Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) такий, що результатом його роботи є велике виділення тепла. Жар всередині мотора, особливо в його цилиндропоршневой групі, досягає 300 ° С і вище, якщо розглядати дизельні двигуни. Тому температура масла в двигуні досягає великих коливань в міру того, як мастильна рідина переміщається по системі змащення всередині ДВС.
Основні функції моторних масел
Автомобільний мотор має безліч вузлів і деталей. Їх поверхні постійно стикаються, створюючи між собою тертя. Результат цього явища - підвищений знос. Крім того, на тертя витрачається значна частина ККД двигуна, який перетворюється в тепло.
Високі температури провокують розширення матеріалів, з яких виготовлені деталі. Розширювальні процеси супроводжуються зменшенням зазору між дотичними поверхнями. Настане момент, коли цей зазор просто зникне, і ДВС заклинить - ось що станеться, якщо агрегат буде працювати без моторного масла.
Моторне масло виконує найважливішу функцію, без якої агрегат просто не зможе працювати. Воно знижує коефіцієнт тертя, утворюючи тонку масляну плівку між дотичними поверхнями. Крім того, мастило збільшує ККД движка і зменшує знос деталей, сприяє меншому виділенню тепла, а також ефективно відводить його від поверхонь, що труться. Крім цих функцій реалізуються і інші:
- Активно видаляються побічні продукти згоряння палива - нагар, шлаки та інші відкладення, завдяки детергентним (миючим) добавкам.
- Антикорозійний захист запобігає передчасному руйнуванню деталей мотора від корозії.
- Диспергуючі - стабілізуючі компоненти дозволяють видаляти мікроскопічні нерозчинні частинки, адсорбуючи їх до свого складу. Вони знаходяться в стані суспензії і видаляються з робочої рідини фільтром.
- Змащуючий склад має приблизно однакову в'язкість при великому розкиді температур, що дуже важливо для нормального функціонування мотора. Це досягається застосуванням модифікаторів в'язкості або загущающих присадок. Вони підвищують такий параметр, як індекс в'язкості.
- Вспенивание рідини - дуже небезпечний процес, що приводить до масляного голодування деталей движка. Щоб цього не сталося, до мастильному складу додають протипінні присадки.
- Депресорні добавки забезпечують малу в'язкість і хорошу текучість масляного складу при низьких температурних показниках, що дозволяє заводити мотор без проблем і добре його змащувати, поки не розігріється.
Робоча рідина може також управляти за допомогою тиску на гідравлічні компенсатори зазорів клапанів, гідравлічні натяжители ременя газорозподільного механізму (ГРМ), системи регулювання фаз газорозподілу.
Пристрій системи змащення
Найбільш вдалі мастильні системи забезпечують різну подачу мастила, що залежить від функціональних особливостей деталей. До найвідповідальнішим вузлів і деталей масло приходить під тиском. Менш навантажені ділянки отримують його шляхом розбризкування або природної течі. Такі мастильні системи прийнято називати комбінованими.
Для забезпечення тиску робочої рідини всередині магістралі застосовується масляний насос. Відчуваючи такий тиск, що змазує рідина з картера двигуна подається до масляного фільтру. Там вона очищається і надходить до підшипників, що забезпечує обертання колінчастого вала. Далі - до пальців поршнів, розподільного валу, коромисла клапанів. Якщо є турбіна, масло потрібно її валу, на якому вона обертається. Крім того, відбувається відвід тепла від внутрішньої поверхні поршнів. Мастило ущільнює зазор між маслос'емного, а також компресійними кільцями поршнів і циліндрами двигуна, не дає їм «залягати». Рідина потрапляє туди, розбризкуючись з форсунок в нижній частині циліндропоршневая блоку.
Далі мастило повертається назад до піддону картера. По дорозі вона розбризкується кривошипно-шатунним механізмом, створюючи туман. Він змащує всі деталі, які обволікає. З туману мастило конденсується, повертаючись до вихідного стану і положенню. Таким чином, цикл повторюється знову і знову.
Діапазон зміни температури масляного складу
Робоча температура масла змінюється в широких межах - від навколишнього повітря до 180 градусів при проходженні циліндропоршневої групи. При цьому металеві поверхні поршнів і циліндрів нагріваються до 300 ° С. Циркулюючи по двигуну, масляний склад має властивість випаровуватися і чадіти. Для того щоб пари вуглеводнів не зайнялися всередині мотора, необхідно, щоб їх температура горіння була вища за ту, до якої вони зазвичай нагріваються. Ця здатність визначається таким важливим параметром, як температура спалаху масла.
Щоб визначити цей параметр, маслопомещают всередину тигля. Потім його нагрівають до тих пір, поки випаровування не почнуть спалахувати від полум'я. Температура тут же змиритися. Зазвичай вона становить від 220 ° С і вище. Цього достатньо, щоб пари робочої рідини не спалахували всередині мотора. Такий параметр не є критичним, тому виробники не вказують на каністрах, яка температура займання масла.
До речі, дизельні пари спалахують при набагато нижчій температурі, що становить близько 55-60 ° С. Маючи ефективне водяне охолодження, вдається знизити верхню температурну межу роботи масляного складу до 105-115 ° С, що є досить суттєвим показником.
Вязкостно-температурні характеристики
Від вязкостних характеристик мастильних матеріалів залежить стабільність і ефективність їх роботи. В'язкість, а також індекс в'язкості, одні з найважливіших показників, так як вони змінюються при переході від дуже низьких (-40 ° С) до високих робочих температурних режимів силового агрегату.
Відповідно до класифікатора американського Товариства автомобільних інженерів SAE, моторні масла бувають зимовими (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W), літніми (20, 30, 40, 50, 60), а також всесезоннимі, які прийнято використовувати повсюдно - наприклад, 5W30 або 10W40. На діаграмі представлені температурні діапазони використання тих чи інших продуктів. Дуже важливим показником є рівень в'язкості в холодну пору, а також температура застигання масла. Тобто, наприклад, мастило 0W30 дозволить запустити двигун при -40 ° С, забезпечуючи його нормальну проворачиваємості. 5W30 зробить те ж саме до -35 ° С і так далі.
Дуже небезпечний для мотора перегрів мастильних матеріалів. Якщо склад буде нагріватися до + 125 ° С і вище, він втратить свою в'язкість і не зможе утворювати масляну плівку. Тому буде проникати в камеру згоряння крізь кільця поршнів, згораючи там разом з паливом. Так утворюються сажові відкладення, мастило чадіють. Ось чому періодично потрібна перевірка рівня масляного складу. Буває так, що невідповідність в'язкості призводить до витрати мастильної рідини до 1 літра на 100-200 кілометрів пробігу.
Дуже важливо використовувати робочі рідини з тієї в'язкістю, яку рекомендує виробник. Даний параметр можна визначити по сервісній книжці, яка видається до кожного автомобілю.