ИндастриалТрейд
Мотор в порядке!
Звоните по телефону: +7 (3822) 555-49-99
Пишите эл. письма: support@gkintra.ru

Лаки

Главная » Углеродистые отложения в двигателях внутреннего сгорания » Лаки

Больше всего подвержен среднетемпературным отложениям поршень двигателя,  где в канавках его колец, на боковой поверхности и на гильзах цилиндров образуются лаки. В этой области температуры ниже, чем на поверхностях камеры сгорания и колеблются от 673 К в верхней части детали (в области канавки верхнего кольца) до 423 К в нижней части ее юбки. Масло на этих поверхностях располагается в виде тонких пленок. Температуры поверхностей еще не полностью характеризуют термические условия, в которых находится масло, поскольку на него, кроме того, воздействуют высокотемпературные газовые потоки, прорывающиеся через неплотности из камеры сгорания в картерную часть двигателя. В этих условиях возможен термический крекинг углеводородов, а также окисление масла с образованием различных продуктов, состав и свойства которых определяются температурой, толщиной масляной пленки и другими факторами.

Наиболее «благоприятные» условия для образования лака создаются в застойных зонах поверхностей, в частности в канавках для колец и на участках боковой поверхности поршня, имеющих углубления; для этих мест наличие высокой температуры не является обязательным. Наблюдалось образование лака в углублениях, выполненных специально на антифрикционном слое вкладышей коленчатого вала.

Большое влияние на интенсивность лакообразования оказывает степень дисперсности в масле механических примесей органического происхождения. На поверхностях деталей оседают только относительно крупные частицы; мелкие частицы остаются во взвешенном состоянии и лаковых отложений не образуют. На этой особенности поведения дисперсных частиц основано действие собственно диспергирующих присадок и метод оценки диспергирующе-стабилизирующей способности работавших масел.

Состав лаковых пленок колеблется в широких пределах. В них содержится до 40% продуктов, обладающих кислотными свойствами и представляющих собой в основном оксикислоты. Остальная часть - остаток, который получается в результате дальнейших изменений тех же продуктов, главным образом вследствие их карбонизации и дегидрогенизации. Лаковые отложения, расположенные ближе к верхней части поршня, состоят в основном из карбенов и карбоидов.

Оксикислоты, а также продукты их дальнейшего уплотнения, отличаются высокой вязкостью и низкой испаряемостью. Аналогичными свойствами обладают смолы. Все эти продукты образуют на металлической поверхности пленки, которые в тонком слое бесцветны, но с увеличением толщины постепенно темнеют, и цвет их переходит от коричневого к черному. Эти пленки, в зависимости от их состава, могут обладать большей или меньшей  липкостью и задерживать частицы пыли, продукты износа и др. Наибольшая опасность, возникающая при образовании лаковых отложений,- заклинивание поршневых колец, что является прямой угрозой надежности работы двига­теля. Кольца, которые залегли в канавках и перестали пружи­нить, не выполняют основной своей функции герметизации надпоршневого пространства, в результате чего усиливается про­рыв газа в картерную часть двигателя, и ухудшаются условия работы масла. Кроме того, кольцо, лежащее в канавке, не со­прикасается с гильзой цилиндра, и, следовательно, отвод тепла от днища  поршня  через  кольца  в  гильзу цилиндра, а после в охлаждающую  среду  затрудняется.  Кольцо перегревается, ухудшаются   его   механические свойства и в результате воз­можна его поломка.

Описанный термический  эффект оказывает крайне вредное влияние и на материал детали на участке расположения кана­вок для поршневых колец. На этих участках происходит пере­грев, материал размягчается, и его прочность и износостойкость снижаются.  Кроме того, на размягченных поверхностях задер­живаются различные зольные отложения, а также кремниевые частицы, проникающие сверху вместе с рабочим  зарядом. Та­кие частицы царапают поверхности  канавок, что вызывает их повышенный износ. Это явление наблюдается и при нормально работающих кольцах,  но   в меньшей степени. Износ  канавки верхнего поршневого кольца в большинстве случаев ограничи­вает долговечность работы поршня. В некоторых двухтактных дизелях отложения лака значительно снижают сечение выхлоп­ных окон, что непосредственно влияет на мощность и экономич­ность двигателя.

При использовании высокосернистых топлив лакообразование значительно интенсифицируется, и структура нагаров и лаков становится несколько иной; они прочнее связаны с по­верхностью, и их отрицательное влияние на работу двигателя становится более значительным. Кроме того, заметное возрас­тание в этих условиях твердости частиц нагаров приводит к аб­разивному износу поршневой группы. Усиливается также пригорание поршневых колец, что связано с образованием при сгорании сернистых топлив серных и сернистых кислот, которые взаимодействуют с маслом в цилиндропоршневой группе. Ин­тенсивно протекает коррозия стенок гильз, что вызывает повышенный их износ. Продукты износа и сульфаты железа, появ­ляющиеся в результате образования кислот, задерживаются в канавках поршневых колец, входят в состав лаковых пленок, что также уменьшает подвижность колец.

Кинетика лакообразования, так же, как и нагарообразования, характеризуется резким возрастанием степени загрязнения поршня в начальном, неустановившемся периоде и последую­щей стабилизацией этого процесса. Чем выше моющие свойства масла, тем длительней первый период, который, в общем, совпадает со временем наиболее быстрого срабатывания присадки. Последующее снижение интенсивности загрязнения обусловлено уменьшением каталитического влия­ния поверхностей по мере покрытия их отложениями, малой теп­лопроводностью лаков и нагаров, что способствует повышению температуры наружных слоев, истиранием отложений и умень­шением прорыва газов. Последнее обусловлено уменьшением зазоров в сочленениях, заполненных отложениями, если не произошло заклинивание колец. Необходимо признать реаль­ность этих предположений, но надо иметь в виду и улучшение свойств базовой части масла в связи с тем, что в первом пе­риоде процесса окисляются наименее стойкие молекулы.

Было установлено, что при наличии на поршне маслосборной канавки интенсивность загрязнений снижается. Это объяс­няется тем, что накапливающееся в канавке масло смывает от­ложения в процессе их образования. Опыты, в которых с целью образования такой канавки было снято второе компрессионное кольцо, полностью подтвердили этот эффект.

В связи с отложениями в закольцевом пространстве ком­прессионные кольца выступают над поверхностью уплотнительной части поршня, что приводит к натиру и к задирам.

Применение высокоэффективных моющих и антиокислитель­ных присадок изменило роль масла в лакообразовании. В при­сутствии присадок масло не только не образует лаковых отло­жений, но даже в какой-то степени защищает детали цилиндро­поршневой группы от образования углеродистых отложений из продуктов неполного сгорания топлива.

Результаты ряда исследований свидетельствуют о том, что при определенных условиях топливо может явиться источником лаковых отложений в большей степени, чем масло. Интен­сивное лакообразование, сопровождающееся заклиниванием поршневых колец, наиболее часто наблюдается в форсирован­ных дизелях.

Адрес местонахождения: Томская область, 634000 а/я 77
г. Томск ул. Льва Толстого, 38.
Телефон: +7 (3822) 555-49-99
Контактное лицо: Гришко Генадий Сергеевич