+7 927 77 44 333, office@arena-tlt.ru
г. Тольятти, ул. Ботаническая 7а, бокс 39
 
Ремонт автомобилей ВАЗ Lada  Ремонт автомобилей audi  Ремонт автомобилей bmw  Ремонт автомобилей chevrolet   Ремонт автомобилей ford  Ремонт автомобилей honda  Ремонт автомобилей hyundai  Ремонт автомобилей kia  Ремонт автомобилей mazda  Ремонт автомобилей nissan  Ремонт автомобилей opel  Ремонт автомобилей renault  Ремонт автомобилей toyota  Ремонт автомобилей volkswagen   Ремонт автомобилей citroen


О присадках в моторных маслах и добавках к моторным маслам.

Сегодня в магазинах автозапчастей и автохимии покупателям предлагают множество добавок к моторным маслам. В отличие от присадок, вводимых в состав масел в процессе производства, добавки рекомендуют вводить в товарные масла при их использовании. Производители добавок обещают потребителю значительное улучшение свойств масла и эффективности работы двигателя: повышение износостойкости деталей и даже восстановление их первоначальных размеров, снижение расхода топлива и масла, уменьшение токсичности отработавших газов, увеличение пробега до замены масла, повышение компрессии и т. п. Ни о каких негативных побочных эффектах при использовании добавок не упоминается.

Рассмотрим некоторые правовые аспекты использования добавок.

В Российской Федерации многие годы действует порядок допуска к производству и применению топлива, масел, смазок и специальных жидкостей по результатам испытаний в уполномоченных организациях. Таким испытаниям подвергают и все присадки. Ни одна добавка допуска к применению не получила, а их производители никогда не обращаются с предложением о проведении испытаний к уполномоченным организациям.

Ни один автопроизводитель в инструкциях по эксплуатации не рекомендует вводить в одобренные им масла какие-либо добавки. Более того, крупнейшие производители грузовых автомобилей запрещают использование добавок. В их числе MAN, Volvo, DaimlerChrysler. Как только автовладелец ввел в масло добавку, в смазочной системе двигателя его автомобиля находится неопределенный продукт, на который нет ни стандарта, ни технических условий. Автовладелец не может предъявить претензию изготовителю недоброкачественного масла, вызвавшего серьезные неполадки, и утратит право на гарантийный ремонт. Наличие в масле постороннего вещества легко обнаружить по инфракрасному спектру и другими методами анализа.

Состав современных моторных масел очень сложен и построен по принципу благоприятного взаимодействия строго сбалансированного пакета присадок к базовым маслам. Введение в состав масла добавки нарушает баланс и приводит к негативным побочным эффектам.

Что же представляют собой добавки?

Некоторые поставщики бавок продают в мелкой расфасовке обычные присадки к моторным маслам, в частности макрополимерные загущающие присадки. При их добавлении вязкость масла, естественно, увеличивается, и в изношенном двигателе уменьшится расход масла, повысится компрессия, снизится шумность. Но все то же с меньшими затратами можно получить, заливая в двигатель более вязкое масло при очередной замене.

Часто в качестве добавок предлагают суспензии, в которых содержатся мельчайшие частицы твердых смазочных материалов (графита, дисульфида молибдена), образующих на поверхности трущихся деталей тонкие слои, препятствующие контакту металла с металлом. Это полезно. Однако приобретать такие добавки нет необходимости. Графит или дисульфид молибдена некоторые европейские производители вводят как присадки моторных масел при их изготовлении. Такие масла есть и на нашем рынке.

В качестве добавок, улучшающих противоизносные свойства масел, предлагают соединения фтора и хлора. Введение таких добавок абсолютно неприемлемо по экологическим соображениям, так как приводит при сгорании масла к образованию в высшей степени токсичных веществ, выбрасываемых в атмосферу с отработавшими газами. По этой же причине прекратили добавлять к моторным маслам порошкообразный политетрафторэтилен – эффективный смазочный материал.

Многие добавки содержат тонкие дисперсии пластичных металлов или их сплавы. Часто в состав добавок входят металлоорганические соединения. Использование добавок, содержащих металлы, недопустимо: они повысят зольность масла, которая сегодня строго ограничена очень низкими значениями. Кроме того, диспергированные металлы, особенно медь, – это мощные катализаторы процессов окисления масел.

В заключение рассмотрим еще один аспект проблемы использования добавок. Производители моторных масел и присадок к ним в конкурентном состязании давно использовали бы эти вещества, предлагаемые как добавки, если бы их положительные эффекты были столь значительны, как обещает реклама, а побочные негативные отсутствовали или были очень малы. То, что добавки не стали присадками, говорит об их неприменимости.



Авторы статьи: В. Резников







Что же представляют собой присадки?

Современные моторные масла представляют собой сбалансированный коллоидный раствор многих функциональных присадок в базовом нефтяном или синтетическом масле и лишь благодаря этому способны справляться со своими обязанностями в двигателе.

 

В данной статье принимаются условия, что присадками к маслу называются вещества, вводимые в базовые масла на заводе-изготовителе, а добавками к маслу вещества, которые могут вводиться добавочно, для улучшения тех или иных свойств продукта.

До 1933 г для смазывания двигателей внутреннего сгорания в мире использовались нефтяные масла без присадок. В связи с созданием в США фирмой “Катерпиллер” дизельных двигателей с наддувом, обострилась проблема пригорания поршневых колец, для решения которой и были впервые разработаны специальные дизельные масла с моющими присадками на основе нафтенатов алюминия.

Практически одновременно с проблемой повышения моющих свойств масел возникла проблема повышения их термоокислительной стабильности при повышенных рабочих температурах. Для высокофорсированных (теплонагруженных) двигателей непригодны нефтяные масла, которые окисляются уже при 120°C. Для решения этой проблемы примерно с 1940 г начали применяться антиокислительные присадки (фторуглероды, дитиофосфаты, метанолы и т.п.). Важнейшей характеристикой моторных масел, главным показателем смазывающих свойств, является их вязкость. От величины вязкости масла зависят его герметизирующие свойства, расход масла на угар и внешние утечки, прокачиваемость по смазочной системе, пусковые качества двигателя, реализация жидкостного или граничного трения в различных фрикционных узлах (а тем самым их износ). Вязкость нефтяных масел при изменении температуры в диапазоне от –20°C до 100°C уменьшается в тысячу и более раз. Такие масла невозможно использовать для круглогодичной эксплуатации двигателя: если оно обеспечивает возможность работы при высоких температурах, то невозможно запустить двигатель при низких температурах и наоборот. Для эксплуатации двигателя при высоких рабочих температурах и надежного пуска его при низких температурах с 1951 г. начали выпускаться всесезонные масла. Снижение зависимости вязкости таких масел от температуры достигается сочетанием маловязкой базовой основы (которая отвечает за пониженные вязкостные свойства масла при низких пусковых температурах) и специальных полимерных вязкостных присадок, обеспечивающих необходимую вязкость при повышенных рабочих температурах.

Образующиеся при окислении масла низко- и высокомолекулярные органические кислоты вызывают коррозию металла. Так же она может возникать под воздействием сернистых соединений, попадающих в моторное масло при сгорании сернистого топлива. Для предотвращения коррозии металлов используют антикоррозийные присадки, главным образом содержащие органические соединения (сера, фосфор).

Основные типы присадок, которые должно содержать стандартное моторное масло, и их назначение представлены ниже:

Тип присадки Назначение
Детергентно-диспергирующие Предотвращают образование нагаров на горячих деталях двигателя (поверхности поршней и особенно верхние канавки поршневых колец). Поддерживают в мелкодисперсном состоянии нерастворимые в масле продукты, предотвращают их высаждение на фильтрах и деталях двигателя, предотвращают образование низкотемпературного шлама
Антифрикционные, противоизносные и противозадирные Уменьшают трение и износ деталей, предотвращают развитие задиров - глубинных вырывов материала на поверхностях трения
Антиокислительные Тормозят процессы окисления масла при повышенных температурах
Вязкостные Увеличивают вязкость базового масла и стабилизируют изменение вязкости масла при изменении его температуры.
Депрессорные Понижают температуру застывания масла и обеспечивают его подвижность при низких температурах
Противопенные Предотвращают вспенивание масла при повышенных температурах и обеспечивают стабильность его подачи к узлам трения
Моющие Уменьшают и предотвращают образование низкотемпературных отложений, обеспечивают чистоту деталей

В настоящее время на территории России присадки в моторные масла практически не производятся.

Ведущие производители смазочных материалов крайне негативно относятся к применению добавок в свою продукцию. Представители фирм-производителей моторных масел таких, как Shell, BP, Mobil заявляют «если бы мы знали добавку, которая могла бы улучшить свойства масла, ее немедленно ввели бы в пакет присадок». Вместе с этим, Джим Кларк, президент американской компании CD-2, (разработавшей присадку, которая помогла устранить посторонние шумы на крупной партии двигателей концерна General Motors и тем самым спасла его от крупных убытков), производящей добавки к маслам с 1942 года говорит, что никакие добавки в масла не спасут двигатель от капитального ремонта, но срок ремонта могут отодвинуть.

Логически оправдано разделение добавок по структуре и свойствам основных активных компонентов, воздействующих на двигатель.

Следует выделить такие группы:

  • Реметаллизаторы поверхностей трения.
  • Полимеросодержащие антифрикционные препараты.
  • Геомодификаторы, ремонтно-восстановительные составы.
  • Кондиционеры металлов.
  • Слоистые добавки.
  • Нанодобавки.

Реметаллизаторы или металлоплакирующие композиции, это особый класс препаратов, базирующийся на аспектах теории самоорганизации (открытии российских ученых Д.Н.Гаркунова и И.В.Крагельского) – явлении избирательного переноса. Механизм действия реметаллизаторов заключается в металлоплакировании трущихся поверхностей (образовании тончайших металлических слоев – сервовитной пленки) вследствии осаждения металлических компонентов, входящих в состав реметаллизаторов во взвешенном или ионном виде. При их применении частично восстанавливаются микродефекты, снижается коэффициент трения, значительно повышается износостойкость плакированных поверхностей. Из отрицательных последствий применения металлоплакирующих добавок следует отметить возможность потери подвижности поршневых колец, увеличение окислительных свойств масла, увеличение нагарообразования, выход из строя каталитических нейтрализаторов.

Полимеросодержащие антифрикционные препараты, включающие в свой состав политетрафторэтилен, поверхностно – активный фторопласт – 4, силикон, перфторполиэфир карбоновой кислоты (эпилам) и некоторые другие полимерные вещества. В настоящее время наиболее распространены препараты этой группы на основе политетрафторэтилена (ПТЭФ) или тефлона. Это обусловлено уникальным сочетанием его свойств: высокая пластичность, химическая и термическая стойкость, высокие антифрикционные возможности, особенно при высоких удельных нагрузках. По данным изготовителей, в процессе обработки ПТЭФ покрывает трибосопряжения, что заменяет трение металл по металлу на полимер по полимеру. Вместе с этим тефлон – теплоизолятор, и наличие тефлонового слоя на стенках камеры сгорания ведет к существенному росту температур газа в цилиндре. С одной стороны, это хорошо, поскольку увеличивается эффективность работы двигателя и снижается выброс СО и СН, с другой – наблюдается практически двукратный рост выхода окислов азота в отработавших газах. Вдобавок наличие фторсодержащих частиц тефлона в зоне горения приводит к образованию в отработавших газах следов ядовитого фосгена. Именно поэтому применение таких препаратов резко ограничено в США и Западной Европе. Отмечены также случаи, когда длительное использование тефлоновых препаратов приводит к закоксованию поршневых колец и, как следствие, перегреву поршней и выходу силового агрегата из строя.

Добавки на основе минералов естественного и искусственного происхождения получили наименованиегеомодификаторов, ремонтно-восстановительных составов или ревитализаторов или ревиталлизаторов. По своему химическому и фазовому составу они в основном представляют собою смесь измельченного и модифицированного силиката магния – серпентина, являющего формой целого ряда минеральных руд. Действие ремонтно-восстановительных составов (РВС), содержащих минеральные присадки, базируется на уникальных свойствах порошка серпантивита (змеевика), открытых в СССР при бурении сверхглубоких скважин на Кольском полуострове. Тогда неожиданно обнаружилось, что при прохождении слоев горных пород, насыщенных минералом серпантивитом, ресурс режущих кромок бурового инструмента резко увеличивается. Дальнейшие исследования показали, что серпантивит в зоне контакта бура с горной породой разлагается с выделением большого количества тепловой энергии, под воздействием которой происходит разогрев металла, внедрение в его структуру микрочастиц минерала и образование композитной металлокерамической структуры (металл-минерал), обладающей очень высокой твердостью и износостойкостью. В настоящее время предпринимаются многочисленные попытки применить порошки серпантивита для обработки двигателя. Обработка поверхностей трения в моторе действительно наблюдается – происходит микрошлифовка поверхностей цилиндров, растет компрессия, падает скорость износа. Однако, при применении РВС, двигатель теряет температурную стабильность. Так как на пути основного теплоотвода от поршня через поршневые кольца появляется тепловое сопротивление – металлокерамический слой. Помимо этого, в процессе приработки двигателя с РВС из-за резко возросших температур цилиндра значительно увеличивается расход масла, и достаточно часто отпускаются термофиксированные поршневые кольца. В парах трения «шейка коленчатого вала - вкладыш подшипника» происходит не микрошлифовка поверхности с образованием защитного слоя, а абразивный износ, при котором твердые частицы минералов внедряются в мягкие поверхности, нарушая их структуру и ухудшая условия формирования смазочных слоев.

К отдельной группе ремонтно-восстановительных составов относятся кондиционеры металлов, добавки на базе поверхностно и химически активных веществ. Смысл словосочетания «кондиционер металла» можно интерпретировать как препарат и механизм воздействия на процессы трения и изнашивания, позволяющие восстанавливать антифрикционные и противоизносные свойства, а так же химический состав и состояние поверхностей трения за счет введения поверхностно активных веществ. Одним из главных компонентов автомобильных кондиционеров металлов являются галогенированные производные углеводородов, являющиеся соединениями полученные замещением в структурной формуле углеводорода одного или более атомов галогена (хлора, фтора, брома, йода) равным числом атомов водорода. Кондиционирование металла заключается в пластифицированнии активными веществами добавки и формировании на ней тончайшей слоя, по своим свойствам близкого к сервовитной пленке. Ионизированные молекулы кондиционеров металлов, проникая внутрь металлической поверхности, изменяют ее структурный состав и, следовательно, прочностные и антифрикционные свойства. При этом контактирующие друг с другом участки покрываются достаточно устойчивым полимерным и полиэфирным покрытием, создавая эффект Вессбауэра (образование прочного покрытия, «масляной шубы», способного исключить непосредственный контакт трущихся поверхностей), что позволяет существенно снизить потери на трение и интенсивность изнашивания. Данной группе добавок в полной мере присущи те же недостатки, что и у геомодификаторов.

Слоистые добавки включают в свой состав элементы с низким усилием сдвига между слоями – дисульфиды молибдена (MoS2), вольфрама (WS2), тантала (TaS2), ниобия (NbS2), диселиниты молибдена (MoSe2), титана (TiSe2), ниобия (NbSe2), трисульфид молибдена (MoS3), графит (С), нитрид бора (BN – белый графит) и некоторые другие [2]. Механизм их действия основан на том, что например, в кристаллической решетке графита атомы углерода расположены в параллельных плоскостях, отстоящих друг от друга более чем на 0,345 нм, а в каждом слое они размещены в вершинах правильных шестиугольников с длинной сторон 0,142 нм. Так как силы взаимного притяжения между атомами тем меньше, чем больше расстояния между ними, то атомные связи в слоях значительно сильнее, чем между слоями. Это позволяет графиту при трении без особых усилий смещаться вдоль слоев, разделяя трущиеся поверхности. Такая структура определяет специфические свойства графита – низкую твердость и способность легко расслаиваться на мельчайшие чешуйки, что обуславливает применение его в качестве противозадирного и противоизносного элемента. При работе слоистый материал заполняет микронеровности поверхностей трения, снижая износ трущихся поверхностей. Аналогичную структуру имеют дисульфид молибдена и нитрид бора. Применение слоистых препаратов в качестве добавок имеет ряд особенностей: под воздействием кислорода происходит распад дисульфида, а попадающая вода способствует образованию серной кислоты. Так же необходимо отметить, что продукты окисления дисульфидов состоят из оксидов, обладающих высокой абразивной способностью, и серы – коррозионно-активного компонента [3].

В отдельную и специфическую группу следует вынести препараты, содержащие в своем составе наночастицы (1 нм = 10-9 м) – наноалмазы, фуллерены. Данные нанодобавки содержат смесь наноалмазов и наночастиц политетрафторэтилена с повышенной поверхностной энергией, находящихся в масле в виде нанокасул. При работе двигателя нанокапсулы образуют на металлических поверхностях устойчивую к истиранию при температурах до 500°C фторопластовую пленку, армированную наноалмазами [3]. Пленка обладая свойствами твердой смазки равномерно заполняет все неровности металла, снижая потери на трение и износ. Проблемным вопросом использования нанодобавок являются стабильность в смазочных материалах. Нанотехнологии таят в себе ряд опасностей, в том числе и не исследованных. Так, наночастицы могут проникать через кожу человека и накапливаться во внутренних органах.

Отечественные и импортные добавки к моторным маслам представлены ниже:

Тип добавки Торговая марка Состав Возможные отрицательные последствия применения
Реметаллизаторы поверхностей трения. RENOM Metalyz 6/8 Соли пластичных металлов (Cu, Fe, Al, Zn), органические кислоты Возможность потери подвижности поршневых колец, увеличение окислительных свойств масла, увеличение нагарообразования, выход из строя каталитических нейтрализаторов
Полимеросодержащие антифрикционные препараты. Silk-50 Slider 2000 ФОРУМ Политетрафторэтилен, поверхностно –активный фторопласт – 4, силикон, перфторполиэфир карбоновой кислоты (эпилам) Рост температур газа в цилиндре, двукратный рост выхода окислов азота в отработавших газах, наличие фторсодержащих частиц тефлона в зоне горения приводит к образованию в отработавших газах следов ядовитого фосгена, длительное использование тефлоновых препаратов приводит к закоксованию поршневых.
Геомодификаторы, ремонтно-восстановительные составы. РЕAГЕНТ-2000 RVS ХАДО FORSAN Смесь измельченного и модифицированного силиката магния Потеря температурной стабильности, значительное увеличение расхода масла, отпуск поршневых колец. абразивный износ вкладышей подшипников коленчатого вала.
Кондиционеры металлов. SMT2 Energy release Галогенированные производные углеводородов Потеря температурной стабильности, значительное увеличение расхода масла, отпуск поршневых колец, абразивный износ вкладышей подшипников коленчатого вала.
Слоистые добавки. Ceramic Engine Protector Дисульфиды молибдена, вольфрама, тантала, ниобия, диселиниты молибдена, титана, ниобия, трисульфид, молибдена, графит, нитрид бора Распад дисульфида, образование серной кислоты, продукты окисления дисульфидов обладают высокой абразивной и коррозионно-активной способностью.
Нанодобавки. Fenom Old Chap Наноалмазы, фуллерены Потеря стабильности смазочных материалов, не исследованные побочные эффекты.

Таким образом, применение дополнительных добавок к стандартным моторным маслам необходимо рассматривать как способ повышения защиты двигателя при эксплуатации его в экстремальных условиях или при уже ухудшенном техническом состоянии. Для исправного двигателя, эксплуатируемого в штатных режимах, использование качественного масла и сокращение срока его замены представляется более оптимальным вариантом, чем передозировка масла дополнительными добавками. Для изношенных двигателей применение добавок к маслу оправданно при взвешенном и разумном отношении к этому способу воздействия на механизм, эффективность использования таких присадок зависит от точности диагностики механизма и от грамотности их применения. Дополнительные присадки к моторным маслам позволяют замедлить деструктивные процессы в двигателе и продолжить эксплуатацию автомобиля при повреждениях систем смазки, охлаждения, применении топлив и масел не соответствующих химмотологическим картам, минимизировать износы при эксплуатации в условиях низких и высоких температур окружающего воздуха.





Авторы статьи: Михаил Меньшиков /Подполковник, заместитель начальника отдела исследований испытаний силовых установок 21 НИИИ Автомобильной техники Минобороны России./



Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
При копировании материалов прямая ссылка на наш сайт обязательна!


 
global-messages