Классификация автомобильных масел по вязкостно-температурным характеристикам

На сегодняшний день большинство масел в данном сегменте классификации используют такой международный стандарт как SAE. Данный стандарт регламентирует такой показатель масла как его густота. Такие характеристики автомобильных масел на сегодняшний день являются наиболее важными при выборе. Что бы сделать правильный выбор необходимо знать как расшифровывается данный стандарт.

Большинство марок масла представляют собой, так называемые универсальные масла. То есть они могут использоваться как зимой, так и летом. Такой тип масел в стандарте SAE маркируется при помощи двух цифр, которые пишутся через дефис с латинской буквой в промежутке между цифрами. К примеру, масло марки 10W-40 расшифровывается так: W – обозначает то, что масло пригодно для зимней эксплуатации. Цифра 10 указывает на максимальную минусовую температуру, при которой масло сохраняет все свои качества без изменений. А вторая цифра показывает максимальную положительную температуру, при которой масло не теряет своих свойств. Цифры в данной маркировке называют показателями вязкости, соответственно: низкотемпературной, и высокотемпературной. Если автомобильное масло предназначено для летней эксплуатации, то оно маркируется следующим образом: SAE 30. Где цифра обозначает максимальную температуру, при которой оно выполняет все функции.

1. Назначение, устройство, принцип работы и основные неисправности систем питания двигателей различного типа (бензинового, дизельного, работающего на газе)

Система питания двигателя предназначена для хранения, очистки и подачи топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. На различных режимах работы двигателя количество и качество горючей смеси должно быть различным, и это тоже обеспечивается системой питания.

Система питания состоит из:

• топливного бака,
• топливопроводов,
• фильтров очистки топлива,
• топливного насоса,
• воздушного фильтра,
• карбюратора.

Топливный бак - это емкость для хранения топлива. Обычно он размещается в задней, более безопасной части автомобиля. От топливного бака к карбюратору бензин поступает по топливопроводам, которые тянутся вдоль всего автомобиля, как правило, под днищем кузова.

Топливный фильтр (как правило, устанавливается самостоятельно) - следующий, третий этап очистки топлива. Фильтр располагается в моторном отсеке и предназначен для тонкой очистки бензина, поступающего к топливному насосу (возможна установка фильтра и после насоса). Обычно применяется одноразовый фильтр, при загрязнении которого требуется его замена.

Топливный насос - предназначен для принудительной подачи топлива из бака в карбюратор. Насос состоит из (рис. 14): корпуса, диафрагмы с пружиной и механизмом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов. В нем также находится сетчатый фильтр для очередной - четвертой ступени очистки бензина.

Воздушный фильтр (рис. 15) - необходим для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Фильтр устанавливается на верхней части воздушной горловины карбюратора.

Карбюратор предназначендля приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. В зависимости от режимов работы двигателя карбюратор меняет качество (соотношение бензина и воздуха) и количество этой смеси.

Топливный бак, как правило, не требует к себе внимания со стороны водителя на протяжении всего срока службы автомобиля. Однако иногда, все же приходится снимать бак с машины и капитально промывать его от грязи, которая попала туда в результате заправки машины некачественным бензином. В случае небольшого загрязнения можно попробовать слить отстой, для чего надо отвернуть пробку в нижней части топливного бака. Ну а если сильно не повезет, то приходится демонтировать всю систему питания.

Если забивается компенсационное отверстие в пробке топливного бака (или вентиляционная трубка), то создается разряжение, которое не позволяет бензину поступать в карбюратор, так как топливный насос не справляется с этим разряжением. Определить «вакуум» можно по звуку во время открытия пробки топливного бака. Думаю, все из вас открывали консервные банки, и поэтому звук будет вам знаком.

Загрязнение воздушного фильтра способствует увеличению концентрации вредных веществ в выхлопных газах, выбрасываемых в атмосферу, так как содержание бензина в горючей смеси значительно возрастает. Необходимо периодически менять фильтрующий элемент. Срок его замены оговаривается инструкцией завода-изготовителя, но при эксплуатации автомобиля по пыльным дорогам, этот срок может (и должен) быть уменьшен.

Правильно отрегулированный карбюратор готовит нормальную горючую смесь. Однако со временем нарушаются регулировки, засоряются жиклеры и каналы, выходят из строя детали карбюратора, и в цилиндры может поступать постоянно богатая или бедная смесь, что пагубно сказывается на работе двигателя.

Если карбюратор готовит богатую смесь, то наблюдаются:

• черный дым и «выстрелы» из глушителя,
• повышенный расход топлива,
• потеря мощности двигателя,
• перегрев двигателя,
• разжижение масла в поддоне картера двигателя.

Если карбюратор готовит бедную смесь, то наблюдаются:

• «хлопки» в карбюраторе,
• потеря мощности двигателя,
• перегрев двигателя.

Вышеописанные «кошмары» могут наблюдаться и при неисправностях системы зажигания, но об этом мы поговорим позже. А сейчас каждый из вас должен призадуматься и решить для себя один важный вопрос. Или вам придется овладеть необходимым минимумом навыков по регулировкам карбюратора, или периодически, при малейших подозрениях на неправильную работу двигателя отправляться к автомеханику.

При обслуживании карбюратора необходимо производить очистку наружной и внутренней поверхностей его корпуса, продувку сжатым воздухом жиклеров, топливных и воздушных каналов, проверку и регулировку уровня топлива в поплавковой камере, проверку и, в случае необходимости, замену диафрагм карбюратора, а также регулировку оборотов холостого хода двигателя с помощью, уже известных вам, двух винтов. Для успешного обслуживания карбюратора следует внимательно изучить соответствующий раздел «Руководства по ремонту и эксплуатации» вашего автомобиля. Тогда, после нескольких попыток, вы будете в состоянии наладить правильную работу карбюратора.

А если все-таки вы не уверены в своих знаниях, то лучше обратиться за помощью к специалисту или, по крайней мере, к «знающему» соседу.

О том, что существует топливный насос, следует вспоминать перед первой поездкой после каждой длительной стоянки автомобиля. Так как поплавковая камера карбюратора связана с атмосферой, то естественно бензин будет частично испаряться, а при длительной стоянке, он испарится полностью.
Для того чтобы не «мучить» двигатель безуспешными попытками запуска, предварительно следует накачать бензин в поплавковую камеру карбюратора с помощью рычага ручной подкачки, который располагается в нижней части корпуса топливного насоса.

Среди поршневых двигателей внутреннего сгорания в настоящее время наиболее распространен бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе воспламенение топливно-воздушной смеси происходит принудительно за счет электрической искры.

Основными направлениями совершенствования бензиновых двигателей являются снижение расхода топлива, токсичности отработавших газов, повышение мощности двигателя.

Для реализации этих требований на современных бензиновых двигателях применяются ряд систем: непосредственного впрыска, впускная и выпускная системы, турбонаддув, изменения фаз газораспределения, электронного зажигания, рециркуляции отработавших газов, управления двигателем.

Система непосредственного впрыска обеспечивает впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания. В зависимости от режима работы двигателя регулируется количество впрыскиваемого топлива, момент впрыска и образуются разные виды топливно-воздушной смеси (послойная, гомогенная, стехиометрическая гомогенная).

Современная впускная система характеризуется дроссельной заслонкой с электрическим приводом и впускными заслонками на каждый цилиндр. Впускные заслонки разделяют поток воздуха на два канала – свободный и перекрываемый заслонкой. Закрытые впускные заслонки обеспечивают послойное смесеобразование за счет вихревого движения воздуха в камере сгорания.

Турбонаддув является достаточно эффективной системой повышения мощности бензинового двигателя, основывающейся на сжатии всасываемого воздуха с помощью энергии отработавших газов. Вместе с тем, применение турбонаддува на бензиновых двигателях ограничено возможностью наступления детонации.

Система изменения фаз газораспределения обеспечивает эффективную работу газораспределительного механизма в разных режимах работы двигателя (холостой ход, низкие обороты, высокие обороты). В различных конструкциях систем эффект достигается за счет изменения момента открытия (закрытия) клапанов, продолжительности их открытия, а также высоты подъема.

Наиболее совершенной системой воспламенения топливно-воздушной смеси бензинового двигателя является электронная система зажигания, в которой создания и распределение тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя осуществляется посредством электронных компонентов – датчиков и блока управления.

Выпускная система помимо выпуска отработавших газов в значительной степени снижает и их токсичность. Эту функцию в системе выполняет каталитический нейтрализатор, работающий под управлением кислородного датчика – лямбда-зонда.

Снижению токсичности отработавших газов способствует система рециркуляции отработавших газов. Система уменьшает содержание в отработавших газах оксида азота путем возврата их части во впускной коллектор.

Система управления двигателем объединяет работу всех перечисленных систем, обеспечивая их оптимальное функционирование на всех режимах работы двигателя.

Благодаря высокой эффективности дизельный двигатель широко применяется на грузовых автомобилях. Вместе с тем, большинство легковых автомобилей имеют в линейке своих моторов дизельные двигатели. В Европе дизель постепенно вытесняет бензиновые двигатели, к примеру, свыше 50% новых легковых автомобилей там имеют дизельный двигатель.

На легковых автомобилях используются быстроходные дизели, обладающие высокой эластичностью, т.е. способностью развивать номинальный крутящий момент в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала.

Принцип работы дизельного двигателя основан на самопроизвольном (компрессионном) воспламенении дизельного топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания и смешиваемого со сжатым и нагретым до высокой температуры воздухом. В отличие от бензинового двигателя процесс работы дизеля не зависит от коэффициента избытка воздуха, а определяется гетерогенностью (неоднородностью) топливно-воздушной смеси.

Дизельный двигатель имеет ряд отличительных особенностей:

1. имеет большую степень сжатия и как следствие более высокий коэффициент полезного действия, больший вес и габариты, низкий расход топлива;
2. имеет низкие обороты коленчатого вала и как следствие меньшую удельную мощность, сопровождаемые неполным сгоранием топлива, сажеобразованием;
3. не имеет дроссельной заслонки, поэтому развивает высокий крутящий момент на низких оборотах;
4. имеет сложную конструкцию топливной аппаратуры и как следствие высокую чувствительность к качеству топлива.

Основными направлениями совершенствования дизельных двигателей являются снижение расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума, повышение мощности двигателя, облегчение холодного запуска. Для реализации этих требований на современных дизельных двигателях применяется ряд систем: Common Rail, впускная и выпускная системы, рециркуляции отработавших газов, турбонаддув, предпускового подогрева.

Система впрыска Common Rail предполагает накопление топлива в аккумуляторе высокого давления и его впрыск электронно-управляемыми форсунками. Электроника обеспечивает впрыск строго определенных порций топлива, чем достигается высокая экономия, полное сгорание и повышение мощности. При необходимости топливо может впрыскиваться многократно в течение одного цикла.

Выпускная система современного дизеля ориентирована на снижение в отработавших газах сажи, несгоревших углеводородов и оксидов азота. Для этого в системе устанавливается сажевый фильтр. Накапливаемая в фильтре сажа удаляется путем регенерации.

Система рециркуляции отработавших газов предназначена для снижения содержания в отработавших газах оксида азота, для чего часть газов возвращается во впускной коллектор. Для повышения эффективности работы системы отработавшие газы принудительно охлаждаются в специальном охладителе, включенном в систему охлаждения двигателя.

Впускная система дизельного двигателя может оборудоваться впускными заслонками. Применение заслонок образует два канала всасывания, обеспечивает завихрение воздушного потока и улучшенное смесеобразование на всех режимах. При запуске двигателя и работе на низких оборотах заслонки закрыты, при высокой частоте вращения коленчатого вала и высоком крутящем моменте – открыты. Закрытие заслонок приводит к снижению в отработавших газах оксида углерода и несгоревших углеводородов.

Наиболее эффективной системой повышения мощности дизельного двигателя является турбонаддув. Для создания оптимального давления наддува на всех режимах работы двигателя в системе используется турбонагнетатель с изменяемой геометрией турбины.

Для облегчения запуска дизельного двигателя в холодное время применяется система предпускового разогрева, представляющая собой электронно-управляемые свечи накаливания, установленные во впускном коллекторе. Дополнительно на автомобиль может устанавливаться подогреватель дизельного топлива.

1. Виды и сорта автомобильного топлива; зимние и летние сорта дизельного топлива

Основные виды топлива для автомобилей - продукты переработки нефти - бензины и дизельные топлива. Они представляют собой смеси углеводородов и присадок, предназначенных для улучшения их эксплуатационных свойств. В состав бензинов входят углеводороды, выкипающие при температуре от 35 до 200 «С, а в состав дизельных топлив - углеводороды, выкипающие в пределах 180…360 «С.

Бензины в силу своих физико-химических свойств применяются в двигателях с принудительным зажиганием (от искры). Более тяжелые дизельные топлива вследствие лучшей само воспламеняемости применяются в двигателях с воспламенением от сжатия, т.е. дизелях.

К автомобильным бензинам предъявляются следующие требования:

бесперебойная подача бензина в систему питания двигателя;

образование топливовоздушной смеси требуемого состава;

нормальное (без детонации) и полное сгорание смеси в двигателях;

обеспечение быстрого и надежного пуска двигателя при различных температурах окружающего воздуха;

отсутствие коррозии и коррозионных износов;

минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах, камере сгорания;

сохранение качества при хранении и транспортировке;

минимизация вредных выбросов в атмосферу.

Для выполнения этих требований бензины должны обладать рядом свойств. Рассмотрим наиболее важные из них.

Карбо-анионные свойства. Бензин, подаваемый в систему питания смешивается с воздухом и образует топливовоздушную смесь. Для полного сгорания необходимо обеспечить однородность смеси с определенным соотношением паров бензина и воздуха.

На протекание процессов смесеобразования влияют следующие физико-химические свойства.

Плотность топлива - при +20С должна составлять 690…750 кг/м. При низкой плотности поплавок карбюратора тонет и бензин свободно вытекает из распылителя, пере обогащая смесь. Плотность бензина со снижением температуры на каждые 10С возрастает примерно на 1%.

Вязкость - с ее увеличением затрудняется протекание топлива через жиклеры, что ведет к обеднению смеси. Вязкость в значительной степени зависит от температуры. При изменении температуры от +40 до -40°С расход бензина через жиклер меняется на 20…30%.

Испаряемость - способность переходить из жидкого состояния в газообразное. Автомобильные бензины должны обладать такой испаряемостью, чтобы обеспечивались легкий пуск двигателя (особенно зимой), его быстрый прогрев, полное сгорание топлива, а также исключалось образование паровых пробок в топливной системе.

Давление насыщенных паров - чем выше давление паров при испарении топлива в замкнутом пространстве, тем интенсивнее процесс их конденсации. Бензины с высоким давлением склонны к образованию паровых пробок, при их использовании снижается наполнение цилиндров и теряется мощность двигателя, увеличиваются потери от испарения при хранении в баках автомобилей и на складах.

Низкотемпературные свойства - характеризуют работоспособность топливоподающей системы зимой. При низких температурах происходит выпадение кристаллов льда в бензине и обледенение деталей карбюратора. В бензине в растворенном состоянии находится несколько сотых долей процента воды. С понижением температуры растворимость воды в бензине падает, и она образует кристаллы льда, которые нарушают подачу бензина в двигатель.

Сгорание бензина. Под «сгоранием» применительно к автомобильным двигателям понимают быструю реакцию взаимодействия углеводородов топлива с кислородом воздуха с выделением значительного количества тепла. Температура паров при горении достигает 1500…2400°С.

Теплота сгорания (теплотворная способность) - количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг жидкого или твердого и м3 газообразного топлива.

От теплоты сгорания зависит топливная экономичность: чем выше теплота, тем меньше топлива необходимо для м смеси.

Нормальное и детонационное сгорание. При нормальном сгорании процесс протекает плавно с почти полным окислением топлива и скоростью распространения пламени 10 - 40 м/с. Когда скорость распространения пламени возрастает и достигает 1500-2000 м/с, возникает детонационное сгорание, характеризующееся неравномерным протеканием процесса, скачкообразным изменением скорости движения пламени и возникновением ударной волны.

Детонация вызывается самовоспламенением наиболее удаленной от запальной свечи части бензина-воздушной смеси, горение которой приобретает взрывной характер. Условия для детонации наиболее благоприятны в той части камеры сгорания, где выше температура и больше время пребывания смеси. Внешне детонация проявляется в появлении звонких металлических стуков - результата многократных отражений от стенок камеры сгорания образующихся ударных волн.

Отечественная промышленность выпускает бензины следующих марок; А-76, А-80, АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98.

Маркировка бензинов включает одну или две буквы и цифру: буква «А» - бензин автомобильный, «И» - исследовательский метод определения 04 (если нет «И» - то моторный), цифра указывает на октановое число.

Автомобильные бензины, за исключением марки АИ-98, подразделяются на виды:

летний - для применения во всех районах, кроме северных и северовосточных, в период с 1 апреля до 1 октября; в южных районах допускается применять летний вид бензина в течение всего года;

зимний - для применения в течение всех сезонов в северных и северо-восточных районах; в остальных районах - с 1 октября до 1 апреля.