Тепловой режим автомобильного мотора

При сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) выделяется тепло. Критические температуры, при которых возможно повреждение термически нагруженных деталей:

Температура жидкости в системе охлаждения задается в пределах — 80 — 90°C. Она поддерживается конструктивно: термостат, радиатор, включающийся по сигналу температурного датчика вентилятор принудительного охлаждения. Моторное масло при этом нагрето несколько выше — в среднем до 90 — 100°C.

Функции масла и режимы смазывания

Моторное масло выполняет следующие задачи:

• отводит тепло от зоны трения, способствуя снижению рабочей температуры;
• уносит механические частицы, предотвращая абразивный износ;
• нейтрализует агрессивную среду, препятствуя коррозионному изнашиванию;
• сдерживает прорыв газов, уплотняя рабочую камеру.

Существует 2 основных вида масляного взаимодействия: граничное и гидродинамическое.

1. При первом режиме смазка поступает к трущимся поверхностям без напора и смачивает их, сокращая износ. Смазывающий продукт непрерывно обновляется разбрызгиванием или с помощью форсунок. Таким способом смазываются: шатунно-поршневая группа (включая поршни с кольцами), зубчатая цепь, рокеры, клапаны и ряд других деталей.
2. Гидродинамическое смазывание — когда смазывающая жидкость подается в область трения от напорного маслонасоса. При этом образуется масляный клин, заставляющий внутреннюю деталь «всплывать» на масляной пленке, благодаря чему между поверхностями образуется зазор, исключающий прямой механический контакт. Пример — смазка подшипников коленчатого и распределительного вала.

Роль вязкости смазочных масел

Одной из характеристик моторного масла является его динамическая вязкость, измеряющаяся в сантистоксах. Этот параметр оказывает влияние на долговечность работы автомобильного двигателя и обычно указывается в мануале транспортного средства.

Кроме технических особенностей мотора на выбор вязкости смазочного материала оказывают и сезонные температуры эксплуатации. С повышением температуры вязкость масла уменьшается, с понижением — увеличивается. Поэтому для зимы она должна быть меньше, для лета — больше.

В наиболее используемых всесезонных маслах содержатся специальные компоненты — вязкостные присадки, призванные обеспечить требуемую вязкость при повышенной температуре. Кроме того, необходимо поддерживать в определенных пределах и рабочую температуру масла.

Негативные явления в ДВС из-за нарушений теплового режима

Причиной старения моторного масла являются окислительные процессы элементов углеводородной группы, происходящие в масляной основе. При этом выделяются продукты реакции в виде различных отложений: нагары, лаки, шламовые осадки. Наибольшее влияние на это оказывают температурные условия.

Нагар — это твердая субстанция в виде сажи, являющаяся продуктом окисления углеводородов. Сюда же входят несгоревшие элементы топлива (железо, свинец), а также различные механические примеси. Нагар вызывает всевозможные нарушения нормального рабочего процесса (детонацию, калильное зажигание и некоторые другие).

Лак — результат окисления масляной пленки, покрывающей контактирующие поверхности, под действием высокой температуры в камере сгорания. До 80% его объема занимает углерод, остальное — кислород, водород и зола. Лаковое покрытие ухудшает теплопередачу через масляную пленку и приводит к опасному перегреву поршня и цилиндра. Наиболее опасно отложение лака в поршневых канавках, приводящее к залеганию колец вследствие «коксования». Последнее представляет собой симбиоз нагара и лаковой пленки.

Шламы — смесь продуктов низкотемпературного окисления углеродных соединений с водными и эмульсионными загрязнениями. Причинами их возникновения являются: недостаточная температура двигателя, низкое качество масла, особенности конструкции мотора, а также режим эксплуатации.

Оптимальная температура смазочной жидкости

Советские ученые из НАМИ определили наиболее благоприятную температуру работающего двигателя, при которой износ деталей является минимальным. Как для карбюраторных, так и для дизельных моторов нужно, чтобы температура масла в нормально работающем двигателе находилась в интервале 70 — 80°C.

Для достижения указанных значений охлаждающая жидкость на современных двигателях в нормальных условиях эксплуатации не нагревается выше 80 — 90°C. С учетом этого, оптимальной температурой масла считается 90 — 105°C, или на 10 — 15 градусов горячее охлаждающей среды.

Недостаточная рабочая температура

Если масло холоднее 90°C, эффективность работы двигателя снизится, с одновременным уменьшением его ресурса. Поршневые юбки, охлаждаемые смазывающей жидкостью, расширятся меньше, чем при расчетной температуре.

Из-за увеличения тепловых зазоров между поршнем и цилиндром уменьшится компрессия, а значит — снизится эффективность рабочего процесса. Кроме того, смазка начнет разбавляться горючим, что приведет к образованию сажи и увеличению расхода топлива.

Еще одним негативным следствием недостаточно нагретого масла является выделение кислот из отходов рабочего процесса. В цилиндрах двигателя всегда присутствует влага, попадающая с атмосферным воздухом. При нормальном температурном режиме вода почти полностью испаряется.

Когда масло недостаточно горячее, условия для образования кислот становятся благоприятными. Кислотные составляющие способны реагировать с легкими металлами, в результате чего двигатель не прослужит ожидаемого срока.

Чем опасен перегрев масла

Избыточный нагрев смазочной жидкости намного опаснее предыдущего случая. До того как рабочая температура масла не выходит из допустимых границ, детали, работающие в гидродинамическом режиме смазывания (шатунные и коренные шейки коленвала), не имеют механического контакта между собой.

После нагрева масла выше 105°C, вязкость его уменьшается, и оно становится более текучим. При этом под действием нагрузки масляный зазор теряет свою несущую способность, и взаимодействующие детали вступают в соприкосновение.

С этого момента за счет трения начинают разогреваться трущиеся детали, а тепловой зазор между ними сокращается. Повышающаяся температура масла приводит к его окислению, теоретически это можно выявить с помощью лабораторного анализа. Когда масло нагревается выше 125°C, оно становится настолько текучим, что просачивается сквозь маслосъемные кольца и проникает в рабочую полость цилиндра, где и происходит его угар.

Из-за увеличивающегося расхода масло приходится доливать, при этом все масляные присадки обновляются, и результаты анализа оказываются недостоверными. Двигатель начинает усиленно изнашиваться, но это часто списывают на плохую работу смазочной системы.

И только после поломки мотора можно обнаружить, какая причина способствовала печальному исходу. При масляном голодании был бы поврежден маслонасос, а на поршнях могли быть задиры. А в этом случае насос исправен, но задраны шейки коленвала.

Заканчивая статью, хотелось бы посоветовать водителям, желающим сохранить здоровье своего железного «коня», не допускать длительной езды на больших оборотах, следить за температурой моторного масла, своевременно производить его замену и заливать проверенный продукт с рекомендованной автопроизводителем вязкостью.

Рабочая температура масла в двигателе: на что она влияет, и что влияет на нее

Всем привет! Буквально недавно обсуждали вопрос замены масла в старых ДВС , что привело к еще одной идеи для разговора с вами. Сегодня хотелось бы с вами обсудить такой вопрос как рабочая температура масла в двигателе.

Как вы знаете, при работе мотора, внутри него циркулируют разные жидкости. Тут речь идет об антифризе, а также о смазочном масле. Речь пойдет именно о последнем.

Смазка двигателя обязана выдерживать большие нагрузки, воздействующие на все узлы и компоненты. Потому к маслу предъявляются повышенные требования в плане качества и состава.

О чем важно знать

Думаю, вы знаете, что масло является обязательным компонентом любого двигателя внутреннего сгорания. Будь то TSI под капотом Фольксваген Тигуан или Шкода Октавия, либо что-нибудь для автомобиля типа БМВ, Субару Форестер и пр. Эксплуатироваться они могут на дизельном топливе, так и на бензине.

Каждый автовладелец обязан знать характеристики своего ДВС и предъявляемые к нему требования. Это позволяет понять, какая температура кипения в том или ином случае, и что делать, дабы ее не допустить.

Вдаваться во все подробности относительно масла, стандартов и классификаций сегодня не будем.

Но важно отметить, что структурно смазки делятся на 3 категории:

• Зимние . Они более жидкие, что упрощает запуск при низкой температуре на улице. Летом такие масла использовать нельзя, поскольку иначе их вязкость будет ниже допустимой. Как результат, и протекторные свойства окажутся минимальными;
• Летние . Актуальны, когда температура воздуха составляет от 0 градусов Цельсия и более. Более вязкие, менее текучие. Зимой лучше не заливать, поскольку это усложнит запуск холодного ДВС;
• Всесезонные . Самые популярные масла, применяемые круглый год.

Если говорить о том, влияет ли масло на температуру двигателя, то тут ответ будет следующим.

Подбор смазки напрямую влияет на температурные параметры ДВС.

В норме двигатель работает в диапазоне температур 70-90 градусов Цельсия, если говорить о зимнем периоде. Если на улице более 0 градуса Цельсия, тогда начинать движение можно, когда движок прогреется до 50-70 градусов.

Летом прогревать мотор не требуется.

Если масло выбрано правильно, тогда движок будет положительно влиять на работу ДВС, обеспечивать оптимальные условия для его функционирования.

Параметры рабочей температуры

В зависимости от заданных производителем характеристик, разные моторные масла могут применяться на автомобилях, эксплуатируемых при температуре от -50 до +170 градусов Цельсия.

Температурный режим ДВС непосредственно связан с рабочей температурой смазки в условиях прогретого мотора, и возможностью сохранять свои вязкостные и технические характеристики.

Нормальным температурным режимом считается диапазон от 80 до 90 градусов Цельсия.

Когда ДВС находится в таком состоянии, он демонстрирует свой максимальный КПД.

Стоит добавить, что масло нагревается примерно на 10-15 градусов сильнее, нежели антифриз в системе охлаждения. Из-за этого рабочий температурный диапазон смазки при прогреве ДВС составляет от 90 до 105 градусов Цельсия.

Превышать установленный предел, как и опускаться ниже него, не рекомендуется.

Что происходит при изменении температуры

Примерно понимая, какая рабочая температура масла в двигателе, можно также отдельно поговорить о вопросе увеличения и уменьшения этого значения в процессе эксплуатации автотранспортного средства.

Элементы ДВС проектируются таким образом, что изначально учитывается их температурное расширение при нагреве, а также изменение параметров при остывании.

Температура масла в функционирующем ДВС напрямую влияет на работу мотора.

Если масло чрезмерно нагреется, либо сильно охладится, это может негативно повлиять на силовую установку.

Низкая температура

Как ни странно, но перегрев, как и недогрев, одинаково плохо сказываются на работе мотора.

Для некоторых это будет удивительно, но низкой температурой считается отметка около 80 градусов.

Если масло прогрето недостаточно, эффективность ДВС начнет сокращаться, а ресурс уменьшаться. Элементы двигателя при этой температуре обладают небольшим расширением, из-за чего формируются зазоры между ними, падает компрессия.

Когда мотор плохо прогрет, масло не достигло рабочей температуры, влага способна конденсироваться, проникать в смазку, и тем самым негативно влиять на износ. При дефиците нагрева масло густеет, зависает. Тем самым нарушается нормальное течение через фильтры, образуется эффект вакуума, усложняется работа ДВС.

Превышение температуры

Будет справедливо сказать, что превышение температуры масла, как и, соответственно, самого силового агрегата, более опасное, нежели дефицит прогрева.

Когда температура достигает около 105 градусов Цельсия, вязкость резко падает, повышается текучесть. Под воздействием нагрузки между деталями ДВС практически не остается зазоров. Как итог, компоненты КШМ могут начать контактировать между собой.

Если температура составляет порядка 125 градусов, тогда текучесть оказывается чрезмерной. В подобном состоянии смазка проходит через маслосъемные кольца, может начать выгорать в цилиндрах вместе с горючим. Происходит падение концентрации, повышается расход. Также увеличение текучести может спровоцировать попадание масла в фильтр , к примеру.

Для моторных масел минимальной температурой кипения считается 250 градусов Цельсия.

Именно при таком прогреве начинают появляться пузыри, обусловленным закипанием.

Важно понимать, что даже соблюдение интервала замены масла не гарантирует защиту от его перегрева, либо недогрева.

Также хочется вам напомнить о правилах хранения масла после вскрытия . Многие автомобилисты думают, что тщательная закупорка открытой канистры приравнивается к заводскому сроку хранения. На этот счет у нас есть целый материал.

Что ж, с вопросом температуры смазки для силовых агрегатов мы разобрались. Если у вас остались какие-то вопросы, вы всегда можете задать их в комментариях.