Какой температурный режим смазки обеспечит надежную работу мотора

Основная задача смазочного материала заключается в снижении трения металлических деталей мотора. Для нормального выполнения этой функции требуется определенная температура масла в двигателе. Смазочные жидкости разрабатываются с учетом этого фактора, что обеспечивает стабильную работу мотора.

Какая температура должна быть у смазочного материала? Ответить на вопрос можно, изучив этот же показатель охлаждающего материала. Моторное масло всегда горячее охлаждающей жидкости на 10 или 15 градусов. Уровень его теплоты в 105 °C – максимальный порог нормы.

При выборе подходящей автохимии нужно исходить из марки авто и рекомендаций производителя. Тогда продукция будет поддерживать оптимальную температуру при работе двигателя. Также масло должно обладать определенным уровнем важнейших параметров: вязкости и смазывания.

Вязкость продукта: какая подойдет?

Во время холодного пуска жидкость должна обеспечивать быструю смазку деталей механизма, мгновенно проходя по системе. Свойства масла должны сохраняться в морозы, а вот при повышении температуры его вязкость падает. То есть не стоит стремиться приобрести универсальный продукт, он все равно не сможет обеспечить нормальную работу вашего двигателя каждый день на протяжении всего года. Также не нужно искать ответ на вопрос «какая вязкость будет подходящей во всех случаях?». Рабочая температура масла должна быть оптимальной в определенный момент времени.

Нужно учитывать не только какая температура на улице. Важно помнить о том, что на двигатель влияют нагрузки и количество пройденных километров. Во время холодного пуска более жидкая оксоль мгновенно обеспечит смазывание двигателя, но она не сможет защитить его детали от повреждений при долгой работе. В то же время выбор слишком вязкого масла создает угрозу для механизма во время пуска. Данная проблема разрешается выбором масла, которое соответствует требованиям производителей автомобиля, а также рекомендовано для использования в определенное время года. К примеру, моторное масло 15W40 используется в условиях высоких температур.

Двигатель с водяным охлаждением нормально функционирует, если температура системы охлаждения находится в районе 90 градусов. При этом моторное масло должно нагреваться до 90-105 градусов. Верхний предел является максимальным. Рабочая вязкость не должна быть меньше 10 мм2/c, какая обычно и бывает в нормально работающем двигателе. В противном случае смазка не обеспечит создание равномерной пленки, защищающей детали от трения.

В двигателе практически каждого автомобиля используются два главных режима поступления масла:

1. граничный характеризуется тем, что смазывание происходит вокруг поршней без давления;
2. гидродинамический подразумевает смазку коленчатого вала под давлением.

Толщина пленки смазки важна в любом случае, но для второго режима этот параметр имеет решающее значение.

Помните о том, что детали автомобильного мотора сконструированы с учетом их расширения при нагревании. Нормальная рабочая температура каждого механизма обеспечивает оптимальное функционирование всех систем, поэтому определенный температурный режим в двигателе – это не рекомендация, а требование.

Гидродинамическое и граничное смазывание: в чем отличия?

Гидродинамический процесс происходит так: масляная жидкость прокачивается насосом и, проходя теплообменник, попадает к коленчатому валу через систему фильтрации. Данные действия выполняются под давлением, и если рабочая температура двигателя в норме, смазка проходит весь путь за доли секунды. В начале вращения создается так называемый масляной клин. Он образуется из-за того, что смазочная жидкость под сильным давлением попадает в промежуток между шейками коленчатого вала и подшипниками.

Если двигатель запускают в холодное время года, в нем происходят точно такие же процессы. Но из-за большой вязкости масло не может проходить через фильтр. В результате смазочная жидкость проходит через обходной клапан, из-за чего продукт частично не фильтруется. Однако на нормальную работу двигателя такая ситуация не влияет. Конструктивные особенности мотора обеспечивают прохождение оксоли к его деталям, даже если фильтр блокирует поток жидкости. Когда температура повышается, вязкость становится меньше и смазка вновь начинает проходить фильтрующую систему, не затрагивая обходной клапан.

Процесс под названием «граничное смазывание» заключается в постоянном возобновлении масла. При этом используется жидкость, содержащая противоизносные присадки. Таким образом происходит смазывание всех деталей двигателя, которые оксоль проходит без давления.

Возобновление смазочного материала осуществляется благодаря распылению через форсунки или в процессе разбрызгивания. Двигатели нового поколения имеют специальные охлаждающие форсунки, благодаря чему понижается температура поршня. Граничное смазывание позволяет постоянно уносить отработанное масло от частей механизма и приносить его новую порцию.

Низкая рабочая температура

Рабочая температура в картере не должна быть ниже нормальной. В большинстве случаев норма находится выше 90 градусов. Если температура понижена, система охлаждения снизит ее еще больше. Это повлечет за собой неэффективную работу всего агрегата: детали будет расширяться недостаточно, поэтому между ними не возникнет нужного зазора.

Кроме того, в смазочном материале начинают образовываться кислоты. В недостаточно нагретом двигателе происходит конденсация влаги, которая попадает в масло и смешивается с продуктами сгорания, образуя кислоты, разрушающие легкие металлы. Если же температура в механизме нормальная, из-за испарения воды этого не происходит.

Такая проблема может усугубить ситуацию, если смазывающий продукт будет слишком густым, чтобы пройти систему фильтрации. Масло будет частично проходить через обходной клапан, что ускорит износ работающих деталей. Также могут возникать протечки жидкости. Все это неблагоприятно скажется на работе двигателя.

Высокая рабочая температура

Повышенная температура в моторе может быть даже опаснее, чем недостаточная. При чрезмерном ее увеличении детали работают в режиме гидродинамической смазки. Повышение температуры ведет к понижению вязкости масла. В результате жидкая оксоль не способна эффективно смазывать все детали. Кроме этого, уменьшаются зазоры, что также приводит к повреждению механизма.

При повышении температуры масла до 125 градусов оно начинает идти в обход поршневых колец и гореть вместе с топливом. При выхлопе смазочный материал не будет заметен, так как его концентрация в горючем очень низкая. Но выявить проблему можно по быстрому расходу жидкости, которую придется заливать гораздо чаще, чем при нормальной работе мотора.

Если же судить по показателям масла, то они будут в норме. Это связано с тем, что при доливании все масло обновляется, улучшая показатели в целом. Поэтому будьте внимательны, если ваш агрегат стал чаще «просить добавки» смазки.

Обычно подобные проблемы незаметны до возникновения серьезной поломки. Да и в этом случае причину удается определить не сразу. Специалисты могут списать все на недостаточное смазывание, так как последствия очень схожи. Обратите внимание: при перегреве подшипники и корпус приходят в негодность при исправном насосе для масла и качественном смазочном материале в картере.

Какое же смазывающее вещество выбрать?

Дорогие машины предъявляют определенные требования к смазкам. К тому же они очень остро реагируют на изменения окружающей среды и условий эксплуатации. Поэтому следует соблюдать следующие правила:

• Используйте только ту смазку, которая рекомендована производителем вашего автомобиля. Информацию о таком смазочном материале можно узнать из книжки, прилагаемой к машине.
• Замена масла должна происходить своевременно и с учетом условий окружающей среды. Даже если время менять смазку не подошло, но пробег превысил норму, стоит обратиться в сервис или потратить время на то, чтобы сделать все самостоятельно.
• Нужно, чтобы рабочая область мотора хорошо вентилировалась, это предотвратит перегрев рабочих деталей.
• Система охлаждения должна исправно работать, а также соответствовать эксплуатационным условиям авто.
• Периодически проверяйте уровень масла в системе, так как именно по большому расходу смазочной жидкости можно заметить наличие неполадок в работе двигателя.
• При анализе смазки нужно четко соблюдать последовательность действий, чтобы избежать неточностей.

Рабочая температура масла в двигателе: нагрев частей и узлов

У многих неискушенных пользователей создается ощущение, что температура моторного масла в работающем двигателе постоянна во всех частях. Однако, такое суждение весьма далеко от реальности. Даже перемешивание, происходящее после стекания в поддон, не позволяет уравновесить распространяемую теплоту. Стекающая жидкость из разных узлов поступает с разным уровнем нагрева.

В двигателях внутреннего сгорания с воздушных охлаждением устанавливают масляные радиаторы, в них циркулирует смазка. Поток воздуха от вентилятора или набегающего потока забирает излишки имеющегося тепла. В тепловых машинах с жидкостной системой охлаждения перераспределение тепловых потоков происходит не только в систему охлаждения, система смазки также активно участвует в стабилизации состояния силовой установки.

Что делает масло в двигателе

Смазка при работе ДВС выполняет следующие функции:

• создает несущие масляные пленки в местах передачи механической энергии от одних деталей другим: от поршня – к поршневому пальцу; от пальца – к шатуну; от шатуна – к колену коленчатого вала. Далее полученная энергия накапливается маховиком и раздается через трансмиссию на движители;
• уменьшает трение при движении поршня внутри цилиндра, на приводе газораспределительного механизма; в топливной аппаратуре и других узлах силового устройства;
• увеличивает уплотнение в камере сжатия горючей смеси, предотвращая прорывы газов наружу;
• вымывает образующийся нагар из зон его образования;
• выполняет защитные функции по предотвращению коррозии металлических элементов, находящихся в нагретом состоянии;
• отводит тепло от пар трения, стабилизирует температуру в контактирующих местах.

Большинство пользователей привыкло, что за теплоотвод отвечает охлаждающая жидкость. Но уже более ста лет исследователи, занимающиеся тепловыми машинами, установили следующее:

• примерно 25-30 % избытка тепла в ДВС с жидкостным охлаждением переносится смазочными жидкостями;
• в двигателях с воздушным охлаждением до 75…80 % тепловых потоков переносятся моторным маслом. Только небольшая доля теплоты отдается через ребра охлаждения на блоке и головке блока цилиндров.

Почему важна температура масла

Вязкость смазывающих жидкостей зависит от степени нагревания. В горячей жидкости текучесть довольно высокая, в охлажденном состоянии проявляются пластичные свойства. Относительное смещение между слоями в смазке зависит не только от касательных усилий, прилагаемых при вращательном движении. Нормальная нагрузка в парах трения меняет структурные свойства масла.

Как происходит контакт между деталями, изучает наука, названная «трибоника». У многих пользователей выработалось стойкое мнение о том, что идеальным трением будет такое, где контактирующие поверхности имеют абсолютно гладкую поверхность. Кажется, что зеркальный вид обеспечит минимальное сопротивление при контакте.

На самом деле подобные рассуждения оказываются справедливыми для тел, которые не деформируются при контактировании. Исследования, проводимые в отечественных и зарубежных лабораториях, доказали неработоспособность идеальной модели контакта. Установлено, что наличие шероховатости определенной глубины и периодичности образования гребней и впадин для реального процесса будет лучше. Во впадинах собирается смазывающая жидкость. За счет имеющихся адгезионных свойств она удерживается на месте, не стекает с поверхности. Только свежая порция масла выдавливает отработавшую. Поэтому наблюдается регулярный массовый обмен смазки.

При проектировании тепловых машин конструкторы учитывают особенности, работы смазочных материалов. Поэтому задавая материалы для изготовления деталей, продумывают и требования, которые следует предъявить к обрабатываемым поверхностям. При этом ориентируются на результаты испытаний по изучению распределения температуры по узлам ДВС.

В некоторых институтах (НАМИ, ЦНИДИ, НАТИ, ТАДИ и других) более 60 лет исследуются тепловые процессы, происходящие внутри тепловых установок. Особенно подробно изучались двигатели, используемые на мобильной колесной и гусеничной технике. Обобщенные результаты представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1: Значения температуры в разных точках бензиновых ДВС

Таблица 2: Значения температуры в разных точках дизельных ДВС отечественного производства

* Исследования проводились при температуре воздуха +20…+22 ⁰С.

** Для зимней эксплуатации для Центрального региона необходимо отнять 20…30 ⁰С.

*** Для летней эксплуатации нужно прибавить 10…20 ⁰С.

**** При эксплуатации во влажном климате со среднегодовым выпадением осадков более 450 мм нужно прибавить +5…10 ⁰С.

Как подбирают моторное масло

Производители автомобилей и других видов техники, где используются ДВС, для своей продукции составляют инструкции по эксплуатации. Каждый заинтересован решить несколько основных вопросов:

• обеспечить безотказную эксплуатацию произведенной продукции. Отзывы через торговую сеть транспортных средств для устранения какого-либо вида недостатка ведут к дополнительным затратам, а также снижению прибыли. Внимание! Некоторые автопроизводители иногда проводят подобные акции не для устранения определенной проблемы, преследуются иные цели: показывают пользователям заботу о выпущенных изделиях. Маркетинговый ход закладывается еще на стадии формировании цены;
• подобрать оптимальный состав смазки из имеющегося ассортимента;
• наладить реализацию расходного материала, выпускаемого под собственным брендом.

При разработке рекомендаций учитываются условия, в которых предстоит эксплуатировать автомобиль. Важным является и сезон. Для стран с умеренным климатом характерно наличие зимы и лета, которые различаются по средней температуре на 30…40 ⁰С.

В зависимости от интенсивности эксплуатации среднегодовое значение пробега может быть от нескольких сотен километров до десятков тысяч. Поэтому нагруженность силовой установки заметно различаются.

Сопоставляя рекомендации производителей, можно определить общие рекомендации.

1. Если необходимость смены моторного масла соизмерима со сменой времени года, то желательно использовать отдельно летние и зимние виды смазок.
2. Если замена масла выполняется один раз в несколько лет, то целесообразно использовать универсальные моторные масла. Они обеспечат нормальные температурные условия эксплуатации в течение всех времен года.

Внимание! Каждый производитель указывает периодичность смены смазки в зависимости от пробега или отработанных мото-часов (устанавливаются счетчики). Следуя рекомендациям, каждый пользователь подбирает свой режим замены масла.