Заказать бесплатный звонок
Ваше имя
Телефон
Вопрос или комментарий

Охлаждающая жидкость в двигателе автомобиля

Все автомобилисты знают, как важны для автомобиля качественные жидкости: топливо, масло, тормозная жидкость. Но многие из них недооценивают охлаждающую жидкость. Последствия от применения некачественной охлаждающей жидкости, как правило, проявляются не сразу, а через некоторое время после начала ее использования. Да и не всякий специалист сможет понять, что причиной проблемы, возникшей в автомобиле, является охлаждающая жидкость. 

Охлаждающая жидкость должна обладать следующими основными свойствами. Температура начала кристаллизации, кипения и плотность (процентное отношение воды и этиленгликоля) характеризуют качество основы охлаждающей жидкости, то есть способность не замерзать зимой, работать в условиях повышенного давления и отводить тепло. В первую очередь, охлаждающая жидкость должна обеспечивать надежное   охлаждение двигателя при низких температурах окружающей среды, как правило, до - 40°С, не закипать при + 100°С, защищать металлы и сплавы двигателя от коррозии, а также не оказывать разрушающего действия на резину. Кроме того, качественная охлаждающая жидкость обладает смазывающими свойствами, что является отличной профилактикой для долгой эксплуатации водяной помпы. 

Все эти свойства обеспечиваются тщательно сбалансированным комплексом присадок, которые, собственно, и превращают водный раствор  этиленгликоля в пригодную для эксплуатации охлаждающую  жидкость.

В России принято различать «тосол» и «антифризы» зарубежного производства. «Тосол» свое название получил из слов "технология органического синтеза". Это марка охлаждающей жидкости на основе этиленгликоля.  

Антифриз – это английское название, которое в переводе означает "жидкость против замерзания" (от англ.- antifreeze - препятствующий замерзанию). Основу любого антифриза составляют либо этиленгликоль, либо  пропиленгликоль. Марок антифризов множество.

В интернете имеется информация, размещенная автовладельцами, что в процессе эксплуатации автомобилей в системе охлаждения появляется смесь антифриза с иным веществом черного цвета (пример фото из интернета на рис.1).

Рис.1. Расширительный бачок системы охлаждения с красной жижкостью ввреху бачка и черной внизу..

Антифриз производится различного цвета. Пример см. рис. 2.  В автомобилях марки Ауди используется антифриз красного цвета.  Антифриза черного цвета не производиться вообще. Смешение антифризов иных цветов (красного с фиолетовым или иное) не дает черного цвета раствора  и мазеобразных отложений в системе.

Рис. 2. Пример: антифризы разных цветов

Состояние антифриза, аналогичное показанному на рис.1, может быть  при попадании в систему охлаждения отработанного моторного масла.  Случайный дололив в систему охлаждения отработанного моторного масла практичкски исключен. 

         Проникновение моторного масла из системы смазки двигателя в его систему охлаждения может произойти из-за дефекта. Наиболее вероятные причины перемешивания масла и антифриза следующие: повреждения в масляном радиаторе (маслоохладителе) и неполадки в головке блока цилиндров (ГБЦ). Именно в этих местах система охлаждения и масляная система соприкасаются теснее всего. Не исключено попадание масла в антифриз через турбину (на двигателях оснащенных турбокомпрессором).

          Причиной изменения состояния моторного масла, когда оно из жидкой фазы превращается в тяжелые мазеобразные отложения (шламы) является гидролиз. Гидролиз является прямой реакцией смешивания базового масла с водой, которая изменяет молекулярную структуру базового масла. Смазочные масла на эфирной основе, включая эфиры двухосновных кислот, эфиры высокомолекулярных спиртов и фосфатные эфиры, более всего подвержены гидролизу. При воздействии воды эфиры легко подвергаются гидролизу, вновь превращаясь в спирт и кислоту. ,ого компонента базового масла или в качестве одного из основных компонентов для улучшения растворимости и параметров герметизации минеральных и синтетических масел высокой степени очистки. Химические процессы: окраска масла становится более темной; увеличиваются удельный вес и вязкость; возрастают кислотное и ацетильное числа, а также число омыления и процентное содержание неомыляемых веществ; уменьшается иодное число; усиливается интенсивность реакции на альдегиды. Эти изменения являются следствием ряда параллельно идущих процессов, среди которых основная роль принадлежит процессам полемеризации и окисления.

Перед экспертами поставили задачу провести автотехническую экспертизу и выяснить связано ли изменение состояния  охлаждающей жидкости в двигателе автомобиля с несоответствующим качеством антифриза,  с  нарушениями  правил эксплуатации  автомобиля, нарушениями в работе двигателя?

В емкости из-под концентрата антифриза находится жидкость,  слитая из системы охлаждения двигателя.  Большую часть емкости  занимает жидкость красного цвета, а нижнюю часть занимает темная жидкость. Четко видна граница раздела жидкостей.  Кроме жидкой фазы в системе охлаждения находятся мазеобразные (вазелинообразные)  черного цвета отложения (фото 6-8). По органалептической оценке мазеобразные  отложения представляют собой шламы. Шламы образуются, когда моторное масло взаимодействует с водой при нагреве и в присутствии металлических катализаторов.

         Вода является составляющей антифриза, а в роли катализаторов выступили присадки, содержащиеся в антифризе. Произошел гидролиз моторного масла, которое смешалось с антифризом.

Фото 5. Демонтированные детали и слитая жидкость

Образовавшиеся отложения требуют тщательной промывки системы охлаждения двигателя, замены радиатора и определение места образования утечки, с последующей заменой поврежденной детали. 

Изменения, произошедшие с техническими жидкостями  (предварительное заключение: моторное масло и антифриз) были исследованы с  помощью SPECORD JR-75 (инфракрасный спектрометр).  При окислении масла появляются группы –ОН и О=С< , которые образуют водородные связи –ОН … О=С<.  Эти группы видны на ИК-спектре  загущенного вещества - масла. Загущение масла связано с образованием в нем водородных связей (см. рис 4). Процесс гидролиза протекает значительно быстрее в присутствии некоторых металлов или их оксидов, например Zn, ZnO, CaO, MgO.

Фото 6. Отложения на внутренней поверхности  системы охлаждения

Фото 7. Отложения на термостате

Фото 8. Отложения на термостате (вторая проекция)

Рис. 4. Спектрограмма вещества представленного на исследование

Произошла реакция гидролиза сложных эфиров, образовались карбоновые кислоты . Наличие двойных связей характеризуется цветом. При образовании карбоновых кислот, рост вязкости происходит за счет Н – связей:

реакция гидролиза сложных эфиров

Атомы, образующие цикл, лежат практически в одной плоскости, а водородные связи (энергия 29 кДж/моль) почти линейны.

 Спектрограммы,  полученные с помощью SPECORD JR-75 (инфракрасный спектрометр). 

В процессе эксплуатации автомобиля, вследствие произошедшего дефекта, моторное масло попало в систему охлаждения двигателя. Произошел гидролиз моторного масла. На внутренней поверхности системы охлаждения образовались мазеобразные отложения.

Экспертиза двигателя автомобиля

Автомобиль – это уникальный механизм, содержание которого всегда должно быть на высоком техническом уровне. Это позволяет продлить срок его использования и получать максимум удовольствия от владения.

Нормальное функционирование автомобиля, как и человеческого организма, невозможно без отдельных реакций, деталей, «органов». «Сердцем» автомобиля является его двигатель. Именно он является источником механической энергии, приводящей машину в движение. И выход из строя этого прибора отнюдь не благоприятен.

Именно с такой проблемой обратился владелец автомобиля в Институт Независимой Автотехнической Экспертизы (ИНАЭ-МАДИ) для изучения причин выхода из строя двигателя. 

Так в чем же причина выхода из строя двигателя? При экспертном осмотре автомобиля было установлено, что автомобиль не имел внешних признаков попадания в ДТП, двигатель был по норме заправлен техническими жидкостями, сам автомобиль полнокомплектный, следов утечки моторного масла также не обнаружено. 

Владелец автомобиля рассказал, что в сервисном центре дважды был проведен ремонт двигателя, включающий замену коленчатого вала. Следовательно, уровень моторного масла должен быть установлен сервисным центром по метке. Было выявлено, что после последнего технического ремонта автомобиль прошел 884 км. И израсходовать моторное масло на угар за такой незначительный пробег невозможно. При запуске двигатель работал с грохотом. Громкий, хорошо слышный стук исходил из нижней части двигателя.

Место и характер звука позволили предположить, что провернулись подшипники скольжения (вкладыши) коленчатого вала двигателя. Наиболее вероятно шатунные.

Для справки: шатунные подшипники скольжения  (шатунные вкладыши)  обеспечивают свободное вращение шатуна относительно шатунной шейки. Шатунные подшипники скольжения работают в условиях высоких знакопеременных механических нагрузок и повышенных температур. Они представляют собой разъемные тонкостенные вкладыши, установленные в кривошипную головку шатуна (см. рисунок 1).

Шатунно-поршневая группа

Для предотвращения проворачивания и осевого перемещения вкладышей у одной из кромок вкладыша отгибают фиксирующий выступ (усик), который входит в пазовую канавку кривошипной головки шатуна. Осевой зазор, которому соответствует возможное перемещение шатуна вдоль шатунной шейки, не должен превышать 0,2...0,3 мм. Эксплуатационные характеристики подшипников зависят, в основном, от таких факторов, как минимальная толщина масляной пленки, перепады температуры, наличие абразивных частиц, несоответствие расположения элементов системы подачи масла. Система смазки двигателя называют совокупность устройств, которые служат для подачи масла в необходимом количестве при определенной температуре и под определенным давлением к трущимся поверхностям деталей.  Для подачи под давлением моторного масла к вкладышам коленчатого вала (коренным и шатунным) существуют специальные каналы. Отверстия этих каналов должны быть чистыми (см. рис. 2).  В коленчатых валах, бывших в эксплуатации, каналы имеют отложения, которые прочищают, промывают и продувают сжатым воздухом. У новых коленчатых валов перед их установкой на двигатель выходные отверстия каналов следует очистить от транспортировочной консистентной смазки. При недостатке масла наступает масляное голодание (отсутствие необходимого количества смазки в системе или недостаточное давление масла в системе смазки).

При демонтировании двигателя (рис.2) внешних повреждений обнаружено не было.

Тогда было принято решение демонтировать поддон картера двигателя. Установлено, что шатун третьего цилиндра болтается на соответствующей шейке коленчатого вала. При перемещении шатуна слышен стук о шейку коленчатого вала. Увеличенный зазор связан с отсутствием пары шатунных вкладышей между шатуном и коленчатым валом. Полностью разрушенные вкладыши в виде мелких фрагментов находятся на поверхности блока цилиндров, крышке шатуна второго цилиндра в масляном поддоне картера (рис. 3-5). При таком характере разрушения мелкие фрагменты вкладышей второго цилиндра должны были быть разнесены потоком моторного масла по системе смазки, попасть на пары трения и способствовать износу. Так, шатун 1-го, цилиндра при покачивании обнаруживает люфт между нижней головкой и шатуна и шатунной шейкой коленчатого вала. Это говорит об износе вкладышей шатуна первого цилиндра.  В той или иной мере процесс износа в данном случае затронул все пары трения.

Двигатель со снятым поддоном

Внутренняя поверхность масляного поддона картера двигателя.

Цвета побежалости на деталях и продукты разрушения вкладышей, перемешенные с грязью, маслом.

Таким образом, между произведенным ремонтом и дефектом, возникшим в двигателе, существует причинно-следственная связь. И причина выхода из строя двигателя автомобиля - в провороте и полном разрушении вкладышей шатуна третьего цилиндра.

Конечно же, такие некачественные ремонты сервисных центров не должны оставаться без внимания, но застраховать себя от подобных случаев нельзя. Существует также немало центров с наиболее качественными услугами. Стоит лишь тщательнее выбирать такие салоны, ведь от их вмешательства зависит дальнейшее функционирование Вашего автомобиля.

 

 

 

 

Вы здесь: Главная Статьи