Народные новости ►
Новости других СМИ
Loading...
Loading...
АвтоВ этом разделе размещаем интересные, захватывающие и курьезные видеоролики, сделанные авторегистратором, фотографии ДТП, а также байки водителей и автоприколы
Lord_of_water
0 727 2 01:45, 17 января

о моторном масле

поговорим о составе и композициях моторных масел.
Любой смазочный материал, в том числе и моторные масла, состоят из базового масла и пакета присадок. Содержание присадок в финишных маслах колеблется от долей процента в турбинных, и до нескольких десятков процентов в моторных, особенно в дизельных моторных маслах.
Про базовые масла мы говорили выше, теперь о присадках.
Присадки – это химические соединения, вводимые в базовое масло, и которые условно можно разделить на две группы: на те, которые предназначены для улучшения природных свойств базового масла, и на те, которые придают базовому маслу новые свойства, базовому маслу не присущие.
К первому типу относятся, например, противопенные и антиокислительные присадки. Ведь финишная моторка не должна пениться. Это не только вопрос эстетики, когда масло лезет из всех отверстий. Это еще и вопрос прочности масляной пленки, которая будучи смешанная с пузырьками воздуха имеет совсем плохую способность нести нагрузку. А антиокислительные присадки помогают базовому маслу (а мы помним, что основы высоких Групп сами имеют хорошую окислительную стабильность) выдерживать кошмарные условия работы достаточно длинные периоды времени.
Или моющие и диспергирующие присадки. Первые не дают возможным шламам, лакам и другим отложениям плотно обосноваться на поверхностях деталей двигателя. Молекулы моющих присадок напоминают сперматозоидов (вспомните школьную биологию). Они имеют активную головку и длинный хвост. Активная головка прикрепляется в поверхности металла, а хвост мешает, не пускает молекулы различных полупродуктов разложения базового масла к этим поверхностям. Кстати, вспомните телевизионную рекламу моторного масла Castrol: «только в нашем масле ……. есть молекулы, которые прикрепляются к металлу и защищают его …» и т.д. Так вот, такая реклама рассчитана на людей, которые не знают, что ЛЮБОЕ моторное масло содержит такие металлофильные молекулы и они называются моющие присадки. Диспергирующие же присадки с аналогичным сродством (влечением) только не к металлам, а к частицам сажи и другой грязи, не дают им возможности слепиться в крупные агрегаты, которые, не удержавшись в объеме масла, лягут на все, что попадется «под руку», забивая фильтры, масляные каналы, кольцевые проточки и пр. Эти присадки особенно важны в маслах для новейших двигателей, оборудованных системами доочистки выхлопных газов, такими как запоздалый впрыск и рециркуляция охлажденных выхлопных газов (EGR), производящих повышенные уровни сажи.
Вязкостные присадки или улучшители индекса вязкости. Они применяются для создания мультивязких, всесезонных или загущенных масел xW-xx. Они представляют собой крупные органические молекулы, которые при низких температурах скручены в плотный клубок, занимая небольшой объем и не мешая подвижности молекул базового масла. Т.е. в такой момент масло «жидкое». Однако при повышении температуры масла, молекулы улучшителя разворачиваются, разбухают и начинают создавать толкучку, мешая течь маслу, как бы загущая его. Степень загущения зависит от концентрации улучшителя. Чем его больше, тем «гуще» масло при высоких температурах. Различие между xW-30 и xW-50, где х – 0, или 5, или 10 и т.д., в концентрации улучшителя индекса вязкости.
Все прекрасно! Казалось бы, возьмем базовое масло с вязкостью 0W, добавим в него килиграмм улучшителя и получим на выходе одно-единственное супер-универсальное, ваще для всех сезонов масло 0W-60, подходящее для использования и в Норильске, и в пустыне Сахара.
Но не тут-то было! Вообще, в природе, если где-то что-то прибыло, улучшилось, подешевело …, то в другом сразу же что-то убыло, поплохело, подорожало … Равновесие, блин!
Работающего супер-универсального, «супер-климатического» масла не получается. Дело в том, что молекулы улучшителя индекса вязкости подвергаются необратимому разрушению в узлах трения, особенно при огромных скоростях сдвига, например, в зазорах цилиндр – поршневое кольцо. Эти молекулы «уминаются» в плотные клубки, теряя способность расправиться. Конечно такое объяснение несколько механистическое, но оно отражает суть – со временем концентрация активных молекул улучшителя индекса вязкости за счет «среза», «сдвига» уменьшается и масло … разжижается. Было 15W-40, через некоторое время становится 15W-30, 15W-20 и может стать даже 15W.
Однако в жизни такого глубокого разжижения не происходит. Во-первых, с уменьшением концентрации активных, работающих молекул улучшителя, скорость их выхода из строя тоже падает. Во-вторых, с самого первого момента попадания масла в двигатель, оно начинает ухудшаться, загущаясь от этого. Идут два встречных процесса – разжижение за счет «среза» улучшителя и загущение за счет разложения масла. Практически это выглядит так: залили свежее масло SAE 15W-40 с вязкостью 15-16 сСт при 100 °С. Через 50-100 часов работы, эта вязкость становится 13-14 сСт. Как правило, вязкость довольно долго держится на этом уровне, а затем начинает расти. Опять 15, затем 16 сСт, 17 … Но тут масло меняется, и все начинается сначала. Конечно, разработчики присадок стремятся найти нестираемые улучшители, но успехи не шибко заметные.
С таким спадом вязкости загущенных моторных масел я «попал» на заре своей масляной деятельности. Парк карьерных самосвалов Белаз с двигателями ЯМЗ пожелал купить «крутое», забугорное масло вместо М-10ДМ зимой и М-14В2 летом. Естественно, было предложено масло SAE 15W-40 от известного производителя. И случился скандал: через пару дней после замены машины стали глохнуть. Срабатывала система защиты двигателя от падения давления. Особенно плохо это было, когда самосвал глох на подъеме из карьера. Пришлось самолетом везти незагущенные масла SAE 30 и SAE 40, и все встало на место. Не загущенные (сезонные) масла не содержат улучшителя VI и не имеют эффекта потери вязкости из-за его «среза».
По причине «среза» загущенных моторных масел, их не рекомендуют использовать в КПП, ретардерах, мостах и прочих зубчатых механизмах. Сезонное (SAE 30 или SAE 40) пожалуйста, а всесезонку низя! В этих агрегатах падение вязкости от среза может быть очень глубоким. Ведь трансмиссии работают в гораздо более «мягких» условиях, чем моторка. И здесь загущение масла из-за старения может сильно опоздать.
Депрессоры точки потери текучести. Эти присадки тоже «сперматозоиды», аналогичные моющим и диспергирующим, но только они имеют «лубовь» к мельчайшим кристалликам парафинов, которые выделяются из объема масла при сильном охлаждении последнего. Если не мешать этим кристалликам расти, то крупные агрегаты сыграют роль улучшителя VI и не дадут маслу течь. Вспомните летнюю солярку на морозе! Комбинация же высококачественного базового масла и депрессоров точки замерзания дает поразительные результаты – дизельное масло с вязкостью SAE 15W-40 имеет температуру точки потери текучести -48 °С! Сравните, более жидкая ПАО синтетика 5W-40 замерзает при минус 51-54 °С.
А вот присадки, придающие моторному маслу характеристики, которых нет у базового масла. Это щелочной запас (TBN или общее щелочное число) и противоизносные, противозадирные присадки.
Щелочной запас масла предназначен для борьбы с кислыми продуктами сгорания топлива (серные кислоты от сгорания серы топлива и азотные кислоты от окислов азота при соединении кислорода и азота воздуха в условиях высоких температур сгорания топлива в камерах сгорания), и с органическими кислотами, образующимися при окислении базового масла. Это очень важные присадки, т.к. кислое масло активно атакует детали двигателя, в первую очередь, подшипники коленвала.
Щелочной запас в масле создают вышеупомянутые моющие, диспергирующие, противоизносные и противозадирные присадки. Эти присадки в сумме определяют зольность масла. Т.е. чем выше зольность масла, тем больше его щелочной запас. Конечно, существуют так называемые беззольные детергенты и дисперсанты, но их редко используют из-за их дороговизны. В частности беззольными маслами с низким щелочным числом являются масла для двигателей на природном газе и высокощелочные масла для железнодорожных дизелей производства General Electric.
Противозадирная и противоизносная присадка в моторных маслах – это легендарный дитиофосфат цинка или просто «цинк». Изученный вдоль и поперек за почти сто лет использования, дешевый «цинк» проявляет одновременно свойства антиокислителя, щелочного запаса, модификатора трения и противозадирного агента. Про этого классика смазочных материалов, так нелюбимого создателями Low SAPS масел, можно писать отдельную статью, но как-нибудь в будущем …
Принцип работы «цинка» довольно прост – в условиях граничного трения в точках соприкосновения сопряженных поверхностей при огромных температурах и давлениях эта присадка реагирует с металлами с образованием на их поверхностях серных и фосфорных соединений, которые покрывают чистый металл тонкой пленкой. Поэтому в условиях ударных нагрузок или при очень жидком масле при граничном трении, сопряженные поверхности «стукаются» уже не чистыми металлами, которые тут же свариваются, разрываются и создают поверхности задира, а тонкими пленками химически измененных металлов, которые не могут свариться, и имеют намного меньшую прочность на разрыв и сдвиг, чем защищаемый основной металл. Как тут не вспомнить очередную псевдорекламу: «только наше масло содержит молекулы, которые сами знают, где и как защитить …»! Такая присадка существует ВО ВСЕХ маслах, а не только в ихнем …
По закону равновесия, у дитиофосфата цинка есть свои недостатки. В частности, он жестко обходится с цветными металлами – он их просто «хавает». Поэтому, если простая трансмиссия, которая содержит «цинка» значительно больше моторного масла, попадет в двигатель, то подшипники коленвала выпадут из жизни буквально за несколько часов работы.
Это основные присадки, используемые в традиционных моторных маслах. Есть еще и другие, о которых расскажу по мере необходимости.
А теперь перехожу к скользкому вопросу, волнующем многих: как же практически производятся масла и чем они принципиально отличаются друг от друга.
Итак, производителей базовых масел первых четырех Групп в мире несколько сотен. Все они производят базовые масла на продажу. И продадут тому, кто захочет их купить.
А вот производителей присадок, вернее уже готовых пакетов присадок, можно сосчитать на пальцах рук. Эти компании обычно в руках крупных нефтепереработчиков - Infineum (ExxonMobil и Shell), Oronait (Chevron), Afton и Lubrizol. Ими занято 85-90 % мирового рынка присадок к смазочным маслам. Как правило, эти компании принимают непосредственное участие в разработке новых типов пакетов присадок для готовых масел в соответствие с требованиями производителей оборудования или экологических стандартов. Последние, кстати, основной двигатель разработок новых спецификаций и новых продуктов, отвечающих этим спецификациям. Да, не сказал, производитель пакетов присадок тоже готовы продавать их желающим.
Так откуда же такое разнообразие масел на прилавках – из США и России, Китая и Индии, Украины и Японии, Аргентины и Тайланда?
Ответ напрашивается сам собой – подавляющее количество производителей масел покупают из разнообразных источников базовые масла и пакеты присадок, и смешивая их в подходящей емкости, выбрасывают на рынок под разными названиями, в канистрах разного цвета и формы с красочными лейблами, обещающих потенциальному покупателю рай на земле, не говоря уже о небе.
Этим путем идут и крупные масляные компании. Вот, например, Shell построил в Торжке завод с производительностью 180 тыс. тонн смазочных материалов в год. И что? Может быть Вы думаете, что Shell начнет возить в Торжок свои базовые масла? Они что, с дуба рухнули, если под боком есть российские основы. Это же чистая экономика – изготовить дешевле, а продать как раскрученный бренд. Ну а присадки, скорее всего, они будут использовать свои, от Infineum. А может и ближе найдут.
Если среди читателей есть желающие заняться производством масел вообще, и моторных в частности, то флаг Вам в руки. Закупайте через Интернет базовое масло, от любого производителя присадок нужный их пакет и инструкцию к смешиванию, и в сарае в бочке, лучше деревянной, деревянной же лопатой смешивайте оба компонента (забыл сказать, что пакет присадок это их концентрированный раствор в масле-носителе), разливайте в канистры и бочки, наклеивайте броское имя, «Дальнобой», например, или «Вам и не снилось!» и на прилавок. Может все и срастется. И бизнес пойдет. А спецификации полученной смеси Вам сообщит поставщик присадок. И это не будет «паленка», если Вы все сделаете по чесноку - не разбавите основу ослиной мочой и не растяните пакет присадок на сто бочек вместо десяти.
Не разочаровались еще? Вы то думали, что Valvoline, например, втайне от Chevron в свое собственное базовое масло сыпет присадки, принципиально отличающиеся от сине-красных (цвета Chevron)? И их масла, не то что смешать, на полку рядом поставить нельзя. Или если VW, например, рекомендует в своем мануале, например, Castrol, то если залить, к примеру, Manol, то тут же двигателю придет трындец и он развалится вдребезги и напополам?
И не верьте тому, кто рассказывает будто бы он всю жизнь ездил на масле ABC, а вчера залил масло такой же вязкости и такой же спецификации от фирмы XYZ и уже сегодня двигун стуканул. Это все равно, что Ваш знакомый рассказал Вам, будто бы подруга брата его знакомого всегда брала белый батон на завтрак, а сегодня съела краюху серого и … умерла! Масло не яд мгновенного действия, если это только моторное масло, а не трансмиссия или трансформаторное.
Состав моторного масла за более чем сто лет проб и ошибок пришел к единому рецепту, подобного рецепту хлеба или яичницы глазуньи. Ничего супер-революционного – возьмите раскаленную сковороду и положите в нее яйца. А глаза сами выпадут (из старого анекдота). Конечно, есть различия, как серая мука от белой, как соль мелкого помола от грубого. А в принципе – все одинаково. Моторка должна работать долго - выбирается основа, способная предоставить эту возможность. Ни одно моторное масло не может обойтись без антиокислителей, противопенных, противозадирных агентов, моющее-диспергирующих присадок и щелочного запаса. Нужны еще модификаторы трения и вязкости (если масло всесезонка). Если оно будет работать в холодном климате, то нужны депрессоры замерзания. Если нужно, добавляются красители и отдушки. Все! Разве что присадки, обеспечивающие эти характеристики, могут быть из разных химикатов, отличающихся ценой и доступностью. Может быть что то новое придумают нано-технологии? Поживем-увидим!
Есть еще один технический момент, касающийся процессов трения. Все трущиеся детали в современном двигателе отделены друг от друга масляной пленкой. Это называется гидродинамическим или полнопленочным режимом смазывания. А если детали не соприкасаются друг с другом, им глубоко плевать на основу, присадки и бренды масла. Единственный узел в ДВС, работающий в режиме граничного трения – это кулачок распредвала – толкатель клапана. Но и эти вопросы постепенно решаются. Даже поршневые кольца современного профиля и те касаются поверхности цилиндра только при их полной остановке на заглушенном двигателе!
А как же рекомендации изготовителей, спросит пытливый читатель. Ведь Cummins, например, или Caterpillar и John Deer рекомендуют только свои масла, проверенные на их двигателях. И то верно, есть такие заморочки! Действительно, каждый серьезный моторостроитель испытывает свое детище на одном из масел, находящихся в данный исторический отрезок, на рынке. Что же он должен гонять свой движок на нескольких сотнях рыночных масел? Так и по миру пойдешь! И чаще всего марка того единственного масла принадлежит в той или иной мере самому моторостроителю. Выгодно же вместе с машиной продать и тонны своего масла, по крайней мере, за гарантийный период. Причем о заоблачной цене. А что, клиент уже на игле! Куда он денется из колеи? «Шаг в сторону, прыжок на месте …» - долой гарантию! А когда гарантия кончилась? И почти каждый моторостроитель назначает свои спецификации и говорит: «если постороннее масло, после прохождения достаточно дорогих полевых испытаний за некоторую денежку получит эту спецификацию, то путь ему в наш двигатель открыт». И плодятся эти дополнительные спецификации как снежный ком: Cat ECF, Cummins CES, Volvo VDS и т.д. А ведь была хорошая идея общей мировой спецификации Global DHD. Значит были предпосылки объединить все двигатели на одном типе моторки. Но своя рубаха ближе. И если страдали мерсовские движки OM полировкой цилиндров, или Mack производил много сажи и страдал износом ГРМ, то это скорее технические недочеты, которые и пытаются выправить маслом.

Комментировать2 Мне это интересно0
Последние комментарии (всего 2)Комментировать
  • (гость)
    17 января в 19:02
    Написано много, а масло как разливалось в России из одной бочки, так и разливается. Ярлыки только на канистры разные лепят.
  • Профиль пользователя ['NAME']
    18 января в 22:44
    еле осилил
Оставить комментарий
Ознакомиться с Правилами общения на портале «МОЁ! Online»
ПОСЛЕДНИЕ СООБЩЕНИЯ (Я — репортер)
ЕЩЁ