Непосредственный впрыск и турбонаддув

Во многих автомобилях и внедорожниках последних моделей базовый двигатель объемом 1,4 л способен развивать на 20% большую мощность при 20% меньшем объеме по сравнению с более мощными двигателями десятилетней давности. Увеличение мощности и экономии топлива было достигнуто за счет прямого впрыска и турбонаддува.

Увеличение мощности при меньшем рабочем объеме создает дополнительную нагрузку на двигатель.

Но увеличение мощности при меньшем объеме создает дополнительную нагрузку на двигатель, что приводит к возникновению у двигателей таких проблем, как сажевые отложения.

Масло в картере двигателя с прямым впрыском топлива или с турбонаддувом может оказать огромное влияние на работоспособность и производительность двигателя. Правильное масло может уменьшить отложения углерода. А неправильное масло? Что ж…

В последние годы многие производители рекомендовали конкретные сорта масла, соответствующие собственным требованиям. Их не следует игнорировать, если вы меняете масло в двигателе с непосредственным впрыском или с турбонаддувом. Масло-это не волшебство. Масло представляет собой смесь присадок и базового сырья, компонентов, настроенных под конкретные характеристики. Для современных двигателей двумя наиболее важными характеристиками масла являются летучесть в картере и то, что происходит, если масло сжигается в камере сгорания.

Летучесть масла

Одним из самых ранних испытаний масла был тест NOACK, который включает в себя нагрев образца масла и измерение того, что осталось после сгорания. Чем больше осадка или углерода остается, тем выше показатель летучести.

Большинство обычных масел имеют высокие показатели летучести, что означает, что они быстрее испаряются при воздействии тепла. Большое значение летучести означает, что масло со временем может загустеть и потеряет свои смазывающие свойства. Это также означает, что существует больший объем паров масла, который должна обрабатывать принудительная вентиляция картера.

Эти пары могут быть переначыщены углеводородами и прилипать к впускным клапанам, вызывая проблемы с сажевыми отложениями. Синтетические масла обладают значительно меньшей летучестью, снижая количество паров масла и возможность образования нагара на впускных клапанах, головке поршня или впускном коллекторе.

Из чего состоит масло?

Когда поршень движется вверх и вниз в цилиндре, масло разбрызгивается по стенкам цилиндра. Хотя большая часть масла соскабливается со стенок маслосъемными поршневыми кольцами, некоторое количество масла остается в небольшом поперечном сечении стенок. Кроме того, масло может попасть в компрессионные кольца.

Масло можно дожигать в камере сгорания или в каталитическом конвертере. Чем меньше капля масла, тем больше вероятность того, что она сгорит. Чем больше капля или объем масла, тем больше вероятность того, что масло может привнести дополнительной энергии в процессы горения внутри цилиндра, и воспламениться в неподходящее время. Масло также может стать причиной сажевых отложений.

Масло, попавшее в кольца и на стенки цилиндра, может действовать как дизельное топливо, которое воспламеняется при сжатии. Кроме того, подумайте о горячих точках в камере сгорания как о свечах накаливания. При определённом стечении обстоятельств, сжигание масла может произойти задолго до верхней мертвой точки. Это явление называется раннее зажигание и может привести к скачку давления в цилиндре. Раннее зажигание и возникающий в результате выброс могут привести к пропускам или даже повреждению поршня, шатуна и коленчатого вала.

В двигателе с непосредственным впрыском топлива повышается вероятность раннего зажигания из-за увеличенной степени сжатия и более низкого соотношения воздуха и топлива в топливо-воздушной смеси, что обеспечивает более высокие температуры сгорания. Другой фактор заключается в том, как управляются или настраиваются современные двигатели. Новые силовые агрегаты спроектированы так, чтобы максимально использовать свою мощность при более низких оборотах двигателя. При таких низких оборотах коленчатого вала двигатель потребляет меньше воздуха и требует меньше топлива. Но это также самый благоприятный фактор для возникновению раннего зажигания. GM называет это - Раннее Зажигание на Низких Оборотах (LSPI - Low-Speed Pre-Ignition).

Добавки в масло могут вызвать раннее зажигание или, по крайней мере, увеличить вероятность его проявления. Некоторые нефтяные компании сообщают, что масла с высоким содержанием моющих присадок, возможно, способствуют появлению раннего зажигания на низких оборотах. Моющие присадки в паре с модификаторами трения могут помочь снизить проявление LSPI. Масла с допуском GF-6 помогают решить эту проблему. Многие автопроизводители уже ввели новые стандарты на моторное масло.

Сажа

В некоторых бензиновых двигателях с непосредственным впрыском топлива количество сажи, образующейся в процессе сгорания, больше, чем в двигателях с распределённым впрыском. Это связано с тем, как капли топлива сгорают внутри камеры сгорания.

Эти частицы сажи могут попасть в моторное масло. В то время как одна частица сажи не вызовет износа, скопления частиц сажи вызовет абразивный эффект и повысит износ трущихся деталей двигателя. Присадки в масле могут удерживать частицы сажи во взвешенном состоянии, не давая им слипаться. Сажа также может привести к образованию масляного осадка.

Более продвинутые технология двигателестроения скоро появится в двигателях на будущих автомобилях. Переменный объем двигателя, составные турбонагнетатели и гибридные системы подачи топлива находятся в разработке уже сейчас. Новые технологии способны увеличить мощность двигателя за счет точно измеренного количества топливо-воздушной смеси, сгорающей в цилиндрах. Эти изменения означают большую нагрузку силовую установку и возможность образования сажевого нагара и, как итог, повреждения двигателя.