Защита авторских прав       Реклама на сайте        Обратная связь    

 
     
 
 

   

  Яндекс.Метрика

 

last update 06.06.13  12:55

 

www.MB-Info.ru © 2006-2013

 

Внешние факторы загрязнения моторного масла или что убивает масло "извне"

 

   Вернуться на главную страницу                     Вернуться в раздел " Масла и рабочие жидкости "                   О сайте                          Справочная

       

1. Введение

Ресурс организма человека- 120 лет . Живем мы по 60...70 лет . Масло в двигателях наших Mercedes-Benz должно "жить" 15000...25000 км . Нам мешает экология , вредные привычки , солнечное излучение , электромагнитные поля мобильных телефонов , безнадежная медицина и некачественные продукты . Что мешает моторному маслу отработать свой положенный срок ?

 

2. Антифриз

Попадание антифриза в моторное масло - еще та беда ! И здесь надо разделять - попадание антифриза в масло и попадание воды в масло . Две большие разницы , как говорят в Одессе . Для двигателей легковых Мерседес Бенц вопрос очень актуальный : почти все они оснащены теплообменником ( расположен на корпусе масляного фильтра ) , в котором масло обменивается теплом с охлаждающей жидкостью . Так вот внутренняя негерметичность этих теплообменников - явление довольно частое - приходилось встречать и на 112/113 моторах и на 272/273 . Понятно , что вероятность попадания масла в систему охлаждения на работающем двигателе выше ( пропорционально давлениям ) , но на неработающем двигателе , скажем так только что выключенном , когда давление в масляной системе уже равно атмосферному , а в системе охлаждения пробка еще минут десять будет держать избыточное давление ( до 0,5 бара ) . Выявить такой дефект своевременно достаточно сложно - объем перетечек как правило небольшой ( скажем так - когда в расширительном бачке будут видны плавающие пятна масла - это уже запущенная стадия дефекта ) . Обнаружить антифриз в масле еще труднее ( я говорю о незначительных объемах антифриза в моторном масле ) . Ситуация с негерметичностью уплотнений между головкой блока и блоком , когда на масляном щупе видна эмульсия я здесь не рассматриваю - это уже авария - с большой долей вероятности двигатель потребует ремонта . В этом же разделе речь пойдет именно о попадании незначительного количества антифриза в масло , когда выявить дефект визуальными способами затруднительно ( считается , что при содержании до 1% антифриза в моторном масле визуально определить это невозможно ) . Для примера - фото 2.1. Это - капельный тест со щупа двигателя М273 . История длинная - после повреждения стенок цилиндров клиент отказался от замены блока цилиндров - напомню , что ремонтных размеров для М273 нет . И согласился на гильзование чугунными гильзами . Двигатель после сборки не прошел и 500 км - антифриз пошел в цилиндры : гильзы просели ниже привалочной плоскости блока цилиндров примерно на 0,4 мм . Оставим полемику о правильности- неправильности цепи решений и действий - рассмотрим масло из поддона этого двигателя , в который и попала охлаждающая жидкость . Так вот - на фото 2.1. несколько капель почти свежего масла ( напомню - пробег менее 500 км ) . Но это масло не хотело стекать со щупа - пришлось тупо снимать его промокательной бумагой . Внешне масло может чуть мутнее того , что в банке , хотя судя по выросшему уровню в поддоне ( примерно 5 мм по щупу ) ему "досталось" около полулитра антифриза . Т.е. речь идет о содержании 6...7% антифриза в моторном масле !

 

И хотя основной составляющей охлаждающей жидкости является именно вода , неправильно было бы рассматривать последствия только как воздействие воды на масло . Этиленгликоль (МЭГ - моноэтиленгликоль - основа львиной доли антифризов ) действует отрицательно на процессы в двигателе многократно сильнее , чем вода ( чтоб было понятно - 0,5% содержания охлаждающей жидкости - под охлаждающей жидкостью будем понимать раствор этиленгликоля в воде с пакетом соответствующих присадок - по опасности примерно равны 3% содержания воды в моторном масле . Это не значит , что 3% содержания воды воды в масле - это норма - допускается не более 0,1% , передельное содержание - 0,5% ) . Лабораторные исследования показали , что опасность представляет уже содержание охлаждающей жидкости в объеме 0,3...0,4 % .

 

Что же происходит и каков механизм влияния антифриза на моторное масло ? Рассмотрим пять видов последствий :

1) уже при содержании 0,4 % антифриза в масле происходит образование сгустков сажи с образованием отложений в масляных каналах и полостях . Это приводит к снижению пропускной способности масляных каналов и масляного фильтра в частности ;

2) образуются шарики из масла и этиленгликоля , отличающиеся твердостью , а значит выполняющие роль абразива . Неплохим катализатором для формирования гликолево-масляных шариков являются сульфанаты кальция ( почти обязательная группа моющих присадок для масел топовых линеек . Особенно активно его применяют в пакетах присадок от Infineum )  . Шарики эти ( смотри фото 2.2. ) имеют размер 5...40 мкм способны изрядно забить масляный фильтр , а также обеспечить задиры и абразивный износ стенок цилиндров , подшипников скольжения коленвала и распредвала ) ;

3) сам по себе этиленгликоль способен образовывать кислоты - гликолевую , щавелевую , муравьиную и угольную . Некоторые из них нестабильны , некоторые преобразуются в соли , но по пути все эти кислоты "уничтожают" щелочные антиокислительные и моющие присадки моторного масла , а также вызывают коррозию деталей двигателя ;

4) содержание антифриза в масле приводит к снижению антифрикционных свойств последнего . В среднем на 60...70% повышается коэффициент трения при содержании антифриза 0,5% . Говоря проще - масло становится "не скользким" . Это ведет к дополнительному нагреву в парах трения  ;

5) масляная пленка становится нестабильной , т.е. легче "рвется" . Причем тем выше , чем выше температура и эффект этот проявляется в тем большей степени , чем более синтетическое масло . Для лучшего понимания - при температурах масла до 80 град.С масляная пленка разрушается при нагрузках на 35...30% меньше , чем в сравнении с "чистым" маслом и почти на 75% меньших нагрузках при температурах более 120 град.С . Задиры или даже "прихваты" гарантированы - причем как в области пар трения коленвала , так и поршневой группы ;

 

Рис.2.1 Проба масла ( пробег всего около 500 км ) , смешавшегося с охлаждающей жидкостью на "промокашке" . Никакой Вам видимой эмульсии !

Рис.2.2. Абразивные шарики из масла и антифриза . Фото под микроскопом .

Photo:www.machinerylubrication.com

Рис.2.3. Повреждения опорных шеек распредвала М273 в результате попадания антифриза в моторное масло

Рис.2.4. Шейки коленвала пострадали в меньшей степени , но бороздки видны хорошо - так и "работают" абразивные шарики из антифриза и масла

 

Таким образом не следует индифферентно относится к "уходу" охлаждающей жидкости из системы охлаждения . Следует безотлагательно выяснить причину падения уровня . Возможно жидкость уходит и не в двигатель - это может быть негерметичность водяного насоса , просто сброс части жидкости парами через клапан крышки расширительного бачка ; просто негерметичность - по шлангам , соединениям , радиатору и еще много-много чего . Но с этим стоит разобраться . Последствия могут быть весьма накладно устраняемыми .

 

3. Пыль

Пыль - почти непременный атрибут масла в двигателе . Причин появления пыли не так и много :

1) жадность владельца - использование неоригинальных воздушных фильтров . Поверьте , к качеству картона и рамы воздушного фильтра производитель ( я имею ввиду Mercedes Benz ) относится крайне трепетно . Пыль так или иначе проникает и через воздушный фильтр - в силу конструкции последнего - картон ячеистый материал . Если ячейки будут слишком мелкими - фильтр быстро забьется пылью , будет создавать большое сопротивление потоку и в критической ситуации его "всосет" с вероятным разрывом гофр ( заметьте - это может произойти задолго до предполагаемого срока замены воздушного фильтра ) . Если ячейки будут крупными - значит и более крупные частицы пыли будут проникать в двигатель ;

2) нерадивость ( а может жадность ) владельца - несвоевременная замена воздушного фильтра ( фильтров ) . Все то же самое , только фильтр достигает предела "забитости" ячеек фильтроэлемента уже по превышению пробега . Здесь стоит рассмтривать две ситуации - когда человеку просто наплевать на состояние воздушного фильтра уже тысяч так 30...40 км ( а то и больше ) и ситуация , когда владелец недостаточно объективно оценивает условия эксплуатации . Россия вообще относится к списку стран с тяжелыми условиями эксплуатации . Наши дороги пыльные , грязные . А поездка в пятницу вечером на дачу вообще превращается в исптытание - вереница машин летит по обочине , поднимая тучи пыли . Потом мы доезжаем до проселка , по которому нам еще пять километров пилить до фазенды . По пыли . Страну мы изменить не можем . Климат тоже . В наших силах изменить отношение к периодичности замены воздушного фильтра . Я меняю каждое ТО ( не привязано к пробегам - весной и осенью , около 10000 км между каждым из них ).  Мне кажется , покупая Мерседес , мы молча подписываем извещение , что понимаем - дешево это не будет . У кого нет денег или кому их просто жалко - есть другие марки  ;

3) глупость владельца . Вспоминаю анекдот : " Писать на борту автомобиля  "Я- дебил , который пытается гоняться с трамваями на колымаге , которая и тормозить-то путем не способна " долго , муторно , да и места маловато . Поэтому пишут коротко :"StreetRacing" . Воздушные фильтра - нулевики придуманы для совсем других условий эксплуатации - для соревнований . Удел спортивного , а тем более гоночного двигателя - победить и умереть . Даже будучи грамотно обслуженным , промытым своевременно и пропитанным "правильным" маслом этот фильтр не способен столь же эффективно удерживать пыль . Само название фильтра - "фильтр с нулевым сопротивлением" подразумевает пониженное сопротивление потоку воздуха . На холостом ходу двигатель потребляет 10...16 кг воздуха в час , на режимах большой нагрузки - более 250 кг воздуха в час . Ну и представьте , что нужно сделать , чтобы пропустить такое количество воздуха с "нулевым" сопротивлением . Этого можно добиться либо увеличением площади фильтрующего элемента ( а по мне так "нулевики" раза в три имеют меньшую площадь , чем обычная "гармошка" ) либо увеличением размера ячеек ( т.е. мы заранее увеличиваем размеры частиц , которые смогут беспрепятственно проникать в двигатель ) . Пропитка маслом "нулевика" скорее всего поднимет его эффективность , как фильтра ( но через два дня половина этого масла окажется в двигателе , по пути пройдя через ДМРВ ) - но не надолго : как правило мы имеем дело с двигателями больших объемов , где расход воздуха через двигателя просто громаден ! Задумайтесь , почему инженеры AMG , косвенно участвующие в создании машин DTM ( через команду-завод HWA ) , не перенесли опыт установки подобных фильтров на свои автомобили для рядовых владельцев . Ведь соблазн велик нахаляву получить десяток-другой л.с.! Да просто они понимают , что не смогут гарантировать ресурс своей родукции . И даже на типах 197 ( Mercedes Benz SLS ) и 199 (Mercedes Benz SLR McLaren )  стоят привычные нам картонные воздушные фильтры . И это при том , что ни одна из этих машин не пройдет за свою жизнь и 50000 км !

4) некачественное обслуживание и ремонт . Здесь я подразумеваю негерметичность системы впуска - поврежденные уплотнения между корпусом воздушного фильтра ( на V6 и V8 , где основной особенностью конструкции является "нахлобучивание" корпуса воздушного фильтра на ДМРВ ) и ДМРВ , повреждения шлангов вентиляции картера , негерметичность системы вентиляции топливного бака ( включая фильтр-адсорбер ), разрушение вакуумных магистралей всевозможных систем с участием вакуума ( управление АКПП , корректор фар , система кондиционирования , центрального запирания , вакуумного усилителя тормозов ) а также неправильную установку элементов воздушного филттра - сколько я видел криво установленных фильтров ! Короче все то , что в обиходе называется "подсосом воздуха" . Причина в половине случаев - "кривые руки" , во второй половине - наплевательское отношение . Сколько же раз мне приходилось выслушивать от клиентов обвинения , что мы "грузим" их : " Стоит к Вам только заехать - тут же нашли чего-то !"  Мдаааааааааа ! А по сути человеку предолжили купить таблетку за N рублей , которая спасет его автомобиль от болезни , лечение которой обойдется в 100 х N рублей ! Ну да ладно !

 

Вернемся к воздушному фильтру ( фильтрам) . Как правило  н а и м е н е е   эффективно фильтр работает в первые несколько часов работы после замены . В этот момент эффективность фильтра , т.е. его фильтрующая способность составляет порядка 96 % . После того , как крупные частицы пыли заполнят крупные же ячейки картона фильтра , его фильтрующая способность составит 99% и выше ( но никогда не 100% ) . Технические условия на воздушные фильтры , принятые в Mercedes Benz  , понятно остаются для нас секретом , но для американских производителей действует примерно такая методика испытания воздушных фильтров (стандарт ISO5011 ) : берется "эталонная" пыль ( 6% масс частиц размером менее 1 мкм , 15,6% частиц размером 1...5 мкм , 17,8% частиц размером 5...10 мкм , 8,6% частиц размером 10...15 мкм и 52% частиц размером более 15 мкм ) и прогоняется через фильтр в количестве примерно 0,5 г пыли на один кубометр воздуха  . При этом компрессор исптытательного стенда "прокачивает" через фильтр сотни куб.м воздуха в час . При этом оценивается количество пыли , "захваченной" фильтром ( по разнице весов до и после теста ) ; количество пыли , просочившейся через фильтр ( улавливается "абсолютным" фильтром , установленным за испытываемым ) ; продолжительность фильтрации до достижения определенного сопротивления потоку величины . Процедура и оборудование очень сложные . Попытавшись вникнуть во все это понял одно - фильтр воздушный - это так же сложно и важно , как и все остальное в автомобиле . Мелочей не бывает ! Уверены ли Вы , что неоригинальный фильтр ( сделанный скорее всего  в Китае ) подвергается таким испытаниям ? И соответствует громадному количеству требований , к ним предъявляемым ? Вот в  оригинальном я почему-то уверен . На рисунке 3.1. достаточно популярно отражена степень влияния на общий износ двигателя размерность частиц пыли . Как мы видим самыми "страшными" являются частицы размером от 15 мкм и до 30...35 мкм . На самом деле даже самые дряные фильтры вряд ли пропустят частицы размером более 20 мкм , тем более поработав некоторое время . Но вот неплотно установленный воздушный фильтр , "подсосы" в вакуумных системах и вообще любая негерметичность впускного тракта могут позволить частицам больших размеров проникнуть в двигатель . Правда частицы размером более 35 мкм вероятнее всего будут задержаны шторой масляного фильтра .

 

Так вот , инженеры фирмы Cummins подсчитали , что ресурс двигателя по износу от пыли ( только от пыли ) составляет 1 г пыли на 1 л.с. мощности . Т.е. , если двигатель Вашего авто имеет мощность ну пусть 250 л.с. для простоты расчетов , то надо , чтоб через фильтр и неплотности проникло 250 г пыли . Далее считаем :

1) положим автомобиль у Вас в порядке , подсосов нет . Но эффективность воздушного фильтра составляет в лучшем случае 99,0% ;

2) в обычном воздухе , который мы имеем на трассе , содержится порядка 30 мг пыли на кубометр воздуха ;

3) двигатель расходует в среднем 12 л ( т.е. примерно 10 кг ) топлива на 100 км пути ( я очень упрощаю и осредняю) ;

4) из физики известно , что для сгорания 1 кг топлива требуется 14...15 кг воздуха . Т.е. за 100 км пути двигатель протягивает 150 кг воздуха ;

5) также известно , что кубометр воздуха весит 1,293 кг ( не придирайтесь по поводу разницы - мы на Тибете живем , а мы вообще в Голландии ниже уровня моря . У нас в Норильске минус 100 , в Сахаре - плюс пятьсот - я осредняю ! ) . Тогда объем воздуха , проходящего через двигатель составит порядка 120 куб.м ;

6) значит пыли попадет в воздушный фильтр 120х30мг=3,6 грамма ;

7) из них 0,036 г проникнет внутрь движка ( эффективность же 99%) ;

8) смертельную дозу 250 г делим на 0,036 , получаем , умножаем на 100 . Итог - примерно 700000 км ;

Вот в это я готов поверить . 700000 км - это хороший ресурс для мерседесовского движка , эксплуатируемого в непыльных условиях Западной Европы ,  в котором вовремя меняют масло , воздушные фильтры , ставят все оригинальное , вовремя ремонтируют , не допускают "подсосов" ( ох , как коробит меня это словцо ! ) воздуха , т.е. когда не жалеют денег . Наверняка так конструкторы и рассчитывали этот момент . Но тут есть следующие нюансы :

1) дизель , тем более что нынешние дизеля все с турбонаддувом , пропускает через себя в два раза больше воздуха . Перерасчет не составит труда  ;

2) если эффективность воздушного фильтра , установленного на Ваш автомобиль взамен оригинального ( стоит-то на 500 р дешевле !) будет не 99 % , а 97% - ресурс будет уже не 700 тысяч км , а 230 ! А если еще не так все гладко со своевременным обслуживанием ?

3) если Вы эксплуатируете автомобиль в условиях повышенной пыльности , то расчет надо вести заново . Скажем те же спецы из Cummis считают , что на карьере или стройке концентрация пыли может доходить до 1500...2000 мг пыли на кубометр воздуха , т.е. в 50...66 раз больше . ОК ! По карьерам мы не ездим , но Вы видели процессию по пыльной обочине Ярославки каждое утро ? Там явно не 30 мг ! Скорее похоже на карьер ;

4) пыль - это один фактор , который принимался в данном расчете . Если бы была только пыль ...Есть еще много-много врагов здоровья нашего двигателя . И каждый кто поменьше , кто побольше убивает его ! И здесь какие-то факторы суммируются , а какие-то умножаются .

 

Итак , мы отвлеклись ! В чем собственно суть отрицательного влияния пыли на двигатель ? А в том , что в большинстве случаев это кремний , точнее оксид кремния! Речной песок , которым наши бабушки как абразивом оттирали сковородки - тоже оксид кремния ! Наибольшим поставщиком пыли в мире является пустыня Сахара - 200 млн.тонн пыли в год ! Космос добавляет - пыль от метеоритов и комет ежегодно увеличивает массу Земли на десятки тонн . Ну и плюс все , что связано с деятельностью человека : Сахара тут отдыхает ! Конечно кремний - это не алмаз , но абразив из него получается неплохой . Часть пыли оседает на стенках цилиндров , уродуя их и поршни и кольца . Вторая часть - проникает в поддон , где смешивается с маслом , забивает масляный фильтр , а что прошло сквозь него - надирает вкладыши . Пыль частично загущает масло, находясь во взвешенном состоянии , часть оседает в поддоне , цементируя осевший шлам . Как дальше жить ?! На рис.3.2. - график концентрации железа и алюминия в зависимости от от содержания кремния в масле . Графики весьма условны - если блок цилиндров будут изготовлен из чугуна - то железо будет фигурировать среди продуктов износа в достаточном количестве . Если блок алюмниевый - алюминия будет больше , железа - намного меньше .

 

 

Фото 3.1. Влияние частиц пыли разного размера на износ . Как видно самыми опасными являются частицы размером от 15 до 40 микрон .

Фото 3.2. Влияние концентрации кремния в моторном масле на концентрацию продуктов износа - железа и алюминия
 

 

Так , ради интереса , приведу результаты анализа моторного масла , сделанного лабораторией BlackStone Lab. ( Nissan 3,5 V6 (VQ35DE)  , масло Castrol Edge 5W-30 ) . Смотрите результаты теста здесь . Суть следующая - на пробеге 79000 миль ( после замены масла прошло 8800 миль ) решил узнать , что с его двигателем и сдал масло на анализ в лабораторию  . На что следует обратить внимание -  содержание железа (Iron) - выше предельного ( износ цилиндров) , содержание алюминия (Aluminium) - выше предельного ( износ поршней ) , содержание молибдена (Molybdenum)- выше предельного ( износ поршневых колец ) , содержание свинца (Lead)- выше предельного , меди (Copper) - близко к предельному ( износ вкладышей ) . Рекомедации владельцу даны таковы :"Следите за содержанием кремния . Если в следующих анализах оно возрастет- ищите негерметичность в воздушном фильтре ." Причину лаборанты видят в повышенном содержании кремния (Silicon) . Нужны какие-то комментарии ?

Одна ремарка - повышенное содержание кремния может объясняться и попаданием антифриза ( антифризы класса G11 как правило кремнийсодержащие , но во всех остальных - его намного меньше ) . Но тогда содержание бора и натрия было бы больше нормы .

 

4. Вода

Вода - почти вечный спутник моторного масла . Она всегда присутствует в том или ином количестве и появляется она там из воздуха . Главным образом - за счет конденсации влаги при изменении температуры двигателя ( нагрев - остывание - самый типичный режим ) . Особенно сильно это проявляется в зимнее , т.е. холодное время года . И чем холоднее , тем больше воды проникает в картер двигателя .  В летнее ( теплое время ) вода попадает в цилиндры главным образом через ЦПГ . Избежать этого невозможно никак , разве только переехать на ПМЖ в Техас .

 

Механизм попадания воды в холодное время года в масло примерно таков . В воздухе всегда присутствует некоторое количество воды . Так , если точка выпадения росы 0 град.с - 4,9 грамма на метр кубический , если 90 град.С - то уже 417 грамма . Температура 90 градусов взята не случайно - ведь это примерная температура прогретого двигателя ( здесь принято определенное допущение - такое количество влаги воздух содержит при влажности 100% , т.е. совпадает с точкой выпадения росы ) . Ну пусть внутренний объем двигателя двигателя составляет 20 литров ( над уровнем масла ) . Ну хорошо , пусть на улице температура намного ниже и влаги забортный воздух содержит меньше . Но горячий воздух в двигателе способен напитаться влагой , поскольку он способен удерживать ее в себе в парообразном состоянии . Затем Вы выключателе двигатель  и он начинает остывать . И тут начинается конденсация - т.е. переход влаги из парообразного состояния в жидкое , а затем и твердое . Пример - достаньте бутылку водки из морозильника - она тут же покроется капельками воды . Теперь представьте , что Вы просто перенесли этот теплый воздух внутрь бытулки - все будет аналогично . Вода конденсируется на остывающих стенках двигателя , чтобы затем попасть в масло . Хорошо , пусть в воздухе , находящемся в двигателе перед выключением влажность была 50% , т.е. в примерно 20 литрах объема двигателя ( очень приблизительно - включая объем цилиндров , картера над маслом , головок ) содержится 20 * ( 417 / 1000 ) * 50% = 4,1 грамма . Вот примерно такое количество влаги и "выпадет в осадок" при остывании двигателя . Много это или мало ? Если принять объем масла за 8 литров ( что типично для Мерседесов ) - то это 0,05% . Казалось бы немного . Если Вы после пуска будете двигаться час- полтора  - то 90% этой влаги испарятся (это может наблюдать каждый - в зимнее время отвернув пробку маслозаливной горловины - на ней в 99% случаев будет белесая эмульсия - это пары воды поднимаются в верхнюю точку двигателя . Из картера через систему вентиляции они попадут во впускной коллектор и вылетят потом в выхлопную трубу ) . Если Вам до работы - минут десять - то не испарится ничего . И на обратном пути домой Вы отхватите еще 0,05% содержания воды в масле . Две такие поездки - и достигнуты предельно допустимые 0,1% . Десять таких поездок - и браковочные для масла 0,5% содержания воды в масле будут достигнуты ! Понятно , что я нарисовал "пограничные" условия ( в литературе это назвали бы "гротеском" ) , но такое вполне вероятно .

Резюме :

1) следует избегать в зимнее время коротких поездок . Если это затруднительно - совершать после каждых 2...4 коротких поездок длительную ( час - два , не менее ) ;

2) после зимы менять масло .

Я пишу лишь как правильно - придерживаться или нет этого правила - решать Вам . Понятно , что одна зима не "убьет" двигатель Вашего автомобиля , точно также ,как и одна съеденная сосиска из ГМО-сои . Но если есть эти сосиски лет пять - у Вас или Вашего будущего ребенка могут появиться рога или копыта :-) . Не забывайте два основных момента - 80...90% износа определяются моторным маслом . Это раз . Второе - кроме воды на масло зимой действует еще много отрицательных факторов , которые только усугубляют ситуацию .

 

Второй источник попадания воды в картер- прорыв через ЦПГ .  Это происходит в любое время года - зимой в меньшей степени ( массовое содержание воды в холодном воздухе меньше ) , летом - больше .  Здесь можно сделать примерную прикидку :

1) выше я считал для пыли , сколько воздуха "протягивает" двигатель за 100 км . Примерно 120 куб. При температуре 20 град.С воздух содержит порядка 17 ( при влажности 100%) грамм воды , т.е. в двигатель попадает примерно 2000 г воды ;

2) положим , что 1% газов прорывается в картер , т.е. 20 грамм воды окажется в картере ;

3) если двигатель нормально прогрет , то 95% этой влаги не конденсируются , а будут удалены системой вентиляции картера в задроссельное пространство . Т.е. из тех 20 грамм 1 грамм останется в картере ;

4) итого от замены до замены масла (10000 км) в картере может оказаться 100 х 1 = 100 грамм воды . Хорошо , делаем поправку на влажность - не 100% , а пусть 66% ; пусть при более низких температурах содержание воды в воздухе меньше , зато при более высоких - намного больше . Итого  сходимся на 66...70 граммах воды от замены до замены ;

5) а это уже 0,8...0,9% содержания воды в масле к концу "срока действия" масла !!! Специалисты считают , что 80% износа двигателя приходятся на последние 20% ресурса масла .

Надо понимать , что чем хуже состояние поршневой группы - тем больше газов , а значит и воды будет прорываться в картер . Здесь подразумевается и износ ( повышенный зазор поршень/кольца - стенка цилиндра ) и загрязнение канавок поршневых колец , которые "залегают" , т.е. теряют подвижность . Т.е. чем в худшем состоянии находится двигатель - тем быстрее будет умирать масло .

 

Вода в масле присутствует в трех состояниях :

1) эмульсионное состояние ( когда содержание воды превышает 0,1 % ) . Эмульсия образуется главным образом за счет механического смешивания воды с маслом . Понятно , что вода и масло несмешиваемы и при отсутствии вращающегося на большой скорости коленчатого вала с его противовесами скорее всего смешивания не произошло бы , а было бы банальное расслоение - вода опустилась бы вниз . При большой концентрации воды белесая эмульсия отчетливо видна на масляном щупе ( не путать с аналогичным налетом на крышке маслозаливной горловины в зимнее время ) . Проявляется высокой вспениваемостью масла , образованием пузырей при температурах масла , близких к 100 град.С ;

2) суспендированное состояние - шарики воды в оболочке из разного рода соединений солей , органических составляющих . Визуально не выявляется . Определить можно , нагревая масло в металлической емкости до температур порядка 180 град.С . При этом масло будет потрескивать ( никогда не бросали мокрые ломтики картофеля на сковороду с раскаленным маслом ? ) . Если воды нет - при дальнейшем нагреве масло просто задымится ;

3) растворенное состояние .При концентрации воды до 0,1% . Вообще трудно выявить .

К слову сказать содержание воды в масле до 0,1% считается вполне допустимым . Содержание 0,5% - масло требует срочной замены . Эта вода , которая уже никогда не испарится . Если она не успела сделать это вовремя - значит уже вступила во взаимодействие с компонентами моторного масла и творит свое черное дело . Потому , что это уже и не вода - а часть отложений , заполняющих двигатель Вашего автомобиля .

 

Чем же опасна вода в масле ? Главным образом она вызывает повышенное отложение шламов , которые оседают в полостях двигателя . Сперва образуются  устойчивые эмульсии , которые усливают эффект полимеризации молекул масла . Взаимодействие оксикислот и продуктов окисления масла с водомасляными эмульсиями и приводит к образованию шламов . Это нерастворимые смолистые отложения , избавляться от которых Вы будете долго и упорно . Плюс вода отрицательно влияет на прочность масляной пленки со всеми вытекающими последствиями. Влияние воды на минеральное и синтетическое моторные масла примерно одинаков . Прочность масляной пленки при температурах масла около 20 град.С и содержании масла около 0,2% снижается незначительно , зато уже при температуре 100 град.С она снизилась на 20 % . Масло с содержанием воды 3% вообще неработоспособно .

 

Есть еще одно "но" ! Масла , включающие в себя эстеры ( Motul особо акцентирует внимание покупателей на присутствии их в своих маслах ) - гигроскопичны по природе своей . Потому как эстеры прекрасно вбирают в себя воду . На самом деле эстеры используются многими производителями моторного масла - главным образом как присадки . Не в последнюю очередь потому , что ПАО не очень хорошо работает с эластомерами , т.е. резиновыми уплотнениями . Эстеры частично компенсируют этот недостаток .

 

5. Топливо

Топливо - настоящий "канцероген" для моторного масла . И если от попадания антифриза , пыли и воды еще как-то можно защититься , ну или по-крайней мере минимизировать последствия , то в случае с топливом от нас мало что зависит .

 

Топливо может попадать в двигатель несколькими путями :

1) через привод насосов высокого давления ( системы CDI , CGI , насосы ТНВД привычных дизельных двигателей ) . Ситуация на самом деле не очень распространенная и связанная в основном с неисправностью насосов - негерметичность . Привод осуществляется либо через привод распредвала либо отдельным приводом , но так или иначе относящимся к газораспределительному механизму двигателя ;

2) при неудачных холодных пусках , когда нет поджига смеси и топливо тупо сливается через зазоры между поршнями и стенками цилиндров прямо в картер ;

3) даже при удачных холодных пусках , когда имеет место неполное сгорание топлива . При этом изрядная часть газов прорывается через поршневые кольца , неся за собой сажу и несгоревшее топливо ;

4) при неисправности топливной аппаратуры ( например "текущие" форсунки ) , когда топливо в цилиндр (-ры) поступает в неотдозированном количестве . Как вариант - закоксованные форсунки , когда топливо не распыляется , а подается в цилиндр в форме струи ;

5) при работе двигателя с неисправными элементами системы зажигания ( свечи , катушки  ) , когда не обеспечивается полное сгорание топлива ;

6) некачественное топливо , не способное сгорать полностью в цилиндрах ;

7) при увеличенных зазорах в цилиндро-поршневой группе , что позволяет большему количеству газов прорываться в картер ;

 

Опасность представляет как попадание бензина , так и дизельного топлива .

 

Для начала поймем , чем опасен бензин . Полное испарение бензина в камере сгорания при подготовке смеси характеризуется температурой перегонки 90% и конца кипения . Чем они выше , тем больше тяжелых фракций содержится в бензине - соответственно тем больше бензина не сгорит , а значит и попадет в картер двигателя . Считается , что в картер проникают тяжелые фракции с температурой кипения выше 180 град.С . Чтобы было понятно - конец кипения для бензинов - при температуре 210 град.С , остаток в колбе после перегонки - не более 2% . Это требования как европейского стандарта EN228 , так и наших нынешних ( российских ) стандартов . Это значит , что в любом бензине есть фракции , начинающие кипеть при температурах выше 180 град.С и заканчивающие кипеть при температуре 210 град.С . Значит есть чему попадать в картер . Бензин влияет на моторное масло следующим образом :

1) разжижает моторное масло . Для примера возьмем моторное масло с вязкостью 41 сСт при температуре 40 град.С . Если в него попало 10% топлива , то вязкость масла будет уже 17,5 сСт ; через 5 минут работы останется 7,5 % топлива , вязкость составит 19 сСт ; через 10 минут работы - 6,4% и 20,6 сСт ; через 30 минут работы - 3,5% и 25,9 сСт ; через 60 минут работы - 1,9% и 32 сСт ; через 24 часа работы (!!!) двигателя - 0,8% и 35,7 сСт . Впечатляет ?!

2) смывает масляную пленку со стенок цилиндров . На фото 5.3. - пятнистый износ стенок цилидров двигателя М273 . Крайне сложно что-либо утверждать , но именно пятнистость следов износа говорит за смывание масляной пленки топливом ;

3) страдает прочность масляной пленки . Что это значит ? Это значит , что например в зазоре вкладыш - шейка коленвала масляная пленка играет роль гидравлической прокладки между шейкой коленвала и вкладышем . И если масляная пленка будет непрочной , нестабильной - оно ( масло) будет просто выдавлено из зазора и будет иметь место сухое трение ( смотри фото 5.1 ) . На фото 5.1 - вид вкладыша от М271 , пострадавшего как раз от некачественного топлива : человек заправил полный бак какого-то дерьма в Украине . Пока он смог разбавить его более-менее приличным топливом , он проехал километров 200 . Потом он "доедал" этот компот еще долго . Потом эвакуатор . На фото 5.2 - стенка цилиндра того же двигателя . Судя по всему дрянь эта совсем не хотела гореть .  Кроме всего в топливе было немало серы ( очевидно не обошлось без дизтоплива ) - видны белесые пятна на вкладыше . Это начальный этап коррозии . Ну , видно и воды было немало в том топливе . Результат - минус двигатель , минус катализатор .

Да , наши отцы в эпоху , когда про нормальные масла еще никто не слышал , добавляли стакан бензина в картер двигателя вечером , дабы утром стартер мог вообще провернуть коленвал . Но в те времена двигатель , доходивший до 120000 км без капремонта считался "долгожителем" .

 

Хуже с дизельным топливом : согласно действующего ныне ГОСТ Р52368-2005 стандарта "Топливо дизельное ЕВРО . Технические условия . [19.04.2012] " франкционный состав дизельного топлива , соответствующего евростандартам таков : до температуры 250 град.С должно выпариться не более 35% по объему , до температуры 350 град.С  - не менее 85% ; 95% ( по объему ) должно перегоняться при температуре не выше 360 град.С . Из этого делаем вывод , что у дизтоплива вообще нет шансов быть выпаренным из моторного масла . Т.е. все  дизельное топливо , попавшее в моторное масло - в нем и остается !

 

 

Фото 5.1.  Вид шатунного вкладыша М271 , пострадавшего от попадания некачественного топлива в моторное масло

Фото 5.2. Повреждение стенки цилиндра М271 от попадания некачественного топлива в моторное масло

Фото 5.3. Очень хорошо видны следы пятнистого износа стенок цилиндра ( М273)

 

 

Кроме всего прочего топливо , оказавшееся в моторном масле , также участвует в шламообразовании и тем более активно , чем больше в масле воды .

 

Итак! Как будем бороться ? Выходов я вижу несколько :

1) зимой - обязательно идеальное состояние АКБ , дабы обеспечить надежный пуск ;

2) зимой и летом - не экономим на свечах , чтобы и пуски были надежными и топливо сгорало полностью ;

3) заправляемся только на проверенных заправках ;

4) если загорается лампа Check Engine - не ждем , пока она потухнет - следует незамедлительно разобраться с двигателем - любое отклонение в системах впрыска - зажигания может привести к увеличению количества топлива , попавшего в масляный картер ;

5) избегаем частых коротких поездок , особенно боимся ситуаций , когда двигатель не прогревается до рабочих температур ;

Как-то так !!!

 

6. Сера

Что касается серы в топливе - то ситуация с бензином - более - менее благополучная даже в России .  Поэтому в бензине содержание серы редко превышает 0,05% , а в премиальных бензинах - в десятки раз меньше .

Зато дизельному топливу  достается основная масса сернистых соединений : меркаптаны (R-SH), сульфиды (R-S-R), дисульфиды (R-S-S-R) ( где R - углеводородный радикал ) , тиофены, тиофаны и др., а не элементарная сера в чистом виде ( хотя и она в небольших количествах имеется как в бензинах , так и в дизтопливе ) .

Можно рассматривать три вида серосодержащих соединений в составе топлива :

1) соединения двухвалентной серы ( неокисленные) - сероводород , меркаптаны , сульфиды , дисульфиды , тиофены и тиофаны . Опасен сероводород H2S - вызывает сильную коррозию цветных и черных металлов . Ничуть не лучше меркаптаны - также агрессивны по отношению к металлам . Кроме того они увеличивают риск образования смол и нагаров и снижают химическую стабильность как бензинов , так и дизельного топлива .  Сульфиды , дисульфиды , тиофены и тиофаны - малоактивны , химически стабильны , почти не растворимы в воде и неагрессивны ;

2) сернистые соединения , окисленные в жидкой фазе бензина ;

3) природные ( полигетерогенные) , оказавшиеся в бензине после большого количества трансформаций в процессе переработки ;

4) элементарная сера в растворенном виде . Даже присутствие небольшого количества 0,001% серы в бензине медь и ее сплавы , помещенные в бензин чернеют , покрываясь пленкой сульфидов меди ;

Таким образом соединения серы можно разделить на :

1) активные - элементарная сера , сероводород и меркаптаны . Способны корродировать металлы топливной системы , разрушать моторное масло , вызывать образование нагара ;

2) неактивные соединения серы , которые практически не влияют на свойства бензина и не мешают работе двигателя ;

 

Для России еще действует стандарт ГОСТ 305-82 , допускающий содержание серы до 0,2% ( до 2005 года для зимних топлив дрпускалось до 0,5% содержания серы ) . Для Европы действует стандарт DIN EN590 , согласно которого содержание серы в дизтопливе ограничивается 0,001 % масс. , начиная с 01.января 2009 года  . Оговорюсь - ситуация в России выправляется семимильными шагами - "евродизели" от того же Лукойла вплотную приближаются к этому показателю . А с 01.июля 2012 , когда вводятся новые акцизы на топливо - увеличенные для некачественных топлив и снижены для топлива EuroIV и EuroV - думаю будет еще лучше . Но - это удел больших городов . В глубинке же , где суперчистая соляра может не пользоваться популярностью из-за высокой цены , отсутствия поблизости современных НПЗ , все может быть по-другому . Еще стара привычка покупать дизтопливо у соседа ( работает на КАМАЗе ) или вообще в локомотивном депо или у прапорщика - ворюги . Вот тут-то и можно напороться на 0,2% или даже больше .

Говоря о соответствии продаваемого в России дизельного топлива европейским стандартам я бы поосторожничал . И вот почему : выше я уже писал о государственом стандарте ГОСТ Р52368-2005 "Топливо дизельное ЕВРО . Технические условия . [19.04.2012] " . Для тех , кому нужны документальные доказательства - дам ссылку . Так вот , этот стандарт оговаривает соответствие дизельного топлива , продаваемого в России , нормам Евросоюза ( иначе откуда название "Топливо дизельное ЕВРО " ? ) . Но если мы почитаем внимательно - то в п.5 , табл.2 найдем нормы содержания серы - для вида I это 350 мг/кг топлива , для вида II - 50 мг серы на 1 кг топлива , а вот для вида III - требуемые нам 10 мг серы в килограмме солярки . И? Значит , продавая на своей заправке солярку "вид I" с содержанием 350 мг серы , недобросовестный продавец имеет вполне законное право написать "ЕвроДизель" , несмотря на то , что истинное содержание серы превышает европейские нормы 10 мг/кг в 35 раз !!!

 

Чем опасна сера ? Послушав специалистов и неспециалистов , почитав журналы или порывшись в интернете Вы столкнетесь с двумя поляными мнениями :

1) страшилки про серу в российском дизтопливе пора забыть . На самом деле ее даже в дерьмовой солярке не так уж и много , а в масло попадает еще меньше - намного меньше , чем содержится собственно в самом масле ;

2) другое мнение - сера - это смерть !  При содержании серы в топливе 0,05...0,1% ресурс двигателя по парам трения снижается в 1,5...2 раза по сравнению с евротопливом , а если содержание превысит 0,2% - то еще в два раза ;

 

Попробуем разобраться :

1) да , в масле содержится определенное количество серы - в основном в составе противоизносных , антифрикционных  и антикоррозионных . И говорить о том , что в масло поступает серы из топлива не больше , чем в самом топливе содержится - не совсем разумно . В качестве примера - хлор , содержащийся в нашем организме в составе солей ( например NaCl ) и хлор в качестве сжигающего все органы дыхания газа - две большие разницы . Присадки , содержащие серу - химически и термически стабильные соединения , не разрушающие масло , не оттягивающие на себя ресурсы других присадок ( в основном нас интересуют антиокислительные , моющие и диспергирующие ) . Полное отсутствие серы в масле в виде компонентов присадок приведет к отсутствию т.н. хемособционной пленки на механизмах , подверженных ударным воздействиям - например кулачок распредвала - коромысло . Присутствие в масле серы , а заодно фосфора и хлора , входящих  в состав присадок EP ( extreme pressure - предельное давление , нагрузка ) облегчает жизнь этим узлам  . Дело в том , что при высоких нагрузках и температурах 150...190 град.С адсорбционная пленка масла может разрушаться . Вследствие этого  трение и нагрев поверхности металла повышаются еще больше, вплоть до сваривания, заедания, слипания деталей. Сваривание может быть подавлено присадками, содержащими соединения серы, фосфора, хлора и др., которые в местах наивысшего трения и высоких температур разлагаются с выделением соответствующих активных элементов, реагирующих с металлом и образующих сульфидную, фосфидную, хлоридную и хемосорбционную пленку - твердую смазку. Такая пленка является значительно более стойкой, чем адсорбционная, и может защитить поверхности трения от износа в условиях большой нагрузки и высокой температуры. Поэтому присадки, образующие твердую хемосорбционную пленку, называются разделяющими противозадирными присадками или присадками высокой предельной нагрузки . Так как активные элементы выделяются из присадок и реагируют с металлом только на выступах поверхности, в местах соприкосновения, то имеет место процесс выравнивания и полировки. Таким образом, противозадирные присадки одновременно являются разглаживающими и полирующими присадками. Роль фосфора и серы несколько различается: фосфор сильнее выравнивает поверхность и уменьшает износ, а сера уменьшает трение и усиливает разделяющее свойство хлора. В присутствии обоих этих элементов масло смазывает хорошо как при большой нагрузке, так и при большой скорости скольжения . Но создатели масла достаточно точно расчитали , сколько серы надо  - и больше там ее точно не надо ;

2) но лишняя сера в масле появляется . Откуда ? Ясно - из топлива . Так вот - часть серы вместе с несгоревшим топливом проникает в масло через зазор между цилиндром и поршнем - при неудачных или холодных пусках , при неправильной работе топливной аппаратуры и просто при работе двигателя . Но это еще полбеды . Сера при сгорании топлива полностью окисляется и превращается в сернистый ангидрид SO2 и серный ангибрид SO3 . Попадая вместе с прорывающимися в картер газами ангидриды начинают делать свое черное дело . Во-первых присутствие SO3 повышает "точку росы" , т.е. температуру конденсации воды ; во-вторых , вступая в реакцию с водой оба ангидрида образуют соответственно сернистую и серную кислоты . Попробуем провести несложные расчеты ;

- возьмем крайний случай - содержание серы в топливе 0,2% ( согласно ГОСТ 305-82 ) . Возьмем стандартный для дизельных Мерседесов и для российских условий интервал 10000 км между заменами масла . К примеру 3-литровый дизель ОМ642 . При смешанном режиме движения  ( город-трасса ) при среднем расходе топлива 12 л/100 км двигателя "сожрет" 1200 литров дизтоплива . При плотности солярки около 860 кг/куб.м получаем , что 1200 литров - это чуть больше 1000 кг . Значит серы в таком объеме содержится порядка 2 кг . Поскольку нормальным считается прорыв в картер 1% для двигателей с малым пробегом и порядка 2% для изношенных двигателй , то в картер попадет порядка 20...40 грамм серы в виде ангидридов . Эти самые 20...40 грамм способны создать 40...80 грамм серной и сернистой кислот . Уповать на то , что часть будет удалена системой вентиляции не стоит - вся эта дрянь вновь попадет в цилиндры и оттуда - снова в картер ;

- для нейтрализации кислот нам придется задействовать щелочной запас - в виде моющих , антиокислительных и диспергирующих присадок . Щелочной запас выражается числом TBN (Total Base Number ) - условно он равен количеству миллиграмм гидроксида калия KOН на грамм масла  . Например Mobil 1 New Life ( из листа допуска 229.5) имеет щелочное число 11,8 , а масла LowSAPS из листов допуска 229.31 и 229.51 - порядка 6,5...8 . Т.е. в 8 литрах моторного масла содержится 8000 мл х 0,85 ( приблизительная плотность масла ) х 0,0118 = 80 г КОН для масла 229.5 и 8000 х 0,85 х 0,008 = 55 г КОН для масел 229.31/51 ;

- для нейтрализации кислот  потребуется - очень приблизительно равное количество грамм КОН . Ну или чуть меньше , т.к. сернистая кислота относится к средним кислотам . Получается , что для нейтрализации 40 грам кислот в случае с новым двигателем и маслом из листа допуска 229.5 у нас есть 80 грамм КОН . А в случае с изношенным двигателем и маслам 229.31/51 для нейтрализации 80 грамм кислот у нас есть только 55 грамм КОН ! Даже первый вариант не очень устраивает - масло окисляется не только серой : есть и окислы азота , в изобилии образующиеся в процессе работы дизелей с непосредственным впрыском , есть просто окисление вод воздействием кислорода воздуха . Кроме того щелочное число не снижается до нуля - где-то на уровне 30...50% от первоначального оно перестает снижаться , при том , что кислотное число TAN ( Total Acid Number) продолжает расти . Т.е. в действительности запасы щелочи в нашем масле намного меньше ;

- приведенный для топлива с содержанием серы 0,2% расчет показывает , что даже межсервисный интервал в 10000 км не позволит избежать разрушения масла . Реально при использовании такого дизтоплива не повредить двигатель - пробеги около 5000 км . Если же использовать топливо с европейским содержанием серы - 0,005% , то несложный пересчет показывает , что кислоты в нашем масле образуется в 40 раз меньше . И свои 10000 км масло отработает без проблем ( скажем так по проблеме наличия серы) ;

Ну и как всегда - на затравку - головоломка ! Обессеренное топливо является причиной износа топливной аппаратуры дизелей . Потому как сера - это естественная смазка плунжерных пар ТНВД , штоков регуляторов давления и дозирующих элементов форсунок . Нет серы - нет смазки - есть износ . Вопрос решается введением в состав топлива специальных "смазывающих" присадок , например Afton HiTec 4898 , которую использует Лукойл для своих обессеренных топлив . Задача - снижение для топлив с содержанием серы ниже 15 ррм потери смазывающих свойств ( выражаются величиной т.н. "пятна износа" . Приемлимым значением являются величины выше 460 микрон ) . Все прекрасно , кроме одного - присадка добавляется в товарное топливо не на НПЗ , а на нефтебазе перед отправкой потребителям . Тетей Нюрой или Сергеем Петровичем .

 

В качестве отступления вспомню один случай , когда году так в 2001...2002 к нам на сервис зашел 210-й с жуткими звуками из дизелька . Помнится мне то был ОМ612 . Из маслозаливной горловины жутко воняло серной кислотой . Масло не превратилось в гуталин , но было очень жидкое и на ощупь совсем не масло. Мы решили , что доброжелатели залили ему в двигатель аккумуляторную кислоту . Клиент же чесал в затылке и никак не мог уразуметь - кто и когда мог  вообще это сделать - доступ к машине последние месяц-два не имел никто , кроме самого владельца . Автомобиль был с белорусскими номерами и туда же уехал решить проблему . Сейчас мне кажется , что это и есть случай крайнего проявления влияния серы на моторное масло .