Сгорание в поршневых двигателях (Брозе Д.) - часть 59

 

235 

также  может  оказать  воздействие  на  смазочное  масло, 

окисляя  и  науглероживая  его,  что  может  нарушать  нор- 

мальные условия смазки поршня.

 

385.  Отложения  (продукты  окисления)  могут  образо- 

ваться  вследствие  неполного  горения  топлива  и  смазоч- 

ного масла. В очень редких случаях отложениями могут

 

 

Рис  181.  Влияние  температуры  воды  в  системе  охлаждения  на  износ 

поршневого кольца:

 

/  —  лабораторные    испытания;      //  —  дорожные  испытания;  незаштрихованные 

прямоугольники  —  результаты,        полученные      с      минеральными      маслами      без 

присадок;  заштрихованные  прямоугольники  —  результаты,  полученные  с  мас- 

лами, содержащими щелочные присадки

 

быть  частицы  пыли,  попавшей  в  двигатель  из  атмосферы. 

Отложения  называются  первичными,  когда  они  образу- 

ются  в  тех  местах,  где  обнаруживаются,  или  вторич- 

ными,  когда  они  выпадают  из  циркулирующего  смазоч- 

ного  масла  вследствие  конденсации  воды  (абзац  382), 

экранирования, фильтрации или центрифугирования.

 

386.  Образование        первичных      отложений        продуктов 

окисления. Оно происходит:

 

1.  В  пространстве  камеры  сгорания  (сажа,  образовав- 

шаяся  из  смазочного  масла,  тяжелого  топлива  в  дизелях; 

коксовые      раструбы      на      распылителях,      см.      абзац    318). 

Такие  отложения    могут  вызвать    преждевременное  вос- 

пламенение  в  бензиновых  двигателях  и  нарушение  смесе- 

образования в дизелях. 

2.  На  стенках  цилиндра  и  на  поршне,  особенно  в  ка- 

навках для колец и на участках поршня между и над 

 

236 

поршневыми  кольцами  (лакообразование  —  см.  абзац  122 

и  сажеобразование  —  абзац  125).  Эти  отложения  могут 

вызвать  пригорание  поршневых  колец,  приводящее  к  не- 

правильной  их  работе  (пропуск  газов)  и  перегреву  пор- 

шней  (прихват,  задир).  Отложения  за  поршневыми  коль- 

цами  или  на  участках  между  ними,  образованные  при 

работе  двигателя  на  малой  нагрузке,  могут  вызвать  мгно- 

венный прихват (задир) на увеличенной нагрузке.

 

3.  В  выпускных  окнах  (двухтактные  двигатели).  Эти 

отложения могут привести к ухудшению продувки. 

4.  На  стержнях  выпускных  клапанов.  Эти  отложения 

могут  привести  к  неполному  закрытию  клапанов  и,  как 

следствие, их выгоранию. 

387.  Сильные  лаковые  отложения  на  малой  нагрузке 

(абзац  299)  или  при  позднем  угле  опережения  впрыска 

в  дизеле  могут  привести  к  захвату  (заеданию)  поршня 

в  холодном  состоянии  (эти  отложения  растворяются  спир- 

том).  Избавиться  от  лако-  и  коксообразования  можно  сни- 

жением  температуры  поршневой  группы  (улучшение  кон- 

струкции  деталей,  правильный  выбор  материала,  прину- 

дительное      охлаждение),      увеличением      сопротивляемости- 

окислению  смазочного  масла  (абзац  112)  и  добавкой  дис- 

пергирующих  присадок  к  маслу.  Если,  как  в  случае  дизе- 

лей,  сера,  содержащаяся  в  топливе,  оказывает  влияние 

вследствие  образования  SO

3

,  которое  окисляет  смазочное 

масло,  то  также  полезной  может  оказаться  добавка  в  масло 

основных (щелочных) присадок. 

388.  Удалось  создать  присадки,  оказывающие  диспер- 

гирующее      действие,      увеличивающие      стойкость      против 

окисления  и  в  то  же  время  являющиеся  щелочными;  это 

некоторые  кальциевые  мыла  органических  кислот,  кото- 

рые  в  дополнение  к  смоляной  кислоте  содержат  длинные 

алкильные    хвосты.    Эти    в  высшей  мере  универсальные 

присадки      были      получены      в      результате    значительного 

развития  науки  и  технологии  в  области  смазочного  масла. 

Быстроходные  дизели  с  этими  присадками  работают  дли- 

тельное  время  без  дефектов.  В  то  же  время  было  доказано, 

что  присадки  предотвращают  коагуляцию  продуктов  окис- 

ления   и  других  отложений   в  бензиновых  двигателях. 

389.  Теоретически      для      достижения      рассеивающего 

эффекта  достаточно  содержания  в  масле  очень  небольшого 

процента    диспергирующей    добавки    (несколько  десятых 

долей процента). В действительности вследствие присут- 

 

237 

ствия  продуктов  окисления  создаются  условия  [44],  сти- 

мулирующие  выпадение  осадка.  Только  при  значительно 

более  высокой  концентрации  моющей  присадки  (несколько 

процентов)  действие  ее  оказывается  положительным  в  те- 

чение приемлемого периода работы.

 

390.  Образование        вторичных      отложений        продуктов 

окисления.  Отложений  можно  полностью  избежать  рав- 

номерным  рассеиванием  продуктов  окисления  в  смазоч- 

ном  масле.  Сажа,  которая  никогда  не  осаждается  в  виде 

первичного  отложения  в  недопустимых  количествах,  может 

также  поддерживаться  во  взвешенном  состоянии  с  помощью 

рассеивающих (диспергирующих) добавок. 

391.  Образование        первичных        зольных        отложений. 

Они  имеют  место  в  бензиновых  двигателях  из-за  выделе- 

ний  свинца  из  ТЭС  в  камере  сгорания,  особенно  при  нали- 

чии  расслоения  топлива  во  впускной  системе  (абзац  214). 

В  случае  образования  корки  нагара,  что  имеет,  например, 

место  в  автомобильных  двигателях  при  их  работе  на  ре- 

жимах  малых    нагрузок,      окислы    свинца  могут    активи- 

ровать  локальное  развитие  предпламенных  реакций,  за- 

вершающихся  самовоспламенением  (см.  например,  пасси- 

вирующее действие трикрезилфосфата, абзац 87). 

На  изоляторах  свечей  зажигания  могут  появляться 

отложения,  вызывающие  нарушения  работы  свечей  зажи- 

гания.  И  в  этом  случае  трикрезилфосфат  оказывает  поло- 

жительное  воздействие.  Соединения  свинца,  образован- 

ные  в  результате  реакции  с  металллом  выпускных  клапа- 

нов,  очень  хрупкие  и  быстро  разрушаются,  приводя 

к  неплотности  прилегания  клапанов.  Избежать  этого 

можно  правильным  распределением  ТЭС  и  бромида,  изго- 

товлением  седел  клапанов  из  твердого  металла,  надлежа- 

щим  охлаждением  (возможно  применение  клапанов  с 

внутренним 

натриевым 

охлаждением), 

принудительным 

вращением  клапана.  Отложения  на  стержне  также  могут 

привести к неплотному закрытию клапана.

 

В  дизелях  зола  из  топлива  (особенно  из  нефти)  может 

осаждаться  на  носике  распылителя,  иногда  на  днище 

поршня и в небольших количествах на стенке цилиндра.

 

В  каждом  из  двигателей  этих  типов  может  отлагаться 

зола  из  смазочного  масла  с  присадками,  содержащими 

мыльно-металлические  комплексы,  в  канавках  поршневых 

колец  и  на  перемычках  между  ними,  в  выпускных  окнах 

и  на  стержнях  выпускных  клапанов. Эти отложения в

 

 

238 

целом  невелики,  если  количество  и  активность  присадки 

подобраны  правильно,  т.  е.  так,  чтобы  эффективно  пре- 

дотвращать  образование  SO

3

  (а  из  него  CaSO

3

)  и  одновре- 

менно  препятствовать  окислению  и  чтобы  отложения 

были маслянистыми.

 

392.  Образование  вторичных  зольных  отложений.  Вто- 

ричные    зольные    отложения      встречаются      в    бензиновых 

двигателях  в  виде  отложений  окисей  свинца  вследствие 

центрифугирующего  действия    в  соответствующих    поло- 

стях  вращающихся  деталей  (широко  известны  были  отло- 

жения  в  шатунной  шейке  коленчатого  вала  и  фрикцион- 

ных  муфтах  привода  центробежного  нагнетателя  в  неко- 

торых  авиационных  двигателях).  Отложения  переносимых 

с  газами  зольных  остатков  (преимущественно  из  нефтяного 

топлива  судовых  дизелей)    в  турбинах,    работающих    на 

отработавших  газах,  могут  также  быть  отнесены  к  этой 

категории.  Эти  отложения  ведут  к  уменьшению  произво- 

дительности  турбонагнетателя;      их    необходимо  периоди- 

чески  удалять  путем  промывки  горячей  водой  или  соот- 

ветствующей    обработкой    в    процессе  эксплуатации,      на- 

пример,  с  помощью  скорлупы  земляных  орехов.  Главным 

фактором,      влияющим      на      появление      этих      отложений, 

является  температура  отработавших  газов.    Ниже  опре- 

деленного    значения      этой    температуры    отложений      нет. 

Это  привело  к  необходимости  ограничения  коэффициента 

КС    величиной      0,4      или    меньшей      (а  >  2,5)      на      полной 

нагрузке  в  современных  двухтактных  судовых  двигателях 

с высоким наддувом.

 

 
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ СМАЗОЧНОГО МАСЛА 

393.  За  счет  окисления  может  возрасти  вязкость  масла. 

Только  в  чисто  парафинистых  маслах  без  ингибиторов  это 

создавало  опасность  для  нормальной  циркуляции  смазоч- 

ного  масла.  Кроме  того,  образование  кислот,  от  которого 

зависит  отмеченное  явление,  могло  оказать  влияние  на 

покрытия        подшипников        (свинцовистые        и        кадмиевые 

сплавы),      причем  очень  существенное  при  температурах 

выше  критической  (около  150°  С).    Увеличение  вязкости 

имеет  место  также  при  очень  сильном  окислении  масел 

других  типов,    при  эксплуатации  которых  также  может 

появляться      нежелательная      тенденция      к      образованию 

твердых   продуктов  окисления.   Все  эти  явления  были