5.2.4. Відпрацювання і заміна оливи

У зв'язку з підвищенням ступеня стиснення двигуна, викорис­танням наддуву, удосконаленням конструкції, зменшенням об'єму оливної системи тощо в сучасних двигунах умови роботи олив ста­ли більш жорсткими. Проте термін роботи олив до заміни не змен­шується завдяки підвищенню їх якості. Між якістю оливи (чи іншого мастильного матеріалу) та умовами її роботи існує дуже тісний зв'я­зок. З одного боку, правильний вибір мастильного матеріалу забез­печує надійну довгочасну роботу вузла чи агрегата. З другого - кон­струкційні зміни вузла чи агрегата, викликані більш жорсткими умо­вами роботи, можуть призвести до різкого погіршення якості мас­тильного матеріалу що в ньому використовувався.

Мастильний матеріал - це елемент конструкції змащувального об'єкта. Тому для надійної роботи агрегата чи вузла треба підвищу­вати вимоги щодо якості оливи, а також обґрунтовано і раціонально вводити зміни в конструкції змащувальних об'єктів. При цьому тре­ба враховувати економічну сторону. Зменшення витрат оливи дося­гають не тільки підвищенням її якості, але й за рахунок зниження витрат оливи на угар, на випаровування при експлуатації тощо.

Приблизний компонентний склад нагарів дизельного двигуна при використанні різних марок олив наведений у табл. 58.

Однак, існує мінімальне значення угару, подальше зниження якого викликає порушення надійності двигуна. Викликано це тим, що угар побічно пов'язаний з кількістю оливи, що надходить для змащування верхніх поршневих кілець. Якщо витрати на угар ста­ють менші за певну величину, відбувається оливне "голодування", стає можливим задирка поверхонь тертя.

Компонентний склад нагарів

Передчасна заміна оливи економічно недоцільна з точки зору витрат на оливу. Безпідставне збільшення терміну її служби при­зводить до підвищеного забруднення оливи, утворення осадів, що знижує надійність двигуна і збільшує відмови в роботі.

Ускладнення в роботі двигуна пов'язані, передусім, з утворен­ням осадів - низькотемпературних і високотемпературних.

Осади, що утворюються в двигуні, порушують циркуляцію оли­ви, викликають підвищене зношування окремих деталей двигуна, зменшують потужність двигуна, збільшують вартість його ремонту та обслуговування. Порушення циркуляції оливи може бути на­слідком засмічення оливо-приймачів та оливних каналів. При цьо­му наявне підвищене зношування підшипників, стінок циліндрів.

Підвищене зношування клапанів (їх прогоряння), пригоряння кілець провокується утворенням відкладень на стрижні чи головці клапанів, в клапанній коробці, відкладень у зоні поршневих кілець.

Утворення лакових відкладень на юбці поршня, відкладень у зоні оливоз'ємних кілець, нагарів в камері згоряння сприяють змен­шенню потужності двигуна.

Відкладення в коробках і на кришках шестерень газорозподі-лення, в оливному картері, на фільтрах, на впускних і випускних трубках системи вентиляції картера та інші не викликають небезпе­ки для роботи двигуна. Вони підвищують вартість обслуговування і ремонта двигуна.

Термін роботи оливи залежить від ряду факторів: якості оливи, умов експлуатації, технічного стану двигуна і його конструкції, якості палива.

Під час роботи олива окислюється. Під дією високих темпера­тур утворюються осади, лакові відкладення, нагари, кислоти, які можуть спровокувати пригоряння поршневих кілець, клапанів і поршнів, забруднення оливопроводів та сітки оливоприймачів, ко­розію підшипників та ін.

Низькоякісна олива окислюється значно швидше порівняно з ви­сокоякісною. Так, наприклад, при дослідженні на установці "НАМИ-1" протягом 120 годин олив різної якості (різних груп за експлуатацій­ними властивостями) високотемпературні відкладення на поршні складали:

Олива Відкладення, бали

М-8В, 10,5 М-8Г, 3,6

У складі нагарів присутня велика кількість негорючих компо­нентів (золи). Найбільший їх вміст в нагарі на головці поршня.

Окислення та забруднення оливи, спрацювання присадок є при­чиною її заміни. Періодичне доливання оливи в період експлуатації витрат на оливу. Безпідставне збільшення терміну її служби при­зводить до підвищеного забруднення оливи, утворення осадів, що знижує надійність двигуна і збільшує відмови в роботі.

Ускладнення в роботі двигуна пов'язані, передусім, з утворен­ням осадів - низькотемпературних і високотемпературних.

Осади, що утворюються в двигуні, порушують циркуляцію оли­ви, викликають підвищене зношування окремих деталей двигуна, зменшують потужність двигуна, збільшують вартість його ремонту та обслуговування. Порушення циркуляції оливи може бути на­слідком засмічення оливо-приймачів та оливних каналів. При цьо­му наявне підвищене зношування підшипників, стінок циліндрів.

Підвищене зношування клапанів (їх прогоряння), пригоряння кілець провокується утворенням відкладень на стрижні чи головці клапанів, в клапанній коробці, відкладень у зоні поршневих кілець.

Утворення лакових відкладень на юбці поршня, відкладень у зоні оливоз'ємних кілець, нагарів в камері згоряння сприяють змен­шенню потужності двигуна.

Відкладення в коробках і на кришках шестерень газорозподі-лення, в оливному картері, на фільтрах, на впускних і випускних трубках системи вентиляції картера та інші не викликають небезпе­ки для роботи двигуна. Вони підвищують вартість обслуговування і ремонта двигуна.

Термін роботи оливи залежить від ряду факторів: якості оливи, умов експлуатації, технічного стану двигуна і його конструкції, якості палива.

Під час роботи олива окислюється. Під дією високих темпера­тур утворюються осади, лакові відкладення, нагари, кислоти, які можуть спровокувати пригоряння поршневих кілець, клапанів і поршнів, забруднення оливопроводів та сітки оливоприймачів, ко­розію підшипників та ін.

Низькоякісна олива окислюється значно швидше порівняно з ви­сокоякісною. Так, наприклад, при дослідженні на установці "НАМИ-1" протягом 120 годин олив різної якості (різних груп за експлуатацій­ними властивостями) високотемпературні відкладення на поршні складали:

Олива Відкладення, бали

М-8В, 10,5 М-8Г, 3,6

У складі нагарів присутня велика кількість негорючих компо­нентів (золи). Найбільший їх вміст в нагарі на головці поршня.

Окислення та забруднення оливи, спрацювання присадок є при­чиною її заміни. Періодичне доливання оливи в період експлуатації тільки частково відновлює первісні властивості, але не може зупи­нити окислення оливи, спрацювання присадок, розбавлення оливи паливом, що не згоріло, та відпрацьованими газами з утворенням різних осадів. Через визначений час оливу слід повністю міняти. "Старіння" оливи пов'язане із втратою її основних експлуатаційних властивостей.

Двигун, що експлуатується у важких умовах при максимальних навантаженнях та високих температурах, менше зношується по­рівняно із двигуном, що експлуатується в умовах низьких темпера­тур. При роботі двигуна на низькотемпературному режимі холодні стінки двигуна провокують конденсацію парів палива, що не згорі­ло, газів, водяних парів. Сажа, паливо, водяні пари проникають в картер двигуна через поршневі кільця і змішуються з оливою. Потім такі продукти емульгуються, коагулюються і випадають у вигляді різних осадів. Власне, з таких продуктів складаються осади, що за­бруднюють оливу, а не з продуктів її окислення (їх значно менше). Більш часта заміна оливи запобігає накопиченню сполук, що викли­кають передчасне зношування двигуна.

В нових двигунах термін роботи оливи до заміни більший по­рівняно із терміном до заміни оливи в зношених двигунах. Збільшен­ня зазорів сприяє прориву продуктів згоряння палив в оливний кар­тер, забруднення оливи збільшується.

Моторні оливи отримують з висококиплячих фракцій нафти, тому їх випаровування під час експлуатації, як правило, незначне. Нижні межі кипіння олив встановлюються залежно від їх випаровування при роботі і змащувальних властивостей. Наприклад, у складі олив для бензинових двигунів допускається не більше 5% фракцій, які википають до 340 °С. Ці легкі фракції впливають на витрати оливи у двигуні: чим їх більше, тим більші витрати оливи за рахунок випаро­вування легких фракцій, і як наслідок, підвищення в'язкості.

В дизельних оливах допускається дещо більше зниження тем­ператури кипіння легких фракцій (не більше 5% фракцій, що кип­лять до 320...325 °С), які практично не впливають на підвищення перевитрат оливи за рахунок, випаровування легких фракцій під час роботи.

Верхні межі температури кипіння олив встановлюють, в основ­ному, залежно від таких вимог, як текучість при низьких температу­рах і нагароутворення. З підвищенням температури кипіння оливи збільшується в'язкість і здатність до нагароутворення при високих робочих температурах. Для одержання олив з низькою здатністю до нагароутворення необхідно, щоб верхня межа фракційного складу оливи не перевищувала 400 °С. Тому дизельні оливи (або авіаційні), якщо їх залити в бензинові двигуни, більш інтенсивно утворюють нагари, ніж оливи, передбачені для цих двигунів.

Випаровування оливи у деякій мірі може характеризуватись тем­пературою спалаху. Зниження температури спалаху оливи прово­кує її перевитрати. Зниження температури спалаху, зменшення в'яз­кості оливи може бути наслідком розбавлення оливи паливом, що не згоріло, а також деструкції" в'язкісних присадок, що добавляють­ся в оливу для одержання загущених олив всесезонного користуван­ня. Підвищення в'язкості і температури спалаху оливи може бути наслідком окислення оливи з утворенням високомолекулярних спо­лук, утворенням осадів за рахунок засмічення оливи сполуками ко­агуляції продуктів згоряння палива і конденсації газів, продуктів окис­лення.

До оливи може попадати вода не тільки та, що конденсується з відпрацьованих газів, а ще й ззовні. Вода прискорює деякі негативні процеси, такі як корозія, осадоутворення, розкладання присадок, що призводить до підвищеного зношування двигуна. Відносне зно­шування двигуна при різному вмісті води в оливі приблизно вигля­дає так (якщо зношування двигуна у відсутності води в оливі прий­няти за 100%):

Вміст води в оливі, % 0 0,4...0,5 1,5...2,0 ЗД..3.5 6,00...10,0 Відносне зношуван- ня двигуна, % 100 138 146 187 440...480

Тому при виявленні вмісту води в оливі необхідно терміново ЇЇ замінити.

При роботі на змінних режимах двигуни не набувають необхід­ної температури в охолоджувальній системі і оливному картері. Все це викликає підвищену конденсацію відпрацьованих газів, палива, водяних парів, що прориваються в оливний картер. Вміст в оливі води, сажі, палива, металу викликає прискорене зношування двигу­на. Вода не розчиняється в оливі. У присутності сажі, металів та деяких інших сполук відбувається прискорене утворення осадів.

Осадоутворенню сприяє наявність в оливі заліза, кремнію, що можуть попасти в оливу з повітрям і як продукти зношування двигу­на (можуть бути й інші метали). Але серед всіх небажаних компо­нентів оливи вода залишається основним. Багаторічні дослідження підтверджують, що осади на 33...50% складаються з оливи, решта -вода, сажа, вуглисті частинки, залізо та інші метали, смолисті речо­вини, кремній (пісок).

"Старіння" оливи призводить до закоксування поршневих кілець, їх пригоряння, втрати рухомості; підвищення температури деталей циліндро-поршневої групи за рахунок погіршення тепловідводу; за­клинення клапанів у направляючих втулках; прогару клапанів; за­бруднення сітки оливоприймачів насосів, мастильної системи, дре­нажних отворів в оливоз'ємних кільцях та поршнях; зміни в'язкості оливи та її температури спалаху; підвищення корозійного зношу­вання деталей ЦПГ; абразивного зношування деталей твердими частками домішок; корозії підшипникових сплавів та іржавіння залі­зовмісних деталей тощо.

Фільтруючі елементи сповільнюють, але не запобігають старін­ню оливи.

Старіння оливи залежить від технічного стану системи венти­ляції (повітреочисник, пилозбірник).

На спрацювання оливи каталітично впливає стара олива, яка залишилась при її заміні. Залишки продуктів старіння оливи в мас­тильній системі інтенсифікують процес окислення свіжої оливи, ут­ворення осадів.

При накопиченні відкладень пригоряють поршневі кільця, що може викликати зменшення компресії. Тому можна періодично про­мивати оливну систему. Але найефективніші промивальні оливи не можуть ліквідувати неполадки в роботі двигунів, наприклад, у силь­но зношеному двигуні, або в двигуні, в якому пригоріли поршневі кільця, прогоріли поршні, потрібна заміна клапанів тощо.

Періодичне промивання оливної системи з використанням спеці­альних промивочних олив, яке можна проводити при заміні оливи, може сприяти покращенню роботи поршневих кілець, підвищенню

к омпресії двигуна (табл. 59). У двигунах, що потребують заміни де­яких деталей, наприклад, клапанів та ін. внаслідок їх великого зношу­вання, промивка оливної системи не дає належного ефекту. В тако­му випадку необхідний ремонт двигуна.

Спеціальні промивочні оливи повинні мати високі розчинні вла­стивості щодо смолистих відкладень (в канавках поршневих кілець, інших місцях двигуна) і мастильні властивості. Розчинник, що містить­ся в промивочних оливах, має встигати розчинити також осади на стрижнях клапанів. Добавка розчинників до палив для видалення смолистих відкладень із клапанів, поршнів не дає належного ефек­ту, бо їх концентрація в паливі невелика, діють вони поступово дов­гий час. При використанні подібних розчинників може порушитись або припинитись подача палива в циліндри двигуна внаслідок за­бивки паливної системи смолами, що вимиваються розчинником. Промивка паливної системи, зокрема, карбюраторів, інжекторів, повинна проводитись на станціях технічного обслуговування з ви­користанням спеціального обладнання, коли значний ефект дося­гається протягом кількох хвилин.

Багато розчинників, промивачів, не дивлячись на різний їх склад, мають за основні компоненти легкий бензин, гас, дизельне паливо. Друга частина таких продуктів складається приблизно з таких речо­вин та сполук: спирти (метиловий, етиловий та інші), бензол, толу­ол, ксилол, нитробензол, ароматична фракція коксохімічного вироб­ництва або суміш ароматичних вуглеводнів іншого походження, хло­ровані продукти (дихлоретан, трихлоретилен, хлорнафталін та інші), іноді додають нафталін, скипидар, ацетон, графіт, олеїнову кислоту, нафтенат свинцю, стеарат алюмінію, інші "мила", рослинні та тва­ринні олії та жири, аміачні сполуки, оцтову кислоту чи ангідрид та багато інших в різних кількостях і композиціях. Більшість компонентів токсичні, мають шкідливі властивості, при використанні можуть ви­кликати підвищене зношування окремих деталей двигуна, наприк­лад, підшипників, стінок циліндрів, оливоприймачів.

Відкладення, що розчиняються під дією розчинників, промивок, змиваються з деталей і попадають в оливу. Розчинники осадів не можуть повністю розчинити всі відкладення. Вони діють так, що ча­стина осадів стає "рихлою" і попадає в оливу. Такі осади, як сажа, кокс та деякі інші тверді речовини розчинники не спроможні пере­творити в рідкий або "рихлий" стан. Тверді відкладення часто зна­ходились там, де не завдавали шкоди двигуну (піддон картера, криш­ка клапаної коробки тощо).

До складу вимитих відкладень можуть входити механічні домі­шки, метали, які попадають до підшипників, на стінки циліндрів, заби­вають вже засмічений оливоприймач, його сітку. Любий розчинник, промивач розчиняє не тільки смоли, але й мастильну плівку. Біль­шість розчинників, промивачів мають підвищену корозійність. Тому таку продукцію автохімії використовують дуже обережно, коли існує нагальна потреба, є відповідні знання та навички її використання.

Однією з основних причин утворення відкладень в оливній сис­темі є якість палива. При використанні палива недостатньої якості, при утворенні значної кількості осадів в оливній системі перед за­ливкою свіжої оливи при необхідності промивають оливну систему для видалення осадів різного роду засмічень. Якщо експлуатація двигунів відбувається при скороченні часу роботи оливи до заміни, часто така необхідність відпадає. Частіша заміна оливи забезпечує чистоту двигуна, запобігає накопиченню осадів та засмічення.

Може використовуватись ультразвукова очистка.

Використання окремих продуктів автохімії як добавок до зали­тих у двигун товарних олив для поліпшення мастильних, антикоро­зійних, миючих (детергентно-диспергуючих) властивостей, різних кондиціонерів тощо може різко погіршити якість оливи (або мати нейтральну дію) та прискорити зношування двигуна.

Якісна олива має у своєму складі всі компоненти, присадки для надання їй необхідних експлуатаційних властивостей і не потре­бує введення додаткових добавок, присадок, компонентів.

Періодичність заміни оливи вказується в технічних паспортах для кожного двигуна і не залежить від рекомендацій виготовлювачів олив.

При необхідності (наприклад, заміна оливи іншою маркою чи такою, що виготовлена іншою фірмою, мінеральної - синтетичною чи навпаки) оливну систему можна промити індустріальною оливою.