Murdărie și depozite în camera de ardere a unui motor cu combustie internă a mașinii. Cum să curățați depunerile de carbon ale motorului

»Depozite de carbon în motor - curățarea depozitelor de carbon și a depozitelor de ulei

Depozite de carbon în motor, precum și depozite grase de ulei Este un proces inevitabil. Acest lucru se aplică grupurilor de propulsie pe benzină și motorină. Formarea funinginii și a cocsului este asociată cu utilizarea combustibilului de calitate scăzută și are loc în condiții de combustie t 0 ridicată a amestecului de combustibil și aer într-o cameră închisă. Dacă caracterizăm depozitele de carbon în câteva cuvinte, putem spune că acesta este un strat de depozite ne-arse care se așează pe pereții camerei de ardere a motorului.

Funcționarea pe termen lung a vehiculului duce la progresul depunerii de cocs și a depozitelor de carbon ale motorului. La un moment dat, formarea carbonului poate provoca defecțiuni și „boli tehnice” ale instalațiilor diesel și ale motoarelor cu combustie internă pe benzină.

În articol, veți afla despre semnele poluării motorului cu ardere internă și consecințele acestuia. Se ridică întrebări cu privire la modul de combatere eficientă a acestui fenomen, semnele depunerilor de carbon în motor și posibilele consecințe ale centralelor electrice de cocsificare. În mod tradițional, la sfârșitul articolului, să rezumăm.

Semne de contaminare a motorului

Înainte de a afla cum să curățați motorul de depunerile de carbon, să stabilim care sunt principalele semne ale funcționării instabile a centralei și primele simptome ale bolii.

Notă !

Procesul de formare a carbonului este accelerat de uleiul de motor, care, dacă părțile unității de putere sunt de calitate slabă, pătrunde în camera de ardere. Uleiul arde odată cu combustibilul, accelerând procesul de depunere.

Defecțiuni care pot apărea ca urmare a depunerilor de carbon:

1. Adesea, acestea sunt probleme asociate cu pornirea centralei "la rece".
2. Când motorul pornește, fumează și funcționează instabil.
3. Există probleme cu evacuarea gazelor arse.
4. Consumul de petrol crește adesea.
5. Puterea motorului este pierdută.
6. Există o creștere a consumului de combustibil cu 10-15%.
7. Se produce detonarea, motorul se încălzește rapid și se supraîncălzește, funcționând la turații crescute.

După ce vă familiarizați cu semnele de contaminare a motorului, trebuie să vă gândiți la consecințele depunerilor de carbon.

Ce se poate întâmpla dacă există depozite de carbon în motor

Este important ca depozitele să aibă un efect dăunător asupra funcționării stabile generale, ceea ce duce în cele din urmă la un consum excesiv de combustibil și fluide tehnice. Și, de asemenea, crește riscurile de avarie a motorului: ca urmare, probabilitatea unor reparații serioase ale motorului crește semnificativ. Să trecem la exemple specifice de consecințe negative. Acesta ar putea fi:

• depozite de carbon pe supape care se deschid doar parțial;
• depunerile de carbon depuse pe inelele pistonului duc la apariția acestora;
• din procesul de ardere a particulelor de carbon, poate apărea aprinderea necontrolată a unui amestec combustibil.

Situațiile descrise mai sus pot duce în cele din urmă la o situație critică.

Datorită cocsării abundente, supapa nu se poate închide complet. Ceea ce duce la apariția inelelor. Acest lucru reduce compresia motorului. Bineînțeles, începe prost, munca sa nu funcționează.

Ca urmare, supapele se ard, ceea ce duce în timp la necesitatea unor reparații care nu sunt ieftine. Aprinderea neautorizată a amestecului combustibil-aer provoacă aprinderea de potasiu din cauza depunerilor de carbon mocnite.

Unitățile diesel și / sau benzină se supraîncălzesc rapid. La rândul său, aceasta duce la uzura prematură a pieselor motorului și afectează negativ sistemele de combustibil și de evacuare.

Puteți prelungi durata de viață a pieselor motorului prin spălarea zgurilor și a depunerilor. Dacă apar primele semne ale acestui fenomen, trebuie să curățați motorul înfundat de depozitele de carbon. Citiți despre aceasta mai jos.

Cu privire la principalele modalități de a scăpa de cocs și depozite

În practică, puteți scăpa de problema poluării:

1. Prin demontarea completă a motorului și îndepărtarea mecanică a depunerilor de carbon, folosind scule abrazive.
2. Curățați motorul folosind agenți de spălare speciali.

Cu toate acestea, spălarea poate să nu fie la fel de eficientă pe cât se dorește și să rezolve doar parțial problema. Iar demontarea centralei este o afacere supărătoare și responsabilă. În mod corect, trebuie spus că dezasamblarea motorului vă permite să eliminați complet depunerile de carbon.

Dar există o serie de modalități de a curăța motorul cu ardere internă de depozite fără a recurge la metode cardinale, dintre care una poate fi considerată o dezasamblare completă a motorului cu ardere internă. Este vorba despre îndepărtarea depunerilor de carbon fără a demonta motorul .

Procedura de curățare a motorului de depunerile de carbon

În primul rând, trebuie să deșurubați lumânările:

La autovehiculele pe benzină, acestea sunt bujii.

1. Prin sondele de lumânări din cilindri trebuie să turnați „decarbonizarea” - acesta este un lichid special.
2. Este necesară o pauză pentru ca lichidul special să-și facă treaba: să înmoaie depunerile. Acest lucru va dura aproximativ 2-3 ore.
3. Apoi, după deșurubarea lumânărilor, porniți motorul. În timpul funcționării sale, depozitele se vor arde și vor fi eliminate din cilindrii motorului.
4. Procedura presupune în etapa finală înlocuirea necesară a uleiului din centrală și a filtrului de ulei.

Există și alte modalități de a elimina depozitele de carbon, care au fost dovedite în practică. Vorbim despre un amestec multicomponent pe bază de acetonă. Pentru a pregăti amestecul, veți avea nevoie de:

1. 2 părți acetonă, care pot fi înlocuite cu un solvent.
2. O parte kerosen.
3. Ulei de motor dintr-o singură parte.

Și mai departe

Spălarea motorului cu motorină înainte de următoarea schimbare a fluidului tehnic este o modalitate veche și eficientă de a scăpa de scară și cocs și, de asemenea, ajută la întinerirea întregului sistem de ulei. Acesta este un mod ușor, accesibil și sigur de a scăpa de depuneri și calcar.

Ce altceva poți spăla motorul din interior. Puteți utiliza o seringă pentru a introduce acul sistemului de injecție în tubul de cauciuc care trece între regulatorul de vid și carburator. Coborâți un capăt într-un recipient cu apă, care, datorită vidului, intră în carburator și intră în cilindrii motorului cu amestecul aer-combustibil. Se recomandă efectuarea procedurii pe o centrală electrică de lucru. Aburul ieșit înmoaie depozitele și îi ajută să scape. Procesul nu durează mai mult de 10 minute.

Un aditiv pentru combustibil poate fi folosit pentru a elimina depunerile. Această metodă rezolvă problema, efectul există într-adevăr. Cele mai populare produse chimice pentru automobile sunt produsele producătorilor francezi. Aditivii pentru combustibil sunt foarte detergenți și îndepărtează murdăria. Această metodă funcționează pe unitățile diesel și pe benzină.

Vorbind despre întreținerea mașinii, atunci când schimbați filtrul, este important să folosiți uleiuri recomandate de producător. Acordați atenție producției sintetice pentru tot sezonul din Franța. Reduce fricțiunea pieselor motorului și vă permite să porniți motorul fără probleme la t 0 până la - 35 0 С.

Un produs fabricat în Franța, Total oil asigură funcționarea ușoară a motorului, îl protejează de murdărie. Uleiul total poate fi amestecat cu alte uleiuri de motor standard.

Rezumând, putem spune

Cunoașterea problemelor vă va ajuta să găsiți o modalitate eficientă de a elimina cocsul și solziul. Dar principalul lucru este să aveți grijă de motor, schimbarea la timp a uleiului și a componentelor în timpul întreținerii..

Decarbonizăm motorul pe cont propriu Cum se verifică nivelul uleiului în cutia de viteze automată - sfaturi și trucuri De ce este negru după schimbarea uleiului Cum se schimbă uleiul în cutia automată Al4 Peugeot, Peugeot? Marcarea uleiului de motor - decodarea valorilor de vâscozitate Uleiuri auto și caracteristicile uleiurilor pentru o mașină

În timpul funcționării motorului cu ardere internă, acesta apare constant, ceea ce duce la abraziunea și uzura acestora. Oricare ar fi uleiul și cât de des îl schimbați, va exista uzură. Pentru a reduce frecarea la motoarele cu ardere internă, se utilizează măsuri speciale - furnizarea de lubrifiant pe suprafețele de frecare sau prezența statică a acestuia în unitățile de frecare (de obicei, aceasta este o grăsime la rulmenții rulanți). Lubrifiantul din motor este uleiul de motor, care în majoritatea cazurilor este de origine petrolieră. Uleiul este furnizat sistemului de lubrifiere sub presiune, care este dezvoltat de o pompă cu angrenaj (sau alt tip de pompă). Uleiul curge prin canale către toate suprafețele de frecare, reducând frecarea și răcind piesele. Canalele din sistemul de lubrifiere au o anumită secțiune transversală și performanță, iar cu cât sunt mai mari aceste performanțe, cu atât este mai bună lubrifierea și cu atât durata de viață a motorului este mai mare. Dar este imposibil să faceți canalele prea mari, deoarece acest lucru va duce la o scădere a puterii, prin urmare canalele au parametri geometrici stricți.

Dacă proprietarul mașinii a folosit ulei de motor de calitate scăzută sau a încălcat intervalele de înlocuire a acestuia, atunci fenomenul dăunător apare în motor - depunerile de murdărie și funingine. Diferite tipuri de depozite îngustează canalele de ulei și reduc performanțele sistemului de lubrifiere în ansamblu, duc la un dezechilibru al pieselor rotative și la înfometarea uleiului de toate suprafețele de frecare, în special cele care se află la o distanță considerabilă de pompa de ulei (jurnale principale îndepărtate și jurnale de bielă, sincronizare) și la nivel local supraîncălzirea pieselor și ansamblurilor.

Depunerile din canelurile pistonului din jurul inelelor le împiedică mișcarea și apăsarea pe pereții cilindrului (blocare, lipire, inele de prindere). Ca urmare a blocării și obstrucționării mișcării inelelor, acestea nu se apasă pe pereți și nu asigură compresie în cilindri, puterea motorului scade, pătrunderea gazului în carter și consumul de ulei cresc. Depunerile care împing inelele pe pereții cilindrului vor provoca uzura excesivă a cilindrului.

Lustruirea pereților cilindrilor - Depozitele din partea superioară a pistonilor lustruiesc pereții cilindrilor interiori. Lustruirea împiedică reținerea și reținerea peliculei de ulei pe pereți și accelerează foarte mult rata de uzură.

Depozitele din camera de ardere sunt formate din particule de carbon ca urmare a arderii incomplete a combustibilului și a sărurilor metalice incluse în aditivi ca urmare a descompunerii termice a reziduurilor de ulei care intră în cameră. Aceste depozite devin fierbinți și provoacă aprinderea prematură a amestecului de lucru (înainte să apară o scânteie). Acest tip de aprindere se numește aprindere prematură sau strălucitoare. Acest lucru creează solicitări suplimentare la motor (ciocănit), ceea ce duce la uzura accelerată a rulmenților și a arborelui cotit. În plus, părțile individuale ale motorului se supraîncălzesc, puterea scade și consumul de combustibil crește.

Principalele modificări ale proprietăților într-un motor în funcțiune apar din următoarele motive:

temperaturi ridicate și efecte oxidative;

transformarea mecanochimică a componentelor petroliere;

acumulare permanentă:

produse de transformare a petrolului și a componentelor sale;

produse de ardere a combustibilului;

apă;

purtați produse

contaminare sub formă de praf, nisip și murdărie.

Oxidare.

Într-un motor în funcțiune, uleiul fierbinte circulă constant și intră în contact cu aerul, produse de combustie completă și incompletă a combustibilului. Oxigenul din aer accelerează oxidarea uleiului. Acest proces este mai rapid în uleiurile care tind să spumeze. Suprafețele metalice ale pieselor acționează ca catalizatori pentru procesul de oxidare a uleiului. Uleiul se încălzește prin contactarea pieselor încălzite (în principal cilindri, pistoane și supape), ceea ce accelerează semnificativ procesul de oxidare a uleiului. Rezultatul poate fi produsele solide de oxidare (depozite).

Natura schimbării uleiului într-un motor în funcțiune este influențată nu numai de transformările chimice ale moleculelor de ulei, ci și de produsele de combustie completă și incompletă a combustibilului, atât în \u200b\u200bcilindrul în sine, cât și pe cele care au pătruns în carter.

Efectul temperaturii asupra oxidării uleiului de motor.

Există două tipuri de condiții de temperatură a motorului:

funcționarea unui motor complet încălzit (modul portbagaj).

funcționarea unui motor neîncălzit (opriri frecvente ale mașinii).

În primul caz, există temperatura ridicata modul de schimbare a proprietăților uleiului din motor, în al doilea - temperatura scazuta... Există multe condiții de muncă intermediare. Atunci când se determină nivelul calității uleiului, testele motorului sunt efectuate atât în \u200b\u200bmoduri de temperatură ridicată, cât și de temperatură scăzută.

Produse de oxidare și modificări ale caracteristicilor uleiului de motor.

Acizi (în afară). Cele mai esențiale produse de oxidare a uleiului sunt acizii. Acestea provoacă coroziunea metalelor, iar aditivii alcalini sunt consumați pentru a neutraliza acizii formați, drept urmare proprietățile de dispersie și detergent se deteriorează și durata de viață a uleiului este redusă. Creșterea numărului total de acid, TAN (totalacidnumber) este principalul indicator al formării acidului.

Depozite de carbon în motor (carbondepozite). O varietate de depuneri de carbon se formează pe suprafețele fierbinți ale pieselor motorului, a căror compoziție și structură depind de temperatura suprafețelor metalice și uleioase. Există trei tipuri de depozite:

depozite de carbon,

lac,

nămol.

Trebuie subliniat faptul că formarea și acumularea de depuneri pe suprafața pieselor motorului este rezultatul nu numai a stabilității oxidative și termice insuficiente a uleiului, ci și a detergenței sale insuficiente. Prin urmare, uzura motorului și durata de viață redusă a uleiului sunt indicatori complexi ai calității uleiului.

Nagar (lac, carbondepozite) sunt produse de degradare termică și fisurare și polimerizare a reziduurilor de ulei și combustibil. Se formează pe suprafețe foarte fierbinți (450 ° - 950 ° C). Depozitele de carbon au o culoare neagră caracteristică, deși uneori pot fi albe, maronii sau de alte culori. Grosimea stratului de sedimente se schimbă periodic - atunci când există o mulțime de sedimente, disiparea căldurii se înrăutățește, temperatura stratului superior de sedimente crește și acestea se ard. Mai puține depuneri se formează într-un motor fierbinte care funcționează sub sarcină. În structură, depozitele sunt monolitice, dense sau libere.

Depozitele de carbon au un efect negativ asupra funcționării și stării motorului. Depunerile în canelurile pistonului, în jurul inelelor, împiedică mișcarea acestora și apăsarea pe pereții cilindrului (blocare, lipire, lipire a inelelor (lipirea inelelor)). Ca urmare a blocării și obstrucționării mișcării inelelor, acestea nu se apasă de pereți și nu asigură compresie în cilindri, puterea motorului scade, pătrunderea gazului în carter și consumul de ulei cresc. Comprimarea inelelor prin depuneri pe pereții cilindrilor duce la uzura excesivă a cilindrilor.

Lustruire perete cilindru (borepolishing) - depuneri pe partea superioară a pistoanelor (pistontopland) lustruiesc pereții interiori ai cilindrilor. Lustruirea previne reținerea și reținerea peliculei de ulei pe pereți și accelerează foarte mult rata de uzură.

Lac (lac). Un strat subțire de substanță carbonică solidă sau lipicioasă de culoare maro până la negru, care se formează pe suprafețe moderat încălzite datorită polimerizării unui strat subțire de ulei în prezența oxigenului. Fusta și suprafața interioară a pistonului, bielele și știfturile pistonului, tijele supapelor și părțile inferioare ale cilindrilor sunt lăcuite. Lacul afectează semnificativ disiparea căldurii (în special a pistonului), reduce rezistența și reținerea filmului de ulei pe pereții cilindrului.

Depozite în camera de ardere (depozitele de combustie) sunt formate din particule de carbon (cocs), ca urmare a arderii incomplete a combustibilului și a sărurilor metalice incluse în aditivi ca urmare a descompunerii termice a reziduurilor de ulei care intră în cameră. Aceste depozite devin fierbinți și provoacă arderea prematură a amestecului de lucru (înainte de scântei). Această aprindere se numește preignition sau preignition. Acest lucru creează solicitări suplimentare la motor (ciocănit), ceea ce duce la uzura accelerată a rulmenților și a arborelui cotit. În plus, părțile individuale ale motorului se supraîncălzesc, puterea scade și consumul de combustibil crește.

Bujii înfundate (scânteie) Depozitele acumulate în jurul electrodului bujiei închid decalajul, scânteia devine slabă, contactul devine neregulat. Aceasta are ca rezultat o putere redusă a motorului și un consum crescut de combustibil.

Rășini, nămol, depozite rășinoase (precipitații) (rășini, nămol, depozite de nămol) în motor, nămolul se formează ca urmare a:

oxidarea și alte transformări ale uleiului și ale componentelor sale;

acumularea de combustibil sau produse de descompunere în ulei și combustie incompletă;

apă.

Substanțele rășinoase se formează în ulei ca urmare a transformărilor sale oxidative (reticularea moleculelor oxidate) și a polimerizării produselor de oxidare și a arderii incomplete a combustibilului. Formarea gudronului este îmbunătățită atunci când motorul nu este suficient de cald. Produsele cu combustie incompletă a combustibilului pătrund în carterul motorului în timpul ralantiului prelungit sau în modul stop-pornire. La temperaturi ridicate și funcționare intensivă a motorului, combustibilul arde mai complet. Pentru a reduce formarea gingiilor și uleiurile de motor, se adaugă dispersanți pentru a preveni coagularea și depunerea rășinii. Rășinile, particulele carbonice, vaporii de apă, fracțiunile de combustibil greu, acizii și alți compuși se condensează, se coagulează în particule mai mari și formează nămol în ulei, așa-numitul. negru.

Nămol (nămol) este o suspensie și emulsie în ulei de solide și substanțe rășinoase insolubile de culoare maronie până la neagră. Compoziția nămolului carterului:

ulei 50-70%

apă 5-15%

produse de oxidare a uleiului și combustie incompletă a combustibilului, particule solide - restul.

În funcție de temperatura motorului și a uleiului, procesele de formare a nămolului diferă ușor. Distingeți între temperatură scăzută și temperatură ridicată

Nămol de temperatură scăzută (nămol de temperatură scăzută). Formată prin interacțiunea în carter a gazelor străpungătoare care conțin reziduuri de combustibil și apă cu ulei. Într-un motor neîncălzit, apa și combustibilul se evaporă mai încet, ceea ce contribuie la formarea unei emulsii, care ulterior se transformă în nămol.

o creștere a vâscozității (îngroșării) uleiului (creșterea vâscozității);

înfundarea canalelor sistemului de lubrifiere (blocarea căilor ferate);

încălcarea aprovizionării cu petrol (înfrângerea petrolului).

Acumularea de nămol în cutia rocker este motivul pentru o ventilație insuficientă a acestui rockerbox (foulairventing). Nămolul rezultat este moale, slăbit, dar atunci când este încălzit (cu o călătorie lungă) devine dur și casant.

Nămol de temperatură ridicată (hightemperaturesludge). Formată ca urmare a combinației de molecule de ulei oxidat între ele sub influența temperaturii ridicate. O creștere a greutății moleculare a uleiului duce la o creștere a vâscozității.

Într-un motor diesel, formarea de nămol și creșterea vâscozității uleiului sunt cauzate de acumularea de funingine. Formarea funinginei este facilitată de supraîncărcarea motorului și de o creștere a conținutului de grăsime din amestecul de lucru.

Consum aditiv. Consumul, răspunsul aditiv este un proces decisiv pentru reducerea resurselor petroliere. Cei mai importanți aditivi din uleiul de motor - detergenți, dispersanți și neutralizatori - sunt folosiți pentru neutralizarea compușilor acizi, sunt reținuți în filtre (împreună cu produse de oxidare) și se descompun la temperaturi ridicate. Consumul de aditivi poate fi evaluat indirect prin scăderea numărului total de bază TBN. Aciditatea uleiului crește datorită formării produselor de oxidare acidă a uleiului însuși și a produselor care conțin sulf din combustia combustibilului. Aceștia reacționează cu aditivi, alcalinitatea uleiului scade treptat, ceea ce duce la deteriorarea proprietăților detergentului și dispersantului uleiului.

Efectul creșterii puterii și creșterii motorului. Proprietățile antioxidante și detergente ale uleiului sunt deosebit de importante atunci când stimulează motoarele. Motoarele pe benzină sunt crescute prin creșterea raportului de compresie și a vitezei arborelui cotit, în timp ce motoarele diesel sunt crescute prin creșterea presiunii efective (în principal prin turboalimentare) și a vitezei arborelui cotit. Cu o creștere a vitezei arborelui cotit cu 100 rpm sau cu o creștere a presiunii efective cu 0,03 MPa, temperatura pistonului crește cu 3 ° C. La forțarea motoarelor, masa lor este de obicei redusă, ceea ce duce la o creștere a sarcinilor mecanice și termice pe piese.

SPĂLAREA GHEȚEI.

În timpul funcționării unei mașini, chiar și atunci când se utilizează uleiuri de motor de înaltă calitate, se formează în mod inevitabil depuneri nocive de carbon pe suprafețele interne ale motorului și pe canalele sistemului de lubrifiere. La schimbarea uleiului, o parte din vechiul ulei de motor uzat rămâne, de asemenea, inevitabil în cavitățile interne ale motorului. Prin urmare, dacă uleiul proaspăt de motor este turnat direct după golirea motorului folosit fără spălare preliminară, aditivii detergenți ai uleiului nou turnat vor începe imediat să dizolve în mod activ toate aceste depozite și impurități rămase în motor, ceea ce la rândul său poate duce la o serie de consecințe extrem de negative: în special , la colmatarea parțială a filtrului de ulei și, în consecință, la o scădere a eficienței funcționării acestuia, precum și la epuizarea prematură a pachetului de aditivi și pierderea proprietăților detergente ale uleiului proaspăt de motor. Toate acestea au efectul cel mai dăunător asupra resursei motorului și a caracteristicilor sale de putere. Astăzi, necesitatea spălării sistemului de lubrifiere la schimbarea uleiului de motor este destul de evidentă, nimeni nu se îndoiește și nu are nevoie de nicio justificare suplimentară. În camera de ardere a unui motor pe benzină, unde intră amestecul combustibil-aer, acesta este aprins, complet sau parțial ars, în urma căruia se formează depozite de carbon. În plus, produsele de combustie incompletă a combustibilului provoacă formarea depunerilor de lac pe suprafețele interne ale motorului. Mai mult, majoritatea produselor de ardere pleacă prin sistemul de evacuare, dar o mică parte a gazelor intră în carter și, prin urmare, intră în contact cu uleiul de motor. În acest caz, uleiul este oxidat și lichefiat, se formează produse de oxidare slab solubile, care, la rândul lor, contribuie în continuare la formarea nămolului și a altor depozite. La motoarele diesel, sulful pătrunde, de asemenea, în camera de ardere cu combustibilul. Ca urmare a reacțiilor oxidative ale sulfului, în procesul de ardere a amestecului combustibil-aer, se formează depozite dăunătoare, care duc la coroziune și uzura motorului. Depunerile de carbon formate pe suprafețele interioare, canalele sistemului de lubrifiere și piesele motorului duc nu numai la o deteriorare a disipării căldurii, ci și la o scădere notabilă a aderenței uleiului în ceea ce privește suprafețele de frecare, ceea ce, în consecință, înrăutățește reținerea unei pelicule de ulei pe piesele motorului în unitățile de frecare.

Motive pentru formarea depozitelor și a depunerilor de carbon în motor

Utilizarea uleiurilor de înaltă calitate nu elimină problema cocsificării, deoarece plăcile și depunerile de carbon se pot forma în motor din motive care nu țin de calitatea combustibilului și a lubrifianților:

1. Supraîncălzirea motorului ... Ca urmare a supraîncălzirii regulate, uleiul îmbătrânește mai repede, își pierde vâscozitatea și formează depozite de polimer în canelurile de sub inelele pistonului, pe pereții camerei de ardere, a sistemului de lubrifiere și a altor piese.

2. Funcționare la temperaturi scăzute ... Vaporii de apă care se formează în timpul arderii combustibilului reacționează cu uleiul rece, ceea ce duce la formarea de nămol în carter.

3. Operațiune urbană ... Călătorii scurte și blocaje de trafic. Cu această operațiune, motorul nu revine la funcționarea normală și, ca urmare, începe carbonizarea grupului cilindru-piston.

4. Schimbarea prematură a uleiului duce la o creștere accentuată a depozitelor care rezultă din procesul de îmbătrânire.

5. Uzura turbocompresorului în urma cărora gazele de evacuare fierbinți încep să intre în ulei și proprietățile uleiului se schimbă.

6. Antigel care intră în carter când sistemul de răcire este depresurizat, ceea ce schimbă proprietățile uleiului și inițiază procesele de polimerizare a acestuia.

7. Combustibil de slabă calitate ... În caz de combustie incompletă a combustibilului, o parte din acesta pătrunde în carter prin inele și accelerează procesul de îmbătrânire a uleiului.

8. Formarea excesivă de funingine datorită compresiei slabe sau injecției tardive de combustibil la motoarele diesel.

Una dintre cele mai mari este acumularea de depozite de carbon în ele, care le afectează performanța și duce chiar la disfuncționalități grave. Depozitele de carbon se formează cel mai adesea la motoarele moderne cu injecție directă de benzină. Acesta este motivul pentru care se întâmplă și cum să o preveniți.

De unde vine funinginea?

Formarea depozitelor de carbon este cauzată de mulți factori și este tipică pentru toate tipurile de motoare cu ardere internă - benzină și motorină, aspirate natural și cu supraalimentare, cu injecție indirectă și directă de combustibil.

Depunerile motorului sunt cauzate de arderea imperfectă a amestecului aer-combustibil. De exemplu, la motoarele pe benzină cu injecție directă, una dintre cauzele acumulării de carbon este modul în care este furnizat combustibilul - benzina în acest caz nu spală supapa, ci merge direct în camera de ardere... Acest lucru face ca depunerile să se acumuleze pe supape și, prin urmare, limitează alimentarea cu oxigen a camerei de ardere în timp, ceea ce la rândul său duce la arderea necorespunzătoare a amestecului de combustibil.

Dacă priviți problema mai pe larg, nu este dificil de găsit și alte motive indirecte apariția depozitelor de carbon în motoarele auto. Acestea se datorează faptului că în ultimii ani majoritatea pasionaților de automobile au schimbat modul în care își folosesc mașina. Astăzi, tot mai mulți oameni își folosesc mașina ca bicicletă, transport public sau pentru o scurtă plimbare / excursie la magazin.

Cel mai adesea, cele mari se acumulează în motoarele vehiculelor operate în regim urban, pe distanțe scurte. Nu contează despre ce marcă și model vorbim. Modul de utilizare a mașinii este important: viteză redusă, temperaturi de funcționare scăzute, utilizarea mașinii fără încălzirea motorului - aceasta este formula principală care garantează apariția rapidă a depunerilor de carbon în motor, explică Vladimir Drozdovsky, expert la Profmotorservice.

În plus, adăugați la faptul că multe motoare moderne pe benzină de astăzi sunt adesea turboalimentate, ceea ce înseamnă că o mașină turboalimentată în modul oraș este cel mai adesea utilizată la turații reduse ale motorului. În gama de turații superioare, motoarele turbo sunt rareori folosite astăzi în condiții urbane. Dar chiar și motoarele moderne aspirate natural, cu injecție directă directă de benzină, nu încurajează proprietarii să circule la turații mari. Faptul este că motoarele aspirate natural de astăzi generează un cuplu bun la turații mici. În consecință, proprietarul mașinii nu mai trebuie să conducă des la viteze mari. Aceasta este o diferență semnificativă între motoarele moderne fără turbine și motoarele vechi de 20 de ani.

Din păcate, din cauza turațiilor mai mici, durează mai mult timp pentru încălzire (plus să nu uităm că multe motoare astăzi sunt din aluminiu, care își pierd rapid temperatura de încălzire, spre deosebire de cele vechi din fontă), iar turațiile scăzute nu permit înlăturarea în mod natural a depunerilor de carbon din motor. Ca urmare, depozitele încep să se acumuleze în unitatea de putere pe diferite părți.

În trecut, până la 2000 rpm, era imposibil să conduci chiar și cu o viteză constantă. Astăzi, în timpul accelerării, nu este nevoie să le depășiți. De aici rezultă acumularea mare de depozite în motor.

Un alt motiv pentru formarea depozitelor de carbon este aceasta este o schimbare incorectă a uleiului și întreținerea prematură a motorului... De exemplu, principalul dușman al oricărui motor cu ardere internă este creșterea intervalelor de evacuare a uleiului de motor. La urma urmei, se știe că cu cât uleiul din motor nu se schimbă mai mult, cu atât se formează mai multe subproduse în el. Din păcate, mulți producători de astăzi și-au extins în mod deliberat intervalele de schimb de ulei. De exemplu, mulți producători de automobile au prelungit intervalele de schimb de ulei de la 10.000 km la 15.000 km (în Rusia).

În opinia lor, designul modern al motorului, electronica și calitatea uleiurilor sintetice permit utilizarea uleiului de motor timp de 15 mii de km fără a afecta motorul. Unii producători au mers chiar mai departe, extinzând intervalul de service la 20 mii km. Și uitați-vă la recomandările producătorilor din Europa și veți fi surprinși. Acolo, comparativ cu Rusia, intervalele de serviciu de schimb de ulei au fost crescute și mai mult - până la 25 mii km și chiar 30 mii km!

Dar v-am spus deja de ce nu trebuie să ascultați distribuitorul și fabrica, respectând strict recomandările pentru schimbarea uleiului. În majoritatea cazurilor, trebuie să înțelegeți că recomandările producătorilor se referă la condițiile generale de iluminare pentru utilizarea mașinii. Dacă utilizați mașina în principal în oraș, atunci puteți reduce imediat în siguranță kilometrajul maxim recomandat al vehiculului înainte de a schimba uleiul cu 20-30 la sută. Dacă utilizați o mașină pentru distanțe scurte pe un motor subrăcit, nu ezitați să împărțiți recomandările producătorului la două.

Dar untul este jumătate din probleme. Astăzi, în condiții economice dificile, când veniturile populației lasă mult de dorit, iar costul combustibilului se apropie deja de costul a 1 litru de lapte, mulți șoferi încearcă să economisească bani pentru întreținerea mașinilor lor, vizitând nu numai servicii tehnice neoficiale neoficiale, ci și meșteri foarte profesioniști care lucrează în așa-numitele servicii de mașină de garaj. Da, acest lucru permite proprietarilor de mașini să economisească bani pentru întreținere și să economisească timp. Dar există o problemă. În astfel de servicii de mașini de garaj ieftine, mulți mecanici auto au nu există nicio modalitate de a conecta vehiculul la computer pentru a actualiza software-ul vehiculului și pentru a diagnostica posibile probleme.

Știați că cea mai frecventă cauză a depunerilor excesive de carbon într-un motor este dacă software-ul ECU nu este actualizat? Într-adevăr, din această cauză, este posibil ca motorul mașinii să nu funcționeze corect, rezultând o combustie incorectă a amestecului de combustibil. Și producătorii își actualizează adesea software-ul mașinilor.

O altă cauză directă a acumulării de carbon este sincronizarea incorectă a motorului, care este responsabilitatea curelei de distribuție / lanțului de distribuție. Din păcate, la motoarele pe benzină, centura și chiar lanțul tind să se întindă. Aceasta este o problemă cu multe motoare moderne (popularele motoare TSI / TFSI sunt un bun exemplu). Dacă tensiunea de pe lanț sau curea se slăbește, sistemul de sincronizare nu se sincronizează, ceea ce duce la arderea necorespunzătoare a amestecului de combustibil.

Prin urmare, concluzionăm: tot ceea ce are un efect indirect sau direct asupra procesului de ardere este cauza acumulării de depozite de carbon în motor. Acest lucru se aplică și combustibilului de slabă calitate sau funcționării sistemului de aprindere (bobine etc.).

Cum se previne acumularea de carbon în motor?

Cele de mai sus conduc la o concluzie generală simplă: trebuie să aveți grijă de motorul mașinii. Cum? Totul este foarte simplu. Trebuie să vizitați în mod regulat centrul tehnologic. Și nu doar când este timpul să schimbați uleiul de motor. Este recomandabil să apelați mai des în serviciu, efectuând diagnosticarea computerului. Trebuie să luați în considerare motorul mașinii dvs. ca întreg, fără a-l împărți în zone, servind fiecare pe rând... Astfel, verificarea motorului nu ar trebui să se limiteze la schimbarea uleiului și a filtrului, ci ar trebui să includă un diagnostic complet al motorului, inclusiv o actualizare software.

În plus, cu cât vă conectați mai des aparatul la computer, cu atât este mai probabil să observați probleme la timp. La urma urmei, un mecanic nu poate întotdeauna să înțeleagă în timp util că, de exemplu, un fel de bobină de aprindere a început să funcționeze incorect. Dar, prin conectarea echipamentului de diagnosticare, el poate afla despre acesta înainte ca aparatul să înceapă să prezinte semne de defecțiune.

INFLUENȚA TEMPERATURII PE FAPTE ÎN MOTOR

Investigarea depozitelor în motoarele auto.

Una dintre rezervele pentru creșterea fiabilității operaționale a motoarelor cu ardere internă este reducerea depunerilor de depozite, lacuri și depuneri pe suprafețele pieselor lor în contact cu uleiul de motor. Formarea lor se bazează pe procesele de îmbătrânire a uleiurilor (oxidarea hidrocarburilor care alcătuiesc baza uleioasă). Influența decisivă asupra proceselor de oxidare a uleiului în motoare, asupra formării depozitelor și a eficienței motorului cu ardere internă în ansamblu este exercitată de regimul termic al pieselor încărcate cu căldură.

Cuvinte cheie: temperatură, piston, cilindru, ulei de motor, depozite, depozite de carbon, lac, performanță, fiabilitate.

Depozitele pe suprafețele pieselor motorului cu ardere internă sunt împărțite în trei tipuri principale - depozite de carbon, lacuri și sedimente (nămol).

Depozitele de carbon sunt substanțe carbonice solide care se depun în timpul funcționării motorului pe suprafețele camerei de ardere (CC). În același timp, depunerile de carbon depind în principal de condițiile de temperatură, chiar și cu o compoziție similară a amestecului și același design al pieselor motorului. Depozitele de carbon au un efect foarte semnificativ asupra arderii amestecului aer-combustibil din motor și asupra durabilității funcționării acestuia. Aproape toate tipurile de ardere anormală (combustie prin detonare, aprindere strălucitoare și altele) sunt însoțite de unul sau alt efect al depunerilor de carbon pe suprafețele părților care formează camera de ardere.

Lacul este un produs al schimbării (oxidării) filmelor subțiri de ulei care răspândesc și acoperă părți ale grupului cilindru-piston (CPG) al motorului sub influența temperaturilor ridicate. Cel mai mare prejudiciu pentru motorul cu ardere internă este cauzat de formarea de lacuri în zona inelelor pistonului, provocând procesele de cocsare a acestora (așternut cu pierderea mobilității). Lacurile, depuse pe suprafețele pistonului în contact cu uleiul, perturbă transferul adecvat de căldură prin piston și afectează transferul de căldură din acesta.

Cantitatea de precipitații (nămol) formată în motorul cu ardere internă este influențată decisiv de calitatea uleiului de motor, de regimul de temperatură al pieselor, de caracteristicile de proiectare ale motorului și de condițiile de funcționare. Depozitele de acest tip sunt cele mai tipice pentru condițiile de funcționare de iarnă și se intensifică cu porniri și opriri frecvente ale motorului.

Starea termică a motorului cu ardere internă are o influență decisivă asupra proceselor de formare a diferitelor tipuri de depozite, indicatori de rezistență a materialelor pieselor, indicatori de ieșire eficienți ai motoarelor, procese de uzură a suprafețelor pieselor. În acest sens, este necesar să se cunoască valorile prag ale temperaturilor părților CPG, cel puțin în punctele caracteristice, al căror exces duce la consecințele negative indicate anterior.

Este recomandabil să se analizeze starea temperaturii părților motorului cu ardere internă CPG în funcție de valorile temperaturilor în punctele caracteristice, a căror locație este prezentată în Fig. 1. Valorile temperaturii în aceste puncte ar trebui luate în considerare la producerea, testarea și dezvoltarea motoarelor pentru a optimiza proiectarea pieselor, la alegerea uleiurilor de motor, la compararea stărilor termice ale diferitelor motoare, la rezolvarea unui număr de alte probleme tehnice în proiectarea și funcționarea motoarelor cu ardere internă.

Figura: 1. Punctele caracteristice ale cilindrului și pistonului motorului cu ardere internă în analiza stării temperaturii acestora pentru motoarele diesel (a) și pe benzină (b)

Aceste valori au niveluri critice:

1. Valoarea maximă a temperaturilor la punctul 1 (la motoarele diesel - la marginea camerei de ardere, la motoarele pe benzină - în centrul fundului pistonului) nu trebuie să depășească 350С (pentru o perioadă scurtă de timp, 380С) pentru toate aliajele de aluminiu utilizate comercial în construcția de motoare auto, altfel marginile camerei de combustie se topesc în motoarele diesel și, adesea, epuizarea pistoanelor la motoarele pe benzină. În plus, temperaturile ridicate ale suprafeței de contact a coroanei pistonului determină formarea unor depozite de duritate ridicate pe această suprafață. În practica construcției motorului, această valoare critică a temperaturii poate fi mărită prin adăugarea de siliciu, beriliu, zirconiu, titan și alte elemente la aliajul pistonului.

Prevenirea depășirii temperaturilor critice în acest moment, precum și a volumelor pieselor motorului cu ardere internă, este asigurată, de asemenea, prin optimizarea formelor acestora și organizarea corectă a răcirii. Temperaturile care depășesc valorile admise ale pieselor CPG ale motorului sunt de obicei principalul factor de limitare pentru creșterea acestora în termeni de putere. O anumită marjă ar trebui păstrată pentru nivelurile de temperatură, luând în considerare posibilele condiții extreme de funcționare.

2. Valoarea critică a temperaturilor la punctul 2 al pistonului - deasupra inelului de compresie superior (VKK) - 250 ... 260C (pentru o perioadă scurtă de timp, până la 290C). Atunci când această valoare este depășită, toate uleiurile de masă de motor cocsează (apare o lacuire intensă), ceea ce duce la „blocarea” inelelor pistonului, adică la pierderea mobilității acestora și, ca urmare, la o scădere semnificativă a compresiei, o creștere a consumului de ulei de motor etc.

3. Valoarea maximă limitată a temperaturii la punctul 3 al pistonului (punctul este situat simetric de-a lungul secțiunii capului pistonului pe partea sa internă) este de 220C. La temperaturi mai ridicate, se produce o formare intensivă a lacului pe suprafața interioară a pistonului. La rândul lor, depunerile de lac sunt o puternică barieră termică care împiedică transferul de căldură prin ulei. Acest lucru duce automat la o creștere a temperaturilor pe întregul volum al pistonului și, prin urmare, pe suprafața alezajului cilindrului.

4. Valoarea maximă admisibilă a temperaturii la punctul 4 (situat pe suprafața cilindrului, vizavi de locul în care VKK se oprește la TDC) este 200C. Când este depășit, uleiul de motor se diluează, ceea ce duce la o pierdere de stabilitate în formarea unei pelicule de ulei pe oglinda cilindrului și frecare "uscată" a inelelor de pe oglindă. Acest lucru determină o intensificare a uzurii molecular-mecanice a pieselor CPG. Pe de altă parte, se știe că temperatura scăzută a pereților cilindrilor (sub punctul de rouă al gazelor de eșapament) promovează accelerarea uzurii lor mecanice prin coroziune. Formarea amestecului se deteriorează și rata de ardere a amestecului aer-combustibil scade, ceea ce reduce eficiența și economia motorului, provocând o creștere a toxicității gazelor de eșapament. De asemenea, trebuie remarcat faptul că la temperaturi semnificativ mai scăzute ale pistonului și cilindrului, vaporii de apă condensată care pătrund în uleiul din carter provoacă coagularea intensă a impurităților și hidroliza aditivilor cu formarea de sedimente - „nămol”. Aceste sedimente, canalele de ulei contaminante, rețelele de ulei, filtrele de ulei, perturbă în mod semnificativ funcționarea normală a sistemului de lubrifiere.

Intensitatea proceselor de formare a depunerilor de depozite de carbon, lacuri și depozite pe suprafețele pieselor motorului cu ardere internă este semnificativ afectată de îmbătrânirea uleiurilor de motor în timpul funcționării lor. Îmbătrânirea uleiurilor constă în acumularea de impurități (inclusiv apa), modificări ale proprietăților lor fizico-chimice și oxidarea hidrocarburilor.

Schimbarea compoziției fracționare a uleiului complet umplut pe măsură ce motorul funcționează este cauzată în principal de motive care modifică compoziția bazei sale de ulei și procentul de aditivi pentru componentele individuale (parafinic, aromatic, naftenic).

Acestea includ:

procese de descompunere termică a uleiului în zonele de supraîncălzire (de exemplu, în bucșele supapelor, zonele inelelor superioare ale pistonului, pe suprafețele benzilor superioare ale alezajului cilindrului). Astfel de procese duc la oxidarea celor mai ușoare fracțiuni ale bazei de ulei sau chiar la fierberea lor parțială;

adăugarea la hidrocarburi a bazei de combustibil neevaporat care pătrunde în rezervorul de ulei al carterului prin zona garniturilor de piston în perioadele inițiale de pornire (sau cu o creștere bruscă a alimentării cu combustibil a cilindrilor pentru a accelera vehiculul);

pătrunderea în vasul de ulei sau în rezervorul de ulei al motorului de apă format în timpul arderii combustibilului în camera de ardere a cilindrilor.

Dacă sistemul de ventilație al carterului este suficient de eficient și pereții carterului sunt încălziți la 90-95 ° C, apa nu se condensează pe ele și este îndepărtată în atmosferă de sistemul de ventilație a carterului. Dacă temperatura pereților carterului este semnificativ redusă, atunci apa care intră în ulei va participa la procesele sale de oxidare. Cantitatea de apă condensată în acest caz poate fi foarte semnificativă. Chiar dacă presupunem că doar 2% din gaze pot sparge toate inelele de compresie ale cilindrului, atunci 2 kg de apă vor fi pompate prin carter cu un volum de lucru de 2-2,5 litri pentru fiecare 1000 km de rulare. Să presupunem că 95% din apă este îndepărtată de sistemul de ventilație al carterului, apoi după o alergare de 5000 km, 4,0 litri de ulei de motor vor reprezenta aproximativ 0,5 litri de H2O. Când motorul funcționează, această apă este transformată de aditivul antioxidant conținut în uleiul de motor în impurități - cocs și cenușă.

Din motivele indicate mai sus, este necesar să se mențină temperatura pereților carterului suficient de ridicată în timpul funcționării motorului și, dacă este necesar, să se utilizeze sisteme de lubrifiere cu bazin uscat și rezervor de ulei separat.

Trebuie remarcat faptul că măsurile care încetinesc procesele de modificare a compoziției bazei de ulei încetinesc semnificativ formarea de funingine, lac și depozite și, de asemenea, reduc rata de uzură a principalelor părți ale motoarelor auto.

Compoziția fracțională și chimică a uleiurilor poate varia destul de largă
limite sub influența diferiților factori:

natura materiilor prime, în funcție de câmp, proprietățile puțului de petrol;

caracteristicile tehnologiei pentru fabricarea uleiurilor de motor;

particularitățile transportului și duratei de depozitare a uleiurilor.

Pentru o evaluare preliminară a proprietăților produselor petroliere, se utilizează diverse metode de laborator: determinarea curbei de distilare, punctele de aprindere, turbiditatea și solidificarea, evaluarea oxidabilității în medii cu agresivitate diferită etc.

Îmbătrânirea uleiului de motor pentru automobile se bazează pe procesele de oxidare, descompunere și polimerizare a hidrocarburilor, care sunt însoțite de procese de contaminare a uleiului cu diverse impurități (depozite de carbon, praf, particule metalice, apă, combustibil etc.). Procesele de îmbătrânire modifică semnificativ proprietățile fizico-chimice ale uleiului, duc la apariția diferitelor produse de oxidare și uzură în acesta și agravează performanța acestuia. Există următoarele tipuri de oxidare a uleiului în motoare: într-un strat gros - în vasul de ulei sau în rezervorul de ulei; într-un strat subțire - pe suprafețele pieselor metalice fierbinți; în stare de ceață (picurare) - într-un carter, cutie de supape etc. În acest caz, oxidarea uleiului într-un strat gros dă sedimente sub formă de nămol, iar în strat subțire - sub formă de lac.

Oxidarea hidrocarburilor se supune teoriei peroxizilor de către A.N. Bach și K.O. Engler, completat de P.N. Cernoziov și S.E. Macara. Oxidarea hidrocarburilor, în special în uleiurile de motor ale motoarelor cu ardere internă, poate avea loc în două direcții principale, prezentate în Fig. 2, rezultatele oxidării pentru care sunt diferite. În acest caz, rezultatul oxidării în prima direcție sunt produsele acide (acizi, hidroxi acizi, estolide și acizi asfaltogeni), care formează precipitate la temperaturi scăzute; rezultatul oxidării în a doua direcție sunt produsele neutre (carbeni, carbohidrați, asfaltene și rășini), din care lacurile sau depunerile se formează în proporții variate la temperaturi ridicate.

Figura: 2. Modalități de oxidare a hidrocarburilor dintr-un produs petrolier (de exemplu, în uleiul de motor pentru motoarele cu ardere internă)

În procesul de îmbătrânire a uleiului, rolul apei care intră în ulei în timpul condensării vaporilor săi din gazele carterului sau în alte moduri este foarte semnificativ. Ca rezultat, se formează emulsii, care ulterior sporesc polimerizarea oxidativă a moleculelor de ulei. Interacțiunea hidroxiacizilor și a altor produse de oxidare a uleiului cu emulsiile apă-ulei determină formarea crescută a depunerilor (nămolului) în motor.

La rândul lor, particulele de nămol formate, dacă nu sunt neutralizate de aditiv, servesc drept centre catalitice și accelerează descompunerea părții neoxidate a uleiului. Dacă, în același timp, nu se face înlocuirea la timp a uleiului de motor, procesul de oxidare va continua ca o reacție în lanț cu o viteză crescândă, cu toate consecințele care rezultă.

Influența decisivă asupra formării depozitelor de carbon, lacurilor și depunerilor pe suprafețele pieselor motorului cu ardere internă în contact cu uleiul de motor este exercitată de starea lor termică. La rândul său, caracteristicile de proiectare ale motoarelor, condițiile lor de funcționare, modurile de funcționare etc. determina starea termica a motoarelor si influenteaza astfel formarea depozitelor.

O influență la fel de importantă asupra formării depunerilor în motorul cu ardere internă este exercitată și de caracteristicile uleiului de motor utilizat. Pentru fiecare motor specific, este important ca uleiul recomandat de producător să respecte temperatura suprafețelor pieselor aflate în contact cu acesta.

În această lucrare, se efectuează analiza relației dintre temperaturile suprafețelor pistoanelor motoarelor ZMZ-402.10 și ZMZ-5234.10 și procesele de formare a depozitelor de depozite de carbon și lacuri pe acestea, precum și evaluarea formării sedimentelor pe suprafețele carterului și a capacului supapelor motoarelor atunci când se utilizează uleiul de motor M 63 / 12G1 recomandat de producător ...

Pentru a studia dependențele caracteristicilor cantitative ale depozitelor în motoare de starea lor termică și de condițiile de funcționare, pot fi utilizate diverse tehnici, de exemplu, L-4 (Anglia), 344-T (SUA), PZV (URSS) etc. În special, conform metodei 344-T, care este un document de reglementare al SUA, starea unui motor nepurtat „curat” este evaluată la 0 puncte; starea unui motor extrem de uzat și murdar este de 10 puncte. O metodă similară pentru evaluarea formării lacului pe suprafețele pistoanelor este metoda PZV internă (autori - K.K. Papok, A.P. Zarubin, A.V. Vipper), a cărei scară de culoare are puncte de la 0 (fără depuneri de lac) la 6 (depozite maxime lac). Pentru a recalcula punctele scalei ELV în punctele metodei 344-T, citirile primei trebuie crescute de o dată și jumătate. Această tehnică este similară cu tehnica rusă de evaluare negativă a depozitelor de către VNII NP (scară de 10 puncte).

Pentru studii experimentale, au fost utilizate 10 motoare ZMZ-402.10 și ZMZ-5234.10. Experimentele privind studiul proceselor de formare a sedimentelor au fost efectuate în colaborare cu laboratoarele de testare pentru autoturisme și camioane UKER GAZ pe standuri cu motor. În timpul testelor, au fost monitorizate, printre altele, consumul de aer și combustibil, presiunea și temperatura gazelor de eșapament, temperatura uleiului și lichidului de răcire. În același timp, la standuri s-au menținut următoarele moduri: viteza arborelui cotit corespunzătoare puterii maxime (100% sarcină) și, alternativ, timp de 3,5 ore - 70% sarcină, 50% sarcină, 40% sarcină, 25% sarcină și fără sarcină (cu valve de clapetă închise), adică experimentele au fost efectuate asupra caracteristicilor de încărcare ale motoarelor. În acest caz, temperatura lichidului de răcire a fost menținută în intervalul 90 ... 92C, temperatura uleiului în conducta principală de ulei a fost de 90 ... 95C. După aceea, motoarele au fost demontate și s-au făcut măsurătorile necesare.

Anterior, au fost efectuate studii pentru modificarea parametrilor fizico-chimici ai uleiurilor de motor în timpul testării motoarelor ZMZ-402.10 ca parte a vehiculelor GAZ-3110 din gama de automobile UKER GAZ. În același timp, au fost îndeplinite următoarele condiții: viteza tehnică medie 30 ... 32 km / h, temperatura ambiantă 18 ... 26C, kilometraj până la 5000 km. În urma testelor, s-a obținut că, odată cu creșterea kilometrajului vehiculului (timpul de funcționare al motorului), cantitatea de impurități mecanice și apă din uleiurile de motor, numărul de cocs și conținutul de cenușă au crescut, au avut loc alte modificări, care sunt prezentate în tabel. 1

Formarea carbonului pe suprafețele coroanelor cu piston ale motoarelor ZMZ-5234.10 a fost caracterizată de datele prezentate în Fig. 3 (pentru motoarele ZMZ-402.10, rezultatele sunt similare). Din analiza figurii, rezultă că odată cu creșterea temperaturilor coroanelor pistonului de la 100 la 300С, grosimea (zona de existență) a depozitelor de carbon a scăzut de la 0,45 ... 0,50 la 0,10 ... 0,15 mm, ceea ce se explică prin arderea depozitelor de carbon cu o creștere a temperaturii suprafeței motoare. Duritatea depozitelor de carbon a crescut de la 0,5 la 4,0 ... 4,5 puncte datorită sinterizării depozitelor de carbon la temperaturi ridicate.

Figura: 3. Dependențe de formare a carbonului pe suprafețele coroanelor pistonului motoarelor ZMZ-5234.10 de temperaturile lor:
a - grosimea depozitului de carbon; b - duritatea carbonului;
simbolurile sunt valorile experimentale medii

Evaluarea mărimii depunerilor de lac pe suprafețele laterale ale pistoanelor și suprafețele lor interne (care nu funcționează) s-a efectuat, de asemenea, pe o scară de zece puncte, conform metodei 344-T folosită în toate instituțiile de cercetare de top din țară.

Datele privind formarea lacului pe suprafețele pistoanelor motorului sunt prezentate în Fig. 4 (rezultatele pentru mărcile de motoare studiate sunt aceleași). Modurile de testare sunt indicate mai devreme și corespund modurilor din studiile de formare a carbonului pe părți.

Din analiza figurii rezultă că formarea lacului pe suprafețele pistoanelor motorului crește fără ambiguitate odată cu creșterea temperaturilor suprafețelor lor. Intensitatea formării lacului este influențată nu numai de creșterea temperaturilor suprafețelor pieselor, ci și de durata acțiunii sale, adică durata motoarelor. În acest caz, totuși, procesele de formare a lacului pe suprafețele de lucru (frecare) ale pistoanelor sunt încetinite semnificativ în comparație cu suprafețele interioare (care nu funcționează), datorită abraziunii stratului de lac ca urmare a fricțiunii.

Figura: 4. Dependențele depunerilor de lac pe suprafețele pistonului motoarelor ZMZ-5234.10 de temperaturile lor:
a - suprafețe interioare; b - suprafețe laterale; simbolurile sunt valorile experimentale medii

Formarea carbonului și a lacului pe suprafețele pieselor este intensificată semnificativ atunci când se utilizează uleiuri din grupele „B” și „C”, ceea ce este confirmat de o serie de studii efectuate de autori pe motoare similare și alte tipuri de motoare auto.

Creșterea sistematică a depunerilor de lacuri pe suprafețele interne (care nu funcționează) ale pistoanelor determină o scădere a transferului de căldură către uleiul din carter cu o creștere a timpului de funcționare a motorului. Acest lucru determină, de exemplu, o creștere treptată a nivelului stării termice a motoarelor pe măsură ce timpul de funcționare se apropie de schimbul de ulei la următorul TO-2 al mașinii.

Formarea depunerilor (nămolului) din uleiurile de motor are loc în cea mai mare măsură pe suprafețele carterului și ale capacului supapei. Rezultatele studiilor de formare a sedimentelor la motoarele ZMZ-5234.10 sunt prezentate în Fig. 5 (pentru motoarele ZMZ-402.10, rezultatele sunt similare). Sedimentarea pe suprafețele pieselor menționate anterior a fost evaluată în funcție de temperaturile acestora, pentru măsurarea căror termocupluri au fost montate (sudate prin sudare cu condensator): pe suprafețele carterului, câte 5 bucăți pentru fiecare motor, pe suprafețele capacelor supapelor - câte 3 bucăți.

După cum urmează din Fig. 5, odată cu creșterea temperaturilor de suprafață ale pieselor motorului, formarea de sedimente pe ele scade datorită scăderii conținutului de apă din uleiul din carter, ceea ce nu contrazice rezultatele experimentelor anterioare ale altor cercetători. La toate motoarele, sedimentarea pe suprafețele pieselor carterului a fost mai mare decât pe suprafețele capacelor supapelor.

La uleiurile de motor din grupurile de forțare "B" și "C", formarea de sedimente pe piesele motorului cu ardere internă în contact cu uleiul de motor are loc mai intens decât pe uleiurile din grupele de forțare "G", ceea ce este confirmat de o serie de studii.

În această lucrare, studiul depunerilor pe oglinzile cilindrilor în timpul funcționării motoarelor cu cele mai moderne uleiuri nu a fost efectuat, cu toate acestea, se poate presupune cu încredere că pentru motoarele studiate acestea nu vor fi mai mult decât atunci când sunt acționate pe uleiuri de calitate inferioară.

Rezultatele obținute cu privire la relația dintre schimbările de temperatură ale principalelor părți ale motoarelor ZMZ-402.10 și ZMZ-5234.10 (pistoane, cilindri, capace de supape și carterele de ulei) și cantitatea de depozite au făcut posibilă identificarea modelelor în formarea depozitelor, lacurilor și sedimentelor pe suprafețele acestor părți. Pentru aceasta, rezultatele au fost aproximate prin dependențe funcționale prin metoda celor mai mici pătrate și sunt prezentate în Fig. 3-5. Regularitățile obținute ale proceselor de formare a depunerilor pe suprafețele părților motoarelor cu carburator auto ar trebui luate în considerare și utilizate de proiectanții și inginerii care sunt implicați în dezvoltarea și funcționarea motorului cu ardere internă.

Motorul unei mașini funcționează cel mai bine în anumite condiții. Regimul optim de temperatură al pieselor încărcate cu căldură este una dintre aceste condiții și oferă caracteristici tehnice ridicate ale motorului, cu o reducere simultană a uzurii, depunerilor și, în consecință, o creștere a indicatorilor de fiabilitate.

Starea termică optimă a motorului cu ardere internă este caracterizată de temperaturile optime ale suprafețelor părților lor încărcate cu căldură. Analizând studiile efectuate ale proceselor de formare a depunerilor pe părțile motoarelor studiate cu carburator ZMZ și studii similare pe motoarele pe benzină, este posibil, cu un grad suficient de precizie, să se determine intervalele temperaturilor optime și periculoase ale suprafețelor părților din această clasă de motoare. Informațiile obținute sunt prezentate în tabel. 2.

La temperaturi ale pieselor motorului într-o zonă periculoasă cu temperatură scăzută, grosimea depunerilor de carbon pe suprafețele pieselor care formează camera de ardere crește, ceea ce duce la arderea prin detonare a amestecurilor combustibil-aer, iar la temperaturi scăzute ale suprafețelor pieselor motorului, cantitatea de precipitații din uleiurile de motor crește pe ele. Toate acestea perturbă funcționarea normală a motoarelor. La rândul său, depunerile duc la o redistribuire a fluxurilor de căldură care trec prin pistoane și la o creștere a temperaturii pistonului în punctele critice - în centrul suprafeței de foc a coroanei pistonului și în canelura VKK. Câmpul de temperatură al pistonului motorului ZMZ-5234.10, luând în considerare depunerile de depozite de carbon și lacuri pe suprafețele sale, este prezentat în Fig. 7.

Problema conductivității termice prin metoda elementelor finite a fost rezolvată cu PG de primul tip, obținut prin termometria pistonului în modul de putere nominală în timpul testelor pe bancă ale motorului. Experimentele termoelectrice au fost efectuate cu același piston pentru care starea de temperatură a fost studiată anterior fără a lua în considerare depunerile. Experimentele au fost efectuate în condiții identice. Anterior, motorul funcționa la stand mai mult de 80 de ore, după care depozitele de carbon și lacurile se stabilizează. Ca urmare, temperatura din centrul coroanei pistonului a crescut cu 24 ° С, în zona canelurii VKK - cu 26 ° С în comparație cu modelul pistonului, excluzând depunerile. Valoarea temperaturii suprafeței pistonului peste VKK 238 ° C este inclusă în zona periculoasă de temperatură înaltă (Tabelul 2). Aproape de zona de temperatură ridicată periculoasă și valoarea temperaturii din centrul coroanei pistonului.

La etapa de proiectare și dezvoltare a motoarelor, efectul depunerilor de carbon asupra suprafețelor absorbante de căldură ale pistoanelor și lacurilor de pe suprafețele acestora în contact cu uleiul de motor este extrem de rar. Această circumstanță, împreună cu funcționarea motoarelor ca parte a unui vehicul la sarcini termice crescute, crește probabilitatea de defecțiuni - arderea pistonilor, cocsarea inelelor pistonului etc.

N. Kuzmin, V.V. Zelentsov, I.O. Donato

Universitatea Tehnică de Stat Nijni Novgorod RE. Alekseeva, Departamentul autostrăzii "Moscova - Nijni Novgorod"