Масла и химия для автомобилей, работающих на газомоторном топливе

Перевод автомобилей с бензина на газ стал популярен еще 30 лет назад и тогда никто не задавался мыслью о том, что нужны специальные масла и дополнительные присадки. Но и автомобили были другими. Сейчас двигатели значительно усложнились и стали более требовательными к качеству бензина и смазочных материалов. Давайте рассмотрим основные особенности работы двигателя на газу, не экологию и не экономику. Бензин – высококалорийное топливо, обеспечивающее максимальную мощность двигателя. У газа теплотворная способность ниже, поэтому мощность двигателя на газу будет меньше, чем на бензине. И температура в камерах сгорания у бензина и газа разная. На бензине меньше, на газе выше. Это приводит к локальному перегреву клапанов, седел, верхней части цилиндров и поршней. Моторное масло также нагревается до более высоких температур именно на газу. Но есть и приятные моменты. Газ содержит значительно меньше, чем бензин, соединений серы и совсем не содержит ароматических углеводородов. То есть кислот от сгорания топлива образуется меньше и не требуется масло с высоким запасом щелочности для нейтрализации кислотных продуктов горения.

Все эти особенности позволяют сформулировать требования к моторному маслу, оптимально подходящему под автомобили, двигатели которых большую часть времени работают на газу. Масло должно обладать запасом термостойкости, для длительного противостояния повышенным температурам, а также сниженной щелочностью. Высокая щелочность при работе на газу просто не нужна, а высокая зольность щелочных масел, напротив, может привести к повышенному износу двигателя. То есть, для работы на газу нужны малозольные масла с высокой температурой вспышки и хорошей высокотемпературной стабильностью. Ничего не напоминает? Именно такие масла требуются для современных дизельных двигателей с сажевым фильтром. Таким образом, для современного газового двигателя не нужно разрабатывать какой-то специальный смазочный материал, все уже сделано. Именно поэтому целая линейка малозольных масел, производства Liqui Moly GmbH – линейка Тор Тес, получила рекомендации к использованию в газовых двигателях. Особенности масел Liqui Moly Top Tec в использовании современной НС-синтетической базовой основы с высокой термической стабильностью и температурой вспышки. Пакеты присадок, примененные в маслах Тор Тес являются малозольными с низкой щелочностью, так называемые Mid SAPS&LowSAPS. Содержание серы, фосфора и цинка в этих маслах ограничено в соответствии с классификацией АСЕА С. Разнообразие сортов масел в линейке Тор Тес позволяет точно подобрать масло под любой современный двигатель.

Правильные моторные масла для газового двигателя, это еще не все, необходимое для их нормальной эксплуатации. Расход бензина на газовых автомобилях ничтожно мал, на бензине осуществляется только запуск и прогрев двигателя. Все остальное время бензин застаивается в закрытых форсунках и топливной рампе при рабочей температуре двигателя и без всякой циркуляции. Это идеальные условия для ускоренного осмоления топлива. Чтобы избежать закупорки смолами и нагарами неработающих форсунок, необходимо при каждой заправке добавлять очищающие присадки, например: Liqui Moly Injection Reiniger Effectiv. Присадка очищает от нагара, смол и отложений различного характера. Сокращает выбросы вредных веществ, и расход бензина. Для любых конфигураций системы впрыска.

Перечисленные моторные масла и присадки дают возможность без проблем эксплуатировать любой автомобиль, адаптированный под газовое топливо.

Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах

Масло для газовых двигателей

Общие сведения

Сокращение сырьевой базы для производства нефтепродуктов, заметное увеличение количества токсичных выбросов в атмосферу – это результат повышенного спроса покупателей на автомобильную технику. Снизить потребление нефтяных продуктов и параллельно сократить пагубное влияние на экологическую обстановку – вот те факторы, послужившие поводом к появлению на автомобильном рынке нетрадиционных видов ГСМ. Кроме того, цена газа в 3 раза меньше, чем стоимость дизельного или бензинового горючего.

Газообразное топливо, рекомендуемое для использования в современных авто, делится на 2 вида:

1. Метан.
2. Пропан-бутан – сжиженная нефтяная газовая смесь.

Для того чтобы базовый бензиновый или дизельный автомобиль смог работать на газе, его необходимо переоборудовать – установить дополнительную аппаратуру для хранения и подачи топливной смеси в цилиндры двигателя, это:

• металлический баллон для хранения смеси;
• запорная арматура;
• различные фильтры и клапаны;
• газовый редуктор;
• дозирующая и смесительная система;
• элементы трубопровода;
• фитинги и детали крепления навесного оборудования.

В соответствие виду применяемого газового топлива системы питания автомобилей делятся на следующие категории:

1. С однотопливной структурой.
2. Двухтопливной – с автономной подачей одного из типов горючего.
3. Двухтопливной – с синхронной топливоподачей в цилиндры мотора 2 видов смеси (газодизель).

Наибольшей популярностью пользуются двухтопливные конструкции (п. 2). В случае нехватки газового топлива или в зимний период эксплуатации можно легко перейти на альтернативный вид горючего (газ, бензин, дизель). Выбор системы питания и включение режима подачи осуществляется тумблером из салона автомобиля.

Свойства газообразного топлива значительно отличаются от эксплуатационных характеристик нефтепродуктов. Поэтому замена традиционного вида топлива альтернативным продуктом влечет за собой обязательное изменение конструкции двигателя.

В результате модификации мотора существенно меняются эксплуатационные требования и физико-химические характеристики системы. На фоне этой трансформации просто необходима замена смазочных материалов в соответствие с новым режимом функционирования силового агрегата.

Преимущества и недостатки газобаллонных автомобилей

Газовое углеводородное горючее относится к разряду экологически чистых моторных топлив. Выброс вредных веществ в атмосферу у автомобилей с ГБА почти на 80% ниже, чем у бензиновых двигателей, а о дизельных агрегатах – говорить не приходиться.

К тому же в сравнении с бензином, газообразное топливо обладает целым рядом преимуществ:

1. Увеличивает срок службы блока цилиндров. Газовая смесь не способствует удалению масляной защитной пленки с внутренней поверхности ЦПГ.
2. Не снижает вязкость моторного масла.
3. Уменьшает расход смазочной жидкости.
4. Полностью сгорает в цилиндрах двигателя.
5. Не содержит химических веществ, вызывающих коррозию внутренних поверхностей двигателя.
6. Благодаря своей низкой стоимости использование газообразного горючего экономически выгодно, особенно это ощутимо при пробеге свыше 20000 км.
7. Годовой эксплуатационный ресурс двигателя повышается в 3 раза в сравнении с автомобилями, работающими на бензиновом топливе.

1. Из-за газового баллона, размещенного в багажнике автомобиля, на 20–50% сокращается полезный объем отсека.
2. Существует риск нарушения герметичности емкостей для хранения топлива. Металлические баллоны должны регулярно проходить плановый осмотр, а также испытания на прочность не реже 1 раза в два года.
3. Снижение динамики разгона автомобиля (на 3–5%).
4. Высокая температура сгорания топлива (октановое число ≥ 100), что на 10% снижает срок службы газораспределительного механизма.

Выбор моторного масла

Бензиновые двигатели, переоборудованные под газообразное топливо должны проходить обкатку, так как при установке ГБО меняется режим функционирования системы впрыска топлива, повышается температура в камере сгорания и др.

Поэтому при покупке смазочной жидкости для своего автомобиля, с установленной газобаллонной аппаратурой, нужно учитывать предыдущий вид топливной системы и регион использования силового агрегата. Эти рекомендации будут способствовать длительному сроку службы и обезопасят автомобиль от преждевременного износа.

Определенных рекомендаций по выбору моторного масла для газобаллонных систем не существует. Поэтому специалисты советуют придерживаться технической инструкции завода изготовителя автомобиля, а также производителя ГБА. Тем не менее, не лишним будет изучить специфику работы газового оборудования, на основании прочитанного сделать выводы, и учесть их в процессе замены масла.

Особенности работы двигателей на газовой тяге:

1. Выхлопные газы после сгорания, на выходе из блока цилиндров, содержат большое количество пара. Для защиты масляной жидкости от обводнения необходимо выбирать составы с антикоррозионными добавками, способствующие образованию сплошного слоя эмульсии в зоне контакта трущихся деталей. Принцип действия ингибиторов основан на способности реагентов обволакивать пузырьки конденсата плотными масляными пленками.
2. При использовании обедненного топлива, в выхлопных газах наблюдается повышенное содержание кислых солей азота. В этом случае масляный состав должен иметь иммунитет против химического воздействия.
3. В сжиженном нефтяном газе может присутствовать некоторый объем смазки, попадающий в структуру из компрессорной установки во время производства смеси. Такие включения отрицательно воздействуют на техническое состояние резиновых уплотнителей, что может привести к разгерметизации системы.
4. С учетом повышенных температур в камере сгорания двигателя, смазочные материалы должны иметь высокие термические характеристики.

В бензиновых моторах, где переход на газ осуществлялся без каких-либо конструкционных изменений, производители автомобильной техники не возражают против использования масла, предусмотренного для смазки агрегатов, работающих на жидком топливе. Учитывая термические особенности работы газобаллонного оборудования вязкость масел должна быть на уровне 10W-40 или 15w-40.

В случае перехода на газ моторов, работающих на дизельном топливе, в качестве масел рекомендуется использовать марки материалов, прошедших специальные испытания и получившие разрешение к применению на газодизельных двигателях.

Производители моторных масел для газовых двигателей

В бензиновых двигателях, переоборудованных под газовое топливо температурные параметры в камере сгорания во много раз превышают значения, которые присутствуют при сжигании традиционного горючего. В результате на стенках цилиндров образуются лаковые отложения, которые не выгорают в процессе эксплуатации силового агрегата. Поэтому моторное масло, предназначенное для ГБА, должно иметь высокие термические характеристики и улучшенную моющую способность. Значение сульфатной зольности у применяемых составов не должно превышать 0,7–1,1 %.

Масляные жидкости Petro–Canada

SENTRON VTP 10W-40 – всесезонный нефтяной продукт, предназначенный для моторов, функционирующих на газообразном топливе. Жидкость в своей структуре содержит повышенный объем цинка, что благоприятно влияет на состояние газораспределительного механизма. Пакет присадок, присутствующий в масле специально разработан для работы двигателя в экстремальных условиях.

• увеличенный промежуток межсервисного обслуживания, что гарантирует малое потребление смазочных жидкостей;
• стабильные вязкостные характеристики;
• низкая испаряемость;
• повышенные термические свойства;
• легкий запуск двигателя в зимний период эксплуатации (до -38°C);
• антикоррозионные и противозадирные свойства.

Shell Mysella

Линейка смазочных жидкостей компании Shell для обслуживания газовых агрегатов, отвечающая самым высоким эксплуатационным и техническим требованиям.

S2 Z 15W-40 – сорт масла, не образующий нагара на рабочих элементах бензиновых искровых двигателях. Буквенный индекс Z обозначает состав с малым содержанием зольности.

• коэффициент вязкости (40/95 °С) – 105–15 мм 2 /с;
• значение плотности – 895 кг/м 3 ;
• температурная граница вспышки – 205 °C;
• нижний порог кристаллизации – 24°С.

Helix HX8 5w-40 – синтетическое универсальное масло для всех типов автомобильных двигателей (кроме дизельных), обладает повышенной моющей способностью и низкими окислительными свойствами. Применение HX8 позволяет снизить расход газового топлива. Смазочный материал образует прочную не смывающуюся пленку на трущихся деталях мотора.

Fuchs Titan

GT1 5W-40 XTL – смазочный материал на синтетической основе, предназначенный для ГБО Fiat, BMW, VW, Ford. Смазка показывает наилучшие свои качества в процессе работы с газовыми моторами 3 и 4 поколения. Благодаря универсальности масляной жидкости, переоборудование автомобилей, работающих на жидком топливе протекает безболезненно.

CNG 15W-40 – всесезонная масляная жидкость для пассажирского и легкового транспорта. В масле этой марки присутствует высокотехнологичный набор модифицирующих добавок, гарантирующий повышенные антиокислительные и противозольные характеристики. Смазочный материал улучшенной вязкости со стабильными термическими свойствами обеспечивает снижение расхода газообразного топлива на 2,9%, а низкий показатель испаряемости жидкости сводит к минимуму риск появления лаковых отложений и угара.

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2016

К ВОПРОСУ О МОТОРНЫХ МАСЛАХ ДЛЯ ГАЗОВЫХ ДВС

Известно, что природный газ представляет собой один из наиболее экологичных и общедоступных видов топлива. Именно этим обусловлена растущая популярность автомобильного транспорта с газовыми двигателями [1, 2, 6, 7]. Некоторые автомобили оснащаются ими уже на конвейере, другие переоборудуются владельцам самостоятельно. Причиной широкого распространения газовых двигателей также является снижение эксплуатационных расходов. Газовый двигатель существенно экономит средства из-за более низкой отпускной цены на данный вид топлива [7, 13]. Еще одним важным преимуществом является продолжительный срок эксплуатации газового двигателя.

Возникает вопрос: имеет ли смысл использовать специальное масло для газового двигателя?

Если бензиновый двигатель переоборудован на использование газового топлива в отсутствии серьезных изменений в конструкции, то вполне допустимо применение масла, предусмотренного для двигателя, работающего на бензине. Здесь особое значение имеют вязкость и рабочий диапазон температур.

Если двигатель изначально предусмотрен для работы на газовом топливе, а не переоборудован из бензинового двигателя, следует использовать специальные моторные масла. У газового двигателя более высокая температура в камере сгорания, а при повышенных температурах создаются условия для образования нагаров на деталях и рабочих поверхностях силового агрегата. Благодаря эффективному сочетанию высококачественных базовых масел и специально разработанного для работы на газе пакета присадок обеспечивается надежная защита двигателя от износа в различных режимах эксплуатации, включая самые тяжелые. Высокие моюще-диспергирующие свойства масел обеспечивают повышенную чистоту двигателя и стойкость к образованию отложений всех типов [3, 4, 12].

Вследствие большего содержания воды в продуктах сгорания газовоздушных смесей могут возникать проблемы водостойкости моторных масел. Возрастает значение стойкости базовых масел и присадок к нитрованию, т.к. при сгорании обедненных газовоздушных смесей возрастает содержание оксидов азота в отработавших газах.

Газовые двигатели более чувствительны к образованию зольных отложений в камере сгорания. Поэтому сульфатная зольность масел для газовых двигателей должна быть минимальной [1, 10]. Производители выпускают моторные масла для газовых двигателей, имеющие различное процентное содержание золы. Согласно данному критерию выделяют три типа масел:

— беззольные масла: применяют для двухтактных двигателей. Некоторые марки могут быть использованы и для четырехтактных двигателей;

— масла со средним содержанием золы (0,6-1 %): предназначены для четырехтактных газовых двигателей;

— масла с низким содержанием золы (до 0,6 %): применяют в качестве смазочного материала для сверхмощных и четырехтактных двигателей. Предназначены для работы техники при высоких температурах.

Таким образом, выбирая моторное масло для газового ДВС, следует уделить внимание следующим техническим характеристикам:

— устойчивости к действию водяных паров,

— повышенной стойкости к термической деструкции,

— высокой стойкости к окислению и нитрованию,

— улучшенным моющим свойствам,

— нейтрализующими свойствами в отношении кислот, содержащихся в продуктах переработки газового топлива.

По API оптимальным выбором для газовых двигателей будут масла классов SF/СС, SF/CD и более высоких классов [10, 11, 12, 13].

Каждый газовый двигатель должен содержать перечень масел, рекомендуемых для использования самим производителем. При необходимости перехода на моторное масло, не входящее в данный перечень, настоятельно рекомендуется запросить подтверждение возможности его применения у изготовителя, выпустившего данную модель двигателя [1, 2, 5, 11].

Например, для газового двигателя КАМАЗ рекомендовано использовать моторные масла следующих производителей (таблица 1):

Таблица 1 — Моторные масла для газовых двигателей КАМАЗ [14]