Содержание к диссертации
Введение
1. Влияние низких температур на свойства смазочных материалов силовых агрегатов дорожно-строительных машин
1.1. Особенности влияния температуры окружающей среды на силовые агрегаты
1.2. Первые научные исследования 12
1.3. Пути поступления воды в моторные масла 13
1.3.1. Влияние климатических и погодных условий на обводнение моторных масел
1.3.2. Обводнение моторных масел при хранении, транспортировании и технологическом перекачивании
1.3.3. Обводнение моторных масел при хранении техники 17
1.3.4. Обводнение моторных масел при эксплуатации техники 18
1.4. Растворимость воды в моторных маслах 20
1.5. Осадкообразование в моторных маслах 21
1.6. Методика оценки склонности моторных масел к низкотемпературному осадкообразованию 28
1.7. Выводы 33
2. Теоретические исследования 37
2.1. Расчёт расхода картерных газов 37
2.1.1.Выводы 40
2.2. Методика расчета для определения количества влаги, поступающей в систему смазки при конденсации паров воды картерных газов 40
2.2.1. Расчет процесса горения дизельного топлива 42
2.2.2. Расчет влагосодержания продуктов сгорания 45
2.2.3. Определение значения парциального давления насыщенных паров 46
2.2.4. Определение плотности сухих продуктов сгорания 46
2.2.5. Определение значения температуры точки росы картерных газов 47
2.2.6. Алгоритм расчета 47
2.2.7. Выводы 51
3. Экспериментальные исследования 52
3.1. Исследование влияния воды на изменение концентраций присадок в моторных маслах 53
3.1.1. Описание экспериментальной установки 54
3.1.2. Объект исследования 60
3.1.3. Методика эксперимента для оценки влияния воды на изменение концентрации присадок в моторных маслах 52
3.1.4. Результаты лабораторных исследований 64
3.1.5. Выводы 71
3.2. Исследование интенсивности поступления картерных газов 72
3.2.1. Объект исследования и оборудование 72
3.2.2. Методика эксперимента 75
3.2.2.1. Исследование расхода картерных газов на разных скоростных режимах работы холостого хода двигателя 75
3.2.2.2. Исследование расхода картерных газов при различных режимах нагружения силовой установки 7g
3.2.3. Выводы 79
3.3. Исследование интенсивности изменения температуры охлаждающей жидкости, среды в объёме картерного пространства и обводнения масла в период прогрева силовой установки
3.3.1. Объект исследования и оборудование 80
3.3.2. Методика эксперимента 81
3.3.3. Выводы 83
4. Рекомендации по снижению обводнения моторных масел при эксплуатации техники в условиях низких температур 84
4.1. Предпосылки направлений работ по снижению интенсивности обводнения моторных масел при эксплуатации техники в условиях низких температур 84
4.2. Особенности конструкции и обслуживания силовых установок при эксплуатации техники в условиях низких температур
4.2.1. Система охлаждения двигателя 87
4.2.2. Система смазки двигателя 87
4.3. Пути снижения интенсивности низкотемпературного осадкообразования в двигателях 90
4.4. Пуск и прогрев двигателя 91
4.5. Хранение и транспортировка моторных масел 96
4.6. Выбор параметра и оценка работоспособности моторного масла для определения периодичности технического обслуживания 98
Выводы 106
Библиографический список 109
- Обводнение моторных масел при хранении, транспортировании и технологическом перекачивании
- Методика расчета для определения количества влаги, поступающей в систему смазки при конденсации паров воды картерных газов
- Методика эксперимента для оценки влияния воды на изменение концентрации присадок в моторных маслах
- Предпосылки направлений работ по снижению интенсивности обводнения моторных масел при эксплуатации техники в условиях низких температур
Введение к работе
Актуальность работы обусловлена рядом проблем, возникающих при эксплуатации дорожно-строительных машин в суровых климатических условиях. Низкие температуры со значительными перепадами, ветровые нагрузки,, отсутствие условий для обслуживания, ремонта и хранения техники - всё это накладывает свои специфические особенности на её эксплуатацию в северных регионах.
При низких температурах повышается хрупкость конструкционных и вязкость эксплуатационных материалов, ухудшаются условия смазки трущихся поверхностей деталей. Это повышает вероятность выхода из строя узлов и агрегатов, ведёт к сокращению ресурса техники.
При эксплуатации дорожных машин в условиях низких температур в результате конденсационных процессов в объёме картерного пространства происходит обводнение моторных масел. Вода инициирует усиление межмолекулярных взаимодействий продуктов с низкой агрегатной устойчивостью, что влечёт за собой переход растворённых в масле соединений в нерастворённое состояние, в том числе присадок, и уменьшение их концентраций в объёме масла. В результате чего в системах смазки силовых установок происходит образование чёрных мазеобразных отложений, которые блокируют масляные фильтры, сетки маслоприёмников, ухудшают проходимость масляных магистралей, загрязняют систему смазки в целом. Всё это приводит к сокращению ресурса работы как силовых установок, так и дорожно-строительных машин в целом.
Целью диссертационной работы является совершенствование технической эксплуатации дорожно-строительных машин в условиях низких температур.
Для её достижения необходимо решить ряд задач:
выявить возможные пути поступления воды в моторные масла как до заправки их в систему смазки, так и непосредственно во время использования;
разработать методику расчёта конденсационных процессов для определения количества воды, поступающей в систему смазки при запуске и прогреве двигателя в условиях низких температур;
дать оценку влиянию воды на изменение эксплуатационных свойств моторных масел;
провести экспериментальные исследования для получения данных об интенсивности движения картерных газов в зависимости от режимов работы силовой установки;
разработать рекомендации по снижению обводнения моторных масел и периодичности технического обслуживания силовых установок при
\
эксплуатации дорожно-строительных машин в условиях низких температур.
Объекты исследования: процессы технического обслуживания силовых установок при эксплуатации техники в условиях низких температур.
Предмет исследования: влияние низких температур на периодичность замены моторных масел при техническом обслуживании силовых установок дорожно-строительных машин.
Методика исследований представляет собой комплекс расчётно-теоретических и экспериментальных методов и статистической обработки их результатов с помощью ЭВМ.
Научная новизна заключается в следующем: впервые разработана методика расчёта для определения количества воды, поступающей в моторные масла при запуске и прогреве двигателя в условиях низких температур, определена температура точки росы картерных газов - значение, определяющее окончание конденсационного процесса, происходящего в объёме картерного пространства при прогреве холодного двигателя; впервые проведены лабораторные исследования по влиянию воды на изменение эксплуатационных свойств моторных масел посредством спектрального анализа; исследована интенсивность движения картерных газов в зависимости от параметров работы силовой установки.
Практическую ценность в диссертационной работе представляют рекомендации по техническому обслуживанию силовых установок при эксплуатации техники в условиях низких температур и направления работ по снижению обводнения моторных масел.
На защиту выносятся:
методика расчёта конденсационных процессов, позволяющая определить количество воды, поступающей в систему смазки при запуске и прогреве холодного двигателя в условиях низких температур;
результаты экспериментальных исследований по влиянию воды на эксплуатационные свойства моторных масел;
результаты экспериментальных исследований по определению зависимостей расхода картерных газов от режимов работы силовой установки.
Достоверность исследований подтверждается:
корректностью применения апробированного математического
аппарата термодинамики, математической статистики;
количеством экспериментов, проведённых с использованием поверенных приборов и оборудования;
согласованностью результатов теоретических расчетов с экспериментальными данными.
Внедрение и реализация работы. Результаты исследований внедрены в производство на государственном предприятии Омской области ДРСУ № 6, находятся на стадии внедрения на предприятиях ОАО
«Сургутнефтегаз», а также используются в учебном процессе, при курсовом и дипломном проектированиях.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на 43-й Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров (г. Омск, СибАДИ, 2003 г.), на Международном симпозиуме «Триботех 2003» (г. Москва, Экспоцентр, 2003 г.), на Международной научно-технической конференции «Надёжность и ремонт машин» (г. Гагра, 2004 г.), на V Международном симпозиуме по трибофатике (г. Иркутск, 2005 г.), на Международной конференции-семинаре Ассоциации автомобильных инженеров (г. Сургут, 2005 г.), на Международной конференции «Смазочные материалы в промышленности» (г. Москва, ВВЦ, 2005 г.), на III Международной конференции «Проблемы механики современных машин» (г. Улан-Удэ, 27 июня 2006 г.), на научно-технических конференциях СибАДИ 2002-2006 гг., на научно-техническом семинаре факультета «Транспортные и технологические машины» СибАДИ и докладах на кафедре «Теплотехника и тепловые двигатели» СибАДИ.
Публикации. По результатам исследований опубликовано одиннадцать печатных работ, в том числе две работы в рецензируемых журналах.
Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, выводов, библиографического списка. Общий объём работы 119 страниц, включая 10 таблиц и 30 рисунков. Библиографический список включает 99 наименований.
Обводнение моторных масел при хранении, транспортировании и технологическом перекачивании
Обводнение моторного масла неизбежно начинается с момента его производства. Существует целый ряд путей и причин, по которым происходит насыщение моторного масла водой ещё до того, как оно попадёт к потребителю. Обводнение масла возможно изначально в случае несоблюдения технологии изготовления продукта.
Стабильность качества масел на требуемом уровне в период их длительного хранения является одной из самых важных задач химмотологии. Как показывает опыт хранения и применения масел, нередки случаи отделения присадок от базового масла и их осаждения, что приводит к существенному ухудшению эксплуатационных свойств товарных масел, представляющих собой сложную коллоидную систему [15]. Подобные превращения происходят вследствие усиления межмолекулярных взаимодействий присадок и компонентов масла, а также фазовых переходов в системе под воздействием внешних условий (нагрев, охлаждение, массообмен с внешней средой), которые ведут к испарению, обводнению и насыщению кислородом [13, 14, 16].
Масла до поступления в силовые установки проходят множество операций: перекачка по трубопроводам, транспортировка железнодорожным, водным или автомобильным транспортом, хранение и отпуск. Каждая из этих операций может сопровождаться количественными потерями и ухудшением качества моторных масел.
Перед заполнением нефтепродуктом танки судов и железнодорожные цистерны пропариваются и могут подаваться под заливку с остатками воды. Кровли резервуаров зачастую имеют протечки, а определить и устранить их во время эксплуатации резервуара не представляется возможным, кроме как в момент плановой зачистки. При осадках (дождь, снег) вода попадает в нефтепродукты через открытые или неуплотненные люки, неисправные крышки емкостей или дыхательные клапаны [9]. Механические примеси повышают водорастворимость масел, как правило, они имеют более высокую твердость, чем металлы, и вызывают увеличение износа трущихся поверхностей деталей. Образование смол и осадков -сложный физико-химический процесс, зависящий от внешних условий хранения: температуры окружающей среды, времени хранения, соотношения жидкой и паровой фаз в резервуарах, контакта с металлами, попаданием воды [18]. Присутствие воды и липкого мазеобразного осадка в период зачистки резур 17 вуаров, является свидетельством значительной обводнённости и потери коллоидной стабильности моторных масел. Ответственное отношение к работе всего работающего персонала, культура производства, профессиональная подготовленность людей, оснащённость предприятия современным, высокотехнологичным оборудованием играют далеко не последнюю роль в решении проблемы сохранения качества моторных масел при хранении и транспортировке. Чем длиннее путь продукта от производителя к потребителю, тем выше вероятность снижения его качества. В суровых климатических условиях хранение техники осуществляется на открытых площадках или в отапливаемых помещениях. При регулярном движении техники через отапливаемый бокс в зимнее время неизбежно присутствие талого снега внутри него. Поэтому гаражные условия хранения характеризуются следующими параметрами среды: температура в боксе 8-12 С с высокой относительной влажностью воздуха 90-100% [1]. Въезд машины в бокс из среды с низкой температурой и малым влагосодержанием в среду с положительной температурой и высоким влагосодержанием воздуха сопровождается конденсацией паров воды на холодных поверхностях деталей машин и эксплуатационных материалов. Парциальное давление водяных паров при этом возрастает и приводит к процессу абсорбции влаги из воздуха в нефтепродукт. Концентрация воды в масле или топливе начинает возрастать в процессе нахождения машины в боксе и при высокой относительной влажности воздуха достигает предела насыщения растворенной водой. Процесс абсорбции будет продолжаться до момента достижения равновесия между содержанием растворенной воды в продукте и влагосодержанием воздуха над его поверхностью. Скорость насыщения масла растворенной водой определяется скоростью перехода молекул воды из масла в воздух или обратно через поверхностный слой масла, скоростью диффузии молекул воды в масле и наличием в последнем конвективных потоков [19]. Использование дорожно-строительной техники зачастую обусловлено сезонным характером работы. Хранение техники на открытых площадках в течение продолжительного зимнего времени без эксплуатации влечёт за собой постепенное накопление воды в системе смазки из атмосферного воздуха в результате конденсационных и абсорбционно-десорбционных процессов, происходящих под действием перепадов температур окружающего воздуха (рис. 1.3).
Методика расчета для определения количества влаги, поступающей в систему смазки при конденсации паров воды картерных газов
Однако до 50% по массе осадков, образующихся в работающем моторном масле, составляют продукты его глубокой окислительной полимеризации. С уменьшением расхода масла на угар снижается загрязнённость деталей цилиндропоршневой группы нагаро- и лакоотложениями. Эта зависимость осложняется старением масла при попытках конструктивным способом изменить его угар [28]. Так, чрезмерное повышение эффективности работы маслосъёмных колец или маслосбрасывающей способности нижних компрессионных колец нарушает условия смазки верхнего компрессионного кольца и ухудшает его уплотняющую способность. В результате интенсифицируется старение масла, возрастает нагароотложение на деталях цилиндропоршневой группы. Установлено, что значительное снижение загрязнённости деталей цилиндропоршневой группы нагаро- и лакоотложениями происходит при охлаждении надувочного воздуха [42]. Интенсивность старения моторного масла при различном расходе на угар в значительной степени зависит от условий его окисления в надпоршневом пространстве и количества загрязняющих примесей, возвращающихся из зоны цилиндропоршневой группы в картер [43]. Доля возврата составляет примерно половину примесей в угорающем масле.
Применение масляных фильтров тонкой очистки значительно снижает количество накапливающихся в масле нерастворимых продуктов. В связи с этим оптимальные сроки смены масла в двигателе можно установить лишь при условии соблюдения оптимальных сроков службы фильтрующих элементов фильтров тонкой очистки масла.
Основные типы используемых в моторных маслах присадок являются масло-растворимыми соединениями. При этом в зависимости от состава, концентрации присадок и механизма их действия, а также внешних условий они могут находиться в масле преимущественно в виде истинного (ингибиторы окисления, противоизносные, противозадирные, некоторые антифрикционные и другие присадки) или коллоидного (вязкостные, моющие, депрессорные, антипенные и другие) раствора [22].
При малых концентрациях присадки формируют в маслах простейшие ассоциаты, переходящие с ростом концентрации в мицеллы. Под воздействием других присадок или посторонних поверхностно-активных веществ, а также внешних факторов может происходить потеря или понижение коллоидной стабильности масел, в результате чего выпадают в осадок отдельные компоненты присадок и происходит снижение их концентрации в целом [23].
Предотвращение образования высокотемпературных отложений достигается либо при использовании алкилфенолятов или алкилсалицилатов щелочных металлов, способных нейтрализовать кислоты и стабильные свободные радикалы - продукты термолиза масел, либо с помощью высокощелочных сульфонатных присадок, внутримицеллярно солюбилизирующих и нейтрализующих продукты термолиза и окисления, повышая, однако, при этом вязкость масла [39,40].
Начиная с 1958 года в композиции пакетов присадок, добавляемых к моторным маслам для улучшения их эксплуатационных свойств, стали вводить аминопроизводные алкенилянтарных кислот, так называемые сукцимидные присадки.
Данные соединения обладают высокими солюбилизирующими и диспергирующими свойствами, и в этом отношении они намного превосходят по эффективности моющие металлосодержащие присадки и присадки на основе полимерных соединений [44]. Добавление в композиции присадок сукцинимидов или замена ими металлосодержащих компонентов этих композиций позволяет понизить общее содержание золы в моторном масле [44]. В настоящее время сукцинимидные беззольные присадки производятся рядом зарубежных фирм: «Шеврон», «Этил», «Шелл», «Лубризол». По данным производителей, сукцинимидные присадки в сочетании с антиокислительными компонентами позволяют получать моторные масла для карбюраторных и быстроходных дизельных двигателей. Они эффективно предотвращают образование низкотемпературных и высокотемпературных отложений и препятствуют преждевременному воспламенению рабочей смеси [45]. Алкенилсукцинимиды полиаминов и близкие к ним по строению соединения широко применяют в моторных маслах в целях подавления низкотемпературного осадкообразования, характерного для работы силовых агрегатов в условиях низких температур.
Модификации таких присадок применяют с целью повышения верхнего предела рабочей температуры, работоспособности (термостабильности) или придания хороших противоокислительных свойств, улучшения портивонагарных свойств и снижения зольности моторных масел, в том числе для форсированных дизельных двигателей [46, 47, 48]. Сукцинимиды обеспечивают стабилизирующее действие, эффективность которого зависит как от типа сукцинимида, так и от концентрации его в масле. Вместе с тем собственно моющими действиями исследованные до настоящего времени сукцинимиды не обладают [49]. Введение сукцинимидов повышает эффективность стабилизирующего действия масла с присадками аналогично тому, как это имеет место при введении высокозольного сульфоната кальция типа С-150 [49]. Представляет интерес явление синергизма - большего эффекта в результате совместного взаимодействия, чем простая сумма эффектов в отдельности. Введение сукцинимидной присадки СВ в масла с диалкилдитиофосфатами цинка (ДФ-11) обеспечивает более высокое значение критической температуры мицеллообразования, чем один сукцинимид, при этом в диапазоне температур 180-250 С наблюдается большая стабильность суспензии. Между сукцинимидами и диалкилдитиофосфатом возникает устойчивое комплексное соединение, которое образует собственные мицеллы и разрушается лишь при температурах выше 250 С, при этом наблюдается не только повышение стабилизирующих свойств масла, но резкое усиление его собственно моющего действия [49]. Высоким стабилизирующим действием, как показало сравнение ряда диспергирующих присадок [22], полученных модифицированием алкенилсукцинимида диэтилентриамина С-5А кислородоорганическими соединениями серы, борной кислоты и молибатом аммония, обладает серомолибденсодержащий дисперсант Тиомол-С [50].
Способность Тимола-С подавлять низкотемпературное шламообразование оценено на установке НАМИ-1 по ГОСТ 20994-75 (120 часов). Отложения в центрифуге составили 47г для обычного моторного масла без дисперсанта и по 5г для этого же масла с присадками С-5А и Тиомол-С. Следовательно, модифицируя беззольный дисперсант, можно придать ему хорошие противоокислительные свойства и существенно повысить его термостабильность, не ухудшая при этом способность подавлять низкотемпературные осадкообразования [47, 50, 51].
Методика эксперимента для оценки влияния воды на изменение концентрации присадок в моторных маслах
Непрерывное взбалтывание и разбрызгивание масла в работающем двигателе приводит к тому, что в масло попадает воздух, топливные фракции и отработавшие газы. В зависимости от условий работы масла в нём может присутствовать от 5 до 15% газа по объёму, занимаемому маслом. Выход из масла пузырьков газа на свободную поверхность внутри двигателя или в системе смазки приводит к образованию пены. Появление пены в системе смазки приносит большой вред: ухудшаются условия смазывания трущихся поверхностей деталей из-за наличия воздуха в масляной плёнке; происходит потеря масла через сапун картера или масляного бака; искажается уровень масла в картере, замеряемый мерной линейкой, что может послужить причиной эксплуатации двигателя при низком уровне масла; наличие пузырьков воздуха неизбежно ведёт к снижению давления в масляной магистрали. Присадка ПМС - 200, состоящая из полиметилсилоксанов, применяется для подавления пенообразования. Она вводится в очень небольших количествах 0,003 - 0,005% от массы масла, а при использовании высокощелочных сульфонатов, которые значительно усиливают вспенивание масла, концентрация присадки может достигать 0,05%.
Снижение содержания кремния свидетельствует о снижении концентрации антипенной присадки при обводнении моторных масел. Значительный спад кремния при малых концентрациях воды, есть результат высокой восприимчивости антипенной присадки по отношению к воде.
Изменение концентрации противоизносной присадки в присутствии воды в моторном масле показывает элемент-индикатор молибден (рис. 3.8). Эта присадка способствует повышению устойчивости масляной плёнки между поверхностями пар трения. Снижение её содержания ведёт к ухудшению условий смазки и увеличению интенсивности их износа. На основании данных, полученных в результате эксперимента, было установлено: - после введения воды в моторные масла и тщательного перемешивания начался процесс расслоения жидкостей с образованием осадка; - через 72 ч в нижней части стеклянной ёмкости контрастно выделялся мутный, рыхлый осадок жёлто-коричневого или коричневого цвета; - разница в высоте слоя осадка одинаково обводнённых масел разных марок достигает 10 мм, что объясняется различием пакетов присадок, введённых в базовые масла; - спектральный анализ проб, отобранных с верхних и средних уровней масла, показал снижение содержания основных химических элементов-индикаторов, присутствующих в присадках моторных масел; - произошло снижение концентрации детергентно-диспергирующих присадок на 35-40 %, антиокислительных присадок - на 50 %, антипенных присадок - на 75 %, в результате воздействия воды на присадки снизилось щелочное число на 25-30 %; - в большинстве случаев наиболее интенсивное снижение содержания элементов-индикаторов происходит при малых концентрациях воды (больше, чем ОД %); - под влиянием воды происходит переход растворённых соединений присадок в нерастворённое состояние и их седиментация.
Движение картерных газов - это следствие негерметичности сопряжений цилиндропоршневой группы. Для разработки практических рекомендаций с целью снижения обводняемости моторных масел необходимо определить зависимости расхода картерных газов на разных режимах работы силовых установок дорожно-строительных машин. Расход картерных газов влияет на интенсивность конденсационного процесса в системе смазки при работе силовой установки на низкотемпературном режиме.
При проведении эксперимента было принято следующее допущение: расход картерных газов определять при постоянной температуре силовой установки и температуре охлаждающей жидкости 85 С.
Для эксперимента было выбрано три безнаддувных дизельных двигателя с разным рабочим объёмом, одинаковой степенью сжатия и одинаковым процентом выработанного ресурса. Двигатель 24 10,5/12 (Д-21 А1) 18,4 кВт, 2,1 л Владимирского тракторного завода устанавливается на трактора коммунальных служб Т-25М с навеской щётка-отвал, самоходные шасси Т-16М, многоковшовые колёсные погрузчики Д-483, а также на битумные шестерёнчатые насосы марки Д-379. На момент эксперимента двигатель установлен на стенде в лаборатории Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). Двигатель 44 10/12,5 (Д-240) 37кВт, 4,75 л Минского тракторного завода устанавливается на трактор МТЗ-80, который используется коммунальными службами с навеской щётка-отвал, одноковшовый экскаватор ЭО-2621В и снегоочиститель-снегопогрузчик ДЭ-228. На момент эксперимента двигатель установлен на стенде в лаборатории Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). Двигатель 84 13/14 (ЯМЗ-238) 176 кВт, 14,86 л Ярославского моторного завода устанавливается на бульдозер ДЗ-240С производства ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины» г. Челябинск, а также на шнекороторный снегоочиститель ДЭ-210Б производства ОАО «Севдомаш» г. Северодвинск. На момент эксперимента двигатель установлен на снегоочиститель ДЭ-210Б. На период испытания силовые установки оснащены счётчиком расхода газов СГМН-1 Минского механического завода, рассчитанного на расход газа в пределах между 0,015 - 2,8 дм3/с с погрешностью измерения ± 5%, тахометром цифровым ТЦ-1, который обеспечивает индикацию измерений в пределах 400 - 10000 мин"1, секундомером с ценой деления 0,2 с. Абсолютная инстру-ментальная погрешность - это 1/2 цены деления шкалы прибора.
Предпосылки направлений работ по снижению интенсивности обводнения моторных масел при эксплуатации техники в условиях низких температур
Данные, полученные в результате эксперимента, описанного в разделе 3.3 настоящей работы, свидетельствуют о сравнительно медленном и длительном прогреве моторного масла по отношению к прогреву охлаждающей жидкости.
Для сокращения времени прогрева масла необходимо свести к минимуму время прогрева двигателя в целом, что является функцией системы охлаждения. Поэтому для снижения интенсивности конденсационных процессов и, как следствие, образования осадков в системе смазки рекомендуется обеспечить тепловую защиту всего двигателя. Для выравнивания температуры масла и охлаждающей жидкости необходимо установить теплообменник между соответствующими системами, а также другие средства, способствующие интенсивному росту температур охлаждающей жидкости и среды в объёме картерного пространства в период прогрева силовой установки.
В подразделе 1.2.4 приводятся данные о негативном влиянии этиленгликоля, содержащегося в охлаждающей жидкости, на подшипники коленчатого вала. Исходя из этого рекомендуется проверить герметичность системы охлаждения во избежание протечки охлаждающей жидкости в систему смазки.
Производя обслуживание системы смазки, необходимо выполнить ряд работ, позволяющих минимизировать процессы обводнения моторных масел, а также вредные последствия этих процессов.
При переводе техники на зимний период эксплуатации рекомендуется залить масло зимнего сорта, заменить фильтрующие элементы масляного фильтра и очистить центрифугу, проверить исправность системы вентиляции картера двигателя, перепускных клапанов масляных фильтров и редукционных клапанов масляных насосов, манометров, герметичность всей системы.
В зимнее время, наряду с повышением температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения, необходимо также поддерживать достаточно высокую температуру системы смазки двигателя во избежание конденсации водяных паров, присутствующих в картере в газообразном состоянии. Поэтому, чтобы не допустить переохлаждения системы смазки двигателя как во время его работы, так и во время остановок, необходимо перекрыть масляный радиатор и утеплить поддон картера.
Для контроля за температурой в объёме картерного пространства систему смазки необходимо обеспечить датчиком температуры. Датчик следует устанавливать на средней высоте между нижней частью поддона и верхним уровнем моторного масла.
Перед запуском силовой установки следует осуществлять подогрев/разогрев картерного масла до температуры точки росы (45 С) либо сливать его на время межсменной стоянки, чтобы перед запуском двигателя залить вновь разогретым.
При сливе отработанного масла из картера в системе смазки двигателя всегда остаётся часть загрязняющих масло продуктов и образовавшиеся в двигателе осадки. Оставшееся в картере отработанное масло и накопившиеся в системе смазки осадки способствуют быстрому старению свежезалитого моторного масла, в результате чего количество осадков, откладывающихся на деталях двигателя, неуклонно возрастает.
Для уменьшения осадкообразования необходимо по возможности полно сливать из двигателя отработанное масло и удалять из системы смазки накопившиеся в ней продукты загрязнения и осадки. Для обеспечения достаточно эффективной очистки масляной системы двигателя рекомендуется использовать промывочную жидкость, которая должна обладать высокой разрыхляющей, растворяющей и стабилизирующей способностью. Наряду с этим промывочная жидкость должна обладать хорошими защитными свойствами, а именно: достаточной смазывающей способностью, противоизносными и антикоррозионными свойствами, обеспечивающими нормальную работу двигателя как во время промывки системы смазки, так и после неё.
Важным фактором, определяющим интенсивность осадкообразования, является эффективность работы масляных фильтров. Тонкая фильтрация масла может положительно влиять на осадкообразование в двигателе лишь в том случае, если замена отработавших фильтрующих элементов на новые будет производиться своевременно. Следует отметить, что сроки службы фильтрующих элементов фильтров тонкой очистки масла, указанные в инструкциях по применению фильтров или заводских инструкциях по эксплуатации техники, характерны для двигателей, имеющих хорошее техническое состояние и работающих в условиях средней полосы. В тяжёлых условиях эксплуатации, в частности в условиях низких температур сурового климата, в условиях города и сильной запылённости местности, когда скорость накопления загрязняющих масло продуктов возрастает, сроки замены фильтрующих элементов следует сокращать.
Большое влияние на интенсивность осадкообразования в двигателе оказывает работа системы вентиляции картера. Недостаточно эффективное функционирование этой системы приводит к значительному увеличению количества образовавшихся в двигателе отложений. Общим недостатком всех существующих систем вентиляции является их неудовлетворительная работа на низкой частоте вращения коленчатого вала в условиях, благоприятных для образования низкотемпературных осадков. Следует отметить, что загрязнение системы вентиляции картера двигателя опасно ещё и потому, что это приводит к повышению давления в картере, появлению течей через прокладки и сальники системы смазки, а также повышает вероятность воспламенения попавшей в него топливно-воздушной смеси, что часто происходит при запуске двигателя. Поэтому рекомендуется при проведении сезонного технического обслуживания прочищать трубки, каналы и клапаны системы вентиляции картера, продувать их сжатым воздухом.
Осадкообразование наблюдается в силовых установках при их работе на низкотемпературном режиме и требует применения эффективных мер для его снижения. Интенсивность протекания процесса осадкообразования в значительной степени зависит от коллоидной стабильности моторных масел, от их диэмульгирующей способности.
По результатам проведённого эксперимента (раздел 3.1 данной работы) даже при соответствии требованиям ГОСТов и ТУ моторные масла имеют низкую коллоидную стабильность. Отсутствие требований ГОСТов по этому показателю позволяет производителям выпускать моторные масла низкого качества. Для усиления контроля за качеством производимых моторных масел необходимо ввести в требования нормативных документов такой пункт, как «Коллоидная стабильность». Коллоидную стабильность можно определять посредством оценки масел на склонность к осадкообразованию методом ВКО, описанным в первой главе данной работы.
