В результате масло начинает отводить тепло от поршневых элементов, уплотняя зазор между кольцами и цилиндрами двигателя. В это место она проникает с помощью форсунок, после чего стремится в обратном направлении – к масляному поддону. Цикл постоянно повторяется.
Рабочая температура масла и влияние на двигатель
Смазка, залитая в картер автомобиля, снижает трение и охлаждает детали коленчатого механизма. Температура моторного масла достигает +130. +140 °С, что приводит к повышению текучести и ухудшению эксплуатационных характеристик жидкости. При подборе смазки необходимо учитывать конструктивные особенности двигателя внутреннего сгорания и следовать рекомендациям производителя.
Функции моторного масла
Основная функция моторного масла:
- уменьшить трение между вращающимися частями и возвратно-поступательными элементами;
- уменьшить объем газов, проникающих из рабочих камер цилиндров в картер;
- удаление нагара и отложений с рабочих поверхностей и из масляных каналов;
- нейтрализация агрессивных веществ, образующихся при сгорании топлива (например, кислот).
Моторное масло отвечает за охлаждение компонентов двигателя. В силовых установках с жидкостным принципом отвода тепла смазка отводит до 30% избыточного тепла. В двигателях с воздушным охлаждением на смазку приходится до 80% избыточного тепла.
Когда двигатель не прогрет должным образом, масло не достигло рабочей температуры, влага может конденсироваться, проникать в смазку и поэтому негативно влиять на износ. При недостатке тепла масло густеет и замерзает. Поэтому нормальный поток через фильтры нарушается, образуется вакуумный эффект и усложняется работа двигателя внутреннего сгорания.
Почему температура моторного масла важна
Степень вязкости смазочной композиции напрямую зависит от ее температуры. При чрезмерном нагреве нефтепродукт становится более текучим и быстро стекает с рабочих поверхностей. В охлажденном состоянии происходит обратная реакция: жидкость кристаллизуется, увеличивается ее плотность, увеличивается вязкость. Когда такие изменения температуры происходят в пределах рабочего диапазона, они не мешают работе системы, однако выход за «допустимые» пределы влечет за собой серьезные последствия.
Слишком низкая температура
Рабочая температура внутри картера не должна опускаться ниже 90°C. Если вдруг произошло снижение, то система охлаждения еще больше снизит этот показатель, а это уже чревато неэффективной работой всей силовой установки. При низких температурах масла в двигателе происходит недостаточное расширение металлических элементов. Из-за этого между механизмами образуются слишком большие зазоры. Эти зазоры приводят к возникновению вибраций в двигателе и преждевременному разрушению механизмов. Недостаточный нагрев смазочного состава приводит к увеличению его плотности и невозможности справляться с возложенными на него функциями.
Когда двигатель недостаточно прогрет, внутри него начинает скапливаться влага, которая, попадая в моторное масло, запускает кислотообразующий процесс. Кислоты, в свою очередь, разрушают легкие металлы. При нормальной температуре вода не концентрируется в рабочей зоне.
Рабочая температура моторного масла не может быть достигнута в следующих случаях:
- Нарушение герметичности системы. Если через трубы всасывается слишком много воздуха, мотор не сможет достичь необходимой температуры.
- Неисправность термостата. Заклинивание этого миниатюрного элемента может нарушить работу всей системы. Если термостат не закрывается, происходит интенсивная потеря тепла.
- Смесь охлаждающей жидкости с моторным маслом. Нарушение герметичности системы охлаждения может привести к попаданию антифриза в смазочный состав. Это, в свою очередь, приведет к снижению производительности обоих смазочных материалов и повысит риск отказа силовой установки.
Слишком высокая температура
С недостаточным нагревом все понятно, но что меняется, если температура превышает допустимые пределы? Максимальная температура масла не должна превышать 125°C. При возникновении помпажа масло перестает поступать к поршневым кольцам и начинает гореть. Вместе с сажей образуется нагар, который забивает каналы системы и приводит к недостатку масла.
Сгорание масляной смеси вынуждает автовладельца проводить регулярные доливки. При смешивании с новой жидкостью происходит временное восстановление температурного равновесия.
Если ваш автомобиль чаще просит вас увеличить уровень смазки, это повод показать его специалисту.
Температура моторного масла обычно повышается, когда уровень охлаждающей жидкости и давление моторного масла в системе охлаждения падают. В последнем случае жидкость не успевает отводить тепло от рабочей зоны и нагревается под воздействием горячих поверхностей.
Старение масла и потеря его вязкостных свойств также могут быть причиной нарушения температурного режима.
Как правильно выбирать смазочный состав моторного масла
Все производители автомобилей перед поступлением в продажу той или иной модели автомобиля проводят ряд исследований по определению допустимой вязкости и химической основы смазывающей жидкости автомобиля. Поскольку каждый двигатель по-своему уникален, ему нужен определенный тип нефтепродукта. И только опытным путем можно определить, какие составы ему подходят. После испытаний инженеры фиксируют результаты в инструкции по эксплуатации автомобиля.
Каждый автомобилист должен безоговорочно соответствовать требованиям, перечисленным автопроизводителем. Любое отклонение от них приведет к серьезным проблемам с двигательной установкой, оставив невнимательного владельца «без колес».
При эксплуатации транспортного средства необходимо соблюдать следующие правила:
- Используйте только моторные масла, рекомендованные производителем автомобиля. Не экспериментируйте с их смешиванием.
- Выполняйте регулярное техническое обслуживание автомобиля согласно сервисной книжке.
- Наружные вентиляционные отверстия автомобиля не следует закрывать, чтобы сохранить тепло внутри автомобиля в течение длительного времени. Такая мера может привести к перегреву двигательной установки и нагреву масла.
- Необходимо проверить состояние системы охлаждения. Тосол или антифриз необходимо заменять с периодичностью, установленной производителем.
- Важно раз в неделю проверять уровень моторного масла в системе. Если он низкий, просто добавьте аналогичную смазку.
Как известно, при работе двигателя внутри него циркулируют различные жидкости. Здесь речь идет об антифризе, а также смазочном масле. Это будет последнее.
Параметры рабочей температуры
В зависимости от характеристик, указанных производителем, в автомобилях, работающих при температуре от -50 до +170 градусов Цельсия, могут использоваться разные моторные масла.
Температурный режим двигателя внутреннего сгорания напрямую связан с рабочей температурой смазки в горячем двигателе и способностью сохранять свои вязкостные и технические характеристики.
Нормальной температурой считается от 80 до 90 градусов по Цельсию.
Когда двигатель внутреннего сгорания находится в таком состоянии, он показывает свой максимальный КПД.
Стоит добавить, что масло нагревается на 10-15 градусов больше, чем антифриз в системе охлаждения. Из-за этого диапазон рабочих температур смазки при прогреве ДВС составляет от 90 до 105 градусов Цельсия.
Не рекомендуется превышать установленный предел, а также опускаться ниже него.
Что происходит при изменении температуры
Понимая примерно, что такое рабочая температура масла в двигателе, можно также отдельно поговорить о проблеме повышения и понижения этого значения в процессе эксплуатации автомобиля.
Элементы ДВС сконструированы таким образом, что изначально учитывается их тепловое расширение при нагреве, а также изменение параметров при охлаждении.
Температура масла в работающем двигателе внутреннего сгорания напрямую влияет на работу двигателя.
Если масло становится слишком горячим или слишком холодным, это может негативно сказаться на силовой установке.
Низкая температура
Как ни странно, но перегрев, как и недогрев, одинаково влияет на работу двигателя.
Некоторых это удивит, но низкой считается температура около 80 градусов.
Если масло будет недостаточно нагреваться, КПД ДВС начнет снижаться, а ресурс уменьшится. Элементы двигателя при этой температуре имеют незначительное расширение, из-за чего между ними образуются зазоры, компрессия падает.
Когда двигатель не прогрет должным образом, масло не достигло рабочей температуры, влага может конденсироваться, проникать в смазку и поэтому негативно влиять на износ. При недостатке тепла масло густеет и замерзает. Поэтому нормальный поток через фильтры нарушается, образуется вакуумный эффект и усложняется работа двигателя внутреннего сгорания.
Превышение температуры
Справедливо будет сказать, что перегрев масла, а, следовательно, и самого силового агрегата более опасен, чем его отсутствие.
Когда температура достигает 105 градусов Цельсия, вязкость резко падает, а текучесть увеличивается. Под действием нагрузки зазоры между деталями ДВС практически отсутствуют. В результате компоненты КШМ могут начать контактировать друг с другом.
Если температура около 125 градусов, то текучесть избыточная. В таком состоянии смазка проходит через маслосъемные кольца и может начать сгорать в цилиндрах вместе с топливом. Происходит падение концентрации, увеличение расхода. Кроме того, увеличение текучести может привести, например, к попаданию масла в фильтр.
Для моторных масел минимальная температура кипения составляет 250 градусов Цельсия.
Именно при таком нагреве начинают появляться пузырьки из-за кипения.
Важно понимать, что даже соблюдение интервала замены масла не гарантирует защиту от перегрева или недогрева.
Также хотелось бы напомнить о правилах хранения масла после вскрытия. Многие автолюбители думают, что тщательное запечатывание открытой банки приравнивается к заводской жизни. На этот счет у нас есть целый материал.
Ну вот и решили проблему температуры смазки силовых агрегатов. Если у вас остались вопросы, вы всегда можете задать их в комментариях.
При заливке масла учитывают рабочую температуру двигателя и характеристики жидкости. Например, при использовании смазочного материала с высокой вязкостью увеличиваются потери мощности на преодоление сил трения, что отрицательно сказывается на расходе топлива.
Функциональность смазочных жидкостей
Чтобы силовой агрегат работал стабильно, необходимо правильно подобрать смазочный раствор. Их выбор основывается на параметрах, основными из которых являются:
- Вязкость. Главный показатель любого масла. Имеется в виду способность масляной жидкости поддерживать надлежащий уровень текучести, покрывая внутренние детали двигателя. Степень вязкости зависит от температуры двигателя и собственной. При повышении температуры уровень вязкости падает.
- индекс вязкости. Величина, определяющая уровень вязкости смазочного раствора в зависимости от его температуры. Увеличение индекса вязкости увеличивает диапазон температур, в которых оно может работать. Показатель индивидуален для каждого типа масла.
- Чтение температуры вспышки. Величина, определяющая уровень низкокипящих фракций в маслянистой жидкости. У качественных масел вспышка происходит при температуре +230 градусов и выше. Если масляный раствор будет некачественным, маловязкие компоненты будут быстро сгорать и испаряться, а их расход будет увеличиваться.
- Отображение температуры кипения. Показатель, при котором масляная жидкость теряет свойство вязкости и смазывающей способности. Его кипение приведет к контакту трущихся частей силовой установки и ее выходу из строя.
- Индикация температуры воспламенения. Критическая теплота сгорания маслянистой жидкости. Его горение начинается, когда его температура достигает +260 градусов. Возгорание грозит взрывом двигателя и травмированием пассажиров.
- Волатильность. Масляный раствор начинает испаряться при температуре +250 градусов. Определение летучести проводят методом NOC. При указанной температуре один литр масла следует кипятить в течение одного часа. Если через час осталось 900 граммов жидкости, то уровень летучести равен 10%. По международным стандартам этот показатель не должен превышать 15%.
- Индикация температуры затвердевания. Величина, определяющая уровень потери текучести маслянистой жидкости. При достижении температуры застывания резко возрастает вязкость смазки или происходит процесс повышения вязкости с затвердеванием парафина, в результате чего смазка затвердевает.
- Щелочное значение TBN. Число, определяющее щелочные характеристики масла, возникающие в результате добавления детергентов и деградантов. Это показатель способности масляной жидкости нейтрализовать вредные примеси и кислоты, образующиеся в результате работы силовой установки. Снижение щелочности свидетельствует об уменьшении количества активных присадок, что может привести к коррозии внутренних деталей силовой установки.
- кислотное число ОКЧ. Показатель, определяющий наличие элементов окисления в смазочной жидкости. Увеличение кислотного числа свидетельствует о наличии большого количества продуктов окисления. Кислотное число определяют при взятии масла на анализ. Более высокое кислотное число обычно связано с длительной эксплуатацией или высокими рабочими температурами силовой установки.
Рабочая температура масла в двигателе
Смазка в зависимости от своих характеристик может использоваться в диапазоне температур от — 50 до + 170 градусов. Рабочая температура масла в горячем двигателе и сохранение его технических показателей вязкости зависят от температурного режима работы двигателя. Нормальный температурный режим двигателя от +80 до +90 градусов. При таком нагреве пусковой агрегат имеет максимальный КПД. Смазочное масло нагревается на 10-15 градусов горячее охлаждающей жидкости. Поэтому рабочая температура моторного масла в горячем двигателе находится в пределах от +90 до +105 градусов. Превышать верхний предел не рекомендуется. Это грозит смазке потерей работоспособности и быстрым износом трущихся деталей.
Детали двигателя расширяются при нагревании и возвращаются в исходное состояние при остывании двигателя. Работа силового агрегата зависит от температуры масла в работающем двигателе. Слишком низкий или сильный нагрев масла при работающем двигателе имеет негативные последствия.
Низкой температурой смазки можно считать отметку +80 градусов. Этот показатель снижает КПД силовой установки и уменьшение ее ресурса. Детали силового агрегата будут иметь небольшое расширение, что приведет к образованию зазоров между ними и уменьшению сжатия. При слегка теплом стартере влага может конденсироваться и образовывать кислоты в смазке, что влияет на износ компонентов и узлов. Низкий уровень может привести к тому, что жир утолщается и свисает. Это повлияет на его прохождение через фильтр, создаст вакуум в системе смазки и затруднит работу установки.
Высокая температура даже более опасна, чем низкая температура. Нагрев масляной жидкости выше +105 градусов приводит к тому, что ее вязкость резко снижается, а текучесть увеличивается. Под нагрузкой зазор между деталями практически исчезает, детали кривошипно-шатунного механизма соприкасаются друг с другом.
При достижении температуры +125 градусов смазка приобретает большую текучесть. Это позволяет ему проникать в маслосъемные кольца и сгорать в цилиндре вместе с топливом. Концентрация смазки снижается, а ее расход увеличивается. Это недопустимо и приводит к износу узлов и агрегатов силовой установки.
Температура кипения моторного масла +250 градусов. При таком показателе смазка почти не имеет вязкости, находится в сжиженном состоянии и хорошо испаряется. Защитная пленка между трущимися частями отсутствует. Показателем того, что масло закипело, является резкое повышение температуры, примерно на 3-4 градуса в минуту.
Также хотелось бы напомнить о правилах хранения масла после вскрытия. Многие автолюбители думают, что тщательное запечатывание открытой банки приравнивается к заводской жизни. На этот счет у нас есть целый материал.
Что делает масло в двигателе
Смазка при работе двигателя внутреннего сгорания выполняет следующие функции:
- создает несущие масляные пленки в местах передачи механической энергии от одной детали к другой: от поршня к поршневому пальцу; от пальца к шатуну; от шатуна к колену коленвала. Кроме того, полученная энергия запасается маховиком и распределяется через трансмиссию на движители;
- уменьшает трение при движении поршня внутри цилиндра, в приводе газораспределительного механизма; в топливной аппаратуре и других узлах силового агрегата;
- повышает герметичность в камере сжатия топливной смеси, препятствуя выходу газов наружу;
- вымывает образовавшуюся сажу из зон ее образования;
- выполняет защитные функции по предотвращению коррозии металлических элементов, находящихся в нагретом состоянии;
- отводит тепло от пар трения, стабилизирует температуру в местах контакта.
Большинство пользователей привыкли к тому, что за теплоотвод отвечает охлаждающая жидкость. Но за более чем сто лет исследователи, занимающиеся тепловыми двигателями, установили следующее:
- около 25-30% избыточного тепла в двигателях внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением переносится смазочными жидкостями;
- в двигателях с воздушным охлаждением до 75…80 % тепловых потоков переносится моторным маслом. Только небольшая часть тепла выделяется через ребра охлаждения блока и головки блока цилиндров.
Почему важна температура масла
Вязкость смазочных жидкостей зависит от степени нагрева. В горячей жидкости текучесть достаточно высока, в охлажденном состоянии проявляются пластические свойства. Относительное смещение между слоями смазки зависит не только от тангенциальных сил, приложенных во время вращательного движения. Нормальная нагрузка на пары трения изменяет структурные свойства масла.
Как происходит контакт между частями, изучает наука под названием «трибоника». У многих пользователей сложилось твердое мнение, что идеальное трение будет таким, при котором контактные поверхности имеют абсолютно гладкую поверхность. Зеркальный вид обеспечивает минимальное сопротивление контакту.
На самом деле такое рассуждение справедливо для тел, не деформирующихся при контакте. Исследования, проведенные в отечественных и зарубежных лабораториях, показали неэффективность модели идеального контакта. Установлено, что для реального процесса лучше наличие шероховатости определенной глубины и частоты образования гребней и впадин. Смазка скапливается в углублениях. Благодаря имеющимся клеящим свойствам остается на месте, не стекает с поверхности. Просто свежая порция масла вытесняет отработанную. Таким образом, наблюдается регулярный массообмен смазки.
При проектировании тепловых двигателей конструкторы учитывают характеристики и работу смазочных материалов. По этой причине при задании материалов для изготовления деталей также учитываются требования, которым должны соответствовать обрабатываемые поверхности. При этом ориентируются на результаты испытаний для изучения распределения температуры в узлах ДВС.
Некоторые институты (НАМИ, ЦНИДИ, НАТИ, ТАДИ и др.) уже более 60 лет занимаются изучением тепловых процессов, происходящих внутри тепловых установок. В частности, изучались двигатели, применяемые в колесных и гусеничных подвижных машинах. Сводные результаты представлены в таблицах 1 и 2.
Как подбирают моторное масло
Производители автомобилей и других видов техники, в которых используются двигатели внутреннего сгорания, выпускают инструкции по эксплуатации своей продукции. Всех интересует решение нескольких основных вопросов:
- обеспечить безаварийную работу выпускаемой продукции. Обратная связь через сеть продаж автомобилей для устранения любого вида дефекта порождает дополнительные затраты, а также снижение прибыли. Внимание! Некоторые автопроизводители иногда проводят такие акции не для решения конкретной проблемы, а для достижения других целей: показать пользователям, что они заботятся о запускаемой продукции. Маркетинговое движение находится на стадии ценообразования;
- подобрать оптимальный состав смазки из имеющегося ассортимента;
- организовать продажу расходных материалов, произведенных под собственной торговой маркой.
При разработке рекомендаций учитываются условия, в которых будет эксплуатироваться автомобиль. Сезон тоже важен. Для стран с умеренным климатом характерно наличие зимы и лета, которые отличаются средней температурой на 30…40 ⁰С.
В зависимости от интенсивности эксплуатации среднегодовой пробег может составлять от нескольких сотен километров до десятков тысяч. Поэтому нагрузка силовой установки заметно меняется.
Сравнивая рекомендации производителей, можно определить общие рекомендации.
- Если необходимость замены моторного масла связана со сменой сезона, то целесообразно использовать отдельно летний и зимний типы смазочных материалов.
- Если масло меняется раз в несколько лет, желательно использовать универсальные моторные масла. Они обеспечат нормальные температурные условия эксплуатации в любое время года.
Внимание! Каждый производитель указывает периодичность смены смазки исходя из пробега или наработанных часов (установлены счетчики). Следуя рекомендациям, каждый пользователь выбирает свой режим замены масла.
Когда двигатель недостаточно прогрет, внутри него начинает скапливаться влага, которая, попадая в моторное масло, запускает кислотообразующий процесс. Кислоты, в свою очередь, разрушают легкие металлы. При нормальной температуре вода не концентрируется в рабочей зоне.
Основные функции моторных масел
Автомобильный двигатель состоит из множества узлов и деталей. Их поверхности постоянно соприкасаются, создавая между собой трение. Результатом этого явления является повышенный износ. Также значительная часть КПД двигателя расходуется на трение, которое преобразуется в тепло.
Высокие температуры вызывают расширение материалов, из которых изготовлены изделия. Процессы расширения сопровождаются уменьшением пространства между соприкасающимися поверхностями. Наступит момент, когда этот зазор просто исчезнет и двигатель внутреннего сгорания заглохнет; это то, что произойдет, если агрегат будет работать без моторного масла.
Моторное масло выполняет важнейшую функцию, без которой агрегат просто не может работать. Снижает коэффициент трения за счет образования тонкой масляной пленки между контактными поверхностями. Кроме того, смазка повышает КПД двигателя и снижает износ деталей, способствует меньшему тепловыделению, а также эффективно отводит его от поверхностей трения. Кроме этих функций есть и другие:
Рабочую жидкость также можно регулировать с помощью давления в гидрокомпенсаторах зазоров клапанов, гидронатяжителях ремней ГРМ (ГРМ), системах изменения фаз газораспределения.
Устройство системы смазки
Наиболее удачные системы смазки обеспечивают различную подачу смазки в зависимости от функциональных особенностей деталей. Масло достигает наиболее ответственных узлов и деталей под давлением. Менее загруженные участки получают его брызгами или естественным путем. Такие системы смазки принято называть комбинированными.
Для обеспечения давления рабочей жидкости внутри магистрали используется масляный насос. Испытывая такое давление, смазочная жидкость картера поступает в масляный фильтр. Там он очищается и подается на подшипники, вращающие коленчатый вал. Также к поршневым пальцам, распредвалу, коромыслам. Если есть турбина, масло потребуется для ее оси, вокруг которой она вращается. Кроме того, от внутренней поверхности поршней отводится тепло. Смазка уплотняет зазор между маслосъемными кольцами, а также компрессионными кольцами поршней и цилиндров двигателя и предотвращает их «сбивание». Туда жидкость поступает путем распыления из форсунок в нижней части поршневого блока цилиндров.
Затем смазка возвращается в масляный поддон. По пути он распыляется кривошипно-шатунным механизмом, создавая туман. Смазывает все детали, которые окружает. Из тумана смазка конденсируется, возвращаясь в исходное состояние и положение. Таким образом, цикл повторяется снова и снова.
Моторное масло необходимо для нормальной работы двигателя внутреннего сгорания, так как выполняет важные функции. Он позволяет избежать сужения зазора между механизмами ДВС, создания масляной пленки на поверхностях узлов, повышает КПД двигателя и снижает риск быстрого износа деталей. Кроме того, масло
Как меняется температура масла в двигателе
В период движения по магистралям двигателя смазка претерпевает серьезные изменения, так как находится под воздействием высоких температур. Металлические поверхности цилиндров могут нагреваться до 300°С. Двигаясь по дороге, смазка может сгореть и испариться. Чтобы пары масла не воспламенились, применяется небольшая хитрость, а именно используются те углеводороды, которые имеют высокую температуру воспламенения и малоактивны в стандартных условиях эксплуатации. Эта характеристика определяется параметром, называемым температурой вспышки.
Как определяется это значение? Чтобы узнать этот параметр, масло помещают в тигель. Затем бак нагревают до воспламенения. Так определяется температура. На практике это значение составляет 220 гр. Тем не менее, этот параметр не является критическим, и некоторые производители моторных масел не предоставляют информацию о температуре воспламенения.
Вязкостные особенности смазочных материалов
От вязкости зависит стабильность масляных смесей и их качественные характеристики при эксплуатации. Вязкость является важным параметром, так как изменяется в диапазоне рабочих температур, от низких значений до высоких режимов.
По американскому классификатору SAE автомобильные смазки делятся на зимние, летние и всесезонные разновидности. Важным показателем является степень вязкости в холодное время года и температура кристаллизации продукта. Например, смазка 0W30 будет беспрепятственно запускать двигатель автомобиля при минус 40, а 5W30 — до 35 мороза.
Следует знать, что перегрев смазочных смесей опасен. Повышенный нагрев способствует разрушению качественных показателей состава, то есть продукт не сможет обволакивать масляной пленкой детали двигателя, потеряет вязкость и сгорит вместе с топливом. В результате появляются нежелательные загрязнения и перерасход масла. Поэтому следует периодически контролировать уровень технической смеси. На практике бывают ситуации, когда неправильно подобранная вязкость масла приводит к увеличению расхода – до 1 литра на 200 км пути.
Расходная жидкость должна использоваться в соответствии с рекомендуемой производителем вязкостью. Это значение легко найти в сервисной книжке, которая прилагается к любому автомобилю.
