Ölablagerungen im Motor. So reinigen Sie Motorkohlenstoffablagerungen

Änderung der Öleigenschaften bei laufendem Motor

Die wichtigsten Änderungen der Eigenschaften eines laufenden Motors treten aus den folgenden Gründen auf:

hohe Temperatur und oxidative Wirkungen;
mechanochemische Umwandlung von Ölkomponenten;
dauerhafte Akkumulation:

Umwandlungsprodukte von Öl und seinen Bestandteilen;
Brennstoffverbrennungsprodukte;
Wasser;
Produkte tragen
eindringender Schmutz in Form von Staub, Sand und Schmutz.

Oxidation

In einem laufenden Motor zirkuliert ständig heißes Öl und kommt mit Luft in Kontakt, Produkten der vollständigen und unvollständigen Verbrennung von Kraftstoff. Sauerstoff in der Luft beschleunigt die Öloxidation. Bei Ölen, die zum Schäumen neigen, ist dieser Vorgang schneller. Die Metalloberflächen der Teile wirken als Katalysatoren für den Öloxidationsprozess. Beim Kontakt mit erhitzten Teilen (vor allem Zylinder, Kolben und Ventile) erwärmt sich das Öl, was den Oxidationsprozess des Öls deutlich beschleunigt. Die Folge können feste Oxidationsprodukte (Ablagerungen) sein.

Die Art des Ölwechsels bei laufendem Motor wird nicht nur von den chemischen Umwandlungen der Ölmoleküle beeinflusst, sondern auch von den Produkten der vollständigen und unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffs, sowohl im Zylinder selbst als auch in das Kurbelgehäuse durchgebrochen.

Einfluss der Temperatur auf die Motoröloxidation.

Es gibt zwei Arten von Motortemperaturbedingungen:

Betrieb eines vollständig aufgewärmten Motors (Hauptmodus).
Betrieb eines ungeheizten Motors (häufiges Anhalten des Autos).

Im ersten Fall gibt es hohe Temperatur die Art und Weise, die Eigenschaften des Öls im Motor zu ändern, im zweiten - niedrige Temperatur... Es gibt viele Zwischenarbeitsbedingungen. Bei der Bestimmung der Ölqualität werden Motortests sowohl im Hochtemperatur- als auch im Niedertemperaturmodus durchgeführt.

Oxidationsprodukte und Veränderungen der Motoröleigenschaften.

Säure(beiseite). Die wichtigsten Produkte der Öloxidation sind Säuren. Sie führen zur Korrosion von Metallen und zur Neutralisation der gebildeten Säuren werden alkalische Zusätze verbraucht, wodurch sich die Dispergier- und Detergenseigenschaften verschlechtern und die Lebensdauer des Öls verkürzt wird. Ein Anstieg der Gesamtsäurezahl, TAN (Total Acid Number) ist der Hauptindikator für die Säurebildung.

Kohlenstoffablagerungen im Motor(Kohlenstoffablagerungen). Auf den heißen Oberflächen von Motorteilen bilden sich vielfältige Kohlenstoffablagerungen, deren Zusammensetzung und Struktur von der Temperatur der Metall- und Öloberflächen abhängt. Es gibt drei Arten von Einzahlungen:

Kohlenstoffablagerungen,

Schlamm.

Hervorzuheben ist, dass die Bildung und Ansammlung von Ablagerungen auf der Oberfläche von Motorteilen nicht nur auf eine unzureichende Oxidations- und Wärmebeständigkeit des Öls, sondern auch auf seine unzureichende Waschkraft zurückzuführen ist. Daher sind Motorverschleiß und verkürzte Öllebensdauer ein umfassender Indikator für die Ölqualität.

Nagar(Lack, Kohlenstoffablagerungen) sind Produkte des thermischen Abbaus und des Crackens und der Polymerisation von Öl- und Kraftstoffrückständen. Es bildet sich auf sehr heißen Oberflächen (450° - 950° C). Kohlenstoffablagerungen haben eine charakteristische schwarze Farbe, obwohl sie manchmal weiß, braun oder andersfarbig sein können. Die Dicke der Sedimentschicht ändert sich periodisch - bei vielen Sedimenten verschlechtert sich die Wärmeableitung, die Temperatur der oberen Sedimentschicht steigt und sie brennen aus. Bei einem heißen Motor unter Last bilden sich weniger Ablagerungen. In ihrer Struktur sind Ablagerungen monolithisch, dicht oder locker.

Kohlenstoffablagerungen wirken sich negativ auf die Funktion und den Zustand des Motors aus. Ablagerungen in den Nuten des Kolbens um die Ringe behindern deren Bewegung und das Anpressen an die Zylinderwände (klemmen, kleben, Ringkleben). Durch Klemmen und behinderte Bewegung der Ringe drücken sie nicht gegen die Wände und bieten keine Kompression in den Zylindern, Motorleistung sinkt, Gasdurchbruch ins Kurbelgehäuse und Ölverbrauch steigt.

Polieren der Zylinderwand(Bohrungspolieren) - Ablagerungen auf der Kolbenoberseite (Kolbenobersteg) polieren die Innenwände der Zylinder. Das Polieren stört den Erhalt und Erhalt des Ölfilms an den Wänden und beschleunigt den Verschleiß erheblich.

Lack(Lack). Eine dünne Schicht aus brauner bis schwarzer fester oder klebriger kohlenstoffhaltiger Substanz, die sich auf mäßig erhitzten Oberflächen durch die Polymerisation einer dünnen Ölschicht in Gegenwart von Sauerstoff bildet. Schaft und Innenfläche des Kolbens, Pleuel und Kolbenbolzen, Ventilschäfte und Zylinderunterteile sind lackiert. Lack beeinträchtigt die Wärmeableitung (insbesondere des Kolbens) erheblich, verringert die Festigkeit und das Halten des Ölfilms an den Zylinderwänden.

Ablagerungen im Brennraum(Brennraumablagerungen) entstehen aus Kohlenstoffpartikeln (Koks) durch unvollständige Verbrennung von Kraftstoff und Metallsalzen von Additiven durch thermische Zersetzung von Ölrückständen, die in die Kammer gelangen. Diese Ablagerungen werden heiß und verursachen eine vorzeitige Verbrennung des Arbeitsgemisches (bevor ein Funke auftritt). Diese Zündung wird als Vorzündung bezeichnet. Dadurch entstehen zusätzliche Belastungen im Motor (Klopfen), was zu einem beschleunigten Verschleiß der Lager und der Kurbelwelle führt. Außerdem überhitzen einzelne Teile des Motors, die Leistung sinkt und der Kraftstoffverbrauch steigt.

Verstopfte Zündkerzen(Zündkerzenverschmutzung). Ablagerungen, die sich um die Zündkerzenelektrode herum angesammelt haben, schließen die Funkenstrecke, der Funke wird schwach, die Zündung wird unregelmäßig. Dies führt zu einer verringerten Motorleistung und einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.

Harze, Schlamm, verharzte Ablagerungen(Ausfällung) (Harze, Schlamm, schlammige Ablagerungen) im Motor, Schlamm entsteht durch:

Oxidation und andere Umwandlungen von Öl und seinen Bestandteilen;

Ansammlung von Kraftstoff oder Zersetzungsprodukten im Öl und unvollständige Verbrennung;

Wasser.

Durch oxidative Umwandlungen (Vernetzung oxidierter Moleküle) und Polymerisation von Oxidationsprodukten sowie durch unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs entstehen im Öl harzige Stoffe. Die Teerbildung wird verstärkt, wenn der Motor nicht ausreichend warmgelaufen ist. Produkte unvollständiger Verbrennung von Kraftstoff dringen bei längerem Leerlauf oder Stopp-Start-Betrieb in das Kurbelgehäuse durch. Bei hohen Temperaturen und intensivem Motorbetrieb verbrennt der Kraftstoff vollständiger. Um die Verharzung und Motoröle zu reduzieren, werden Dispergiermitteladditive eingebracht, die die Koagulation und Ausfällung von Harzen verhindern. Harze, kohlenstoffhaltige Partikel, Wasserdampf, Schwerkraftstofffraktionen, Säuren und andere Verbindungen kondensieren, koagulieren zu größeren Partikeln und bilden im Öl Schlamm, den sogenannten. schwarzer Schlamm.

Schlamm(Schlamm) ist eine Suspension und Emulsion in Öl aus braunen bis schwarzen unlöslichen Feststoffen und harzigen Substanzen. Zusammensetzung des Kurbelgehäuseschlamms:

Öl 50-70%

Wasser 5-15%

Produkte der Öloxidation und unvollständiger Verbrennung von Kraftstoff, Feststoffpartikel - der Rest.

Je nach Motor- und Öltemperatur unterscheiden sich die Schlammbildungsprozesse geringfügig. Unterscheiden Sie zwischen Niedertemperatur und Hochtemperatur

Niedertemperaturschlamm(Niedertemperaturschlamm). Es entsteht durch Wechselwirkung im Kurbelgehäuse von Durchbruchgasen, die Restkraftstoff und Wasser enthalten, mit Öl. Bei einem unbeheizten Motor verdampfen Wasser und Kraftstoff langsamer, was zur Bildung einer Emulsion beiträgt, die anschließend zu Schlamm wird.Schlamm im Sumpf verursacht:

eine Erhöhung der Viskosität (Verdickung) des Öls (Viskositätserhöhung);

Blockierung der Kanäle des Schmiersystems (Blockierung von Ölwegen);

Verletzung der Ölversorgung (Ölmangel).

Schlammablagerungen in der Rockerbox sind der Grund für die unzureichende Belüftung der Rockerbox (Foul Air Venting). Der entstehende Schlamm ist weich und locker, wird aber beim Erhitzen (bei langer Fahrt) hart und spröde.

Hochtemperaturschlamm(Hochtemperaturschlamm). Gebildet als Ergebnis der Kombination von oxidierten Ölmolekülen zwischen ihnen unter dem Einfluss hoher Temperatur. Eine Erhöhung des Molekulargewichts des Öls führt zu einer Erhöhung der Viskosität.

Bei einem Dieselmotor werden Schlammbildung und eine Erhöhung der Ölviskosität durch Rußbildung verursacht. Die Rußbildung wird durch Motorüberlastung und eine Erhöhung des Fettgehalts des Arbeitsgemisches begünstigt.

Verbrauch von Zusatzstoffen. Der Verbrauch, das Ansprechen der Additive, ist der entscheidende Prozess zur Reduzierung der Ölressource. Die wichtigsten Additive in Motorenölen - Detergentien, Dispergiermittel und Neutralisationsmittel - dienen zur Neutralisation von sauren Verbindungen, werden in Filtern (zusammen mit Oxidationsprodukten) zurückgehalten und zersetzen sich bei hohen Temperaturen. Der Verbrauch an Zusatzstoffen kann indirekt durch die Abnahme der Gesamtbasenzahl TBN beurteilt werden. Der Säuregehalt des Öls steigt durch die Bildung von sauren Oxidationsprodukten des Öls selbst und schwefelhaltigen Produkten der Kraftstoffverbrennung. Sie reagieren mit Additiven, die Alkalität des Öls nimmt allmählich ab, was zu einer Verschlechterung der Detergens- und Dispergiereigenschaften des Öls führt.

Der Effekt der Leistungssteigerung und des Boostens des Motors. Die antioxidativen und detergensierenden Eigenschaften des Öls sind besonders wichtig beim Boosten von Motoren. Ottomotoren werden durch Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses und der Kurbelwellendrehzahl aufgeladen, während Dieselmotoren durch Erhöhung des Wirkdrucks (hauptsächlich durch Turboaufladung) und der Kurbelwellendrehzahl aufgeladen werden. Bei einer Erhöhung der Kurbelwellendrehzahl um 100 U/min oder einer Erhöhung des Wirkdrucks um 0,03 MPa erhöht sich die Kolbentemperatur um 3 °C. Beim Verpressen von Motoren wird deren Masse meist reduziert, was zu einer erhöhten mechanischen und thermischen Belastung der Teile führt.

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Die wichtigsten Änderungen der Eigenschaften eines laufenden Motors treten aus den folgenden Gründen auf:

hohe Temperatur und oxidative Wirkungen;

mechanochemische Umwandlung von Ölkomponenten;

dauerhafte Akkumulation:

Umwandlungsprodukte von Öl und seinen Bestandteilen;

Brennstoffverbrennungsprodukte;

Wasser;

Produkte tragen

eindringender Schmutz in Form von Staub, Sand und Schmutz.

Oxidation.

Einfluss der Temperatur auf die Motoröloxidation.

Es gibt zwei Arten von Motortemperaturbedingungen:

Betrieb eines vollständig aufgewärmten Motors (Hauptmodus).

Betrieb eines ungeheizten Motors (häufiges Anhalten des Autos).

Oxidationsprodukte und Veränderungen der Eigenschaften von Motoröl.

Säure (beiseite). Die wichtigsten Produkte der Öloxidation sind Säuren. Sie führen zur Korrosion von Metallen und zur Neutralisation der gebildeten Säuren werden alkalische Zusätze verbraucht, wodurch sich die Dispergier- und Detergenseigenschaften verschlechtern und die Lebensdauer des Öls verkürzt wird. Der Anstieg der Gesamtsäurezahl, TAN (Total Acid Number) ist der Hauptindikator für die Bildung von Säuren.

Kohlenstoffablagerungen im Motor (Kohlenstoffablagerungen). Auf den heißen Oberflächen von Motorteilen bilden sich vielfältige Kohlenstoffablagerungen, deren Zusammensetzung und Struktur von der Temperatur der Metall- und Öloberflächen abhängt. Es gibt drei Arten von Einzahlungen:

Kohlenstoffablagerungen,

Lack,

Schlamm.

Nagar (Lack, Carbonablagerungen) sind Produkte des thermischen Abbaus und der Spaltung und Polymerisation von Öl- und Kraftstoffrückständen. Es bildet sich auf sehr heißen Oberflächen (450° - 950° C). Kohlenstoffablagerungen haben eine charakteristische schwarze Farbe, obwohl sie manchmal weiß, braun oder andersfarbig sein können. Die Dicke der Sedimentschicht ändert sich periodisch - bei vielen Sedimenten verschlechtert sich die Wärmeableitung, die Temperatur der oberen Sedimentschicht steigt und sie brennen aus. Bei einem heißen Motor unter Last bilden sich weniger Ablagerungen. In ihrer Struktur sind Ablagerungen monolithisch, dicht oder locker.

Kohlenstoffablagerungen wirken sich negativ auf die Funktion und den Zustand des Motors aus. Ablagerungen in den Nuten des Kolbens, um die Ringe, behindern deren Bewegung und das Anpressen an die Zylinderwände (Verklemmen, Festkleben, Festkleben von Ringen (Ringkleben)). Durch Verklemmen und Behinderung der Bewegung der Ringe drücken sie nicht gegen die Wände und sorgen für keine Kompression in den Zylindern, die Motorleistung nimmt ab, der Durchbruch von Gasen in das Kurbelgehäuse und der Ölverbrauch steigen. Das Zusammendrücken der Ringe durch Ablagerungen an den Zylinderwänden führt zu einem übermäßigen Verschleiß der Zylinder.

Polieren der Zylinderwand (Borepolishing) - Ablagerungen auf der Oberseite der Kolben (Pistontopland) polieren die Innenwände der Zylinder. Das Polieren stört den Erhalt und Erhalt des Ölfilms an den Wänden und beschleunigt den Verschleiß erheblich.

Lack (Lack). Eine dünne Schicht aus brauner bis schwarzer fester oder klebriger kohlenstoffhaltiger Substanz, die sich auf mäßig erhitzten Oberflächen durch die Polymerisation einer dünnen Ölschicht in Gegenwart von Sauerstoff bildet. Schaft und Innenfläche des Kolbens, Pleuel und Kolbenbolzen, Ventilschäfte und Zylinderunterteile sind lackiert. Lack beeinträchtigt die Wärmeableitung (insbesondere des Kolbens) erheblich, verringert die Festigkeit und das Halten des Ölfilms an den Zylinderwänden.

Ablagerungen im Brennraum (Brennkammerablagerungen) entstehen aus Kohlenstoffpartikeln (Koks) infolge unvollständiger Verbrennung von Brennstoff und Metallsalzen, die in den Additiven enthalten sind, infolge der thermischen Zersetzung von Ölrückständen, die in die Kammer gelangen. Diese Ablagerungen werden heiß und verursachen eine vorzeitige Verbrennung des Arbeitsgemisches (bevor ein Funke auftritt). Diese Zündung wird als Vorzündung bezeichnet. Dadurch entstehen zusätzliche Belastungen im Motor (Klopfen), was zu einem beschleunigten Verschleiß der Lager und der Kurbelwelle führt. Außerdem überhitzen einzelne Teile des Motors, die Leistung sinkt und der Kraftstoffverbrauch steigt.

Verstopfte Zündkerzen (Zündkerzenverschmutzung). Ablagerungen, die sich um die Zündkerzenelektrode herum angesammelt haben, schließen die Funkenstrecke, der Funke wird schwach, die Zündung wird unregelmäßig. Dies führt zu einer verringerten Motorleistung und einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.

Harze, Schlamm, verharzte Ablagerungen (Ausfällung) (Harze, Schlamm, schlammige Ablagerungen) im Motor entsteht Schlamm durch:

Oxidation und andere Umwandlungen von Öl und seinen Bestandteilen;

Ansammlung von Kraftstoff oder Zersetzungsprodukten im Öl und unvollständige Verbrennung;

Wasser.

Schlamm (Schlamm) ist eine Suspension und Emulsion in Öl aus braunen bis schwarzen unlöslichen Feststoffen und harzigen Substanzen. Zusammensetzung des Kurbelgehäuseschlamms:

Öl 50-70%

Wasser 5-15%

Produkte der Öloxidation und unvollständiger Verbrennung von Kraftstoff, Feststoffpartikel - der Rest.

Je nach Motor- und Öltemperatur unterscheiden sich die Schlammbildungsprozesse geringfügig. Unterscheiden Sie zwischen Niedertemperatur und Hochtemperatur

Niedertemperaturschlamm (Niedertemperaturschlamm). Es entsteht durch Wechselwirkung im Kurbelgehäuse von Durchbruchgasen, die Restkraftstoff und Wasser enthalten, mit Öl. In einem ungeheizten Motor verdampfen Wasser und Kraftstoff langsamer, was zur Bildung einer Emulsion beiträgt, die anschließend zu Schlamm wird.

eine Erhöhung der Viskosität (Verdickung) des Öls (Viskositätserhöhung);

Verstopfung der Kanäle des Schmiersystems (Blockierung von Ölwegen);

Verletzung der Ölversorgung (Ölmangel).

Schlammablagerungen in der Rockerbox sind der Grund für eine unzureichende Belüftung der Rockerbox (Foulairventing). Der entstehende Schlamm ist weich und locker, wird aber beim Erhitzen (bei langer Fahrt) hart und spröde.

Hochtemperaturschlamm (Hochtemperaturschlamm). Gebildet als Ergebnis der Kombination von oxidierten Ölmolekülen zwischen ihnen unter dem Einfluss hoher Temperatur. Eine Erhöhung des Molekulargewichts des Öls führt zu einer Erhöhung der Viskosität.

Verbrauch von Zusatzstoffen. Der Verbrauch, das Ansprechen der Additive, ist der entscheidende Prozess zur Reduzierung der Ölressource. Die wichtigsten Additive im Motorenöl - Detergentien, Dispergiermittel und Neutralisationsmittel - werden zur Neutralisation von sauren Verbindungen verwendet, werden in Filtern (zusammen mit Oxidationsprodukten) zurückgehalten und zersetzen sich bei hohen Temperaturen. Der Verbrauch an Zusatzstoffen kann indirekt durch die Abnahme der Gesamtbasenzahl TBN beurteilt werden. Der Säuregehalt des Öls steigt durch die Bildung von sauren Oxidationsprodukten des Öls selbst und schwefelhaltigen Produkten der Kraftstoffverbrennung. Sie reagieren mit Additiven, die Alkalität des Öls nimmt allmählich ab, was zu einer Verschlechterung der Detergens- und Dispergiereigenschaften des Öls führt.

DAS EIS SPÜLEN.

Während des Betriebs des Autos bilden sich auch bei Verwendung hochwertiger Motorenöle unweigerlich schädliche Kohlenstoffablagerungen an den Innenflächen des Motors und den Kanälen des Schmiersystems. Beim Ölwechsel verbleibt zwangsläufig auch ein Teil des alten gebrauchten Motoröls in den inneren Hohlräumen des Motors. Wenn daher frisches Motoröl direkt nach dem Ablassen des gebrauchten Motors ohne Vorspülen eingefüllt wird, beginnen die Detergens-Additive des neu eingefüllten Öls sofort damit, all diese im Motor verbliebenen Ablagerungen und Verunreinigungen aktiv zu lösen, was wiederum zu einer Anzahl führen kann von äußerst negativen Folgen: insbesondere zur teilweisen Verstopfung des Ölfilters und dementsprechend zu einer Verringerung der Effizienz seines Betriebs sowie zu einer vorzeitigen Erschöpfung des Additivpakets und einem Verlust der Detergenseigenschaften von frischem Motoröl. All dies wirkt sich nachteilig auf die Motorressource und seine Leistungscharakteristik aus. Heute ist die Notwendigkeit, das Schmiersystem beim Motorölwechsel zu spülen, ganz offensichtlich, niemand zweifelt daran und bedarf keiner zusätzlichen Begründung. Im Brennraum eines Ottomotors, in den das Kraftstoff-Luft-Gemisch eintritt, wird es gezündet, ganz oder teilweise verbrannt, wodurch Rußablagerungen entstehen. Darüber hinaus sind die Produkte der unvollständigen Verbrennung von Kraftstoff die Ursache für die Bildung von Lackablagerungen auf den Innenflächen des Motors. Außerdem verlassen die meisten Verbrennungsprodukte das Abgassystem, aber ein kleiner Teil der Gase dringt in das Kurbelgehäuse ein und kommt dementsprechend mit dem Motoröl in Kontakt. Dabei wird das Öl oxidiert und verflüssigt, es entstehen schwerlösliche Oxidationsprodukte, die wiederum zur Bildung von Schlamm und anderen Ablagerungen beitragen. Bei Dieselmotoren gelangt neben dem Kraftstoff auch Schwefel in den Brennraum. Durch oxidative Reaktionen von Schwefel bilden sich bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches schädliche Ablagerungen, die zu Korrosion und Motorverschleiß führen. Verkohlte Ablagerungen an Innenflächen, Kanälen des Schmiersystems und Motorteilen führen nicht nur zu einer Verschlechterung der Wärmeableitung, sondern auch zu einer merklichen Abnahme der Ölhaftung an Reibflächen, was die Rückhaltung eines Öls entsprechend verschlechtert Film auf Motorteilen in Reibeinheiten.

Gründe für die Bildung von Ablagerungen und Kohlenstoffablagerungen im Motor

Die Verwendung hochwertiger Öle beseitigt das Problem der Verkokung nicht, da sich im Motor aus Gründen, die nicht mit der Qualität von Kraft- und Schmierstoffen zusammenhängen, Plaque und Rußablagerungen bilden können:

1. Überhitzung des Motors ... Durch regelmäßige Überhitzung altert das Öl schneller, verliert seine Viskosität und bildet Polymerablagerungen in den Nuten unter den Kolbenringen, an den Wänden des Brennraums, des Schmiersystems und anderen Teilen.

2. Betrieb bei niedrigen Temperaturen ... Der bei der Verbrennung von Kraftstoff entstehende Wasserdampf reagiert mit dem kalten Öl, was zur Schlammbildung im Kurbelgehäuse führt.

3. Stadtbetrieb ... Kurzstrecken und Staus. Bei diesem Vorgang kehrt der Motor nicht in den Normalbetrieb zurück und als Ergebnis beginnt die Verkokung der Zylinder-Kolben-Gruppe.

4. Vorzeitiger Ölwechsel führt zu einem starken Anstieg der alterungsbedingten Ablagerungen.

5. Turboladerverschleiß , wodurch heiße Abgase in das Öl gelangen und die Eigenschaften des Öls wechseln.

6. Frostschutzmittel dringt in das Kurbelgehäuse ein wenn das Kühlsystem drucklos wird, was die Eigenschaften des Öls verändert und die Prozesse seiner Polymerisation einleitet.

7. Kraftstoff minderer Qualität ... Bei unvollständiger Verbrennung von Kraftstoff gelangt ein Teil davon durch die Ringe in das Kurbelgehäuse und beschleunigt den Alterungsprozess des Öls.

8. Übermäßige Rußbildung durch schwache Kompression oder späte Kraftstoffeinspritzung bei Dieselmotoren.

Einer der größten ist die Ansammlung von Kohlenstoffablagerungen in ihnen, die ihre Leistung beeinträchtigen und sogar zu schwerwiegenden Störungen führen. Kohlenstoffablagerungen werden am häufigsten in modernen Motoren mit Direkteinspritzung von Benzin gebildet. Dies ist, warum es passiert und wie man es verhindert.

Woher kommt der Ruß?

Die Bildung von Kohlenstoffablagerungen wird durch viele Faktoren verursacht und ist typisch für alle Arten von Verbrennungsmotoren – Benzin und Diesel, Saug- und Turbolader, mit indirekter und direkter Kraftstoffeinspritzung.

Motorablagerungen werden durch eine mangelhafte Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches verursacht. Bei Benzinmotoren mit Direkteinspritzung beispielsweise ist eine der Ursachen für die Kohlenstoffablagerung die Art der Kraftstoffzufuhr - Benzin wäscht in diesem Fall nicht die Ventile, sondern gelangt direkt in den Brennraum... Dadurch bilden sich Ablagerungen an den Ventilen und schränken damit die Sauerstoffzufuhr zum Brennraum mit der Zeit ein, was wiederum zu einer unsachgemäßen Verbrennung des Kraftstoffgemisches führt.

Wenn man das Problem breiter betrachtet, ist es nicht schwer zu finden und andere indirekte Gründe das Auftreten von Kohlenstoffablagerungen in Automotoren. Sie sind darauf zurückzuführen, dass die meisten Autoenthusiasten in den letzten Jahren die Art und Weise, wie sie ihr Auto nutzen, geändert haben. Heutzutage nutzen immer mehr Menschen ihr Auto als Fahrrad, öffentliche Verkehrsmittel oder für einen kurzen Spaziergang / Gang zum Laden.

Am häufigsten sammeln sich große Mengen in den Motoren von Fahrzeugen an, die im Stadtmodus auf kurzen Strecken betrieben werden. Es spielt keine Rolle, über welche Marke und welches Modell wir sprechen. Wichtig ist die Art der Nutzung des Autos: niedrige Geschwindigkeit, niedrige Betriebstemperaturen, Autofahren ohne Warmlaufen des Motors - das ist die Hauptformel, die das schnelle Auftreten von Kohlenstoffablagerungen im Motor garantiert, erklärt Vladimir Drozdovskiy, Experte bei Profmotorservice .

Hinzu kommt, dass viele moderne Benzinmotoren heute oft mit Turboaufladung ausgestattet sind, was bedeutet, dass ein aufgeladenes Auto im Stadtmodus am häufigsten bei niedrigen Drehzahlen verwendet wird. Im oberen Drehzahlbereich werden Turbomotoren heute im urbanen Bereich nur noch selten eingesetzt. Aber auch moderne Saugmotoren mit Benzin-Direkteinspritzung regen den Besitzer nicht zum Fahren mit hohen Drehzahlen an. Fakt ist, dass heutige Saugmotoren schon bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment erzeugen. Dementsprechend muss der Autobesitzer nicht mehr oft mit hohen Geschwindigkeiten fahren. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zwischen modernen turbinenlosen Motoren und 20 Jahre alten Motoren.

Leider dauert das Aufwärmen aufgrund der niedrigeren Drehzahlen länger (und vergessen Sie nicht, dass viele Motoren heutzutage aus Aluminium bestehen, die im Gegensatz zu alten gusseisernen Motoren schnell ihre Heiztemperatur verlieren), und niedrige Drehzahlen lassen keine Kohlenstoffablagerungen zu natürlich aus dem Motor entfernt. Als Folge davon beginnen sich Ablagerungen im Aggregat an verschiedenen Teilen anzusammeln.

Bis 2000 U/min war es in der Vergangenheit auch mit konstanter Geschwindigkeit nicht möglich. Heute müssen Sie sie beim Beschleunigen nicht überschreiten. Daher die große Ansammlung von Ablagerungen im Motor.

Ein weiterer Grund für die Bildung von Kohlenstoffablagerungen ist Dies ist ein falscher Ölwechsel und eine vorzeitige Motorwartung... Der Hauptfeind jedes Verbrennungsmotors ist beispielsweise die Verlängerung der Motorölwechselintervalle. Denn je länger sich das Öl im Motor nicht verändert, desto mehr Nebenprodukte werden darin gebildet. Leider haben viele Hersteller heute ihre Ölwechselintervalle bewusst verlängert. Viele Autohersteller haben beispielsweise die Ölwechselintervalle von 10.000 km auf 15.000 km (in Russland) verlängert.

Ihrer Meinung nach ermöglichen das moderne Design des Motors, die Elektronik und die Qualität der synthetischen Öle die Verwendung von Motoröl für 15.000 km ohne Schaden für den Motor. Einige Hersteller sind noch weiter gegangen und haben das Serviceintervall auf 20.000 km erweitert. Und schauen Sie sich die Empfehlungen der Hersteller in Europa an und Sie werden überrascht sein. Dort wurden die Ölwechselintervalle im Vergleich zu Russland noch weiter erhöht – auf bis zu 25.000 km und sogar auf 30.000 km!

Aber wir haben Ihnen schon erklärt, warum Sie nicht auf den Händler und das Werk hören müssen, sondern sich strikt an die Empfehlungen zum Ölwechsel halten. In den meisten Fällen müssen Sie verstehen, dass sich die Empfehlungen der Hersteller auf die allgemeinen Lichtbetriebsbedingungen des Autos beziehen. Wenn Sie das Auto hauptsächlich in der Stadt einsetzen, können Sie die empfohlene maximale Fahrleistung des Fahrzeugs vor dem Ölwechsel sofort um 20-30 Prozent bedenkenlos reduzieren. Wenn Sie ein Auto für kurze Strecken mit einem unterkühlten Motor verwenden, zögern Sie nicht, die Empfehlungen des Herstellers durch zwei zu teilen.

Aber Öl ist die halbe Miete. Heute, in schwierigen wirtschaftlichen Bedingungen, in denen das Einkommen der Bevölkerung sehr zu wünschen übrig lässt und die Kraftstoffkosten bereits an die Kosten von 1 Liter Milch heranreichen, versuchen viele Autofahrer, Geld bei der Wartung ihrer Autos zu sparen und besuchen nicht nur nicht autorisierte inoffizielle technische Dienste, sondern auch nicht sehr professionelle Handwerker, die in den sogenannten Garagenwagendiensten arbeiten. Ja, damit können Autobesitzer viel Geld für die Wartung und Zeit sparen. Aber es gibt ein Problem. Bei so billigen Autowerkstätten haben viele Automechaniker Es gibt keine Möglichkeit, das Fahrzeug mit dem Computer zu verbinden um die Fahrzeugsoftware zu aktualisieren und um mögliche Probleme zu diagnostizieren.

Wussten Sie, dass die häufigste Ursache für übermäßige Kohlenstoffablagerungen in einem Motor darin besteht, dass die ECU-Software nicht aktualisiert wird? Aus diesem Grund funktioniert der Motor des Autos möglicherweise nicht richtig, wodurch eine falsche Verbrennung des Kraftstoffgemischs auftritt. Und Hersteller aktualisieren häufig die Software ihrer Fahrzeuge.

Eine weitere direkte Ursache für Kohlenstoffablagerungen ist die falsche Motorsteuerung, für die der Zahnriemen / die Steuerkette verantwortlich ist. Leider neigen bei Benzinmotoren der Riemen und sogar die Kette dazu, sich zu dehnen. Dies ist ein Problem bei vielen modernen Motoren (die beliebten TSI / TFSI-Motoren sind ein gutes Beispiel). Wenn die Spannung der Kette oder des Riemens nachlässt, läuft das Steuersystem nicht mehr synchron, was wiederum zu einer unsachgemäßen Verbrennung des Kraftstoffgemischs führt.

Daraus schließen wir: Alles, was sich indirekt oder direkt auf den Verbrennungsverlauf auswirkt, ist die Ursache für die Ansammlung von Kohlenstoffablagerungen im Motor. Dies gilt auch bei schlechter Kraftstoffqualität oder beim Betrieb der Zündanlage (Spulen usw.).

Wie kann man Kohlenstoffablagerungen im Motor verhindern?

Das Obige führt zu einer einfachen allgemeinen Schlussfolgerung: Sie müssen auf den Motor Ihres Autos aufpassen. Wie? Alles ist sehr einfach. Sie müssen das Tech Center regelmäßig besuchen. Und das nicht nur beim Motorölwechsel. Es ist ratsam, den Service häufiger anzurufen und eine Computerdiagnose durchzuführen. Sie müssen den Motor Ihres Autos als Ganzes betrachten, ohne es in Bereiche zu unterteilen und jeden nacheinander zu bedienen... Die Überprüfung des Motors sollte sich daher nicht auf den Öl- und Filterwechsel beschränken, sondern eine komplette Motordiagnose inklusive Software-Update beinhalten.

Je häufiger Sie Ihr Gerät an Ihren Computer anschließen, desto wahrscheinlicher werden Sie Probleme rechtzeitig erkennen. Schließlich kann ein Mechaniker nicht immer rechtzeitig nachvollziehen, dass beispielsweise eine Art Zündspule falsch funktioniert. Aber durch den Anschluss von Diagnosegeräten kann er davon erfahren, bevor die Maschine Anzeichen einer Fehlfunktion zeigt.

»Kohlenstoffablagerungen im Motor – Reinigung von Kohleablagerungen und Ölablagerungen

Kohleablagerungen im Motor sowie Fettablagerungen von Öl Ist ein unvermeidlicher Prozess. Dies gilt für Benzin- und Dieselantriebe. Die Bildung von Ruß und Koks ist mit der Verwendung von minderwertigem Brennstoff verbunden und findet unter Bedingungen einer hohen t 0 -Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches in einer geschlossenen Kammer statt. Wenn wir die Kohlenstoffablagerungen in wenigen Worten charakterisieren, können wir sagen, dass es sich um eine Schicht unverbrannter Ablagerungen handelt, die sich an den Wänden des Motorbrennraums absetzt.

Langfristiger Betrieb des Fahrzeugs führt zu fortschreitender Verkokung und Motorkohleablagerungen. Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann die Kohlenstoffbildung Funktionsstörungen und "technische Krankheiten" von Dieselanlagen und Benzin-Verbrennungsmotoren hervorrufen.

In dem Artikel erfahren Sie mehr über die Anzeichen der Verschmutzung von Verbrennungsmotoren und die Folgen. Es werden Fragen aufgeworfen, wie man diesem Phänomen wirksam begegnen kann, Anzeichen von Kohlenstoffablagerungen im Motor und die möglichen Folgen von Kokereianlagen. Am Ende des Artikels fassen wir traditionell zusammen.

Anzeichen von Motorverschmutzung

Bevor wir herausfinden, wie der Motor von Kohlenstoffablagerungen gereinigt werden kann, ermitteln wir die wichtigsten Anzeichen für einen instabilen Betrieb des Kraftwerks und die ersten Symptome der Krankheit.

beachten Sie !
Beschleunigt wird die Kohlenstoffbildung durch Motoröl, das bei minderwertigen Triebwerksteilen in den Brennraum eindringt. Das Öl verbrennt mit dem Kraftstoff und beschleunigt den Ablagerungsprozess.

Störungen, die durch Kohlenstoffablagerungen entstehen können:

Häufig sind dies Probleme im Zusammenhang mit dem "Kaltstart" des Kraftwerks.
Wenn der Motor anspringt, raucht er und arbeitet instabil.
Es gibt Probleme mit der Rauchgasabfuhr.
Der Ölverbrauch steigt oft.
Motorleistung geht verloren.
Der Kraftstoffverbrauch steigt um 10-15%.
Es kommt zur Detonation, der Motor heizt sich schnell auf und überhitzt und arbeitet mit erhöhten Drehzahlen.

Nachdem Sie sich mit den Anzeichen von Verschmutzungen im Motor vertraut gemacht haben, müssen Sie sich mit den Folgen von Kohlenstoffablagerungen befassen.

Was kann passieren, wenn der Motor Kohleablagerungen hat

Wichtig ist, dass sich Ablagerungen nachteilig auf den insgesamt stabilen Betrieb auswirken, was letztendlich zu einem übermäßigen Verbrauch von Kraftstoffen und technischen Flüssigkeiten führt. Außerdem erhöht es das Risiko eines Motorschadens: Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit schwerwiegender Motorreparaturen erheblich. Kommen wir zu konkreten Beispielen für negative Konsequenzen. Das kann sein:

Kohleablagerungen an Ventilen, die nur teilweise öffnen;
abgelagerte Kohlenstoffablagerungen an den Kolbenringen führen zu deren Auftreten;
aus dem Prozess des Schwelens von Kohlenstoffpartikeln kann es zu einer unkontrollierten Entzündung eines brennbaren Gemisches kommen.

Die oben beschriebenen Situationen können letztendlich zu einer kritischen Situation führen.

Aufgrund starker Verkokung kann das Ventil nicht vollständig schließen. Was zum Auftreten der Ringe führt. Dadurch wird die Kompression im Motor reduziert. Natürlich fängt er nicht gut an, seine Arbeit versagt.

Dadurch brennen die Ventile durch, was mit der Zeit zu nicht billigen Reparaturen führt. Eine unbefugte Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches führt zu einer Kalizündung durch schwelende Kohlenstoffablagerungen.

Diesel- und/oder Benzinaggregate überhitzen schnell. Dies wiederum führt zu vorzeitigem Verschleiß von Motorteilen und beeinträchtigt Kraftstoff- und Abgassysteme.

Die Lebensdauer von Motorteilen kann durch Ausspülen von Schlacken und Ablagerungen verlängert werden. Wenn die ersten Anzeichen dieses Phänomens auftreten, müssen Sie den verstopften Motor von Kohlenstoffablagerungen reinigen. Lesen Sie weiter unten darüber.

Über die wichtigsten Möglichkeiten, Koks und Ablagerungen loszuwerden

In der Praxis können Sie das Verschmutzungsproblem loswerden:

Durch die komplette Demontage des Motors und mechanisches Entfernen von Kohleablagerungen mit abrasiven Werkzeugen.
Reinigen Sie den Motor mit speziellen Spülmitteln.

Das Spülen ist jedoch möglicherweise nicht so effektiv wie gewünscht und löst das Problem nur teilweise. Und die Demontage des Kraftwerks ist eine mühsame und verantwortungsvolle Angelegenheit. Fairerweise muss gesagt werden, dass Sie durch die Demontage des Motors Kohlenstoffablagerungen vollständig beseitigen können.

Es gibt jedoch eine Reihe von Möglichkeiten, den Verbrennungsmotor von Ablagerungen zu reinigen, ohne auf Kardinalmethoden zurückzugreifen, von denen eine als vollständige Demontage des Verbrennungsmotors angesehen werden kann. Es geht darum, Kohleablagerungen zu entfernen, ohne den Motor zu zerlegen .

Das Verfahren zum Reinigen des Motors von Kohlenstoffablagerungen

Zuerst müssen Sie die Kerzen abschrauben:

Bei Autos, die mit Benzin betrieben werden, sind dies Zündkerzen.

Durch die Kerzenbrunnen in den Zylindern müssen Sie die "Entkarbonisierung" gießen - dies ist eine spezielle Flüssigkeit.
Damit die Spezialflüssigkeit ihre Aufgabe erfüllen kann, braucht es eine Pause: die Ablagerungen aufzuweichen. Dies dauert ungefähr 2-3 Stunden.
Starten Sie dann den Motor, nachdem Sie die Kerzen herausgeschraubt haben. Im Laufe des Betriebs brennen Ablagerungen aus und werden von den Motorzylindern entfernt.
Das Verfahren übernimmt in der letzten Phase den notwendigen Ölwechsel im Kraftwerk und den Ölfilter.

Es gibt andere in der Praxis bewährte Möglichkeiten zur Entfernung von Kohlenstoffablagerungen. Dies ist eine Mehrkomponentenmischung auf Basis von Aceton. Um die Mischung vorzubereiten, benötigen Sie:

2 Teile Aceton, das durch ein Lösungsmittel ersetzt werden kann.
Ein Teil Kerosin.
Ein Teil Motoröl.

Und weiter

Das Spülen des Motors mit Dieselkraftstoff vor dem nächsten Wechsel der technischen Flüssigkeit ist ein alter und effektiver Weg, um Kalk und Koks zu entfernen und hilft auch, das gesamte Ölsystem zu verjüngen. Dies ist eine einfache, kostengünstige und sichere Möglichkeit, Ablagerungen und Kalk zu entfernen.

Was kann man sonst noch den Motor von innen spülen. Sie können die Nadel des Injektionssystems mit einer Spritze in den Gummischlauch zwischen Unterdruckregler und Vergaser einführen. Senken Sie ein Ende in einen Behälter mit Wasser ab, das aufgrund des Unterdrucks in den Vergaser und mit dem Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Motorzylinder eintritt. Es wird empfohlen, das Verfahren an einem funktionierenden Kraftwerk durchzuführen. Der austretende Dampf erweicht die Ablagerungen und hilft ihnen beim Entweichen. Der Vorgang dauert nicht länger als 10 Minuten.

Zur Entfernung von Ablagerungen kann ein Kraftstoffadditiv verwendet werden. Diese Methode löst das Problem, der Effekt ist wirklich vorhanden. Die beliebtesten Autochemikalien sind Produkte französischer Hersteller. Kraftstoffadditive sind stark reinigend und entfernen Schmutz. Diese Methode funktioniert bei Dieselaggregaten und Benzinaggregaten.

Apropos Autowartung: Beim Filterwechsel ist es wichtig, die vom Hersteller empfohlenen Öle zu verwenden. Achten Sie auf die synthetische Ganzjahresproduktion in Frankreich. Es reduziert die Reibung der Motorteile und ermöglicht ein problemloses Starten des Motors bei t 0 bis - 35 0 С.

Total Oil, ein in Frankreich hergestelltes Produkt, bietet einen einfachen Betrieb des Motors und schützt ihn vor Schmutz. Total Oil kann mit anderen handelsüblichen Motorenölen gemischt werden.

Zusammenfassend können wir sagen
Wenn Sie die Probleme kennen, können Sie einen effektiven Weg finden, um Koks und Kesselstein zu beseitigen. Aber die Hauptsache ist, sich um den Motor zu kümmern, das Öl und die Komponenten während der Wartung rechtzeitig zu wechseln..

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EINFLUSS DER TEMPERATUR AUF TATEN IM MOTOR

Untersuchung von Ablagerungen in Automobilmotoren.

Eine der Reserven zur Erhöhung der Betriebssicherheit von Verbrennungsmotoren besteht darin, Ablagerungen von Kohlenstoffablagerungen, Lacken und Ablagerungen auf den Oberflächen ihrer motorölberührten Teile zu reduzieren. Ihre Bildung beruht auf den Alterungsprozessen von Ölen (Oxidation von Kohlenwasserstoffen, aus denen die Ölbasis besteht). Den entscheidenden Einfluss auf die Prozesse der Öloxidation in Motoren, auf die Bildung von Ablagerungen und den Wirkungsgrad des gesamten Verbrennungsmotors hat das thermische Regime wärmebelasteter Teile.

Stichworte: Temperatur, Kolben, Zylinder, Motoröl, Ablagerungen, Kohleablagerungen, Lack, Leistung, Zuverlässigkeit.

Ablagerungen auf den Oberflächen von Verbrennungsmotorteilen werden in drei Haupttypen unterteilt - Kohlenstoffablagerungen, Lacke und Sedimente (Schlamm).

Kohlenstoffablagerungen sind feste kohlenstoffhaltige Stoffe, die sich während des Motorbetriebs auf den Oberflächen der Brennkammer (CC) ablagern. Dabei hängen Verkokungen vor allem von den Temperaturverhältnissen ab, selbst bei ähnlicher Gemischzusammensetzung und gleicher Konstruktion der Motorteile. Kohlenstoffablagerungen haben einen ganz erheblichen Einfluss auf den Verbrennungsverlauf des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Motor und auf dessen Lebensdauer. Fast alle Arten von anormaler Verbrennung (Detonationsverbrennung, Glühzündung usw.) gehen mit dem einen oder anderen Effekt von Kohlenstoffablagerungen auf den Oberflächen der Teile ein, die den Brennraum bilden.

Lack ist ein Produkt der Veränderung (Oxidation) von dünnen Ölfilmen, die sich unter dem Einfluss hoher Temperaturen ausbreiten und die Teile der Zylinder-Kolben-Gruppe (CPG) des Motors bedecken. Der größte Schaden für den Verbrennungsmotor entsteht durch Lackbildung im Bereich der Kolbenringe, die deren Verkokungsprozesse (Bettung mit Mobilitätsverlust) verursachen. Lacke, die sich auf den mit Öl in Kontakt stehenden Kolbenoberflächen ablagern, stören die ordnungsgemäße Wärmeübertragung durch den Kolben und beeinträchtigen die Wärmeübertragung von diesem.

Die im Verbrennungsmotor gebildete Niederschlagsmenge (Schlamm) wird maßgeblich von der Qualität des Motoröls, dem Temperaturverhalten der Teile, den konstruktiven Merkmalen des Motors und den Betriebsbedingungen beeinflusst. Ablagerungen dieser Art sind am typischsten für Winterbetriebsbedingungen, verstärkt durch häufiges Starten und Stoppen des Motors.

Der thermische Zustand des Verbrennungsmotors hat einen entscheidenden Einfluss auf die Prozesse der Bildung verschiedener Arten von Ablagerungen, Festigkeitsindikatoren von Materialien von Teilen, Leistungsindikatoren von Motoren, Verschleißprozesse von Oberflächen von Teilen. In diesem Zusammenhang ist es erforderlich, zumindest an charakteristischen Stellen die Schwellenwerte der Temperaturen der CPG-Teile zu kennen, deren Überschreitung zu den zuvor angegebenen negativen Folgen führt.

Es ist ratsam, den Temperaturzustand der Teile des CPG des Verbrennungsmotors anhand der Temperaturwerte an charakteristischen Punkten zu analysieren, deren Lage in Abb. eins . Die Temperaturwerte an diesen Stellen sollten bei der Herstellung, Prüfung und Entwicklung von Motoren berücksichtigt werden, um das Design von Teilen zu optimieren, bei der Auswahl von Motorölen, beim Vergleich der thermischen Zustände verschiedener Motoren, bei der Lösung einer Reihe anderer technischer Probleme bei Konstruktion und Betrieb von Verbrennungsmotoren.

Reis. 1. Charakteristische Punkte von Zylinder und Kolben des Verbrennungsmotors bei der Analyse ihres Temperaturzustands für Diesel- (a) und Ottomotoren (b)

Diese Werte haben kritische Werte:

1. Der Höchstwert der Temperaturen an Punkt 1 (bei Dieselmotoren - am Rand der Brennkammer, bei Benzinmotoren - in der Mitte des Kolbenbodens) sollte 350С (kurzzeitig 380С) für . nicht überschreiten alle im Automobilmotorenbau kommerziell verwendeten Aluminiumlegierungen, sonst schmelzen die Kanten des Brennraums bei Dieselmotoren und häufig Ausbrennen von Kolben bei Ottomotoren. Außerdem kommt es durch die hohen Temperaturen der Kolbenbodenanlagefläche zur Bildung von Ablagerungen hoher Härte auf dieser Fläche. In der Praxis des Motorenbaus kann dieser kritische Temperaturwert durch Zugabe von Silizium, Beryllium, Zirkonium, Titan und anderen Elementen zur Kolbenlegierung erhöht werden.

Die Vermeidung der Überschreitung der kritischen Temperaturwerte an dieser Stelle sowie in den Volumina von Verbrennungsmotorteilen wird auch durch die Optimierung ihrer Formen und die richtige Organisation der Kühlung sichergestellt. Das Überschreiten der zulässigen Temperaturen von Teilen der CPG-Motoren ist normalerweise der wichtigste limitierende Faktor, um sie in Bezug auf die Leistung zu steigern. Für Temperaturniveaus sollte unter Berücksichtigung möglicher extremer Betriebsbedingungen ein gewisser Spielraum eingehalten werden.

2. Der kritische Temperaturwert an Punkt 2 des Kolbens - über dem oberen Kompressionsring (VKK) - 250 ... 260 ° C (kurzzeitig bis 290 ° C). Bei Überschreitung dieses Wertes verkoken alle Massenmotorenöle (es tritt eine starke Lackierung auf), was zum "Verkleben" der Kolbenringe, dh zum Verlust ihrer Beweglichkeit, und in der Folge - zu einer deutlichen Abnahme der Verdichtung führt, ein erhöhter Motorölverbrauch usw.

3. Der maximale Temperaturgrenzwert an Punkt 3 des Kolbens (der Punkt liegt symmetrisch entlang des Kolbenbodens auf seiner Innenseite) beträgt 220 °C. Bei höheren Temperaturen kommt es zu einer intensiven Lackierung an der Kolbeninnenfläche. Lackablagerungen wiederum sind eine starke Wärmebarriere, die die Wärmeübertragung durch das Öl verhindert. Dies führt automatisch zu einem Temperaturanstieg im gesamten Kolbenvolumen und damit an der Oberfläche der Zylinderbohrung.

4. Die maximal zulässige Temperatur an Punkt 4 (auf der Oberfläche des Zylinders gegenüber der Stelle, an der der VKK am OT stoppt) beträgt 200 °C. Bei Überschreitung verdünnt sich das Motoröl, was zu einem Stabilitätsverlust bei Ölfilmbildung am Zylinderspiegel und "trockener" Reibung der Ringe am Spiegel führt. Dies bewirkt eine Intensivierung des molekularmechanischen Verschleißes der CPG-Teile. Andererseits ist bekannt, dass die niedrige Temperatur der Zylinderwände (unterhalb des Taupunktes der Abgase) deren korrosionsmechanischen Verschleiß beschleunigt. Die Vermischung verschlechtert sich auch und die Verbrennungsrate des Luft-Kraftstoff-Gemisches nimmt ab, was die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Motors verringert und eine Zunahme der Toxizität der Abgase verursacht. Es ist auch zu beachten, dass bei deutlich niedrigeren Temperaturen von Kolben und Zylinder in das Kurbelgehäuseöl eindringender kondensierter Wasserdampf eine intensive Koagulation von Verunreinigungen und Hydrolyse von Additiven unter Bildung von Ablagerungen - "Schlamm" - verursacht. Diese Ablagerungen, verunreinigende Ölkanäle, Ölsumpfgitter, Ölfilter stören den normalen Betrieb des Schmiersystems erheblich.

Die Intensität der Prozesse der Bildung von Ablagerungen von Kohlenstoffablagerungen, Lacken und Ablagerungen auf den Oberflächen von Verbrennungsmotorteilen wird durch die Alterung von Motorölen während ihres Betriebs erheblich beeinflusst. Die Alterung von Ölen besteht in der Ansammlung von Verunreinigungen (einschließlich Wasser), Veränderungen ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften und der Oxidation von Kohlenwasserstoffen.

Die Änderung der fraktionierten Zusammensetzung von sauber gefülltem Öl während des Motorlaufs wird hauptsächlich durch Gründe verursacht, die die Zusammensetzung seiner Ölbasis und den Anteil der Additive für einzelne Komponenten (paraffinisch, aromatisch, naphthenisch) ändern.

Diese schließen ein:

Prozesse der thermischen Zersetzung von Öl in Überhitzungszonen (z. B. in Ventilbuchsen, Zonen der oberen Kolbenringe, an den Oberflächen der oberen Riemen der Zylinderbohrung). Solche Prozesse führen zur Oxidation der leichtesten Anteile der Ölbasis oder sogar zu deren teilweisem Verdampfen;

Zugabe der Basis von nicht verdampftem Kraftstoff zu den Kohlenwasserstoffen, der während der Anfangsphasen des Starts (oder bei einer starken Erhöhung der Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern zur Beschleunigung des Fahrzeugs) durch den Bereich der Kolbendichtungen in den Ölsumpf des Kurbelgehäuses gelangt. ;

in die Ölwanne oder Ölwanne des Motors gelangt Wasser, das bei der Verbrennung von Kraftstoff im Brennraum der Zylinder entsteht.

Wenn das Kurbelgehäuseentlüftungssystem effizient genug arbeitet und die Kurbelgehäusewände auf 90-95 ° C erwärmt werden, kondensiert kein Wasser an ihnen und wird durch das Kurbelgehäuseentlüftungssystem an die Atmosphäre abgegeben. Wird die Temperatur der Kurbelgehäusewände deutlich abgesenkt, nimmt das in das Öl gelangende Wasser an dessen Oxidationsprozessen teil. Die Menge an Kondenswasser kann in diesem Fall sehr groß sein. Selbst wenn wir davon ausgehen, dass nur 2 % der Gase alle Kompressionsringe des Zylinders durchbrechen können, werden pro 1000 gefahrenen Kilometern 2 kg Wasser mit einem Arbeitsvolumen von 2-2,5 Litern durch das Kurbelgehäuse gepumpt. Angenommen, 95 % des Wassers werden durch das Kurbelgehäuseentlüftungssystem entfernt, dann entsprechen 4,0 Liter Motoröl nach 5000 km Fahrt etwa 0,5 Liter H2O. Bei laufendem Motor wird dieses Wasser durch einen im Motoröl enthaltenen antioxidativen Zusatz in Verunreinigungen - Koks und Asche - umgewandelt.

Aus den oben genannten Gründen ist es erforderlich, die Temperatur der Kurbelgehäusewände während des Motorbetriebs ausreichend hoch zu halten und ggf. Schmiersysteme mit Trockensumpf und separatem Öltank zu verwenden.

Es ist zu beachten, dass Maßnahmen, die die Veränderung der Zusammensetzung der Ölbasis verlangsamen, die Bildung von Ruß, Lack und Ablagerungen erheblich verlangsamen und auch die Verschleißrate der Hauptteile von Automobilmotoren verringern.

Die fraktionierte und chemische Zusammensetzung von Ölen kann ziemlich stark variieren
Grenzen unter dem Einfluss verschiedener Faktoren:

die Art der Rohstoffe, abhängig vom Feld, die Eigenschaften der Ölquelle;

Merkmale der Technologie zur Herstellung von Motorenölen;

Besonderheiten des Transports und der Lagerdauer von Ölen.

Für eine vorläufige Bewertung der Eigenschaften von Erdölprodukten werden verschiedene Labormethoden verwendet: Bestimmung der Destillationskurve, Flammpunkte, Trübung und Erstarrung, Bewertung der Oxidationsfähigkeit in Umgebungen mit unterschiedlicher Aggressivität usw.

Die Alterung von Automotorenöl basiert auf den Prozessen der Oxidation, Zersetzung und Polymerisation von Kohlenwasserstoffen, die von Prozessen der Ölverschmutzung mit verschiedenen Verunreinigungen (Kohlenstoffablagerungen, Staub, Metallpartikel, Wasser, Kraftstoff usw.) begleitet werden. Alterungsprozesse verändern die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Öls erheblich, führen zum Auftreten verschiedener Oxidations- und Verschleißprodukte und verschlechtern seine Leistung. In Motoren gibt es folgende Arten der Öloxidation: in einer dicken Schicht - in der Ölwanne oder im Öltank; in einer dünnen Schicht - auf den Oberflächen heißer Metallteile; in einem nebligen (Tropf-)Zustand - in einem Kurbelgehäuse, Ventilkasten usw. In diesem Fall führt die Oxidation von Öl in einer dicken Schicht zu einem Niederschlag in Form von Schlamm und in einer dünnen Schicht - in Form von Lack.

Die Oxidation von Kohlenwasserstoffen folgt der Theorie der Peroxide von A.N. Bach und K. O. Engler, ergänzt durch P.N. Chernozhukov und S. E. Kran. Die Oxidation von Kohlenwasserstoffen, insbesondere in Motorölen von Verbrennungsmotoren, kann in zwei Hauptrichtungen verlaufen, wie in Abb. 2, deren Oxidationsergebnisse unterschiedlich sind. Das Ergebnis der Oxidation in der ersten Richtung sind in diesem Fall saure Produkte (Säuren, Hydroxysäuren, Estolide und asphaltogene Säuren), die bei niedrigen Temperaturen Niederschläge bilden; das Ergebnis der Oxidation in der zweiten Richtung sind neutrale Produkte (Carbene, Carboide, Asphaltene und Harze), aus denen bei erhöhten Temperaturen in verschiedenen Anteilen Lacke oder Kohlenstoffablagerungen gebildet werden.

Reis. 2. Wege der Oxidation von Kohlenwasserstoffen in einem Erdölprodukt (zum Beispiel in Motorenöl für Verbrennungsmotoren)

Bei der Ölalterung spielt das Wasser, das bei der Kondensation seiner Dämpfe aus Kurbelgehäusegasen oder auf andere Weise in das Öl eindringt, eine große Rolle. Dadurch werden Emulsionen gebildet, die anschließend die oxidative Polymerisation von Ölmolekülen verstärken. Das Zusammenwirken von Hydroxysäuren und anderen Produkten der Öloxidation mit Wasser-Öl-Emulsionen führt zu einer verstärkten Bildung von Ablagerungen (Schlamm) im Motor.

Die gebildeten Schlammpartikel wiederum dienen, sofern sie nicht durch das Additiv neutralisiert werden, als Katalysatoren und beschleunigen die Zersetzung des noch nicht oxidierten Teils des Öls. Unterbleibt gleichzeitig der rechtzeitige Austausch des Motoröls, läuft der Oxidationsprozess als Kettenreaktion mit zunehmender Geschwindigkeit ab mit allen Konsequenzen.

Den entscheidenden Einfluss auf die Bildung von Ablagerungen, Lacken und Ablagerungen auf den motorölberührten Oberflächen von Verbrennungsmotorenteilen hat ihr thermischer Zustand. Die Konstruktionsmerkmale von Motoren, ihre Betriebsbedingungen, Betriebsarten usw. bestimmen den thermischen Zustand der Motoren und beeinflussen so die Bildung von Ablagerungen.

Einen ebenso wichtigen Einfluss auf die Ablagerungsbildung in der Brennkraftmaschine haben auch die Eigenschaften des verwendeten Motoröls. Für jeden spezifischen Motor ist es wichtig, dass das vom Hersteller empfohlene Öl der Temperatur der Oberflächen der damit in Berührung kommenden Teile entspricht.

Dieses Papier analysiert den Zusammenhang zwischen den Temperaturen der Kolbenoberflächen der Motoren ZMZ-402.10 und ZMZ-5234.10 und die Prozesse der Bildung von Ablagerungen von Kohlenstoffablagerungen und Lacken darauf und bewertet auch die Sedimentation an den Oberflächen von Kurbelgehäuse und Ventil Abdeckung von Motoren bei Verwendung des vom Hersteller empfohlenen Motoröls M 63 / 12G1. ...

Um die Abhängigkeiten der quantitativen Eigenschaften von Ablagerungen in Motoren von ihrem thermischen Zustand und ihren Betriebsbedingungen zu untersuchen, können verschiedene Methoden verwendet werden, beispielsweise L-4 (England), 344-T (USA), PZV (UdSSR) usw. Insbesondere nach der 344-T-Methode, einem US-amerikanischen Regulierungsdokument, wird der Zustand eines "sauberen" unverschlissenen Motors mit 0 Punkten bewertet; der Zustand eines extrem verschlissenen und verschmutzten Motors beträgt 10 Punkte. Eine ähnliche Technik zur Beurteilung der Lackbildung auf den Kolbenoberflächen ist die heimische PZV-Technik (Autoren - K.K. Papok, A.P. Zarubin, A.V. Vipper), deren Farbskala Punkte von 0 (keine Lackablagerungen) bis 6 (maximale Lackablagerungen) aufweist ). Um die Punkte der ELV-Skala in die Punkte der 344-T-Methode umzurechnen, müssen die Messwerte des ersten um das Eineinhalbfache erhöht werden. Diese Technik ähnelt der russischen Technik der negativen Bewertung von Lagerstätten durch VNII NP (10-Punkte-Skala).

Für experimentelle Studien wurden 10 Triebwerke ZMZ-402.10 und ZMZ-5234.10 verwendet. In Zusammenarbeit mit den Pkw- und Lkw-Prüflaboren UKER GAZ wurden auf Motorständen Versuche zur Untersuchung von Sedimentbildungsprozessen durchgeführt. Bei den Tests wurden unter anderem der Luft- und Kraftstoffverbrauch, der Druck und die Temperatur der Abgase, die Temperatur des Öls und des Kühlmittels überwacht. Gleichzeitig wurden an den Gerüsten folgende Modi beibehalten: die Kurbelwellendrehzahl entsprechend der maximalen Leistung (100% Last) und abwechselnd für 3,5 Stunden - 70% Last, 50% Last, 40% Last, 25% Last und Leerlauf (bei geschlossenen Drosselklappen), d.h. die Versuche wurden zum Lastverhalten der Motoren durchgeführt. In diesem Fall wurde die Temperatur des Kühlmittels im Bereich von 90 ... 92 ° C gehalten, die Temperatur des Öls in der Hauptölleitung - 90 ... 95 ° C. Danach wurden die Motoren zerlegt und die notwendigen Messungen vorgenommen.

Zuvor wurden Studien zur Veränderung der physikalisch-chemischen Parameter von Motorenölen während der Erprobung von ZMZ-402.10-Motoren als Teil von GAZ-3110-Fahrzeugen der UKER GAZ-Fahrzeugpalette durchgeführt. Gleichzeitig wurden folgende Bedingungen erfüllt: durchschnittliche technische Geschwindigkeit 30 ... 32 km / h, Umgebungstemperatur 18 ... 26 ° C, Laufleistung bis 5000 km. Als Ergebnis der Tests wurde festgestellt, dass mit zunehmender Fahrleistung (Motorbetriebszeit), der Menge an mechanischen Verunreinigungen und Wasser in Motorölen, deren Kokszahl und Aschegehalt weitere Veränderungen auftraten, die in dargestellt sind Tabelle. eins

Die Kohlenstoffbildung an den Oberflächen der Kolbenböden von ZMZ-5234.10-Motoren wurde durch die in Abb. 3 (für ZMZ-402.10-Motoren sind die Ergebnisse ähnlich). Aus der Analyse der Abbildung folgt, dass mit einer Erhöhung der Temperaturen der Kolbenböden von 100 auf 300С die Dicke (Existenzzone) der Kohlenstoffablagerungen von 0,45 ... 0,50 auf 0,10 ... 0,15 mm . abnahm , was durch das Verbrennen von Kohlenstoffablagerungen mit einer Erhöhung der Oberflächentemperatur von Motoren erklärt wird. Die Härte der Kohlenstoffablagerungen stieg von 0,5 auf 4,0 ... 4,5 Punkte durch das Sintern der Kohlenstoffablagerungen bei hohen Temperaturen.

Reis. 3. Abhängigkeiten der Kohlenstoffbildung an den Oberflächen der Kolbenböden von ZMZ-5234.10-Motoren von deren Temperaturen:
a - Dicke der Kohlenstoffablagerung; b - Kohlenstoffhärte;
gemittelte experimentelle Werte sind mit Symbolen aufgetragen

Die Beurteilung der Größe von Lackablagerungen auf den Kolbenmantelflächen und deren inneren (nicht arbeitenden) Flächen erfolgte ebenfalls auf einer Zehnerskala nach der 344-T-Methode, die in allen führenden Forschungseinrichtungen der Land.

Daten zur Lackbildung an den Oberflächen von Motorkolben sind in Abb. 4 (die Ergebnisse für die untersuchten Motorenmarken sind die gleichen). Die Testmodi sind früher angegeben und entsprechen den Modi in Studien zur Kohlenstoffbildung an Teilen.

Aus der Analyse der Abbildung geht hervor, dass die Lackbildung auf den Oberflächen von Motorkolben mit steigender Temperatur ihrer Oberflächen eindeutig zunimmt. Die Intensität der Lackbildung wird nicht nur durch eine Erhöhung der Oberflächentemperaturen von Teilen beeinflusst, sondern auch durch die Dauer ihrer Einwirkung, d.h. die Laufzeit der Motoren. In diesem Fall werden jedoch die Prozesse der Lackbildung auf den Arbeits-(Reib-)Flächen der Kolben im Vergleich zu den inneren (Nicht-Arbeits-)Flächen durch den Abrieb der Lackschicht durch Reibung deutlich verlangsamt .

Reis. 4. Abhängigkeiten von Lackablagerungen auf den Kolbenoberflächen von ZMZ-5234.10-Motoren von deren Temperaturen:
a - Innenflächen; b - Seitenflächen; die Symbole zeigen die gemittelten experimentellen Werte

Die Kohlenstoff- und Lackbildung auf den Oberflächen der Teile wird bei Verwendung von Ölen der Gruppen "B" und "C" deutlich verstärkt, was durch eine Reihe von Studien der Autoren an ähnlichen und anderen Arten von Automobilmotoren bestätigt wird.

Eine systematische Zunahme von Lackablagerungen auf den inneren (nicht arbeitenden) Oberflächen der Kolben bewirkt eine Verringerung der Wärmeübertragung auf das Kurbelgehäuseöl mit einer Verlängerung der Motorbetriebszeit. Dies bewirkt beispielsweise eine allmähliche Erhöhung des thermischen Zustands der Motoren, wenn sich die Betriebszeit dem Ölwechsel beim nächsten TO-2 des Autos nähert.

Die Bildung von Ablagerungen (Schlamm) aus Motorölen erfolgt am stärksten an den Oberflächen von Kurbelgehäuse und Ventildeckel. Die Ergebnisse von Untersuchungen zur Sedimentbildung in Triebwerken ZMZ-5234.10 sind in Abb. 5 (für ZMZ-402.10-Motoren sind die Ergebnisse ähnlich). Sedimentation an den Oberflächen der zuvor genannten Teile wurde in Abhängigkeit von deren Temperaturen bewertet, für deren Messung Thermoelemente angebracht wurden (durch Kondensatorschweißen verschweißt): an den Oberflächen des Kurbelgehäuses, 5 Stück für jeden Motor, an den Oberflächen des Ventils Abdeckungen - je 3 Stück.

Wie aus Abb. 5, mit einer Erhöhung der Oberflächentemperaturen von Motorteilen nimmt die Sedimentbildung auf ihnen aufgrund einer Abnahme des Wassergehalts im Kurbelgehäuseöl ab, was den Ergebnissen früherer Experimente anderer Forscher nicht widerspricht. Bei allen Motoren fiel die Sedimentation an den Oberflächen der Kurbelgehäuseteile stärker aus als an den Oberflächen der Ventildeckel.

Bei Motorenölen der Antriebsgruppen "B" und "C" tritt die Sedimentbildung an Motorenölkontakten von Verbrennungsmotoren stärker auf als bei Ölen der Antriebsgruppen "G", was durch eine Reihe von Studien bestätigt wird.

In dieser Arbeit wurde die Untersuchung von Ablagerungen an den Zylinderspiegeln beim Betrieb von Motoren mit modernsten Ölen nicht durchgeführt, jedoch kann mit Sicherheit davon ausgegangen werden, dass sie für die untersuchten Motoren nicht mehr sein werden, als wenn sie auf minderwertigere Öle.

Die erhaltenen Ergebnisse zum Zusammenhang zwischen den Temperaturänderungen der Hauptteile der Motoren ZMZ-402.10 und ZMZ-5234.10 (Kolben, Zylinder, Ventildeckel und Ölkurbelgehäuse) und der Menge der Ablagerungen ermöglichten es, Muster in den Prozessen von Bildung von Ablagerungen, Lacken und Ablagerungen auf den Oberflächen dieser Teile. Dazu wurden die Ergebnisse durch funktionale Abhängigkeiten nach der Methode der kleinsten Quadrate approximiert und sind in Abb. 3-5. Die erhaltenen Regelmäßigkeiten der Prozesse der Bildung von Ablagerungen auf den Oberflächen von Teilen von Autovergasermotoren sollten von Konstrukteuren und Ingenieuren und technischen Mitarbeitern, die mit der Entwicklung und dem Betrieb des Verbrennungsmotors befasst sind, berücksichtigt und verwendet werden.

Der Motor eines Autos läuft nur unter bestimmten Bedingungen optimal. Das optimale Temperaturregime von wärmebelasteten Teilen ist eine dieser Bedingungen und bietet hohe technische Eigenschaften des Motors bei gleichzeitiger Reduzierung von Verschleiß, Ablagerungen und folglich einer Erhöhung der Zuverlässigkeitsindikatoren.

Der optimale thermische Zustand der Brennkraftmaschine ist durch die optimalen Temperaturen der Oberflächen ihrer wärmebelasteten Teile gekennzeichnet. Durch die Analyse der durchgeführten Studien zu den Prozessen der Bildung von Ablagerungen an den untersuchten ZMZ-Vergasermotoren und ähnlichen Studien an Benzinmotoren ist es möglich, die Intervalle der optimalen und gefährlichen Temperaturen der Oberflächen von Teilen mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen dieser Motorenklasse. Die erhaltenen Informationen sind in der Tabelle dargestellt. 2.

Bei Temperaturen von Motorteilen in einer gefährlichen Tieftemperaturzone nimmt die Dicke der Kohlenstoffablagerungen auf den Oberflächen von Teilen, die den Brennraum bilden, zu, was zu einer Detonationsverbrennung von Luft-Kraftstoff-Gemischen führt, und bei niedrigen Temperaturen der Oberflächen von Motorteilen , die Niederschlagsmenge aus Motorölen nimmt auf ihnen zu. All dies stört den normalen Betrieb der Motoren. Die Ablagerungen führen wiederum zu einer Umverteilung der durch die Kolben strömenden Wärmeströme und zu einem Anstieg der Kolbentemperaturen an kritischen Stellen - im Zentrum der Kolbenbodenfeuerfläche und in der VKK-Nut. Das Temperaturfeld des Kolbens des ZMZ-5234.10-Motors unter Berücksichtigung von Ablagerungen von Kohlenstoffablagerungen und Lacken auf seinen Oberflächen ist in Abb. 7.

Das Problem der Wärmeleitfähigkeit nach der Finite-Elemente-Methode wurde mit dem ersten PG-Typ gelöst, der durch Thermometrie des Kolbens im Nennleistungsmodus während Prüfstandstests des Motors erhalten wurde. Mit dem gleichen Kolben wurden thermoelektrische Experimente durchgeführt, für die Voruntersuchungen des Temperaturzustandes ohne Berücksichtigung von Ablagerungen durchgeführt wurden. Die Versuche wurden unter identischen Bedingungen durchgeführt. Zuvor arbeitete der Motor über 80 Stunden am Stand, danach stabilisieren sich die Kohlenstoffablagerungen und Lacke. Dadurch erhöhte sich die Temperatur in der Mitte des Kolbenbodens um 24 ° C, im Bereich der VKK-Nut - um 26 ° C im Vergleich zum Kolbenmodell ohne Ablagerungen. Der Wert der Kolbenoberflächentemperatur über dem VCC 238 °C ist in der explosionsgefährdeten Hochtemperaturzone enthalten (Tabelle 2). Nahe der gefährlichen Hochtemperaturzone und dem Temperaturwert in der Mitte des Kolbenbodens.

Bei der Konstruktion und Feinabstimmung von Motoren wird die Wirkung von Kohlenstoffablagerungen auf den wärmeaufnehmenden Oberflächen von Kolben und Lacken auf deren Oberflächen in Kontakt mit Motoröl äußerst selten berücksichtigt. Dieser Umstand erhöht zusammen mit dem Betrieb von Motoren als Teil eines Fahrzeugs bei erhöhter thermischer Belastung die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen - Durchbrennen von Kolben, Verkoken von Kolbenringen usw.

N. A. Kuzmin, V. V. Selentsov, I. O. Donato

Benannt nach der Staatlichen Technischen Universität Nischni Nowgorod BETREFFEND. Alekseeva, Abteilung der Autobahn "Moskau - Nischni Nowgorod"