Виктор Балабанов - Автомобильные присадки и добавки

Фактические (промытые) смолы — нерастворимая в гептане часть остатка, полученная при выпаривании автомобильного бензина.

Непромытые смолы — остаток от выпаривания автомобильного бензина, состоящий из фактических смол и трудно испаряющихся компонентов присадок.

При эксплуатации двигателя неиспарившиеся высокотемпературные фракции бензина вместе с находящимися в них смолистыми веществами в виде пленки распределяются по впускному трубопроводу в направлении цилиндров. Уже в этот период начинается интенсивное окисление углеводородов бензина и оседание смолистых веществ на горячих стенках трубопровода. Выделившиеся соединения продолжают полимеризоваться и превращаются в твердые смолистые отложения, снижающие поперечное сечение трубопровода и значительно увеличивающие сопротивление движению горючей смеси, вызывая турбулентности. Вследствие этого уменьшается наполнение цилиндров топливно — воздушной смесью, что приводит к снижению мощности двигателя. В дальнейшем смолистые вещества, выпавшие на впускных клапанах, образуют твердые карбоновые отложения (нагар), которые нарушают правильность посадки клапанов и герметичность системы, что может привести к «зависанию» клапанов.

Рис. 24. Загрязнения на внутренних поверхностях карбюратора

Количество фактических смол, содержащихся в исследуемом бензине, измеряется в мг на 100 см3 топлива. При производстве автомобильных бензинов их может находиться не более 5 мг в 100 см3 топлива. Все бензины содержат определенное количество смолистых веществ, образующихся при хранении. Эти вещества имеют высокую кислотность. Они очень плохо растворяются в топливе, но легко откладываются на металлических поверхностях: стенках топливного бака, топливопроводов и на других деталях топливной системы. Из‑за малой испаряемости они не полностью сгорают в камере сгорания, а преобразуются в твердые отложения — нагар. Нагар образуется на свечах, камере сгорания, днище поршня и клапанах (рис. 25). Это вызывает закоксовывание форсунок и потерю подвижности поршневых колец, засорение карбюратора, топливопроводов, топливных баков и выпускного коллектора. Все это приводит к снижению мощности двигателя, увеличению расхода топлива и масла, повышению дымности и токсичности отработанных газов и т. д.

Рис. 25. Нагар на выпускном клапане двигателя

Повышенная концентрация смол значительно уменьшает пробег до появления отказов двигателя в результате интенсивного нагарообразования (табл. 18).

Таблица 18. Зависимость пробега автомобиля от содержания фактических смол в бензине

Образование нагара в двигателе — явление неизбежное, но интенсивность его протекания можно существенно снизить. Для этих целей разработаны и успешно применяются во всем мире специальные моющие присадки (очистители), как к бензину, так и к дизельному топливу.

Ведущим направлением в области комплексного улучшения эксплуатационных и экологических свойств топлива является использование моющих присадок.

Применение моющих присадок в мире достаточно мощно стимулируется двумя главными факторами.

1. Маркетинговый фактор.

Компании, продающие бензин на конкурентных рынках, в борьбе за потребителя стремятся улучшить качество своего топлива. Именно применение моющих присадок (фактически, повышение качества топлива) способствовало увеличению доли продаж бензина по всему миру у тех компаний, которые это делают.

2. Законодательный фактор.

В США, например, законодательно установлено обязательное применение моющих присадок.

Несмотря на отсутствие законодательного регламентирования применения моющих присадок в западноевропейском топливе, по статистике, более 95 % бензина компаундируется ими, что, несомненно, связано с маркетинговыми причинами.

Основными источниками отложений являются само топливо, моторное масло, а также картерные и отработавшие газы. Образование отложений на вышеуказанных деталях приводит к нарушению первоначальной регулировки двигателя и отклонениям от оптимального состава топлива.

Принцип действия моющих присадок следующий:

— образование внутри системы впуска двигателя защитной пленки, которая предотвращает накопление там лаковых отложений;

— очистка топливных форсунок за счет догорания на них топлива и смол;

— удаление существующего отложения (нагара) за счет его размягчения и сгорания.

Основным компонентом пакетов моющих присадок для бензина является комбинация детергента на основе полиизобутилена и масла — носителя. Кроме них, в присадку входят компоненты, позволяющие комплексно улучшать эксплуатационные и экологические свойства топлива, такие как ингибиторы коррозии и деэмульгаторы, красители, маркеры и отдушки, а также ингибитор коррозии, который предотвращает коррозию топливных баков, систем подачи топлива, емкостей для хранения и топливопроводов.

Эмульгатор — присадка, способствующая образованию стабильной смеси или эмульсии масла и воды.

Применение оптимальной концентрации очищающих присадок позволяет добиваться очистки системы впуска уже после нескольких тысяч километров пробега автомобиля. Достижение полной очистки клапанов практически невозможно, но образование отложений может быть снижено до допустимо малого уровня, при котором отрицательный эффект не проявляется.

Применение моющих присадок к бензинам и дизельному топливу предполагает несколько вариантов. При этом для очистки различных деталей двигателя выпускаются специальные препараты (рис. 26). В ряде случаев присадки — очистители могут добавляться в топливо непосредственно при производстве. Для нужд автосервисов и частных автовладельцев выпускаются специальные присадки в мелкой фасовке.

Рис. 26. Классификация и применение топливных очистителей

Присадки — очистители в основном предназначены для увеличения растворимости смол в топливе, снижения их дисперсности и устойчивости в растворенном виде (сидементационной устойчивости). При этом бензин с присадкой должен растворять уже образовавшиеся отложения, а также переводить воду, имеющуюся в топливном баке, в мелкодисперсное состояние. Существуют и универсальные комплексные присадки, действие которых направлено в основном на очистку всей топливной системы: камеры сгорания, топливопроводов, впускных клапанов и др. Они интенсифицируют процесс сгорания топливно — воздушной смеси и предотвращают возможное образование нагара на выпускных клапанах, но уже образовавшиеся на них отложения такие присадки не очищают.