Старение моторного масла

В процессе использования машины (работы двигателя) масло неизбежно подвергается изменениям. В масло попадают механические примеси и вода, в нём накапливаются и химические соединения: растворимые и нерастворимые продукты окисления, образующиеся как в самом масле, так и при сгорании топлива. Чем больше степень форсированности двигателя, тем быстрее окисляется масло. Происходят также физико-химические превращения вводимых в масло присадок.

Старение (загрязнение) масла является основной причиной образования отложений на деталях и в масляных магистралях и каналах, что снижает надёжность и долговечность работы двигателей.

При работе двигателя на нагретых до высокой температуры деталях образуются высокотемпературные отложения в виде лаков и нагаров. На низкотемпературном режиме резко ухудшается процесс сгорания. Это легко определить: отработавшие газы имеют явный запах бензина. Неполное сгорание способствует увеличению поступления в картер двигателя частично окисленных продуктов сгорания, в том числе и водяных паров. В результате образуются мазеобразные и шламовые низкотемпературные отложения.

Старение масла и образование высоко- и низкотемпературных отложений на деталях двигателя может вызвать:

– закоксование поршневых колец, их пригорание и полную потерю подвижности – «залегание» в канавках поршня;

– повышение температуры деталей вследствие ухудшения тепловода через теплоизолирующие отложения;

– заклинивание клапанов в направляющих втулках – «зависание» клапанов;

– трещины и прогар клапанов;

– уменьшение проходного сечения каналов и магистралей;

– загрязенение сеток маслоприёмников насосов, фильтрующих элементов, жиклёров центрифуг, дренажных отверстий в маслосъёмных кольцах и поршне;

– повышение коррозионного износа деталей цилиндропоршневой группы;

– абразивное изнашивание деталей твёрдыми частицами механических примесей;

– повышенную коррозию подшипниковых сплавов и ржавление железо-содержащих деталей.

Современные масла с повышенным содержанием присадок, попадая в камеру сгорания, в процессе естественного угара сгорают с образованием зольных отложений. Откладываясь на деталях, эти отложения ухудшают теплоотвод, что приводит к оплавлению, растрескиванию и обгоранию поршней и выпускных клапанов (впускные охлаждаются поступающей горючей смесью). Особенно это характерно для двигателей с воздушным охлаждением, у которых температурный режим работы повышен.

Для моторных масел характерно также загрязнение пылью, попадающей с поступающим для горения воздухом или с недостаточно чистым (очищенным) топливом.

В работающих маслах всегда накапливается вода. Больше всего её попадает в масло из камеры сгорания с прорывающимися газами – при сгорании 1 кг топлива образуется 1,2–1,4 кг воды. Вода может поступать и через неплотности системы охлаждения, а также конденсироваться на внешних стенках картера и поддона остановленного двигателя, так как они остывают быстрее. Вода, при нахождении её в масле, приводит к повышению коррозионности и ухудшению смазывающих свойств. Для предотвращения этих явлений необходимо поддерживать в исправном состоянии систему вентиляции картера, обеспечивать ускоренный прогрев двигателя и постоянно поддерживать оптимальный тепловой режим работающего двигателя.

У бензиновых двигателей возможно неполное сгорание горючего при повышенном содержании тяжёлых углеводородов (выше температура конца перегонки). Несгоревшие остатки стекают по стенкам цилиндров и смывают масло, увеличивая износ. Затем они попадают в масляный поддон. В зависимости от качества масла и технического состояния двигателя в масле может накапливаться до 5–10% несгоревшего топлива, что более чем вдвое понижает температуру вспышки масла и ухудшает его смазывающую способность.

У дизелей состав горючей смеси более бедный. Повышенное содержание воздуха ускоряет загрязнение масла пылью из атмосферы. Кроме того, повышено загрязнение масла продуктами неполного сгорания тяжёлого топлива (сажистыми частицами) и окислами серы.

В результате старения и загрязнения меняется внешний вид масла – оно темнеет. При сильном увеличении в толще масла можно заметить много различного размера взвешенных частиц. В этом случае значительно возрастает роль фильтров. Дизели оборудуют высокоэффективными центробежными фильтрами, часто сдвоенными, полнопоточными.

Необходимо отметить, что в процессе эксплуатации введённые в масло присадки «срабатываются». Скорость процесса зависит от типа и теплонапряжённости двигателя, его техничекого состояния, условий работы, качества топлива и других факторов. Прежде всего, присадки расходуются при выполнении своих основных функций, а образующиеся вещества задерживаются фильтрами. Своевременная замена масла позволяет поддерживать концентрацию присадок на должном уровне. Значительно влияет на разложение присадок попадающая в масло вода. Они разлагаются и выпадают в осадок, причём наиболее активные [6]. Ещё более вредное действие оказывает сера, точнее её окислы. Поэтому для двигателей, работающих на высокосернистом топливе, рекомендуется использование масел группы Е, содержащих присадки, нейтрализующие образующиеся на основе серы кислоты.

При всём вышеизложенном следует иметь в виду, что, несмотря на глубокие изменения качества масла при работе в двигателях, основой его углеводородный состав меняется незначительно. Если из масла удалить все механические примеси и продукты окисления (всего 4–6%), ввести недостающие выработанные присадки, то можно получить качественное моторное масло (регенерация масел).

Сроки замены масел

Сроки замены масел, указанные в руководствах по эксплуатации двигателей, определяют при стендовых испытаниях разработанных моделей и всестороннем контроле качества масел и техничесокго состояния двигателей в ходе испытаний. Поэтому рекомендации заводов-изготовителей ДВС являются основополагающими.

В процессе эксплуатации зазоры в сопряжениях, подлежащих смазке, увеличиваются, возрастают утечки масла из трибоузлов. В этом случае применяют масла той же группы, но следующего класса вязкости в сторону увеличения, не забывая о том, что, при низких температурах во время запуска холодного двигателя, смазка узлов и агрегатов ухудшается.

Каждый двигатель, даже одной и той же марки, работает в разных условиях и изнашивается по разному. Факторов, определяющих эксплуатацию, очень много. Поэтому чётко определить срок работы масла нельзя и рекомендации завода-изготовителя являются ориентировочными. Средняя продолжительность работы моторного масла в бензиновых и дизельных двигателях внутреннего сгорания составляет 10–20 тысяч километров пробега автомобиля. Современные моторные масла должны иметь ресурс 20–40 тысяч километров пробега или 500–1000 моточасов [14].