Какой температурный режим смазки обеспечит надежную работу мотора

Основная задача смазочного материала заключается в снижении трения металлических деталей мотора. Для нормального выполнения этой функции требуется определенная температура масла в двигателе. Смазочные жидкости разрабатываются с учетом этого фактора, что обеспечивает стабильную работу мотора.

Какая температура должна быть у смазочного материала? Ответить на вопрос можно, изучив этот же показатель охлаждающего материала. Моторное масло всегда горячее охлаждающей жидкости на 10 или 15 градусов. Уровень его теплоты в 105 °C – максимальный порог нормы.

При выборе подходящей автохимии нужно исходить из марки авто и рекомендаций производителя. Тогда продукция будет поддерживать оптимальную температуру при работе двигателя. Также масло должно обладать определенным уровнем важнейших параметров: вязкости и смазывания.

Вязкость продукта: какая подойдет?

Во время холодного пуска жидкость должна обеспечивать быструю смазку деталей механизма, мгновенно проходя по системе. Свойства масла должны сохраняться в морозы, а вот при повышении температуры его вязкость падает. То есть не стоит стремиться приобрести универсальный продукт, он все равно не сможет обеспечить нормальную работу вашего двигателя каждый день на протяжении всего года. Также не нужно искать ответ на вопрос «какая вязкость будет подходящей во всех случаях?». Рабочая температура масла должна быть оптимальной в определенный момент времени.

Нужно учитывать не только какая температура на улице. Важно помнить о том, что на двигатель влияют нагрузки и количество пройденных километров. Во время холодного пуска более жидкая оксоль мгновенно обеспечит смазывание двигателя, но она не сможет защитить его детали от повреждений при долгой работе. В то же время выбор слишком вязкого масла создает угрозу для механизма во время пуска. Данная проблема разрешается выбором масла, которое соответствует требованиям производителей автомобиля, а также рекомендовано для использования в определенное время года. К примеру, моторное масло 15W40 используется в условиях высоких температур.

Двигатель с водяным охлаждением нормально функционирует, если температура системы охлаждения находится в районе 90 градусов. При этом моторное масло должно нагреваться до 90-105 градусов. Верхний предел является максимальным. Рабочая вязкость не должна быть меньше 10 мм2/c, какая обычно и бывает в нормально работающем двигателе. В противном случае смазка не обеспечит создание равномерной пленки, защищающей детали от трения.

В двигателе практически каждого автомобиля используются два главных режима поступления масла:

1. граничный характеризуется тем, что смазывание происходит вокруг поршней без давления;
2. гидродинамический подразумевает смазку коленчатого вала под давлением.

Толщина пленки смазки важна в любом случае, но для второго режима этот параметр имеет решающее значение.

Помните о том, что детали автомобильного мотора сконструированы с учетом их расширения при нагревании. Нормальная рабочая температура каждого механизма обеспечивает оптимальное функционирование всех систем, поэтому определенный температурный режим в двигателе – это не рекомендация, а требование.

Гидродинамическое и граничное смазывание: в чем отличия?

Гидродинамический процесс происходит так: масляная жидкость прокачивается насосом и, проходя теплообменник, попадает к коленчатому валу через систему фильтрации. Данные действия выполняются под давлением, и если рабочая температура двигателя в норме, смазка проходит весь путь за доли секунды. В начале вращения создается так называемый масляной клин. Он образуется из-за того, что смазочная жидкость под сильным давлением попадает в промежуток между шейками коленчатого вала и подшипниками.

Если двигатель запускают в холодное время года, в нем происходят точно такие же процессы. Но из-за большой вязкости масло не может проходить через фильтр. В результате смазочная жидкость проходит через обходной клапан, из-за чего продукт частично не фильтруется. Однако на нормальную работу двигателя такая ситуация не влияет. Конструктивные особенности мотора обеспечивают прохождение оксоли к его деталям, даже если фильтр блокирует поток жидкости. Когда температура повышается, вязкость становится меньше и смазка вновь начинает проходить фильтрующую систему, не затрагивая обходной клапан.

Процесс под названием «граничное смазывание» заключается в постоянном возобновлении масла. При этом используется жидкость, содержащая противоизносные присадки. Таким образом происходит смазывание всех деталей двигателя, которые оксоль проходит без давления.

Возобновление смазочного материала осуществляется благодаря распылению через форсунки или в процессе разбрызгивания. Двигатели нового поколения имеют специальные охлаждающие форсунки, благодаря чему понижается температура поршня. Граничное смазывание позволяет постоянно уносить отработанное масло от частей механизма и приносить его новую порцию.

Низкая рабочая температура

Рабочая температура в картере не должна быть ниже нормальной. В большинстве случаев норма находится выше 90 градусов. Если температура понижена, система охлаждения снизит ее еще больше. Это повлечет за собой неэффективную работу всего агрегата: детали будет расширяться недостаточно, поэтому между ними не возникнет нужного зазора.

Кроме того, в смазочном материале начинают образовываться кислоты. В недостаточно нагретом двигателе происходит конденсация влаги, которая попадает в масло и смешивается с продуктами сгорания, образуя кислоты, разрушающие легкие металлы. Если же температура в механизме нормальная, из-за испарения воды этого не происходит.

Такая проблема может усугубить ситуацию, если смазывающий продукт будет слишком густым, чтобы пройти систему фильтрации. Масло будет частично проходить через обходной клапан, что ускорит износ работающих деталей. Также могут возникать протечки жидкости. Все это неблагоприятно скажется на работе двигателя.

Высокая рабочая температура

Повышенная температура в моторе может быть даже опаснее, чем недостаточная. При чрезмерном ее увеличении детали работают в режиме гидродинамической смазки. Повышение температуры ведет к понижению вязкости масла. В результате жидкая оксоль не способна эффективно смазывать все детали. Кроме этого, уменьшаются зазоры, что также приводит к повреждению механизма.

При повышении температуры масла до 125 градусов оно начинает идти в обход поршневых колец и гореть вместе с топливом. При выхлопе смазочный материал не будет заметен, так как его концентрация в горючем очень низкая. Но выявить проблему можно по быстрому расходу жидкости, которую придется заливать гораздо чаще, чем при нормальной работе мотора.

Если же судить по показателям масла, то они будут в норме. Это связано с тем, что при доливании все масло обновляется, улучшая показатели в целом. Поэтому будьте внимательны, если ваш агрегат стал чаще «просить добавки» смазки.

Обычно подобные проблемы незаметны до возникновения серьезной поломки. Да и в этом случае причину удается определить не сразу. Специалисты могут списать все на недостаточное смазывание, так как последствия очень схожи. Обратите внимание: при перегреве подшипники и корпус приходят в негодность при исправном насосе для масла и качественном смазочном материале в картере.

Какое же смазывающее вещество выбрать?

Дорогие машины предъявляют определенные требования к смазкам. К тому же они очень остро реагируют на изменения окружающей среды и условий эксплуатации. Поэтому следует соблюдать следующие правила:

• Используйте только ту смазку, которая рекомендована производителем вашего автомобиля. Информацию о таком смазочном материале можно узнать из книжки, прилагаемой к машине.
• Замена масла должна происходить своевременно и с учетом условий окружающей среды. Даже если время менять смазку не подошло, но пробег превысил норму, стоит обратиться в сервис или потратить время на то, чтобы сделать все самостоятельно.
• Нужно, чтобы рабочая область мотора хорошо вентилировалась, это предотвратит перегрев рабочих деталей.
• Система охлаждения должна исправно работать, а также соответствовать эксплуатационным условиям авто.
• Периодически проверяйте уровень масла в системе, так как именно по большому расходу смазочной жидкости можно заметить наличие неполадок в работе двигателя.
• При анализе смазки нужно четко соблюдать последовательность действий, чтобы избежать неточностей.

Рабочая температура масла и влияние на двигатель

Залитая в картер мотора автомобиля смазка обеспечивает снижение силы трения и охлаждает детали кривошипного механизма. Температура масла в двигателе достигает +130. +140 °С, что приводит к повышению текучести и ухудшению рабочих характеристик жидкости. При подборе смазки необходимо учитывать особенности конструкции ДВС и следовать рекомендациям производителя.

Функции моторного масла

Основной функционал моторного масла заключается в:

• уменьшении трения между вращающимися деталями и элементами, совершающими возвратно-поступательные движения;
• снижении объема газов, проникающих из рабочей камеры цилиндров в картер;
• удалении нагара и отложений с рабочих поверхностей и из масляных каналов;
• нейтрализации агрессивных веществ, образующихся при сгорании топлива (например, кислот).

Моторное масло отвечает за охлаждение элементов конструкции двигателя. В силовых установках с жидкостным принципом теплоотвода смазка отводит до 30% избыточного тепла. В моторах с воздушным охлаждением на долю смазки приходится до 80% излишнего тепла.

Важность нормальных температурных показателей

Вязкость и смазывающие способности моторного масла зависят от степени нагрева жидкости. При чрезмерном повышении температуры вещество проходит через зазор между деталями без образования разделительной пленки, снижающей интенсивность износа. При охлаждении смазка становится густой. Масляная помпа не может подавать материал через тонкие каналы к контактирующим деталям.

Моторные масла выпускаются в соответствии со стандартом SAE, определяющим возможность применения жидкости в зависимости от температуры окружающей среды. Например, сорт 0W-30 сохраняет текучесть при охлаждении до -38. -40 °С. Вязкость смазки при нормально прогретом силовом агрегате должна составлять 8. 12 сантистоксов (сСт). Параметр рассчитан с учетом термических расширений деталей двигателя и обеспечивает сохранение масляной пленки на сопрягаемых поверхностях.

При заливке масла учитываются рабочая температура мотора и характеристики жидкости. Например, при использовании смазки с повышенной вязкостью наблюдается увеличение потерь мощности на преодоление сил трения, что негативно влияет на расход топлива.

В силовых агрегатах серийных автомобилей масло в поддоне прогревается до +90. +115 °С; в гоночных силовых установках – +130 °С.

О системе смазки двигателя

Стандартная система смазки двигателя состоит из следующих узлов:

• штампованного или литого поддона, в котором хранится запас жидкой смазки;
• заборного патрубка с фильтром грубой очистки из металлической сетки;
• шестеренной или лопастной помпы с механическим приводом, которая нагнетает смазку к трущимся поверхностям;
• магистралей, просверленных внутри блока и головки цилиндров, обеспечивающих подвод масла к вкладышам подшипников;
• дополнительных распылителей, подающих смазку на стенки цилиндров или внутренние поверхности поршней (для снижения температуры);
• системы очистки рабочей жидкости со сменным картриджем;
• редукционного клапана, не позволяющего подавать смазку к парам трения под повышенным давлением;
• электрического измерителя давления, который связан с контрольной лампой или стрелочным индикатором в комбинации приборов;
• теплообменника, обеспечивающего охлаждение смазки (воздушного или жидкостного типа);
• электрического сенсора температуры масла.

Рабочая температура и ее изменения

Находящееся в картере мотора масло имеет разную степень нагрева. Наибольшая температура смазки при работе двигателя достигается на поверхности зеркал цилиндров и днище поршня. Часть смазывающего вещества, попадающего в рабочую камеру, сгорает или выбрасывается с отработавшими газами. Если на силовом агрегате установлена турбина, часть смазки отводится к подшипниковым опорам. Допустимая норма расхода рабочей жидкости зависит от производителя силовой установки (находится в пределах от 500 мл до 1,0 л на 1000 км пробега).

Таблица температурных параметров в разных точках для бензиновых моторов

Ниже в таблице приведены нормальные значения рабочей температуры масла в двигателе атмосферного типа с искровым зажиганием.

Точка замера	Значение, °С
Кулачки и коромысла газораспределительного механизма	+50. +80
Торцевая поверхность поршня	+340. +368
Нижняя часть блока цилиндров	+140. +220
Коленчатый вал и нижние части шатунов	+115. +185
Масляный поддон	+80. +150

Из таблицы видно, что максимальные температурные нагрузки достигаются в камере сгорания и на боковой поверхности цилиндра. Степень нагрева снижается по телу поршня по мере удаления от поверхности, на которую воздействуют раскаленные газы.

Например, в моторе ВАЗ-21083 (карбюраторная система питания, рабочий объем 1,5 л) днище имеет температуру +337. +357 °С, а внутренняя часть поршня при этом не прогревается более чем до +190. +210 °С. Соответственно, залитое масло работает в переменных условиях и имеет разную текучесть.

Таблица значений температуры для дизельных двигателей

Таблица степени нагрева смазки в дизельных двигателях с атмосферным смесеобразованием приведена ниже.

Точка замера	Значение для установок с воздушным охлаждением, °С	Значение для установок с жидкостным охлаждением, °С
Днище поршня	+270. +298	+265. +310
Внутри поршня напротив камеры сгорания	+177. +217	+165. +220
Блок цилиндров в нижней части гильзы	+130. +155	+93. +137
Шатунная шейка	+127. +157	+128. +150
Коренная шейка	+112. +139	+107. +137

Температурные нагрузки в моторах с воспламенением от сжатия ниже из-за уменьшенной частоты вращения и сниженной теплотворной способности горючего. Силовые агрегаты применяются на грузовых автомобилях, где испытывают повышенные нагрузки. Используемое масло образует устойчивую защитную пленку между трущимися деталями в условиях перепадов частоты вращения.

Тестовые замеры проводились в летний период при температуре воздуха +20 °С. В зимнее время степень нагрева деталей снижается на 20-30 °С (зависит от климатической зоны).

Симптомы перегрева моторного масла

В автомобилях старого образца с мотором внутреннего сгорания воздушного охлаждения (например, ЗАЗ или Tatra) в комбинации приборов установлен термометр с контрольной лампой. При достижении максимальной температуры включается красный предупредительный индикатор. В этом случае дальнейшее движение запрещается из-за риска необратимых повреждений силового агрегата. На шкале прибора имеются несколько интервалов. Оптимальный диапазон температур выделяется зеленым или белым цветом. Красная зона указывает на начало перегрева.

В машинах с жидкостной системой охлаждения контрольный прибор отсутствует, поэтому водитель не знает, какая температура масла. В некоторых автомобилях концернов VAG, Hyundai-Kia, Ford установлен измеритель уровня и степени нагрева смазки. Информация выводится на жидкокристаллический дисплей на панели приборов. После того как жидкость нагревается свыше допустимого порога, в комбинации приборов включается лампа Check Engine с дополнительным текстовым пояснением на информационном экране.

На бюджетных автомобилях возможна установка датчика, который передает сигналы о текущей температуре масла в блок управления. При перегреве в комбинации приборов активируется индикатор Check Engine. Дальнейшая эксплуатация машины с перегретым маслом запрещается. Особенно это касается двигателей с турбокомпрессорами, чувствительными к качеству и вязкости моторного масла. Рекомендации по ремонту и уходу и советы по эксплуатации системы смазки приводятся в заводской инструкции, которая прилагается к автомобилю при покупке.