Диагностика состояния моторного масла

Для всех типов моторных масел имеется свой срок службы. После которого оно становится — непригодным! На этикетках бутылки с маслом есть указания пробега автомобиля через который необходимо его заменить.

Но эти параметры не учитывают условия, при которых машина будет работать на этом нем.

Например: периодические стояния в пробках, когда машина не двигается, а ее двигатель все равно работает, и частая эксплуатация по городу — значительно сокращает срок службы масла.В таком случае не стоит полагаться на указания и стараться наблюдать за качеством уже залитого — самостоятельно.

1 — Крышка двигателя для заливки масла 2 — Ручка щупа

Как узнать о состоянии залитого в двигателе масла?

Это легко сделать — по капле с масляного щупа из двигателя. Необходимо один раз капнуть на лист бумаги и подождать 15 минут, пока капля пропитается и сформирует четкое пятно. Теперь просто сравниваем полученный образец с представленными в таблице ниже.

Образцы капель моторного масла

новое масло

допустимое состояние масла

масло в отработанном состоянии

отработанное масло с механическими примесями

отработанное масло в среднем состоянии

отработанное масло в плохом состоянии

очень плохое недопустимое состояние масла

масло с перегретого двигателя

Капля должна быть не более — 3 сантиметров в диаметре.

По бумажной пробе масла учитывают три зоны капли. Цвет и рисунок пятна, а так же — равномерность растекания.

Бумажная хромотограмма диаметров зон капли

Чистое масло, без примесей, оставляет — большое светлое пятно. Оно может вовсе исчезнуть через пару суток. Если позже пятно пожелтеет, окислится, значит масло работало в двигателе при повышенных температурах, что указывает на неисправности в работе мотора.

Чем светлее пятно в зоне ядра — тем работоспособнее проверяемое масло.
Сильное потемнение говорит о насыщении металлами и примесями и если такое масло оставить работать в двигателе дальше, износ двигателя увеличится в разы.

Маленькая зона последнего кольца, диффузии, говорит о потере своих свойств у присадок, добавленных в масло для моющих и диспергирующих качеств. Такое масло может работать в моторе и дальше, но уже — не выполняя присадочных свойств.

Полное отсутствие последнего кольца говорит о присутствии воды и полной потере присадочных свойств. Если ядро такого масла густое и по цвету близкое к черному, значит — было неоднократно отработано и уже давно пришло в негодность!

В других случаях масло просто состарилось от времени, вышел срок годности, или были нарушены условия его хранения или эксплуатации.

Вода наносит сильный вред моторным маслам!

Вода попавшая в него в соотношении от 0,2% уже начинает быстро разлагать существующие в ней присадки. Далее при работе двигателя с таким маслом, в трубки и каналы мотора забиваются густыми маслянистыми отложениями.

Распад присадок увеличивает нагар на деталях, образуются — отложения, пена, пленки. В дальнейшем это приводит — к поломкам деталей в двигателе.

Диагностика двигателя внутреннего сгорания и трансмиссии по анализу работающего масла

В настоящее время анализ смазочных материалов для оценки состояния агрегатов автомобиля широко распространен в странах Европы и США. Становится востребованным он и в России.

Компания «Химмотолог» работает в данной области с 2010 года, и к настоящему времени не только проводит анализ смазочных материалов, но также разрабатывает и производит приборы для экспресс-анализа, с помощью которых можно самостоятельно оценить качество масла и провести диагностику состоя­ния техники. Наши приборы работают по всей России, а также в Белоруссии, Киргизии, Молдавии, Казахстане и Украине.

Масло – это «кровь» автомобиля. Как по анализу крови можно выявить наличие заболеваний, так и по анализу работающего масла можно установить наличие неисправностей в ДВС, КПП, трансмиссии.

По сравнению с другими методами диагностики анализ работающего в двигателе масла имеет ряд существенных преимуществ:

• диагностику выполняют без разборки и визуального осмотра;
• неисправности двигателя, трансмиссии, редукторов и др. обнаруживаются на самой ранней стадии возникновения;
• не требуется доставка диагностической аппаратуры к местам эксплуатации техники или перегон техники на пост диагностирования;
• анализ дает возможность заменять масло при действительной утрате им работоспособности, а не по величине пробега или мото-часам;
• анализ позволяет получить большой объем информации при небольшой трудоемкости его выполнения.

Несмотря на свою простоту, анализ масла имеет достаточно высокую точность: при разборке и ремонте двигателей предполагаемые неисправности подтверждаются в 95% случаев. Экономическая эффективность диагностирования дизелей по анализам масла очень высока. Эксплуатационные расходы автопредприятий снижаются в среднем на 25%. Снижение затрат в первую очередь обусловлено уменьшением расходов на закупку запасных частей и проведение ремонтных работ, минимизацией потерь, связанных с вынужденным простоем автомобилей. Дополнительную экономию дает уменьшение расхода масла и топлива, так как масло заменяют по фактической необходимости, а своевременное устранение неисправностей двигателя позволяет избавиться от обусловленного ими перерасхода топлива.

Существуют лаборатории, специализирующиеся на анализе горюче-смазочных материалов, например, в Великобритании через одну из таких компаний проходит более 70 тыс. образцов масла в год.

Более половины из 482 парков грузовых автомобилей в США с количеством транспортных единиц десять и более осуществляют анализ масла. Половина из них прибегают к услугам независимых лабораторий, треть парков сотрудничают с лабораториями фирм, поставляющих им масла, 20% парков проводят анализ сами с помощью специальных лабораторных комплектов (из них 60% закупили эти комплекты сами, остальным паркам они были предоставлены поставщиком масла).

Многие производители моторных масел в качестве безвозмездной сервисной услуги проводят анализы работавшего масла покупателям своей продукции. Такая практика уже много лет имеет место в разных странах.

Основным преимуществом диагностики по анализу работающего масла является простота ее проведения: не требуется разбирать соответствующий агрегат или выводить автомобиль из эксплуатации. Таким образом, можно чаще проводить диагностику, что дает возможность выявлять дефекты в технике на ранней стадии, и тем самым уменьшить затраты на техническое обслуживание и покупку запасных частей.

Масло не только служит источником информации, но и само является «жидкой деталью». К нему применимы понятия надежности и работоспособности, оно, так же как и любая другая деталь, может «выйти из строя» и перестать выполнять свои функции.

Указанные в инструкциях по эксплуатации двигателей и правилах технического обслуживания сроки смены масел определены по результатам испытаний. Стендовыми и эксплуатационными испытаниями заводов-изготовителей установлена наработка, в течение которой не будет значительного нагарообразования и износа, двигатель работает надежно с гарантированным ресурсом.

Но эти условия почти всегда отличаются от реальных. В эксплуатации качество топлива может быть лучше или хуже используемого при испытаниях, неодинаково и техническое состоя­ние двигателей. Сроки же смены установлены заводами для новых двигателей. В процессе эксплуатации существенно меняются нагрузки, от величины которых заметно зависит долговечность двигателя. Можно назвать еще множество факторов, влияющих на срок смены масел и ресурс техники, но все они не учитываются при регламентной замене масла.

В случае замены масла по пробегу возможны следующие ситуации: во-первых, замена масла, еще не выработавшего свой ресурс; во-вторых, работа двигателя на масле, эксплуатационные свойства которого недопустимо ухудшены. В первом случае повышается стоимость эксплуатации, во втором – снижается надежность работы двигателя. И то и другое экономически невыгодно. Эту проблему также может решить анализ работающего масла.

Для проведения анализа работавшего масла необязательно отправлять его в лабораторию, существует возможность определения показателей масла с помощью специальных приборов.

Рассмотрим основные показатели качества масла.

Вязкость

Вязкость – один из главных показателей качества масла. По изменению вязкости масла можно установить наличие в нем примесей. Например, снижение вязкости говорит о попадании в масло топлива, что, в свою очередь, может являться следствием неисправности топливной системы. Увеличение вязкости указывает на окисление масла вследствие наличия в масле охлаждающей жидкости, воды (что является следствием трещин в головке блока цилиндров или протекания уплотнительной прокладки), частиц износа (в результате износа деталей двигателя), перегрева масла (при неэффективной работе системы охлаждения).

Специально для определения вязкости в компании «Химмотолог» разработан вискозиметр В‑200 (рис. 1, 2). Его основные преимущества – компактность, универсальность, простота использования. Мини-термостат в составе прибора позволяет без использования дополнительного оборудования нагревать образец до нужной температуры (для моторных масел вязкость определяют при 40 и при 100 °C).

Рис. 1. Вискозиметр В-200 Рис. 2. Универсальный вискозиметр В-200 заменяет набор громоздких лабораторных вискозиметров

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемость, хотя и не регламентируется стандартами на масла, может дать большое количество информации. Мы разработали анализатор нефтепродуктов (рис. 3) – прибор, который на основании измерения одного этого показателя может многое сказать о масле. Время измерения диэлектрической проницаемости составляет 1…5 минут, для проведения измерений требуется всего 3 мл исследуемого продукта.

Рис. 3. Анализатор нефтепродуктов

Анализатор нефтепродуктов позволяет:

– определить содержание в масле воды или охлаждающей жидкости;

– выявить природу базового масла (минеральное, полусинтетическое, синтетическое) – это полезно при покупке масла, чтобы обезопасить себя от контрафактной продукции;

– определить ресурс работающего в двигателе масла и степень истощения пакета присадок.

Продукты износа

Главной особенностью определения содержания частиц износа является то, что этот показатель является непосредственной характеристикой состояния узлов трения в двигателе.

Для определения этого показателя качества в ООО «Химмотолог» был разработан датчик скорости износа (рис. 4) – прибор, который в режиме реального времени следит за температурой и содержанием частиц износа в различных агрегатах автомобиля: двигателе, коробке передач, трансмиссии, раздаточной коробке. Данные с датчиков с помощью Bluetooth передаются на телефон или планшет, где владелец может увидеть данные по текущему состоянию узлов трения, графики концентрации частиц износа в зависимости от времени, прогноз и рекомендации по срокам замены смазки и проведению ремонтных работ.

Рис. 4. Датчик скорости износа

Датчик скорости износа доказал свою эффективность уже при прохождении эксплуатационных испытаний. Для испытаний была выбрана «Газель Бизнес», датчики были установлены в ДВС, в раздаточной коробке, в заднем мосту. Однажды, после поездки по проселочной дороге в слякоть, датчик, установленный в раздаточной коробке, начал показывать увеличение скорости износа в 4 раза. Масло из коробки было слито, и проведен его более тщательный анализ. Оказалось, что повышение износа было вызвано попаданием в раздаточную коробку воды. После замены масла интенсивность износа вернулась к прежнему уровню (рис. 5).

Рис. 5. График износа раздаточной коробки автомобиля «ГАЗель Бизнес»

Если обратиться в специализированную лабораторию, анализ работавшего масла может дать еще больше информации: спектральный анализ позволяет установить конкретную группу деталей, которая подверглась износу, а также оценить степень деградации пакета присадок.

Таким образом, в настоящее время диагностика техники по анализу работавшего масла – простой и информативный способ оценить состояние автомобиля.

Ришат Нигматуллин, директор ООО «Химмотолог», д-р техн. наук, профессор

Диагностика двигателя по анализу масла

Моторное масло является уникальным носителем информации о техническом состоянии двигателя внутреннего сгорания. Научные исследования, проведенные во многих странах, подтвердили высокую надежность диагностических прогнозов неисправностей двигателей, основанных на результатах анализа работавшего моторного масла.

Особенно эффективно диагностирование по анализу масла, работавшего в дизелях грузовиков и дорожно-строительной техники, где при разборке и ремонте предполагаемые неисправности подтверждаются в 95% случаев. Регулярное диагностирование дизелей по анализу масла позволяет сократить эксплуатационные расходы в среднем на 25%.

По сравнению с другими методами диагностики анализ работающего в двигателе масла имеет ряд существенных преимуществ:

• не требуется выводить машины из работы;

• диагностику выполняют без разборки и визуального осмотра;

• неисправности двигателя обнаруживаются на самой ранней стадии возникновения;

• не требуется доставка диагностической аппаратуры к местам эксплуатации техники или перегон техники на посты диагностирования;

• анализ дает возможность заменять масло при действительной утрате им работоспособности, а не по истечении заданного количества моточасов;

• анализ позволяет получить большой объем информации;

• трудоемкость выполнения анализа небольшая.

Для получения надежной информации по анализам масла необходимо выполнить ряд условий:

• двигатель в течение всего времени наблюдения за техническим состоянием должен работать на моторном масле одной марки;

• пробы масла следует всегда отбирать из прогретого двигателя и до того, как будет долито свежее масло;

• моточасах или километрах до замены масла, указанного в техдокументации;

• обстоятельствах, которые могут повлиять на состав и свойства работавшего масла: вынужденная доливка масла другой марки, резкое изменение условий эксплуатации и т. п.

Анализ четырех (или более) проб дает возможность установить динамику изменения состава и показателей работоспособности масла в зависимости от времени работы. Если изменения протекают закономерно, двигатель исправен, если обнаружено аномальное изменение одного или нескольких взаимосвязанных показателей – это сигнал тревоги. Диагностическое значение показателей приведено в таблице.

Методы инфракрасного спектрального и феррографического анализа относятся к методам лабораторной трибодиагностики. Они позволяют диагностировать неисправности смазываемых узлов трения. Феррография – метод магнитного осаждения металлических частиц износа из проб смазочного масла. Он позволяет определить вид износа, интенсивность и режимы трения и смазки по форме частиц, состоянию их поверхности, распределению размеров частиц, материалам отдельных частиц, наличию посторонних примесей и продуктов деструкции масла.

Метод феррографии используется не только при исследовании магнитных металлических частиц, но и немагнитных материалов: алюминия, бронзы, латуни, графита, полимерных частиц и т. д. Совокупность этих параметров позволяет идентифицировать вид износа, определить место возможного отказа и оценить степень опасности дефекта. Например, для частиц задира характерны борозды в направлении движения. В случае образования на поверхностях трения усталостных микротрещин при качении в масле появляются сферические частицы. При усталостном выкрашивании образуются хлопьевидные частицы. Обычно на их поверхности имеется множество микроязвин. При коррозионном износе в пробе масла появляется множество частиц размером до 2 мкм. При микрорезании образуются частицы в виде стружки.

Систематический анализ проб масла дает возможность точно определять время замены, предотвращая слишком раннее или позднее проведение обслуживания, а также повысить надежность и безопасность эксплуатации двигателя.

Диагностирование двигателей по анализам масла получает все большее распространение, в частности потому, что некоторые производители моторных масел бесплатно выполняют анализ масел для постоянных покупателей их продукции.

Кроме анализа, который проводят в специализированных лабораториях, применяют и экспресс-анализ, выполняемый водителями и другими работниками автотранспортных предприятий. Для проведения экспресс-анализа в продаже имеются специальные комплекты простейших приборов и реагенты. Один из элементов экспресс-анализа – так называемая «капельная проба». Капля масла, нанесенная на фильтровальную бумагу, дает информацию о диспергирующих свойствах масла (способности смывать и уносить загрязняющие вещества), степени его загрязненности и окисления, наличия в нем воды. Экспресс-анализ можно выполнять намного чаще, своевременно выявляя неисправности. Сочетание подробных лабораторных анализов с экспресс-анализом дает наилучший результат при эксплуатации.