Моторные масла: куда девать сажу

В эволюции тяжелых дизельных двигателей основная ставка сегодня делается на экологичность, увеличение мощности и снижение расхода топлива. Экологичность же подразумевает не только уменьшение вредных выбросов в атмосферу, но и сокращение количества отходов, которые возникают при эксплуатации моторов.

Совсем недавно самым безопасным для окружающей среды двигателем внутреннего сгорания считался дизельный агрегат, так как он практически не выбрасывает в атмосферу угарного газа СО. Однако оказалось, что сажа, которая образуется от сгорания дизельного топлива, крайне вредна для здоровья человека.

Вопрос, как с ней бороться, достаточно сложный. С одной стороны, чтобы при сгорании дизельного топлива не образовывалась сажа, двигатель должен обеспечить максимальную температуру сгорания. Но с другой – при высокой температуре в камере сгорания не только сгорает сажа, но и окисляется азот воздуха, который впоследствии образует соединения азотной кислоты в атмосфере. Поэтому разработчики современных дизельных моторов идут на компромисс – как по выбросам сажи, так и по окислам азота.

Было предложено простое инженерное решение. Окислы азота стали нейтрализовывать непосредственно в системе выхлопа мочевиной (так называемое AdBlue), а сажу – улавливать сажевыми фильтрами DPF. Двигатели получились очень чистыми по выбросу извне и очень грязными по выбросу внутрь, т.е. в картер. Что же теперь происходит в картере?

При работе мотора происходит интенсивное и быстрое наполнение очень большими объемами сажи картерных газов при их перемешивании с аэрозолью масла. Это ответ на вопрос, почему моторное масло в дизельном двигателе практически сразу после замены становится черным. Сажа ведь черная, но черный цвет масла – это не самое опасное. Опасно количество сажи в масле современного дизельного двигателя. Эта цифра может достигать 7%, т.е. на 30 кг моторного масла будет до 2 кг сажи. Учитывая, что средняя плотность насыпной сажи 0,2 кг/л, в двигателе ее объем может доходить до 10 литров! Это в пересчете на упакованную в мешки сажу. Такое сравнение дает четкое представление о важности решения проблемы нейтрализации сажи в моторном масле дизельного двигателя. При таких концентрациях в масле сажа наносит огромный вред силовому агрегату. Во-первых, это повышенный износ всех его узлов, так как сажа абразивная. Во-вторых, сажа сгущает масло и оно хуже прокачивается по масляным магистралям, увеличивая расход топлива и износ, а также существенно затрудняет пуск двигателя в холодное время года.

Возникает вопрос: «Что делать с сажей? Фильтровать?» Возможно, но тогда масляный фильтр грузового автомобиля должен иметь объем 200-литровой бочки, чрезвычайно большую грязеемкость и тонкую фильтрующую систему. Инженеры и химики пошли другим путем…

…решение сажевых проблем

Производители моторных масел по-разному решают проблему «уживчивости» сажи с маслом, используя пакеты присадок. Это большие концентрации присадок, которые диспергируют сажу и не дают слипаться ее частицам друг с другом и с молекулами масла.

Компания Petro-Canada, создавая свой продукт Duron UHP SAE 10W-40 для автомобилей с двигателями Евро 5 и Евро 6, взяла в качестве основы базовое масло жесткого двухстадийного гидрокрекинга III группы. Такая основа уже сама по себе нейтральна к саже и не коагулируется с ней.
Использование незначительных концентраций диспергирующей присадки выводит масло Duron UHP SAE 10W-40 на лидирующие позиции в мире по способности бороться с большими концентрациями сажи. Duron UHP SAE 10W-40 значительно превышает требования АСЕА Е6 по данному показателю. Очевидно, что способность масла удерживать от слипания частицы сажи в первую очередь позитивно сказывается на износе всего двигателя. Ведь наноразмеры частиц сажи при работе двигателя на масле Duron UHP SAE 10W-40 гораздо меньше, чем микронные зазоры в парах трения двигателя, где осуществляется гидродинамический тип смазывания. Частички сажи плавают в масле, не оказывая на него существенного влияния, кроме как окрашивая его в черный цвет.

В аспекте экологичности актуален вопрос необходимости утилизации отработавшего свой ресурс масла. Чем реже менять масло в двигателе, тем меньше потребность в его утилизации. Проблема утилизации отработанных дизельных масел чрезвычайно сложна, и сегодня нет абсолютного ее решения. В первую очередь она опять связана с наличием сажи в отработанном масле. Поэтому уменьшение количества замен масла автоматически снижает и затраты на его утилизацию.

Промежуточное решение по увеличению интервалов замены в контексте химического состава масел применялось совсем недавно для автомобилей класса токсичности Евро 3. В этом стандарте не было особо жестких требований по окислам азота и саже, поэтому большинство вредных выбросов шло в атмосферу. Такие масла также предполагали большие интервалы замены. Основной упор делался на борьбу с серой в дизельном топливе. Для этого в масла вводились очень высокие концентрации присадок, нейтрализующих серу. В результате на рынке появились масла со щелочным числом 16 мг KOH/г и зольностью 1,5%, которая быстро «съедала» цилиндро-поршневую группу. Если еще 10 лет назад интервал замены масла в дорожных дизелях в 60 тыс. км казался фантастикой, но теперь с применением ULS дизельных топлив и появлением низкозольного масла интервал замены при использовании масла Duron UHP SAE 10W-40 в 120 000 км стал реальностью на многих европейских марках автомобилей – DAF, Mercedes, Volvo, MAN и др. Именно эти производители рекомендуют такие сроки замены. Сельскохозяйственная техника, комплектуясь двигателями известных брендов, требует обслуживания не чаще чем через 500–700 моточасов. Даже при таких невероятных интервалах замены масла Duron UHP SAE 10W-40 обеспечивает ощутимые преимущества по десяти параметрам (см. диаграмму).

Молекулы экономии

Или как моторное масло помогает экономить на топливе, обслуживании и ремонте двигателей грузовиков, автобусов и фургонов.

Где-где, а в коммерческой технике затраты на горюче-смазочные материалы в сотни раз выше, чем при эксплуатации легковых автомобилей. Поэтому больший ресурс двигателя, каждый процент экономии на расходах на масло и топливо при перерасчете годовых расходов на ГСМ позволяет транспортным предприятиям экономить десятки тысяч гривен. Получить такую экономию предлагает производитель оригинальных моторных масел EVO Lubricants.

Что экономит топливо?

Экономия топлива в привязке к свойствам моторного масла напрямую зависит от того, какой коэффициент трения это масло обеспечивает между рабочими поверхностями пар трения – это и детали цилиндро-поршневой группы, и газораспределительный механизм, и другие узлы. Процесс трения забирает у двигателя часть энергии сгораемого в цилиндрах топлива. Но если трение уменьшить хотя бы на десятые доли процентов, то из расчета, что коленвал двигателя совершает от 700 об/мин, эти доли секунд позволяют сохранить огромное количество энергии. Для таких целей в основе масла EVO ORIGINAL применена новейшая технология обработки деталей силового агрегата на молекулярном уровне Iron Defence.

Молекулы Iron Defence, контактируя с поверхностями деталей, внедряются в поверхность трения, наделяя ее очень высокими антифрикционными свойствами и образуя сверхпрочную защитную смазочную пленку. Благодаря этому владельцам коммерческой техники дали возможность экономить и на расходе топлива (3–5%), и на межремонтном интервале, когда мотору необходим дорогостоящий капремонт. Работают молекулы Iron Defence следующим образом. Начиная с момента запуска силового агрегата и во всех режимах его эксплуатации они концентрируются на поверхностях трения деталей, которые подвержены максимальным температурным и механическим нагрузкам.

Создатели масла EVO ORIGINAL, также разработали оригинальный пакет присадок, который значительно эффективнее противостоит образованию нагара, смолистых и лаковых отложений на деталях двигателя, гарантирует стабильную вязкость во всех эксплуатационных и климатических условиях, обеспечивая мгновенную смазку пар трения во время пуска мотора при самых лютых морозах.

«Коммерческий» ассортимент

Вышеупомянутые свойства распространяются на всю линейку моторных масел EVO ORIGINAL. Ассортимент данных продуктов для коммерческой техники с маркировкой Truck включает в себя восемь сортов масел, которые перекрывают потребности парка как современных (Евро 6 и Евро 5), так и более старых поколений двигателей грузовиков, автобусов и фургонов разной грузоподъемности, как с сажевыми фильтрами и катализаторами, так и без них.

При выборе автовладельцами и инженерным персоналом предприятий моторного масла EVO ORIGINAL помимо основных стандартов, SAE, API и ACEA, более точной подсказкой являются имеющиеся допуски автопроизводителей на применение в тех или иных двигателях. Причем их список весьма широк. Он включает в себя агрегаты как европейских, так и американских производителей. Это очень важно, поскольку выбор масла именно по допуску производителя позволяет максимально эффективно использовать его свойства и его положительное влияние на ресурс двигателя. Коммерческая линейка масла EVO ORIGINAL предлагается на украинском рынке в 20- и 200-литровых бочках, что очень удобно и при наличии малого парка автомобилей, и в случае большого парка.

Юрий Гоголев, заместитель главного редактора журнала «Коммерческие автомобили»

Черный дым из выхлопной трубы дизеля

Дизель зачастую дымит черным дымом в результате неполного сгорания топлива. Причиной такого цвета выхлопа являются углеводороды, которые не сгорели в цилиндре. Указанные элементы в таком случае превращаются в сажу. Эффективность сгорания смеси зависит от точного соотношения количества кислорода и топлива. Нехватка кислорода или переизбыток солярки одинаково приводят к черному дизельному выхлопу.

Черный дым от дизеля отчетливо заметен днем, так как содержит обильное количество частиц сажи. Дым грязный и«тяжелый». Именно сажа является прямым указанием на то, что дизтопливо в цилиндре сгорает не полностью. Дизель в этом случае дымит густым черным дымом, отмечен повышенный расход дизтоплива. Имеются проблемы с запуском мотора «на холодную», дизель не заводится на «горячую». Работа агрегата крайне неустойчива на всех режимах, сильно повышается токсичность выхлопных газов, пропадает мощность по причине больших отклонений в составе рабочей топливно-воздушной смеси от оптимальных параметров.

Черный цвет выхлопа дизеля: главные причины

Одной из наиболее безобидных причин черного дыма является низкое качество дизтоплива (цетановое число горючего) в топливном баке. Цвет выхлопа постепенно нормализуется после немедленного перехода на лучшую солярку.

Дизель на плохом горючем обычно дымит серо-черным выхлопом. Также причиной появления небольшого количества сажи в выхлопе является засорение выпускной системы двигателя. В других случаях наличие черного дыма из выхлопной трубы дизеля указывает на то, что:

• имеются проблемы в системе подачи топлива или воздуха дизельного двигателя;
• нарушены условия оптимального сгорания смеси (часто по причине износа ЦПГ);
• возможны неисправности механизма газораспределения;

Низкая компрессия

В списке главных причин того, что дизтопливо сгорает не полностью, выступает падение компрессии в цилиндрах. При низкой компрессии дизельный мотор имеет хорошо различимый черный выхлоп. В дизеле создаваемое давление в конце такта сжатия играет ключевую роль. От температуры сжимаемого воздуха в момент топливного впрыска зависит эффективность самовоспламенения топливно-воздушной смеси. При низкой компрессии температуры для полноценного сгорания будет недостаточно, а проблема наиболее сильно проявляется при отрицательных температурах за бортом. Дизельный двигатель с низкой компрессией зимой часто не заводится.

Топливная аппаратура

Дизель также имеет черный дым выхлопа в результате неисправностей ТНВД, негерметичности дизельных форсунок или слишком большого опережения угла впрыска. При большом опережении (ранняя подача горючего) может проявиться сильная детонация, повышенный шум при работе мотора на разных режимах. В списке поломок топливной аппаратуры отмечают износ форсунок и нарушение формы факела распыла, выход из строя регулятора оборотов в топливном насосе высокого давления. Продолжительная езда на топливе низкого качества быстро выводит ТНВД из строя, так как низкосортная солярка не обеспечивает должной смазки насоса.

Турбокомпрессор

Черный выхлоп дизеля может также появиться в результате проблем с турбокомпрессором, который не развивает необходимого наддува для эффективного сгорания смеси. Отсутствие герметичности впускного тракта часто приводит к тому, что из выхлопной трубы дизельного мотора идет черный дым. Такой дым в этом случае можно увидеть в момент перегазовки. На турбодизеле подача топлива при перегазовке увеличивается, но давление наддува происходит с задержкой в результате инерционного вращения турбины. По этой причине в цилиндре имеет место нехватка воздуха для полноценного сгорания топливно-воздушной смеси, в результате чего дизельный двигатель сильно дымит.

Образование сажи и последствия

Когда черный дым выхлопа дизеля появляется в результате сбоев в работе топливного насоса высокого давления, дизельных форсунок, а также при отсутствии оптимального угла опережения впрыска проявляется усиленное образование сажи. От избыточного ее количества страдает сажевый фильтр дизеля. Сажа также проникает в моторное масло и быстро загрязняет мотор. Происходит нарушение теплового обмена, поршневые кольца быстро закоксовываются, забиваются фильтры.

Закупорка масляных каналов ДВС приводит к снижению давления в системе смазки и повышенному износу деталей двигателя. Нарушенный тепловой режим может стать причиной прогара как поршней (ЦПГ), так и клапанов (ГРМ). Избытки несгоревшего топлива через такие прогары попадают в моторное масло. Горючее в масле немедленно снижает его вязкость, смазка становится неэффективной, противоизносные свойства присадок в моторном масле теряются.

Под удар попадают детали цилиндро-поршневой группы. Первыми страдают стенки цилиндров, так как солярка вымывает масло, в результате чего на зеркале цилиндра появляются задиры. Износ остальных деталей двигателя также сильно увеличивается. Эксплуатировать дизель с указанной неисправностью проблемно, а дальнейшая езда быстро выведет ДВС из строя окончательно, потребуется капитальный ремонт дизельного двигателя.

Самостоятельная проверка турбокомпрессора дизельного двигателя. Проверка нагнетателя без снятия. Наличие масла в корпусе турбины, люфт вала, крыльчатка.

Почему двигатель после запуска дымит черным дымом. Причины появления белого дыма или синего цвета выхлопных газов. Диагностика неиспрвностей, рекомендации.

Причины дымления холодного и прогретого мотора белым, сизым, синим и черным дымом. Диагностика по цвету выхлопных газов. Как самому найти причину.

Причины затрудненного «холодного» пуска дизельного двигателя. Компрессия, свечи накаливания, дизельные форсунки, ТНВД, парафин или вода в топливной системе.

Причины появления выстрелов и хлопков в глушителе на разных режимах работы двигателя: холостой ход, перегазовки и т.п. Как найти и устранить неисправность.

Почему двигатель простреливает в карбюратор, в выхлопную систему. Причины появления хлопков в карбюратор, дополнительные симптомы, устранение неисправности.

Источник Источник Источник https://autolubricants.info/motornye-masla/statiobzory/motornye-masla-kuda-devat-sazhu/
Источник Источник http://krutimotor.ru/chernyj-vyxlop-dizelya/