Смазка двигателя: устройство системы, принцип работы и состав моторного масла

Содержание

Система смазки двигателя
Принцип работы и состав моторного масла
Разрушение масла в двигателях
Безразборная диагностика двигателя
Дополнительная информация

Думаете, что слишком рано меняете моторное масло в системе? Смазка играет ключевую роль в продолжительности жизни двигателя. Без масла двигатель очень быстро перегревается и заклинивает. Смазочные материалы помогают облегчить эту проблему и при правильном контроле и обслуживании могут продлить срок службы вашего двигателя.

Система смазки двигателя

Система смазки современного двигателя работает следующим образом. Процесс смазки в двигателе внутреннего сгорания начинается в картере, который обычно называют масляным поддоном. Отсюда масло проходит через сетчатый фильтр масляного насоса, удаляя во время работы двигателя из массы жидкости крупные загрязнения. Затем масло проходит через масляный фильтр. Важно отметить, что не все фильтры работают одинаково.

Способность фильтра удалять частицы в системе смазки зависит от многих факторов, включая материал фильтрующей среды (размер пор, площадь поверхности и глубина фильтрации), перепад давления на фильтрующей среде и скорость потока через фильтрующую среду. В процессе работы двигателя масло в системе перекачивается по каналам к различным компонентам двигателя, таким как кулачки распредвала, коренные подшипники, шатуны, поршни и т. д., обеспечивая смазку деталей. Затем гравитация вытягивает масло обратно в нижнюю часть двигателя для слива в картер, и цикл в системе повторяется. Это основной принцип работы системы.

Принцип работы и состав моторного масла

Чтобы лучше понять устройство системы смазки и оценить все воздействие процесса смазки двигателя, необходимо понять, как производятся масла для двигателей. Все моторные масла для систем смазки состоят из двух компонентов: присадок и базового масла. Общий объем присадок в моторном масле может составлять от 20 до 30 процентов в зависимости от марки, рецептуры и области применения. Эти присадки могут усиливать, подавлять или добавлять свойства базового масла.

Типичный пакет присадок в моторном масле включает моющее средство и диспергатор. Эти две присадки работают вместе, помогая избавить систему двигателя от отложений, вызванных сгоранием топлива и отработанных газов. Диспергаторы и моющие средства представляют собой небольшие частицы, имеющие полярную головку и олеофильный хвост. Полярные головки притягиваются к загрязнениям в масле и окружают их, образуя структуру, называемую мицеллой.

Сажа является хорошим примером отложений, которые контролируются моющими средствами и диспергаторами. Частицы сажи обволакиваются частицами диспергатора, образуя мицеллу, и удерживаются от прикрепления к металлическим поверхностям. В таком состоянии они перемещаются по масляной системе, пока не будут удалены фильтром.

Это также предотвращает процесс, известный как конгеляция. В процессе конгеляции частицы сажи начинают налипать друг на друга или сливаться в более крупные частицы. Мелкие частицы сажи, которые могли бы пройти через компоненты без нарушения пленки жидкости, могут сгуститься и образовать более крупные частицы, которые могут нарушить пленку и повредить поверхности.

Системы смазки автомобильного двигателя в большинстве случаев используют всесезонное масло. Этот тип масла содержит присадку, называемую улучшителем индекса вязкости (VI). Обычный пример — 10W-30 или 5W-40. Эти улучшители VI представляют собой длинноцепочечные органические молекулы, которые меняют форму при изменении температуры окружающей среды.

В холодной среде (при запуске двигателя) эти молекулы плотно связаны. При нагревании масла они начинают вытягиваться. Это позволяет маслу лучше течь при более низких температурах, но при этом сохранять приемлемую вязкость и, что более важно, смазочный слой в рабочем диапазоне температур.

Другой распространенной присадкой является противоизносная (AW) формула. Присадки AW имеют частицы, по форме напоминающие моющие средства и диспергаторы, но полярные головки этих молекул притягиваются к металлическим поверхностям. После присоединения к металлической поверхности AW-присадки образуют защитный слой, который защищает находящиеся под ним поверхности от разрушения в граничных условиях. Диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP) является распространенной формой этой присадки.

Разрушение масла в двигателях

Моторные масла подвержены нескольким типам отказов. Загрязнение систем смазки представляет собой серьезную проблему для двигателей. Загрязнения, которые попадают из окружающей среды могут ускорить процесс окисления в системе и вызвать преждевременное засорение фильтра. Загрязнение топлива может снизить вязкость масла, что приводит к возникновению граничных условий смазывания в движущихся частях двигателя. Загрязнение гликолем (антифризом) делает обратное, повышая вязкость, поэтому масло не так хорошо течет в местах, где требуется более жидкое масло. Перегрев двигателя и длительные интервалы замены масла в системе также могут ускорить деградацию масла и привести к окислению и ухудшению смазывающих свойств.

Кроме того, выработка присадок может привести к проблемам со смазкой двигателя. Со временем улучшители индекса вязкости разрушаются, снижая вязкость масла при рабочих температурах. AW и диспергаторы / моющие средства ничем не отличаются. Они истощаются, и оставшиеся молекулы становятся не такими эффективными. Это может быть вызвано увеличением интервалов замены смазывающей жидкости в системе и плохим техническим обслуживанием двигателя.

Когда речь идет о двигателях, действуют выше описанные принципы работы смазки. Смазочная пленка должна поддерживаться для обеспечения надлежащих условий эксплуатации и достижения максимального срока службы компонентов двигателя. Регулярная замена масла в системе и поддержание соответствующего уровня смазывающей жидкости являются ключом к общему состоянию двигателя.

Безразборная диагностика двигателя

Двигатели тяжелой карьерной техники, тепловозов и судовые двигатели из-за высоких нагрузок могут нуждаться в уменьшении интервалов замены смазочной жидкости. Правильная организация работы по мониторингу состояния смазывающего масла в системах позволяет увеличить срок службы двигателей, сократить расходы на капитальный ремонт техники и обеспечить безотказную работу.

Регулярный отбор и анализ проб масла из систем смазки позволяет точно диагностировать состояние износа деталей двигателя и степень деградации смазочного материала.