Температура моторного масла в двигателе: влияние на ресурс
Рабочая температура большинства моторов легковых автомобилей и грузовиков в зависимости от их конструктивных особенностей находится в пределах 90-115˚С, а для некоторых моделей высоконагруженных ДВС – 120˚С. Следовательно, данные значения температуры являются рабочими и для моторного масла, которое обеспечивает защиту и чистоту двигателя в пределах заданного конструкторами силового агрегата интервала его технического обслуживания. А раз так, то и скорость окислительных процессов, происходящих в смазочном материале (его деградация), учитывается производителем масла с учетом температурного фактора.
Отклонение температуры двигателя и, соответственно, моторного масла в меньшую или большую строну от границ рабочего коридора значений приводит к нарушению штатных условий их работы, увеличению нагрузки на смазочный материал, ускорению его деградации и снижению ресурса. Это необходимо учитывать при задании оптимального интервала технического обслуживания ДВС.
Режим прогрева
Для выхода на рабочую температуру мотору и маслу требуется определенное время, в течение которого смазочный материал работает в неоптимальных для себя условиях. Следовательно, процессы его окисления протекают быстрее, что негативно отражается на ресурсе. Среди негативных факторов, оказывающих наиболее сильное воздействие на масло в период прогрева ДВС, укажем несгоревшее топливо, попадающее в картер при работе мотора на обогащенных смесях.
Не менее опасным является и явление обводнения масла. Наиболее ярко оно проявляется при коротких поездках по городу в холодное время года, когда в поддоне картера ДВС образуется водяной конденсат. Вода ускоряет коррозионные процессы, провоцирует окисление (срабатывание) пакета присадок, ухудшает работу диспергирующих его компонентов, в результате чего в моторах усиливается образование различных отложений. Подчеркнем, что нагрузка на моторное масло в период прогрева ДВС учитывается при разработке смазочного материала.
При этом важным фактором является время выхода двигателя и его масла на рабочую температуру, так как в данный период смазочный материал подвергается негативному воздействию описанных выше факторов.
Перегрев
Работа масла при температуре, превышающей верхнее рабочее значение, в отличие от прогрева, не относится к штатным режимам. Перегрев смазочного материала приводит к его ускоренной деградации и снижению ресурса вследствие интенсивного образования в нем высокотемпературных отложений и жирных кислот, оказывающих негативное воздействие на основу масла и ускоряющих окисление пакета его присадок. Чем выше будет температура от верхнего предельного значения, и чем дольше будет длиться перегрев, тем быстрее деградирует смазочный материал, а двигатель лишится защиты от износа и образования в нем загрязнений.
Наименее стойкими к перегреву являются масла, изготовленные на основе минеральных базовых масел I и II групп, а также смазочные материалы, созданные на смеси баз I, II, III групп («полусинтетика»).
Именно они при перегреве демонстрируют быстрое падение ключевых эксплуатационных свойств и качеств масла, а также образование отложений на деталях ДВС. В случае перегрева мотора, в который были залиты смазочные материалы указанных групп, рекомендуется скорректировать (сократить) интервал его технического обслуживания. Однако узнать насколько сильно изменились свойства и качества масла без проведения его экспертизы невозможно, поэтому лучше его и фильтр превентивно заменить. Понесенные затраты будут значительно меньше, чем урон, который может нанести потерявшее свои свойства и качества масло, мотору.
Наивысшую стойкость к воздействию высоких температур показывают синтетические масла, созданные на основе базовых масел III (гидрокрекинг), IV и V (полиальфаолефины и эстеры) групп. Причем, чем выше доля последних двух, тем лучше. Как показывает практика, и подтверждают многочисленные лабораторные исследования, смазочным материалам, созданным на синтетической основе с применением современных пакетов присадок, кратковременный перегрев практически не наносит вреда.
Следовательно, их использование в высоконагруженных моторах, оснащенных агрегатами турбонаддува, на деталях которого возможен локальный перегрев смазочного материала и велика вероятность образования отложений, является более предпочтительным. Тем не менее, если работа мотора с перегревом была продолжительной, то также как и в случае с применением минеральных и полусинтетических масел, рекомендуется провести внеплановое техническое обслуживание двигателя с заменой масла и фильтра.
Причины нарушения теплового баланса ДВС и моторного масла.
Чаще всего выход температуры двигателя и моторного масла за рамки коридора рабочих значений происходит вследствие неисправностей системы охлаждения. Одной из них является некорректная работа термостата – частичная потеря подвижности клапана, заклинивание его в открытом или закрытом положении. Циркуляция охлаждающей жидкости (ОЖ) по большому кругу приведет к тому, что прогрев мотора будет занимать продолжительное время.
При низкой температуре окружающего воздуха ДВС может вообще не выходить на рабочую температуру, особенно когда часть тепловой энергии, переданной ОЖ, будет расходоваться на обогрев салона.
В этом случае смазочный материал будет деградировать из-за попадания в него большого количества несгоревшего топлива и водяного конденсата. При циркуляции ОЖ по малому кругу происходит перегрев силового агрегата и моторного масла с последствиями описанными выше. Повышение температуры ДВС выше штатных значений может произойти и по причине неэффективной работы радиаторов системы охлаждения. Съему тепловой энергии препятствует слой грязи, которая закупоривает соты и затрудняет процесс их продувки. Снизить эффективность переноса тепловой энергии от мотора к радиатору может охлаждающая жидкость низкого качества или большое количество отложений, скопившихся в контуре охлаждения.
На тепловой режим работы ДВС оказывает влияние протекание процесса горения топлива в цилиндрах (рабочий процесс). При сбоях в работе системы питания, например ухудшения качества распыления или изменения объема цикловой подачи топлива, температура в цилиндрах может подниматься до критических значений, что увеличивает тепловую нагрузку на детали ДВС, систему охлаждения и смазочный материал.
Вывод
Любые отклонения температуры ДВС от штатной отражаются на изменении свойств моторного масла, приводят к снижению его ресурса, что требует корректировки интервала технического обслуживания мотора. Более полную информацию по данному вопросу, а также выбору смазочных материалов, можно получить, обратившись к техническим специалистам ООО «РОЛЬФ ЛУБРИКАНТС ГМБХ» по телефону горячей линии 8-800-300-82-00.
Почему двигатели автомобилей не плавятся?
Температура двигателей внутреннего сгорания во время воспламенения топлива значительно превышает температуру плавления компонентов силового агрегата. Например, при сгорании топлива внутри двигателя температура может достигать 1600-2200 °C. Как же тогда двигатели не выходят длительное время из строя, если температура плавления алюминия составляет 659 °C, железа – 1530 °C, чугуна – 1260 °C, высокоуглеродистой стали – 1353 °C и т. д.?
Обычно в техническом центре при ТО мастера рекомендуют нам постоянно контролировать температуру двигателя, следя за температурным датчиком на приборной панели.
Это необходимо, чтобы своевременно среагировать на рост температуры двигателя, дабы избежать его перегрева.
Но многие автолюбители забывают, что, как правило, этот температурный датчик не имеет ничего общего с реальной температурой силового агрегата. На самом деле этот датчик показывает температуру охлаждающей жидкости (антифриза).
Именно охлаждающая жидкость, которая циркулирует внутри двигателя, и является защитой от расплавления компонентов двигателя. Все дело в теплопроводности. Охлаждающая жидкость проходит через головку и блок цилиндров двигателя, забирая лишнее тепло, образующееся в процессе сгорания топлива.
Затем нагретая охлаждающая жидкость попадает в радиатор, где снова охлаждается потоками воздуха во время движения или потоками воздуха от вентилятора охлаждения, когда машина стоит на месте. Благодаря системе охлаждения нагретые металлические компоненты двигателя отдают тепло с определенной скоростью антифризу, за счет чего достигается инженерный баланс, сохраняющий мотор в исправном состоянии.
В автомобилях и мотоциклах с двигателем внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением радиатор подключается к каналам, проходящим через двигатель и головку цилиндров, через которые прокачивается жидкость (охлаждающая жидкость). Эта жидкость может быть водой (используется в климате, где вода в холодное время не замерзает). Но чаще всего охлаждающая жидкость – это смесь воды и антифриза в пропорциях, соответствующих климату.
Как же антифриз или вода забирает так быстро большую часть тепла от нагретого сгоранием топлива двигателя? Это возможно благодаря так называемому эффекту микрокипения.
Микрокипение – это маленькие пузырьки, которые видны на дне кастрюли, прежде чем вода начнет кипеть равномерно по всей емкости, достигнув температуры 100 °C. То есть, по сути, охлаждающая жидкость нагревается почти до кипящего состояния, в результате чего в системе охлаждения образуется микрокипение. Это способствует более быстрому поглощению тепла от двигателя.
Естественно, это стало возможным благодаря циркуляции охлаждающей жидкости по системе. Как мы уже сказали, нагретая, с микропузырьками, охлаждающая жидкость попадает в радиатор автомобиля, где пузырьки исчезают, так как жидкость остывает за счет сильных потоков воздуха.
Вот почему если пробить радиатор или расширительный бачок, а также если лопнет один из патрубков, по которым циркулирует в системе охлаждающая жидкость, то двигатель автомобиля очень быстро перегреется, достигнув критических значений. В итоге мотор выйдет из строя еще задолго до точки плавления металлов, так как из-за высоких температур многие внутренние компоненты мотора просто-напросто деформируются.
Также двигатель можно перегреть в результате кипения антифриза. Например, это может произойти в результате потери свойств охлаждающей жидкости или в связи с использованием некачественного антифриза. К сожалению, во время кипения охлаждающей жидкости радиатор может не справиться со своей задачей, чтобы удалить из жидкости большие пузыри.
В этом случае системе охлаждения не удастся понизить температуру антифриза до того уровня, чтобы эффективно охлаждать двигатель.
Инженерная конструкция двигателя, системы смазки и конструкция мотора созданы таким образом, чтобы поддерживать внутри двигателя температуру металлических компонентов на уровне ниже точки плавления. Это достигается за счет оптимальной смазки двигателя маслом (надо помнить, что моторное масло не только уменьшает трение между деталями, но также является жидкостью для снижения температуры внутри мотора) и скорости циркуляции антифриза в системе.
Так что, несмотря на то что внутри двигателя температура может достигать 2200 °C, а температура плавления металлов, используемых в конструкции силового агрегата намного ниже, благодаря грамотной системе охлаждения двигатели внутреннего сгорания длительно не выходят из строя из-за перегрева.
Вот почему, если вы заметили, что температура охлаждающей жидкости в вашей машине начала расти (стрелка на температурном датчике начала ползти ближе к красной зоне), вам необходимо как можно быстрее остановить автомобиль и заглушить его, чтобы избежать перегрева мотора.
В этом случае вам понадобится тщательная диагностика, для того чтобы выяснить причину роста температуры антифриза.
Если же ваш мотор уже перегрелся (закипела охлаждающая жидкость), то ни в коем случае не выключайте сразу двигатель, чтобы избежать резкого перепада температуры силового агрегата, который может привести к глобальным проблемам с мотором. В этом случае включите печку (обогрев салона) на полную мощь и дайте поработать двигателю на холостых оборотах. Благодаря теплообмену системы отопления лишнее тепло от двигателя будет уходить в салон. В итоге вы сможете понизить температуру двигателя и после этого заглушить его.
Насколько сильно нагревается камера сгорания в автомобиле? [Ответ может вас удивить!]
Независимо от того, являетесь ли вы механиком по выходным, любителем редукторных передач или просто владельцем транспортного средства, интересующимся принципом работы вашего автомобиля, вы можете узнать больше о том, как двигатель сжигает топливо для создания мощности.
. Многие распространенные вопросы касаются причин перегрева двигателя. Вам может быть интересно, насколько горячим становится двигатель вашего автомобиля, особенно его самое горячее место — камера сгорания. Ну, не удивляйтесь больше: мы провели исследование, и у нас есть ответ для вас!
Температура дымовых газов внутри камеры сгорания обычно составляет около 2800°F. В дизельном двигателе эта температура остается довольно стабильной. В бензиновом двигателе температура может подняться до 4500°F и выше при определенных обстоятельствах. Однако система охлаждения двигателя автомобиля поддерживает температуру стенок камеры сгорания от 265°F до 475°F.
предотвращает плавление металла в двигателе. Мы также объясним, почему температура камеры сгорания отличается в дизельных и бензиновых двигателях. И мы дадим вам несколько советов, чтобы двигатель вашего автомобиля оставался холодным даже в суровых условиях вождения. Продолжайте читать, чтобы узнать больше!
Насколько сильно нагревается камера сгорания в автомобиле?
Камера сгорания представляет собой пространство внутри каждого цилиндра двигателя автомобиля, где топливо смешивается с воздухом, воспламеняется и сгорает.
Этот процесс преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию, которая толкает поршень в цилиндре. Движение поршня, в свою очередь, запускает сложную серию механических взаимодействий, которые в конечном итоге приводят автомобиль в движение.
Однако процесс горения неэффективен: 70% энергии горящей смеси топлива и воздуха выделяется в виде тепла. Это резко повышает температуру в камере сгорания, и большая часть этого тепла передается стенкам камеры сгорания и всему блоку двигателя.
Типичная температура горючих газов внутри автомобильной камеры сгорания составляет около 2800°F. Конечно, нельзя допускать, чтобы металлические детали двигателя нагревались до такой температуры: сталь плавится при 2500°F, а алюминиевые сплавы плавятся при температуре около 2500°F. 1200 ° F. Когда одна или несколько металлических частей двигателя достигают критической температуры и начинают деформироваться, следует катастрофический отказ двигателя.
Поэтому современные автомобильные двигатели имеют сложные системы охлаждения, предназначенные для поддержания температуры металлических поверхностей внутри и вокруг камеры сгорания при гораздо более низких температурах.
В следующих примерах показаны типичные температуры различных деталей двигателя, связанных с системой внутреннего сгорания, при нормальной работе:
- Впускной клапан: 475°F
- Выпускной клапан: 1200°F
- Свеча зажигания: 1100°F
- Поверхность поршня: 575°F
- Стенка цилиндра: 375°F
Аналогичным образом исследование, проведенное Обществом автомобильных инженеров (SAE), показало, что температура стенок камеры сгорания (верхней части стенки цилиндра), в частности, колеблется от 265°F при ограниченном дросселе до 475°F при дроссельная заслонка широко открыта.
Насколько горячо горение?
Начальная температура сгорания в двигателе автомобиля определяется двумя факторами: теплом пламени и дополнительным теплом, возникающим при сжатии газов в камере сгорания. Бензиновые и дизельные двигатели в этом отношении отличаются друг от друга, поэтому мы рассмотрим их отдельно.
Бензиновый двигатель
В бензиновом двигателе после распыления топлива топливной форсункой в камеру сгорания свеча зажигания воспламеняет топливо.
Температура образующегося пламени составляет около 2600°F. Большинство бензиновых двигателей имеют степень сжатия 9.:1 в камере сгорания; это давление добавляет примерно 200°F, повышая типичную температуру сгорания до 2800°F.
В зависимости от формы камеры сгорания, нагрузки на двигатель и числа оборотов в минуту, Температура горения газов в бензиновом двигателе может достигать 4500°F. В экстремальных ситуациях она может достигать 6000°F.
Дизельный двигатель
воздуха до 1200 ° F или более, прежде чем топливо распылится в камеру сгорания. Когда топливо воспламеняется, в результате сгорания добавляется еще 2600°F, а общая начальная температура сгорания составляет 3800°F.
Сразу после запуска двигателя поршень опускается ниже в цилиндре. Это эффективно увеличивает объем камеры сгорания и снижает степень сжатия, так что температура в камере падает. Она стабилизируется на уровне около 2800 ° F. В отличие от бензинового двигателя, дизельный двигатель поддерживает эту температуру сгорания: всякий раз, когда термостат обнаруживает повышение температуры, он дает поршню сигнал опуститься ниже в цилиндре.
Нажмите здесь, чтобы увидеть этот дизельный термостат для Ford Powerstroke 7.3 на Amazon.
Как охлаждать камеру сгорания?
Учитывая все тепло, выделяемое в камере сгорания, очень важно, чтобы каждый двигатель имел хорошо спроектированную систему охлаждения. Если металлические части двигателя сильно нагреются, они могут расплавиться, что приведет к катастрофическому отказу двигателя. Производители автомобилей разработали два основных способа охлаждения камеры сгорания и блока цилиндров.
Жидкостное охлаждение
Почти все автомобили, выпускаемые в настоящее время, используют систему жидкостного охлаждения для отвода тепла от блока цилиндров. Насос подает охлаждающую жидкость (смесь воды и этанола) через ряд шлангов и портов. Когда охлаждающая жидкость проходит через блок цилиндров, она отводит тепло от металлических поверхностей. Затем охлаждающая жидкость проходит через радиатор, где передает тепло тонким металлическим ребрам, которые затем излучают это тепло в окружающий воздух.
Владельцу автомобиля крайне важно поддерживать оптимальный уровень охлаждающей жидкости в автомобиле, как описано в руководстве по эксплуатации. Большинство механиков также рекомендуют промывать систему и менять охлаждающую жидкость каждые два года или каждые 30 000 миль пробега.
Нажмите здесь, чтобы увидеть эту безводную охлаждающую жидкость Evans на Amazon.
Керамическое покрытие головки блока цилиндров
Некоторые производители также наносят керамическое покрытие на внутреннюю часть головки цилиндров. Поскольку керамика плохо передает тепло, это помогает защитить металлические стенки цилиндра от поглощения и передачи тепла остальной части блока цилиндров.
Что можно сделать, чтобы охладить блок двигателя
Если у вас относительно новый автомобиль, вам мало что нужно делать для защиты двигателя от тепла сгорания, кроме как следить за тем, чтобы охлаждающая жидкость оставалась свежей и доверху выключенный. Но если у вас старый автомобиль — особенно винтажный масл-кар, на котором вы любите жестко ездить, — вот несколько советов, как поддерживать охлаждение двигателя.
Установите лучший радиатор
Замените старый медно-латунный радиатор на качественный, высокоэффективный радиатор из алюминиевого сплава. Он на 30 фунтов легче и намного быстрее рассеивает тепло, сохраняя двигатель холодным без ущерба для производительности.
Предостережение: убедитесь, что вы покупаете радиатор, специально разработанный для марки, модели и года выпуска вашего автомобиля, чтобы все отверстия для винтов и клапанов/шлангов были на своих местах.
Нажмите здесь, чтобы увидеть этот сменный радиатор Mustang 1970-1973 годов на Amazon.
Установите более мощный насос охлаждающей жидкости
Замените старый тяжелый насос охлаждающей жидкости новым, более легким и более эффективным. Чем эффективнее ваш насос пропускает охлаждающую жидкость через двигатель и к радиатору, тем лучше он будет охлаждать блок двигателя.
Edelbrock производит широкий ассортимент насосов охлаждающей жидкости для старинных автомобилей и грузовиков, качество которых превосходно.
Опять же, не забудьте точно указать марку, модель и год выпуска вашего автомобиля.
Нажмите здесь, чтобы увидеть этот водяной насос Edelbrock на Amazon.
Увеличьте поток воздуха с помощью модернизированного вентилятора
Замена старого вентилятора радиатора вашего автомобиля на обновленный может увеличить поток воздуха через радиатор. А больший поток воздуха означает лучшее и более быстрое охлаждение. Механические вентиляторы, как правило, лучше, но и высококачественный электрический вентилятор может отлично с этим справиться. Размер и форма выбранного вами вентилятора могут зависеть от того, какие другие модификации вы внесли в свой двигатель и какое место доступно для вентилятора.
Нажмите здесь, чтобы увидеть этот вентилятор Flex-A-Lite на Amazon.
Является ли камера сгорания частью головки цилиндров?
Камера сгорания является частью головки блока цилиндров. В частности, это пространство внутри цилиндра, ограниченное головкой поршня (внизу), внутренней частью цилиндра (вверху) и стенками цилиндра (по бокам).
Объем камеры сгорания изменяется в зависимости от положения поршня.
Вот как это работает. Большинство автомобильных двигателей содержат 4, 6 или 8 цилиндров. Внутри каждого цилиндра находится поршень, который скользит вверх и вниз в четырехтактном цикле:
- Впуск: головка поршня находится в самой нижней точке цилиндра. Объем камеры сгорания максимален. Топливо распыляется в камеру через впускной клапан в верхней части головки цилиндров.
- Сжатие: головка поршня поднимается, сжимая воздушно-топливную смесь. Объем камеры сгорания уменьшается. Сжатие повышает температуру воздушно-топливной смеси.
- Сгорание: головка поршня находится в самой высокой точке цилиндра. Объем камеры сгорания минимальный. Топливно-воздушная смесь воспламеняется и сгорает с выделением тепла и механической энергии.
- Выхлоп: поршень опускается в нижнюю точку цилиндра. Объем камеры сгорания увеличивается до максимума. Механическая энергия сгорания приводит в движение поршень; тепло выделяется через выпускной клапан в верхней части цилиндра.
Насколько горячий цилиндр двигателя?
При нормальной работе стенки цилиндра двигателя могут нагреваться до 375°F. Конечно, без высокоэффективной системы охлаждения цилиндр нагревался бы намного сильнее и в конце концов расплавился бы. Особенно важно поддерживать температуру стенок цилиндра на уровне 375 ° F или ниже, поскольку более высокие температуры затвердевают нагаром на стенках, что приводит к накоплению нагара и отрицательно влияет на производительность.
В заключение
Температура внутри двигателя вашего автомобиля, особенно в камере сгорания, горячая, горячая, горячая! Теперь, когда вы знаете, как 90 136 горячих вещей могут попасть под капот, вы лучше поймете, насколько важно, чтобы система охлаждения двигателя вашего автомобиля работала с максимальной эффективностью. Зная, что все это тепло отводится от двигателя через радиатор, вы можете продолжать ехать по шоссе, будучи уверенными, что ваша поездка останется неизменной!
Вам также может понравиться:
Как масло попадает в камеру сгорания автомобиля?
10 Симптомы пропусков зажигания в двигателе, которые должен знать каждый водитель
Температура камеры сгорания и мгновенные измерения локального теплового потока в двигателе с искровым зажиганием
1993-03-01
Температуры и тепловые потоки в камере сгорания и поршнях головки цилиндров измерялись в 4-цилиндровом двигателе с искровым зажиганием объемом 2,2 л.
SAE MOBILUS
Подписчики могут просматривать аннотации и загружать весь контент SAE. Узнать больше »
Доступ к САЕ МОБИЛУС »
Цифровой $35.00 Распечатать $35.00
Предварительный просмотр документа добавить в корзину
Участники экономят до 17% от прейскурантной цены.
Специальное предложение: Загружать несколько технических статей каждый год? TechSelect — это экономичный вариант подписки, позволяющий выбирать и загружать от 12 до 100 полнотекстовых технических документов в год.