Где грязь в двигателе?
«Грязь» в двигателе – откуда берется и как с ней бороться?
Постоянное стремление к снижению расхода топлива и все более строгие нормы выбросов в выхлопных газах существенно усложнили конструкцию современных моторов. Достигнутый прогресс позволил получить новые решения, направленные на улучшение эксплуатационных характеристик двигателей внутреннего сгорания при одновременном снижении спроса на топливо. В теории все звучит здорово. Однако на практике оказывается, что более высокий коэффициент полезного действия во многих случаях влечет за собой существенное снижение надежности, так как силовые агрегаты становятся все более чувствительными к «грязи», которая образуется в процессе работы.
Двигатели старых конструкций, которые выдерживали по 500 000 или даже 1 000 000 км без капитального ремонта, остались только в легендах. Теперь же удовлетворительным результатом считается потолок в 200-300 тыс. км. Причин тому несколько. Это и высокая степень форсировки двигателей, и точно выверенный расчет производителя на ограниченный срок службы автомобиля, и передовые технологии, которые зачастую оказываются несовершенными. Но самый большой враг прогрессивного мотора – современный город. Именно эксплуатация в неблагоприятных городских условиях способствует быстрому накоплению грязи.
Так что же скрывается под широким понятием грязь?
Это, в первую очередь, нагар, копоть и шлам, возникающие в результате контакта смеси из остатков моторного масла и несгоревшего топлива с горячими элементами двигателя.
Условно можно выделить две главные причины появления грязи. Первая, передовые технологии, направленные на снижение расхода топлива и выброса вредных веществ. Вторая, современные условия эксплуатации.
В первой группе причин можно найти двух основных виновников – систему рециркуляции выхлопных газов ( EGR ) и непосредственный впрыск топлива. Система EGR смешивает часть выхлопных газов с порцией свежего воздуха, что пагубно влияет на состояние впускного коллектора и впускных клапанов. Непосредственный впрыск дополнительно усугубляет проблему, поскольку топливо подается прямо в цилиндры, минуя впускные клапаны. В результате клапаны не омываются топливом, а значит, не очищаются. Процесс образования и накопления грязи ускоряется.
По мере развития технологий, отверстия распылителей топливных форсунок становятся все меньше, что делает их более чувствительными к наличию примесей. Даже небольшое количество «грязи» может привести к снижению количества подаваемого топлива или неправильному его распылу.
В бензиновых двигателях с непосредственным впрыском топлива форсунки работают в очень жестких условиях, прямо в камере сгорания, где подвергаются воздействию высоких температур и давлению газов. Такие экстремальные условия повышают вероятность возникновения отложений не только на форсунках, но и на других ключевых элементах двигателя. А это, в свою очередь, приводит к неполному сгоранию топлива, что еще больше способствует загрязнению.
Непосредственный впрыск позволяет уменьшить расход топлива, но в тоже время способствует увеличению концентрации оксидов азота в выхлопных газах. Система EGR призвана бороться с побочным эффектом. Круг замкнулся.
Еще одна ключевая причина накопления грязи – городские условия эксплуатации. Преодоление коротких отрезков, и, как следствие, неполный прогрев двигателя, движение на низких оборотах, а так же постоянные трогания и остановки – это все то, что не любят современные моторы. Силовой агрегат вынужден работать на богатой смеси, что способствует отложению грязи. Низкопробное топливо дополнительно усиливает проблему.
Теоретически, более старые и менее высокотехнологичные двигатели менее склонны к накоплению грязи. Но и они в современных условиях эксплуатации, в сочетании с приличным возрастом, подвержены этому недугу.
Какие последствия?
Все больше и больше современных двигателей оснащаются системой непосредственного впрыска и системой рециркуляции отработавших газов. По данным исследования, более половины водителей совершают, по крайней мере, три поездки в день продолжительностью менее 20 минут. Все это говорит о глобальных масштабах проблемы.
Сначала примеси оседают на стенках впускного коллектора, клапанах и форсунках. Грязь, накапливающаяся во впускном коллекторе, мешает нормальному движению воздуха – увеличивается сопротивление и уменьшается поток. Загрязненные впускные клапаны не только влияют на сам процесс формирования топливно-воздушной смеси (нарушаются пропорции), но и не полностью закрываются, что оказывает значительное отрицательное влияние на производительность двигателя. Клапану системы рециркуляции отработавших газов ( EGR ) тоже приходится нелегко. Нечистые выхлопные газы приводят к его загрязнению и, как следствие, заклиниванию.
Пагубное воздействие оказывается и на топливные форсунки. Распыление топлива производится через отверстие размером, равным диаметру человеческого волоса. Распылитель легко закупоривается продуктами горения, правильное дозирование топлива становится практически невозможно.
Подвергаются загрязнению и свечи зажигания, особенно при работе на богатой смеси, пока двигатель не прогрелся до рабочей температуры. В результате, со временем, эффективность свечей зажигания падает. Кроме того, грязь накапливается в турбонагнетателе (при его наличии) и катализаторе (фильтре твердых частиц).
Нехватка воздуха в цилиндрах приводит к переобогащению смеси, а загрязнение форсунок к ее обеднению. Грязные свечи зажигания имеют проблемы с искрой, а загрязненные элементы выхлопной системы ухудшают отток выхлопных газов. Все это сбивает с толку современную электронику, которая упорно пытается нормализовать работу двигателя. В итоге – мощность падает, а расход топлива растет.
Как защитить себя от последствий?
Решения три. Купить автомобиль с простым двигателем, избегать эксплуатации в городе или заправляться только лучшим топливом.
Все более строгие нормы выбросов порождают все более и более продвинутые технологии, снижающие расход топлива. Однако прогрессирующая урбанизация сокращает ресурс двигателя. Грязный двигатель все еще может доставлять удовольствие от вождения, но вскоре он непременно станет источником больших проблем. Единственное, чем можно минимизировать или оттянуть последствия – заправляться качественным топливом.
Грязь и отложения в камере сгорания ДВС автомобиля
Во время работы двигателя внутреннего сгорания в нём постоянно происходит трение рабочих поверхностей, что приводит к их истиранию и износу двигателя. Каким бы масло не было и как часто вы его не меняете — износ будет. Для снижения трения в двигателях внутреннего сгорания применяются специальные меры — подача смазывающего материала к трущимся поверхностям или же его статическое нахождение в узлах трения (обычно это консистентная смазка в подшипниках качения). Смазывающим веществом в двигателе служит моторное масло, которое в большинстве случаев нефтяного происхождения. Масло подаётся в систему смазки под давлением, которое развивает шестерёнчатый (или другой тип насоса) насос. Масло поступает по каналам ко всем трущимся поверхностям снижая силу трения и охлаждая детали. Каналы в системе смазки имеют определённое сечение и производительность и чем выше эта производительность — лучше смазка и выше срок службы двигателя. Но чрезмерно большими каналы сделать нельзя, так-как это приведёт к снижению прочности, поэтому каналы имеют строгие геометрические параметры.
|
Если владелец автомобиля использовал некачественного моторное масло или нарушал интервалы его замены, то в двигателе ярче проявляется вредное явление — отложения грязи и нагара. Различного рода отложения сужают масляные каналы и снижают производительность системы смазки в целом, приводят к разбалансировки вращающихся деталей и масляному голоданию всех трущихся поверхностей, особенно тех, которые находятся на значительном удалении от масляного насоса (дальние коренные шейки и шатунные шейки, ГРМ) и к локальному перегреву деталей и узлов.
Отложения в канавках поршня вокруг колец препятствуют их движению и прижиманию к стенкам цилиндра (заклинивание, залипание, прихватывание колец). В результате заклинивания и затруднения движения колец, они не прижимаются к стенкам и не обеспечивают компрессию в цилиндрах, мощность двигателя падает, возрастает прорыв газов в картер и расход масла. Прижимание колец отложениями к стенкам цилиндра приводит к чрезмерному износу цилиндров.
Полирование стенок цилиндров — отложения на верхней части поршней полируют внутренние стенки цилиндров. Полировка препятствует удержанию и сохраняемости масляной пленки на стенках и значительно ускоряет скорость износа.
Отложения в камере сгорания образуются из частиц углерода, в результате неполного сгорания топлива и солей металлов входящих в состав присадок в результате термического разложения остатков масла попадающих в камеру. Эти отложения накаляются и вызывают преждевременное возгорание рабочей смеси (до появления искры). Такое зажигание называется преждевременным или калильным зажиганием. Это создает дополнительные напряжения в двигателе (детонация), что приводит к ускоренному износу подшипников и коленчатого вала. Кроме того, перегреваются отдельные части двигателя, снижается мощность, повышается расход топлива.
Засорение свечей зажигания. Отложения, скопившиеся вокруг электрода свечи, замыкают искровой промежуток, искра становится слабой, зажигание — нерегулярным. В результате этого снижается мощность двигателя и повышается расход топлива.
Но даже если вы будете соблюдать интервалы замены масла и использовать только качественные синтетические масла, то отложения всё равно будут, только в значительно меньшей степени и их влияние на работу двигателя будет минимальным.
Давайте теперь разберёмся по каким причинам меняются свойства моторного масла:
1. Высокотемпературные и окислительное воздействие;
2. Механохимические преобразования компонентов масла;
3. Накопление продуктов износа механических частей двигателя и масла:
— продуктов преобразования масла и его компонентов;
— продуктов сгорания топлива;
— воды;
— продуктов износа
— загрязнений, попадающих в виде пыли, песка и грязи.
Окисление
В работающем двигателе разогретое моторное масло циркулирует и часто контактирует с воздухом, продуктами полного и неполного сгорания топлива (выхлопными газами). За счёт высокой температуры и давления кислород воздуха ускоряет окисление моторного масла. Этот процесс происходит быстрее в маслах склонных к пенообразованию. Металлические поверхности деталей выступают в роли катализаторов процесса окисления масла — масло нагревается, соприкасаясь с нагретыми деталями (в первую очередь, с цилиндрами, поршнями и клапанами), что значительно ускоряет процесс окисления. Результатом могут стать твёрдые лаковые продукты окисления (отложения).
На характер изменения масла в работающем двигателе оказывают влияние не только химические превращения молекул масла, но и продукты полного и неполного сгорания топлива, как в самом цилиндре, так и прорвавшиеся в картер.
Влияние температуры на окисление моторного масла. Выделяются два вида температурного режима двигателя:
— работа полностью прогретого двигателя (магистральный режим).
— работа не прогретого двигателя (частые остановки автомобиля — городской цикл).
В первом случае наблюдается высокотемпературный режим изменения свойств масла в двигателе, во втором — низкотемпературный. Существует множество промежуточных условий работы, например, зимний режим прогрева.
Продукты окисления и изменение характеристик моторного масла.
Кислоты. Наиболее существенными продуктами окисления масла являются кислоты. Они вызывают коррозию металлов, а на нейтрализацию образующихся кислот расходуются щелочные присадки, вследствие чего ухудшаются диспергирующие и моющие свойства и сокращается ресурс работы масла. Возрастание общего кислотною числа, TAN (total acid number) является основным показателем образования кислот. Кислоты образуются за счёт соприкосновения моторного масла с выхлопными газами, которые неизбежно попадают в картер двигателя.
Углеродистые отложения в двигателе. На горячих поверхностях деталей двигателя образуются разнообразные углеродистые отложения, состав и строение которых зависят от температуры поверхностей металла и масла.
Различают три вида отложений:
— нагар,
— лак,
— шлам.
Необходимо подчеркнуть, что образование и накопление отложений на поверхности деталей двигателя является результатом не только недостаточной окислительной и термической стабильности масла, но и недостаточной его моющей способности.
Нагар — это продукты термической деструкции и полимеризации масла и остатков топлива. Он образуется на сильно нагретых поверхностях (450° — 950°С). Нагар имеет характерный черный цвет, хотя иногда может быть белого, коричневого или другого цвета. Толщина слоя отложении периодически изменяется. По структуре, отложения бывают монолитными, плотными или рыхлыми.
Лак. Тонкий слой твердого или клейкого углеродистого вещества от коричневого до черного цвета, который образуется на умеренно нагретых поверхностях вследствие полимеризации тонкого слоя масла в присутствии кислорода. Лаком покрываются юбка и внутренняя поверхность поршня, шатуны и поршневые пальцы, стержни клапанов и нижние части цилиндров. Лак значительно ухудшает отвод тепла(особенно поршня), снижает прочность и сохраняемость масляной пленки на стенках цилиндров.
Смолы, шлам, смолистые отложения (осадки) в двигателе шлам образуется в результате:
— окисления и других превращений масла и его компонентов;
— накопления в масле топлива или продуктов разложения и неполного сгорания;
— воды.
Смолистые вещества образуются в масле в результате его окислительных превращений (сшивания окисленных молекул) и полимеризации продуктов окисления и неполного сгорания топлива. Образование смол усиливается при работе недостаточно прогретого двигателя. Продукты неполного сгорания топлива прорываются в картер двигателя при продолжительной работе на холостом ходу или в режиме стоп-старт. При высокой температуре и интенсивной работе двигателя, топливо сгорает полнее. Для уменьшения смолообразования и моторные масла вводятся диспергирующие присадки, которые предотвращают коагуляцию и осаждение смол. Смолы, углеродистые частицы, водяной пар, тяжелые фракции топлива, кислоты и другие соединения конденсируются, коагулируют в более крупные частицы и образуют в масле шлам, т.н. черный шлам.
Шлам — это суспензия и эмульсия в масле из нерастворимых твердых и смолистых веществ от коричневого до черного цвета. Состав картерного шлама:
— масло 50-70%
— вода 5-15%
— продукты окисления масла и неполного сгорания горючего, твердые частицы — остальное.
В зависимости от температуры двигателя и масла, процессы шламообразования несколько различаются. Различают низкотемпературный и высокотемпературный
Низкотемпературный шлам. Образуется при взаимодействии в картере прорывных газов, содержащих остатки топлива и воды, с маслом. В не прогретом двигателе вода и топливо испаряются медленнее что способствует образованию эмульсии, которая впоследствии превращается в шлам.Образование шлама в картере является причиной:
— возрастания вязкости (загустения) масла;
— закупоривания каналов системы смазки;
— нарушение подачи масла.
Образование шлама в коробке распределительного механизма является причиной недостаточной вентиляции этой коробки. Образовавшийся шлам является мягким, рыхлым, однако при нагреве (при продолжительной поездке)становится твердым и хрупким.
Высокотемпературный шлам. Образуется в результате соединения между собой окисленных молекул масла под влиянием высокой температуры. Увеличение молекулярной массы масла приводит к повышению вязкости.
В дизельном двигателе образование шлама и увеличение вязкости масла вызывается накоплением сажи. Образованию сажи способствуют перегрузки двигателя и увеличение жирности рабочей смеси.
Расход присадок. Расход, срабатывание присадок является определяющим процессом снижения ресурса масла. Наиболее важные присадки моторного масла — моющие, диспергирующие и нейтрализующие, расходуются на нейтрализацию кислотных соединений, задерживаются в фильтрах (вместе с продуктами окисления) и разлагаются при высоких температурах. О расходе присадок косвенно можно судить по уменьшению общего щёлочного числа TBN. Кислотность масла повышается вследствие образования кислотных продуктов окисления самого масла и серосодержащих продуктов сгорания топлива. Они реагируют с присадками,щелочность масла постепенно уменьшается что приводит к ухудшению моющих и диспергирующих свойств масла.
Влияние увеличения мощности и форсирования двигателя. Противоокислительные и моющие свойства масла особенно важны при форсировании двигателей. Бензиновые двигатели форсируются путем увеличения степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала, а дизельные — увеличением эффективного давления (в основном при при помощи турбонаддува) и частоты вращения коленчатого вала. При увеличении частоты вращения коленчатого вала на 100 оборотов в минуту или при повышении эффективного давления на 0,03 МПа, температура поршня увеличивается на 3°С. При форсировании двигателей обычно уменьшают их массу, что приводит к увеличению механических и тепловых нагрузок на детали.
Чем отмыть двигатель: полезные советы
Стиль жизни Лайфхаки
Содержание
Как отмыть двигатель, зависит от типа загрязнений: масляных, мазутных, внутренних или других. Указания для каждого случая — в нашей инструкции.
Вопрос, как отмыть двигатель собственной машины, непременно возникнет у автовладельца, привыкшего заниматься самостоятельным техобслуживанием своего авто. Проведение такой процедуры неизбежно для сохранения функциональности ключевого силового агрегата. Налипающие по наружной поверхности либо изнутри масло или прочие отложения способствуют нарушению терморегуляции, снижают рабочие и защитные характеристики, увеличивают риск проявления коррозии, других негативных явлений, вплоть до поломки. Во избежание столь неблагоприятного сценария придется основательно потрудиться над устранением загрязнений.
Чем отмыть двигатель автомобиля в домашних условиях: некоторые предупреждения
Часто для избавления мотора от загрязнений, особенно тех, что основательно присохли или въелись, автомобилисты применяют специальные установки, подающие чистящие составы под определенным давлением. Пользоваться этой методикой крайне нежелательно из-за повышения вероятности повреждения проводки, прокладок, других довольно хрупких элементов. С осторожностью надо относиться к известным растворителям. Нередко в качестве ответа на вопрос, чем можно отмыть двигатель, владельцы машины используют дизтопливо, керосин либо бензин. Первые два варианты приемлемы при отсутствии иных решений, но надо помнить, что после них при прогревании агрегата начнут выделяться едкие испарения. Бензин не подходит из-за немалого шанса возгорания.
Чем отмыть двигатель от масла и грязи: подготовка и приемлемые составы
Прежде чем отмыть двигатель, надо провести некоторую подготовку. Температурные показатели силового агрегата доводят до 50-60 градусной отметки, путем охлаждения или холостого прогрева. Аккумулятор предпочтительнее извлечь из-под капота. Отдельные электрические или хрупкие комплектующие: воздушный фильтр, трамблер, клеммы, другие элементы, — стоит защитить, обернув подходящим количеством фольги, скотча либо пленки. Непосредственно для отмывания поверхности мотора от маслянистых следов, некоторых других загрязнений существуют особые гели, пенки, аэрозоли или жидкости. Одним из них желательно воспользоваться.
Чем отмыть двигатель от масла: метод удаления
Планируя очистку внешних элементов мотора, надо после приобретения нужного средства ознакомиться с прилагаемыми производителем инструкциями, потом действовать по указаниям оттуда. Обычно все происходит приблизительно так. Загрязненные поверхности предварительно немного смачиваются водою. Затем, если вопрос, чем отмыть моторное масло с двигателя, был решен в пользу аэрозоля, он распыляется на проблемных участках. Для нанесения жидких средств применяется губка, а в труднодоступных уголках — мягкая щеточка. По завершении такой операции состав оставляется на агрегате на указанный изготовителем очистителя временной период. Потом подкапотное пространство промывается, но аккуратно, без повреждения проводки.
Чем отмыть нагар в двигателе
Избавлять мотор придется от пригоревшего изнутри масла. Такие операции обычно не осуществляются при регулярной замене этой технической жидкости, хотя и не помешают. Тут нужны составы для внутренней промывки, каковых известные производители, вроде LIQUI MOLY или Shell, выпускают достаточно много, а по цене они вполне доступны. Если при решении вопроса, чем отмыть двигатель от нагара внутри, предпочтение отдается быстродействующим очистителям, стоит рассмотреть Hi-Gear, воздействие которого продолжается всего 10 минут. Перед осуществлением подобных манипуляций необходимо обязательно слить остатки масла из системы, после чего туда заливается выбранное средство в требуемом по инструкции объеме. Пока промывочное масло внутри мотора, его включают на холостые обороты.
Чем отмыть мазут с двигателя
Отыскать ответ на вопрос, чем отмыть масляный нагар в двигателе, существенно проще, чем найти средство для устранения мазутных загрязнений, относящихся к трудноудаляемым. Часто автолюбители применяют для подобных операций бензин или иные растворители, но многие из них сулят увеличение опасности возгорания при последующем включении агрегата, да и демонстрируют невысокую эффективность. Значительно действеннее специальные универсальные очистители, вроде DOCKER MAZBIT TURBO. Эти составы содержат усиленные щелочные композиты, которые в сочетании с щадящими органическими присадками ускорят устранение мазутных пятен. Для застарелых загрязнений рекомендуется тактика замачивания.
Чем отмыть антифриз с двигателя
Подобное загрязнение тоже относится к непростым в удалении. Опять-таки недопустимо прибегать в мойке под давлением — это часто приводит к проблемам с располагающейся в подкапотном пространстве электроникой. Сгодятся уже упоминавшиеся в предыдущих пунктах очистители. Действовать потребуется по предложенной их изготовителем инструкции, при обязательном соблюдении правил предосторожности. Если специальных чистящих составов под рукою не оказалось, некоторые опытные автовладельцы советуют протереть проблемные места спиртом.
