Новости

12.01.2018

Четыре «Смертельных» фактора загрязнений

Журнал «Смазка Техники» Джим Фитч Некоторые условия загрязнений важно контролировать и анализировать, так как они - первопричины преждевременного разложения масла и поломки двигателя. Другие факторы загрязнений являются признаками активной проблемы, которая требует серьезных мер в отличие от одной лишь замены масла. Например, повреждение уплотнений, приводящее к разбавлению масла топливом или загрязнению гликолем, что не может быть исправлено выполнением процедуры замены масла или переходом на более качественный смазочный материал. Подобные проблемы возникновения загрязнений и в дальнейшем приводят к новым неисправностям. Безусловно, ключевую роль в раннем определении проблем с техникой играет анализ проб отработанного масла. Любые из загрязняющих веществ, описанных ниже, способны приводить к преждевременной или даже внезапной поломке двигателя. Я исключил попадание грязи из списка, потому что ранее уже рассказал о поломках двигателей, связанных с попаданием частиц. Стоит заметить, что задачи являются более явными, когда присутствует сочетание нескольких видов загрязнения, например высокий уровень сажи с попаданием гликоля или высокий уровень сажи в сочетании с разжижением масла топливом. Существуют многочисленные причины неисправностей и последовательность развития явлений. Тысячи дизельных двигателей ежегодно ломаются преждевременно из-за попадания гликоля, топлива, сажи и воды в моторное масло. ГЛИКОЛЬ Гликоль попадает в моторные масла дизельного двигателя из-за дефекта уплотнений, расплавленных прокладок головки блоков цилиндра, расколотых головок блоков цилиндра, повреждений от коррозии и кавитации. При одном конкретном исследовании гликоль был обнаружен в 8.6 процентах из 100 000 протестированных дизельных двигателей. В другом проведенном исследовании 11 000 магистральных грузовых автомобилей был найден высокий уровень содержания гликоля в 1.5 % из всех двигателей, а незначительное количество гликоля – в 16 % двигателей. Ниже приведен список некоторых из рисков, связанных с загрязнением гликолем: Достаточно всего лишь 0,4 процента охлаждающей жидкости на основе гликоля, чтобы вызвать образование сгустков сажи и их осаждение. Это приводит к образованию шлама, отложений, ограничению скорости потока масла и блокированию фильтров. Согласно исследованию, загрязнение масла гликолем повышает степень износа в 10 раз, в сравнении с загрязнением только водой. Гликоль реагирует с присадками в масле и вызывает их осаждение. Например, важная противоизносная присадка в моторных маслах, диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP), образует продукты реакции, которые засоряют фильтры, в случае загрязнения масла гликолем. Это также приводит к потере свойств защиты от износа и окисления. Гликоль способствует заклиниванию подвижных деталей двигателей при отсутствии смазочной пленки. Этиленгликоль окисляется в кислоты с коррозийной активностью, включая следующие: гликолевая кислота, щавелевая кислота, муравьиная кислота и углекислота. Эти кислоты быстро понижают щелочность масла (число TBN), что приводит к образованию незащищенной от коррозии среды и окислению базового масла. Твердые шарики (абразивные сферические загрязняющие вещества) формируются при химической реакции кальциево-сульфонатных детергентных присадок (находятся почти во всех моторных маслах) и загрязненной гликолем среды. Эти шарики – известная причина повреждения подшипников коленвала и других фрикционных поверхностей в двигателе. Загрязнение гликолем существенно повышает вязкость масла и ухудшает характеристики смазывания и охлаждения маслом. РАЗЖИЖЕНИЕ МАСЛА ТОПЛИВОМ Частые запуски двигателя, длительная работа на холостом ходу и особенно при низкой температуре могут привести к умеренному разбавлению топлива маслом. Серьезное разжижение (свыше двух процентов) связано с утечками, проблемами в топливной форсунке и недостаточной эффективностью сгорания. Это является характерными условиями, которые не могут быть исправлены заменой масла. Согласно статистическим данным, 0.36 % от общего расхода топлива скапливаются в картере. Проблемы, связанные с разжижением масла топливом, включают в себя: разжижение масла дизельным топливом при работе в условиях низкой температуры может вызвать парафинизацию. Во время запуска двигателя это может привести к недостаточному давлению и слабой циркуляции масла. дизельное топливо привносит в моторное масло ненасыщенные ароматические молекулы, которые являются ускорителями окисления. Это может привести к преждевременному снижению общего щелочного числа (потеря защиты от коррозии) и загущению моторного масла за счет окисления, эти факторы могут приводить к образованию отложений и умеренному снижению подачи масла к деталям. разжижение масла топливом может понизить вязкость моторного масла, например, с уровня 15W-40 до 5W-20. Такое разжижение нарушает важный фактор толщины масляной пленки, что влечет за собой преждевременный износ деталей в зоне камеры сгорания (поршень, кольца и гильза) и износ подшипников коленвала. разжижение масла топливом из дефектных форсунок обычно вызывает смывание смазочной пленки с гильз цилиндра, что ускоряет износ колец, поршней и стенок цилиндров. Это также вызывает условия перепуска воздуха (сниженную компрессию) и увеличенный расход (угар) масла. сильное разжижение масла топливом снижает концентрацию присадок в масле и, следовательно, снижает их эффективность. разжижение масла биодизельным топливом может приводить к существенно большим проблемам по сравнению с дизельным топливом из сырой нефти. Эти проблемы включают в себя окислительную нестабильность, блокировку фильтров, образование отложений и повышенную летучесть, что способствует накоплению отложений в картере. САЖА Сажа – побочный продукт сгорания и присутствует во всех работающих моторных маслах дизельного двигателя. Она попадает в двигатель различными способами перепуска при работе двигателя. В то время как присутствие сажи в моторном масле нормально и ожидаемо для определенной наработки по количеству километров или моточасов, концентрация и состояние сажи могут быть аномальными, вызывая проблемы с двигателем и/или необходимость замены масла. Ниже приведены некоторые проблемы, связанные с загрязнением сажей: эффективность сгорания напрямую связана с коэффициентом образования сажи. Неправильная регулировка зажигания, низкая пропускная способность воздушного фильтра или чрезмерный износ поршневых колец приводят к увеличению нагара. Проблемы сгорания топлива не решаются заменой масла. новые дизельные двигатели, разработанные для более низкой эмиссии, имеют более высокое давление впрыска. Это соответствует увеличенной чувствительности к абразивному износу (например, от сажи) между клапаном, валом и шарнирной опорой и может привести к заклиниванию коромысла. Новая система рециркуляции отработанных газов (Exhaust Gas Recirculation - EGR) на дизельных двигателях провоцирует увеличение количества сажи в масле и, соответственно, возможность абразивного износа. вязкость увеличивается с ростом количества отложений сажи. Однако, высокая диспергируемость, присущая некоторым современным моторным маслам, может увеличить вязкость с сажей еще больше. Повышенная вязкость может вызывать проблемы при холодном запуске двигателя и "масляное голодание". сажа и шламы в двигателях оседают (или выделяются) из масла в определенных зонах, каждая из которых определяет риск ненадежности двигателя (коромысла, крышки клапанного механизма, полости головок блока и масляный поддон). отложения во внутренних полостях двигателя влияют на эффективность сгорания и расход топлива/масла. сажа снимает защитную противоизносную масляную пленку в граничных зонах трения, таких как кулачки распредвала и поверхность скольжения рокера. накопление углерода из отложений сажи и шлама в поршневых канавках может приводить к быстрому износу колец и стенок цилиндров. Это также может вызвать поломки или сильное повреждение колец при холодном запуске двигателя. ВОДА Вода - одна из самых деструктивных загрязнений в большинстве смазочных материалов. Она негативно воздействует на присадки, вызывает окисление масла и мешает образованию масляной пленки на рабочей поверхности. Низкий уровень загрязнения водой – нормальное явление в моторных маслах. Высокий уровень загрязнения водой заслуживает внимания, и редко исправляется путем замены масла. Ниже приведена дополнительная информация о загрязнении водой: длительная работа на холостом ходу зимой вызывает конденсацию воды в картере двигателя, что приводит к снижению щелочного числа, увеличенной коррозии на внутренних поверхностях, окислению самого масла и т.д. эмульгированная вода может провоцировать срабатывание присадок, выделение сажи, продуктов окисления и шлама. Перемещаясь с потоком масла, эти шаровидные накопления шлама могут засорить фильтры, ограничить циркуляционный поток и поступление масла к подшипниками, поршням и головкам блока. вода резко усиливает коррозийную среду из кислот, обычно содержащихся в моторном масле. ПЕРИОД РАЗВИТИЯ НЕИСПРАВНОСТИ Период развития неисправности двигателя при наличии этих факторов загрязнений может существенно разниться. Больше всего внезапных тяжелых отказов от умеренного содержания типичного загрязнения обычно следуют из-за нескольких негативных факторов (комбо-эффект). И наоборот, массовая концентрация одного или более таких загрязняющих веществ могут приводить к внезапным тяжелым отказам без помощи других технических факторов. Также существует множество других негативных факторов, которые могут значительно сократить период развития неисправности. Более типичная ситуация, когда несущественная проблема остается без внимания и развивается в течение долгого времени. Это также может сократить срок службы двигателя, например, с 1.200.000 километров до 480.000 километров. Совокупное влияние факторов загрязнений на надежность работы двигателя, экономию топлива, уровень эмиссии и расходов на сервисное обслуживание в крупном парке техники огромно. Не существует никаких присадок к моторному маслу, которые контролировали бы повреждения, вызванные этими загрязняющими веществами. Поэтому профилактическое обслуживание и анализ проб отработанного масла – важная стратегия противодействия подобным рискам. Пожалуйста, ссылайтесь на эту статью как: Джим Фитч, Четыре «смертельных» фактора загрязнений для моторного масла дизельного двигателя», журнал «Смазка Машин». Май 2007 года. Номер выпуска: 200705, журнал Смазка Техники, рубрика «Как Я вижу Это».