Автомобильные присадки и добавки

Очистители бензиновых двигателей

Химическая стабильность бензина характеризуется его способностью длительно сохранять первоначальный химический состав без изменения при хранении, перекачке и транспортировании. Химическая стабильность бензинов определяется в основном их углеводородным составом. Окислению наиболее подвержены бензины, полученные термическим и каталитическим крекингами, коксованием, пиролизом с повышенным содержанием олефиновых и диолефиновых углеводородов. Наиболее химически стабильны бензины, произведенные каталитическим реформингом или прямой перегонкой, а также алкилбензин.

Уже за время следования от производителя до бака потребителя происходит частичное автоокисление бензина, т. е. окисление его нестабильных соединений кислородом окружающего воздуха с образованием продуктов сложного состава. Длительное хранение бензина, наличие множества перекачек и перепадов температуры значительно повышают вероятность окисления части топлива с образованием смолистых соединений, органических кислот и других подобных веществ. Часть окислившихся соединений остается в бензине в растворенном виде, другая (меньшая часть) выпадает в осадок. Окисление бензина активизируется присутствием влаги, размножением микроорганизмов, накапливающихся в резервуарах, а также за счет каталитического воздействия цветных металлов и их сплавов. Неэтилированные бензины окрашиваются в различные оттенки желтого цвета. Наблюдается резкий специфический запах, а на дне резервуаров образуется масляный слой, слаборастворимый в бензине. Все это приводит к повышению кислотности топлива и увеличению его коррозионной активности.

Отложения и загрязнения в топливной системе двигателя, образующиеся при низких температурах, представляют собой липкие мазеобразные вещества коричневого цвета. Смолы откладываются на внутренних поверхностях топливных баков, фильтров, насосов; блокируют топливопроводы; покрывают лаковым слоем детали карбюратора, жиклёры, распылители, дроссельные заслонки. Повышенное содержание смолистых соединений в применяемом бензине приводит к различным отказам в системе питания двигателя. Отложения на деталях карбюратора (рис. 24) нарушают подачу топлива и процесс его смешивания с воздухом, а отложения на фильтрующих элементах приводят к прекращению подачи бензина к двигателю.

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.

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.

Вопрос. Что нужно знать при покупке и применении очищающей присадки?

Ответ. 1. Выбирать надо известную нефтехимическую фирму, выпускающую широкий спектр различных очистителей топливной системы, в том числе не только для бензиновых двигателей с карбюраторами, но отдельно для систем с инжекторами, а также с непосредственным впрыском, типа GDi .

2. Первую очистку топливной системы (выработка первых двух баков бензина) нужно провести с половиной рекомендованной производителем концентрации присадки. Следующие один — два бака выработать с максимальной концентрацией очистителя, а затем снова перейти на профилактическую половинную концентрацию (для сохранения результатов очистки и поддержания минимального уровня отложений и загрязнений).

3. Не рекомендуется применять завышенных концентраций очистителя. В этом случае вместо «мягкого», послойного растворения отложений присадка начнет вымывать большие куски загрязнений. Их крупные частицы, а также отложения со дна бака быстро забьют топливный фильтр, что может даже привести к разрушению фильтрующего элемента и выносу всех скопившихся загрязнений в инжектор со всеми вытекающими для него негативными последствиями.

4. В профилактических целях, для содержания топливной системы в чистоте, очистители следует применять регулярно, то есть один раз в 5–6 полных заправок бака, ориентировочно через 2000…3000 км пробега.

5. Очистители (присадки) к бензину и дизельному топливу от передовых нефтехимических фирм — производителей, применяющих современные моющие компоненты, химические катализаторы и регуляторы горения топлива, достаточно эффективно очищают поверхности и каналы топливных систем; способствуют удалению лаковых отложений в инжекторе и карбюраторе; обеспечивают восстановление факела распыла топлива у форсунок; очищают свечи зажигания, а также нагар в камере сгорания и на впускных клапанах; предотвращают образование конденсата, обледенения и коррозии; повышают ресурс нейтрализатора отработавших газов и т. д. Все это способствует повышению технико — экономических и экологических показателей двигателей.

Если применение топливных очистителей, на взгляд потребителя, только усугубляет имеющиеся проблемы с топливной системой двигателя, оказывает отрицательное действие на свечи зажигания, в этом случае ему целесообразно обратиться в сервисный центр для очистки топливной системы на стационарных установках с применением специальных очищающих препаратов.

Вопрос. Можно ли для очистки карбюратора использовать топливные присадки для очистки инжекторов, и наоборот?

Ответ. Для очистки карбюратора можно использовать топливные присадки для очистки инжекторов. Природа возникновения отложений и их химический состав в карбюраторных и инжекторных двигателях весьма близки, хотя и отличаются в нюансах. Присадки для очистки инжекторов, как правило, являются более эффективными и концентрированными и, следовательно, стоят дороже.

Когда же нет возможности приобрести очиститель инжекторов, а их нужно очистить, можно использовать присадку для очистки карбюратора. В этом случае присадка будет работать как мягкий очиститель инжекторов начального уровня.

Вопрос. Не вредит ли использование топливных присадок каталитическим конверторам, кислородным датчикам и т. д.? Ответ. Современные качественные присадки безвредны для указанного оборудования. Более того, существуют специальные присадки, предназначенные для их очистки, в частности каталитических конверторов. Профилактический уход за каталитическим конвертором является важной процедурой, так как частицы несгоревшего топлива и иные отложения в системе выпуска постепенно загрязняют каталитический катализатор (конвертор), «забивают» его микропоры, тем самым снижая приемистость автомобиля, повышая расход топлива, уровень вредных выбросов и т. д. О серьезном загрязнении каталитического конвертора косвенно можно судить по выхлопным газам с характерным запахом «тухлых яиц».

Ремонт, точнее замена каталитического конвертора стоит серьезных денег. Поэтому настоятельно рекомендуется один раз в 5 000 км использовать топливные присадки для очистки каталитических конверторов. Эти составы не только удаляют углеродистые отложения, осаждающиеся на рабочей поверхности катализатора, загрязнения из бензобака, впускного тракта, впускных клапанов, со стенок камер сгорания, но и обеспечивают снижение гидродинамического сопротивления системы выпуска, восстановление исходной мощности двигателя и снижение токсичности отработавших газов, восстановление каталитической активности нейтрализаторов выхлопных газов бензиновых двигателей, очистку электродов кислородного датчика (лямбда — зонда).