Спрацьованість та заміна масел

В зв'язку з підвищенням потужності двигунів, зміною їх конструкції, ускладненням експлуатації умови роботи масел в сучасних двигунах вимоги до масел стали більш жорсткими. Однак терміни заміни масел безупинно збільшуються завдяки поліпшенню їх якості. Передчасна заміна масел економічно не­доцільна, оскільки збільшуються їх витрати, витрати на технічне обслуговування, на запасні частини і тощо. Невиправдане збільшення термінів служби масел приводить до підвищеного зносу деталей двигуна, що знижує його надійність і збільшує рівень відмов в його роботі. Визначення оптимальної періодичності заміни масел є трудомісткою тривалою роботою, має важливе економічне і технічне значення.

Періодичне додавання масел в процесі експлуатації част­ково відновлює його первинні властивості. Через визначений час масло підлягає повній заміні. Періодичність заміни залежить від властивостей масла, типу двигуна, його технічного стану, умов експлуатації, технічного стану масляної системи, способу фільтрації, палива, класності водія та інших параметрів. Необ­хідність повної заміни обумовлена втратою основних експлу­атаційних якостей, тобто старінням масел. Основною причиною спрацювання (старіння) масел, як зазначалося раніше, є окислюваність масел і спрацьованість присадок (рис. 2.9). Крім цього, відбувається забруднення масел твердими продуктами окислю­вання, вуглеводними часточками, пилом, піском, що попадають в масло ззовні, металевими часточками, що утворяться в результаті зносу деталей двигуна, і продуктами корозії металів, незгорілим паливом, сірчистими з'єднаннями, що містяться у відпра­цьованих газах, водою, утвореною при конденсації відпрацьо­ваних газів або при попадає ззовні з повітрям, а також випари легких фракцій масел.

Рис. 2.9. Старіння моторного масла М-63/10М₁ в умовах міської експлуатації легкового автомобіля: 1 – лужне число; 2 – механічні домішки

Забруднення масла відбувається в процесі його транспо­ртування, зберігання і заправлення. Кількість механічних домі­шок в маслі може складати 0,2%. При такому забрудненні під час заправлення двигуна автомобіля, кількість нерозчинних в маслі механічних домішок досягає 10 г.

Домішки, що попадають ззовні і утворюються в процесі експлуатації масел, змінюють характер тертя, засмічують мас­ляні фільтри і канали, збільшують температурний режим роботи деталей двигуна, викликають їх підвищений знос.

Забруднення масел домішками викликається підвищенням прориву газів у масляний картер, а також продуктами неповного згоряння палива (табл. 2.23). Підвищений зміст механічних домішок в маслі свідчить про поганий технічний стан системи фільтрації. В результаті використання повнопоточного тонкого очищення моторного масла знос основних деталей двигуна знижується в 2-3 рази і значно збільшується термін служби моторного масла.

Таблиця 2.23

Вміст забруднюючих домішок в маслі, прорив газів в картер та

угар масла в бензиновому двигуні різноманітного ступеня зношеності

Технічний стан двигуна	Вміст забрудню-ючих домішок в мастилі, %	Середній прорив газів в картері, м3/год	Середній угар мастила, г/год
Новий	1,22	1,6
Зношений	3,84	6,0
Зношений після зміни поршнів та кілець	2,78	3,6

Сучасні двигуни характеризуються зменшенням обсягів масляної системи, що збільшує продуктивність масляних насосів і кратність циркуляції масла в двигуні. Останнє підвищує насичення масла повітрям, що у свою чергу веде до збільшення швидкості окислювання масла і підвищенню зносів (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Темп зносу вкладишів підшипників колінчастого

вала автомобільного двигуна залежно від його аерації

Поряд з експлуатацією на форсованих режимах для бага­тьох автомобілів характерна робота двигуна з частими зупин­ками, тривалою роботою на холостому ходу. У міських умовах двигуни працюють близько 80% часу на часткових наванта­женнях. При такій експлуатації, особливо в зимовий період часу, двигуни працюють на низькотемпературних режимах. Наприклад, в міських умовах при температурі навколишнього повітря -10...-15°С та поїздці на відстань до 12-20 км темпе­ратура охолоджувальної рідини в системі охолодження складає близько 50°С. При знижених теплових режимах роботи двигуна збільшується швидкість утворення низькотемпературних осадів, забруднення масла внаслідок неповного згоряння палива і під­вищеної конденсації водяних парів.

Тривала робота двигуна на знижених режимах приводить до забруднення поршнів, кілець, підвищеній витраті масла вна­слідок збільшення його чаду. Відносна витрата масла в залеж­ності від стану маслозйомних кілець і зношеності двигуна при­близно наступний, %:

Двигун:

- новий, після обкатування 100

- новий із забитими прорізями маслозйомних кілець 460

- зношений 722

- зношений із забитими прорізями маслозйомних кілець 4408

Істотний вплив у дизелях на утворення вуглеводних і інших відкладень здійснює паливо. У відпрацьованих газах дизелів, міститься значна кількість сажі. Кількість сажі, що попадає в масло, наприклад, у двигуні типу ЯМЗ-238 за 200 годин роботи може складати від 60-70 до 500-600 гр. Чим гірший технічний стан двигуна, тим більше сажі міститься у відпрацьованих газах і тим більше попадає їх в масло.

Склад, а також кількість відкладень на деталях двигуна веде до серйозних порушень у його роботі і може служити причиною виходу з ладу.

Вплив палива на кількість органічних відкладень в маслі різко зменшується при роботі двигуна на газоподібному паливі. Так, домішок в маслі дизельних двигунів у 5 разів більше, ніж у бензинових і в 10...20 разів більше, ніж в маслах двигунів, які працюють на газоподібному паливі. За даними НАМИ, в маслі двигуна, що працює на газоподібному паливі, після 10000 км пробігу домішок значно менше, ніж після 5000 км пробігу того ж автомобіля, що працює на бензині; в маслі автомобіля, що працює на газоподібному паливі, після 5000 км пробігу кількість домішок складала 0,4%.

Старіння масла приводить до закоксовування поршневих кілець, їх пригоранню, втрати рухливості; підвищенню темпера­тури деталей циліндро-поршневої групи через погіршення тепловідводу; заклинюванню клапанів у направляючих втулках; прогару клапанів; зменшенню прохідного перетину впускного і випускного трактів; забрудненню сіток маслоприйомників насо­сів, фільтрів, масляних каналів системи мащення, дренажних отворів у маслозйомних кільцях і поршні; зміні в'язкості масла; підвищенню корозійного зносу деталей циліндро-поршневої групи; абразивному зносу деталей твердими часточками домі­шок; корозії підшипникових сплавів та іржавінню залізовмісних деталей.

Фільтруючі елементи, вентиляція картера сповільнюють, але не запобігають старінню масел. Періодичність заміни масел встановлюється на основі ретельного вивчення експлуатаційних властивостей масел, їх заміни в процесі експлуатації. В останні роки, автотракторний парк істотно модернізований, викори­стовуються якісні нові масла. Прийнята в даний час періодич­ність заміни масел недостатньо теоретично і практично обґрун­тована, тому що лише частково враховує досвід експлуатації нової техніки. Тому потрібно корегування термінів заміни ма­сел, встановлюваних заводом-виготовлювачем, після накопи­чення і вивчення достатніх експлуатаційних результатів. Вста­новлення термінів заміни масел за зміною кольору в даний час не представляється можливим. Масло чорніє через кілька десят ків годин роботи внаслідок припрацювання присадок. Незважаючи на чорний колір, масло володіє високими експлуатаційними показниками якості.

Для повсякденного контролю за якістю працюючого масла не годяться такі методи, як визначення змісту продуктів зносу і визначення лужності, хоча ці аналізи є найбільш обґрунтованими і достовірними для визначення стану спрацювання масел.

Терміни роботи масел встановлюються виходячи з економічної і технічної доцільності. Тривалість роботи масел в двигунах, що працюють на газоподібному паливі, у 2 рази більше в порівнянні з тривалістю роботи масел у двигунах, які працюють на рідкому паливі. При роботі двигуна на етилованому бензині термін служби моторного масла знижується в 1,5-2 рази в порівнянні з терміном служби масла, що працює в двигуні на неетилованому бензині.

Згідно з наказом Міністерства транспорту України № 48 від 10.05.90 р., встановлені тимчасові норми витрати моторних масел для автомобільного транспорту. Норми витрати масел (літрів) на 100 літрів витрати рідкого палива і зрідженого нафтового газу і 100 м³ стиснутого природного газу наступні:

1) Автомобілі, що працюють на бензині, зрідженому нафтовому і стиснутому природному газі – 2,4;

2) Автомобілі, що працюють на дизельному паливі – 3,2;

3) Автомобілі, обладнані гідромеханічними коробками передач (БелАЗ, МоАЗ) – 5,9.

При цьому, для автомобілів Волзького автомобільного заводу всіх марок норма витрати моторних масел встановлюється в розмірі 0,8 літра на 100 літрів загальної витрати палива. Норми витрати моторних масел знижуються для автомобілів (крім автомобілів ВАЗ), що знаходяться в експлуатації до трьох років, на 50% і збільшується для автомобілів, що знаходяться в експлуатації від восьми років - до 20%.