Причины обводнения моторного масла при эксплуатации двигателей транспортно-технологических машин лесного комплекса

УДК 621.753.096

ПРИЧИНЫ ОБВОДНЕНИЯ МОТОРНОГО МАСЛА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

CAUSES WATER CUT ENGINE OIL OPERATING MOTOR

TRANSPORTATION AND TECHNOLOGICAL MACHINES FOREST

COMPLEX

Шилин Б.И.

Рассмотрены пути и причины образования загрязнения смазочного масла, работающего в двигателях, проанализирован состав загрязнений. Определены причины обводнения смазочных масел и сделан анализ влияния воды на физико-химические процессы, происходящие в двигателе со смазочным маслом под воздействием высоких температур и контакта с продуктами сгорания топлива. Показано влияние указанных факторов на старение и изменение эксплуатационных свойств работающих масел в двигателях транспортно-технологических машин лесного комплекса. Определено влияние изменения свойств смазочного масла на срок его службы.

The ways and the causes of the formation of the lubricating oil pollution in working engines, analyzed the composition of impurities. The reasons watering lubricating oils and water have been analyzed influence on the physico-chemical processes occurring in the engine with the lubricating oil at high temperatures and contact with the products of fuel combustion. It shows the effect of these factors on the aging and changing operational properties of working oil in the engines of transport and technological machines forest complex. The effect of changes in the properties of the lubricating oil for the period of his service.

Ключевые слова: моторное масло, обводненность, режим эксплуатации, конденсация влаги воздуха

Key words: motor oil, water, operation, condensation of air

Вода является одним из основных факторов, оказывающих наиболее значительнее влияние на моторные свойства масла. Присутствие воды в моторном масле не только интенсифицирует процесс его старения, но и может вызвать серьезные поломки двигателя.

Применение масел с присадками особенно остро поставило вопрос о влиянии воды на масло и о возможности работы дизелей на обводненных маслах.

Установлено [1], что вода оказывает отрицательное воздействие на свойства масла. При обводнении масла снижается его щелочность, ухудшается диспергирующая способность и моющие свойства масла, повышается его коррозионная агрессивность. Все это приводит к увеличению на-гаро- и лакообразования и повышению износа деталей двигателя, а также к досрочной смены масла при его обводнении, что существенно увеличивает эксплуатационные расходы.

Установлено, что проблема обводненности моторного масла проявляет-

ся в большей степени при эксплуатации автотракторных двигателей в зимнее время.

Обводнение масел может произойти при транспортировке, хранении, перекачке и заправке масел. Вода может попасть в масло в процессе эксплуатации. Обводнение ухудшает качество масла и нарушает нормальную работу двигателя, усиливает окисление масла, ухудшает его смазывающую способность, способствует образованию осадков и коррозии двигателя. В присутствии воды масло интенсивно вспенивается. При низких температурах вода замерзает и препятствует нормальной подаче масла к трущимся деталям.

Обводнение масла происходит от конденсации водяных паров из воздуха, а также вследствие попадания воды или эмульсии из системы охлаждения.

Обводнение масла в картерах автомобильной трансмиссии может вызывать ржавление деталей особенно при применении масел с некоторыми химически активными (например, хлорными) противозадирными присадками плохого качества.

Обводнение масла в картере двигателя происходит в результате неисправности резиновых уплотняющих колец цилиндровых втулок, пропуске воды через пробку, находящуюся около отверстия форсунки на крышке цилиндра, появления трещин в блоке цилиндра и цилиндровых крышках, проникновения охлаждающей воды через уплотнительные кольца между крышкой и блоком цилиндров и случайного попадания воды в картер двигателя.

Установлено, что проблема обводненности моторного масла проявляется в большей степени при эксплуатации автомобилей в зимнее время и на неустановившимся режиме работы двигателя.

Рабочее моторное масло в дизеле подвергается воздействию целого ряда физико-химических процессов, приводящих к изменению его эксплуатационных качеств, оказывающих большое влияние на надежность и долговечность работы двигателя внутреннего сгорания .

Работая в двигателе при высокой температуре и давлении, масло соприкасается с воздухом, продуктами неполного сгорания, топлива, с конденсированными парами воды, с пылью, проникающей в ДВС с металлическими поверхностями деталей и продуктами их изнашивания. Под влиянием этих факторов происходит процесс старения масла, изменения его первоначальных качеств, накопление в нем различных продуктов загрязнений.

Процесс старения масла в дизеле является комплексом сложных физико-химических процессов, среди которых выделяют масло обмен, окисление, срабатывание присадок и загрязнение [1, 2, 3].

Кроме этого большое влияние на процесс старения масла оказывают такие факторы, как обводнение и разжижение его топливом [4] .

Контакт масел с водяными парами или капельно-жидкой влагой приводит к гидролизу некоторых присадок, представляющих собой соли слабых органических кислот и сольных оснований. Такие присадки, как, например, диалкилдитиофосфат цинка, при контакте с водой разлагаются, образуя органические кислоты и выпадающую в осадок гидроокись цинка.

Срабатывание присадок при обводнении сказывается на увеличении ско-

рости накопления НРБ примесей. Обводнение масла резко увеличивает скорость образования в масле загрязнений, что приводит к увеличению отложений в двигателе, на фильтрах и к их быстрому загрязнению.

Наиболее перспективный путь борьбы с осадкообразованием - совершенствование качества очистки масла, особенно от воды, а также повышение температурного режима.

При работе двигателя на режимах частичной нагрузки с низкими рабочими температурами и в период пуска наблюдается увеличение коррозионно-механического износа цилиндров [5], что объясняется повышенным содержанием водного конденсата, попадающего в масло при низкотемпературном режиме работы двигателя. Общепринято, что при данном режиме работы двигателя износ цилиндров обусловлен, главным образом, процессом электрохимической коррозии.

Веществами, вызывающими электрохимическую коррозию деталей, в основном, является вода, водные растворы серной, сернистой, угольной и азотной кислот, а также высокомолекулярные органические кислоты.

Одним из способов непосредственного влияния воды на развитие коррозии является микробиологическое заражение обводненного масла. Существуют различные виды бактерий, которые могут питаться маслом или некоторыми присадками к маслам. Помимо истощения присадок бактерии могут производить и коррозионные вещества, такие как сульфады.

В обезвоженном масле микроорганизмы не размножаются, тогда как в присутствии воды они способны активно развиваться, вызывая биологическую коррозию металлов, разрушение защитных покрытий, ухудшение качества нефтепродуктов, вследствие их частичного разложения, забивку агрегатов и фильтров очистки масла. Большое влияние обводнение моторного масла оказывает на его противоизносные свойства. Если вода в свежем масле не только не снижает, но даже способствует повышению его противоиз-носных свойств (при содержании воды до 0,01 масс.), то в работающем масле при содержании от 0,03% масс, и выше, что соответствует реальным условиям эксплуатации, она ухудшает этот показатель.

Крутящий момент, характеризующий работу трения, при обводнении масла до 0,5% почти не изменяется, а при дальнейшем увеличении содержания воды до 5% растет весьма интенсивно. Изучение влияния обводненного смазочного масла на режимы жидкостного трения в подшипнике показывает, что небольшие добавки воды в масло (до 0,5%) практически не оказывают влияния на гидродинамическое давление в масляном слое, несущую способность подшипника и работу трения в нем. Повышение же содержания воды в масле резко увеличивает работу трения в подшипнике и снижает его несущую способность.

Анализ исследований показывает, что увеличение содержания воды в смазочном слое, подаваемом в подшипниках при режиме жидкостного трения приводит к некоторому повышению гидродинамического давления в масляном слое и к росту затрат энергии на работу

Срыв же масляной пленки в зонах обводнения может привести к возник-

новению сухого трения и изнашиванию подшипников, к проворачиванию вкладышей и задиру шеек коленчатого вала

Заключение

Проведенный анализ причин попадания воды в моторное масло в процессе эксплуатации автомобиля и количественная оценка позволили установить:

при эксплуатации двигателя вода в моторное масло попадает при конденсации влаги из окружающего воздуха и в большей степени при сгорании автомобильного бензина;

в зависимости от температуры окружающего воздуха при сгорании 1 кг бензина в двигатель попадает из атмосферного воздуха от 0,009 до 0,384 кг воды;

при сгорании 1 кг бензина в зависимости от его углеводородного состава в цилиндрах выделяется 1,286... 1,465 кг воды;

накопление воды происходит в большей степени при эксплуатации не-прогретого двигателя, поездках на небольшие расстояния, низких температурах окружающей среды;

большое влияние на процесс старения масла оказывают такие факторы, как обводнение и разжижение его топливом.

Список использованных источников

1. Шилин, Б.И. Причины и влияние обводнения смазочного масла в эксплуатации на изменение его моторных свойств [Текст]/ Тезисы доклада Региональная научн.-техн. конф. «Вопросы повышения эффективности судовых технических средств». Владивосток, 1990. С. 3-4.

2. Григорьев, М.А. Очистка масла в двигателях внутреннего сгорания / М.А. Григорьев. М.: Машиностроение, 1983. 148 с.

3. Повышение долговечности судовых дизелей / В.А. Сомов, Б.С. Агеев, В.В. Чурсин, Ю.Л. Щепельский. М.: Транспорт, 1983. 167 с.

4. Щепельский, Ю.Л. Плотность как показатель загрязненности работающего моторного масла / Ю.Л. Щепельский, Л.А. Певзнер//Двигателестроение. 1986. № 7. С.35-37.

5. Белан, А.Г Кавитационные явления и износ подшипников скольжения транспортных дизелей / А.Г. Белан. Двигатели внутреннего сгорания /НИИ Информтяжмаш. М., 1972. 23 с.