Износ двигателя

Основной вопрос этой статьи — а не приводит ли езда на низких оборотах к преждевременному износу мотора? И, какие режимы самые «износообразующие».
Постановка экспертных испытаний, в целом, понятна. Двигатель – один и тот же: ВАЗовский «восьмиклапанник». Стенд, аппаратура, бензин и несколько канистр масла – каждый цикл испытаний требует его замены. Задача простая – надо «проехать» одно и тоже расстояние, с одной скоростью, но используя различные режимы работы двигателя. На разных передачах…
Как этого достичь? Ехать можно на одной и той же скорости, поддерживая обороты двигателя и 1500, и 2500, и даже 4000 об/мин. Чем выше обороты – тем ниже передача, важно, чтобы мощность, выдаваемая мотором, была бы одинакова. На стенде это сделать просто – крутящий момент измеряем по динамометру, обороты известны – следовательно, и мощность знаем. «Скорость» множим на моточасы, которые мы тоже фиксируем – вот вам и пробег.
С износом сложнее – придется каждый раз, после наработки двигателя на фиксированном режиме заданного времени, мотор разбирать и взвешивать основные детали, образующие узлы трения, это вкладыши подшипников и поршневые кольца. Плюс к тому – дополнительный промежуточный контроль, который будем проводить, определяя содержание продуктов износа в пробах масла. Нашли хром – стало быть, изнашиваются первые поршневые кольца; обнаружили железо – цилиндры и шейки вала; появилось олово – оно определит скорость износа вкладышей подшипников (поскольку входит в состав антифрикционного слоя); алюминий – следствие износа поршней и подшипников распределительного вала.
Двигатель отработал на заданных постоянных режимах с примерно одинаковой мощностью по 50 моточасов на каждом. Немного для ресурса, но мы получаем скорости износа, а дальше простой экстраполяцией оцениваем и примерный ресурс мотора. При этом обороты двигателя на циклах испытаний меняли от 1200 до 4000, то есть больше, чем в три раза. А потом нагрузку на мотор увеличили – и еще раз прогнали цикл. А потом – еще… Получилась объемистая таблица, где для каждой точки режима была записана своя скорость износа, причем разделенная по узлам – подшипникам и кольцам.

Так меняется средняя скорость износа первых поршневых колец двигателя при изменении режима работы

«Черные зоны» активного износа обнаружились сразу. Самые серьезные — когда на малые обороты накладывается большая нагрузка, и с высокой температурой масла. Скорость износа в таком режиме максимальна – как для подшипников, так и поршневых колец с цилиндрами. У двигателистов эта область называется зоной буксировочных режимов.
С ростом оборотов зона износа сразу стала уменьшаться и где-то при 1800 об/мин – исчезла. Все узлы трения «всплыли» на масляные пленки, прямой контакт между поверхностями деталей исчез – и с ним и скорость износа обратилась практически в ноль. Но надо понимать, что ноль скорости износа на графиках, не означает, что его нет, просто износ на этих режимах меньше погрешности измерения. На практике, конечно, не совсем так. Микрочастицы пыли, продуктов износа, сажи, проскочившие масляный фильтр, дадут какой-то износ и здесь.

А так – вкладышей шатунных подшипников

С увеличением частоты вращения коленчатого вала, зона износа снова начинает появляться и расти. В нашем случае – уже где-то с режимов 3800 об/мин при большой нагрузке, и дальше – прогрессирует. Причем, здесь износ подшипников и поршневых колец с цилиндрами ведет себя по-разному. Быстрее всего высокие обороты начинают чувствовать подшипники коленчатого вала. Почему? Дело в том, что с ростом оборотов резко увеличиваются нагрузки на подшипники – давление инерционных сил от оборотов зависит в квадрате. А вот кольца свой износ снова получают с больших частот вращения – где-то с 4500 об/мин, и там это связано в основном с ростом температуры масла.
Где же наиболее благоприятная зона эксплуатации мотора? У испытанных нами вазовских «восьмерок» (неважно, карбюраторных или впрысковых, восьми- или шестнадцатиклапанных), зона оптимальных оборотов, при которых мотор способен воспринимать любые нагрузки без какого-либо ущерба для себя, составляет примерно 2000…3000 об/мин. Тут мы учитываем, что исходное состояние двигателя может быть разным, да и моторные масла – тоже… Принцип простой – чем больше изношен двигатель, тем выше нижняя и тем ниже верхняя границы зон безызносной работы. Чем выше вязкость масла, тем с более низких оборотов можно безопасно грузить мотор. Но точных цифр нет – очень это индивидуально.
А как это соотнести с моторами другой размерности? Тут есть одна зацепка… В принципе, узлы трения мотора чувствуют не обороты, а линейные скорости перемещения поверхностей деталей. Есть такой параметр мотора – средняя скорость движения поршня, это произведение хода поршня на частоту вращения коленчатого вала, деленное на тридцать. Тот диапазон, который мы получили, примерно соответствует средним скоростям поршня 5…7 м/с. Это значит, что для «длинноходовых» двигателей, которых ход поршня больше диаметра, зона оптимальных режимов сместится в область более низких оборотов. Отсюда – и их «эластичность». У «коротокоходных» зона оптимальных режимов сместится в область более высоких оборотов.
Кстати, именно этот диапазон изменения средних скоростей поршня обычно закладывают для определения основных зон эксплуатации двигателей с большими ресурсами. Судовых дизелей, дизель-генераторов и т.д.
Так что – берите свою размерность, выполните элементарные действия, и приблизительно получите свой диапазон безопасных оборотов. Но это так, приблизительно…
А в целом, вывод понятен. Мотору вредны как низкооборотные режимы с тяжелыми нагрузками, так и экстремальные обороты. Александр Шабанов

Изначально новые вкладыши отработали на низких оборотах с большой нагрузкой. Износы не замедлили проявиться.

Весы точно покажут, какая часть вкладыша «ушла» в масло

Кольца также жестко контролируются по массе

Трассовый пробег против городского

Ни для кого не секрет, что у автомобилей, которые эксплуатируются, в основном на трассах, очень быстро растёт пробег. Порой водители умудряются проехать 50 000 километров, и даже больше, за 1 год.

Что касается городской эксплуатации автомобиля, то рост километража заметно ниже. Среднее значение городского пробега составляет около 13-16 тысяч километров. У разных автомобилей, разные статистические показатели.

Ремонтируют машины одинаково, а пробег разный.

Частенько сталкиваюсь с людьми, которые любят рассказывать про то, как они обслуживают свою машину. Что ремонтируют, меняют, совершенствуют.

Так или иначе, начинаешь сравнивать, кто на каком пробеге что менял.

Получается интересная особенность. Количество поломок автомобиля не зависит от его пробега.

Количество поломок зависит от времени.

Если взять два одинаковых автомобиля, выпущенных с конвейера в одно и то же время, и один из них отправить ездить по трассе со скоростью 110 км/ч , а другой в город, со скоростью 55 км/ч .

Спустя 10 часов непрерывной езды, первый автомобиль проедет 1100 км, а второй 550.

Через 100 часов поездки , первый автомобиль проедет 11000 км и отправится на первое ТО . Ему поменяют масло, фильтры, подтянут все болты, которые раскрутились. Протестируют все системы и так далее.

А второй автомобиль, спустя 100 часов, до сих пор имеет старое масло. Не диагностировался и не проверялся на наличие каких-либо неисправностей, которые могли возникнуть.

Иными словами, в нашем случае , тот автомобиль, который мы отправили ездить по городу, будет обслуживаться в 2 раза реже.

Пробег всего лишь 50 тысяч, а машина разваливается.

Исходя из описанного примера, можно сделать вывод, что обслуживание машины, согласно пройденного километража не совсем корректно.

Не даром производители советуют менять антифриз каждые 80000 километров пробега или раз в 3 года. То же самое касается и тормозной жидкости.

Резинотехнические изделия тоже «устают» от постоянного нахождения в агрессивной среде, и могут потребовать замены уже на 60-70 тысячах , если автомобиль эксплуатируется в городе.

Следует отметить, что несвоевременная замена сайлент-блоков приводит к неминуемой поломке всей подвески.

К чему я всё это?

Выбирая автомобиль на БУ рынке, не стоит «тупо» смотреть на пробег. Необходимо сопоставлять множество факторов:

1. Год выпуска. Для 3-х летнего автомобиля 60000 км. пробега, более чем нормально.

2. Условия эксплуатации. Городская эксплуатация «убивает» автомобиль сильнее, чем трассовая.

3. Техническое состояние. На обслуженном автомобиле исключены даже малейшие подтёки масла и «пинки» КПП.

4. Состояние салона . Опять же, если автомобиль «городской», то салон будет иметь признаки износа уже к 100-150 тысячам километров. Зависит от машины, конечно.

Покупайте только хорошие автомобили с пробегом.

5 основных факторов, которые повышают износ двигателя

Двигатель внутреннего сгорания это самая значимая часть автомобиля после кузова, ведь именно благодаря ему и осуществляется движение. Естественно, мотор не может работать вечно, но время его жизни можно продлить, если минимизировать пагубное влияние определённых факторов.

Несвоевременная смена масла и масляного фильтра

Одна из наиболее распространённых причин износа деталей двигателя — плохое качество смазки. Из-за этого происходит разрыв масляной плёнки между цилиндром и поршнем, масло, которое нуждается в замене, уже не справляется с нейтрализацией сажи и кислотных соединений, образующихся при сгорании. Также, при плохом качестве смазки детали двигателя перегреваются.

Переодичность замены индивидуальна для каждой модели машины и типа масла, но обычно масло меняют в среднем через 8-10 тыс. км пробега — при большом пробеге на одном масле, оно сильно разжижается. У каждого масла есть свой ресурс, по исчерпанию которого, его свойства заметно ухудшаются.

Самое большое испытание для масла — частая езда на небольшие расстояния. Масло в двигателе не успевает прогреться до нужной температуры и в него попадает большое количество топлива.

Коррозия, износ и оплавление деталей, перегрев двигателя, засорение масляных каналов — последствия несвоевременной смены моторного масла.

Менять масляный фильтр следует через 12-15 тыс. км пробега, обычно его меняют вместе с маслом.

Использование масла очень низкого качества

При использовании моторного масла низкого качества будьте готовы к следующим последствиям:

• износ мотора при запуске — как было сказано в первом пункте, низкое качество масла и его недостаточна тягучесть пагубно влияет на работу двигателя, так как повышается сила трения, масло не выполняет свои функции должным образом, а детали перегреваются;
• перерасход масла — слишком большой объём масла приводит к сгоранию масла в цилиндрах;
• проблемы с коленвалом — масло низкого качества является причиной плохой подачи масла к зонам повышенного трения, из-за этого изнашиваются подшипники;
• повреждение поршней — нарушается синхронная работа коленвала и мотора, образуется осадок на дне поршня, это приводит к резкому перепаду температур в конкретном месте, что и является причиной повреждения поршней;
• износ клапана выпуска — клапан покрывается различными солями металлов, перестаёт плотно закрываться, из-за этого сгорает газ и выжигает участки негерметичного соединения тарелок клапанов;
• несоответствующая работа распределительного вала и прочих частей газораспределителя — что и приводит к поломке мотора.

Некачественные топливные и воздушные фильтры

Топливный фильтр применяется для очистки поступающего в силовой агрегат топлива. Несвоевременная замена или плохое качество фильтра повлечёт за собой загрязнение топлива. В автомобиль устанавливаются магистральный и погружной топливные фильтры. Заменять их следует согласно рекомендациям производителя либо при первых признаках износа. Если не поменять фильтр вовремя, может засориться топливная система, сломаться форсунки, снизиться мощность движка.

Воздушный фильтр очищает поступающий из окружающей среды воздух, попадающий в силовой агрегат. Заменяется фильтр одновременно с заменой масла, но если же автомобиль большей частью передвигается по пыльным грунтовым дорогам, менять его следует раньше.

Эксплуатация и хранение авто

Как было сказано выше, частые поездки на короткие расстояния приносят ощутимый вред двигателю. То же самое можно сказать о постоянных стоянках. Запуски из холодного состояния — и редкие, и частые — вредят мотору. При эксплуатации машины в городе не стоит нагружать двигатель слишком высокими оборотами.

Регулярное техобслуживание позволит выявить нестабильность в работе двигателя на ранних сроках.

Качественное топливо, масло и охлаждающая жидкость — также залог нормальной работы двигателя.

Важно правильно подобрать двигатель под ваши условия езды. Если автомобиль постоянно ездит на большие расстояния, следует выбирать дизельный двигатель. В режиме езды на короткие дистанции — бензиновый.

Режим движения

Хорошо, если автомобиль имеет автоматическую коробку передач. Если же она механическая, неграмотный режим движения может нанести тяжкий урон мотору.

Движение на малых оборотах с ранним переключением не экономит бензин, а расходует его впустую. Конечно, такой стиль езды практически гарантирует безопасность на дорогах, но имеет такие последствия как масляное голодание, эффект детонации топлива, перегрев. Это происходит из-за слабоинтенсивного смазывания трущихся деталей двигателя.

Движение же на высоких оборотах, быстрый разгон, езда «тапком в пол» чревата тем, что мотор, а также все узлы и агрегаты автомобиля, испытывают слишком высокие нагрузки и из-за этого быстрее изнашиваются. Также возникает перегрев, быстрое прогорание труб выхлопного тракта, изнашивание элементов трансмиссии, увеличивается расход горючего.

Золотая середина — удержание рабочих оборотов двигателя в диапазоне 2000-4500 оборотов в минуту. Это позволит избежать неприятных последствий, описанных выше, и убережёт двигатель от негативного воздействия.

Надо сказать, что за «сердцем» автомобиля нужно следить очень тщательно, оно не терпит пренебрежительного отношения. Аккуратное вождение, своевременное техобслуживание и покупка качественных фильтров, масла и топлива — залог долгой работы мотора и автомобиля в целом.