Смазка

Смазка

Так как современные двигатели являются достаточно надежными и не нуждаются в частом техническом обслуживании, о системе смазки чаще всего забывают. Следовательно, моторное масло заменяют, только когда оно будет иметь вид темного вязкого вещества. С другой стороны, некоторые автолюбители склонны переоценивать значимость системы смазки, часто заменяя моторное масло и добавляя в него дорогие присадки, которые по словам производителей могут увеличить ресурс двигателя. Как чаще всего бывает здравый смысл находится где-то между этими двумя крайностями. В действительности чтобы продлить срок службы автомобиля, необходимо использовать моторное масло подходящего типа и заменять его в указанные интервалы.

Моторное масло должно выполнять некоторое количество основных задач: смазка и предотвращение износа путем снижения трения, поддержание давления горения, охлаждение важных элементов двигателя, обеспечение легкого запуска двигателя, предотвращение образования осадка в двигателе и отложений в камере сгорания, обеспечение защиты от коррозии и препятствие образованию пены. Чтобы оценить качество моторного масла Институт нефти США (API) назначает для каждого типа масла сервисные стандарты, например, SD, SE SF. На данный момент самым высоким является сервисный стандарт SJ, и чтобы получить этот стандарт, моторное масло должно быть подвергнуто серии тестов на динамометрическом стенде. Во время одного тестирования проверяется способность моторного масла предотвращать износ клапанного механизма в двигателе с верхним расположением распредвала объемом 2,3 л американского автомобиля Ford. Как и его европейский аналог объемом 2 л, этот двигатель известен проблемами с клапанным механизмом, что вызвало необходимость отзыва автомобилей вследствие быстрого износа кулачков. Во время другого тестирования, проверяется способность моторного масла предотвращать износ и сопротивляться окислению на примере автомобиля Oldsmobile с двигателем объемом 350 куб. При этом автомобиль проехал в течение 64 часов с температурой моторного масла 149 °С. Крупные компании по изготовлению моторного масла тестируют свою продукцию согласно стандартам, предписанным Институтом нефти США, однако не секрет, что некоторые компании могут подделывать сервисные стандарты и даже присваивать их без предварительного тестирования продукции. Я рекомендую использовать моторное масло сервисного стандарта SJ известных и проверенных производителей, а для турбированных двигателей я использую только моторные масла специально созданные для турбированных двигателей, так как я выяснил, что стандартные моторные масла сервисного стандарта SJ могут стать причиной образования нагара в подшипниках турбированных двигателей.

Вязкость моторного масла это его способность к текучести; показатель степени густоты при определенной температуре. Вязкость по стандарту W (зимний) измеряется при температуре от –30 °С до – 5 °С в зависимости от класса моторного масла (0W при –30 °С и 25W при –5 °С), а по стандарту SAE – при температуре 100 °С. Высокий класс вязкости моторного масла говорит о том, что моторное масло будет гуще и будет обладать меньшей способностью к текучести, а моторное масло низкого класса вязкости будет обладать лучшей способностью к текучести. Честно говоря, в современном мощном и экономичном двигателе рекомендуется использовать моторное масло высокого класса вязкости, чтобы предотвратить взаимодействие различных деталей при высоких температурах. Однако, такое густое моторное масло не сможет протечь между плотно прилегающими элементами в достаточных количествах, особенно при холодном запуске двигателя, когда моторное масло холодное. К тому же, мотор стартера не сможет провернуть двигатель зимой из-за силы трения, вызванной слишком густым моторным маслом. Решение проблемы – использование многоцелевого моторного масла, подходящего для определенных климатических условий. Все необходимые данные можно найти в таблице 12.1.

Таблица 12.1. Рекомендуемая вязкость моторного масла.

*Синтетические масла с широким спектром вязкости не должны содержать синтетических присадок, увеличивающих класс по вязкости. Синтетические масла с полимерными присадками класса IV, должны иметь более узкий спектр вязкости, например 15W-50 или 10W-40 и т.д.

Минеральное моторное масло с классом вязкости 20W-50 , обычно состоит из очищенного моторного масла 20W с синтетическими присадками класса IV, позволяющими получить класс 50 SAE при температуре 100°. Присадки, увеличивающие класс по вязкости (IV) представляют собой длинные цепочки пластичных молекул, которые расширяются, чтобы сделать масло более густым по мере увеличения температуры моторного масла, и уменьшаются по мере остывания масла. К сожалению, эти синтетические присадки не стабильны, поэтому при определенных условиях цепочки могут разрушаться, что приведет к разжижению моторного масла. Основной причиной разрыва цепочек может стать трансмиссионное масло, однако лишь в немногих современных автомобилях (в отличие от мотоциклов) системы подачи моторного и трансмиссионного масла общие. Именно поэтому это не является такой уж серьезной проблемой. Однако шестерни масляного насоса и давление распредвала/толкателя деформируют эти цепочки пластичных молекул, поэтому со временем их эффективность будет падать, так например моторное масло класса вязкости 20W-50 снизится по классу до 20W-30.

Добавление синтетических присадок не является единственным способом увеличить класс моторного масла по вязкости. Другой способ состоит в смешении масел на синтетической и минеральной основе, чтобы получить полусинтетическое моторное масло. Можно также использовать чистое синтетическое масло.

Процесс очистки отличает синтетическое моторное масло от минерального. Каждый знает, что обычное минеральное моторное масло перегоняют из сырой нефти. Такие элементы как смолы, бензин, дизельное топливо, керосин удаляются, чтобы получить базовый компонент моторного масла. для производства синтетического моторного масла; процесс очистки продолжается до тех пор, пока все основные элементы сырой нефти не будут выделены. Затем эти базовые компоненты объединяются в новые молекулярные структуры для получения базового компонента синтетического моторного масла. В некоторых синтетических маслах используются базовые компоненты только на основе нефтепродуктов, а другие углеводородные молекулы из очищенного угля, природного газа, животных жиров и костного мозга могут добавляться для достижения специфических технических характеристик.

Все синтетические масла имеют два преимущества по сравнению с минеральными моторными маслами. Они обеспечивают отличные технические характеристики при низкой температуре, при классе вязкости ниже 5W без добавления синтетических присадок, по классификации SAE класс вязкости может оставлять 50, поэтому моторное масло может использоваться в экстремальных климатических условиях. Так как моторное масло не слишком густое, износ двигателя при холодном пуске значительно уменьшится. К тому же, синтетические масла более устойчивы к окислению, поэтому теоретически периодичность замены моторного масла уменьшится, однако большое количество моторных масел содержит полимеры, которые со временем разрушаются, именно потому данное утверждение можно считать спорным. Я настоятельно рекомендую использовать 100% синтетическое моторное масло, особенно в холодных климатических условиях, где температура часто опускается ниже 5 °С, или если двигатель оснащен турбонаддувом, или если автомобиль используется для кратких поездок менее 15 минут каждый день.

Любое моторное масло, в которое попали продукты горения и различные посторонние вещества, со временем становится непригодным к эксплуатации, поэтому его необходимо заменять. В течение последних нескольких лет производители автомобилей и компании, производящие моторные масла рекомендуют довольно низкую периодичность замены моторных масел, однако я не считаю это здравым решением. В таблице 12.2 я указал периодичность замены моторного масла, которую предпочитаю использовать, чтобы снизить износ двигателя. Чтобы повысить эффективность замены моторного масла, перед заменой необходимо прогреть двигатель до нормальной рабочей температуры. Благодаря этому все отложения будут слиты вместе с использованным моторным маслом. Однако необходимо быть очень осторожным, чтобы избежать ожогов при замене, так как моторное масло будет очень горячим.

Таблица 2.2. Рекомендуемая периодичность замены моторного масла.

Примечание:
Заменяйте моторное масло как только через указанное количество дней или км пробега, в зависимости от того, что произойдет раньше. Рекомендуемая периодичность замены указана для двигателей в хорошем рабочем состоянии – в двигателях с прорывом газов периодичность замены моторного масла будет выше. используйте минеральные моторные масла только с самым высоким сервисным стандартом API. При использовании синтетического моторного масла периоды замены могут быть увеличены в два раза, однако при этом период не должен превышать 240 дней, а фильтр нужно заменять каждые 12000 км пробега.

Некоторые автолюбители считают, что использование присадок или масла, изготовленного для дизельных двигателей может каким-то образом повлиять на технические характеристики двигателя. Я сам не использую присадки для моторного масла и вам не рекомендую. Современные моторные масла способны справляться даже с нагрузками, которым подвергаются гоночные автомобили, поэтому использование присадок на самом деле не нужно. В действительности некоторые присадки могут стать причиной неполадок в турбированных двигателей, если масляные каналы забьются. Многие гарантийные условия нарушаются при использовании присадок для моторного масла. Моторное масло для дизельных двигателей предназначено для удаления продуктов горения дизельного топлива. Большинство компаний производит моторное масло для дизельных двигателей с сервисным стандартом SH, однако данные моторные масла не обеспечивают защиту так, как высококачественные масла, которые обычно превосходят требования для сертификационного стандарта HS.

Некоторые автолюбители считают, что использование моторных масел для гоночных двигателей обеспечивает дополнительную защиту двигателя. Ответ не однозначен. Например, моторные масла Castrol R30 и R40 и BP Corse 30, 40 и 50 не должны использоваться в легковых автомобилях, так как не предотвращают окисление и образование осадка. Они идеально подходят для гоночных автомобилей, однако не могут быть использованы в легковых автомобилях. Все-таки существуют некоторые марки моторных масел для гоночных автомобилей, которые можно использовать в легковых автомобилях. В таком случае не этикетке должна быть отметка сертификационного стандарта API. Если на контейнере есть отметка SJ и моторное масло произведено известной компанией, проблем не должно возникнуть. Некоторые американские компании называют высококачественное моторное масло маслом для гоночных автомобилей. Обычно это значит, что моторное масло содержит больше моющих присадок и присадок на основе цинка, препятствующих износу.

Другой вопрос который мне часто задают: «Есть ли разница между самым дешевым и самым дорогим моторным маслом с сервисным стандартом SJ?». Возможно, дорогое моторное масло будет лучше, однако высокая цена не гарантирует качество. В действительности есть разница между моторным маслом, характеристики которого превосходят стандарты тестирования, и моторным маслом, которое прошло данное тестирование. С другой стороны, не всегда стоимость имеет прямое отношение к качеству. Производство небольшого количества моторных масел значительно повышает его себестоимость, именно поэтому моторные масла, производимые мелкими компаниями, такие дорогие.

Максимальную защиту двигателя можно обеспечит при использовании моторного масла подходящего класса вязкости с сервисным стандартом SJ и масляного фильтра большой емкости. При этом моторное масло и масляный фильтр необходимо заменять регулярно.

Не зависимо от качества моторного масла, необходимо поддерживать соответствующую температуру, чтобы его смазочные свойства были эффективными. Износ двигателя увеличивается, если он работает при холодном моторном масле. Ни в коем случае нельзя подвергать двигатель значительным нагрузкам, если температура моторного масла не достигла 50°. Нормальная рабочая температура моторного масла составляет 90°-110°С. Максимально допустимая температура составляет 150 °С, однако при этом может наблюдаться окисление моторного масла.

Обе марки моторного масла соответствуют сервисному стандарту SH по классификации API, однако заметьте, что одно моторное масло превосходит стандарт API SH, а другое просто соответствует ему. Это может быть потому, что одно из моторных масел содержит больше количество присадок и высококачественный базовый компонент.

Раньше в качестве модификации на автомобили устанавливался масляный радиатор, однако новшества при производстве моторных масел устранили необходимость его установки. Во время 24 часового тестирования на выносливость производитель обычно регистрирует температуру моторного масла в поддоне картера 150 °С, а также температуру 180 °С на протяжении всего тестирования при использовании моторных масел сервисного стандарта SE и SF. Последующая разборка двигателя показала, что подобные высокие температуры приемлемы, однако это не значит, что новый двиагтель может использоваться при температуре масла в поддоне картера 120°-130°С, при использовании моторного масла сервисного стандарта SF и SJ.

Если масляный радиатор все-таки необходимо установить, нужно учесть несколько обязательных пунктов. Холодное моторное масло разрушает двигатель, поэтому понадобится установить масляный термостат, в противном случае, придется установить заслонку, чтобы открывать или снимать ее при длительном движении на высокой скорости. Масляные каналы, соединяющие радиатор с системой смазки должны быть, по крайней мере, 1,25 мм в диаметре, чтобы не снижать интенсивность потока. К тому же, конструкция отсечного слоистого блока, который располагается между масляным насосом и фильтром или между блоком двигателя и фильтром, должна быть подходящей. Некоторые блоки приводят к значительному снижению интенсивности потока, так как приходится преодолевать изгибы под углом 90°. Если конструкция отсечного слоистого блока подходящая, масляные каналы будут впаяны в слоистый блок. Масляные радиаторы не возможно прочистить, поэтому не приобретайте использованные масляные радиаторы, так как они могут быть загрязнены. Также если двигатель или турбонаддув вашего автомобиля подвержены частому повреждения подшипников, масляный радиатор придется заменить, в противном случае это может стать причиной очередного повреждения подшипников.

Следующим условием эффективности системы смазки будет соответствующая фильтрация масла. Любые посторонние частицы в масле становятся абразивными, что приводит к износу подшипников, коренных шеек коленчатого вала, эксцентрика и кулачков распредвала. Также это может стать причиной засорения масляных каналов турбонаддува и повреждения подшипников. Большинство двигателей оснащено масляным фильтром, однако размер некоторых из них меньше, чем необходимо, примерно диаметра чайной чашки. В большинстве случаев системы смазки в современных двигателях являются полнопоточными. Это значит, что все моторное масло системы смазки должно проходить через масляный фильтр. В действительности фильтры маленьких размеров не могут обеспечить достаточную интенсивность потока моторного масла при частоте вращения более 2000 об/мин, пока моторное масло не прогреется до рабочей температуры. В оставшееся время канал будет открыт, пропуская не фильтрованное масло для циркуляции через двигатель. Ситуация осложняется еще и тем, что при закрытом канале большое количество остаточных материалов будут скапливаться около точки закрытия, поэтому при открытии канала большая часть загрязнений попадет в двигатель.

Простейший способ устранения проблемы, если зазор достаточный, это установка масляного фильтра большего размера примерно 12,5 мм длинной и 9 мм диаметром. Убедитесь, что размер и толщина прокладки обеспечивают надежную герметизацию. Если фильтр такого размера не удается установить около двигателя, можно выполнить удаленную установку, разместив его в моторном отсеке. В свободной продаже имеются переходники, устанавливающиеся на место стандартного фильтра и переправляющие масляные каналы к новому удаленному фильтру. Как и масляный фильтр, диаметр каналов должен быть не менее 1,27 мм ,при этом следует избегать изгибов под углом 90°.

Периодичность замены масляного фильтра зависит от его размера, дорожных условий, в которых используется автомобиль, и стиля вождения. Любой фильтр менее 12,5 мм в длину и диаметром 9 мм необходимо заменять при замене моторного масла. если размер масляного фильтра подходящий, его необходимо заменять при каждой второй замене моторного масла или каждые 9600 км пробега, в зависимости от того, что произойдет раньше. Если ваш автомобиль оснащен турбированным двигателем и в автомобилях, скорость которых регулярно превышает 128 км / ч, масляный фильтр необходимо заменять во время каждой замены моторного масла.

Если размер фильтра неподходящий, канал будет открыт, если температура моторного масла слишком низкая, или двигатель работает на повышенных оборотах. Таким образом не фильтрованное моторное масло будет попадать на подшипники, приводя к их преждевременному износу и повреждению.

В модифицированных мощных и экономичных двигателях стандартный масляный насос будет чаще всего работать должным образом. Со временем масляные насосы подвергаются износу, поэтому не стоит считать, что он в отличном состоянии, если внешне он выглядит хорошо. Большинство масляных насосов работают не достаточно эффективно на холостых оборотах, поэтому необходимо проверить зазоры, чтобы убедиться, что на низких оборотах в двигатель будет подаваться достаточное количество моторного масла. Это особенно важно для турбированных двигателей. Пропускная способность стандартных масляных насосов обычно хорошая на высоких оборотах. Чаще всего перепускной клапан установлен в масляный насос для отвода части потока на высоких оборотах. Следователь, если при высокой частоте вращения двигателя необходимо увеличить интенсивность потока моторного масла, нужно всего лишь установить более жесткую пружину перепускного клапана или прокладку, чтобы увеличить жесткость пружины. Вместо того, чтобы открываться, скажем, при давлении 207 кПа, перепускной клапан не будет срабатывать, пока давление моторного масла не поднимется до 276 кПа, таким образом интенсивность потока моторного масла через двигатель будет увеличиваться. Запомните, что циркуляция масла через двигатель отнимает мощность и расходует топливо, поэтому я не рекомендую начинать модификацию системы смазки, если только вы не уверены, что появились серьезные проблемы. В большинстве двигателей стандартное давление моторного масла достигает 276-345 кПа, но в некоторых двигателях оно может подниматься до 483 кПа на максимальных оборотах. В легковых автомобилях давление моторного масла не должно превышать 414 кПа, если только это значение не превышает спецификации, указанные производителем, так как подобное высокое давление может повредить масляный фильтр и значительно снизить мощность. даже производители иногда использовали масляные насосы со слишком высоким давление. Например, в автомобиле Pontiac на двигателе 455-SD, где максимально допустимое давление составляло 515-551 кПа, многие любители тюнинга устанавливали масляный насос с максимально допустимым давление 414 кПа.

В некоторых автомобилях коэффициент сцепления с поверхностью увеличился а конструкция подвески была модифицирована, что привело к увеличению угловых ускорений и колебанию уровня моторного масла. Любой автомобиль с поддоном «мокрого» типа может столкнуться с проблемой колебания уровня моторного масла, если только производитель не принял соответствующие меры, чтобы предотвратить это. Колебание уровня моторного масла может произойти при резком торможении, повороте или ускорении, если моторное масло вылилось из маслоприемника, таким образом, в двигатель попадает воздух. Если не принять меры, подшипники могут быть повреждены.

Некоторые маслосборники оснащены вертикальными маслоотражателями, однако они малоэффективны, так как уровень масла будет подниматься выше, особенно при резком торможении и крутых поворотах. Например, при ускорении 1 G масло будет подниматься практически вертикально. Единственным подходящим решением будет установка горизонтального маслоотражателя, как показано на рисунке. Его толщина не должна превышать 1,27 мм, при этом он должен быть расположен на расстоянии примерно 0,6 мм до максимального уровня моторного масла. Убедитесь, что зазор между шатунами и противовесами коленчатого вала достаточный. Маслоотражатель должен накрывать всю поверхность поддона без зазоров по краям или углам. Как можно ближе к центру маслоотражателя должно быть отверстия для маслосборника. Однако его положение будет в некоторой мере определяться расположением и формой всасывающей трубки маслосборника. Вокруг этого отверстия, которое также отвечает за обратный слив моторного масла в поддоном, необходимо сделать выступ, чтобы избежать выплескивания моторного масла. необходимо также сделать еще одно небольшое отверстие, чтобы установить масляный щуп.

Чтобы избежать колебания уровня моторного масла в некоторых двигателях маслосборник также придется модифицировать. Маслосборник должен располагаться в центре масляного поддона и находиться на расстоянии 0,6 мм от поддона, приняв во внимание толщину прокладок маслосборника. Если маслосборник находится ближе, интенсивность потока моторного масла в двигатель будет уменьшена, а также некоторое количество воздуха будет всасываться в двигатель при угловых ускорениях приближающихся к 0,8 G.

Горизонтальный маслоотражатель поможет предотвратить недостаточную интенсивность потока моторного масла при крутых поворотах, резком торможении и ускорении. Отверстие маслосборника должно находиться в центральной часть поддона на расстоянии 0,6 мм от него.

Некоторые автолюбители считают, что устранение эффекта колебания уровня моторного масла может продлить срок эксплуатации моторного масла, однако это не совсем так. Если уровень моторного масла слишком высокий, коленчатый вал и шатуны будут погружаться в моторное масло при каждом обороте. Это приводит к расходу мощности и обогащению моторного масла кислородом, что, в свою очередь, может стать причиной повреждения подшипников. К тому же, слишком большое количество моторного масла будет попадать в цилиндры. Поршневые кольца должны будут снимать его со стенок цилиндров, расходуя мощность и топливо. Затем, если поршневые кольца не могут удалить избыточное количество масла, оно попадет в камеру сгорания, став причиной ухудшения интенсивности горения и снижая октановое число топлива. К тому же могут происходить пропуски зажигания.

Запомните, независимо от того, насколько эффективно работает система смазки, наиболее интенсивный износ двигателя происходит в первые минуты после запуска, поэтому не рекомендуется повышать обороты и выжимать педаль акселератора, пока двигатель не достигнет нормальной рабочей температуры. Двигатели, оснащенные системами впрыска топлива, работают достаточно плавно, даже при холодном пуске, и, к сожалению, многие автолюбители практикуют агрессивный стиль вождения с первых минут после запуска двигателя, когда смазка двигателя недостаточная. Если двигатель оснащен карбюратором с воздушной заслонкой с ручным управлением, открывайте ее как можно меньше, как только автомобиль начал движение, в противном случае, слишком большое количество топлива попадет в цилиндры, смывая всю необходимую смазку. Карбюраторы с автоматической воздушной заслонкой требуют точной регулировки, чтобы обеспечить ее минимальное использование и длительность ее открытия не более 2-3 минут после начала движения.