При обкатке двигателя расход масла: горим на работе

Содержание

горим на работе — журнал За рулем

Если новая машина активно «кушает» масло – это норма или аномалия? О том, как меняется расход моторного масла в процессе жизни автомобиля, рассказывают эксперты ЗР.

Типичная ситуация: автовладелец с беспокойством смотрит на масляный щуп сияющего новизной моторчика. Машина пробежала лишь половину положенного до первого техобслуживания километража, а уже просит долить маслица. Инструкция по эксплуатации тоже бьет по мозгам: во многих из них говорится, что литр масла на тысячу пробега – нормальный расход. Это что же, 15 литров масла на 15 000 километров между заездами на сервис? Не жирно ли?

Моторное масло: ресурс, замена и неясности

Вообще-то, расход моторного масла на угар – очень хитрый параметр. То, что дает увеличение ресурса и снижение потерь на трение, всегда тянет за собой в качестве платы увеличение расхода масла. Это касается и настройки рабочего процесса, и конструкции цилиндро-поршневой группы, и требований к моторному маслу.

Куда уходит масло в заведомо исправном моторе? Путей несколько. Главный – это угар в цилиндрах. Чтобы поршневые кольца работали и при этом не изнашивались, их необходимо смазывать. Поэтому при движении поршня от верхней мертвой точки первое поршневое кольцо оставляет на поверхности цилиндра остаточный масляный слой. Эта пленка толщиной 3–20 мкм попадает под удар теплового потока, формируемого горящим топливом. Естественно, она начинает греться и испаряться.

Нечто подобное мы наблюдаем на сковородке со сливочным маслом: вонища на всю кухню, а если сунуть горящую спичку, парящее масло может и пыхнуть. В цилиндре ситуация аналогичная.

На угар приходится до 70–80% общего объема потерь масла. Кроме того, небольшая часть масла выносится с картерными газами через вентиляцию картера, еще часть теряется при смазке клапанов. Сколько – зависит от состояния и конструкции маслоотражательных колпачков.

Еще одна существенная составляющая расхода – смазка подшипников турбокомпрессора, которым вскоре будут оборудованы, наверное, все современные моторы.

Иначе – при нынешних тенденциях к экологии и даунсайзингу – никак.

Большие риски маленьких моторов: анатомия даунсайзинга

Возвращаемся к причине паники обладателя новой машины: мотор ест масло – нормально это или нет? Новый мотор всегда просит обкатки! Все детали – практически со станка, степень шероховатости рабочих поверхностей узлов трения достаточно большая. К примеру, начальные шероховатости колец и цилиндров составляют 2–3 мкм. А кольцо начинает правильно работать только тогда, когда толщина слоя, разделяющего поверхности кольца и цилиндра, будет больше утроенной суммарной высоты шероховатостей, а это для необкатанного двигателя более 10–15 мкм. Потому вначале потери на трение большие. По мотору это чувствуется – он явно «тупит». Но поверхности трения прирабатываются, шлифуются, чему способствует повышенная скорость износа, и к концу полной обкатки высота шероховатостей на поверхностях в зонах трения снижается практически на порядок – до 0,3–0,5 мкм.

Таким образом, кольцо всплывает в «правильный» режим, сила трения уменьшается, скорость износа стабилизируется – мотор «едет».

А что происходит с угаром в процессе обкатки? На изначально микробугорчатой поверхности, в эдаких карманах, собирается масло, обреченное на угар (см. рисунок). А поскольку в новом моторе неровности большие, то и расход масла тоже немаленький. Кроме того, есть такой параметр – прилегаемость поршневого кольца, которая характеризует способность кольца «отслеживать» деформированную поверхность цилиндра. Проверяется она на просвет: в нагруженный блок вставляют кольца и подсвечивают цилиндр. Неплотное прилегание выдает себя светящимся серповидным зазором. Чем зазоров больше, тем выше пропуск газов из камеры сгорания в картер и пропуск масла в обратном направлении – из картера в камеру сгорания. Так вот, нормальная прилегаемость достигается только после определенной обкатки. А до того угар тоже будет большим.

Степень шероховатости деталей до и после обкатки – разница почти десятикратная: 1 – стенка цилиндра обкатки; 2 – слой масла; 3 – масляные карманы; 4 – поршневое кольцо; 5 – поршень; 6 – стенка цилиндра после обкатки.

Все хорошее когда-то заканчивается. Под конец своей жизни мотор вступает в стадию повышенного износа. Угар снова начинает расти, но причины уже другие. На поверхностях цилиндров образуются трещинки, царапины, микросколы, и они работают как те же масляные карманы. Изнашиваются кольца и поршни, растут зазоры. И, что самое страшное, тихо помирают маслосъемные кольца. Слабеет пружина расширителя, изнашиваются скребки. А если кольца залегают, то есть теряют радиальную подвижность, – вообще беда: расход масла начинает неуклонно приближаться к расходу топлива. Сизый вонючий дым, долгие попытки пуска с утра, тряска на холостых…

Возвращаясь к исходной задаче, подведем итог: не волнуйтесь – новый мотор всегда «подъедает» масло. Но если после первого ТО расход масла останется высоким, то это уже повод для беспокойства. Имеет смысл поискать СТО, где используют визуальную диагностику состояния цилиндров с помощью эндоскопа.

Что касается сравнения века нынешнего с веком минувшим, то на современных моторах расход масла проявляется заметнее, поскольку они сильнее форсированы, а потому и тепловая нагрузка на масло выше. Да и даунсайзинг оказывает свое влияние: если снижение рабочего объема компенсируют турбокомпрессором, расход масла обязательно возрастет, поскольку и нагрузки выше, и сама турбина требует смазки. Но это – темы отдельного разговора.

Может ли исправный двигатель расходовать масло? –

Бытует мнение, что исправный двигатель не должен расходовать масло. Верно это или нет? С этим вопросом попытаемся разобраться в этой статье.

Оказывается, что даже исправный двигатель расходует масло. Причем скорость расхода масла зависит от конструкции двигателя и режимов его работы. В общем случае скорость расхода масла в зависимости от срока работы двигателя можно разделить на три основных этапа:

1. Первый этап – обкатка (приработка). При этом скорость расхода масла сначала высокая, а потом снижается. Период обкатки длится как правило от 5 000 до 10 000 км. Это самый ответственный период, который сильно повлияет на ресурс двигателя.

2. Второй этап – период нормальной эксплуатации. При этом расход масла не высокий (норма расхода масла устанавливается производителем). В зависимости от конструкции двигателя, она может достигать от 0,1 до 1,5л на 1000 км. В некоторых двигателях расход масла вообще не заметен. Этот период как правило длится от 200 000 до 300 000 км, но иногда он может оказаться меньше, все это зависит от конкретных условий эксплуатации.

3. Третий этап – этап старения двигателя. Скорость расходования масла увеличивается, происходит постепенное разрушение металлических поверхностей гильз, поршней, поршневых колец и т.р. При этом одновременно увеличивается число поломок и отказов двигателя.

Какой расход масла считается нормой в период нормальной эксплуатации автомобиля?

Для ответа на этот вопрос загляните в руководство по эксплуатации Вашего автомобиля. Если предполагается заметный расход масла, то это будет обязательно отмечено в руководстве.
Например для некоторых двигателей BMW (бензиновые и дизельный) максимальный расход масла может быть 0,7л на 1000 км. Для форсированных двигателей M-Power, он может достигать 1,5л на 1000 км. Для дизелей FORD (объем двигателя 2,5л без турбины), допустим расход 0,5л на 1000 км. Указанные цифры – это максимально допустимый расход, обычно он намного ниже.

Как расходуется масло в исправном двигателе?

Обычно в исправном двигателе масло расходуется через поршневые кольца, так называемый “расход на угар”. Чтобы масло эффективно смазывало поршень, на цилиндры нанесена сетка хонингования. Хонинговка удерживает масло на стенках цилиндра, но часть масла остается на ней и попадает в камеру сгорания. Также часть масла расходуется через образовавшиеся микронеровности на цилиндре и поршневых кольцах, образовавшиеся в процессе обкатки (притирки) двигателя. Обычно это единственные причины расхода масла в исправном двигателе.

Поверхность цилиндра с сеткой хонингования

Можно ли сократить расход масла в исправном двигателе?

Возможно значительно снизить расход масла, если устранить микронеровности на поверхности цилиндров и поршневых кольцах, которые образовались в процессе обкатки (не путайте с хонинговкой). Для устранение микронеровностей применяются Наборы для ДВС с микрокерамической присадкой INDIGO. Входящая в набор микрокерамическая присадка эффективно устраняет неровности, задиры, места сварки на поверхностях цилиндра, тем самым снижая расход масла до минимума.

Когда двигатель потребляет слишком много масла? · Технипедия · Моторсервис

Информация о диагностике

Что представляет собой чрезмерный расход масла? Как рассчитать расход масла для легковых и грузовых автомобилей? И какой максимально допустимый расход масла двигателем? Ответы вы найдете в этой статье.

На практике мнения о моменте чрезмерного потребления масла сильно различаются в разных странах.

Из-за рабочих зазоров, требуемых как часть конструкции, движущиеся части двигателя, особенно поршни и клапаны, не являются 100-процентно газонепроницаемыми и маслонепроницаемыми.

Это означает, что нефть потребляется с низкой, но постоянной скоростью. В камере сгорания масляная пленка на поверхности цилиндра также широко подвержена высокотемпературному сгоранию. Это приводит к тому, что моторное масло испаряется, сгорает и выбрасывается в окружающую среду с выхлопными газами.

Руководства по ремонту и инструкции по эксплуатации часто содержат информацию о максимально допустимом расходе масла для двигателя. Если спецификация производителя недоступна, макс. Можно предположить расход масла от 0,25 до 0,3 % для грузовых автомобилей и до 0,5 % для автобусов.

Расход масла в двигателях современных легковых автомобилей обычно не превышает 0,05 %; максимально допустимый расход масла составляет 0,5 % (все процентные значения относятся к фактическому расходу топлива).

Нормальный расход масла может быть выше для старых типов двигателей, стационарных двигателей и при особых условиях эксплуатации.

Решение о необходимости проведения ремонтных работ может быть принято путем сравнения фактического расхода масла с максимально допустимым расходом масла.

Дизельные двигатели потребляют больше моторного масла, чем бензиновые двигатели. Двигатели с турбонагнетателем также нуждаются в большем количестве моторного масла, чем двигатели без турбонагнетателя, из-за смазки турбонагнетателя.

По техническим причинам расход масла минимален после фазы обкатки двигателя и увеличивается в течение срока службы двигателя из-за износа. Износ внутри двигателя в равной степени влияет на все компоненты. По этой причине проведение частичного ремонта, например замена только поршней или поршневых колец, часто приводит к минимальному снижению уровня потребления масла.

Пример расчета для грузовых автомобилей

Грузовой автомобиль расходует примерно 40 литров топлива на 100 км пути. Это можно экстраполировать на 400 литров топлива на 1000 км.

0,25 % от 400 литров топлива соответствует расходу 1 л масла на 1000 км
0,5 % от 400 литров топлива соответствует расходу 2 литров масла на 1000 км

Пример расчета для легковых автомобилей

Легковой автомобиль расходует примерно 8 литров топлива на 100 км пути. Это можно экстраполировать на 80 литров топлива на 1000 км.

0,05 % от 80 литров топлива соответствует 0,04 литра расхода масла/1000 км
0,5 % от 80 литров топлива равно 0,4 литра

Ключевые слова :

расход масла

Группа товаров :

Подача масла

Понимание того, как двигатели потребляют масло

Высокий расход моторного масла почти всегда является симптомом или следствием другого, еще более важного состояния. В данной статье этот вопрос будет рассмотрен с точки зрения потерь масла через пути сгорания (по сравнению с утечками).

Хотя основное внимание будет уделяться дизельным двигателям, используемым в промышленных и коммерческих целях, многое из того, что будет обсуждаться, в равной степени применимо к личным автомобилям и двигателям, работающим на природном газе.

Само по себе потребление масла является известным источником вредных выбросов в атмосферу (см. врезку на стр. 4). Несгоревшее или частично сгоревшее масло выбрасывается через выхлопной тракт в виде углеводородов и твердых частиц (сажи).

Кроме того, известно, что противоизносные присадки к моторным маслам отравляют или, по крайней мере, ухудшают работу каталитических нейтрализаторов. Чем больше масла потребляется через камеру сгорания, тем больше риск/эффект отравления. Это еще больше усугубляет воздействие на окружающую среду.

Причины повышенного расхода масла многочисленны и сложны. Поскольку это потребление является симптомом других состояний, необходимо знать об изменениях скорости потребления масла. Эти изменения следует рассматривать в контексте других данных и факторов, включая анализ масла, внешний вид выхлопных газов, срок службы двигателя (с момента последнего ремонта), давление наддува, рабочую температуру, нагрузку/рейку, прорыв газов и условия эксплуатации. Анализ масла будет обсуждаться с точки зрения корреляции и значения общих тенденций и того, как они могут быть полезны для устранения неполадок.

Рис. 1. Поток масла через поршневые кольца (см. Shell)

Причины повышенного расхода масла

Понимание механизмов транспортировки нефти необходимо, чтобы предотвратить попадание нефти туда, куда не следует. Потери моторного масла зависят от конструкции двигателя и условий эксплуатации. Потребление масла в основном происходит вблизи или через камеру сгорания, либо вниз через клапаны, либо вверх через поршневой пакет колец.

Подвижность и расход масла через клапаны двигателя

Масло, собирающееся на штоках впускных клапанов, всасывается в камеру сгорания при нормальной работе. Горячие выхлопные газы сжигают масло на штоках выпускных клапанов. Если между штоками клапанов и направляющими слишком большой зазор, двигатель будет всасывать больше масла по направляющим и в цилиндры. Это может быть вызвано износом направляющих клапанов и изношенными, треснувшими, отсутствующими, сломанными или неправильно установленными уплотнениями. Двигатель может по-прежнему иметь хорошую компрессию, но будет сжигать много масла.

Поток масла через пакет поршневых колец

Моторное масло предназначено для образования масляной пленки на стенках цилиндров. Несмотря на то, что маслосъемное кольцо на поршне удаляет большую его часть, все равно остается тонкая пленка. Когда двигатель замедляется, высокое отрицательное давление всасывает масло в камеру сгорания и выбрасывает его из выпускного коллектора.

Проблема более выражена, когда кольца или цилиндры сильно изношены или повреждены, но она также может возникнуть, если цилиндры не были должным образом отточены (некруглость или дефекты обработки поверхности) при сборке (или восстановлении) двигателя или если кольца установлены неправильно.

Большая часть масла, которое проходит через пакет поршневых колец и вдоль гильзы, обычно образуется во время такта сжатия. Маслосъемное кольцо соскребает масло со стенки цилиндра. Соскребаемое масло стекает в дренажные отверстия/полости кольца.

Масло, оставшееся на стенке цилиндра, необходимо для смазки компрессионных колец. Как только масло проходит мимо компрессионных колец, ему трудно вернуться в поддон. Однако картерные газы могут служить транспортной средой, помогающей рециркулировать масло обратно в поддон картера (см. рис. 1).

Отложения и движение поршневых колец

Отложения на поршневых кольцах могут резко снизить подвижность и изгиб колец. Точно так же движение колец может сильно влиять на то, где образуются отложения, и на движение (перенос) смазки внутри пакета колец.

Это движение кольца определяет время пребывания смазки в пакете колец, что, в свою очередь, влияет на скорость разложения смазки и места образования отложений (см. рис. 2). Температура кольцевого пакета может варьироваться от 195-340 градусов С.

В совокупности эти условия могут ускорить износ гильз поршневых колец (PRL), ухудшить эффективность сгорания, увеличить прорыв газов и снизить расход масла (увеличить расход масла).

Один из способов, которым это происходит, – это углеродный домкрат. При этом в кольцевых канавках происходит нагар (подпитываемый сажей и продуктами разложения масла). Соответствующее ограничение движения кольца увеличивает износ, прорыв газов и расход масла в соответствии с ритмом поршня.

Рис. 2. Последовательность образования отложений на поршневых кольцах

Испарение масла со стенок цилиндра

До 17% общего расхода масла связано с испарением стенок гильзы. Чем более деформированная (некруглая) и шероховатая (шероховатость поверхности) гильза цилиндра, тем больше масляной пленки останется на гильзе после рабочего такта. Высокая температура поверхности гильзы (80-300°С) приведет к потере этого масла за счет затуманивания и испарения. Молекулы легкой нефти более склонны к испарению. Эти легкие молекулы истощаются первыми, и в результате потери при испарении к концу интервала обслуживания смазочного материала уменьшаются.

Не все масла одинаковой вязкости одинаковы с точки зрения летучести (риск потери при испарении). Некоторые смазочные материалы могут демонстрировать на 50 процентов большую потерю летучести, чем другие. На это влияет молекулярно-массовое распределение базового масла.

Конечно, ключевую роль играет температура. Низкая температура футеровки приводит к низкой скорости испарения. Температура футеровки зависит от нагрузки, эффективности сгорания и охлаждения. Приблизительно 74 процента испарения происходит во время тактов впуска и сжатия (влияния на скорость обнаружено не было).

Прорыв газов из отверстий цилиндров овальной формы

Овальные отверстия цилиндров обычно вызваны проблемами механической обработки, а также термическими деформациями и деформациями давления. Поршневые кольца могут в определенной степени соответствовать овальности цилиндров. Тем не менее, обратные картерные газы и масляный туман могут следовать по пути через эти деформации отверстия цилиндра, легче перемещаясь по рабочей поверхности кольца. Масляный туман переносится с обратными картерными газами в камеру сгорания и наружу с выхлопными газами.

Условия высокого кольцевого флотации

Исследователи обнаружили, что более низкая вязкость масла может снизить условия «плавания» маслосъемного кольца. «Поплавок» в основном означает, что между маслосъемным кольцом и стенкой цилиндра слишком большая толщина пленки.

Следовательно, эта чрезмерная вязкость препятствует способности кольца в достаточной степени выдавливать (соскребать) масло со стенки цилиндра и возвращать его в поддон. В результате на стенке цилиндра остается слишком много масла, которое затем может перемещаться к компрессионным кольцам или оставаться на гильзе, увеличивая потери масла из-за запотевания и испарения.

Стоит отметить, что слишком низкая вязкость также влечет за собой множество опасностей. Всегда желательна оптимальная эталонная вязкость (не слишком низкая и не высокая). Этот «оптимум» подталкивается многочисленными факторами конструкции и эксплуатации двигателя, в том числе стремлением снизить расход масла.

Интервал замены масла Эффект

Увеличенные интервалы замены масла являются постоянно растущей тенденцией. Несмотря на очевидные преимущества (более низкая стоимость замены масла, более высокая производительность, преимущества для окружающей среды и т. д.), существуют также риски для срока службы двигателя, риски экономии топлива и штрафы за экономию масла. Недавнее исследование влияния интервала замены масла на количество миль на кварту масла показано на рис. 3.

Три разных двигателя (Класс 8, магистральные перевозки) с разными интервалами замены масла демонстрируют четкую взаимосвязь между состоянием масла и его расходом. Можно сделать вывод, что по мере старения масла эффекты старения (сильное образование сажи, потеря диспергируемости, истощение присадок, нерастворимые вещества, сдвиг индекса вязкости, грязевая нагрузка и т. д.) ухудшают способность двигателя удерживать масло во время эксплуатации.

Рисунок 3. Влияние интервала замены масла
на милях на литр масла (Ref. Carver, Exxon)

Проблемы с расходом масла, выявленные при анализе масла

Мониторинг уровня масла и скорости подпитки обеспечивает надежную индикацию расхода масла и относительной экономии масла. Если потребление масла низкое, можно предположить, что, хотя многие вещи могут идти не так, они не происходят просто потому, что расход моторного масла находится в пределах нормального и безопасного диапазона. Поэтому логично отслеживать уровни масла и израсходованное масло подпитки между плановыми заменами масла.

Низкое щелочное число/высокое кислотное число	Высокий уровень прорыва газов, загрязнение водой, проблемное базовое масло, топливо с высоким содержанием серы	Коррозия гильз поршневых колец (PRL), отложения на поршневых кольцах	Низкий уровень масла преждевременно истощает сверхосновные моющие средства и антиоксиданты	Высокий уровень прорыва картерных газов из-за плохой эффективности сжатия/сгорания
Высокая вязкость масла	Высокая концентрация сажи, неправильное масло, гликоль в масле, горячее масло, увеличенный интервал замены масла, окисление масла	Высокая флотация поршневых колец, отложения на поршневых кольцах	Доля потери легкого масла при испарении	Высокий уровень прорыва газов (сажи) из-за низкой эффективности сжатия/сгорания
Низкая вязкость масла	Разбавление топливом, неправильное масло, присадка для улучшения вязкости	Потери легких фракций при испарении, износ PRL		Неполное сгорание и прорыв газов (разжижение топлива)
Высокая сажевая нагрузка	Высокий уровень прорыва газов, увеличенный интервал замены масла, рециркуляция отработавших газов (EGR), длительный холостой ход и т. д.	Повышенное скольжение колец из-за повышенной вязкости, отложения на поршневых кольцах, износ PRL	Низкий уровень масла концентраты сажи	Высокий уровень прорыва газов (сажи) из-за низкой эффективности сжатия/сгорания
Низкая дисперсность сажи	Загрязнение водой, высокое содержание сажи, разжижение топлива, увеличенный интервал замены масла, утечка охлаждающей жидкости	Отложения на поршневых кольцах	Низкий уровень масла приводит к преждевременному истощению диспергатора	Высокий уровень прорыва газов (сажи) из-за низкой эффективности сжатия/сгорания, неполного сгорания и прорыва газов (разбавления топлива)
Загрязнение воды	Утечка охлаждающей жидкости, кратковременная прерывистая работа, низкая температура	ПРЛ коррозия		Высокий уровень прорыва газов и кратковременная повторно-кратковременная работа
Шлам и нерастворимые оксиды	Увеличенный интервал замены масла, окисление базового масла, плохая диспергирующая способность, недостаточная моющая способность	Отложения на поршневых кольцах, износ PRL	Низкий уровень масла повышает температуру поддона и преждевременно истощает антиоксиданты
Разбавление топливом	Высокий уровень прорыва газов, износ PRL, увеличенный интервал замены масла, проблемы с форсунками, перелив/заедание	Износ PRL и прорыв газов, преждевременное окисление базового масла (отложения на поршневых кольцах)		Неполное сгорание и прорыв газов (разжижение топлива)
Загрязнение охлаждающей жидкости (гликоль)	Утечки охлаждающей жидкости из-за дефектных уплотнений, кавитации, коррозии, поврежденного радиатора, течи прокладки ГБЦ и т. д.	Сильный износ колец из-за повышенной вязкости, коррозии PRL, износа PRL, отложений на поршневых кольцах		Высокий уровень прорыва картерных газов из-за плохой эффективности сжатия/сгорания
Грязное масло (кремнезем) и другие твердые загрязнения	Грязный воздухозаборник, неисправный масляный фильтр, грязное топливо, грязное новое/резервное масло, остатки износа и коррозии	Абразивный износ PRL вызывает высокий расход масла	Высокий расход масла, несущий частицы, вызывает чрезмерный абразивный износ PRL и увеличение количества частиц	Попадание большого количества картерных газов приводит к загрязнению всасываемого воздуха и топлива

В приведенной выше таблице не только подробно показано, как высокий расход масла может сопровождаться определенными отчетными условиями анализа масла, но также приведены примеры того, что могут означать эти условия.

При обкатке двигателя расход масла: горим на работе — журнал За рулем