Влияние моторных и трансмиссионных масел на расход топлива и выброс вредных веществ автомобилями

Влияние моторных и трансмиссионных масел на расход топлива и выброс вредных веществ автомобилями

Статьи/Обзоры | 2

Чем выше антифрикционные свойства масел, тем меньше потери на трение в двигателе и трансмиссии. Таким образом, в цилиндры двигателя для обеспечения заданной мощности необходимо подавать меньшее количество смеси или топлива. Это обеспечивает его экономию. Одновременно уменьшается объем ОГ, а следовательно, и масса выброса вредных веществ.

Значительную экономию топлива и уменьшение выброса вредных веществ обеспечивают масла с пологой температурной характеристикой. Для таких масел (загущенных или на синтетической основе) характерно умеренное повышение вязкости при снижении температуры.

При использовании таких масел силы жидкостного трения в двигателе и трансмиссии при низких температурах меньше по сравнению с маслами с высокой вязкостью. Это обеспечивает улучшение пусковых качеств двигателя, экономию топлива и снижение выброса вредных веществ при работе автомобиля в режиме холодного цикла. Особенно ощутимый эффект (до 5% экономии топлива) обеспечивает в зимний период эксплуатации при работе в городском цикле (с частыми остановками) использование синтетических моторных масел с характеристиками вязкости SAE 5W-40, SAE 0W-40.

Использование масел с высокими противоизносными свойствами продлевает срок службы двигателя и агрегатов трансмиссии при сохранении ими высоких эксплуатационных характеристик. Износ деталей ЦПГ, ГРМ, КШМ в двигателе приводят к потере герметичности рабочих полостей, росту мощности трения, падению коэффициента полезного действия, увеличению расхода топлива, выброса вредных веществ, снижению мощности двигателя и росту расхода масла.

Особенно существенно сказывается на расходе масла двигателем снижение герметичности надпоршневого пространства при износе деталей ЦПГ и направляющих втулок клапанов.

Масло, попадающее в КС двигателя, вовлекается в рабочие в процессы, протекающие в них.

О степени влияния масла, попадающего в КС бензинового двигателя, на образование нормируемых токсичных компонентов, позволяют судить результаты исследований двигателя с различной степенью износа ЦПГ. В процессе испытаний использовался двигатель, в котором детали ЦПГ (поршень, кольца, гильза цилиндра) могут заменяться в комплекте. При замене деталей ЦПГ неизменной оставалась головка цилиндра, регулировки ГРМ, систем питания и зажигания.

В табл.1 приведены параметры, характеризующие степень износа деталей ЦПГ двигателя, использовавшегося при проведении испытаний.

Цифрой 1 обозначена ЦПГ, соответствующая новому двигателю, прошедшему откатку, цифрой 3 обозначена ЦПГ, имеющая предельный износ, цифрой 2 — ЦПГ с промежуточным состоянием.

Влияние герметичности ЦПГ, (а следовательно, и расхода масла) на содержание отдельных компонентов в ОГ бензинового двигателя при работе по регулировочным характеристикам по составу смеси, показано на рис. 1.33 (нумерация кривых соответствует табл.1). Как видно из рисунка, изменения содержания оксида и диоксида углерода в ОГ цилиндра, имеющего предельный износ, по сравнению с неизношенным, не обнаружено. Это свидетельствует об отсутствии глубокого окисления, прорывающегося через неплотности ЦПГ масла (до оксида или диоксида углерода). Снижение давления в конце такта сжатия и, как следствие, температуры сгорания смеси, ведет к снижению концентрации оксидов азота в ОГ двигателя с изношенной ЦПГ на величину около 20%. Более всего изменяется концентрация углеводородов в ОГ (в 2-3 раза). Приведенные результаты позволяют сделать вывод о том, что масло, прорывающееся в КС, подвергается испарению, разложению, частичному окислению, по-видимому, с образованием альдегидов, имеющих высокую токсичность и канцерогенные свойства. О сильном возрастании содержания альдегидов в ОГ двигателя, имеющего повышенный расход масла, свидетельствует их резкий запах и раздражающее действие на слизистые глаз и дыхательных путей человека.

Кроме реакций разложения и окисления масла не исключены реакции синтеза с вовлечением в эти процессы активных радикалов топлива. Потеря герметичности ЦПГ приводит в росту содержания углеводородов (примерно в 3 раза) и в картерных газах Рост содержания углеводородов в картерных газах сопровождается их конденсацией в картере двигателя, разжижением масла и ускоренным его старением.

В автомобилях, имеющих нейтрализаторы ОГ, масло, попадающее в КС и выпускную систему (в том числе через направляющие выпускных клапанов и подшипники вала турбо­компрессора) осаждается на поверхностях катализаторов. Это ведет к снижению их эффективности и росту выброса вредных веществ.

Отложения, образующиеся на поверхности нейтрализатора, при разложении и окислении масла постепенно забивают отверстия в несущем блоке, что приводит к росту гидравлического сопротивления системы выпуска. На первых этапах это ведет к снижению мощности, росту расхода топлива и выброса вредных веществ с ОГ, а в последствии приводит к потере возможности функционирования двигателя. Значительный ущерб окружающей среде, в частности, загрязнение воды и почвы нефтепродуктами, возникает при негерметичности картеров систем смазки агрегатов автомобиля. К таким же последствиям приводит замена масла в неустановленных местах, разливы свежих и отработанных масел, отсутствие надлежащей системы сбора и хранения отработанных масел.

Таблица 1

ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ СТЕПЕНЬ ИЗНОСА, ДЕТАЛЕЙ ЦПГ, УСТАНАВЛИВАЕМЫХ В БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИСПЫТАНИЙ

Параметры 1 2 3
Зазор между поршнем и гильзой, мм

0.11-0.12

0.6-0.7

2.0-8.0

Зазор в стыке поршневых колец, мм

0.21-0.22

1.9-3.0

16-21

Утечка сжатого воздуха при контроле герметичности надпоршневого пространства, %

0.41-0.45

2.3-3.4

35-50

Рис.1.33. Влияние состояния ЦПГ на содержание отдельных компонентов в отработавших и картерных газах бензинового двигателя. Содержание углеводородов пересчитано на С3Н8.

Commaoil.crimea.ua

Яндекс.Метрика
100 - столько SQL запросов к базе.
1,109702 - за столько сгенерировалась страница.