Что такое обкатка двигателя?

Каждый владелец мотолодки или катера, оснащенного двигателем внутреннего сгорания, заинтересован в его длительной и надежной работе. Ресурс двигателя будет зависеть от режимов его работы и целого ряда иных факторов. Некоторые из них мы проконтролировать не в силах. А из тех, которые будут напрямую зависеть от нас, наиболее важным является режим обкатки.

Чтобы правильно представлять себе физику процесса, обратите внимание на график (рис. 1). Хорошо видно, что детали двигателя подвергаются максимальному износу именно в период обкатки. Почему это происходит?

Дело в том, что любая, даже самая качественная и дорогостоящая механическая обработка оставляет технологические неровности на рабочих поверхностях трущихся деталей. При перемещении их относительно друг друга создаются условия, благоприятные для микросваривания поверхностей. Это явление усугубляется при больших скоростях взаимного скольжения и особенно под воздействием высоких нагрузок и температур. При дальнейшем перемещении поверхностей микросварка может или разрушиться в том же самом месте или в другом, тогда часть материала перенесется с одной поверхности на другую. Последствия этого явления называют "прихватом". Если разрушения места сварки не произошло, то подвижность деталей теряется, происходит "заклинивание".

Другими словами, поверхность любой детали двигателя в большей или меньшей степени будет напоминать множество вершин или целых гряд с острыми пиками, на которых и будет происходить микросваривание. Для снижения износа в период приработки и, следовательно, для удлинения периода стабильного или нормального изнашивания (ресурс двигателя), необходимо сгладить эти вершины. Это и происходит во время обкатки (рис. 2). А чтобы не допустить прихвата, не следует подвергать обкатываемые детали большой нагрузке и проводить обкатку на высоких скоростях.

Естественно, что при повышенной сопротивляемости взаимному перемещению режим обкатки будет сопровождаться высокими механическими потерями. Это приведет к повышенному расходу топлива и масел, снижению динамики и потере мощности. В конце обкатки наступает стабилизация параметров двигателя. Причем произойти это может при различных значениях износов и эффективных показателей. А от этого зависят дальнейшие эксплуатационные качества мотора, т.е., в конечном счете, они определяются правильностью проведения обкатки.

Чем чище механическая обработка детали, тем меньший износ будет у нее в процессе приработки, но тем дороже обойдется ее изготовление. Обкатка таких деталей достаточно условна. К ним можно отнести коленчатые и распределительные валы, поршневые пальцы и т.д. Детали редукторов, несмотря на высокую точность изготовления и применение термической и насыщающей обработки, испытывают высокие нагрузки и нуждаются в соблюдении правильных режимов приработки. Больше всего в обкатке нуждаются элементы цилиндропоршневой группы, так как обработка поверхности цилиндров хоном (головкой с абразивными брусками) создает условия, благоприятные для микросваривания. Микроскопические бороздки, оставшиеся после хонингования, задерживают масло и не дают ему стекать.

Что касается способов приработки, то здесь можно говорить о режимах холодной и горячей обкатки. Холодная обкатка заключается в том, что двигатель принудительно прокручивается определенное время с заданной частотой. При этом мы исключаем фактор негативного теплового воздействия, присущего "горячей" обкатке. Это воздействие особенно сказывается именно в водно-моторной технике, поскольку неравномерный прогрев элементов двигателя приводит соответственно к неравномерности тепловых зазоров между трущимися деталями. Именно поэтому огромное внимание при разработке двигателя производители уделяют строго определенному распределению температур по поверхности блока цилиндров. При горячей обкатке сказывается еще и разница в величине теплового зазора прогретого двигателя относительно холодного.

Таким образом, можно сказать, что холодная обкатка предпочтительнее и дает лучшие результаты, чем горячая. Но существует одна проблема: если для автомобильных двигателей существует масса специально разработанных стендов холодной обкатки, причем для каждого двигателя применяется свой, вполне определенный режим обкатки по оборотам и времени прокручивания, то для подвесных, да и для стационарных двигателей таких стендов просто нет. Остается руководствоваться только режимами, рекомендованными производителем для горячей обкатки, которые, как правило, изложены в инструкции для пользователя.

Правильная обкатка потребует соблюдения строго определенного режима смазки двигателя и выполнения скоростных, нагрузочных и временных требований. Четырехтактные подвесные и стационарные двигатели обкатываются практически так же, как и автомобильные. Следует только следить за нагрузкой, которая определяется правильностью подбора гребного винта, и за оборотами.

Вырисовывается явное противоречие. С одной стороны, чтобы не перегрузить двигатель, мы должны проверить винт на максимальных оборотах, с другой — развивать эти самые обороты запрещено. Выход заключается в следующем. Для большинства моторов весь режим обкатки займет порядка 10 ч. Первые два часа не следует открывать дроссельную заслонку больше, чем наполовину, при этом стараясь резко не изменять обороты. Следующие два часа можно открывать газ на 2/3, изредка и ненадолго развивая максимальные обороты. Остальное время можно эксплуатировать мотор, избегая продолжительной езды с полностью открытой дроссельной заслонкой. Также в течение всей обкатки не следует перемещаться длительное время с постоянной скоростью.

Так вот для проверки правильности подбора гребного винта, чтобы избежать перегрузки двигателя, необходимо пошагово прибавлять газ, раскручивая мотор этапами по 200 оборотов. Переместив таким образом ручку газа до упора, мы выйдем на определенные обороты, которые позволят нам судить о том, верно ли подобран шаг винта или все-таки требуется коррекция (окончательный подбор шага винта обязательно нужно будет провести с нормальной эксплуатационной нагрузкой уже после завершения обкатки).

Режимы обкатки двухтактных двигателей будут практически такими же, исключение здесь — специальные требования к количеству масла в топливно-масляной смеси. Для двигателей с предварительным смешиванием (когда масло смешивается с бензином в отдельном баке) потребуется более богатая маслом смесь (25:1). Для двухтактников с масляным впрыском (когда масло впрыскивается в топливо механическим масляным насосом, регулирующим подачу масла в зависимости от оборотов) требуется на первых 25 л бензина соотношение топливно-масляной смеси 50:1. Двухтактные двигатели того же типа, но мощностью более 75 л.с. используют ту же смесь, но на первых 100 л.

Отдельную категорию составляют двухтактные моторы с электрическим масляным насосом, управляемым контрольным модулем в зависимости от режима работы двигателя. Такие моторы изначально запрограммированы на обкатку и самостоятельно готовят смесь, наиболее благоприятную для данной ситуации. По истечении необходимого времени режим обкатки автоматически снимается.

Указанные выше пропорции топливно-масляной смеси и собственно режимы обкатки не являются однозначными для любых двигателей. Если по каким-то причинам вы не знаете, как правильно обкатать мотор, обратитесь к ближайшему дилеру. Он даст конкретные рекомендации именно для вашего мотора.

Что касается масла, применяемого при обкатке двигателя, то рекомендация одна — заливайте то масло, которое указано производителем. Как правило, подвесные двигатели обкатываются на том моторном масле, которое рекомендовано и для дальнейшего использования. Редукторы обкатывают на специальном обкаточном масле, которое заливается еще на заводе. Отличие этого масла заключается в содержании специальных хлоро- и фосфоросодержащих присадок, реагирующих на повышение температуры в местах микросваривания и растворяющих контактирующие металлы. К тому же применение высококачественных обкаточных масел позволяет несколько снизить чистоту обработки поверхности обкатываемых деталей, а следовательно, и их стоимость. Использовать специальные обкаточные присадки не рекомендуется. Это может вызвать некоторые сложности при решении гарантийных вопросов. Частая смена масла в период обкатки, наоборот, приветствуется. При этом крайне важно только одно: точно знать, где залито обкаточное масло, а где нет, и менять его на аналогичное.

Может ли наступить время, когда процесс обкатки сократится до минимума или не потребуется вообще? Современные высокие технологии говорят:«Да!». Например, немецкая компания «Audi» уже разработала метод обработки зеркала цилиндра импульсами ультрафиолетового лазера («За рулем», 2004, №12 ). Расход масла при стендовых испытаниях у мотора, обработанного лазером, снижается по сравнению с обычным в 9 раз, а износ поверхности цилиндра и колец — на 90%. По своей износостойкости и коррозионной устойчивости поверхностный слой металла не уступает керамике.