Исследование рабочей поверхности маслосъемных колец после применения полимерной добавки "Форум"

Нормальное рабочее состояние любого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) – отсутствие из выхлопной трубы дыма. Появление сизого дыма из выхлопной трубы автомобиля свидетельствует о процессе горения масла, вызванные нарушением герметичности различных элементов системы смазки в результате износа. Наиболее язвимым местом нарушения герметичности для двигателей ВАЗ является износ рабочих поверхностей маслосъемных колпачков, приводящий к повышенному расходу масла, причем происходит это довольно часто, поскольку периодичность их замены сравнима с периодичностью замены свечей зажигания [1-3].

Маслосъемные кольца представляют собой резиновые колпачки, армированные тонкой стальной втулкой и эспандерной пружиной, поджимающей уплотнительную кромку к стержню клапана. Для продления сроков эксплуатации автомобиля, в том числе и маслосъемных колец, применяются различные добавки, в нашем случае это тефлонсодержащая добавка, разработанная в Институте химии Дальневосточного отделения РАН, выпускаемая под торговой маркой «ФОРУМ» [4]. В статье описан механизм воздействия добавки «ФОРУМ» на ресурс работы маслосъемных колпачков на двигателе внутреннего сгорания автомобиля ВАЗ 21043 после эксплуатации в течение 7 лет, за данный промежуток времени пробег автомобиля составил около 90000 км. Тефлоновая добавка вносилась в масло Chel 10-40W после очередной замены масла (промывочные жидкости при замене не применялись) с соблюдением основных условия применения (добавка заливалась в картер двигателя в размещенном состоянии непосредственно перед поездкой более чем на 50 км), пробег между заменой масла составлял ~ 9-10 тыс. км.

Применять добавку «ФОРУМ» начали на двигателе с пробегом ~ 60000 км, имеющего видимый дымовой след из выхлопной трубы и с расходом масла 100 г на 500 км. Эффект от использования добавки в течение длительного времени проявлялся: в более легким пуском двигателя в зимнее время, в стабильной работе двигателя без потери мощности мотора за время эксплуатации, а так же исчезновению признаков дымления из выхлопной трубы примерно после 4 заливок «ФОРУМ». За период эксплуатации автомобиль прошел около 150000 км при этом двигатель не подвергался ремонту и за-

В.Е. Рогов, В.Ц. Раднатаров. Исследование рабочей поверхности маслосъемных колец после применения полимерной добавки «ФОРУМ»

мене резиновых уплотнений. Расход масла в последнее время составлял 100 г на 1000 км. Необходимость разборки двигателя возникла в связи с выходом из строя башмака натяжителя цепи (отрыв крепления, повлекший за собой абразивный износ накладки башмака натяжителя). Отметим, что при таком пробеге автомобиля ВАЗ маслосъемные кольца обычно меняются как минимум 2-3 раза.

Для того чтобы определить механизм повышения эксплуатационных свойств резиновых колпач- ков рассмотрим рабочую поверхность уплотнительной кромки. Для исследований использовали элек- тронный сканирующий микроскоп HITACHI ТМ-1000. На фотографии представлены сегменты (рис.

1) маслосъемного кольца, предназначенного для

Рис. 2. Фотография рабочей поверхности маслосъемного кольца (увеличение в 60 раз)

Рис. 3. Фотография рабочей поверхности маслосъемного кольца (увеличение в 1000 раз)

исследований.

На представленной фотографии рис. 2 четко определены границы рабочей поверхности маслосъемного кольца, на которой распределены белые вкрапления частиц. Известно, что добавка «ФОРУМ» состоит из мельчайших частиц политетрафторэтилена, размером до 1,5 мкм, которые могут заполнять неровности и закрепляться механическими связями на поверхности трения за счет повышенной способности связываться с поверхностями металла или резины, при этом такие покрытия обладают низкой стойкостью и подвержены вымыванию из зоны трения [5].

На рис. 3 представлена фотография с увеличением в 1000 раз, где на поверхности рабочей кромки маслосъемного кольца видны частицы ультрадис-персного политетрафторэтилена, равномерно распределенные по поверхности без видимых следов процесса вымывания.

На основании полученных данных можно утверждать, что в процессе работы ДВС в зоне трения клапан – маслосъемное кольцо на уплотнительной кромке наблюдается процесс закрепления ультра-дисперсных частиц фторопласта, что способствует устранению дефектов поверхности, увеличению герметичности и тем самым резкому увеличению долговечности данного сопряжения. Нахождение ультрадисперсных частиц в течение длительного времени в зоне трения вызвано как конструктивными условиями данного узла, так отсутствием инерционных сил при возвратно-поступательном движении клапанов, вызывающих вымывание.