(Порівняльні дані при 48-годинному дослідженні на стенді)

Показники	Зношений двигун	Новий двигун
Вміст в оливі, %: загальний вміст нерозчинних продуктів; сажа, солі металу та ін.; смолисті речовини; Стан двигуна: утворення осадів; конденсація водяних парів	3 ,0 2,3 0,7 інтенсивне інтенсивна	1,4 1,1 0,3 незначне інтенсивна

Примітка: Температура в системі охолодження на вході в двигун – 490с, на виході – 540с.

Склад осадів не однаковий, але тверді і мазеподібні осади різняться незначно: на 35...50% вони складаються з оливи, решта - вода (в твердих осадах вона відсутня), сажа, вуглисті частинки, сполуки свинцю, залізо та смолисті речовини. Так, шлами бензинового двигуна мають приблизно такий склад: олива – 50%, вода - 8%, сажа та вуглисті частинки - 21%, свинець у вигляді броміду (може бути марганець, якщо використовувався марганцевий антидетонатор) – 10%, смолисті речовини – 10%, залізо, кремній та інш. - 1%. Шлами дизелів мають приблизно такий склад: олива – 42%, вода – 3%, вуглисті частинки – 34%, нерозчинні смолисті речовини – 19%, залізо, кремній та інш. - 2%. В осадах з дизелів відсутній метал антидетонатора, бо він відсутній в дизельному паливі, і міститься більша кількість смолистих речовин. Це пояснюється більшою кількістю дизельного палива, що не згоріло (воно більш важке і менш летюче), що може попадати в оливу. Чорний викид газів дизеля свідчить про значне утворення відкладень і вимагає перевірки стану форсунок.

Нагари - продукти окислення і термічного розкладу оливи з подальшим процесом її полімеризації. Нагари - вуглисті речовини, які відкладаються на стінках циліндрів, днищі поршнів. Кількість і якість утворень (нагарів) залежить від багатьох параметрів, передусім, від якості палива, яке приймає безпосередню участь в утворенні таких відкладень. Про це свідчить аналіз складу нагарів, в яких міститься свинець при використанні етильованих бензинів. На нагароутворення впливають також якість оливи, режим роботи двигуна, його технічний стан. Оливи з високим індексом в’язкості (парафінові оливи) утворюють тверді нагари порівняно з оливами однакової в’язкості, але з більшим вмістом асфальто-смолистих речовин, тобто з більш низьким значенням індексу в'язкості. При роботі двигуна на оливах підвищеної в’язкості (ніж потрібно для даного двигуна) збільшується кількість нагарів, а при використанні палив і олив з підвищеним вмістом сірки - щільність нагарів.

Нагари можуть бути причиною розжарювального запалювання і детонації в бензинових двигунах. Зменшення потужності двигуна від накопичення великої кількості нагарів в камері згоряння практично не відбувається. Виникнення розжарювального запалювання (двигун продовжує працювати при вимкненому запалюванні в бензиновому двигуні), детонації, або того та другого разом спостерігається дуже часто при утворенні нагарів. Використання оливи не за призначенням (для даного двигуна) з підвищеним вмістом золи також веде до збільшення нагароутворення.

При використанні низькоякісних олив при підвищених температурах збільшується можливість залягання поршневих кілець за рахунок збільшення кількості нагарів і забруднення оливи продуктами неповного згоряння палива. Залягання кілець може бути спричинене механічними домішками, які "вдавлюються" у торцеві поверхні канавки і кільця. Нагар і механічні домішки можуть накопичуватись в зазорі між кільцем і канавкою поршня, що призводить до задирок кільця і циліндра (тому що кільце буде виступати над поверхнею стінки поршня), до стирання їх поверхонь. Нагари на впускних клапанах, продувних вікнах гільз циліндрів знижують коефіцієнт наповнення циліндрів і спричинюють перевитрати палива. Нагари, що утворюються на стінках циліндрів і днищі поршня, погіршують охолодження двигуна і також спричинюють перевитрати палива, оливи.

Частки нагарів, які змиваються паливом, що не згоріло, надходячи в зону тертя циліндр-поршень, спричинюють підвищене їх зношування, а надходячи в картер, забруднюють оливу, прискорюють її окислення, зумовлюють абразивне зношування двигуна. Нагароутворення збільшується при роботі двигунів у запиленій місцевості, у зношених двигунах, при застосуванні бензинів з антидетонаторами. Слід зазначити, що нагароутворення в камері згоряння дизелів спостерігається рідко порівняно з бензиновими двигунами. При роботі двигунів на максимальних навантаженнях і при високій температурі паливо повніше згоряє. Такі продукти як сажа та інші тверді частки викидаються в атмосферу і не встигають осісти на днищі поршня, головці блока двигуна.

Кількість нагарів, що утворюється в камері згоряння, може бути зменшена при роботі двигуна тривалий час на максимальних навантаженнях та температурах (нагар “вигоряє”).

Лаки - дуже густі речовини, що утворюються в зоні поршневих кілець і на гарячих деталях, які дуже важко піддаються видаленню. В таких місцях олива знаходиться в тонкому шарі і окислюється (разом з паливними продуктами) дуже інтенсивно. З підвищенням температури лакоутворення підвищується. При сильному лакоутворенні поршневі кільця перестають виконувати свої функції, бо вони пригоряють, стають нерухомими, порушується герметичність між поршнем і циліндром. Лаки, що утворюються в зоні випускних клапанів (на їх стеблах), призводять в ряді випадків до заклинювання їх і поломки штанг, виходу з ладу двигуна. Зменшення об’єму оливної системи веде до інтенсифікації змін якості оливи, зокрема її окислення. При цьому прискорюється утворення нагарів та лаків (табл.) за рахунок збільшення кратності циркуляції оливи, отже, більш значних теплових і питомих навантажень на одиницю об'єму. Тому при виборі оливи слід враховувати конкретні умови її роботи і не заливати оливу низької якості.

Таблиця. Вплив об’єму оливного картера на зміну якості оливи

Показник якості	Вміст картера, дм3
	8	12	16
Вміст механічних домішок, % Лако-, нагароутворення на поршні, бал	1,9 16	- 14,2	1,29 12,8

Незважаючи на однакові загальні риси утворення відкладень у двигунах, характер їх різний і залежить від конкретних умов роботи двигуна і його конструктивних особливостей. Так, в дизелях переважають високотемпературні відкладення, тоді як в бензинових - низькотемпературні.

Для запобігання випадінню в осад продуктів окислення, неповного згоряння палив, утворенню нагарів, лаків, шламів олива повинна мати високі миючі (детергентно-диспергуючі) властивості. Оливна основа має недостатні миючі властивості і для їх поліпшення в оливи додають присадки. Під детергентно-диспергуючими властивостями розуміють здатність оливи утримувати нерозчинні в ній речовини в суспендованому (завислому) стані, не давати можливості дрібним частинкам коагулюватись і осідати на металеві поверхні.

Присадки навіть самої високої якості не спроможні безстроково утримувати осади і продукти засмічення у розчині оливи і запобігати їх відкладення на поверхні металу. Коли кількість осадів та продуктів засмічення досягає критичної величини, присадки будуть вже неефективними. Смоли, продукти неповного згоряння палива, вода, ангідриди починають коагулюватись і випадати. Чим більше працює олива, тим більше в її складі нерозчинних речовин.

Під час проходження оливи через фільтр тонкої очистки частина цих речовин затримується на ньому, а частина дрібних речовин залишається в оливі. Фільтрація дозволяє зменшити кількість відкладень у двигуні. Крім твердих продуктів окислення оливи і згоряння палива при фільтрації вдається виділити інші механічні домішки, такі, що надходять з повітрям, продукти зношення двигуна.

Своєчасне технічне обслуговування мастильної системи і заміна фільтруючих елементів значно зменшують зношування двигуна. Оливні фільтри мають обмежену здатність затримувати відкладення і нерозчинні в оливі продукти. Крім того, фільтри не затримують дрібнодисперсних частинок, до яких можуть належати сажа, сполуки антидетонатора бензинів та інше. Деякі смолисті речовини при охолодженні двигуна після роботи здатні випадати з оливи, сприяючи утворенню осадів.

Оливні фільтри не відновлюють первісних якостей оливи, яка працює в двигуні, тому її треба своєчасно міняти. Коли оливу міняють частіше, вона перестає бути акумулятором сажі, різних металевих сполук (при використанні бензинів з антидетонаторами), води, палива, що не згоріло, смолистих речовин, а виконує свої основні функції - мастильного матеріалу. Використання якісної оливи, відповідної кожному конкретному двигуну, забезпечує його чистоту і найменше зношування. При виявленні підвищеного зношування двигуна, перевитрати палива і оливи необхідно знайти істинну причину такому явищу (бо це, як правило, - не олива).

На протизадирні та протизношувальні властивості олив значно впливає наявність у них механічних домішок і води.

Наявність води в оливі, особливо в свіжій, недопустима. Підвищений вміст води в працюючій оливі може бути наслідком поганої вентиляції картера, низького технічного стану двигуна, підвищеного прориву відпрацьованих газів і продуктів згоряння палив у картер, проникнення охолоджувальної рідини з системи охолодження, експлуатації двигуна на низькотемпературному режимі. Необхідно виявити причину попадання води в оливу і ліквідувати її.

Визначити вміст води в оливі можна експрес-аналізом. В суху чисту пробірку на 1/3 – 1/4 висоти заливають оливу, яку попередньо добре перемішують. Пробірку нахиляють на 45⁰ отвором від себе і підігрівають донце пробірки (можна 2-3-ма сірниками послідовно). Поява піни і потріскування свідчать про вміст води в оливі. Така олива не придатна до використання. Позбутися води в оливі в умовах експлуатації неможливо.

Вода в оливі не розчиняється. Олива, що містить воду, навіть якщо вона знаходиться у вигляді грубої суспензії, після відстою продовжує залишатись каламутною від залишків води. Ця частина води знаходиться у вигляді дуже дрібних крапель, осіданню яких перешкоджає опір (в’язкість) оливи.

Шкідливість води проявляється в механічному зношуванню поверхонь металів при низьких температурах, коли вода застигає; каталітичній дії на окислення оливи; збільшенні осадоутворення; прискоренні корозії; погіршенні мастильних властивостей, що викликає підвищене зношення тертьових поверхонь і деталей; розкладі та вимиванні присадок.

Дія води на присадки є дуже небезпечною. Використання олив без присадок для двигунів сучасної техніки неприпустиме. В експлуатації іноді при зливанні відпрацьованої оливи з картера стікає світло-коричнева емульсія. Це є свідченням наявності води в оливі, розкладу і випадіння присадок. У такому випадку олива працювала практично без присадок. Треба з’ясувати причину надходження води в оливу (погана вентиляція картера, порушення герметичності з системою охолодження, заправлення обводненою оливою). Використовувати оливу, навіть свіжу, в яку попала вода, не можна, “регенерувати” її на місці використання неможливо. Порівняно невелика кількість води (0.1...0.2%) спроможна протягом кількох діб розкласти більше половини присадок, що є в оливі. Тому треба не допускати попадання атмосферних осадів чи інших джерел води в оливу.

Деякі двигуни працюють на низькотемпературних теплових режимах, тобто при низьких температурах охолоджувальних рідин і оливи. Це дуже впливає на кількість і якість продуктів згоряння палив, що прориваються в оливний картер і забруднюють оливу (важкі фракції палив, сажа, оксиди, вода та інші). Гази, що прориваються з камери згоряння, мають високу кислотність та корозійність. Оксиди сірки, азоту утворюють з водяними парами при конденсації в картері кислоти. Важкі – хвостові фракції палив, що попадають в оливний картер, є дуже нестабільними і утворюють разом з іншими продуктами конденсації та окислення відкладення, осади.

Підвищене утворення осадів та інших відкладень, корозія та ржавіння деталей двигуна може свідчити про недостатню вентиляцію картера. Особливо таке явище відбувається при роботі двигунів в легких умовах експлуатації, при частих зупинках та початках руху (в міських умовах), при невеликих навантаженнях, роботі на холостому ході. Тому дуже впливовим фактором на утворення осадів є температура в системі охолодження, ефективна вентиляція картера і конструктивні особливості двигуна.

При наявності води в оливі корозійне зношування деталей двигуна значно підвищується. В таблиці наведені дані щодо впливу води в оливі на зношування дизеля. Знаходячись на поверхні металу і в оливі, вода підсилює “водневе” зношування (при терті і вібрації), інтенсифікує хімічно-електролітичну корозію вкладишів підшипників та інших деталей з кольорових металів та сплавів, сприяє корозійно-механічному зношуванню.

Таблиця. Результати дослідження зношування дизеля

Вміст води в оливі, %	Відносна швидкість зношування дизеля, %
0	100
0,4...0,5	138
1,5...2,0	146
3,0...3,5	187
6,0...10,0	440...480

Водневе зношування особливо значне при періодичній експлуатації техніки, при низьких температурах повітря Донором водню є вода і вуглеводневі оливи, які при терті можуть підлягати механо-механічним та електро-хімічним змінам.

Із збільшенням вмісту води в оливі спостерігається підвищене зношування циліндрів двигуна. Під час роботи двигуна на низькотемпературному режимі його зношування підвищується. У верхній зоні циліндра вище температура, що веде до випаровування води. Тому корозійне зношування циліндрів у верхній і середній частинах менше порівняно із зношуванням в нижній частині, де відбувається інтенсивна конденсація води. При конденсації вода утворює кислоти з оксидами сірки, азоту, викликаючи рідинну корозію металу неорганічними кислотами.

При тривалих стоянках техніки, особливо під час сезонних робіт, в оливі накопичується вода, яка спричинює корозійне зношування двигуна. Зношування деталей двигунів техніки сезонного користування вище порівняно із зношуванням двигунів всесезонного користування.

При значному вмісті води в оливі частина її надходить в підшипник колінчастого валу, де перетворюється в пару за рахунок теплоти нагрітого підшипника. Пара, в свою чергу, “зриває” оливну плівку з вкладиша і шийки, при цьому неминуча задирка.

Використання антифризів як охолоджувальної рідини сприяє попаданню їх в моторну оливу. Антифризи мають високу проникливість, агресивність щодо оливи. Для попередження попадання антифризів в оливний картер, слід перевіряти герметичність системи охолодження, затяжку болтів головки циліндрів двигуна.