Главная -> Словарь

Автомобильных двигателей

99. Папок К. К., Виппер А. Б. Нагары, лаковые отложения и осадки в автомобильных двигателях. М., Машгиз, 1956. 154 с.

Применение того или иного бензина, осветительного керосина, дизельного, газотурбинного или котельного топлива обычно зависит от скорости и полноты окисления газообразных во время реакции сгорания. В производстве химических продуктов промышленное значение имеет прямое частичное окисление углеводо-.родов при невысоких температурах. В то же время, для некоторых случаев использования нефтепродуктов окислительные реакции нежелательны, и прилагаются большие усилия, чтобы не допустить процессов окисления. Так например, более или менее длительные сроки эксплуатации нефтяных масел как смазочных, так и изоляционных, зависят от их антиокислительной стабильности в условиях работы при повышенных температурах. Образование шлама при эксплуатации турбинного масла в большой степени зависит от окисления углеводородов, входящих в состав данного шлама. По той же причине при хранении крекинг-бензинов увеличивается их смолосодержание, и при продолжительном использовании таких бензинов в автомобильных двигателях отлагается углеродистый осадок.

солнечным светом способствует подобному разделению. Даже прямогонные дистилляты, если подвергать их в течение нескольких месяцев облучению дневным светом в частично наполненном сосуде, будут обесцвечиваться, и на стенках сосуда на уровне жидкости образуется тонкий осадок. Вероятно, это происходит благодаря окислению замещенных нафтеновых углеводородов, входящих в состав исходного дистиллята. Использование в автомобильных двигателях бензинов, содержащих заметное количество смолы, часто приводит к тому, что на поверхности впускной системы, на клапанах и карбюраторе отлагается осадок — сухая смола.

Детонация в бензиновых двигателях проявляется наиболее часто в виде металлического звука различной силы, сопровождаемого перегревом и потерей мощности. Он возникает при медленном движении по плохим дорогам в жаркую погоду, при быстром разгоне или если велико опережение вспышки. В автомобильных двигателях с высокой степенью сжатия звук можно услышать в момент повторного запуска горячего двигателя, его называют

По этому методу оценивались топлива, которые применялись в автомобильных двигателях, изготовленных до 1932 г. По мере увеличения скоростей, повышения степеней сжатия и развивающихся в двигателях температур этот испытательный метод стал все менее удовлетворять требованиям эксплуатации автотранспорта, в 1932 г. был принят новый испытательный метод, который называют «моторным».1 Были изменены конструкция испытательного двигателя и условия испытаний. Ниже приводятся основные данные, характеризующие этот метод:

составу приводит, как показывают результаты испытаний, к значительному замедлению роста вязкости масла при его работе в двигателе , снижению температуры поршня и уменьшению опасности его задира в тепло-напряженных двигателях , а также сокращению расхода моторного масла на долив. Так, расход всесезонного синтетического масла на основе изопарафинов в двигателе на 20—25% меньше, чем минеральных моторных масел аналогичного назначения ; расход синтетического моторного масла типа SAE 5W-20 в автомобильных двигателях в эксплуатационных условиях практически равен расходу минеральных моторных масел типа SAE 10W-40 и SAE 10W-50 ; в условиях стендовых испытаний на высокотемпературном режиме синтетического моторного масла в двигателе расходуется в 2 раза меньше, чем минерального загущенного моторного масла .

Представляет интерес на примере масла Mobil 1 рассмотреть еще несколько отличительных черт, присущих синтетическим моторным маслам. Так, при испытании по методу Sequence IIIC за 64 ч вязкость масла Mobil 1 возрастает всего на 13% , а у минерального масла SAE 10W/50 аналогичного назначения — па 1000%; это свидетельствует о высокой устойчивости масла Mobil 1 к окислению при работе двигателя на высокотемпературном режиме . Важной характеристикой масла Mobil 1 является его способность длительное время работать без смены ; срок службы минеральных масел в соответствующих автомобильных двигателях, как правило, не превышает 10000 км.

Беззольные моющие присадки тоже эффективно снижают коррозионный износ в дизелях; их действие основано не на нейтрализации кор-розионно-агрессивных продуктов, а на их солюбилизации. При добавлении к судовому дизельному маслу со щелочностью 50 мг КОН/г 4% беззольного дисперсанта износ поршневых колец снижается на такую же величину, как и при увеличении щелочности данного масла еще на 15 мг КОН/г за счет повышения концентрации в нем металлсодержащей моющей присадки . Вместе с тем металлсодержащие и беззольные моющие присадки, как правило, приводят к повышенному износу трущейся пары кулачок-толкатель, в автомобильных двигателях . Присадкам этого типа присуща достаточно высокая поверхностная активность, определяющая в свою очередь их противоизносный эффект в условиях действия умеренных контактных напряжений. Увеличению эффективности противо-износного действия рассматриваемых присадок "способствует наличие в них серы .

Сопоставление октановых чисел бензинов, определенных на одноцилиндровых установках с их реальной детонационной стойкостью при применении в полноразмерных автомобильных двигателях в условиях эксплуатации показало, что исследовательский метод отражает антидетонационные свойства бензинов при работе двигателя в условиях городской езды при неполной нагрузке и сравнительно низкой тепловой напряженности.

Непосредственный впрыск нашел применение в некоторых поршневых авиационных двигателях, однако в автомобильных двигателях до недавнего времени этот способ смесеобразования имел очень ограниченное использование

Серьезным недостатком непосредственного впрыска является усложнение конструкции двигателя, поэтому в автомобильных двигателях наиболее широко применяется способ образования горючей смеси путем карбюрации топлива.

Эти изменения в структуре потребления нефти обусловлены опережающим развитием за последние годы транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, по сравнению с развитием энергетики, то есть превышением темпов моторизации, по сравнению с темпами электрификации. Так, за десятилетие суммарная мощность автомобильных двигателей в мире увеличилась в 1,5 раза v. превышала в середине 80 —х годов мощность всех электростанций в 8 раз.

Состав. Масла вырабатываются из базового масла, пакета присадок и других компонентов. Базовые масла могут быть минеральными, полусинтетическими или синтетическими, чаще всего, это смесь нескольких видов базового масла. Синтетические масла для двухтактных двигателей отличаются от масел, применяемых для автомобильных двигателей ввиду особых смазывающих и экологических требований. Основное применение находят масла на основе полиизобутена или синтетических сложных эфиров. Добавление до 30 - 50% полиизобутена в базовое масло, уменьшает его дымообразование, коксуемость и засорение выхлопной системы примерно в два раза и улучшает моющие свойства. Синтетические сложные эфиры также уменьшают дымообразование , улучшают смазывающие свойства и позволяют уменьшить вязкость масла. Сложные эфиры применяются для масел быстроходных двигателей гоночных машин.

Горение одного и того же топлива может протекать нормально или с детонацией в зависимости от конструкции, режима и условий работы двигателя. Форсирование современных автомобильных двигателей по степеням сжатия, мощностным и экономическим показателям вызывает необходимость использования топлив с повышенной детонационной стойкостью.

для автомобильных двигателей

Важное значение имеет оптимизация качества автомобильных бензинов по их компонентному составу и антидетонационным свойствам, так-как позволяет более рационально использовать нефтяное сырье и снизить эксплуатационные затраты на производство бензинов. Автомобильные бензины должны удовлетворять во всем диапазоне скоростей требованиям современных автомобильных двигателей, не имея,однако,необоснованного запаса по антидетонационным свойствам .

Моторные топлива в основном состоят из низкокипящих фракций нефти. Первоначально конструкция автомобильных двигателей позволяла использовать дистилляты, выкипающие до 200— 220° С; значительно большее внимание приходилось уделять вопросам запуска двигателя и его равномерной работе. По мере усовершенствования двигателей приобрели важность и другие свойства топлив — антидетонационные характеристики, химическая стабильность, возможность регулировать испаряемость. Изменения в характере двигателей и топлив, разумеется, взаимосвязаны, но все-таки, как правило, топлива приспосабливались для того, чтобы удовлетворить возросшим требованиям двигателей. Впрочем, если бы возникло такое положение, когда начала бы ощущаться нехватка топлив, то положение, очевидно, изменилось бы.

Попытки повысить к. п. д., увеличивая это соотношение, приводят к возникновению детонации. У современных автомобильных двигателей степень сжатия 10,5 : 1. Эта величина была достигнута за счет расширения производства недетонирующих топлив; в 1920 г. степень сжатия была равна 4,25 : 1. Большой резонанс вызвало подавление детонации при добавлении к топливу некоторых химических веществ. Аналогичное явление наблюдалось и в тех случаях, когда топливо смешивалось с большим количеством бензола, этилового спирта или диизо-пропилового эфира.

Менялись конструкции автомобильных двигателей, менялись и методы испытания детонационных свойств топлив. Исторически первым был предложен метод испытаний, называемый в настоящее время исследовательским . Условия проведения испытаний следующие:

топлив, полученных экспериментально, и поведения этих топлив при использовании. Исследования показали, что некоторые сорта бензинов в условиях эксплуатации имеют либо более высокие, либо более низкие детонационные характеристики, чем те, которые были определены вышеуказанными методами исследований, причем одно и то же топливо детонировало по-разному в различных системах автомобильных двигателей . Вследствие этого был предложен ряд методов измерения так называемого «дорожного» октанового числа ; наиболее эффективный из этих методов состоит в нахождении угла опережения вспышки, необходимого для того, чтобы вызвать незначительную детонацию при различном числе оборотов двигателя; в литературе этот метод называют методом пределов допустимой детонации. В результате получают кривую, которая связывает момент появления детонационного стука с углом опережения вспышки при различных числах оборотов двигателя; сравнивая затем эту кривую с характеристиками эталонных топлив, можно получить октановый эквивалент. Преимущество последнего показателя состоит в том, что он, по всей видимости, однозначно определяет поведение исследуемого вида топлива в различных двигателях. Форма кривой заметно изменяется в за-

Отмечается рост скорости движения автомобилей по автострадам и увеличение продолжительности работы автомобильных двигателей на низкотемпературном режиме при езде по городу . Это приводит к необходимости улучшить антиокислительные, противокоррозионные и моюще-диспергирующие свойства моторных масел.

пературе. Вместе с тем, в зоне расположения деталей привода клапанов автомобильных двигателей температура масла достигает 130—150 °С, а температура центрального коренного подшипника 150"С и более . Поэтому существует мнение, что температура масла 150 °С более показательна для характеристики его работоспособности в двигателе, чем 100°С. Полагают также, что вязкость масла, определенная при 150°С, может косвенно характеризовать его расход в двигателе .