Что происходит с маслом при работе

В период хранения первоначальный химический состав масла изме­няется незначительно. При правильном хранении его качество не снижа­ется более 5 лет. Химический состав масел и их эксплуатационные свой­ства резко изменяются в процессе эксплуатации — под воздействием высоких температур, кислорода воздуха, продуктов неполного сгорания топлива, конденсирующейся воды, картерных газов, каталитического действия металлов и старых продуктов окисления. Кроме того, происходит испарение легких фракций масла, срабатывание присадок, загрязнение различными механическими примесями, водой. Стойкость масла против окисления кислородом воздуха (химическая стабиль­ность) является одним из важнейших факторов, определяющих пове­дение масла в узлах трения во время эксплуатации, а также срок его службы до замены. Окисление приводит к образованию лаковых и углистых отложений (особенно на горячих поверхностях, таких как пор­шень и поршневые кольца), низкотемпературных отложений — шламов, к коррозии и разрушению металлов, например, вкладышей подшип­ников образующимися кислыми продуктами. Скорость окисления зависит от химического состава масла, условий эксплуатации, техничес­кого состояния двигателя, качества топлива, охлаждающей жидкости и других факторов. Среди них основным является температура. Под действием темпера­туры масло подвергается интенсивному окислению, полимеризации, конденсации, разложению, коксованию. Кроме того, моторное масло подвергается и воздействию высоконагретых газов, прорывающихся в картер из камеры сгорания. Моторное масло подвергается воздействию высоких температур: в картере — до 110...140°С, а в зоне первого поршневого кольца —до 220...280, а в ряде" случаев —до 300...330 и т.д. При работе масло соприкасается с различными металлами, некото­рые из них могут быть катализаторами. Это, в первую очередь, свинец, медь и их сплавы. В присутствии парных металлов, например, железа и меди, масло окисляется значительно быстрее, чем под действием каж­дого из этих металлов в отдельности. На окисляемость масла каталитически действуют старые продукты окисления. Поэтому перед заправкой свежим маслом картер и всю мас­ляную систему следует промыть. Промывка двигателя должна производиться специальными промывочными маслами для двигателя, имеющими высокие смазочные свойства и растворяющую способность. Нельзя использовать для промывки керосин, дизельное топливо или смеси топлив с маслами. Топлива и растворители снимают масляную пленку и, не обладая сма­зочными свойствами, вызывают повышенный износ двигателя. При отсутствии специального промывочного масла для масляной системы двигателя в случае необходимости замены масла для нане­сения меньшего вреда двигателю следует применять индустриальные масла (веретенное, турбинное, трансформаторное). Как отмечалось, выше, результатом окисления являются кор­розионные продукты и продукты глубокого окисления, образующие низко- и высокотемпературные отложения — шламы, нагары и лаки.

1. Шламы (осадки) представляют собой не растворимые в масле вещес­тва, которые накапливаются в картере двигателя, на сетке маслоприемника, на фильтрах, в каналах системы смазки, на крышке кла­панной коробки. При этом ухудшается очистка масла, происходит повышенный износ двигателя, в первую очередь вкладышей подшипников и шеек коленвала, гильз цилиндров и др. Шламообразование увеличива­ется при использовании низкокачественного масла, при работе двигате­ля на пониженных тепловых режимах, при наличии воды в масле. Именно шламы удаляются при промывке двигателя не специальными промывоч­ными маслами, а заменителями.

2. Нагары представляют собой углистые вещества, которые откладыва­ются на днище поршня, стенках цилиндра. Нагары на впускных клапанах, продувочных окнах гильз цилиндров снижают коэффициент наполнения цилиндров и мощность двигателя, вызывают перерасход топлива. При ра­боте двигателя на пониженном тепловом режиме, а также при использо­вании масел повышенной вязкости (например, авиационного вместо ав­томобильного) увеличивается количество нагаров. Нагары могут быть причиной появления калильного зажигания и детонации. Частицы нага­ра, смываемые несгоревшим топливом, попадая в зону трения "цилиндр — поршень", вызывают повышенный их износ, износ колец, загрязняют масло в картере и ускоряют его окисление, вызывают абразивный износ других деталей двигателя. Нагарообразование увеличивается при использовании низкокачественных масел и масел не соот­ветствующих марок, особенно с повышенной зольностью, в высо­кофорсированных бензиновых двигателях (например, масел для дизельных моторов). Количество нагара будет уменьшаться при длительной работе двигателя на постоянных повышенных теп­ловых режимах, т.е. они могут выгорать.

3. Лаки — очень плотные, трудно удалимые вещества, образующиеся в зоне поршневых колец и на горячих деталях двигателя. С повышением температуры лакообразование увеличивается. При повышенном лакообразовании наблюдается пригорание поршневых колец, они не выпол­няют свои функции, нарушается герметичность между цилиндром и пор­шнем. Лакообразование увеличивается при использовании масел "повы­шенной вязкости (выше, чем положено для данного двигателя). Лаки, образующиеся на стержнях выпускных клапанов, в ряде случа­ев приводят к заклиниванию и последующей поломке штанг. Удалить лаки, промывая двигатель заменителем, а не специальным промывоч­ным маслом, не представляется, возможным, так как заменители не обладают высокими растворяющими способностями.

Система охлаждения.

При работе дизеля выделяется много тепла, образующегося при сжигании топлива в цилиндрах. Одна часть тепла преобразуется в полезную механическую работу, другая часть выходит наружу в виде выхлопных газов. При этом детали дизеля нагреваются. Причем, чем больше нагрузка на дизель, тем больше сжигается топлива, тем больше выделяется тепла, тем сильнее нагреваются детали дизеля. Это лишнее тепло необходимо куда-то отводить, чтобы не допустить перегрева деталей. При перегреве дизеля масло начинает гореть и не может смазывать детали, прогорают уплотнительные кольца цилиндров. Из-за температурных напряжений может треснуть алюминиевая головка блока. Все это может привести к повреждению дизеля, и он не сможет больше работать. Системы охлаждения бывают открытые и закрытые, с одним и двумя кругами охлаждения.

Система охлаждения предназначена для охлаждения деталей, нагревающихся при работе дизеля, с целью поддержания нормального теплового режима при его работе.

Дизель 1Д12 имеет открытую систему охлаждения с расши-рительным баком и принудительной циркуля-цией воды. Вместимость системы – 185 литров. Система (рис.32) состоит из расширительного бака 1, из которого пополняются возможные утечки воды из системы. Расширительный бак имеет водомерное стекло, с помощью которого можно контролировать уровень воды в баке. Двух радиаторов, центробежного водяного насоса, трубопроводов, измерительных приборов. Уровень не должен быть менее одной трети вместимости бака. Для охлаждения нагретой воды предназначены два радиатора 2, состоящие из большого количества тонких трубок, в которых охлаждается вода. Радиаторы и расширительный бак установлены в шахте холодильника. Там же установлен вентилятор холодильника.

Водяной насос 3 подает под давлением воду в левый и правый блок цилиндров дизеля. Вода омывает гильзы цилиндров, проходит в головку блока и далее в рубашку выхлопного коллектора. Соприкасаясь с нагретыми деталями, вода забирает тепло от деталей и далее, по трубопроводу, направляется к радиаторам 2. Там вода, проходя по трубкам радиатора, отдает тепло в воздух, который прогоняется через радиаторы вентилятором холодильника. Охлажденная вода снова возвращается к насосу. Для контроля температуры воды на головках блоков установлены датчики температуры, соединенные с термометрами 6, установленными в кабинах тепловоза. Нагретая вода, также, может использоваться и для отопления кабин тепловоза. Для этого под сиденьем машиниста устанавливается калорифер, состоящий из радиатора 4 и вентилятора. При необходимости слива воды из системы тепловоза используются вентили 5 и сливной клапан на водяном насосе.

Холодильник.

Холодильник предназначен для охлаждения воды и масла, нагревающихся в системах охлаждения и смазки дизеля, потоком воздуха, проходящего через трубки радиаторов, и состоит из двух водяных 1 и трёх масляных радиаторов 2 (рис.33) установленных вдоль стен кузова в шахте холодильника 3. Там же установлен осевой вентилятор 4, приводимый во вращение вертикальным валом 5. На наружных стенках шахты установлены закрывающиеся жалюзи 6, с помощью которых, открывается либо закрывается доступ воздуха, засасываемого вентиляторным колесом 9 к радиаторам, На внутренних стенках шахты находится механизм, с помощью которого можно открыть либо закрыть жалюзи. Масляные радиаторы установлены перед водяными. С левой стороны тепловоза установлено два масляных радиатора, а с правой стороны один радиатор. Включение и выключение вентилятора производится с помощью термореле или с пульта управления. Температура воды и масла контролируется по термометру. Когда температура воды или масла достигает максимально допустимой, для воды – 90ºС, для масла – 80ºС, необходимо включить вентилятор при открытых жалюзи. При работающем дизеле запрещается снимать щиты шахты холодильника. Недопустимо повышение температуры воды свыше 90ºС, так как при этом возможно закипание воды непосредственно в рубашках блоков цилиндров дизеля и каналах головок блоков. Водяной пар как газ практически не забирает тепло от нагретых деталей, кроме этого он развивает давление, которое выталкивает воду из системы наружу. Охлаждение деталей резко прекращается, что приводит к их перегреву и тяжелой аварии дизеля.

В случае непрерывного роста температуры воды даже при работающем вентиляторе необходимо снять нагрузку с дизеля, но, ни в коем случае не глушить его до снижения температуры.

Вентилятор шахты холодильника приводится в движение от дизеля карданными валами, через распределительный редуктор, конический редуктор и вертикальный вал (рис.34). Совместно с коническим редуктором собран механизм включения и выключения вентилятора. Механизм можно включать как вручную, так и с помощью пневмопривода. Для контроля уровня масла в коническом редукторе имеется масломерное стекло, и масломерный щуп в распределительном редукторе. Необходимо контролировать уровень масла.