Для чого потрібно моторне масло?
Масло в двигуні машини відповідає за надійність найголовніших вузлів. Причому вимоги до його роботи в кожному з них вельми суперечливі. Підшипники ковзання колінчастого вала найкраще себе почувають при високому тиску масла. Воно охолоджує їх і є матеріалом так званого гідроклину, завдяки якому підшипник може працювати довго і надійно. У робочому режимі підшипник працює як гідродинамічний, а не як звичайний підшипник ковзання. Баз масла цей вузол може пропрацювати з навантаженням буквально частки секунди, а на холостих обертах – кілька годин.
Наступним важливим вузлом, де без масла не обійтися, є самі поршні і циліндри мотора. Всупереч поширеній думці, в справному двигуні поршень майже не чіпає стінки циліндра. При робочому ході масло під тиском заходить в щілини між поршнем і циліндром, не даючи їм стикнутися, а зверху рухаються поршневі кільця, які знімають зі стінок циліндра надлишок олії, залишаючи лише тонку плівку. Вона забезпечує змазкою кільця, а сама буде щільно прилягати до поверхні щодо холодного циліндра і не згорить під час спалаху робочої суміші з температурою в тисячі градусів.
Саме через тонкий шар масла відводиться тепло від поршня до поршневих кілець, а від кілець – до циліндра. Ще на деяких двигунах є спеціальні масляні форсунки, які ллють масло на днище поршня, охолоджуючи його безпосередньо. І, звичайно ж, без масла не обійтися в приводі ГРМ: масло змащує підшипники, кулачки приводу і самі клапани.
Як і чого псується масло?
В процесі роботи масло змінюється під дією численних чинників. Вміщені в ньому присадки, що забезпечують протизадирні, очищаючі властивості і його в’язкість, потроху «зношуються» або просто використовуються. Під дією кислот змінюється і сама основа масла. У різних двигунах співвідношення різних причин поступової деградації масла буде різним, але повний набір залишиться.
Високі температури
Зрозуміло, що масло працює в дуже жорстких умовах, його температура в картері може доходити до півтора сотень градусів, а тонка плівка масла взаємодіє з відкритим полум’ям і не згорає лише тому, що має непогану теплопровідність і відводить тепло до масивного блоку циліндрів. І найбільше нагрівається масло зовсім не на дзеркалі циліндра, а в зоні поршневих кілець, де воно приймає весь потік тепла від поршня до поршневих кільць, і температури часто доходять до 300 градусів на найбільш проблемних двигунах.
Залежно від типу масла його основа при руйнуванні просто випаровується, утворює лакові відкладення, масляний шлам і нагар, а попутно змінює свої характеристики по в’язкості, температурі застигання і ще безліч інших. Таким чином, саме температурний вплив є однією з основних причин зміни характеристик масла і його забруднення продуктами розпаду.
Чим менше масла в картері машини, тим вища робоча температура двигуна, чим вище навантаження на мотор, тим швидше деградує масло. Несправності системи охолодження, відсутність обдування картера двигуна або масляного радіатора можуть зменшити ресурс масла в рази. На нагріванні масла позначаються і конструктивні особливості двигуна. Так, на коротких Т-образних поршнях компресійні кільця зазвичай розташовані в більш гарячій зоні, і омиваюче їх масло піддається значно більшій тепловій навантаженності. Саме перегрів масла може бути основною причиною так званої масляної чуми, яка стала проявлятися останні роки – при цьому масло «згортається» при температурах набагато вище звичайної його температури втрати текучості.
Картерні гази
Крім впливу високих температур, на масло впливають ще й картерні гази. Вони проникають через ущільнення поршнів і створюють в картері жорсткий коктейль з сірчаної, сірчистої, азотної і азотистої кислот, які утворюються при взаємодії продуктів згоряння палива – водяної пари і окисів азоту та сірки. Разом з ними в картер потрапляють різні складні сполуки, адже в бензині міститься безліч присадок і продукти їх згоряння різноманітні.
Той вихлоп, що потрапить у випускний колектор і пройде через систему каталізаторів, перш ніж полетіти в атмосферу, значно чистіший, ніж та суміш, що потрапляє в картер. Безліч агресивної хімії відмінно взаємодіє з «масляним туманом» – розпорошеними частинками масла в двигуні, і потроху «отруює» його продуктами розпаду. Хімія впливає так само і на всі корисні присадки, що містяться в маслі.
А оскільки основним руйнівним чинником є кислоти, то масло роблять спочатку лужним, щоб в процесі експлуатації воно нейтралізувало кислоти і охороняло двигун (і сама себе заодно) від руйнування. Характеристика масла, що відповідають за цей параметр, називається TBN (total base number).
Раніше, чим вище було число, тим на більший термін служби масла можна було розраховувати. Наприклад, у вантажних маслах TBN може доходити до 16, а ось в маслах для легкових, у яких термін служби прогнозується куди менше ста тисяч до заміни, не перевищує 8-11.
Але порівняно недавно з’явилася тенденція до використання малозольних мастил, у яких занижене лужне число і занижена кількість присадок – протизадирних і стабілізуючих. Довго працювати таке масло може лише в найновіших двигунах і на бензині, що відповідає нормам Євро 5-6. При експлуатації ж в старому моторі на звичайному бензині стандарту Євро 3-4 навіть дорогі малозольні масла будуть змінюватися швидше, ніж більш прості.
Паливо
У звичайних умовах експлуатації потрапляння бензину в масло не представляє особливої загрози. Змішуючись з плівкою масла на стінках холодного циліндра бензин при черговому русі поршня при пуску двигуна потрапляє в масляний картер. Зазвичай обсяг незначний, але якщо довго заводити холодний мотор, то бензину може потрапити туди багато – більше літра.
Але навіть при холодному старті весь обсяг бензину встигає випаруватися після повного прогріву масла і не робить істотного впливу на характеристики масла. На жаль, зараз все не так просто. Бензинові мотори з уприскуванням часто не встигають толком прогрітися за поїздку. На відміну від карбюраторних машин, прогрів до повної температури для початку руху не потрібно, і їм нехтують. Та й гріються багато сучасних двигунів слабо. А у двигунів з безпосереднім уприскуванням є і ще одна причина для потрапляння бензину в масло, причому у великих кількостях. Механічний насос високого тиску часто пропускає паливо, причому постійно, а не тільки при холодних запусках.
На щастя, проблема в основному стосується тільки холодної пори року і частих невдалих холодних запусків. І масло в справному двигуні, який встигає прогрітися, не страждає. Але якщо насос тече, а невдалі холодні запуски відбуваються часто, то створюються умови, коли масло виявляється вже прогрітим до порога в’язкості (а це приблизно 50 градусів за Цельсієм) але при цьому ще малов’язким через бензин, який не встиг випаруватись. У цих умовах постійний потік присадок з палива може негативно вплинути на його характеристики.
Зустрічаються і екзотичні випадки змішування з іншими технічними рідинами, наприклад, з ATF, в разі розгерметизації насоса.
Тверді частинки
В масло потрапляють продукти розпаду самого масла і продукти зносу двигуна. Найбільші частки затримуються масляним фільтром, а більш дрібні проходять його. Частина продуктів зносу випадає в масляний картер двигуна і осідає, частина зв’язується з лаковими відкладеннями і забиває масляні канали.
Процес виведення великих забруднень за допомогою масляного фільтра з масляного обсягу теж нешвидкий. Через фільтр проходить не все масло, а тільки його частина. При холодних запусках або при високих оборотах майже все масло проходить через редукційний клапан масляного насоса і взагалі не очищається. Різні «добавки» по-різному впливають на характеристики масла, але в будь-якому випадку його параметри потроху відхиляються від заводських норм і воно гірше виконує свою роботу.
І, звичайно ж, масло потроху накопичує забруднювачі. Але швидкість цього буде різна, залежно від мотора і від масла. І настане момент, коли потрібно змінити масло, злити залишки разом з нерозчинених продуктами руйнування і залити нову порцію.
Висновок
Висновок такий: чим більший і кращий пакет присадок, чим довше вони зберігається в маслі, тим довше масло захищає мотор. Чим довше тримається сама основа масла, тим довше масло збереже свої характеристики, а вже від типу основи залежить кількість різних присадок, які можна в ній розчинити.
Джерело: https://www.kolesa.ru/article/chto-ubivaet-motornoe-maslo-2015-01-19
