15 | ГО-1 | |
Массовая доля компонентов катализатора платина | 0.10+0,01 | 0,15 ±0.01 | 0,10 ±0,01 |
рений | — | — | 0,25 ±0,005 |
кадмии | — | — | 0,01 ±0,002 |
Насыпная плотность, г/см | 0,64 +0,4 | 0,64 +0,4 | 0.63 ±0,05 |
Коэффициент прочности (средний), кг/мм, не менее | 0,97 | ||
Размер таблеток, мм: диаметр | 2, 8 ±0.2 | ||
длина | 5 ±2 | ||
Каталитические свойства: активность — бромное число гидрированного катализата, г брома на 100 см’ продукта, не более | 0,1 | ||
селективность— абсолютная разность между массовой долей ароматических углеводородов в сырье и в продукте. %. не более | 1 | 2 | 1 |
откуда он берется и как предотвратить появление отложений
Самые частые причины появления нагара в современных двигателях
Одной из самых больших проблем современных двигателей является накопление в них углеродистых отложений, что ухудшает их работу и даже приводит к серьезным неисправностям. Чаще всего нагар образуется в современных моторах с прямым впрыском бензина. Вот почему это происходит и как это предотвратить.
Откуда нагар?
Образование отложений углерода вызвано многими факторами и характерно для всех типов двигателей внутреннего сгорания – бензиновых и дизельных, безнаддувных и турбированных, с косвенным и прямым впрыском топлива.
Смотрите также: Покупка подержанного автомобиля с непосредственным впрыском
Отложения в двигателе возникают в результате неидеального сгорания топливовоздушной смеси. Например, в двигателях с прямым впрыском бензина одной из причин углеродных отложений является сам способ подачи топлива – бензин в этом случае не моет клапана, а идет непосредственно в камеру сгорания. Это вызывает накопление отложений на клапанах и, следовательно, ограничивает со временем доступ кислорода в камеру сгорания, что в свою очередь приводит к неправильному сгоранию топливной смеси.
Если посмотреть на проблему более широко, нетрудно обнаружить и другие косвенные причины появления нагара в двигателях автомобилей. Они связаны с тем, что за последние годы большинство автолюбителей изменили способ использования автомобиля. Сегодня все больше людей эксплуатируют автомобиль как велосипед, общественный транспорт или для короткой прогулки/поездки в магазин.
– Чаще всего крупные отложения накапливаются в двигателях транспортных средств, эксплуатируемых в городском режиме, на небольших расстояниях. И неважно, о какой марке и модели идет речь. Важен способ использования автомобиля: низкая скорость, низкие рабочие температуры, использование авто без прогрева двигателя – вот главная формула, гарантирующая быстрое появление нагара в двигателе, – объясняет эксперт «Профмоторсервиса» Владимир Дроздовский.
Плюс добавьте к этому факт, что многие современные бензиновые двигатели сегодня часто оснащены турбонаддувом, а это означает, что турбированный автомобиль в городском режиме чаще всего используется на низких оборотах двигателя. В верхнем же диапазоне оборотов турбомоторы сегодня редко используются в условиях города. Но даже безнаддувные современные моторы с непосредственным прямым впрыском бензина также не стимулируют владельцев ездить на высоких оборотах. Дело в том, что сегодняшние атмосферные двигатели неплохо генерируют высокий крутящий момент на низких оборотах. Соответственно, у автовладельца отпадает необходимость часто ездить на высоких оборотах. Это существенное отличие бестурбинных современных моторов от двигателей 20-летней давности.
Смотрите также: Вот как советуют переключать «механику» для лучшей экономии топлива
К сожалению, из-за более низких оборотов современные двигатели прогреваются дольше (плюс не забывайте, что многие двигатели сегодня алюминиевые, быстро теряющие свою температуру нагрева, в отличие от старых чугунных), а низкие обороты не позволяют естественным образом удалить из двигателя углеродистые отложения. В итоге в силовом агрегате на различных деталях начинают скапливаться отложения.
В прошлом, до 2000 об/мин, было невозможно ездить даже с постоянной скоростью. Сегодня во время ускорения вам не нужно их превышать. Отсюда большое накопление отложений в двигателе.
Еще одна причина образования нагара – это неправильная замена масла и несвоевременное обслуживание двигателя. Например, главным врагом любого двигателя внутреннего сгорания является увеличение интервалов замены моторного масла. Ведь известно, что чем дольше не меняется масло в двигателе, тем больше в нем образуется побочных продуктов. К сожалению, сегодня многие производители намеренно увеличили свои межсервисные интервалы по замене масла. Например, многие автопроизводители увеличили интервалы замены масла с 10 тыс. км до 15 тыс. км (в России).
По их мнению, современная конструкция двигателя, электроника и качество синтетических масел позволяют без вреда двигателю использовать моторное масло в течение 15 тыс. км. Некоторые производители пошли еще дальше, расширив межсервисный интервал до 20 тыс. км. А посмотрите на рекомендации производителей в Европе и вы будете удивлены. Там по сравнению с Россией межсервисные интервалы по замене масла увеличены еще больше – до 25 тыс. км и даже 30 тыс. км!
Смотрите также: Моторное масло: о чем говорит его цвет?
Но мы уже рассказывали вам, почему не нужно слушать дилера и завод, строго соблюдая рекомендации по замене масла. В большинстве случаев нужно понять, что рекомендации производителей касаются общих легких условий эксплуатации автомобиля. Если же вы используете машину преимущественно в городе, то сразу можете смело снижать рекомендованный максимальный пробег автомобиля до замены масла на 20-30 процентов. Если используете авто на короткие расстояния на недогретом моторе, без колебаний делите рекомендации производителя на два.
Но масло – это полбеды. Сегодня в сложных экономических условиях, когда доходы населения оставляют желать лучшего, а стоимость топлива уже приближается к стоимости 1 литра молока, многие водители стараются сэкономить на техническом обслуживании своих автомобилей, посещая не только неавторизованные неофициальные технические сервисы, но и не очень профессиональных мастеров, работающих в так называемых гаражных автосервисах. Да, это дает возможность автовладельцам неплохо сэкономить на обслуживании и сберечь время. Но есть одна проблема. В таких дешевых гаражных автосервисах у многих автослесарей нет возможности подключить транспортное средство к компьютеру для обновления программного обеспечения автомобиля и для диагностики возможных проблем.
А знаете ли вы, что самой частой причиной образования излишнего нагара в двигателе является необновленное программное обеспечение блока управления двигателем? Ведь из-за этого двигатель машины может работать неправильно, в результате чего происходит неправильное сгорание топливной смеси. А производители часто обновляют программное обеспечение своим автомобилям.
Еще одной из непосредственных причин накопления углеродистых отложений является неправильная синхронизация работы двигателя, за которую отвечает ремень ГРМ/цепь ГРМ. К сожалению, в бензиновых моторах ремень и даже цепь имеют тенденцию растягиваться. Это проблема многих современных двигателей (хорошим примером являются популярные в мире двигатели TSI/TFSI). Если натяжка цепи или ремня ослабевает, происходит рассинхронизация системы газораспределения, что в свою очередь приводит к неправильному сгоранию топливной смеси.
Отсюда делаем вывод: все, что оказывает косвенное или прямое влияние на ход процесса сгорания, является причиной накопления углеродистых отложений в двигателе. Это также относится к некачественному топливу или работе системы зажигания (катушки, свечи и т. д.).
Как предотвратить накопление в двигателе углеродистых отложений?
Вышесказанное позволяет сделать простой общий вывод: вам нужно позаботиться о двигателе вашего автомобиля. Как? Все очень просто. Вам нужно регулярно посещать технический центр. И не только когда пришло время менять масло в двигателе. Желательно заезжать в сервис чаще, проводя компьютерную диагностику. Вы должны рассматривать двигатель вашего автомобиля как целостный механизм, не разделяя его на области, обслуживая каждую по очереди. Таким образом, проверка двигателя не должна ограничиваться заменой масла и фильтра, а должна включать полную диагностику мотора, в том числе обновление программного обеспечения.
Кроме того, чем чаще вы будете подключать машину к компьютеру, тем больше вероятности, что вовремя обнаружите проблемы. Ведь механик не всегда может своевременно понять, что, например, какая-то катушка зажигания начала работать неправильно. Но подключив диагностическое оборудование, он может узнать об этом, прежде чем машина начнет показывать признаки неисправности.
Смотрите также: Четыре простых совета, после которых ваш автомобиль поедет гораздо лучше
Также, например, подключив машину к компьютеру, можно даже узнать, открывается ли термостат слишком рано или поздно. А как известно, неисправный термостат может привести к перегреву двигателя и т. д.
– Избыточное накопление углеродных отложений может вызвать проблемы с неравномерной работой двигателя, и такими симптомами будут пропуски зажигания, неправильный состав выхлопных газов, неправильная работа лямбда-зонда (датчика (-ов) кислорода в выхлопной системе). Это также может привести к проблемам с системой зажигания и даже к увеличению расхода топлива. Самой же большой проблемой нагара являются отложения, появляющиеся на элементах системы впрыска, – говорит Владимир Дроздовский.
Если водитель или механик замечает какие-либо из перечисленных выше симптомов или неисправностей, он должен заподозрить излишнее накопление углеродистых отложений в двигателе.
Как удалить нагар в двигателе?
Одним из самых простых способов удаления отложений углерода является так называемая промывка двигателя специальным составом. Для этого используется специальное промывочное средство, заливаемое в двигатель, когда вы меняете масло. Вы можете промыть двигатель самостоятельно. Также можете заказать эту услугу в сервисе, когда приедете проводить стандартную замену масла. Правда, в этом случае вы заплатите за это дополнительно.
– Одним из немногих инвазивных способов удаления скопившихся отложений углерода без демонтажа головки блока двигателя является так называемая гидрогенизация двигателя. Однако не стоит ожидать от этого процесса впечатляющих результатов. Гидрогенизация – это введение в двигатель газовой смеси, которая повышает температуру выхлопных газов. Таким образом, отложения превращаются в газы и выбрасываются вместе с выхлопными газами, – объясняет Владимир Дроздовский.
Следует помнить, что таким путем невозможно удалить углеродистые отложения со всего двигателя, а только с тех участков, через которые протекают газы – камера сгорания, выхлопная система.
Смотрите также: Редкая замена масла в двигателе: Есть ли вред
Единственный же действительно эффективный способ очистки двигателя – это его разборка и очистка всех деталей вручную или механически, в зависимости от компонента. Но подобная дорогостоящая очистка, как правило, целесообразна только для двигателей, которые уже имеют много проблем и не могут быть очищены по-другому. В любом случае подобная работа будет стоить очень дорого, особенно принимая во внимание объем работ.
Нет промывки, нет гидрирования …
– Сегодня уже есть автовладельцы, которые интересуются качественной промывкой двигателя. Но совсем недавно эта услуга не пользовалась спросом. Хотя, стоит признать, в старые добрые времена при каждой замене масла многие промывали двигатели своих старых машин. Но когда появились современные транспортные средства, о промывке массово забыли. Однако постепенно автовладельцы все больше узнают о том, что промывка или комплексная очистка двигателя от нагара крайне необходима. Во многом этому способствуют автомастера, работающие в дилерских центрах, рассказывающие водителям о последствиях углеродных отложений в двигателе, – говорит Владимир Дроздовский.
Тем не менее лучшая мера предосторожности – это, конечно, обычный уход за двигателем. Вместо того чтобы использовать дорогие промывочные средства для удаления нагара, вы можете в некотором смысле промыть мотор своей машины, просто меняя масло в два или три раза чаще, с более короткими интервалами, например каждые 5000-7000 км. Также стоит помнить о более частой смене моторного масла в двигателях, эксплуатируемых на небольших расстояниях. Чтобы не ломать голову, что делать с нагаром, лучше предотвратите накопление углеродистых отложений. Для этого не только чаще меняйте масло, но и двигайтесь на автомобиле более динамично после прогрева двигателя, используя более высокие обороты.
Грязь и отложения в ДВС легкового автомобиля
Во время работы двигателя внутреннего сгорания в нём постоянно происходит трение рабочих поверхностей, что приводит к их истиранию и износу двигателя. Каким бы масло не было и как часто вы его не меняете — износ будет. Для снижения трения в двигателях внутреннего сгорания применяются специальные меры — подача смазывающего материала к трущимся поверхностям или же его статическое нахождение в узлах трения (обычно это консистентная смазка в подшипниках качения). Смазывающим веществом в двигателе служит моторное масло, которое в большинстве случаев нефтяного происхождения. Масло подаётся в систему смазки под давлением, которое развивает шестерёнчатый (или другой тип насоса) насос. Масло поступает по каналам ко всем трущимся поверхностям снижая силу трения и охлаждая детали. Каналы в системе смазки имеют определённое сечение и производительность и чем выше эта производительность — лучше смазка и выше срок службы двигателя. Но чрезмерно большими каналы сделать нельзя, так-как это приведёт к снижению прочности, поэтому каналы имеют строгие геометрические параметры.
Если владелец автомобиля использовал некачественного моторное масло или нарушал интервалы его замены, то в двигателе ярче проявляется вредное явление — отложения грязи и нагара. Различного рода отложения сужают масляные каналы и снижают производительность системы смазки в целом, приводят к разбалансировки вращающихся деталей и масляному голоданию всех трущихся поверхностей, особенно тех, которые находятся на значительном удалении от масляного насоса (дальние коренные шейки и шатунные шейки, ГРМ) и к локальному перегреву деталей и узлов.
Отложения в канавках поршня вокруг колец препятствуют их движению и прижиманию к стенкам цилиндра (заклинивание, залипание, прихватывание колец). В результате заклинивания и затруднения движения колец, они не прижимаются к стенкам и не обеспечивают компрессию в цилиндрах, мощность двигателя падает, возрастает прорыв газов в картер и расход масла. Прижимание колец отложениями к стенкам цилиндра приводит к чрезмерному износу цилиндров.
Полирование стенок цилиндров — отложения на верхней части поршней полируют внутренние стенки цилиндров. Полировка препятствует удержанию и сохраняемости масляной пленки на стенках и значительно ускоряет скорость износа.
Отложения в камере сгорания образуются из частиц углерода, в результате неполного сгорания топлива и солей металлов входящих в состав присадок в результате термического разложения остатков масла попадающих в камеру. Эти отложения накаляются и вызывают преждевременное возгорание рабочей смеси (до появления искры). Такое зажигание называется преждевременным или калильным зажиганием. Это создает дополнительные напряжения в двигателе (детонация), что приводит к ускоренному износу подшипников и коленчатого вала. Кроме того, перегреваются отдельные части двигателя, снижается мощность, повышается расход топлива.
Засорение свечей зажигания. Отложения, скопившиеся вокруг электрода свечи, замыкают искровой промежуток, искра становится слабой, зажигание — нерегулярным. В результате этого снижается мощность двигателя и повышается расход топлива.
Но даже если вы будете соблюдать интервалы замены масла и использовать только качественные синтетические масла, то отложения всё равно будут, только в значительно меньшей степени и их влияние на работу двигателя будет минимальным.
Давайте теперь разберёмся по каким причинам меняются свойства моторного масла:
1. Высокотемпературные и окислительное воздействие;
2. Механохимические преобразования компонентов масла;
3. Накопление продуктов износа механических частей двигателя и масла:
— продуктов преобразования масла и его компонентов;
— продуктов сгорания топлива;
— воды;
— продуктов износа
— загрязнений, попадающих в виде пыли, песка и грязи.
Окисление
В работающем двигателе разогретое моторное масло циркулирует и часто контактирует с воздухом, продуктами полного и неполного сгорания топлива (выхлопными газами). За счёт высокой температуры и давления кислород воздуха ускоряет окисление моторного масла. Этот процесс происходит быстрее в маслах склонных к пенообразованию. Металлические поверхности деталей выступают в роли катализаторов процесса окисления масла — масло нагревается, соприкасаясь с нагретыми деталями (в первую очередь, с цилиндрами, поршнями и клапанами), что значительно ускоряет процесс окисления. Результатом могут стать твёрдые лаковые продукты окисления (отложения).
На характер изменения масла в работающем двигателе оказывают влияние не только химические превращения молекул масла, но и продукты полного и неполного сгорания топлива, как в самом цилиндре, так и прорвавшиеся в картер.
Влияние температуры на окисление моторного масла. Выделяются два вида температурного режима двигателя:
— работа полностью прогретого двигателя (магистральный режим).
— работа не прогретого двигателя (частые остановки автомобиля — городской цикл).
В первом случае наблюдается высокотемпературный режим изменения свойств масла в двигателе, во втором — низкотемпературный. Существует множество промежуточных условий работы, например, зимний режим прогрева.
Продукты окисления и изменение характеристик моторного масла.
Кислоты. Наиболее существенными продуктами окисления масла являются кислоты. Они вызывают коррозию металлов, а на нейтрализацию образующихся кислот расходуются щелочные присадки, вследствие чего ухудшаются диспергирующие и моющие свойства и сокращается ресурс работы масла. Возрастание общего кислотною числа, TAN (total acid number) является основным показателем образования кислот. Кислоты образуются за счёт соприкосновения моторного масла с выхлопными газами, которые неизбежно попадают в картер двигателя.
Углеродистые отложения в двигателе. На горячих поверхностях деталей двигателя образуются разнообразные углеродистые отложения, состав и строение которых зависят от температуры поверхностей металла и масла.
Различают три вида отложений:
— нагар,
— лак,
— шлам.
Необходимо подчеркнуть, что образование и накопление отложений на поверхности деталей двигателя является результатом не только недостаточной окислительной и термической стабильности масла, но и недостаточной его моющей способности.
Нагар — это продукты термической деструкции и полимеризации масла и остатков топлива. Он образуется на сильно нагретых поверхностях (450° — 950°С). Нагар имеет характерный черный цвет, хотя иногда может быть белого, коричневого или другого цвета. Толщина слоя отложении периодически изменяется. По структуре, отложения бывают монолитными, плотными или рыхлыми.
Лак. Тонкий слой твердого или клейкого углеродистого вещества от коричневого до черного цвета, который образуется на умеренно нагретых поверхностях вследствие полимеризации тонкого слоя масла в присутствии кислорода. Лаком покрываются юбка и внутренняя поверхность поршня, шатуны и поршневые пальцы, стержни клапанов и нижние части цилиндров. Лак значительно ухудшает отвод тепла(особенно поршня), снижает прочность и сохраняемость масляной пленки на стенках цилиндров.
Смолы, шлам, смолистые отложения (осадки) в двигателе шлам образуется в результате:
— окисления и других превращений масла и его компонентов;
— накопления в масле топлива или продуктов разложения и неполного сгорания;
— воды.
Смолистые вещества образуются в масле в результате его окислительных превращений (сшивания окисленных молекул) и полимеризации продуктов окисления и неполного сгорания топлива. Образование смол усиливается при работе недостаточно прогретого двигателя. Продукты неполного сгорания топлива прорываются в картер двигателя при продолжительной работе на холостом ходу или в режиме стоп-старт. При высокой температуре и интенсивной работе двигателя, топливо сгорает полнее. Для уменьшения смолообразования и моторные масла вводятся диспергирующие присадки, которые предотвращают коагуляцию и осаждение смол. Смолы, углеродистые частицы, водяной пар, тяжелые фракции топлива, кислоты и другие соединения конденсируются, коагулируют в более крупные частицы и образуют в масле шлам, т.н. черный шлам.
Шлам — это суспензия и эмульсия в масле из нерастворимых твердых и смолистых веществ от коричневого до черного цвета. Состав картерного шлама:
— масло 50-70%
— вода 5-15%
— продукты окисления масла и неполного сгорания горючего, твердые частицы — остальное.
В зависимости от температуры двигателя и масла, процессы шламообразования несколько различаются. Различают низкотемпературный и высокотемпературный
Низкотемпературный шлам. Образуется при взаимодействии в картере прорывных газов, содержащих остатки топлива и воды, с маслом. В не прогретом двигателе вода и топливо испаряются медленнее что способствует образованию эмульсии, которая впоследствии превращается в шлам.Образование шлама в картере является причиной:
— возрастания вязкости (загустения) масла;
— закупоривания каналов системы смазки;
— нарушение подачи масла.
Образование шлама в коробке распределительного механизма является причиной недостаточной вентиляции этой коробки. Образовавшийся шлам является мягким, рыхлым, однако при нагреве (при продолжительной поездке)становится твердым и хрупким.
Высокотемпературный шлам. Образуется в результате соединения между собой окисленных молекул масла под влиянием высокой температуры. Увеличение молекулярной массы масла приводит к повышению вязкости.
В дизельном двигателе образование шлама и увеличение вязкости масла вызывается накоплением сажи. Образованию сажи способствуют перегрузки двигателя и увеличение жирности рабочей смеси.
Расход присадок. Расход, срабатывание присадок является определяющим процессом снижения ресурса масла. Наиболее важные присадки моторного масла — моющие, диспергирующие и нейтрализующие, расходуются на нейтрализацию кислотных соединений, задерживаются в фильтрах (вместе с продуктами окисления) и разлагаются при высоких температурах. О расходе присадок косвенно можно судить по уменьшению общего щёлочного числа TBN. Кислотность масла повышается вследствие образования кислотных продуктов окисления самого масла и серосодержащих продуктов сгорания топлива. Они реагируют с присадками,щелочность масла постепенно уменьшается что приводит к ухудшению моющих и диспергирующих свойств масла.
Влияние увеличения мощности и форсирования двигателя. Противоокислительные и моющие свойства масла особенно важны при форсировании двигателей. Бензиновые двигатели форсируются путем увеличения степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала, а дизельные — увеличением эффективного давления (в основном при при помощи турбонаддува) и частоты вращения коленчатого вала. При увеличении частоты вращения коленчатого вала на 100 оборотов в минуту или при повышении эффективного давления на 0,03 МПа, температура поршня увеличивается на 3°С. При форсировании двигателей обычно уменьшают их массу, что приводит к увеличению механических и тепловых нагрузок на детали.
Также читайте статьи:
1. Промывка систем питания;
2. Диагностика автомобилей по цвету выхлопа.
С использованием материалом http://www.oil-club.ru/
автомобильные оригинальные масла для авто
Содержание статьи:
Автомобильные масла предназначены для смазывания роторных и поршневых двигателей внутреннего сгорания. Выделяют три основных зоны их работы:
В ней температура сгорания достигает +2000 °C и выше. Масло в двигателе активно окисляется, частично сгорает до золы и кокса, а также образует отложения на внутренних стенках. Нагарообразование происходит более интенсивно в двигателях с низкой температурой. Большое значение имеют условия эксплуатации автомобиля.
Если при поездках приходится делать частые остановки и запуски, двигатель переохлаждается, долго прогревается, в нем могут образовываться значительные отложения. При высокой температуре обычно происходит самоочищение камеры. Это связано с более полным сгоранием отложений – до рыхлого серого порошка. Дизельные двигатели обычно менее чувствительны к нагару, чем бензиновые.
В этом узле автомобиля масло находится в виде тонкой пленки на поверхностях двигателя. Температура эксплуатации достигает +200…+300 °C. При таких условиях частично испаряются легкие фракции масла, в результате чего образуются темные лаковые отложения на внутренних поверхностях поршня, на верхней головке шатуна и проточках для колец. Процесс становится более интенсивным при прорыве газов из камеры сгорания.
При значительных лаковых отложениях снижается отвод тепла от поршневой группы, в результате чего происходит перегрев последней и, как результат, трудный запуск. Использование автомобильных масел с моющими присадками значительно снижает лакообразование, а при определенных условиях может полностью его предотвратить.
Температура работы не превышает +50…+100 °C. В этих условиях масло в автомобиле практически не окисляется. Однако при прорыве в картер горячих газов и плохой работе вентиляции происходит нагрев до +120 °C. Масло начинает быстро окисляться, увеличивает свою коррозионную активность.
Не менее опасно и переохлаждение, возникающее, например при неисправности термостата. Уменьшение температуры масла в картере до +35 °C и ниже приводит к накоплению липкой мазеобразной массы (шлама). Шламообразование резко усиливается при попадании воды в масло. Со временем это может привести к прекращению подачи последнего.
Состав автомобильного масла
Для того чтобы продлить срок эксплуатации поршневого двигателя и обеспечить его стабильную работу, необходимо правильно подобрать и использовать смазочные материалы. Качество последних во многом зависит от базового масла. Его основными показателями, согласно American Petroleum Institute (API), являются:
- индекс вязкости. Представляет собой безразмерную величину. Индекс показывает степень зависимости вязкости базового масла от температуры;
- процентное содержание насыщенных углеводородов. Эта группа веществ наделяет масло для авто устойчивостью к окислению и химической стабильностью;
- наличие серосодержащих органических веществ. Они отличаются высокой реактивной способностью. Поэтому содержание таких веществ крайне нежелательно и строго регламентируется.
Категории базовых масел
Группа I. Производится из нефтяного сырья. Основой технологического процесса является удаление нежелательных компонентов. Для таких масел глубина переработки не является существенной. Конечный продукт содержит 0,03 % и более серы, сравнительно низкую долю насыщенных углеводородов – менее 90 %. Индекс вязкости – в пределах 80–120, обычно не более 90.
Группа II. Принцип производства тот же, что и для первой группы, однако применяются более совершенные методы очистки. Благодаря этому конечное базовое масло имеет более улучшенный состав: доля насыщенных углеводородов – от 90 % и выше, серы – не более 0,03 %. Диапазон индекса вязкости тот же (80–120), но стандартное значение выше – 95–100.
Группа III. Базовые масла третьей категории могут производиться из нефтяного сырья и (реже) из природного газа. Переработка осуществляется методом каталитического гидрокрекинга. Он включает в себя химические процессы, проходящие при высоких температурах и давлении в присутствии водорода.
Нежелательные вещества не удаляются, а трансформируются в молекулы с заданными характеристиками. Применение такой технологии позволяет получать базовые масла с превосходными характеристиками, близкими к показателям синтетических аналогов. Индекс вязкости третьей группы – не менее 120, часто 140–150, серы – не более 0,03 %, а содержание насыщенных углеводородов – 90 % и выше.
Группа IV. Полиальфаолефины (ПАО). Их получают химическим синтезом с использованием катализаторов. Технология производства является более сложной, что обуславливает более высокую стоимость продукции по сравнению с оригинальными маслами, полученными из нефтяного сырья.
Основным отличием ПАО от продукции I–III групп является однородный состав и лучшие физико-химические показатели: термостабильность, низкая испаряемость, индекс вязкости и ряд других.
Группа V. Она включает в себя остальные базовые масла, не относящиеся к предыдущим категориям. В нее входят полигликоли, силиконы, эфиры и т. п.
Присадки
Чтобы достичь требуемых эксплуатационных характеристик и обеспечить оптимальное соотношение цены и качества, используются различные комбинации базовых веществ. Например, минеральное масло имеет хорошую стабильность и растворимость присадок, неплохие характеристики. Однако на его основе очень сложно произвести смазочный материал, который обеспечивает надежный пуск при низких температурах и в то же время обладает хорошими противоизносными свойствами при высоких.
Достичь указанного сочетания качеств можно, если ввести в состав исходного сырья ПАО или гидрокрекинговую (III группа) продукцию. Полученная комбинация имеет набор характеристик, которыми обладают оба вида оригинальных масел – минеральное и синтетическое.
Помимо этого, для получения смазочного материала с заданными свойствами используются специальные присадки.
По принципу действия они делятся на две группы:
- модифицирующие свойства масла для авто;
- защищающие пары трения, узлы и механизмы.
Первый тип включает в себя антиокислительные, вязкостно-загущающие, антипенные, депрессорные и другие присадки. Во вторую группу входят антикоррозионные, моющие, противоизносные, диспергирующие вещества.
Основные виды присадок
Вязкостно-загущающие. Представляют собой полимеры различной массы и молекулярного строения. Основное назначение присадок – повысить индекс вязкости масла для авто. Смазочные материалы, загущенные такими веществами, работают в широком диапазоне температур. Благодаря достаточной текучести в холодное время года, они обеспечивают надежный пуск зимой, в том числе в условиях сурового климата. Благодаря загущающей присадке масло сохраняет достаточную вязкость при максимальных рабочих температурах. Процентное содержание добавки варьируется в зависимости от качества исходного материала и требуемых свойств.
Антиокислительные (ингибиторы). Они предназначаются для замедления реакций, происходящих в масле под воздействием кислорода воздуха, контакта с металлами, агрессивными газами и т. п. Введение антиокислительных присадок продлевает срок эксплуатации смазочного материала, благодаря чему увеличивается межсервисный интервал.
Антикоррозионные. Присадки предотвращают окисление металлических узлов и деталей под воздействием высокой температуры, агрессивных веществ, кислорода воздуха. Такой ингибитор коррозии нейтрализует кислоты, а также создает защитную пленку на поверхности двигателя.
Депрессорные. Чаще всего вводятся в минеральные базовые масла для улучшения их низкотемпературных свойств. Депрессорная присадка предотвращает образование больших кристаллов парафина и их сращивание, происходящие в автомобильных маслах в холодное время года. Таким образом, сохраняется фильтруемость и прокачиваемость смазочного материала при низких температурах.
Антифрикционные. Предназначаются для снижения коэффициента трения в узлах и повышения КПД. В качестве антифрикционных добавок могут использоваться мелкодисперсные вещества (политетрафторэтилен, коллоидный графит, дисульфит молибдена), маслорастворимые полимеры.
Противоизносные. Образуют тонкий, постоянно возобновляемый поверхностный слой. Такая присадка срабатывает в том месте, где толщины масла недостаточно для защиты пар трения от прямого контакта или же уровень нагрузки на узел очень высок.
Моющие присадки (детергенты). Они являются поверхностно-активными веществами (ПАВ), которые предотвращают образование нагара и лака в зонах, работающих со значительной нагрузкой и при высокой температуре. Основная задача автомобильных масел с моющими присадками – сохранение двигателя в чистоте.
Диспергирующие. Предназначаются для поддержания нерастворимых соединений во взвешенном состоянии, не допускают образования отложения на внутренних поверхностях. Диспергенты особенно эффективны в сочетании с моющими присадками.
Классификация и обозначение автомобильных масел
Она регламентируется межгосударственным стандартом – ГОСТ 17479.1-2015, который распространяется на продукцию, применяющуюся в тракторах, тепловозах, автомобилях, сельскохозяйственной, судовой, дорожной и иной технике.
Обозначение автомобильных масел представляет собой группу знаков:
- первый маркируется буквой «М» (моторное), не зависит от свойств и состава;
- второй обозначается цифрами, указывающими класс кинематической вязкости;
- третий указывает группу масел по эксплуатационным свойствам (А, Б, В, Г, Д, Е).
В соответствии с требованиями данного стандарта, маслам для бензиновых двигателей присваивается индекс 1, для дизелей – 2.
Например, моторное масло класса вязкости 8 для среднефорсированных бензиновых двигателей маркируется как М-8-В1. Если смазочный материал может также использоваться и для дизелей, индекс отсутствует.
Формирование лака в дизельных и полудизельных двигателях | World Petroleum Congress (WPC)
РЕЗЮМЕ
Проблема образования лака в дизельных и полудизельных двигателях исследовалась Proefstation «Delft» группы Royal Dutch-Shell. Отложения лака, которые иногда встречаются на гильзах цилиндров, поршнях, выпускных клапанах и выхлопной трубе дизельных двигателей и двигателей с горячим термометром, вызваны неполным сгоранием топлива при низких нагрузках. Отложения легко растворяются в спирте и ацетоне и по большей части состоят из нерастворимых в бензине кислот (оксикислоты и т. Д.).). Смазочное масло не участвует в образовании лакокрасочных материалов. Некоторые небольшие двигатели с горячей лампой очень чувствительны к качеству зажигания (цетеновому значению) топлива на холостом ходу. При использовании топлива с довольно низким содержанием цетена, которое дает хорошие характеристики при половинной или полной нагрузке, пропуски зажигания возникают на холостом ходу. Во многих из этих случаев такты с нормальным зажиганием регулярно чередуются с тактами с пропусками зажигания, что позволяет двигателю продолжать работу. Во время тактов с пропуском зажигания лаковые продукты, образовавшиеся в результате неполного сгорания топлива, откладываются на стенке цилиндра и выхлопной трубе и вызывают застревание поршня в цилиндре, когда двигатель остановлен и охлаждается, даже после короткого периода работы без нагрузки.Лучшее решение проблемы лака для этого типа двигателя — сделать двигатель менее чувствительным к качеству воспламенения топлива за счет улучшения конструкции. В двигателях с воздушным впрыском лак также возникает из-за неполного сгорания топлива при низких нагрузках, но пропуски зажигания топлива, основная причина отложений лака в двигателях с нагретой колбой, не играет важной роли в двигателях с воздушным впрыском, поскольку касается формирования лака. При низких нагрузках или на холостом ходу сам механизм нагнетания воздуха создает условия (низкая температура), необходимые для неполного сгорания, что приводит к образованию лаковых продуктов.Нагрузка и давление нагнетания воздуха имеют первостепенное значение для образования лака. При более высоких нагрузках образование лака быстро уменьшается; увеличение давления нагнетания воздуха способствует образованию лака при малых нагрузках. Для обычного дизельного топлива количество образующегося лака практически не зависит от типа используемого топлива. Качество воспламенения топлива не влияет на образование лака в двигателях с впрыском воздуха. Представляется возможным, что для любого двигателя с впрыском воздуха критическая нагрузка, ниже которой начинает играть роль образование лака, может быть установлена на испытательном стенде путем определения общего расхода топлива при низких нагрузках и учета нагрузки, при которой общий расход топлива линия начинает изгибаться.В некоторых типах высокоскоростных двигателей с твердым впрыском наблюдается тенденция к образованию лакового покрытия на головке поршня, головке блока цилиндров и выхлопной трубе при работе на холостом ходу на низких оборотах и с низкой температурой охлаждающей воды.
Обзор литературы по образованию лака в среднеоборотных и тихоходных двигателях
O. Buhaug, Образование отложений на поверхностях гильз цилиндров в среднеоборотных двигателях , докторская диссертация, Норвежский университет. наук. и Тех. (2003) 1–289.
Google ученый
S.G. Dexter, Руководство по смазке дизельных двигателей , 18 (2000) 1–10.
Google ученый
А. М. Лиакват, Х. Х. Масьюки, М. А. Калам и И. М. Ризванул Фаттах, Влияние смеси биодизеля на образование отложений в инжекторе, Energy , 72 (2014) 813–823.
Артикул Google ученый
Н. Ф. Франц, Б. Карин и Л. Тибор, Оптимизация устойчивости к термоокислению масел для газовых турбин, Конгресс CIMAC, Вена, , 237 (2007) 1–7.
Google ученый
Ф. Садеги и Н. Боландер, Детерминированное моделирование трения хонингованной гильзы цилиндра, Tribology Transactions , 50 (2) (2007) 248–256.
Артикул Google ученый
С. Эдберг и Э. Ландквист, Влияние параметров процесса хонингования на качество поверхности гильз цилиндров, Магистерская диссертация, KTH, 1-72.
О.Бухауг, Исследование лаков для гильз цилиндров в регионах Северного и Норвежского морей, Конгресс CIMAC, Вена, , 186 (2007) 1–10.
Google ученый
A. B. F. Bros, A. Verhelst и D. Voogdt, Отчет CEC о расследовании лакирования лайнеров, Рабочая группа CEC-IL-21 , лакирование лайнеров, сентябрь (1991).
Google ученый
А.Б. Ф. Брос, А. Верхелст, Д. Вугдт и М. Дж. Кэннон, отчет о расследовании C EC-IL-21, Механизм потери контроля расхода масла при работе среднеоборотных дизельных двигателей , февраль (1993).
Google ученый
Отчет о расследовании ЦИК, лакирование смолистых лайнеров, сентябрь (2007 г.) 1–6.
Дж. Барнс и П. Берентсен, Лакирование гильз цилиндров среднеоборотных двигателей, работающих на дистиллятном топливе, и разработка усовершенствованной антилаковой смазки, Конгресс CIMAC, Киото , 22 (2004) 1–12 .
Google ученый
Н. Альберола, А. Вассель, Х. Бургоньон и К. Родес, Тестирование ELF / ECL микрококсования нового теста на термоокисление смазки на основе оригинальной конструкции, Lubrication Engineering , 47 (6) (1990 ) 480–484.
Google ученый
М. Чен и К. Ван, Быстрое испытание в коксовании: новое и быстрое испытание на моющую способность моторного масла и термоокисление, Science in China (Series A) , 44 (2001) 472–477.
Google ученый
SH Hong, JK Park и YS Ryoo, Исследование образования лака в сочетании судового жидкого топлива и судового смазочного масла, журнал Корейского общества трибологов и инженеров по смазочным материалам , 31 (3) (2015 г.) ) 148–156.
Артикул Google ученый
Л. Чжу, Оптимизация конструкции в решении проблемы прилипания поршневых колец и нагара, Конгресс CIMAC, Шанхай, , 367 (2013) 1–5.
Google ученый
Р. С. Чандель, С. Р. Бала, Влияние параметров сварки и угла канавки на прочность корневых валиков, нанесенных методом SAW, Proc. направлений исследований в области сварки, Гатлинбург , Теннесси, США (1986) 379–385.
Google ученый
Р. В. Аллен, Влияние качества судового топлива на характеристики смазочного масла, Рабочая группа CIMAC по смазочным материалам (1993) D53.
Google ученый
Руководство по смазке дизельных двигателей — влияние топлива на смазку, CIMAC, 18 (2000) 1–10.
Р. Матай, Р. К. Малхотра, К. А. Субраманиан и Л. М. Дас, Сравнительная оценка рабочих характеристик, выбросов, смазочных материалов и характеристик отложений двигателя с искровым зажиганием, работающего на КПГ и 18% водорода-КПГ, International Journal of Hydrogen Energy , 37 (2012) 6893–6900.
Артикул Google ученый
Руководство по деградации смазочного масла дизельных двигателей, CIMAC, 22 (2004) 1–60.
Руководство по смазке дизельных двигателей — расход масла среднеоборотных дизельных двигателей, CIMAC, 17 (1999) 1–9.
FA Sautermeister, M. Priest, PM Lee и MF Fox, Влияние серной кислоты на смазку цилиндров больших двухтактных судовых дизельных двигателей: угол контакта, межфазное натяжение и химическое взаимодействие, Tribology International , 59 (2013) 47–56.
Артикул Google ученый
Руководство по эксплуатации судовых двигателей на дизельном топливе с низким содержанием серы, CIMAC (2013) 1–22.
Дж. Логтенберг, Образование и последствия отложений на поршнях и цилиндрах в средне- и высокоскоростных дизельных двигателях, Shell Nederland Verkomopmaatschappij BV
Технические аспекты практики переключения топлива, Технические вопросы API Рабочая группа (2009) 1–9.
Руководство по смазке дизельного двигателя — влияние топлива с низким содержанием серы на смазку судовых двигателей, CIMAC, 26 (2007) 1–16.
ISO 20340, Требования к характеристикам красок и лаков для систем защитной окраски для морских и родственных сооружений, Второе издание (2009 г.).
Дж. Россетти и О. Бухауг, Сравнительное исследование использования топливных присадок для снижения: вредных для окружающей среды выбросов, отложений в камере сгорания и удельного расхода топлива и масла , Конгресс CIMAC, Гамбург (2001) 1219–1223.
Google ученый
Дж. Се, Х. Чен и К. Пэн, Оценка моющих свойств дизельного моторного масла методом окисления с тепловыми трубками I. Моющие свойства моторного масла класса CC, Petroleum Processing Section (1995) N1 : 98-103.
Google ученый
Дж. Се, Х. Чен и Дж. Ван, Оценка моющих свойств дизельного моторного масла методом окисления с тепловой трубкой II.Моющие свойства моторного масла класса CD , Нефтепереработка (1995) N1: 104-107.
Google ученый
AJ Stipanivic, JP Schoonmaker, EF de Paz, JK Mowlem, JE Broas и CY Thiel, Эффекты базового масла и присадок в имитационном испытании на термоокислительное моторное масло (TEOST), SAE Paper 962038 ( 1996).
Google ученый
М.Т. Девлин, Т. Дворжак, Г. Х. Гинтер, Дж. М. Гевремонт, Дж. Т. Лопер, Р. Шитс и Т. К. Джао, Характеристика отложений TEOST и сравнение с отложениями, образованными на поршнях последовательности III G, SAE Paper 2009-01-2663 (2009) ).
Google ученый
А. Бейгер и Дж. Джевенецки, Анализ трибологических процессов, происходящих в прецизионных парах, на примере топливных насосов судовых дизельных двигателей, Научный журнал Морского университета Щецина , 41 (113) (2015) 9–16.
Google ученый
М. Соедзима, Ю. Вакури, Т. Хаматаке и Т. Китахара, Исследования трибологии между гильзой цилиндра и поршневым кольцом в судовом дизельном двигателе: последние 30 лет, Конгресс CIMAC, Киото , 46 (2004) 1–16.
Google ученый
Г. Флейшхак и Дж. Ф. Чапуй, CIMAC и судовые смазочные материалы — 16 лет работы в группе , Конгресс CIMAC, Киото (2004) 1–11.
Google ученый
А. Игартуа, Р. Невшупа, Х. Фернандес, М. Конте, Р. Забала, Дж. Бернаола, П. Забала, Р. Лютер и Дж. Рауш, Альтернативные экологически чистые смазочные материалы для очистки двухтактные двигатели, Tribology International , 44 (2011) 727–736.
Артикул Google ученый
Рекомендации CIMAC — будущие топливные сценарии и их влияние на смазку , 5 марта -е (2014) 1–19.
Руководство по деградации смазочного масла дизельных двигателей, CIMAC , 22 (2004) 1–60.
Рекомендации по смазке среднеоборотных дизельных двигателей, CIMAC , 29 (2008).
Руководство проекта для двигателей HiMSEN — Система смазочного масла (2013) 85–87.
% PDF-1.7 % 369 0 объект > эндобдж xref 369 128 0000000016 00000 н. 0000003531 00000 н. 0000003759 00000 н. 0000003801 00000 н. 0000003837 00000 н. 0000004255 00000 н. 0000004363 00000 н. 0000004477 00000 н. 0000004591 00000 н. 0000004706 00000 н. 0000004821 00000 н. 0000004938 00000 п. 0000005055 00000 н. 0000005168 00000 н. 0000005273 00000 н. 0000005381 00000 п. 0000005489 00000 н. 0000005595 00000 н. 0000005703 00000 п. 0000005807 00000 н. 0000005911 00000 н. 0000005991 00000 н. 0000006071 00000 н. 0000006152 00000 н. 0000006232 00000 н. 0000006312 00000 н. 0000006392 00000 п. 0000006473 00000 н. 0000006554 00000 н. 0000006633 00000 н. 0000006713 00000 н. 0000006792 00000 н. 0000006870 00000 н. 0000006949 00000 н. 0000007027 00000 н. 0000007106 00000 н. 0000007186 00000 н. 0000007266 00000 н. 0000007344 00000 п. 0000007423 00000 н. 0000007503 00000 н. 0000007583 00000 н. 0000007660 00000 н. 0000007739 00000 н. 0000007818 00000 н. 0000007896 00000 н. 0000007975 00000 п. 0000008054 00000 н. 0000008131 00000 п. 0000008211 00000 н. 0000008291 00000 н. 0000008371 00000 н. 0000008451 00000 п. 0000008531 00000 н. 0000008611 00000 п. 0000008725 00000 н. 0000008771 00000 п. 0000008904 00000 н. 0000008950 00000 н. 0000008984 00000 п. 0000009467 00000 н. 0000010152 00000 п. 0000010524 00000 п. 0000010722 00000 п. 0000010883 00000 п. 0000011157 00000 п. 0000011545 00000 п. 0000012186 00000 п. 0000012264 00000 п. 0000012466 00000 п. 0000012629 00000 п. 0000013979 00000 п. 0000014421 00000 п. 0000014642 00000 п. 0000016018 00000 п. 0000017342 00000 п. 0000017542 00000 п. 0000017732 00000 п. 0000017787 00000 п. 0000017935 00000 п. 0000018123 00000 п. 0000018284 00000 п. 0000019511 00000 п. 0000020852 00000 п. 0000021765 00000 п. 0000021995 00000 п. 0000022335 00000 п. 0000022542 00000 п. 0000022816 00000 п. 0000023945 00000 п. 0000025174 00000 п. 0000031158 00000 п. 0000031721 00000 п. 0000032291 00000 п. 0000035005 00000 п. 0000040140 00000 п. 0000040754 00000 п. 0000041136 00000 п. 0000042506 00000 п. 0000043235 00000 п. 0000086709 00000 п. 0000102303 00000 п. 0000102833 00000 н. 0000102942 00000 н. 0000108310 00000 п. 0000108349 00000 п. 0000108432 00000 н. 0000108491 00000 п. 0000108571 00000 н. 0000108651 00000 п. 0000108731 00000 н. 0000108864 00000 н. 0000108944 00000 н. 0000109027 00000 н. 0000109085 00000 н. 0000109293 00000 п. 0000109404 00000 п. 0000109505 00000 н. 0000109627 00000 н. 0000109804 00000 п. 0000109963 00000 н. 0000110116 00000 п. 0000110295 00000 н. 0000110448 00000 н. 0000110666 00000 н. 0000110849 00000 н. 0000110970 00000 н. 0000002856 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 496 0 объект > поток xb«f`a`g`Hk`a @
Причины и последствия накопления лака
Когда вы работаете с гидравлическими системами или механизмами, которые требуют и используют масляные смазки, накопление лака является неизбежной проблемой. столкнется в какой-то момент.К счастью, лак — это проблема, которую можно решить правильными методами.
Как возникает лак?
Лак обычно образуется из-за трех факторов: окисления, трения и тепла. Разложение начинается в нефти, и начинают образовываться побочные продукты, которые оседают в двигателе и начинают прикрепляться к поверхностям и образовывать лак.
Лак, конечно, также привлекает другие загрязнения своей липкой, смолистой консистенцией, образуя абразивную поверхность на потенциально жизненно важных компонентах оборудования.Это может быть результатом трех основных катализаторов, которые проистекают из связанных факторов:
- Воздухозаборник в двигатель.
Когда воздух попадает в двигатель, старение и загрязнение водой могут вызвать потерю поверхностного натяжения и вызвать разрушение масла внутри. Как только захваченные пузырьки воздуха становятся достаточно большими, они могут конденсироваться и оставаться прилипшими к поверхностям внутри двигателя — как только эти области вступают в контакт с этими пузырьками воздуха, они могут образовывать соединения на основе сажи, которые приобретают липкую консистенцию, пока не затвердеют в эмаль. при воздействии тепла.
- Окисление масла.
При окислении масла образуются кислоты, полимеры и другие соединения. Это приводит к увеличению вязкости, и окисленные соединения становятся нерастворимыми в масле, образуя твердые отложения и лаки в двигателе.
- Закоксовывание и воспламенение масляной пленки.
В двигателе внутреннего сгорания имеется ряд областей, где температура поверхностей может передаваться маслу или где две поверхности могут вызывать трение и создавать точки высокой температуры.Это в сочетании с потенциальными факторами недостаточной смазки или отрицательной скоростью цикла может вызвать риск воспламенения или коксования в двигателе. Образовавшиеся отложения могут как препятствовать работе двигателя, так и способствовать износу и коррозии поврежденных деталей, прилипая к поверхностям.
Анализ масла может сыграть жизненно важную роль, когда дело доходит до контроля отложений и чистоты масла в двигателях. Регулярный анализ и мониторинг накопления лаков могут предотвратить проблемы, которые могут возникнуть в результате накопления лаков, прежде чем они станут вредными для ваших двигателей.Как полностью лицензированный дистрибьютор нефтяных масел для ExxonMobil, мы можем предлагать услуги по анализу масел через Signum Oil Analysis компании ExxonMobil.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше и начать работу!
Riviera — News Content Hub
Образование лака на гильзах цилиндров и, как следствие, чрезмерный расход смазочного масла является постоянной проблемой для некоторых среднеоборотных двигателей с высокими номинальными характеристиками, работающих на дистиллятном топливе
Лакирование гильз цилиндров известно уже более 15 лет. лет, явление, затрагивающее среднеоборотные двигатели в ряде секторов судоходства.Исследование причин, проведенное Shell Global Solutions, привело к разработке решения с использованием смазочного материала для двигателей, которые в силу сочетания факторов подвержены данной проблеме.
Наращивание лака заполняет канавки хонингования и создает гладкую глазурованную поверхность гильзы цилиндра, что снижает адгезию смазки к гильзе. Такой поверхностный слой затрудняет прилипание пленки смазочного масла к поверхностям поршневого кольца / гильзы и их смазку, что приводит к значительному увеличению расхода масла.
Как только проблема возникла, обычно требуется капитальный ремонт двигателя и повторная шлифовка гильз. Перенастройка — единственный на 100% эффективный способ вернуть лакированную подкладку в исходное состояние, хотя иногда может помочь очистка лака кислотой (например, уксусной кислотой). Однако существует риск того, что некоторое количество отложений останется и станет местами для повторного образования лака.
Измерение шероховатости поверхности футеровки является ключевым методом определения фактического нанесения покрытия (с заполненными хонинговальными канавками), поскольку визуальный осмотр в полевых условиях может быть субъективным, говорит Shell.
Четыре основных фактора способствуют образованию лакового покрытия гильзы, которое, как считается, происходит, когда несколько из них в совокупности создают серьезную ситуацию:
• конструкция двигателя
• структура нагрузки двигателя
• топливо
• смазочный материал.
Техническое обслуживание двигателя, которое отражается на состоянии топливной форсунки, температуре гильзы и воздухозаборника, также может повлиять на вероятность лакировки гильзы. Слишком низкие температуры могут способствовать конденсации более тяжелых и частично сгоревших компонентов топлива на поверхности гильзы, что является начальной стадией процесса формирования лака.
Установлено, что двигатели с более высокими номинальными характеристиками склонны к покрытию лаком, как и двигатели, работающие в режиме смешанной нагрузки (например, периоды очень высоких нагрузок, частичные нагрузки и длительные периоды холостого хода). Образование лака особенно наблюдалось на рыболовных судах в Северном море. Было обнаружено, что с этим явлением также связано топливо с низким содержанием серы, и считается, что более тяжелые топливные фракции были еще одним фактором, способствующим этому. Еще одно влияние оказали состав и качество смазочных материалов.
Полагают, что лак на гильзе образуется при частичном сгорании и «потрескавшиеся» компоненты топлива конденсируются на поверхности гильзы. Здесь они подвергаются окислению и полимеризации и смешиваются с солями кальция и цинка из смазки, образуя слой. Считается, что этот слой растекается для заполнения хонинговальных канавок за счет действия поршневого кольца и «запекается», образуя твердую глазурь за счет тепла сгорания (см. Схему).
Было высказано предположение, что хиноны являются основными компонентами лакового покрытия, образующимися в результате частичного окисления более тяжелых ароматических компонентов топлива, таких как бензантрен (четыре конденсированных ароматических кольца).Присутствие хинонов объясняет, почему лак легко растворяется в слабой органической кислоте, такой как уксусная кислота (уксус), чего нельзя ожидать от полимерного материала. Однако это предложение еще не подтверждено подробным химическим анализом лака.
Состав смазочного материала может предотвратить образование лака в уязвимых двигателях. Специальные условия испытаний были разработаны в Shell Amsterdam для одноцилиндрового двигателя Deutz 628, чтобы различать различные смазочные материалы с точки зрения склонности к лакированию.Тест был использован для создания смазочного масла, которое может практически удалить лак, давая результат, намного превосходящий результаты лучших коммерческих масел того времени. Этот смазочный материал был протестирован в ряде других лабораторных и стендовых испытаний, прежде чем был выпущен для полевых испытаний.
Полевые испытания противолакового смазочного масла показали, что оно не образует заметного лака гильзы и что расход масла контролировался на нормальном уровне в двух разных двигателях, которые, как известно, вызывают проблемы с лаком. Более 30 000 моточасов было наработано с использованием нового химического состава противолаковой смазки, когда новое масло Shell Gadinia AL было введено в коммерческую эксплуатацию с одобрения основных производителей двигателей. MP
Отложения форсунок
Отложения форсунокХанну Яэскеляйнен, Алессандро Феррари
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.
Реферат : Загрязнение форсунки дизельного топлива включает образование отложений на внешней и / или внутренней поверхности форсунки и форсунки.Факторы, влияющие на отложения в форсунке, включают свойства и химический состав топлива, местную температуру топлива и геометрию форсунки. Для количественной оценки склонности комбинации топлива и топливной форсунки к образованию отложений были разработаны стандартизированные тесты. Отложения в форсунках могут иметь ряд негативных последствий для работы двигателя, включая потерю мощности и увеличение выбросов.
Введение
Загрязнение из-за твердых отложений внутри инжектора дизельного топлива или его форсунки является важной проблемой, с которой сталкиваются форсунки дизельного топлива.Это явление возникает во время старения инжектора и состоит из серии химических реакций, продукты которых откладываются на внешних и / или внутренних металлических поверхностях инжектора и / или сопла. Отложения загрязнений дизельных форсунок можно в общих чертах разделить на отложения на форсунках и отложения на внутренних дизельных форсунках (IDID). Последние также обозначаются как внутренних форсунок (IID).
Факторы, которые влияют на отложения в форсунке, в основном делятся на три категории: (1) свойства и химический состав свойств топлива, (2) локальная температура топлива, имеющая геометрическую форму и (3) сопло форсунки и внутренние смачиваемые поверхности топлива.
Свойства и химический состав топлива. Характеристики топлива, такие как высокая вязкость, низкая летучесть и реакционная способность ненасыщенных углеводородных цепей (олефины, ароматические углеводороды), могут способствовать отложению углерода в отверстиях сопла и образованию выступов на конце сопла инжектора. Было продемонстрировано, что присутствие небольших следов Na, Zn, Cu и Ca в топливе (металлическое загрязнение) значительно усиливает загрязнение сопла, а также внутренние отложения в инжекторе [3006] [2219] .Пакет присадок, диспергированный в топливе, также оказывает важное влияние на загрязнение металлов и в более общем плане на закоксовывание форсунок.
Присутствие биодизеля в топливе также может повлиять на образование отложений в форсунках. В некоторых случаях, в зависимости от его детального состава, биодизельное топливо может иметь небольшое влияние на накопление отложений на соплах форсунок [3011] . В других случаях биодизель может способствовать образованию отложений в инжекторах. Биодизель не только содержит следы металлов, которые могут усилить образование отложений в инжекторах, но и продукты окисления биодизеля могут способствовать их накоплению.Карбоновая кислота, образующаяся во время окисления биодизельного топлива, может разъедать поверхности железа с образованием слоя соли карбоновой кислоты железа. Этот солевой слой может затем улавливать другие компоненты, содержащиеся в топливе, например полимеры, которые также образуются во время окисления биодизеля [3012] .
Местная температура топлива. Влияние температуры на коксование сопла также существенно [3008] . Было показано, что кинетика реакции термической конденсации и крекинга дизельного топлива увеличивает скорость осаждения в сопле, когда температура превышает примерно 300 ° C.Это значение кажется критическим порогом коксования в дизельных двигателях.
Ряд конструктивных параметров двигателя, таких как система рециркуляции отработавших газов и охлаждение наддувочного воздуха, могут влиять на температуру газа в цилиндре и, следовательно, на температуру компонентов, подверженных воздействию газов в цилиндре, таких как форсунка форсунки. Эти конструктивные параметры также могут влиять на загрязнение сопла, поскольку скорости химических реакций, в том числе связанные с образованием отложений в инжекторе, очень чувствительны к температуре.
Геометрия инжектора. Третий фактор, влияющий на накопление отложений в форсунке, — это ее геометрия. Одной из современных тенденций в форсунках Common Rail является увеличение количества отверстий для впрыска (например, с шести до восьми) и уменьшение их диаметра [3009] . Это, вместе с постоянным повышением уровня давления впрыска, стало одним из способов преодоления ограничений по выбросам Евро 5. Однако отверстия инжектора меньшего диаметра усиливают эффект коксования из-за их более высокой чувствительности к засорению.Кроме того, гидравлическое шлифование и сужающиеся отверстия инжектора часто используются в качестве средства улучшения коэффициента расхода сопла и предотвращения кавитации. К сожалению, снижение уровня кавитации может увеличить накопление отложений в отверстиях форсунок. Обычно считается, что кавитация в отверстиях сопла способствует удалению отложений кокса.
Отложения форсунок
Рисунок 1 . Отложения сопла на наконечнике инжектора: (а) «сухой» образец и (б) «влажный» образец.После старения на топливе, легированном цинком ([Zn] = 6 ppm).
Отложения на соплах были проблемой в течение многих лет [3013] . Эти отложения обычно образуются внутри и вокруг отверстий для потока топлива в форсунке на конце форсунки, рис. 1, и могут иметь несколько важных последствий, в том числе:
- ухудшает форму распыления форсунки (например, снижает проникновение струи и увеличивает асимметрию распыления) и, таким образом, увеличивает выбросы твердых частиц, рис. 2 [3014] .
- отложений на внешней поверхности сопла могут увеличить эффективную площадь поверхности для адсорбции или конденсации углеводородов и впоследствии привести к более высоким выбросам несгоревших углеводородов.Это может привести к тому, что некоторые отложения на соплах будут выглядеть влажными (рис. 1b).
- уменьшение эффективного проходного сечения отверстий сопла при максимальной высоте подъема форсунки и, как следствие, уменьшение максимальной мощности и / или крутящего момента, доступных от двигателя.
Благодарности
Авторы выражают свою признательность Полу Ричардсу, который рецензировал эту статью и предоставил ценные отзывы.
###
Использование анализа масла для контроля отложений и отложений
Большинство проблем в оборудовании, связанных с маслом, приводят к износу и коррозии.Однако есть одна очень серьезная проблема, которая не может быть причиной ни того, ни другого — наличие шлама и нагара. Такое состояние может возникнуть даже в самых хорошо обслуживаемых машинах. Удивительно, но это также может произойти, если масла не очень старые или загрязненные. Причем это может происходить даже с самыми термостойкими синтетическими смазочными материалами и гидравлическими жидкостями. Хотя есть много хорошо известных причин, по которым масло выделяет шлам, такое же количество неизвестных или неправильно понятых причин.
В гидравлических системах существует несколько условий отказа, которые могут нарушить работу так же быстро и полностью, как лакированный или заклинивший регулирующий клапан.Это может быть причиной вынужденного простоя, останова турбины или других производственных потерь. Точно так же ил во многих системах циркуляции смазочного масла может забивать регуляторы потока, фильтры и важные маслопроводы. В этой статье будут рассмотрены условия-предшественники, которые приводят к образованию осадка, и роль анализа масла в распознавании потенциального риска задолго до отказа.
В этой статье основное внимание будет уделено промышленному и смазочному оборудованию. Отложения, нагар и отложения, образующиеся в двигателях внутреннего сгорания, будут рассмотрены в одном из будущих выпусков «Практического анализа масел».Тем не менее, стоит упомянуть, что многие из распространенных причин образования отложений в промышленном оборудовании также возникают в двигателях. Однако обратное неверно, поскольку моторные масла постоянно подвергаются воздействию продуктов сгорания (топливо, сажа, вода), которые контактируют с картерным кольцом / гильзой и попадают в картер.
Что вызывает образование отложений и отложений?
Для начала было бы неплохо провести различие между лаком и осадком. Как будет объяснено ниже, отстой и нагар могут образовываться непосредственно или через последовательность промежуточных стадий.Поэтому, рискуя чрезмерным упрощением, мы будем называть лак прочным, прилипающим оксидным или углеродистым материалом, который покрывает внутренние поверхности машины. Горячие поверхности и / или время часто приводят к отверждению лака до твердой / хрупкой консистенции.
Напротив, отстой, который иногда является предшественником лака, является мягким и липким и может перемещаться по системе, пока, наконец, не остановится на дне поддона, желобах, фильтрах, фильтрах и узких проходах для жидкости. Другие общие слова для обозначения лака и шлама включают отложения, лак, смолы, пигменты, камеди и смолы.
Распознавание и контроль отложений и отложений необходимо начинать с понимания того, как эти материалы выделяются из масла. На рисунке 1 показаны четыре распространенных механизма формирования. Однако существует множество других причин, которые не будут исследоваться в этой статье.
К ним относятся гидролиз, смешивание несовместимых жидкостей / добавок, осаждение добавок, микробное загрязнение, радиация и химические взаимодействия с герметиками, шлангами, эластомерами, поверхностными покрытиями и т. Д.Свяжитесь с автором для получения информации об этих процессах образования осадка.
Лак, вызванный вовлеченными пузырьками воздуха
Случай A — Термическое разложение под давлением (PTG)
Когда пузырьки воздуха попадают в циркулирующие масляные системы, может произойти серьезный отказ масла, состояние, известное как термическое разрушение под давлением (PTG). Вовлеченные пузырьки воздуха могут попадать в масло разными способами в зависимости от конструкции системы. Часто аэрация происходит из-за чрезмерно взволнованного или недостаточного размера резервуаров.Это может как привести к попаданию воздуха в масло, так и предотвратить эффективное удаление воздуха (дегазацию).
Кроме того, старые и загрязненные водой жидкости со временем теряют поверхностное натяжение, что приводит к уменьшению размера пузырьков воздуха при перемешивании. Чем меньше воздушный пузырь, тем медленнее он поднимается на поверхность. Часто времени для удаления недостаточно, и пузырьки втягиваются в линию всасывания. Кроме того, утечки в линии всасывания и зоны Вентури (область контрактной вены) могут привести к попаданию воздуха в циркулирующие жидкости.
Независимо от средств улавливания, функция нагнетания, приводящая к образованию шлама и нагара, остается на месте. Отсюда сбой может происходить по одному из двух путей. Оба включают адиабатическое сжатие либо в зоне нагрузки системы смазки, либо в зоне давления гидравлической системы. Адиабатическое сжатие — это то, что происходит, когда пузырьки воздуха перемещаются от низкого давления к высокому. Воздушный пузырь быстро сжимается (схлопывается), что приводит к интенсивному улавливанию тепла и резкому повышению температуры.
Как показано на рисунке 2, когда давление масла повышается с атмосферного до 3000 фунтов на квадратный дюйм (205 бар), температура пузырьков воздуха внезапно повышается, скажем, со 100 ° до примерно 2100 ° F (1150 ° C). Это может быть в случае, когда масло (и пузырьки) проходит через гидравлический насос или попадает в зону сжатия в подшипнике качения.
Учитывая, что температура термического разложения парафиновых масел составляет около 660 ° F (350 ° C), схлопывание пузырьков воздуха при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм обеспечивает достаточный нагрев на границе раздела воздух / масло для быстрого термического разложения.Предполагаемый результат — создание субмикронных частиц углеродистой смолы в каждом месте, которое ранее было занято воздушным пузырем. Разложение — это термоокислительное разложение масла.
Эти смолообразные частицы накапливаются в масле и, поскольку они являются нерастворимыми суспензиями, имеют тенденцию искать более стабильное место жительства. Двигаясь в масле, они случайным образом контактируют с холодными поверхностями машины. Более холодное масло на границах поверхности притягивает частицы, чтобы конденсироваться и прилипать.
Одна теория предполагает, что частицы мигрируют из нефти за счет сил Ван-дер-Ваальса (слабая притягивающая энергия химического поглощения), в то время как другая учитывает электромеханические силы, такие как диэлектрофорез. Каким бы ни было притяжение, эти полярные микроскопические частицы углеродного вещества в конечном итоге прилипнут и заселят открытые металлические стенки. Первоначально углеродный остаток может быть смолистым и липким, но со временем он может термически отверждаться и образовывать твердые, похожие на эмаль пленки.
Исследования, проведенные Mobil Oil в своих лабораториях технического обслуживания, по влиянию аэрации резервуара на отказы гидравлических сервоклапанов, оказались вполне убедительными.В своем отчете они заявляют: «Разумно сделать вывод, что аэрация является основным фактором, способствующим ускоренному разложению масла и проблемам с сервоклапанами».
Далее они заявили, что в результате их исследования «были установлены различные стадии процесса деградации, приводящие к покрытию лаком и зарождающемуся образованию отложений, тем самым предоставляя средства для прогнозирования и предотвращения проблем с сервоклапанами».
На рисунке 3 показано влияние аэрации на количество отложений (будет обсуждено позже) от двух гидравлических систем, работающих в идентичных условиях, за одним исключением — время пребывания масла (и пузырьков) в резервуаре для Системы B было почти вдвое больше по сравнению с Система А.
Известно, что время пребывания в помещении оказывает заметное влияние на количество увлеченного воздуха, достигающего линии всасывания и находящихся под давлением зон системы. По прошествии 3000 часов коричневые отложения (линии и резервуар) были обнаружены в Системе A, однако такие отложения не были обнаружены в Системе B.
Случай B — Дизель под давлением (PID)
Особая и очень серьезная ситуация возникает, когда жидкость аэрируется и испытывает высокое давление сжатия.Это состояние называется дизельным двигателем под давлением (PID) и может возникать как в гидравлических системах, так и в системах смазки. В отличие от случая А, где при сжатии каждого пузырька воздуха происходит локальный термический отказ, температура, достигаемая с помощью ФИД, приводит к микроскопическому воспламенению (так называемому частичному сгоранию) насыщенных кислородом паров масла.
Проблема наиболее остро стоит в случае жидкостей с низкой вязкостью и высоким давлением пара. Такие жидкости имеют низкие температуры вспышки, что способствует испарению легких фракций нефти, которые смешиваются с воздухом на границах пузырьков.
При воспламенении давление в зоне микровзрыва может достигать 5-6-кратного рабочего давления. Сочетание резких скачков давления и сильного нагрева часто вызывает сильное обгорание уплотнений и повреждение металлических поверхностей. Пример внезапного повышения давления показан на рис. 4 осциллограмм кривой зависимости давления в гидроцилиндре, подверженном дизельному воздействию.
Помимо повреждения поверхности, еще одним последствием дизельного топлива является карбонизация масла из-за высоких температур и остатков неполного сгорания.Как и в случае PTD, нерастворимый углерод, который появляется, является кормом, который со временем конденсируется на поверхностях с образованием шлама и лака.
Лак, вызванный окислением
При окислении масла образуются многочисленные продукты разложения, в том числе кислоты. Тепло и присутствие металлов, таких как частицы железа или меди, ускоряют процесс. Точно так же сильно аэрированные масла гораздо более подвержены окислению. Продукты первичного окисления, известные как альдегиды и кетоны, развиваются (увеличиваются в размерах) через ряд стадий (цепная реакция свободных радикалов) с образованием полимеров и других высокомолекулярных конденсаций.
В конце концов вязкость масла начинает увеличиваться, и плотные суспензии оксидов больше не могут удерживаться в стабильном растворенном в масле состоянии. Именно в этот момент говорят, что масло «выбрасывает шлам», что приводит к образованию отложений и нагара.
Как и в предыдущих случаях, начальные отложения могут быть мягкими, почти похожими на смолу с коричневатым оттенком, но со временем и во время многих термических циклов материал затвердевает и плотно прилипает. Это может привести к механическому ограничению или вмешательству, особенно с системами управления регуляторами, используемыми на турбогенераторах.
Одно исследование, проведенное Ватанбе и Кобаяши, показало, что 60 процентов отказов клапанов на гидроэлектростанциях были вызваны налипанием ила на золотники (лак). Эти же исследователи проанализировали ил с помощью инфракрасной спектроскопии и обнаружили три компонента:
1. Карбоксилат металла, карбоновая кислота и сульфат металла из прямого турбинного масла (без присадок),
2. Карбоксилаты металлов и карбоновая кислота из ингибированного турбинного масла с ингибитором ржавчины кислотного типа, и
3.Сложный эфир и карбоновая кислота с молекулярной массой более 2000, которые были получены из материала для защиты от ржавчины, используемого на заводе.
В отличие от разложения PTG и PID, которое связано с интенсивным нагревом, оставляющим следы углеродистых нитронитратов в масле (обнаруживаемое как нитрование с FTIR), масло, которое разлагается посредством окислительных путей, производит карбоксилаты металлов и карбоновые кислоты в качестве основных компонентов. В зависимости от природы процесса окисления и состава масла тенденция и степень образования осадка могут быть разными.
На это также влияют тип базового масла и процесс очистки. Например, нафтеновые базовые масла, обычно с высоким содержанием ароматических соединений, имеют тенденцию более быстро образовывать гидропероксиды, которые являются предшественниками шлама. Анализ осадка и нагара в нескольких выдержанных минеральных маслах показан на Рисунке 5.
Устойчивость масла к образованию отложений можно оценить с помощью таких тестов, как ASTM D4310 или ASTM D943, широко известных как тест стабильности турбинного масла (TOST), добавив к анализу бумажную хроматографию (будет обсуждаться позже).
Лак, вызванный коксованием пограничной пленки
Некоторые машины при нормальной работе выделяют или требуют сильного тепла. Эти высокотемпературные зоны могут излучать тепло через металлические стенки, обеспечивая проводящий контакт со смазочным маслом. Примеры случаев, когда встречаются нормальные высокие температуры, включают:
1. Нагреватели резервуаров высокой мощности
2. Паровые соединения и змеевики (турбины, бумагоделательные машины и т. Д.)
3. Газовые турбины / турбины внутреннего сгорания и I.C. двигателей
4. Компрессоры
В других случаях горячие точки возникают в машинах из-за высокого трения, недостаточной смазки (подача капель и ожогов на подшипники) и чрезмерно высоких нагрузок / скоростей. Каким бы ни был источник тепла, масло при контакте с горячей поверхностью может вспыхнуть и закоксоваться. В результате накапливается шлам и углеродный остаток. Однако, если циркуляция достаточная, а температура масла низкая, это состояние можно смягчить или избежать.
Некоторые масла обладают высокой термической стабильностью и сопротивляются коксованию, в то время как другие более склонны к образованию углеродных остатков на горячих поверхностях.Общие тесты, используемые для оценки термической стабильности масла на горячих поверхностях, включают в себя панельный тест коксования (USS 3462-T), тест на углеродные остатки (ASTM D 189 или 524) и тест Цинциннати Милакрон (ASTM D 2070-91). .
Факторы, влияющие на отказ сервоклапана
В тех случаях, когда требуется надежность, а условия эксплуатации являются стрессовыми, необходимы первые рекомендации, в которых сообщается о возможном развитии лакокрасочного покрытия. К таким подверженным риску машинам относятся гидравлические системы высокого давления с сервоприводом, работающие в непрерывном режиме в тяжелых условиях, такие как машины для литья под давлением, машины для литья под давлением, промышленные роботы и экскаваторы.Риск заклинивания клапана усугубляется следующими факторами:
Наличие лака на золотниках и отверстиях клапанов. Это увеличивает посадку с натягом (кольцевой зазор), уменьшая размер частиц, влияющих на блокировку загрязнений. Лак также обладает адгезионными свойствами, которые прикрепляют частицы к иловым поверхностям, что один из авторов назвал эффектом «мухобойки».
Дифференциал высокого давления. Зоны высокого перепада давления в клапане способствуют движению жидкости.Жидкости под высоким давлением будут работать через некоторые из самых узких зазоров, чтобы добраться до низкого давления, неся по пути частицы и шлам. Эти загрязнения могут затруднять зазор и ограничивать движение катушки.
Длительное время ожидания. Чем дольше клапан удерживает давление без срабатывания, тем дольше будет время, в течение которого клапан накапливается (и накапливается). Большинство отказов клапанов, связанных с заеданием, происходит сразу после длительного периода простоя.
Большое количество иловых частиц. Частицы размером 2-6 микрон имеют тенденцию резко увеличиваться в популяции по мере старения масел. Эти частицы размера зазора увеличивают склонность к блокировке загрязнений.
Загрязнение воды. Вода имеет тенденцию преимущественно покрывать частицы. Две такие частицы при соприкосновении будут слипаться (как мокрый песок), значительно увеличивая риск образования иловых отложений.
Как потенциал лака отслеживается и анализируется в полевых условиях
Обычно не требуется много времени после первого ввода машины в эксплуатацию, чтобы обнаружить первые признаки лакировки — то есть, если масло и нанесение так склонны.Свидетельством проблемы может быть неустойчивое или нечувствительное управление гидравликой или что-то более тонкое, например, появление коричневого смолистого вещества на фильтрующем материале.
Признание того, что возникает проблема с лаком, — это первый реальный шаг к предотвращению. Физические наблюдения за осадком и лаком от PM, обходные осмотры и обычные работы по техническому обслуживанию включают:
1. Постоянное скопление ила и отложений на дне резервуаров и отстойников
2.Загрязнение смотровых стекол и указателей уровня (осадок от желтого до темно-коричневого)
3. Фильтры и сетчатые фильтры, покрытые грязной коричневой пленкой (см. Рисунок 6)
4. Густая вязкая масса (консистенция майонеза) из остатков центробежных сепараторов
5. Масло для затемнения цвета
6. Коричнево-черные липкие или эмалевые отложения на золотниках клапанов (см. Рис. 7) и внутри машины (датчик лака аналогичного типа используется в нескольких процедурах ASTM, таких как D 5302, относящихся к испытаниям моторного масла.Датчики показаны в Руководстве CRC № 14, доступном в Координационном совете по исследованиям, 219 Perimeter Ctr. Parkway, Атланта, Джорджия, 30346).
Существует также ряд полевых испытаний, которые убедительно свидетельствуют о прогрессивном потенциале лака. К ним относятся:
Промокательная пятнистая проба. Нанесите пару капель отработанного масла на обычную промокательную бумагу (можно найти в каталогах лабораторных принадлежностей) или даже на обратную сторону визитной карточки. Дайте каплям впитаться в бумагу на пару часов.Если после того, как масло впиталось наружу, в центре осталось темное или коричневатое пятно, это может быть нерастворимый углерод или оксид.
Повод для беспокойства — темное пятно с четко выраженной периферией (острый край). Обратите внимание, что другие проблемы, связанные с маслом или машиной, также могут вызвать пятно промокательной бумаги, однако, если пятно не появляется, риск лакировки минимален. На рис. 8 показан промокательный фильтр, созданный на основе сильно окисленного гидравлического масла с противоизносным покрытием.
Патч-тест . При прохождении небольшого количества разбавленного растворителем масла через мембрану толщиной один микрон вы часто будете видеть отстой и полимеры янтарного цвета, присутствующие на поверхности мембраны.Использование портативного микроскопа с 30-кратным увеличением может помочь в исследовании присутствующего материала. Комплекты для полевых испытаний доступны от нескольких поставщиков (например, Pall Corporation).
Обратите внимание: если размер пор мембраны слишком велик (> 3 микрон), большая часть ила и нерастворимых веществ будет проходить через них. Избегайте использования таких растворителей, как толуол, которые могут привести к растворению конденсированных оксидов и других целевых материалов. Увеличенное изображение полимеров на пятне на Рисунке 9 заслуживает внимания.
Цвет осадка и масла. При отборе проб масла обычно рекомендуется использовать прозрачную бутылку (стеклянную или полиэтилентерефталатную). Сравните цвет и чистоту использованного масла с образцом нового масла. Значительно потемневшие масла могут содержать взвешенные оксиды и соединения углерода, которые приводят к образованию шлама и нагара. Если после того, как образец оставлен на несколько дней, на дне бутылки образовался осадок, проблема усугубляется.
Едкий прогорклый запах также является надежным индикатором повышенного окисления.Термическое разложение (из-за взрыва пузырьков воздуха) также может вызывать узнаваемый запах, вызванный выделением газа из крекинг-нефти. Эта конкретная проблема также может быть обнаружена при анализе масла по более низкой температуре воспламенения.
Лабораторные испытания лакового потенциала
Анализ масла уже играет важную роль в контроле чистоты и сухости масла. Однако, когда дело доходит до мониторинга вероятности образования отложений и нагара, многие программы анализа масел не проверяют и не сигнализируют о соответствующих свойствах.Лак и шлам, вызванные взвешенными пузырьками воздуха, особенно трудно обнаружить с помощью традиционных методов анализа масла и составления отчетов.
Это связано с тем, что разрушение масла локализовано, то есть воздействует не на прилегающую массу масла, а на случайные места, где пузырьки взорвались. Таким образом, нередко бывает состояние высокого потенциала лака без сопутствующего изменения общего кислотного числа (ОКЧ), вязкости или FTIR-окисления.
Даже в случае окисления некоторых готовых масел образование шлама начинается задолго до изменения общего кислотного числа.Это обычно наблюдается при выполнении тестов TOST (ASTM D 943) на стойкость к окислению новых масел.
Ниже приведены четыре метода мониторинга нагара и шлама с помощью лабораторных анализов:
Процедура FTIR-нитрования
Хорошо известно, что инфракрасная спектроскопия может быть эффективно применена для мониторинга обычных продуктов окисления карбоксилатов, образующихся в результате свободнорадикальных цепных реакций. И ранее было описано, что окисление является основным фактором образования шлама и нагара.Однако в случае термического окисления из-за взрыва пузырьков воздуха потенциал лака часто более резко проявляется при мониторинге полосы нитрования FTIR.
Сильный жар, вызванный взрывом пузыря, вызывает реакции нитроокисления. Было обнаружено, что при элементном измерении содержание азота в масле с высоким содержанием смолистых веществ, подобных шламу, увеличивается в десять раз. Для получения наилучших результатов инфракрасный спектрометр следует установить в режим медленного сканирования с использованием толстой ячейки (длина пути 500 микрон).Нитрование происходит по волновым числам 1630 (~ 6,15 мкм). На рисунке 10 показан инфракрасный спектр двух масел, одно с умеренным пиком нитрования, а другое с очень четким широким пиком.
Процедура ультрацентрифуги
Некоторые лаборатории используют систему оценки седиментации с использованием ультрацентрифугирования. Небольшое количество образца помещается в специальную пластиковую пробирку без разбавления растворителем. Пробирку помещают в ультрацентрифугу на 30 минут при 20000 об / мин.Испытания подвергают нефть воздействию гравитационных сил, достигающих 34 800 g. Сила эффективно извлекает шлам и предшественники лака, перемещая их на дно трубы.
Затем плотность концентрированного материала сравнивается с визуальной оценочной шкалой отложений, как показано на рисунке 11, первоначально разработанной Mobil Oil. При использовании 8-ступенчатой системы первые признаки отложений лака совпадают с оценкой 4-5. Значения 5-6 указывают на пограничное состояние и необходимость более частого отбора проб и мониторинга.Оценка 7-8 указывает на сильную склонность к покрытию лаком, и масло следует немедленно отремонтировать.
Цвет участка и процедура спектрофотометра
Как упоминалось ранее, приготовление пластыря может производиться в лаборатории или в полевых условиях. Чем меньше размер пор, тем лучше собираются оксиды и шлам. В лаборатории рекомендуется использовать мембрану толщиной от 0,3 до 0,8 микрон. Петролейный эфир является подходящим растворителем для разжижения масла для быстрого приготовления.
Впоследствии цвет пятна можно оценить с помощью нескольких доступных опубликованных сравнительных инструментов или автоматически с помощью спектрофотометра (например,г., модель Macbeth 3000). Один метод использует систему CIE (Международная комиссия по освещению) для преобразования данных спектрофотометрии. Он сообщает значения трех стимулов x, y и z, чтобы однозначно представить истинную разницу в цвете. Аналогичная процедура описана в Рекомендуемой практике SAE J1545. Процедура анализа масла еще не отработана.
Гравиметрическая процедура
Этот метод анализа аналогичен описанному выше тесту цвета пятна, но вместо оценки цвета измеряется вес остаточных компонентов.Метод близок к описанному в ASTM D 892 (нерастворимые пентан и толуол). Процедура упрощена следующим образом:
а. Обработайте образец масла, разбавленного петролейным эфиром, через 0,2-микронную мембрану и взвесьте фильтрат, чтобы определить общее количество нерастворимых веществ.
б. Пропускают толуол через мембрану (и фильтрат) и взвешивают оставшийся фильтрат. Вычтите нерастворимый толуол из общего количества нерастворимых веществ, чтобы определить вес органического смолистого вещества. c. Наконец, пропустите пиридин через мембрану, чтобы определить неорганические соединения (оставшийся фильтрат).Вычтите нерастворимый пиридин из нерастворимого в толуоле, чтобы определить нерастворимые металлоорганические соединения.
Органические смолистые вещества и металлоорганические вещества считаются предполагаемыми предшественниками шлама и лака.
Как удалить лак и осадок?
На практике сильно окисленные смазочные материалы и гидравлические жидкости не подлежат утилизации и возврату в эксплуатацию. Однако для масел с относительно низкой вязкостью (ISO VG 100 или ниже) значительное количество субмикронного смолистого материала может быть удалено из масла с использованием сепараторов заряженных частиц.
Эти устройства, также известные как электростатические осадители, разделяют углеродные и оксидные мелочи с помощью индуцированных полем электромеханических сил (зарядов) на полярный углерод и нерастворимые оксиды. Заряженные суспензии осаждаются на собирающих средах или пластинах с противоположным зарядом, к которым они плотно прилипают.
После этого собирающий материал утилизируется или регенерируется. В отличие от фильтров, которые в первую очередь удаляют крупные частицы за счет исключения размера (пор), сепараторы заряженных частиц уникальны по своей способности очищать органические и углеродные суспензии от масла на субмикронном уровне.Планируется, что в следующей статье будут рассмотрены технология и применение сепараторов заряженных частиц.
Другие возможные методы удаления тонкодисперсных полярных суспензий в масле включают различные агрегатные среды, в том числе насадочные колонки, содержащие фуллерову землю, активированный оксид алюминия и ионообменные смолы. Кроме того, некоторые очень плотные фильтрующие материалы глубинного типа, часто используемые в качестве автономных фильтров, обладают сильным сродством к углеродным суспензиям.
Резюме
Анализ масла играет важную роль в управлении и контроле отложений и отложений.Во многих случаях проблем можно избежать. Было установлено, что локальные высокие температуры поверхности, вовлечение воздуха и окисление являются первопричинами нерастворимых углеродов и оксидов, которые приводят к образованию шлама и нагара. Некоторые типы смазочных материалов и условия эксплуатации значительно более склонны к образованию отложений, чем другие.
Если возможно, следует принять упреждающие меры для устранения или смягчения появления отложений и нагара. В тех случаях, когда такие меры нецелесообразны или просто не совсем успешны, анализ масла предлагает средства для обнаружения начинающихся несоответствующих условий задолго до отказа машины.Доступны как полевые, так и лабораторные процедуры, некоторые из которых являются хорошо зарекомендовавшими себя методами анализа нефти.
Ссылки:
Робертон Р. С. и Дж. М. Аллен, «Сохранение гидравлического масла: новый взгляд на деградацию масла», «Гидравлика и пневматика», WA761TP715.
Робертон Р. С. и Дж. М. Аллен, «Исследование характеристик масла в гидравлических системах с числовым программным управлением», Национальная конференция по гидроэнергетике, 1974.
Иваката, Кейсаку и др., «Нитроокисление смазочного масла в дизельных двигателях для тяжелых условий эксплуатации», SAE 932839.
Fitch, E.C. Проактивное обслуживание механических систем, Elsevier Science Pulblishers, 1992.
Parker Hannifin Packing Engineering Department, Paper H5, «Предотвращение выхода из строя уплотнения, вызванного дизельным топливом», Симпозиум Seals in Fluid Power, 1 марта 1973 г., Мюнхен, Германия.
«Гидравлическое чернение масла» Симпозиум по гидроэнергетике, 8-10 апреля 1981 г., BHRA Fluid Engineering, Кембридж, Англия.
Сасаки, Акира и др., «Использование электростатической жидкой очистки для контроля загрязнения гидравлического масла», 42-е ежегодное собрание STLE, 11-14 мая 1987 г.
Lansdown, A. R., High Temperature Lubrication, Mechanical Engineering Publications, Ltd., 1994.
.Ван, J.T., «Дизельное топливо в гидравлических системах», журнал фундаментальных исследований гидравлической энергии, 16, 2, 305-311.
Мортье, Р. М.и др., Химия и технология смазочных материалов, VCH
.