Журнал "Строительная техника и технологии" №42002
Эффективность работы современной строительно-дорожной и землероино-транспортной техники во многом зависит от конструкции и характеристик применяемых силовых установок. Сегодня в качестве основного источника энергии доминируют дизельные двигатели преимущественно жидкостного охлаждения. Несмотря на прогресс, достигнутый в области моторостроения в последние десятилетия, не нужно рассчитывать, что дизель даже самой передовой конструкции сам по себе не может обеспечить высокие технико-экономические показатели. Этого ошибочного утверждения нередко придерживаются в эксплуатирующих организациях. А между тем надежным и долговечным функционирование мотора будет тогда, когда в полной мере соблюдаются правила рекомендованные фирмой-изготовителем, используются высококачественные материалы и комплектующие, производится квалифицированное сервисное обслуживание. Важнейшими составляющими в этом смысле являются моторное масло, топливо и охлаждающая жидкость.
Моторное масло выполняет несколько главных функций: создание стабильной поверхности трения, снижение износа и уменьшение механических потерь, обеспечение чистоты двигателя и предотвращение его от коррозии, герметизация контактных поверхностей и снижение тепловых нагрузок. Специфические условия использования дизеля во многом определяются широким спектром дополнительных свойств масла.
оторные масла разделяют на два основных вида - минеральные и синтетические. Характеристики первых сильно зависят от температуры, поэтому они требуют присадок, которые быстро разрушаются из-за высоких механических и тепловых нагрузок, сокращая срок службы масла. Синтетические масла имеют высокую однородность и стабильность свойств. Способность таких масел оставаться более жидкими на морозе и более густыми в жару позволяет снизить износ деталей и потери на трение, что приводит к экономии топлива. Кроме того, синтетическое масло меньше сгорает в двигателе и служит дольше, образовывая мало отложений. Единственный недостаток - высокая цена.
Большинство неполадок дизеля, связанных с маслом, возникает либо в результате циркуляции загрязненного или деградировавшего масла, либо из-за непопадания масла к конкретному узлу или детали. Загрязнение масла может быть вызвано продуктами износа деталей двигателя; грязью, проникающей вместе с воздухом; нагаром, представляющим собой частично сгоревшее топливо; наличием недопустимо большого количества топлива в масле; водой, конденсирующийся в картере двигателя и попадающим в масло антифризом.
Загрязняющие частицы удаляются из системы смазки дизеля с помощью масляного фильтра. Слишком длительное использование фильтра приводит к его закупорке и попаданию в систему не только неотфильтрованного масла, но и ранее отфильтрованных частиц. Помимо этого весьма вероятна деформация фильтрующего элемента, а также растрескивание и разрыв бумаги, которая может попасть в двигатель. Загрязненное масло в первую очередь приводит к повреждению вкладышей подшипников, шеек коленчатого вала, поршней, их колец и гильз цилиндров, турбонагнетателя, клапанов газораспределительного механизма. Каждый раз при сливе масла из картера и заполнения его свежим маслом следует устанавливать новый фильтрующий элемент.
Даже несмотря на высокое качество масла, нахождение продуктов износа в нём неизбежно, и это обстоятельство является нормальным. Однако если количество продуктов износа чрезмерно велико, их негативное воздействие заметно сокращает срок службы дизеля. Происходят закупорка фильтра, интенсивный износ поршневых колец и гильз цилиндров, вкладышей подшипников коленчатого вала и гильз цилиндров.
Грязь, попадая в моторное масло вместе с нагнетаемым в двигатель воздухом или в результате повреждения прокладки, способна повредить стенки цилиндров. Нагар является следствием загрязнения воздухоочистителя, недопустимо высокой нагрузки дизеля, чрезмерной подачи топлива - из-за этого моторное масло чернеет. Топливо, попавшее в масло, ухудшает его смазочные свойства и приводит к повреждению подшипников и прихвату поршней. Вода, являющаяся побочным продуктом сгорания топлива, в смеси с маслом создаёт эмульсию, которая способствует закупорке фильтра. Антифриз (этиленгликоль) может попасть в моторное масло изза утечки его из системы охлаждения двигателя. В результате в масле образуется осадок, который может вызвать закупорку фильтра.
Помимо загрязнения происходит деградация масла, снижающая ее общую эффективность. Это явление вызывают следующие причины: изменение расхода масла, низкая температура охлаждающей жидкости, высокая влажность воздуха, использование некачественного топлива, плохое техническое обслуживание.
Изменение расхода масла является характерным признаком износа поршневых колец и гильз цилиндров двигателя. В этом случае чрезвычайно важное значение имеет подача насосом необходимого количества масла в зону расположения поршневых колец.
Наиболее действенным способом, предотвращающим повреждение дизеля, связанного с применяемым маслом, являются постоянный внешний осмотр двигателя, позволяющий выявить утечки масла, проверка давления масла по манометру, контроль за уровнем масла. Низкий уровень масла является следствием его повышенного расхода, утечки или повреждения маслопровода.
Руководства по эксплуатации обычно допускают применение моторных масел различных фирм. Они объединены общей классификацией по вязкостным и эксплуатационным свойствам. Применение большинства российских моторных масел на импортной технике, оснащенной высокофорсированными дизелями, даже при более частой замене широко используемых масел CF-2, CF-4 и CG-4, как правило, не может обеспечить нормальную работу двигателя и его высокий ресурс. Исключением являются масла марок М-8-Д2(м), М-10-Д2(м), М-43/8Г2, М-43/8-Д и М-43/10-Д. Аналогами масел SG, SH и CF для менее форсированных моторов являются отечественные М-10Г2К или М-10Г 2.
Дизельное топливо обладает несколькими важнейшими особенностями, которые нужно знать для правильной экс- плуатации современных дизельных двигателей.
Воспламеняемость и горючесть определяют эффективность процесса сгорания топлива в двигателе. Воспламеняемость дизельного топлива оценивают цетановым числом (ЦТ). Его оптимальное значение находится в границах 40-50. Прокачиваемость по топливной системе оценивается по вязкости, низкотемпературным характеристикам, коэффициенту фильтруемости.
Вязкость топлива влияет на процесс образования топливовоздушной смеси и износ элементов топливной системы. Наиболее оптимальным для дизелей последнего поколения является топливо с вязкостью в пределах 1,4-20 сСт.
Низкотемпературные характеристики определяют рабочие свойства топлива в условиях пониженной температуры. Речь идёт о температуре застывания (полная потеря текучести топлива), температуре помутнения (начало выпадения кристаллов парафинов), предельной температуре фильтруемости, при которой топливо способно проходить через фильтр с установленной скоростью.
Коэффициент фильтруемости определяет содержание в топливе механических примесей, воды, смолистых продуктов окисления, асфальгенов, а также грибков. Для современных дизелей коэффициент фильтруемости должен быть не менее 3.
Наиболее действенным путём улучшения низкотемпературных характеристик является введение специальных депрессорных присадок, которые не влияют на температуру помутнения, однако позволяют снизить температуры предельной фильтруемости и застывания на 10-20°С. Для предотвращения попадания в цилиндры двигателя воды, содержащейся в топливе или конденсирующейся в топливном баке, устанавливают фирменные влагоотделители (что особенно актуально для России). Осадочные продукты постепенно скапливаются в топливном фильтре, поэтому необходимо следить за периодичностью замены фильтрующего элемента.
Нагарообразование в дизеле приводит к закоксовыванию форсунок, увеличенному расходу топлива, повышению износа и дымления. Топлива с большим содержанием серы, смол ароматических и олефиновых углеводородов, неорганических примесей дают большее количество нагара. Сера, находящаяся в топливе, при сжигании в камере сгорания дизеля образует серную кислоту, которая разрушает направляющие клапанов, гильзы цилиндров, подшипники. Чтобы этого не происходило, необходимо проверять содержание серы в топливе, поддерживать температуру охлаждающей жидкости в границах 85-95°С, производить смену масла в установленные сроки.
Топлива для дизельных двиателей в России вырабатываются трёх марок: Л - летнее, применяемое при температуре воздуха выше 0°С; 3 - зимнее, двух видов. Один из них используется до -20°С, другой - до -30°С. Топливо, имеющее обозначение А, называется арктическим и эксплуатируется при температуре до -50"С. Перечисленные виды дизельных топлив допускаются для использования в системе питания дизелей зарубежного производства.
Необходимо неукоснительно соблюдать периодичность замены топливных и воздушных фильтров, фильтрующих элементов влагоотделителя, осуществлять предупредительное обслуживание приводных ремней и термостата, тщательно регулировать агрегаты системы питания. Только фирменные топливные фильтры должны устанавливаться на дизелях той или иной модели. Систематическая прокачка топливной системы обеспечивает устранение воздушных пробок, образующихся после замены топливных фильтров.
Охлаждающая жидкость представляет собой смесь воды и кондиционера - специальнои присадки, предотвращающей коррозию деталей системы охлаждения. При эксплуатации в условиях низких температур к этим составляющим добавляется антифриз, который предотвращает замерзание охлаждающей жидкости. Необходимо помнить, что эффективность работы, а также срок службы двигателя и системы охлаждения во многом зависят от типа охлаждающей жидкости. Главным теплоносителем в её составе является вода. Однако в ее составе находятся вещества в той или иной степени её загрязняющие. Это вызывает образование кислот или накипи, которые могут существенно сократить долговечность системы охлаждения.
Фирменные антифризы, использующиеся в системе охлаждения, содержат все необходимые присадки, которые предотвращают замерзание охлаждающей жидкости и образование коррозии, а кроме того повышают точку кипения воды и обеспечивают защиту деталей из алюминиевых сплавов. Среди отечественных смесей можно упомянуть концентрированные низкозамерзающие жидкости ТОСОЛ А-40 и ОЖ-40. Существуют также низкозамерзающие охлаждающие жидкости (ТОСОЛ А-65, ОЖ-65), обеспечивающие нормальную эксплуатацию дизеля при температуре окружающего воздуха до -65°С.
Столь же важное значение, как и температура замерзания, имеет температура кипения - чем она выше, тем меньше охлаждающая жидкость испаряется и реже закипает, что обеспечивает более длительную работу двигателя без дозаправки и перегрева.
Следует помнить, какой бы тип охлаждающей жидкости из числа рекомендованных ни использовался, необходимо регулярно контролировать её уровень из-за возможных утечек и испарения, а также производить замену в сроки указанные в инструкции по эксплуатации.
Если пренебрегать указанными требованиями, дизели могут разрушиться или повредятся поршни и стенки цилиндров, термостат и водяной насос, алюминиевые детали и каналы системы охлаждения и т.д.
Надежная работа системы охлаждения двигателя гарантируется при использовании в качестве охлаждающей жидкости низкозамерзающей жидкости. Только в случае значительной и внезапной утечки жидкости производится доливка мягкой и чистой воды, с тем чтобы доехать до ближайшего сервисного пункта. После этого необходимо слить жидкость из системы охлаждения, а затем заправить её соответствующей низкозамерзающей жидкостью.
Неисправность системы охлаждения может привести к перегреву двигателя, который обычно вызывает растрескивание или деформацию головки и блока, а также прихват поршней двигателя. Причины, ведущие к перегреву: низкий уровень охлаждающей жидкости, засорение сердцевины радиатора, повреждённые или подтекающие шланги и патрубки охлаждающей жидкости, ослабление натяжения ремня вентилятора, чрезмерная нагрузка двигателя, отказ водяного насоса или термостата, засорение впускного или выпускного воздушных каналов, неисправность работы радиатора.
В то же время слишком сильный отвод тепла влечёт за собой переохлаждение дизеля, которое может его повредить так же, как и перегрев. Наряду с этим продолжительная эксплуатация двигателя при недопустимо низких температурах в системе охлаждения приводит к образованию шлама в картере, который вызывает пригорание толкателей втулок клапанов, поршней и поршневых колец и к появлению нагара, нарушающего работу газораспределительного механизма. Поэтому рабочая температура должна находиться в границах 85-95°С - независимо от его нагрузки и температуры окружающей среды.
Категорически запрещаются пуск и кратковременная работа двигателя после слива охлаждающей жидкости для удаления её остатков из системы, поскольку это ведёт к разрушению угоютнительных резиновых колец, гильз цилиндров, выпаданию седел клапанов, прогоранию прокладок головки блока цилиндров и короблению головки