5.2.2. Протизношувальні властивості

шування залежать від конструкційних особливостей двигуна, бага­тьох експлуатаційних факторів, якості палив і олив.

У двигунах можуть виникати різні види зношування. Так, в ре­зультаті механічних дій може бути механічне зношування; при хімічній взаємодії металів пари тертя із мастильним матеріалом, який містить корозійні продукти, а також із продуктами згоряння палива, водою може відбуватися хімічне та електрохімічне зношування тощо.

Значна роль у зменшенні зношування деталей двигуна нале­жить якості оливи. Для запобігання зношуванню, утворенню зади­рок, оплавленню металевих поверхонь оливи повинні мати хорошу маслянистість, утворювати міцну плівку. В утворенні такої плівки значна роль належить в'язкості і в'язкісно-температурним власти­востям оливи (індексу в'язкості). Але маслянистість, тобто змащу­вальні властивості, - це сукупність ще кількох властивостей оливи. Багато вузлів тертя працюють в умовах наявності тоненької мас­тильної плівки, тому великого значення набуває міцність плівки, яка залежить від хімічного складу оливи та вмісту поверхнево-активних речовин. Високов'язкі оливи більш "маслянисті" порівняно з мало-в'язкими, що отримують з однієї сировини, бо з підвищенням в'яз­кості в оливі збільшується вміст полярно-активних речовин та їх молекулярна маса. Тому залишкові оливи мають більш високу мас­лянистість порівняно з дистилятними (з однієї сировини). Для запо­бігання підвищеного зношування тертьових поверхонь до складу оливи додають протизношувальні та протизадирні присадки. Знач­на увага належить антифрикційним властивостям моторних та інших олив. Поліпшення антифрикційних властивостей оливи досягаєть­ся зменшенням внутрішнього тертя (підбором відповідної в'язкості оливи) і зовнішнього (добавкою в оливи антифрикційних присадок -модифікаторів тертя).

Таким чином, основними властивостями, які відносяться до змащувальних, є протизношувальні, протизадирні, антифрикційні. При доборі присадок треба враховувати конкретні умови роботи оливи, тому що неправильний їх підбір може завдати шкоди, на­приклад, підвищити корозію підшипників продуктами розкладу при­садок. Виробництво якісної оливи з відповідними присадками (за якістю і кількістю) належить нафтопереробникам та нафтохімікам і не повинно бути справою експлуатаційників. Добавка присадок без відповідних знань може спричинити несумісність присадок, що при-

Одне з призначень оливи - запобігання корозії металевих по­верхонь. Однак оливи іноді можуть самі спричинювати корозію. Ко­розійні властивості оливи (на відміну від захисних) проявляються при підвищених температурах (вище 80 °С) і зумовлені наявністю в них органічних кислот сірчаних сполук, водорозчинних (неорганіч­них) кислот і лугів. Чим вища корозійність оливи, тим більше коро­зійне зношування двигуна.

Для зменшення корозійного зношування двигуна необхідно ви­користовувати оливи з високими нейтралізуючими властивостями. Але одна олива, її якість не вирішують повністю проблему змен­шення корозійного зношування, в якому беруть участь багато чин­ників. Одним з важливих є вокористання палив з малим вмістом сірки, а також своєчасне і якісне обслуговування двигуна.

Органічні кислоти завжди містяться в оливі. При експлуатації їх кількість збільшується за рахунок окислення оливи. Органічні кис­лоти спричинюють корозійне зношування вкладишів підшипників колінчастого вала, дзеркал циліндрів і поршневих кілець, приско­рюють приско­рюють засмолення і закоксування поршнів, клапанів, утворення осадів. Органічні кислоти особливо небезпечні для кольорових ме­талів, з якими вони утворюють солі органічних кислот. Останні є липкими масами і можуть випадати у вигляді осадів. Підвищену ко­розійність мають низькомолекулярні органічні кислоти. Високомо-лекулярні органічні кислоти спричинюють корозію при підвищених температурах, у разі присутності вологи і кисню.

Сірчані сполуки завжди є в оливі у вигляді різних речовин. Сірка проявляє тим більшу корозійну агресивність, чим вище температу­ра у двигуні. При середніх температурах сірка утворює з металами комплекси у вигляді тоненьких плівок, які можна розглядати як мас­тильний матеріал, наприклад, у трансмісійних оливах. При високих температурах, що мають місце У двигунах, сірчані сполуки-комплекси розкладаються з утворенням сульфідів, які є крихкими і легко вида­ляються з металевих поверхонь. Це і є корозія, яка призводить до руйнування металевих поверхонь.

Вміст сірчаних сполук в оливі, що працює у двигуні, підвищуєть­ся за рахунок газів, які прориваються з камери згоряння. Ці гази містять велику кількість парів води і кислотних ангідридів - 80₂, 50₃, N02 та інші, - мають кислотність і корозійну агресивність. При зго­рянні палива з його сірчаних сполук утворюються ангідриди, які в подальшому при конденсації утворюють з водою неорганічні сірча­ну, сірчисту кислоти; можливе утворення вугільної та азотної кислот (останні утворюються як побічні продукти). Неорганічні кислоти ма­ють дуже високу корозійну властивість. Низькотемпературний ре­жим роботи двигуна, змінний режим, погана вентиляція картера сприяють конденсації парів води, ангідридів, корозійному зношуван­ню двигуна. Продукти неповного згоряння палива, що проривають­ся в оливний картер, містять також важкі фракції папива після їх термічного розкладу і тверді продукти (сажу, сполуки металів анти­детонаторів - при використанні їх для підвищення октанового чис­ла бензину). Всі ці сполуки та речовини спричинюють утворення смо­листих та лакових відкладень.

Температура системи охолодження сильно впливає на корозій­не зношування двигуна і утворення осадів. Високі температури в системі охолодження, що унеможливлюють конденсацію водяних парів та утворення агресивних сполук при цьому, швидке прогрівання двигуна з використанням методів прискорення його пуску та про­грівання, сприяють зменшенню корозійного зношування двигуна. На рис. 7 З метою нейтралізації продуктів згоряння палив, що прорива­ються в оливний картер, та корозійних продуктів окислення оливи до її складу вводять лужні присадки, вміст яких визначається в кіль­кості КОН, необхідній для нейтралізації 1 г оливи - мг КОН/1 г оливи.

Чим вища лужність оливи, тим вища її нейтралізуюча влас­тивість. Лужність оливи, тобто її нейтралізуючі властивості, не за­лишається постійною, бо при роботі оливи у двигуні присадки спра­цьовуються, особливо в перші години. При використанні палива з великим вмістом сірки лужні присадки оливи спрацьовуються швид­ше, бо є велика необхідність нейтралізації кислих продуктів згорян­ня палива, що потрапляють в оливний картер з відпрацьованими газами.

Лужність оливи зменшується внаслідок дії богатьох факторів: необхідності нейтралізації кислих продуктів згоряння палива (основ­на витрата лужних присадок) та окислення оливи; розкладу приса­док під дією високої температури, води; адсорбції присадок на де­талях двигуна.

Лужні присадки - зольні. Але підвищена лужність оливи може спричинити підвищення зношування двигуна, виникнення розжарю-вального запалювання і детонації в бензинових двигунах внаслідок утворення зольних відкладень у камері згоряння. Заміна оливи в бензинових двигунах оливою, призначеною для дизелів, які працю­ють у важких умовах (вантажні автомобілі, тягачі, дорожньо-буді­вельна техніка та ін.), призводить до виникнення розжарювального запалювання, а іноді - до детонації.

Тому кожна марка моторної оливи, відповідно до її призначен­ня для конкретного двигуна (бензиновий чи дизель, високофорсо-ваний, турбонаддувний тощо), має обмеження за значеннями двох взаємопов'язаних показників: нейтралізуючі властивості оливи, тобто її лужне число, повинно бути не менше (наприклад, не менше 8,5 мг КОН/1 г оливи) і вміст сульфатної зольності, значення якої повинно бути не більше (наприклад, не більше 1,3%). Сульфатна зольність обумовлена обов'язковим вмістом лужних присадок, а також вмістом деяких інших присадок, що мають у своєму складі метал.

Під час експлуатації олива окислюється, змінюється її первіс­ний хімічний склад і властивості (протизношувальні, протизадирні) під впливом високих температур, кисню повітря, картерних газів, продуктів неповного згоряння палива, води, що конденсується з відпрацьованих газів, каталітичної дії металів та ін. Крім того, випа­ровуються легкі фракції оливи, спрацьовуються присадки, йде за­бруднення оливи різними домішками. Власне, спрацювання приса­док, окислення оливи та її забруднення спричиняють підвищене зно­шування двигуна, необхідність заміни оливи.

Вуглеводні, що входять до складу оливної основи, окислюють­ся під дією кисню (повітря), високих температур. Сприяють окис­ленню метали-каталізатори: металеві поверхні двигуна та частки металів - продукти зношування двигуна і тверді частинки у відпра­цьованих газах та повітрі. Суттєвими для двигуна є кінцеві продукти окислення.

Парафінові вуглеводні, що входять до складу оливи, утворю­ють, в основному, корозійні органічні кислоти і практично не утво­рюють осадів та нерозчинних в оливі продуктів. Можуть виникати продукти окислення високої молекулярної ваги, внаслідок чого підви­щується в'язкість оливи при її роботі у двигуні.

Нафтенові вуглеводні при окисленні утворюють сполуки, подібні до продуктів окислення парафінових вуглеводнів.

Ароматичні вуглеводні при окисленні можуть утворити складні полімерні продукти (асфальто-смолисті речовини), які не розчиню­ються в оливі і здатні до утворення різних осадів.

Тому високоочищені високоіндексні оливні основи з великим вмістом парафінових вуглеводнів схильні до утворення корозійних сполук при незначному утворенні асфальто-смолистих речовин навіть у важких умовах роботи двигуна. Оливні основи з малим індек­сом в'язкості із значним вмістом ароматичних вуглеводнів схильні до утворення великої кількості осадів і нагару в двигуні.

Наслідком окислення оливи є утворення корозійних сполук, осадів, лаків і нагарів, які викликають корозію підшипників, заби­вання оливопроводів, сітки оливоприймача, пригоряння кілець, про­горяння клапанів тощо.

Стійкість оливи окисленню киснем повітря - хімічна стабіль­ність - залежить від кількох параметрів.

турбонаддувний тощо), має обмеження за значеннями двох взаємопов'язаних показників: нейтралізуючі властивості оливи, тобто її лужне число, повинно бути не менше (наприклад, не менше 8,5 мг КОН/1 г оливи) і вміст сульфатної зольності, значення якої повинно бути не більше (наприклад, не більше 1,3%). Сульфатна зольність обумовлена обов'язковим вмістом лужних присадок, а також вмістом деяких інших присадок, що мають у своєму складі метал.

Під час експлуатації олива окислюється, змінюється її первіс­ний хімічний склад і властивості (протизношувальні, протизадирні) під впливом високих температур, кисню повітря, картерних газів, продуктів неповного згоряння палива, води, що конденсується з відпрацьованих газів, каталітичної дії металів та ін. Крім того, випа­ровуються легкі фракції оливи, спрацьовуються присадки, йде за­бруднення оливи різними домішками. Власне, спрацювання приса­док, окислення оливи та її забруднення спричиняють підвищене зно­шування двигуна, необхідність заміни оливи.

Вуглеводні, що входять до складу оливної основи, окислюють­ся під дією кисню (повітря), високих температур. Сприяють окис­ленню метали-каталізатори: металеві поверхні двигуна та частки металів - продукти зношування двигуна і тверді частинки у відпра­цьованих газах та повітрі. Суттєвими для двигуна є кінцеві продукти окислення.

Парафінові вуглеводні, що входять до складу оливи, утворю­ють, в основному, корозійні органічні кислоти і практично не утво­рюють осадів та нерозчинних в оливі продуктів. Можуть виникати продукти окислення високої молекулярної ваги, внаслідок чого підви­щується в'язкість оливи при її роботі у двигуні.

Нафтенові вуглеводні при окисленні утворюють сполуки, подібні до продуктів окислення парафінових вуглеводнів.

Ароматичні вуглеводні при окисленні можуть утворити складні полімерні продукти (асфальто-смолисті речовини), які не розчиню­ються в оливі і здатні до утворення різних осадів.

Тому високоочищені високоіндексні оливні основи з великим вмістом парафінових вуглеводнів схильні до утворення корозійних сполук при незначному утворенні асфальто-смолистих речовин навіть у важких умовах роботи двигуна. Оливні основи з малим індек­сом в'язкості із значним вмістом ароматичних вуглеводнів схильні до утворення великої кількості осадів і нагару в двигуні.

Наслідком окислення оливи є утворення корозійних сполук, осадів, лаків і нагарів, які викликають корозію підшипників, заби­вання оливопроводів, сітки оливоприймача, пригоряння кілець, про­горяння клапанів тощо.

Стійкість оливи окисленню киснем повітря - хімічна стабіль­ність - залежить від кількох параметрів.

Швидкість окислення, утворення різноманітних сполук при окис­ленні оливи залежать від хімічного складу оливи, а також від кількості кисню в системі, температури (в двигуні, а не повітря), наявності металів-каталізаторів, води, старих продуктів окислення (відпра­цьованої оливи).

О сновний фактор швидкості окислення - температура (рис. 8) і тиск, при яких працює олива. Так, питомий тиск у шатунних підшип­никах за останні роки підвищився приблизно в 2 рази, в парі порш­неве кільце-поршень - у 2-3 рази і т. п. Підвищення тиску супро­воджується підвищенням температури. Крім того, зменшення об'є­му оливної системи також веде до підвищення температури і при­скорення окислення оливи. За умов поганого технічного стану ЦПГ та сильного прориву газів у картер температура поршня в зоні пер­шої канавки різко збільшується.

Олива під впливом високих температур зазнає інтенсивного окислення, полімеризації, конденсації, розкладу, коксування. Наприк­лад, при температурі 50 °С треба в 1700 разів більше часу для окис­лення оливи до тієї ж глибини, що і при температурі 150 °С. Чим нижча якість оливи, тим більша швидкість окислення, тобто нижча хімічна стабільність. Моторна олива додатково підлягає впливу ви-соконагрітих газів, що прориваються в картер. Температура газів, що потрапляють в оливний картер у зоні ЦПГ на такті стиснення, сягає 450 °С для бензинових двигунів, 500 °С і вище - для дизелів.

Найбільш інтенсивно олива окислюється в перші години робо­ти. На початковій стадії утворюються головним чином продукти роз­кладу пероксидів - кислоти, альдегіди, кетони, ефіри тощо, а потім - продукти більш глибокого окислення, які можуть випадати в осад. При температурах до 300 °С спостерігається в основному окислен­ня, при більш високих температурах - розрив вуглеводнів (крекінг). Підвищення тиску повітря, площини стикання з ним прискорює окис­лення оливи. В камері згоряння олива підлягає дії кисню і темпера­тури до 2000 °С і вище. Олива, що попадає в камеру згоряння, за­знає коксування з утворенням твердих продуктів (коксу, золи). Це призводить до погіршення тепловідводу від деталей двигуна, внас­лідок чого може бути оплавлення та розтріскування поршнів, про­гар випускних клапанів. В утворенні нагарів, коксу може брати ак­тивну участь паливо. В циліндро-поршневій групі створюються найгірші умови для роботи оливи. Тут олива знаходиться у вигляді тоненької плівки і зазнає дії температур від 150 до 300-350 °С від гарячих стінок циліндра і поршня, відпрацьованих газів. При цьому випаровується легка частина оливи.

Олива стикається з різними металами, деякі з них можуть бути каталізаторами. Це, передусім, свинець, мідь та їх сплави. В при­сутності парних металів (наприклад, заліза і міді) олива окислюєть­ся значно швидше, ніж під впливом цих металів окремо. Цей фак­тор слід мати на увазі при виборі модифікатора тертя для зношених двигунів. Модифікатори, у складі яких є м'які метали — мідь, сви­нець, їх оксиди, поряд із зменшенням коефіцієнта тертя, підвищен­ням тиску в системі, провокують окислення оливи, збільшення його швидкості.

Для зменшення швидкості окислення оливи (гальмування про­цесів окислення) до складу оливи вводять протиокисні присадки.

Д еякі протиокисні присадки (інгібітори окислення) оливи, наприк­лад, такі, що містять у своєму складі фосфор, зменшують вплив каталізаторів окислення оливи, тобто вони є пасиваторами каталі­заторів (рис. 9, крива 4).

На швидкість окислення впливає стара олива (залишки відпра­цьованої після її зливання). Періодичне промивання двигуна при заміні оливи зменшує кількість шкідливих викидів з атмосферу, витрати палива й оливи, зменшує зношування двигуна. Промивати двигун можна індустріальними оливами (наприклад, веретінною) або спеціальними промивними -оливами, які мають високі мастильні властивості і розчинну здатність щодо осадів. Цих якостей не ма­ють палива, які іноді використовують (гас, дизельне паливо). Олив-ну систему промивати паливами не можна. Промивка двигуна спеці­альними розчинами протягом 5-10 хв повинна відбуватися тільки на станціях технічного обслуговування. Незнання властивостей цих рідин з дуже сильними розчинними та деякими негативними діями може завдати шкоди двигуну при невмілому їх використанні.

Більш важкими умовами роботи оливи у двигуні є експлуатація на змінних режимах, з частими зупинками і початком руху, роботою на холостому ходу. За таких умов йде інтенсивне окислення оливи, утворення відкладень, корозійне зношування двигуна. Власне, в таких умовах працюють автомобілі й автобуси в містах.

Дуже часто причиною підвищеного зношування двигуна, утво­рення різних осадів є засмічення оливи продуктами згоряння пали­ва, особливо у двигунах, що працюють на низькотемпературному режимі. Продукти неповного згоряння палива, пари води конденсу­ються на стінках циліндрів, через зону поршневих кілець надходять в оливний картер, перемішуються з оливою. Відбувається емульгу­вання, коагуляція і випадіння з оливи різних осадів. Заміна оливи з деяким скороченням терміну її використання у двигуні запобігає передчасному зношуванню двигуна. Олива при цьому може ще не втратити повністю свої властивості. Часта заміна оливи не дає мож­ливості накопичуватись осадам, що утворюються з продуктів окис­лення та засмічення оливи.

У двигунах можуть утворюватись осади тверді, подібні до коксу; зернисті; м'які, мазеподібні. Склад всіх типів осадів дуже схожий (табл. 53).

Вода, сажа, частинки вуглецю, метал антидетонатора попада­ють в оливу з відпрацьованими газами з камери згоряння, а не утво­рюються з оливи. Вода - одна з головних причин утворення осадів. При згорянні 1 кг палива утворюється приблизно 1 кг води. При ро­боті двигуна на низькотемпературному режимі значна частина во­дяних парів конденсується на стінках циліндрів двигуна і попадає в картер. Вода прискорює осадоутворення, розкладає присадки.

Основна частина смолистих речовин утворюється з палива. Паливо, яке потрапляє до оливи, зазнає значних змін під впливом високих температур: воно розкладається, частково окислюється, змінює первісний хімічний склад, втрачаючи стабільність. У картері паливо продовжує окислюватись, а також відбуваються процеси коагуляції, полімеризації паливних та інших сполук з утворенням асфальто-смолистих речовин.

Осади, що утворюються в оливі, розподіляють за своєю дією на низькотемпературні (шлами) і високотемпературні (нагари, лаки). Склад та кількість утворень на деталях двигуна призводить не тільки до ускладнень у роботі, а може бути причиною аварійного виходу двигуна з ладу Але олива при цьому не є єдиною причиною утво­рення відкладень. Треба враховувати конструкційні особливості двигуна, режим його роботи, умови експлуатації та обслуговування, якість палива й оливи. Високотемпературні осади утворюються, в основному, внаслідок низької якості оливи; середньотемпературні - за рахунок низької якості палива і оливи; низькотемпературні - за рахунок засмічення сливи продуктами згоряння палива. Вода, що може попасти в оливу, зумовлює інтенсивне утворення осадів.

Шлами (осади) - нерозчинні в оливі речовини, які відкладають­ся в низькотемпературних зонах двигуна. Паливо, механічні доміш­

ки, вода, тверді продукти окислення оливи та згоряння палива бе­руть безпосередню участь в утворенні шламів. Низькотемпературні осади відкладаються в картері, на сітці оливоприймача, в каналах оливної системи, на кришці клапанної коробки, в підшипниках, ший­ках колінчастого вала та інших деталях двигунів. Накопичуючись в оливопроводах, наприклад, .шлами можуть порушити або припини­ти доступ оливи до тертьових поверхонь. Склад осадів не постійний, залежить від якості оливи та палива, умов експлуатації, технічного стану двигуна. При роботі двигуна на змінних режимах з частими пусками та зупинками, на низькотемпературному режимі, в умовах підвищеного забруднення ззовні олива спрацьовується швидше. Шламоутворення збільшується при використанні низькоякісних олив. У зношених двигунах шламоутворення також зростає (табл. 54).

При збільшенні зазору в зоні поршневих кілець від 0,6 мм до 1,2 мм кількість відкладень зростає в 1,35 разу за рахунок підвищення про­риву газів в оливний картер.

Склад осадів не однаковий, але тверді і мазеподібні осади різняться незначно: на 35-50% вони складаються з оливи, решта -вода (у твердих осадах вона відсутня), сажа, вуглисті частинки, спо­луки металу антидетонатора (якщо використовувався бензин з ан­тидетонатором), 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 чи залізо, якщо використовувався марганцевий або залізний антидетонатор) - 10%, смолисті речовини - 10%, залізо, кремній та ін. - 1%. Шлами дизелів мають приблизно такий склад: олива - 42%, вода - 3%, вуглисті частинки - 34%, нерозчинні смо­листі речовини -19%, залізо, кремній та ін. -2%. В осадах з дизелів немає металу антидетонатора, бо він відсутній у дизельному па­ливі, а міститься більша кількість смолистих речовин. Це пояснюєть­ся більшою кількістю дизельного палива, що не згоріло (воно важче і менш летюче) і може попадати в оливу. Чорний викид газів дизеля може бути ознакою значного 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 бере безпосередню участь в утворенні таких відкладень. Про це свідчив аналіз складу нагарів, в яких містився свинець при використанні етильованих бензинів. На нагароутворен-ня також впливають якість оливи, режим роботи двигуна, його техніч­ний стан. Оливи з високим індексом в'язкості (парафінові) утворю­ють твердіші нагари порівняно з оливами однакової в'язкості, але з більшим вмістом асфальто-смолистих речовин, тобто з нижчим 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 - твердість нагарів.

Кількість нагару залежить від якості оливи і палива, від тепло­вого режиму двигуна. Чим холодніші стінки камери згоряння, тим більше утворюється на них нагару. Взимку може утворитися нагару більше порівняно з кількістю його утворення влітку.

Нагари можуть бути причиною розжарювального запалювання і детонації в бензинових двигунах. Зменшення потужності двигуна від накопичення великої кількості нагарів у 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 призводить до збільшення нагароутворення.

У разі використання низькоякісних олив при підвищених темпе­ратурах збільшується можливість залягання поршневих кілець внас­лідок збільшення кількості нагарів і забруднення оливи продуктами неповного згоряння палива. Залягання кілець може бути спричине-

не механічними домішками, які "вдавлюються" у торцеві поверхні канавки і кільця. Нагар і механічні домішки можуть накопичуватися 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, надхо-дячи в зону тертя циліндр - поршень, зумовлюють підвищене їх зно­шування, а надходячи в картер, забруднюють оливу, прискорюють її окислення, а також призводять до абразивного 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 згоряє більше палива. Такі продукти, як сажа та інші тверді частки викидаються в атмоссреру 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 - густі речовини, що утворюються в зоні поршневих кілець і на гарячих деталях, і дуже важко піддаються видаленню. В таких місцях олива знаходиться в тонкому шарі і окислюється (разом з паливними продуктами) дуже інтенсивно. З підвищенням темпера­тури підвищується лакоутворення.

Лакоутворення відбувається при температурах від 230-260 до 300-320 °С (максимальна кількість лаку). При більш високих темпе­ратурах лакова плівка розкладається з утворенням газових про­дуктів. Швидкість лакоутворення залежить від температури, хімічного складу оливи.

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. 55) 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.

Основні закономірності окислення оливи в об'ємі і в тонкому шарі майже однакові при температурі до 250 °С. Підвищення тем­ператури вище 250 °С супроводжується більш глибокими термоокис-ними перетвореннями вуглеводнів та інших сполук, утворенням лег­ких продуктів (газів, альдегідів та інших летючих сполук).

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

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

Присадки навіть найвищої якості не спроможні безстроково ут­римувати осади і продукти засмічення у розчині оливи та запобігати їх відкладенню 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 нерозчинених 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, та продукти зношування 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 у 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 у 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 картері, проникнення охолоджувальної рідини із 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. У суху чисту пробірку на 1/3-1/4 висоти заливають оливу яку попередньо добре перемішують. Пробірку нахиляють на 45° отвором від себе і підігрівають дно пробірки (можна 2-3-ма сірниками послідовно). По­ява піни і потріскування свідчать про вміст води в оливі. Така олива непридатна до використання.

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 зношуванні по­верхонь металів при низьких температурах, коли вода замерзає;

каталітичній дії на окислення оливи; збільшенні осадоутворення; прискоренні корозії; погіршенні мастильних властивостей, що зумов­лює підвищене зношування тертьових поверхонь і деталей; розкла­ді та вимиванні присадок. Відсутність або різке зменшення вмісту присадок в оливі можна перевірити за лужним числом.

У табл. 56 наведені дані зношування поршневих кілець дизеля при роботі на оливі М-10В₂ (з водою і без води).

Таблиця 56