Для более полного понимания условий эксплуатации двигателя внутреннего сгорания и уровня ответственности при выборе масла необходимо рассмотреть функционирование системы смазки типичного ДВС, работающего в составе электрогенерирующей установки.
Система смазки является неотъемлемой частью двигателя и проходит испытание на заводе.
Система смазки обеспечивает подачу очищенного масла при температуре +85 °С и избыточном давлении до 5 атмосфер. Из расходной емкости (картера) масло прокачивается масляным насосом с приводом от двигателя. Предварительно масло фильтруется с помощью сетчатых фильтров и фильтров тонкой очистки, охлаждается в маслоохладителях (водяное или воздушное охлаждение) и подается в двигатель через систему каналов и маслопроводов.
Масло, прокачиваясь через тело двигателя, попадает в необходимые узлы как под давлением, так и при «свободном течении» или «воздушном распылении». Масло предназначено не только для смазывания трущихся поверхностей, но и для отвода тепла от нагруженных и высокотемпературных элементов двигателя (например, маслом охлаждаются поршни и элементы турбокомпрессора). Выполнив свои функции, нагретое масло самотёком сливается в поддон под двигателем (картер) или сборный коллектор (если используются системы с сухим картером). Из картера масло подается в расходую емкость для дополнительного охлаждения и фильтрации, после чего возвращается обратно в картер.
Таким образом, из глубин двигателя масло переносит на «поверхность» тепло и металлическую пыль, участвует в герметизации зазоров в подвижных соединениях и предотвращает окисление стальных элементов двигателя продуктами сгорания. При выполнении цикл за циклом этих ответственных функций масло должно сохранять свои параметры и свойства.
Производители электроустановок и двигателей внутреннего сгорания ответственно подходят к выбору моторного масла, потому что от его качества зависит отдача двигателя и срок его службы.
В современных двигателях низкий расход масла нельзя компенсировать простым доливом (без слива части масла или с увеличенным интервалом его замены). Современное оборудование требует полной замены масла при появлении признаков его необратимого старения и зашламления.
При выбор масла для современных двигателей необходимо учитывать следующие факторы.
Масло должно соответствовать классификации API и иметь индекс для данного типа двигателей, соответствующий паспортному, например API CF или API CC.
Необходимо помнить, что масла различных классов сильно отличаются по своему качеству и цене при переходе от индекса к индексу. Поэтому изменение даже одной буквы может привести к покупке масла, категорически неприспособленного для конкретного двигателя. Существуют и другие классификации масел, такие как АСЕА или ССМС, которые могут быть указаны в паспорте двигателя – к ним возможно подобрать индекс по классификации API (или наоборот).
Показатель вязкости масла должен зависеть от температуры применения двигателя.
В паспорте может быть указан целый спектр вязкостей для определенных температур применения. Например, SAE 40 можно использовать при температуре от +5 °С до +50 °С, SAE 15W-40 – при температуре от -15 °С до +40 °С. Если двигатели установлены в блок-контейнерах без отопления и возможно снижение температуры двигателя и масла в нём в моменты простоя, то необходимо использовать соответствующее по вязкости. Если установки работают в специальном здании с независимым отоплением, имеет смысл использовать более простое масло из предложенных в паспорте.
Признаком необходимости замены масла является снижение общего щелочного числа ниже указанного в паспорте минимума.
Общее щелочное число TNB – это мера содержания щелочных соединений в моторном масле. Данные присадки применяются для нейтрализации коррозионного износа и компенсации повышенного уровня серы и иных кислотно-активных элементов в топливе. Циркуляция масла при работе двигателя снижает общее щелочное число – щелочь из масла нейтрализует кислоту.
Многие производители применяют дополнительные методики входного контроля качества масла, гарантирующие работу оборудования в заявленных режимах. Например, фирма Caterpillar разработала методику проверки исходного масла на «микро-окисление» и Программу Анализа Проб (S*O*S) для масел, работающих в двигателях и установках этой компании.
Благодаря этим методикам, периодическим отборам проб и повышенному вниманию персонала к маслоснабжению, стало возможным увеличивать сроки эксплуатации залитого масла относительно «средних», полученных при испытаниях двигателей в типовых условиях.
При своевременной замене масла в двигателе и применении методов, аналогичных Программе Анализа Проб Caterpillar, максимально отодвигается срок такого дорогостоящего и трудоемкого мероприятия как капитальный ремонт двигателя.
С помощью проб масла проверяют содержание в нем тех или иных металлических примесей, свидетельствующих о разрушении внутренних элементов двигателя, выявляют вспенивание и окисление, а также другие негативные явления, различные для машин разной мощности и производителей. Помимо текущих результатов анализа масла важна динамика изменения того или иного параметра масла, скорость изменения которого позволяет предупреждать возможные неисправности и превентивно производить ремонт или дополнительную настройку.
Неудовлетворительный результат анализа проб масла в современных двигателях – важный признак необходимости проведения капитального ремонта.
Еще одним немаловажным параметром работы двигателя является удельный расход масла на 1 кВт*ч произведенной электроэнергии. Для новых двигателей расход может составлять 0,2-0,4 г/кВт*ч при 100%-ной нагрузке на двигатель. При меньшей нагрузке расход масла уменьшается. В паспорте может быть указан максимальный удельный расход масла (например, до 1,5 г/кВт*ч), при котором следует начинать подготовку к капитальному ремонту двигателя, однако, чаще всего ДВС может исправно работать и при большем расходе масла.
Ведение технической карты работы современного двигателя позволяет добиться снижения эксплуатационных затрат, увеличения межремонтных интервалов снижения аварийности и простоев по технологическим причинам.
К сожалению, моторное масло, используемое в нагруженных двигателях электроустановок, чаще всего невозможно регенерировать «обычными» методами, доступными для локальных производств и ремонтных участков электростанций, так как масло не только и не столько загрязняется шламом и продуктами сгорания, сколько теряет свою целостность и изменяет свой химический состав.
Например, общее щелочное число TNB неизбежно уменьшается при эксплуатации и восстановить его фильтрацией или центрифугированием невозможно. Регенерация масла возможна только на заводах его производителя. Однако, некоторые модели жидкотопливных двигателей позволяют сжигать отработанное, но тщательно очищенное моторное масло в составе топлива. Подмес отработанного масла в топливо до 5 % по массе может производиться автоматическим дозатором или периодически в специальных расходных баках.
