Защита авторских прав       Реклама на сайте        Обратная связь       

 

 

     
 
 

   

  Яндекс.Метрика

 

last update 11.06.13  19:55

 

www.MB-Info.ru © 2006-2013

 

Что происходит с маслом в двигателе

 

   Вернуться на главную страницу                        Вернуться в раздел " Масла и рабочие жидкости "                         О сайте                          Справочная
       

1. Прелюдия

 

Давайте для начала поймем , почему "умирает" моторное масло . Для этого надо понять , что с ним происходит в двигателе вообще . Итак :

1) масло окисляется в результате контакта с разогретыми деталями двигателя ;

2) масло контактирует с воздухом , горячими газами , прорвавшимися в картер из камер сгорания , что также приводит к его окислению ;

3) масло контактирует и накапливает сажу ( продукт сгорания топлива) ;

4) масло контактирует и накапливает воду , так или иначе обязательно попадающей в картер двигателя ;

5) масло контактирует и накапливает топливо , несгоревшее или неполностью сгоревшее в цилиндрах ;

6) масло накапливает пыль , песок , так или иначе оказавшиеся в двигателе ;

7) масло накапливает продукты износа двигателя ;

8) масло накапливает продукты разложения и преобразования собственных компонентов ;

 

Про воду , антифриз , пыль и топливо я писал в другой статье . Здесь займемся рассмотрением вопросов окисления масла , как естественного процесса старения и вопросами отложений .

 

2. Процессы окисления моторного масла

Окисление - процесс , сопровождающий все , что на этом свете происходит . Даже старение человеческого организма- по большому счету процесс окисления . Окисляется и масло . Окисление , полимеризация углеводородов , составляющих основу масла , из разложение - вот основная причина старения моторного масла . Можно рассматривать три типа окисления :

1) окисление  в  результате  взаимодействия  с  кислородом воздуха . Процесс неизбежный . Оксиление происходит в зоне контакта воздуха с зеркалом поверхности масла в масляном поддоне ( т.н. окисление в толстом слое ); в результате контакта с воздухом мелких капель масла , образующихся в результате барботажа ( разбрызгивания ) масла внутри картера противовесами коленчатого вала , распредвалами , деталями газораспределительного механизма ( цепь , звездочки ) ; в результате контакта масла , стекающего по стенкам картера ( т.н. окисление в тонком слое ) ; в результате контакта масла , находящегося на стенках цилиндров ; в результате вспениваемости масла , т.е. увеличивается площадь поверхности масла , контактирующего с воздухом . Касательно последнего пункта - в масло вводятся специальные антивспенивающие присадки , в каких-то продуктах эффективные , в каких-то меньше . Но , допустим , при концентрации воды в масле более 0,5% вспениваемость масла резко возрастает . Мало того , что вода сама провоцирует процессы окисления , она вредит еще и таким образом . При низких температурах процессы окисления в результате взаимодействия с кислородом воздуха замедляются , при высоких температурах - усиливаются ;

2) окисление  в  результате  взаимодействия  с  продуктами  горения . Здесь все определяется самой конструкцией двигателя . Для нормальной смазки зоны контакта поршень/кольца - стенка  цилиндра последняя постоянно смазывается путем разбрызгивания за счет вращющихся частей ( коленвал) . При движении поршня вниз маслосъемное кольцо сообразно своему названию начинает снимать слой масла со стенки цилиндра . Но снимает его не полностью . Правильнее сказать , что маслосъемное кольцо не удаляет масло , а регулирует его количество на стенках цилиндра : оставшаяся на стенках пленка нужна для компрессионных колец , верхней части поршня ( над верхним компрессионным кольцом ) при движении вниз для движения вверх при следующем такте . Если масла останется мало - это грозит сухим трением , если много - грозит повышенным угаром масла . Так вот , масло оставшееся на стенках цилинда над поршнем остается там и в период горения рабочей смеси и на такте выпуска . Степень окисления в меньшей степени зависит от вязкости масла и напрямую связано  с геометрическими характеристиками двигателя - плошадью стенок цилиндра и параметрами пламени в камере сгорания - составом смеси , углом опережения зажигания . Бедная смесь горит с большей температурой , богатая смесь подразумевает неполное сгорание  и частичное размывание масляной пленки .Часть этого масла испаряется , угорает , покидает двигатель вместе с продуктами горения , часть - остается ( оно не угорает полностью , поскольку стенки цилиндров остаются относительно холодными - они граничат с рубашкой охлаждения )  . При дальнейших ходах поршня вверх оставшаяся часть масла смешивается с новой порцией и , будучи частично снятым маслосъемным кольцом - возвращается в поддон ( будучи уже окисленным ) ;

3) окисление  в зоне  контакта масла  с нагретыми  деталями . В условиях высоких температур ( а они в отдельных частях двигателя достигают значений и выше 400 град.С ) реакции окисления проходят с большей скоростью . Но об этом мы поговорим позже , когда займемся вопросами отложений и нагаров ;

4) окисление  в  результате  накопления воды , антифриза , остатков топлива , некоторых компонентов топлива ( как несгоревшего , так и продуктов горения ) , таких , как сера . В результате взаимодействия этих загрязнителей , особенно в присутствии воды , образуется громадное количество кислот . Кроме коррозии внутренних поверхностей двигателя и его потрохов кислоты эти кислоты действуют по нескольким направлениям - убивают щелочной запас масла ( а это антиокислительные , а главное - моющие и диспергирующие присадки  ) , участвуют в разрушении молекулярной структуры масла , усиливают процессы полимеризации молекул масла . И , самое главное - вкупе с продуктами разрушения масла и его присадок - образуют загрязняющие осадки ;

 

Кроме того следует рассматривать три температурных режима окисления :

1) низкотемпературный  режим ( до 40...50 град.С ) . При этом режиме в масло попадает максимальное количество воды и несгоревшего топлива . Причина - низкая температура стенок картера , вода и топливо не успевают испаряться , соответственно не так эффективно отводятся системой вентиляции . Что касается топлива - работа на таких режимах отличается использованием плохо горящей богатой смеси , неустановившимися зазорами поршень/кольца - стенка  цилиндра . Поэтому достаточно много топлива и сажи проникает в картер . Данный режим особенно опасен при частых коротких поездках и особенно в холодное время года , когда этот режим продолжителен по времени . При этом режиме окисления образуется наибольшее количество шламов - мазеобразные отложения , постепенно покрывающие все внутренности двигателя ( в данном разделе мы не оговариваем моменты , когда человек по 40000 км не меняет масло - это отдельная статья . Пока говорим только о рядовой эксплуатации ) ;

2) рабочий  режим ( 80...95 град. С ) . Наиболее оптимальное состояние двигателя . Двигатель расчитан на данный режим в плане состава смеси , зазоров . Оказывает наибольшее влияние на степень окисления масла в силу продолжительности работы двигателя на этом режиме . Уровень окисления в этих режимах в большей части связан с характеристиками конкретного двигателя : качество топлива , состояние системы впрыска и зажигания , состояние системы охлаждения , в т.ч. настройкой термостата , состоянием двигателя ( понятно , что изношенный двигатель будет быстрее окислять масло в силу большего прорыва газов ) . Ну , и собственно самим маслом , его возрастом , его характеристиками и составом . Деградация масла в этих режимах сопровождается образованием нагаров и лаков . Но об этом ниже  ;

3) высокотемпературный  режим ( при температурах 120 град.С и выше ) . Режим не столь частый и связан либо с неисправностью системы охлаждения , либо с высокими нагрузками ( как внешними - высокая температура возудха , так и режимом движения - а это уже выбор водителя ) . Тем не менее масло при этом режиме деградирует интенсивнее , чем при прочих режимах . Главная причина - высокая температура деталей двигателя ( при росте температуры деталей в полтора раза от рабочей степень окисления масла возрастает в десятки раз ) . Как и  при рабочем режиме образуются главным образом нагары и лаки ;

 

Как с этим бороться ? Изначально в новом масле присутствуют присадки - антиокислительные . По природе своей - это щелочи , которые нейтрализуют кислоты . Но щелочной основной фон ( определяется числом TBN - TotalBaseNumber , или Щелочным Числом ) задают моющие и диспергирующие присадки . Большинство хороших современных моторных масел имеют щелочное число около 12 . Есть т.н. низкозольные масла классов LowSAPS и MidSAPS , где щелочное колеблется от 6 до 8 . Есть и более интерсные масла - например Mobil Delvac 1 SHC ( из листа допуска 228.5 ) с щелочным числом 16 ! Понятно , что чем большим щелочным числом обладает масло , тем большее количество кислот может быть нейтрализовано , а значит и больший запас моющих и диспергирующих присадок останется "в строю" . До бесконечности поднимать TBN нельзя - оно сопровождается ростом зольности масла . Щелочное число по мере работы моторного масла снижается , но не до нуля : когда остается 30....50% щелочного запаса число TBN перестает снижаться , зато число TAN ( Total Acid Number - кислотное число ) начинает расти . Важность этих присадок нельзя переоценить - моющие присадки отмывают отложения , растворяют загрязнения , а диспергирующие- удерживают всю эту дрянь во взвешенном состоянии , дабы донести часть из них до масляного фильтра а оставшейся части не дать осесть в поддоне или в магистралях масляной системы . Из этого и исходим - момент для замены масла наступает , когда щелочное число перестало снижаться , кислотное продолжает расти - это означает , что масло более не способно бороться с окислением , загрязнением . Дальнейшее использование масла приведет к загрязнению двигателя отложениями . Сделать это легко с помощью анализа масла в специальной лаборатории . Если таковой у Вас под руками нет - меняйте масло раньше , чем Вам хотелось бы . В среднем это 10000 км или примерно 400 моточасов работы ( для бензинового и дизельного двигателя при использовании "обычных" масел . В случае использования масел из листа допуска 228.51 , 229.31 или 229.51 - 6000...7000 км или не более 300 моточасов ) . Да-да - не удивляйтесь - средняя скорость москвича , ежедневно ездящего на работу - 21...24 км/час . Проверено с помощью бортового компьютера на пробегах около 20000 км . Немец за 400 моточасов проезжает около 20000 км .

Как быть в курсе количества моточасов - достаточно сразу после замены масла обнулить второе окно бортового компьютера . На фото 2.1 в красном прямоугольнике в аккурат число моточасов с момента обнуления . Не обращайте внимание на среднюю скорость и расход - 900 км пройдено по трассе .

 

Фото 2.1. Показания бортового компьютера . Не обращайте внимание на среднюю скорость - 900 км прошел по трассе . Красным выделено число моточасов .

 

3. Виды отложений

                3.1. Нагар

 

Нагар - это спутник камеры сгорания и сопряженных деталей - поршни , клапана . Нагар - это твердые отложения обычно черного цвета ( могут быть коричневого , желтоватого и даже белого цвета ) . Образуется на нагретых до высоких температур 250...400 град.С деталях в результате термического разрушения и полимеризации молекул масла , топлива . Немалую часть нагара составляет зола ( несгораемый остаток масла , который по большому счету представляет "трупы" присадок , большая часть из которых - металлосодержащие ) . Нагар значительно различается по составу - нагар на днище поршня , стенках камеры сгорания и клапанах преимущественно топливного происхождения , нагар на боковой части поршня ( над поршневыми кольцами , между поршневыми кольцами , в канавках и на юбке ) и нагар в верхней части цилиндра - преимущественно определяется маслом . Грань здесь очень нечеткая : в составе свежей смеси всегда присутствует масло ( система вентиляции выводит газы из картера в задроссельное пространство , т.е. на впуск двигателя ) , поэтому так или иначе масло в тех или иных количествах горит и осталяет нагар как на клапанах , так и на поршне .  А топливо всегда присутствует в зоне поршень - стенка цилиндра . На фото 3.1.2. - поршень абсолютно исправного двигателя ( нагар равномерно по толщине распределен по площади поршня ) . На фото 3.1.4 - поршень двигателя с определенными проблемами - на днище поршня ближе к стенкам цилиндра - нагар намного толще , что может говорить о формировании нагара в основном за счет масла со стенок цилиндра . На фото 3.1.11 видно , что нагар не всегда нарастает на днище поршня равномерно - на поршне 6-го цилиндра М273 больше нагара со стороны выпускных клапанов и в передней части .

Нагар может быть как плотным , монолитным , так и рыхлым . Нагар , точнее его толщина - вещь переменная . Она сильно зависит от режимов двигателя и собственно от себя ( от толщины ) . Когда слой нагара становится слишком толстым - верхние его слои перестают отдавать тепло металлическим деталям , их температура растет и они просто выгорают . Также выгоранию нагара способствуют режимы эксплуатации с высокими оборотами .

 

Фото 3.1.1 . Карта температур поршня бензинового двигателя

Фото 3.1.2. Нагар на днище поршня

Фото 3.1.3. Нагар на днище поршня . Но хорошо видно , что максимум нагара - ближе к стенке цилиндра- это следствие угара масла в цилиндре

 

Фото 3.1.4 . Нагар на боковой части поршня

 

Фото 3.1.5. Ленточка нагара в верхней части цилиндра ( М271)

 

Фото 3.1.6 . Нагар на головке и клапанах

Фото 3.1.7 . Нагар на впускном клапане

Фото 3.1.8 . Нагар на выпускном клапане

 

Фото 3.1.9 . Очень хорошо видны следы "полировки" стенок цилиндра ( М273)

Фото 3.1.10 . Форсунки для охлаждения днища поршней ( М273)

Фото 3.1.11 . Как видите нагар на поршне нарастает неравномерно . Двигатель М273 , 6-й цилиндр - нагара больше со стороны выпускных клапанов и спереди

 

 

 

 

Чтобы понять , какие детали покрываются нагаром - попытаемся для начала нарисовать температурную картину двигателя , точнее того , что относится к амере сгорания . Итак :

1) поршень . Примерная картинка температур - на фото 3.1.1 . Но это очень примерно . В центре днища поршня иногда доходит до 400 град. С . В зоне верхнего компрессионного кольца поле температур - от 250 град.С до 370 в случае применения турбонаддува . Ниже маслосъемного кольца - на 10...40 град.С ниже . Температура в зоне поршневых колец зависит от многих факторов - это из степень износа / закоксованности - чем больше зазор , тем больше горячих газов прорывается - а значит температура еще больше растет . Второй , немаловажный фактор - вязкость масла - чем она выше , тем большее сопротивление трению масло создает . Это не основополагающий фактор , но свои градусов 10...20 добавить может вполне . Кроме того не забываем об еще одном предназначении масла - отвод тепла от поршня к стенкам цилиндра . Пока мы имеем чистый поршень , без нагара - тепло через масло отводится к стенкам цилиндра , в свою очередь охлаждаемым рубашкой системы охлаждения . Нагар , покрывающий цилиндрическую часть поршня ( фото 3.1.4. ) затрудняет отвод тепла . На поверхностях внутри поршня темературы намного меньше - 150...200 град.С и потому они подвергаются другому отрицательному влиянию - образованию лака на стенках . Для лучшего охлаждения днища поршня на большинстве двигателей Мерседес применяют масляные форсунки - см. фото 3.1.10 ;

2) стенка цилиндра - смотри фото 3.1.5 . Температура максимальная в точке остановки верхнего компрессионного кольца в ВМТ - от 200 до 250 град. С . Нагар на стенке цилиндра может образовываться только в зоне выше уровня основки верхнего компрессионного кольца в ВМТ . Масло в формировании этой ленточки практически не участвует , разве только не попадает в больших количествах в камеру сгорания из системы вентиляции и втулки клапанов ( через маслосъемные колпачки ) . Обычно толщина нагара в этой зоне невелика ;

3) головка блока цилиндров , точнее та ее часть , которая формирует камеру сгорания . Смотри фото 3.1.6 . Здесь вообще интерсная ситуация - конкретно этот двигатель был "завален" мазеобразной гущей ( смотри фото 3.3.1 ...3.3.6 ) . Речь идет о двигателе М275 , на котором 20000 км не менялось масло . Но вот камера сгорания - почти в образцовом состоянии !

4) клапана . Впускные клапана при максимальной нагрузке могут нагреваться 350...500 град.С , выпускные - до 700...900 град.С . Это хорошо видно по фото 3.1.7 ...3.1.8 - разный характер нагара на впускных клапанах и выпускных . Наибольшему нагарообразованию подвергаются в основном впускные клапана - как стержни , так и тарелки - с обеих сторон ( причина кроется как в попадании во впускной коллектор паров масла из ситемы вентиляции картера , так и проникновении части масла через втулки клапанов , т.е. через маслосъемные колпачки , особеной если учесть в бензиновых нетурбированных моторах во впускном коллекторе разрежение доходит до 0,7 бара на режиме холостого хода ) . На выпускных клапанах нагар тоньше , правда тверже - под воздействием высоких температур он легче выгорает . Как раз на фото 3.1.6 хорошо видно - нагар на впускных клапанах черного цвета , на выпускном - коричневого .

Не забываем еще один момент - в бензиновых двигателях с впрыском во впускной коллектор топливные форсунки люьт аккурат на впускные клапана . Так что топливо добавляет нагарообразование на спускных клапанах . Повторюсь - не касается дизельных двигателей и бензиновых с непосредственным впрыском , которые на мерседесовском торговом языке называются CGI -  в обоих типах впрыск осуществляется непосредственнов камеру сгорания .

 

Чем опасен нагар ? Попробую перечислить :

1) пойдем по ходу - впускные клапана . Наросты на тарелках клапанов ( со стороны впускного коллектора ) приводят к  уменьшению количества воздуха как за счет снижения проходного сечения , так и повышенного сопротивления ( согласитесь , что вдоль гладкого клапана поток воздуха пойдет веселее , чем по изрытому , как поверхность Луны ) . Кроме того частички нагара так или иначе оказываются между тарелкой клапана и седлом клапана в камере сгорания . Накопление в этой зоне может привести к негерметичности зоны уплотнения впускной клапан - седло . Мелочь , но часть газов во время рабочего хода и такта выпуска будут попадать во впускной коллектор ( в котором кроме прочего еще и разрежение ) . Для Жигулей это было бы малозаметно . Но Мерседес достаточно точно настраивает  впускные коллектора , которые как правило имеют изменяемую длину , т.е. картина волновых колебаний будет нарушена ;

2) впускные клапана . Наросты на штоках клапанов , коксование во втулках впускных клапанов . Живой пример - беды с двигателями М271 с серийными номерами до ...30 677695 . Помните беды , когда на скоростях около сотни загорался Check Engine , мотор начинало трясти , ессно падала мощность . Для устранения неисправности менялись пружины впускных клапанов на более мощные , в одно время менялись и клапана на версию с кромкой для снятия нагара . А дефект как раз и состоял в зависании впускных клапанов ;

3) днище поршня , камера сгорания и часть стенки цилиндра над верхним поршневым кольцом . Нагар , точнее его толщина на объем камеры сгорания оказывает незначительное влияние , но нагар имеет свойство при большой толщине ( когда отвод тепла к деталям двигателя ухудшается ) начинать нагреваться и тлеть , что может привести к преждевременному поджигу смеси , т.е. очень раннему зажиганию ( т.н. калильному ) . Это приводит как минимум к потере мощности , как правило - к повышенному износу или постепенному разрушению деталей двигателя . Понятно , что я описываю какие-то ужасные ситуации , которые не столь часто встречаются на автомобилях Мерседес-Бенц , владельцами которых как правило являются люди состоятельные ( я подразумеваю своевременное обслуживание в специализированных техцентрах , использование только лучших материалов , щадящие режимы эксплуатации - без прицепов , без 5-километровых марш-бросков от трассы до дачи по раскисшей грязи с тещей , двумя детьми , запасом жратвы и пойла на два дня , пятью рулонами рубероида ну и т.д. ) . Но это не значит этого не может быть ! Помните фильм ДМБ :

- Ты суслика видишь ?

- Нет !

- И я не вижу . А он есть !

4) поршень . Нагар на днище и всей его цилиндрической части приводит к ухудшению охлаждения поршня . Нагар , покрывающий цилиндрическую часть порщня мешает нормальному теплоотводу к стенкам цилиндра . Вообще охлаждение поршня идет тремя вариантами :

- свежей топливо-воздушной смесью . Та часть нагара , что покрывает днише поршня как раз и не дает этого делать ;

- маслом путем разбрызгивания ( барботажа ) охлаждаются внутренние стенки поршня ;

- через масляную пленку - на стенки цилиндров , охлаждаемые соответственно системой охлаждения . Чем толще нагар , тем хуже теплопередача . И если юбка поршня намного холоднее , то в верхней части  температура алюминиевого поршня достаточно высока . Как ведет себя поршень при перегреве - можно посмотреть на фото 3.1.12 . Еще показательнее фото 3.1.14 - изображен поршень дизеля ОМ647 . В системе наддува вышел из строя электропривод регулятора давления наддува и турбина "дула на все деньги" . Результат Вы видите . Понятно , что к нагарообразованию это фото никакого отношения не имеет . Но ! Есть много любителей "чиповать" турбомоторы - а это делается главным образом за счет давления наддува . На у во-вторых - это наглядный пример , как поршень может легко пострадать от перегрева .

 

Фото 3.1.12 . Перегрев поршня

Фото 3.1.13 . Хон на стенке цилиндра М271

Фото 3.1.14 .Перегрев поршня ОМ647 в результате неисправности системы наддува

Фото 3.1.15 . Жиклер системы вентиляции картера М113

 

5) поршень . Высокая температура в зоне поршневых колец приводит к усиленному нагарообразованию . Результатом может стать заполнение нагаром канавок поршневых колец с потерей подвижности последних - то , что называется "кольца залегли" . Результат - повышенный износ ЦПГ , увеличение прорыва газов , свежего и несгоревшего топлива и влаги воздуха в картер , что окончательно добивает масло . Здесь важно понимать , что наиболее напряженным с точки зрения смазки является верхнее комрессионное кольцо . Когла поршень движется вниз - ему достается часть масла , отдозировано оставленная маслосъемным кольцом и частично снятая нижним компрессионным кольцом . При этом и верхнее кольцо должно оставить часть масла на стенке цилиндра - для хода поршня от НМТ к ВМТ . И здесь можно рассматривать ситуацию с увеличенными зазорами ( в результате залегания колец) , когда масла на стенке остается очень много - тогда оно угорает и ситуацию с уменьшенными зазорами - в основном за счет нароста нагара - тогда верхнему кольцу достается совсем мало масла ;

6) поршень . Слой нагара над первым компрессионным кольцом ( фото 3.1.5) - субстанция довольно твердая . Он приводит к т.н. полировке стенок цилиндра . Даже если отбросить банальное увеличение диаметра цилиндра , т.е. и увеличение зазора межде поршнем и цилиндром - остается самая главная проблема  - потеря хона . Цилиндры хонингуют специально (фото 3.1.13 ) - канавки удерживают масло на стенке . На отполированной поверхности масло держится намного хуже - это надо понимать . А там , где масляная пленка тоньше или ее вообще нет - там начинается износ . Показательным в плане полировки является фото 3.1.9 - стенка цилиндра двигателя М273 - отлично видны проплешины полировки . А на фото 3.1.11 - поршень из этого же двигателя . Пробег всего ничего для мерсодвигателя - около 60000 км .

 

Как бороться с нагаром ? Ответ - из разряда медицинских - нагарообразование легче предупредить , чем лечить . Рецепт один и тот-же - почаще меняйте масло , избегайте коротких поездок , следите за температурным режимом двигателя - опасен как перегрев , так и недогрев . Далее :

1) неплохим способом борьбы является применение моющих присадок в топливо , таких как "Keropur" 3131 S45 N , оригинальный номер для заказа A000 989 2545/12 . Штука эффективная и неплохо очищает от нагара клапана и камеры сгоранияАналогичные присадки добавляются и в т.н. премиальные бензины топливных компаний ВР , Лукойл , ТНК , Shell . Причем если Вы уже заправили Лукойл Экто или ВР Альтимейт , то лить оригинальный мерседесовский Керопур в бак уже не стоит - некоторые присадки не очень хорошо работают совместно , да и превышение концентрации - не есть хорошо ;

2) своевременно менять воздушные фильтры . Проведите такой эксперимент : снимите воздушный фильтр , снимите крышку маслозаливной горловины . На работающем двигателе попытайтесь прикрыть ладонью расходомер ( ну хорошо - пусть датчик массового расхода воздуха ) . Если второй ладонью прикрыть и открытую маслозаливную горловину , то Вы почувствуете , как возрастает разрежение . Т.е. растет разрежение в картере , значит больше воздуха с "висящими" в нем парами и туманом масла попадает во впускной коллектор из картера через систему вентиляции . Двигатель всасывает воздух оттуда , откуда легче - если воздушный фильтр забит и создает большое сопротивление - значит будет тянуть воздух из системы вентиляции картера . Был у меня интересный случай - пришла машина - 210.055 с двигателем М104 после замены прокладки головки блока . Дефект был такой - за два...три дня уровень масла в двигателе падал на 3...4 литра (!) . Оказалось , что механик , выполнявший операцию , "потерял" жиклер в патрубке системы вентиляции ( диаметром 1,5 мм ) . Шланг этот идет от кронштейна компрессора кондиционера , одновременно выполняющем функцию камеры системы вентиляции , к впускному коллектору . Поэтому двигатель вытягивал в виде паров и тумана масло из картерного пространства с такой скоростью . На фото 3.1.15 показан аналогичный жиклер системы вентиляции , только на двигателе М113 . Если при чистке системы вентиляции Вам вздумается при чистке этого жиклера сделать его побольше - теперь Вы знаете , к чему это может привести ;

3) используйте масла с показателем испаряемости Noack как можно меньше . Лучшие масла имеют показатель около 7 , шикарным является 10...11 . Если больше - Вы будете иметь и угар масла и повышенное нагарообразование . Другое дело , что не все производители указывают этот параметр . Не путайте с температурой вспышки - это совсем другой показатель ;

4) кроме того масла из листа допуска 229.5 на 50% менее склонны к нагарообразованию , чем масла из листа допуска 229.3 и 229.1 .

 

               3.2. Лак

 

Лак - думается все видели пожелтевшие детали под клапанными крышками . Это и есть "лак" - тонкая пленка сперва липкого , потом твердого углеродистого вещества . Природа возникновения лака - полимеризация масла ( точнее сказать капельного тумана , возникающего в результате его разбрызгивания вращающимися частями двигателя и частично паров масла ) на умеренно нагретых деталях в присутствии кислорода воздуха . Т.е. лаком покрываются только те внутренние поверхности двигателя , которые расположены над зеркалом масла в картере ( фото 3.2.1 ... 3.2.4 ) и не подвергающиеся трению . Основная беда , которую несет с собой лакообразование - ухудшение теплоотвода . Особенно это касается поршня , которому и без этого тяжело . Лакообразование идет тем интенсивнее , чем выше температура деталей . Процесс этот характерен для всех двигателей , всех типов масел в силу специфики конструкции двигателя внутреннего сгорания вообще . Слой лака тем толще , чем дольше работает двигатель .

 

Избавиться от лака крайне тяжело . Промывка двигателя специальными маслами малоэффективна , кроме того не предусмотрена заводом - изготовителем .

Главными же факторами , определяющими степень лакообразования являются моторное масло и температура деталей двигателя . Но если на температуру мы можем влиять лишь косвенно , то выбор масла - это то , что нам под силу . Такие компании , как Shell и ExxonMobil широко используют ( скажем так - у них есть совместное предприятие по производству присадок - Infineum ) в качестве присадок алкилсалицилаты ( точное название - длинноцепочные алкилсалицилаты кальция Calcium Long Chain Alkyl  salicylate ) - сложные присадки , одновременно исполняющие обязанности моющих , диспергирующих , антиокислительных и антифрикционных присадок ( скажем так : при наличии 0,5 % салицилатов в масле они выполняют антиокислительные свойства , в дозах более 2% - моющие и диспергирующие свойства ) . Со слов Шелла наличия 2,5...5 % (масс.) алкилсалицилатов достаточно для победы над лакообразованием внутри двигателя . Одно но ! Их широкому применению мешает достаточно высокая цена и рост зольности . Последнее все чаще становится неприменимым из-за распространения LowSAPS масел . Борьба в этом направлении идет постоянно . Посмотрим...

 

Фото 3.2.1 . Лак на внутренней поверхности поршня

Фото 3.2.2 . Лак на деталях под клапанными крышками ( М120)

Фото 3.2.3 . Лак на стенках блока цилиндров ( М120)

Фото 3.2.4 . Лак на стенке в нижней части цилиндра ( М271) . Видно плохо - половина в тени , но понятно

 

               3.3. Шлам

 

Шлам - субстанция , наводящая наибольший ужас на владельцев , ремонтников , конструкторов . Действительно , разобрав "умерший" двигатель страшно смотреть на килограмм "мазута" , равномерно покрывающий внутренности двигателя .

Шлам в большей части состоит из продуктов окисления масла и его компонентов . Оставшаяся часть ( по мере уменьшения содержания) : вода  , оксикислоты , карбены , карбоиды , зола , топливо , асфальтены . Оксикислоты , асфальтогенные кислоты - это кислые продукты окисления масла при низких температурах ( низкотемпературный шлам ) . Смолы , асфальтены , карбены , карбоиды - нейтральные продукты окисления , образующиеся при высоких температурах и являющиеся основой нагара , лаков ( но это не значит , что они не могут формировать шлам ) .  

 

Фото 3.3.1 . Отложения в клапанной крышке М275 ( масло не менялось 20000 км )

 

Фото 3.3.2 . Отложения на деталях ГРМ  М275 ( масло не менялось 20000 км )

 

Фото 3.3.3 . Это из головки блока цилиндров М275 ( масло не менялось 20000 км

 

Фото 3.3.4 . Отложения в головке блока М275 ( масло не менялось 20000 км )

 

 

 

Фото 3.3.5 . Отложения в лабиринте системы вентиляции картера М120 ( низкое качество масла , менялось все вовремя )

Фото 3.3.6 . Отложения в лабиринте системы вентиляции картера М120 ( низкое качество масла , менялось все вовремя )

 

 

 

Причин образования шлама несколько :

1) одна из составляющих шлама - т.н. "нитратный" шлам . В том или ином виде этот тип шлама формируется всегда . Источник - оксиды азота - продукты горения топлива , так или иначе проникающие из цилиндров в картер . Образующийся при этом диоксид азота NO2 реагирует с полярными компонентами масла , что и приводит к образованию органических нитратов - основы шлама . Они полимеризуются в длинные цепи , связывают собой грязь , сажу , механические примеси , в достточном количестве содержащиеся в масле и наконец образуют шлам . И чем на более бедных смесях работает двигатель - тем больше образуется оксидов азота . Особенно это касается дизельных двигателей и особенно с непосредственным впрыском топлива CDI - про содержание в выхлопных газах NOx слышали все ;

2) увеличенные интервалы между заменами масла . Масло , кроме прочих стоящих перед ним задач , должно еще и удерживать во взвешенном состоянии все то дерьмо , которое в нем болтается . Для этого в состав масла вводятся диспергирующие присадки . Но наряду с моющими и антиокислительными добавками они также формируют щелочной фон масла . Соответственно при окислении последнего в результате просто старения , а также и воздействия внешних факторов ( вода , топливо , перегревы ) диспергирующие присадки "срабатываются" , т.е. перестают эффективно выполнять свои задачи . Т.е. перестают удерживать грязь во взвешенном состоянии , хотя бы для того , чтобы донести ее до фильтра . Ну - раз не удерживается - значит налипает на стенки ;

3) повышенное содержание воды в масле . В статье я описывал , откуда берется вода в масле . Чем старее масло , тем меньше TВN ( Total Base Number - щелочное число ) , значит большее количество кислот оказывается не нейтрализованным , т.е. растет TAN ( Total Acid Number - кислотное число ) . С ростом содержания оксислот последние активно вступают в реакцию с водомасляными эмульсиями , формируя шлам . Вода попадает в двигатель и зимой и летом , и чем старее масло , тем опаснее ее влияние на формирование шлама . Лето менее опасно для образования шлама - температуры двигателя выше ( скажем так - двигатель меньшее время работает на температурах ниже рабочих , т.к. быстрее прогревается , да и чаще нагревается до больших температур . Значит и вода испаряется интенсивнее ) . Зима опасна возможностями обмерзания элементов системы вентиляции картера , что ухудшает отвод паров воды ( а заодно и топлива ) из картера в систему вентиляции - а оттуда - в камеру сгорания . Наиболее типичный пример - М271 : крайне часто приходится сталкиваться со случаями , когда с федеральных трасс привозят автомобили с заклинившими двигателями . Температура - близко к минус 30 , скорость - близко к 150 . Вентиляция обмерзает , давление в картере растет , выбивает масляный щуп - а из его  трубки - и большую часть масла . Но в данном случае я не пытаюсь разобраться непосредственно в дефекте - смысл в том , что система вентиляции может быть непроходимой ;

4) короткие поездки , когда двигатель слишком короткое время работает на рабочей температуре или не прогревается вообще ( положим Вам до работы 4 км и может даже без пробок ) . Особенно опасны в этом плане зимы . Косвенно механизм разрушения масла в этой ситуации я описал выше - в пункте 2 ;

5) топливо . Особенно много вреда приносит сера , содержащаяся в частности в дизельном топливе . Попадая вместе с топливом в картер , а значит и масло - сера взаимедействуя главным образом с водой , образует кислоты . И они тем агрессивнее действуют на масло , чем больше концентрация воды и серы в масле . Дальнейший ход событий уже понятен ;

6) сажа . Сажи из цилиндров поступает много - это и просто продукт горения , в частности дизельного топлива и продукт неполного сгорания тооплива ( например горения богатой смеси при холодном пуске двигателя , длительном прогреве двигателя без нагрузки ) . Сама по себе сажа не столь опасна в плане химических процессов , но она "утяжеляет" масло , задействует диспергирующие присадки   ;

 

Чем опасен шлам ? Это :

- ухудшение теплоотвода . Толстый слой шлама в поддоне отделяет масло от от алюминия поддона , тем самым лишая масло возможности отдавать тепло . Масло в двигателе охлаждается двумя способами - в теплообменнике "вода-масло" ( наиболее применимая схема для Мерседесов ) или в масляно-воздушном радиаторе ( характерно для двигателем AMG) и , главным образом - в поддоне двигателя ;

- снижает прокачиваемость . Это и отложения в масляных каналах , на сетке маслоприемника , залепленный отложениями масляный фильтр . Здесь много пояснений делать не надо - все понимают , что это - короткая дорога к механическим разрушениям в двигателе ;

- снижает срок службы нового масла . Если шламообразование имело место быть  , внутренние полости и масляные каналы покрыты изрядным слоем отложений , то свежее масло так или иначе начинает задействовать пакет присадок для ликвидации отложений . Теряется запас моющих и диспергирующих присадок . И может так статься , что не отмыв и части отложений ( я говорю только о шламе ) масло и фильтр уже приходят в негодность , не отработав и 10...20% ресурса . Вот почему для особо загрязненных двигателей рекомендуется использовать не промывочное масло , а многократные замены масла с интервалами 1500...2000 км . Или разборка двигателя для его очистки . Дорого , но очень эффективно . Оосбенно положительно влияет на психологию владельца - оплатив такую операцию большинство владельцев резко переходят с межсервисных интервалов 15000 км на 10000 км или даже меньше .

 

Как не допустить шламообразования ? Ответы стары как мир :

- сокращенные межсервисные интервалы ;

- использование только рекомендованных заводом-изготовителем масел в соответствии с предписанными для Вашего двигателя листами допуска ;

- сведение к минимуму коротких поездок , ну или по меньшей мере обязательное чередование коротких и длительных поездок ;

- снижение времени прогрева двигателя в холодное время . Прогревать двигатель лучше в движении с минимальной нагрузкой , по возможности не отбирая тепло от двигателя через печку ;

- использование качественного топлива ;

Если Вам удастся выполнить последние четыре пункта - значит Вы живете в Германии , Швеции или Швейцарии . В России реально выполним только первый пункт - сокращение межсервисного пробега .

 

4. Влияние качества масла на количество отложений в двигателе

 

Если посмотреть на "паутинку" , то много станет понятным - чем больше закрашено поле - тем лучше защита двигателя от отложений . Из диаграммы понятно , что масла 229.5 просто на порядок лучше масел 22.3 и 229.1 в плане защиты от нагаро- и шламообразования . Я думаю , что спустя какое-то время пополню этот раздел большим количеством информации , пока остановлюсь на этом .

 

5. И еще...

 

Если шламообразование еще как-то можно визуально обнаружить - на щупе , в маслозаливной горловине , то нагары , лаки выявляемы либо "вскрытием" либо осмотром с помощью эндоскопа . Предупредить образование отложений сложно , избавиться от них - еще сложнее . Конечно , чем более изношен двигатель - тем больше отложений будет в его утробе . Но не всегда относительно новые двигатели с малыми пробегами должны вызывать спокойствие у владельцев . Проблемы могут появиться и на пробегеах порядка 60...80 тысяч километров . Вот Вам пример - фото 5.1.  - износ зубьев звездочек распредвалов на двигателе М271 . Износ угрожающий , вполне способный вызвать перескакивание цепи на несколько зубьев . И что интересно - такой дефект можно встретить и на пробеге 60000 км , а можно не иметь его и к 200000 км . Да , явно конструктора не подрасчитали , но этот дефект не имеет такового массового характера , как износ звездочек балансирного вала на М272 / паразитной звездочки на М273 . Там был конкретный конструкторско-технологический просчет . В случае с М271 зависимость выявить труднее . Моя точка зрения - отложения создают проблемы не только в поршневой , вкладышах , под клапанной крышкой . Не обходят они стороной и цепной механизм газораспределения . В частности отложения образуются и в зазоре между роликами цепи и их осями . Заклиниваний роликов я не встречал - ну не буду же я прощупывать все ролики , но затрудненное вращение - сплошь рядом . Вот и получается , что при обегании цепи по звездочке распредвала ролики вращаются во впадинах звездочки , т.е. имеет место трение - а значит и износ . Тогда как ролик должен почти неподвижно лежать во впадине , а подвижность цепи должна обеспечиваться за счет вращения оси ролика цепи в самом ролике .

 

Фото 5.1 . Износ зубьев М271

 

 

 

 

 

 

 

 

Прошу не относится к этой , да и другим статьям как к "ужастикам" . У меня нет задачи закошмарить владельцев мерседесов . Тем более , что избавиться и забыть про большинство описанных проблем можно достаточно легко - просто сократив межсервисный интервал - до 10000 км в условиях , обычных для российской специфики и до 7000...8000 , если условия тяжелые .

Как-то так !