ДИАГНОСТИКА ДВИГАТЕЛЯ ПО АНАЛИЗУ ОТРАБОТАННОГО МАСЛА

Процесс эксплуатации сельскохозяйственной, мелиоративной и любой иной техники и МТП в общем влечёт за собой износ деталей двигателя внутреннего сгорания.

Величина ресурса двигателя определяется скоростью износа его деталей. Одним из наиболее чувствительных и эффективных способов оценки технического состояния двигателей, широко использующимся в США, Японии, Франции, а также и в Беларуси, является диагностика и оценка технического состояния двигателя по содержанию продуктов износа в масле. Анализ отработанных масел, при данном способе, осуществляется через определенные промежутки наработки или пробега — отбираются пробы масла, которые подвергаются физико-химическому анализу. При разборке и ремонте двигателей прогнозируемые дефекты подтверждаются в 95% случаев. Это говорит о том, что работающее масло является уникальным носителем достоверной информации о техническом состоянии узлов, агрегатов и систем двигателей. Однако для достижения максимального эффекта необходима правильная система сбора информации и точная её интерпретация. 

Диагностика износа двигателей по результатам анализа отработанного масла получила значительное распространение в отраслях с широким применением механизации работ — сельское хозяйство, мелиорация, а так же остальные организации, обладающие большим парком машин, от которых зависит экономическая эффективность организации, прибыль и производительность продукции. Преимуществом данного способа является то, что он безразборным методом позволяет определить состояние пар трения в процессе эксплуатации. 

Анализ одной пробы работавшего масла может указать лишь на необходимость его смены или выявить повышенный износ деталей двигателя, если содержание в масле металлов — продуктов износа — очень велико. Для целей диагностики необходимо иметь зависимости изменения состава и свойств масла от времени его работы (пробега либо наработки). Обычно в течение указанного в инструкции срока смены масла достаточно отобрать и проанализировать четыре пробы, взятые через равные промежутки времени. Пробы следует отбирать из прогретого двигателя сразу после остановки и перед доливкой свежего масла для компенсации израсходованного.

Детальное рассмотрение и сопоставление взаимосвязанных показателей дает возможность выявить множество неисправностей двигателей.

В таблице приведены показатели, определяемые при анализе работавших дизельных масел, и диагностическое значение каждого из них. 

При проведении детальной диагностики выясняется, что при износе деталей двигателя в масло попадает железо, алюминий, медь, олово, хром, серебро, кремний и др. Если в системе охлаждения есть течи, то в масло могут попадать хром, бор, натрий, калий, используемые в охлаждающих жидкостях как ингибиторы коррозии. В случае выявления износа в начальной стадии, своевременное устранение причины позволяет предупредить аварийный выход двигателя из строя. 

В сравнении с другими методами диагностики анализ работавшего масла имеет ряд существенных преимуществ:

• не требуется выведение техники из работы и ее доставка к месту расположения диагностических постов;

• неисправности двигателей выявляются на самой ранней стадии их возникновения; 

• смена масла может выполняться не после заданного пробега, а в связи с действительной утратой им работоспособности; 

• затраты на диагностирование минимальные или вообще отсутствуют.

Методика диагностирования технического состояния двигателя по динамике изменения концентрации продуктов износа в отработанном масле практически является универсальной и может быть использована для диагностирования не только двигателей, но и прочих механизмов, имеющих масляный картер. Именно поэтому анализ отработанных масел так важен, ведь к исследуемым узлам могут быть отнесены трансмиссии, коробки передач, главные передачи, раздаточные коробки и т.д. 

Диагностика состояния масла в двигателе по капельной пробе

Для каждого типа моторного масла существует свой срок службы. Обычно на канистрах указывают, через какой пробег автомобиля необходимо произвести его замену. Но в современной жизни не всегда следует доверять показанию одометра. Т.к. частое стояние в "пробках" (когда колеса не крутятся, а мотор все равно работает) существенно сокращает срок службы масла. Поэтому всегда полезно знать в каком состоянии находится масло в двигателе.

Теперь Вы можете самостоятельно оценить состояние масла в двигателе произведя экспресс-анализ моторного масла по капле, с масляного щупа из картера двигателя. Для этого необходимо просто капнуть на чистый лист белой бумаги (можно от принтера или ксерокса) лежащий на ровной поверхности (подойдет поверхность полированного стола или оконное стекло). Минут через 10-15 просто сравните полученное Вами масляное пятно с фотографиями образцов приведенных ниже. На фотографиях диаметр пятен составляет 2,5-3 см.

Примерные образцы капельных проб малощелочного и среднещелочного моторного масла (масла классов В, Г, Д по ГОСТ или СС, CD, CE, CF-4 по API)

             1                               2                                3          

             4

             5                                  6                              7                

                    8

1. Свежее масло
2. Масло немного работавшее
3. Работавшее масло
4. Рабочее масло с механическими примесями
5. Рабочее масло в удовлетворительном состоянии
6. Рабочее масло в критическом состоянии
7. Нерабочее масло (брак)
8. Масло с перегретого двигателя

Также необходимо следить за проникновением воды и топлива в масло.

Обводнение масла. Вода наносит большой вред моторным маслам. Даже небольшое количество воды (0,1...0,2 %), взаимодействуя с присадками в маслах, быстро (за несколько дней при нормальной температуре или за несколько часов работы дизеля в номинальном режиме) разлагает их. После этого в масляных системах ДВС образуются липкие отложения, забивающие маслофильтры, трубки и каналы, маслозаборники и вызывающие неисправности клапанов масляных систем и другое. Особенно быстро разрушаются самые активные присадки, имеющие способность поглощать влагу из окружающего воздуха. Вследствие такого распада присадок масла вспениваются, ухудшаются их смазывающие, антиизносные, моющее-диспергирующие и другие качественные показатели, увеличивается скорость отложений лаков и нагаров на деталях ЦПГ, снижается щелочное число, а из-за вымывания присадок, образующих защитные пленки, повышается коррозионность масла, особенно к деталям из цветных металлов. Естественно, что при этом износ трущихся деталей дизеля резко возрастает, а надежность его работы, особенно КШМ, падает вплоть до аварийных задиров подшипников коленвала.

Разжижение масла топливом. Вязкость и смазывающая способность масел обусловливают прочность масляной пленки между трущимися деталями, от которой зависит их нагрузочная способность, износостойкость, стойкость к задиру и другим повреждениям, а отсюда и надежность узлов трения. Каждый агрегат в конкретных условиях работы требует свою - оптимальную вязкость масла. С утяжелением условий его работы (например, повышение нагрузки на подшипники коленчатого вала и температурного режима масла) требуется повышенная вязкость. Требуемая вязкость повышается и с износом подшипников КШМ. По мере нормальной работы ДВС вязкость масла растет из-за механических (грязь, продукты изнашивания) и органических (продукты окисления и выгорания масел) примесей. Снижается же вязкость только из-за разжижения топливом при его неполном сгорании с неисправной топливной аппаратурой и при износе ЦПГ. При этом снижение вязкости сопровождается снижением температуры вспышки масла, которая имеет также и самостоятельное значение и определяет потери масла на угар в камере сгорания ДВС.

Концентрация присадок в маслах, определяющая их эксплуатационные свойства. Это один из основных показателей масел, обусловливающий их ценность, надежность работы и ресурс ДВС. Именно по нему в первую очередь проводится подбор масел. К сожалению, полный контроль содержания присадок в маслах потребителем невозможен, а экспресс-методом по «капельной пробе» возможна лишь примерная оценка только моющедиспергирующих свойств моторных масел, что не снижает значения такой проверки в практике эксплуатации ДВС.

Высокая вязкость смазочного масла

Чем выше вязкость, тем лучше смазываются поршневые кольца и другие узлы двигателя, тем больше толщина остаточной пленки масла, оставляемой поршневыми кольцами в цилиндре и выше компрессия. Это, вроде, пояснений не требует. Вот и выходит, чем больше вязкость, тем выше ресурс (до определенных пределов, конечно), но толстые пленки и "парят" маслом в цилиндре больше, следовательно, угар растет. Возникает компромисс: либо расход масла, либо ресурс! Особенно эта ситуация характерна для изношенных моторов, где для поддержания необходимого давления в системе смазывания рекомендуется брать масло погуще, но смириться с ростом и без того немалого его расхода придется. Накладно, а что поделаешь? Старый мотор - как молодая жена, расходов много, а уверенности никакой! Все как в жизни.

Некачественное моторное масло

Масло некачественным может быть просто изначально (контрафакт). Все современные, особенно синтетические, масла имеют свойство обеспечивать низкие потери на испарение в камере сгорания. Это достигается и специальным групповым составом базовой основы, и особыми при-садками, уменьшающими его испаряемость. Принцип простой: надо из масла убрать как можно больше летучих соединений, тогда и его температурная стабильность повысится. Но, если масло сварено в ближайшем подвале, то таких свойств в принципе обеспечить нельзя. Вот и горит оно в цилиндрах за милую душу. Отсуда и коксование колец и нагарообразование в камере сгорания и на клапанах. 

Самая распространенная проблема на двигателях - коксование колец ввиду плохого топлива или эксплуатации автомобиля на малых оборотах (в городском режиме). Закоксовка колец увеличивает износ гильзы цилиндров и поршневых колец (в масло попадает больше продуктов износа), становится разной компрессия по цилиндрам, увеличивая нагрузку на вкладыши коренных и шатунных шеек коленчатого вала, что тоже приводит к увеличению износа деталей, увеличивается загрязнение масла, что приводит к потере смазывающих и моющих свойств.