Почему пенится масло в двигателе: Почему пенится масло в двигателе? Причины и их устранение.

Почему пенится масло в двигателе? Причины и их устранение.

 Бывалому автолюбителю вопрос о вспенившимся масле в двигателе может и покажется ироническим, но вот у новичка такая задачка может вызвать скептические мысли, а то и вовсе стать неразрешимой задачей, с которой он обратится к бывалым автолюбителям, к знакомым, в конце, концов в интернет. Возможно, именно с таким вопросом вы и пришли к нам на сайт, в надежде найти аргументированный ответ на вопрос, — почему же все-таки пенится масло в двигателе (ДВС)?  Прежде всего, нам хотелось донести до вас информацию о конструктивном строении двигателя (ДВС), что поможет вам понять и разобраться в причинах вспенивания масла. Ну и во вторую очередь, поговорить об особенностях технических жидкостей (масло, тосол), ведь это также может стать причиной вспенивания масла в двигателе.  

Итак, двумя рабочими техническими жидкостями в двигателе являются масло и тосол. Так масло залито в картере двигателя, и оттуда при помощи масляного насоса качается для смазки и обмывания коленчатого и распределительного вала.

Фактически это и есть система смазки двигателя, которая является обособленной.  С тосолом тоже, не все так сложно для понимания. Тосол в основном своем объеме залит в расширительном бачке, в радиаторе, в патрубках и подводится к блоку двигателя, в котором собственно также залит. Кроме того, в блоке двигателя установлена помпа, которая перекачивает тосол, и выполнены конструктивные каналы, по которым независимо от системы смазки циркулирует охлаждающая жидкость. Такие каналы охлаждения в двигателе называют еще «рубашкой» охлаждения. Система охлаждения также является независимой, как и система смазки.  
 После того, как мы разобрались с системами смазки и охлаждения двигателе, можно приступить непосредственно и к описанию проблем связанных с вспениванием масла.

Если говорить по существу, то их может быть две.Во-первых, смешивание тосола с маслом, то есть нарушение герметичности между системой охлаждения и смазки. Во-вторых, несовместимость масел, в основном при замене масел (доливке), когда марка масла залитая в двигатель была заменена на другое, но в нем оставалось не слитое масло, вернее остатки предыдущего масла.

Ведь абсолютно слить все масло из двигателя при замене, как правило, невозможно. Сразу скажем, что второй вариант вспенивания масла «предпочтительней», но и встречается на практике реже. Далее мы и рассмотрим более подробно каждых вариант вспенивания масла в двигателе.

Масло пенится в двигателе из-за целостности прокладки ГБЦ или корпусных деталей

 Самый неприятный вариант, когда произошла разгерметизация системы охлаждения, а вернее она каким либо образом стала сообщаться с системой смазки. Одним из вариантов такого исхода может быть «побитие» прокладки головки блока цилиндров (ГБЦ). Прокладка установлена между блоком и головкой, при этом герметизирует не только каналы системы охлаждения, но и уплотнительный поверхности между головкой и блоком. На торцах прокладки выходящих в камеру сгорания как правило имеется металлическая окантовка, которая прижимается при установке прокладки и выполняет защитную функцию от воздействия температуры и от высокого компрессионного давления в двигателе.  

(На рисунке показаны «классические» места утечки тосола в масло. В результате масло вспенивается)

В случае трещины, разрыва данного защитного кольца, не герметичности прокладки при протягивании, тосол может попадать через прокладку в камеру сгорания, откуда попадет и в картер двигателя. При смешивании тосола и масла, данный «коктейль» вспениться, что вы и заметите при эксплуатации.

 

(На фото пробитые прокладки ГБЦ, явившиеся причиной вспенивания масла, снижения давления компрессии, попадания масла в тосол)

Также причинами вспенивания масла могут быть и более тяжкие неисправности, а именно трещины в корпусных деталях. Трещины могут появиться в результате ударов, перегрева, при старения металла. 

 

(На фото ниже показана трещина в головке блока цилиндров)

 Через данные трещины тосол попадает в масло, а масло в тосол. Что сродни неисправности с пропусканием через прокладку ГБЦ. В случае таких неисправностей, лучше всего заменить корпусную деталь. Сварка может не дать желаемых результатов на длительное время, так как условия эксплуатации очень тяжелые и сложные, а качественная технология сварки чугуна или алюминия не всем под силу. Также хочется повториться, что одно условие порождает другое, то есть при вспенивании масла, прежде всего, проверьте тосол, если и в нем вы найдете капельки масла на поверхности, то проблема именно в неисправностях описанных выше. Косвенным признаком этих неисправностей может стать снижение компрессии в двигателе. В случае если у вас нет таких признаков, то скорее всего масло пенится из-за смешивания его с другими видами масел, об этом далее.

Определение неисправностей системы охлаждения при вспенившемся масле

Как вы понимаете, неисправности описанные выше потребуют от вас значительных трудозатрат на ревизию при снятии головки двигателя, не говоря уже о самом ремонте. Для того, чтобы не снимать головку для поиска симптомов неисправности системы охлаждения, прежде всего необходимо провести ряд диагностических проверок, которые с высокой долей вероятности укажут на утечку ОЖ в масло.
 Мы уже упоминали о появлении масляной пленки в ОЖ и о вспенивании масла. Также о снижении уровня ОЖ при эксплуатации в отсутствии видимых внешних утечек. Все эти особенности можно отнести к диагностическим проверкам указывающим на попадание ОЖ в масло и как итог его вспенивание. Кроме того, из выхлопной трубы как правило идет белый дым. Дополнительно можно проверить, что из выхлопной трубы действительно выбрасывается ОЖ. Для этого на хорошо прогретом двигателе кратковременно закрывают отверстие выхлопной трубы листом бумаги. Первоначально лист становиться влажным, но затем высыхает и на нем не остается видимых пятен, таких как от бензина или масла.
 

Масло пенится в двигателе из-за несовместимости масел

Еще одним из возможных вариантов вспенивания масла может являться несовместимость масел. Прежде всего, необходимо доливать тот же вид масла, который залит в двигателе. Все это связано с тем, что масла изготавливаются на определенной основе, вернее имеют определенную «базу». «База» – базовое масло, это то масло которое получается в результате переработки нефтепродуктов. Так масло можно получить путем очистки нефти (минеральные масла) и путем каталитического синтеза из газов (синтетическое масло). Именно способ получения, изготовления масла и определяет вид масла. Масло полученное синтетическим путем имеет более равномерную структуру, его молекулы имеют минимальный разброс по размеру между ними.

(особенности масел)

Минеральные масла не столь идеальны по своей структуре.  Разброс молекул масла сказывается на смазывающих свойствах, на температуре замерзания, на вязкости масла. Но это тема отдельной статьи, а мы лишь заострим ваше внимание на том, что смешивание таких разносортных масел может повлечь за собой несовместимость по «базе». Также необходимо сказать и о смешивании присадок масел.
 В итоге, смешивание масел и как следствие присадок различных производителей может привести не только к потере эксплуатационных свойств, но и негативным последствиям. Таким как изменение равномерности плотности масла в общем объеме, выпадению осадка, вспениванию.

Масло пенится в двигателе из-за конденсата (влаги)

 Еще одной возможной причиной вспенившегося масла в двигателе может стать вода. Смесь воды и масла, можно сказать «не сочетаема», так как одна жидкость в другой фактически не растворяются. В итоге, при смешении воды и масла получается эмульсия. Эмульсия и является той самой пеной, которую вы и можете наблюдать в своем двигателе.  Образование подобной пены в двигателе не связано никоим образом с качеством масла или с неисправностью двигателя.
 Образование такой пены характерно для не прогретых двигателей в межсезонье при незначительном пробеге или зимой, когда двигатель вообще не в состоянии прогреться полностью. Конденсат скапливается на холодных деталях двигателя, далее стекает в масло, ну а дальше просто смешивается с ним. При этом если до конца он так и не прогревается или не успевает прогреваться, в силу каких-либо причин, то вода «не выходит» из масла, а значит, смешиваясь с ним. В тоге создает пену.
 Методы борьбы с такой проблемой очевидны. Двигатель машины в холодные сезоны необходимо прогревать полностью, чтобы все его детали могли эффективно испарять влагу осевшую на них. Если температура деталей двигателя будет не высока, то есть не будет обеспечивать гарантированного испарения влаги, после ее появления, то влага будет просто стекать и скапливаться в двигателе. Итак, прогреваем двигатель или утепляем его, обеспечивая номинальные рабочие температуры.

(замерзшая эмульсия = масло + вода)

Чем опасно вспенившееся масло в двигателе

(основные места обнаружения вспенивания масла эта заливная горловина и щуп для проверки уровня масла)

 Напоследок хотелось бы не только резюмировать, почему все же надо своевременно избавиться от эффекта вспенивания масла, неважно какой причиной оно вызвано.  

Главная проблема, связанная с вспенившимся маслом, заключается в изменении основных свойства масла. К основным функциональным свойствам можно отнести уменьшение трения и охлаждение деталей двигателя.

По сути, масляная пена представляет из себя неравномерную по плотности среду. Фактически, это мелкие пузырьки воздуха в масляной оболочке. Наличие воздуха в масле значительно снижает отвод тепла, также затрудняет прохождение масла по омывающим каналам малого сечения, за счет изменения вязкости (текучих свойств). Все это сказывается не только на эксплуатационных характеристиках двигателя, но и на его ресурсе. 

 Особенно тяжкие случаи могут быть при попадании ОЖ или воды в масло и его вспенивании. Кроме вспенивания, масло еще и теряет свои смазывающие свойства, в итоге возможен задир колец в цилиндрах, перегрев двигателя из-за забитых каналов смазки. Возможен и гидроудар, когда после длительной стоянки, ОЖ собирается в цилиндре, над одним из поршней, или вообще замерзает, если это вода. Далее, при запуске двигателя автомобиля, жидкость или лед не дает подняться поршню. Происходит гидроудар, со всеми вытекающими отсюда последствиями.

 Именно поэтому, проблемы со вспенившимся маслом в двигателе автомобиля, должны устраняться максимально быстро и эффективно.

Почему пенится масло в двигателе

Вспенившееся масло в двигателе является довольно неприятным происшествием и для опытного автолюбителя, и для новичка. Однако бывалый владелец транспортного средства знает не только причины, по которым это может произойти, но и способы их устранения, в то время как начинающий автомобилист не сможет разобраться с этой проблемой самостоятельно без наличия теоретической базы. В данной статье мы расскажем, почему пенится масло в двигателе внутреннего сгорания, какие причины могут к этому привести, и какие действия необходимо совершить для их эффективной ликвидации.

Негативные последствия 

Изменяется вязкость

Вспенившееся масло является отклонением от нормы, которое может негативно повлиять на работу двигателя автомобиля. Наличие пены неизменно приводит к следующим последствиям:

• изменение вязкость масла;
• снижение скорости отвода тепловой энергии, в результате чего масло с трудом проходит по омывающим каналам, имеющим небольшое сечение;
• ухудшение охлаждения корпусных деталей двигателя;
• увеличение трения деталей, ведущее к их преждевременному износу и т. д.

Исходя из вышеизложенного очевидно, что образование пузырьков воздуха в масле негативно влияет на эксплуатационные характеристики мотора и существенно снижает срок его дальнейшей эксплуатации. В самых худших случаях масляная пена может привести к перегреву двигателя или к гидравлическому удару.

Причины, приводящие к вспениванию масла в двигателе

Причина в скоплении конденсата

Существуют три причины, из-за которых в масле двигателя внутреннего сгорания могут появляться воздушные пузыри:

• разгерметизация системы охлаждения;
• плохая совместимость разных типов масел;
• образование конденсата.

Остановимся на каждой из них более детально.

Нарушение герметизации в системе охлаждения автомобиля

Прокладка ГБЦ

Является основной причиной смешивания охлаждающей жидкости (антифриза) и моторного масла. Зачастую разгерметизация является следствием пробития защитной прокладки, которая устанавливается на головку блока цилиндров и препятствует проникновению охлаждающей жидкости в двигатель.

Наличие трещин, появившихся на поверхности корпусных деталей после их значительного перегрева, удара или являющихся следствием старения металла, тоже способствует смешиванию масла и тосола, приводящего к вспениванию получившейся смеси. В случае повреждения корпусной детали наиболее целесообразным действием является ее замена на новую деталь. Ремонт подобных дефектов при помощи сварочных работ в большинстве случаев приводит к повторному образованию трещин, т.к. корпусные детали постоянно эксплуатируются в достаточно тяжелых условиях.

Если есть подозрения, что описанные выше неисправности возникли в двигателе автомобиля, то лучше всего как можно быстрее отвезти машину в сервисный центр для проведения комплексной диагностики. В этом случае специалисты с большой долей вероятности смогут выявить утечку охлаждающей жидкости.

Белый дым из выхлопной трубы

Дополнительным симптомом, указывающим на утечку антифриза, может стать наличие белого дыма, который вместе с отработанными газами выводится из выхлопной трубы транспортного средства. Убедится в том, что улетучивается именно охлаждающая жидкость, достаточно просто. Для этого двигатель автомобиля необходимо прогреть на протяжении 5-10 минут, после чего на короткое время закрыть отверстие выхлопной системы бумажным листом. В результате таких действий лист сначала намокнет, после чего ему потребуется некоторое время для полного высыхания. Если после окончательной просушки на поверхности листа не осталось видимых пятен, образованных топливной смесью или маслом, то можно смело считать разгерметизацию системы охлаждения автомобиля установленным фактом.

Плохая совместимость масел

Совместимость масел

Это вторая причина, по которой масло в двигателе внутреннего сгорания может вспениваться. Часто конфликт масел возникает потому, что владелец транспортного средства доливает в двигатель масло, отличающееся по способу получения от масла, которое уже присутствует в моторе. Чтобы получить более наглядную картинку сказанного разберемся в способах изготовления масла и в различиях его структуры.

1. Минеральные масла изготавливают методом очистки нефтепродуктов. Такие масла не могут похвастаться идеальной структурой из-за большого разброса размера молекул. В результате смазывающие свойства минеральных масел, равно как и показатели их вязкости и температуры замерзания, не могут конкурировать с аналогичными характеристиками синтетических масел, речь о которых пойдет ниже.
2. Синтетические масла появляются в результате реакции каталитического синтеза, позволяющей на выходе получить вещество, состоящее из молекул одного типа без каких-либо примесей. Именно благодаря своей равномерной структуре синтетические масла отличаются хорошими смазывающими свойствами, оптимальной вязкостью и низкой температурой замерзания.

Результатом смешивания в двигателе двух типов масел, обладающих различной структурой, может стать плохая равномерность плотности масла, образование осадка и вспенивание.

Наличие конденсата в двигателе внутреннего сгорания также может стать причиной вспенивания масла. Объясняется это тем, что химические свойства двух данных жидкостей не позволяют им растворяться друг в друге. Вместо этого влага и масло образуют эмульсию, которая, по сути, и представляет собой пену. Следует отметить, что образование пены в данном случае не является следствием нестабильной работы двигателя или плохого качества масла. Зачастую конденсат образуется в плохо прогретых двигателях автомобилей зимой либо в период межсезонья, когда автомобиль не ездит на дальние расстояния, вследствие чего влага, образовавшаяся на его деталях, не успевает полностью испариться. Бороться с данной проблемой достаточно просто. Для этого необходимо перед каждой поездкой, особенно в зимнее время года, хорошо прогревать двигатель, давая возможность влаге полностью улетучиться с его поверхности.

Видео

Подробнее о подборе масла для двигателя:

Причины и способы устранения вспенивания масла

Пенообразование является распространенной проблемой компонентов, смазываемых маслом. Устранение неполадок может быть затруднено, и по этой причине очень важно точное тестирование для определения основной причины пенообразования.

Симптомы

Пена представляет собой скопление мелких пузырьков воздуха, которые скапливаются на поверхности жидкости или вблизи нее. В тяжелых случаях пена может вытекать из машины через сапуны, смотровые стекла и щупы. Пена является эффективным теплоизолятором, поэтому температуру масла становится трудно контролировать. Наличие пузырьков воздуха в жидкости может привести к чрезмерному окислению, кавитации, снижению смазывающих свойств масла и выходу из строя гидросистемы.

Причины

Причин пенообразования много. Наиболее распространенные включают:

• Загрязнение воды

• Загрязнение твердыми частицами

• Исчерпанный пеногаситель (возможно, из-за применения технологий сверхтонкой фильтрации и электростатической сепарации)

• Механические проблемы (вызывающие чрезмерную аэрацию жидкости)

• Переполнение поддона с отсеками, смазываемыми разбрызгиванием и промывкой

• Перекрестное загрязнение жидкости неподходящим смазочным материалом

• Загрязнение жидкости смазкой

• Слишком много пеногасителя из-за неправильной рецептуры или неправильной реконструкции (подслащивания) пакета добавок

Измерение

Первыми предпринятыми тестами должны быть количественная оценка воды и подсчет частиц. Образованию пузырьков воздуха часто способствуют такие загрязняющие вещества, поскольку они обеспечивают точку зарождения пузырьков воздуха. Важно, чтобы методы дегазации использовались для подготовки жидкости перед подсчетом частиц. Если у вас есть проблема с пенообразованием, пузырьки воздуха в жидкости в противном случае вызовут аномально высокое количество частиц, что может привести к попытке неправильного решения.

Если подсчет частиц не показывает каких-либо значительных загрязнений, попробуйте провести поверхностный тест с использованием очень мелкой (один микрон или меньше) фильтровальной бумаги. Внимательно осмотрите пластырь под большим увеличением. Вы также можете провести тест на нерастворимость в пентане (ASTM D4055-E). Это позволит количественно определить очень мелкое загрязнение, которое может обеспечить материал для зародышеобразования.

Попросите вашу лабораторию провести тесты на склонность к пенообразованию и стабильность пены. Эти тесты описаны в ASTM D892 и проводятся вместе. Склонность к пенообразованию описывает количество пены, образующейся сразу после перемешивания и аэрации жидкости, а стабильность пены количественно определяет количество пены, оставшейся через 10 минут после прекращения аэрации.

Испытание допускает «Вариант А», который позволяет убедиться, что пеногаситель хорошо перемешан и суспендирован в смазочном материале до начала испытания. Эту опцию следует запрашивать для редукторных масел из-за природы химических пеногасителей, обычно используемых в этих жидкостях. Сравнение тенденции и стабильности может указывать на наличие механической проблемы, а не проблемы с добавкой/загрязнением.

Перекрестное загрязнение жидкости другой смазочной жидкостью обычно способствует пенообразованию и другим проблемам. Аддитивные помехи препятствуют правильной работе пеногасителя. Чтобы проверить это, проанализируйте образец нового масла из вашего хранилища на его элементную сигнатуру и сравните его с образцом отработанного масла. Сигнатура присадок отработанного масла должна быть аналогична характеристике нового масла, но вероятны небольшие различия (из-за исчерпания присадок).

Обратите особое внимание на элементы, обычно встречающиеся в присадках (кальций, магний, бор, молибден, фосфор, сера и т. д.), которые присутствуют в отработанном масле, но отсутствуют в новом масле. Кроме того, следите за элементами в отработанном масле, которые могут указывать на загрязнение смазкой, если это возможно.

Совместный анализ образца нового масла с вашего склада и отработанного масла позволит вам узнать, была ли заправлена ​​неправильная жидкость, но не вызовет никаких сигналов тревоги, если произошло перекрестное загрязнение во время составления смазочного материала или на складе. . Если вы не видите здесь никаких признаков перекрестного загрязнения, посмотрите, сможете ли вы получить образец нового масла из другой партии смеси.

Следует также рассмотреть возможность использования инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), снова используя образцы нового масла и отработанного масла. Необходим расширенный анализ спектров. ИК-Фурье особенно полезен, если были смешаны жидкости с различными базовыми компонентами.

Возможные решения

Надеемся, что ваши тесты предупредили вас о некоторых возможных причинах чрезмерного пенообразования масла.

Практически во всех случаях потребуется замена масла или хотя бы частичный слив и заливка. Если основной причиной было какое-то загрязнение, потребуется также промывка. Это может стать дорогостоящим для систем большого объема; поэтому в некоторых случаях можно рассмотреть возможность восстановления смазки. Имейте в виду, что это не всегда работает и, скорее всего, будет отсрочкой казни, а не помилованием.

Убедитесь, что вы устранили корень проблемы, прежде чем проводить слив и промывку. В случае загрязнения частицами и водой, прежде чем прибегать к фильтрации, сосредоточьтесь на управлении проникновением загрязняющих веществ, насколько это возможно. Это особенно важно для трансмиссионных масел, где тонкая фильтрация может удалить присадку из жидкости.

Если проблема заключается в перекрестном загрязнении другим маслом, обратитесь к решению проблемы с идентификацией жидкости (цветовое кодирование) и обучением. Если загрязнение консистентной смазкой привело к образованию пены, убедитесь, что были рассчитаны и соблюдаются правильные количества и периодичность дозаправки. Механические проблемы могут быть связаны с конструкцией бака, геометрией возвратного пути масла или утечками воздуха из трубопровода на стороне всасывания.

Устранение пенообразования может быть сложным процессом, но в процессе устранения вы сможете определить и устранить основную причину.

Узнайте больше о проблемах вспенивания масла:

Как решить проблему пенообразования

Контроль аэрации масла и пенообразования

Устранение условий, вызывающих пенообразование

Об авторе

Внимание! Вспенивание смазочных масел!

Что такое пенообразование:

Вспенивание масла происходит в основном из-за скопления мелких пузырьков воздуха на поверхности смазки. Это вызвано чрезмерным перемешиванием, недостаточным уровнем смазочного масла, утечками/попаданием воздуха, загрязнением или кавитацией. Пенообразование является нежелательным явлением в двигателях, гидравлике, турбинах и системах охлаждения. В тяжелых случаях он может просачиваться даже через сапуны, смотровые стекла и щупы. Вспенивание также может привести к неправильной интерпретации уровня масла и последующему отказу оборудования.

Что вспенивание может сделать с вашим оборудованием?

Пена действует как теплоизолятор, поэтому температуру масла трудно контролировать. Это основная причина перегрева, потери давления в насосе, потери мощности, кавитации, окисления и выхода из строя гидравлических систем. Оно оказывает непосредственное влияние на смазку двигателя/гидравлических систем, создавая воздушные буферные зоны в контуре, которые снижают смазывающие свойства масла.

Для предотвращения или уменьшения пенообразования смазочные материалы содержат антипенные присадки, в основном присадки на основе кремния. Их роль заключается в том, чтобы разбить пузырьки воздуха.

Свежее новое масло – без пенообразования	Используемое масло – пенообразование

Почему ваше смазочное масло пенится?

Существует множество причин пенообразования масла. Они перечислены ниже:

1. Загрязнение происходит очень часто. Обычные загрязнения включают воду, твердые частицы, жир или перекрестное загрязнение масла другой жидкостью или добавление неподходящего смазочного материала,
2. Исчерпанные пеногасители (возможно, из-за использования чрезмерно тонкой фильтрации и технологий электростатической сепарации)
3. Механические проблемы, вызывающие чрезмерную аэрацию жидкости, негерметичность уплотнений и т. д.
4. Загрязнение смазки консистентной смазкой,
5. Переполнение поддона с отделениями, смазываемыми разбрызгиванием и погружением.

Может ли анализ смазочных материалов определить конкретную причину пенообразования?

Viswa Lab может протестировать образцы смазочного масла, чтобы определить точную причину пенообразования и порекомендовать корректирующие действия. Тесты включают стандартный полный анализ смазочного масла с особым вниманием к:

1. Вода %,
2. Подсчет частиц
3. Патч-тест и микроскопическое исследование,
4. Элементный анализ и
5. Сравнение результатов с результатами испытаний свежего нового масла

Действия по уменьшению пенообразования:

1. Замена масла или хотя бы частичный слив и заливка,
2. В зависимости от типа загрязнения может потребоваться промывка системы,
3. Убедитесь, что вы устранили корень проблемы, прежде чем выполнять слив и промывку,
4. Устранение пенообразования может быть сложным процессом, но в процессе устранения вы сможете определить и устранить основную причину,
5. Viswa Lab рекомендует сдать образец свежего/нового масла вместе с образцом отработанного/загрязненного масла для тестирования.