Автомобильные статьи

Присадки для автомобиля. Типы, назначение, причины использования, эффекты

imagesarticles/imagesarticles/pakets.pngПрисадки для автомобиля. Типы, назначение, причины использования, эффекты
В двигателе внутреннего сгорания не один десяток поверхностей трения нуждается в смазочном масле, роль и требования к качеству которого возрастают по мере совершенствования конструкций.

Современные двигатели - это чрезвычайно сложные механизмы, состоящие из различных агрегатов и узлов, которые в разной степени подвергаются действию агрессивных продуктов сгорания топлива, высоких температур, скоростей, давлений и т. д. В двигателе внутреннего сгорания не один десяток поверхностей трения нуждается в смазочном масле, роль и требования к качеству которого возрастают по мере совершенствования конструкций.

технологический прогресс

За последние годы значительно изменились параметры современных двигателей. Так, на 45 % увеличилась литровая мощность, примерно на 18—20 % повысились скорость и среднее эффективное давление, причем эти изменения произошли при уменьшении литрового веса (32-35 %). Предусмотрено дальнейшее повышение литровой мощности и снижение металлоемкости. Повышение экономичности и эффективности, снижение затрат металла на единицу мощности возможны только за счет дальнейшего форсирования двигателей, т. е. еще будут увеличены среднее эффективное давление, степень сжатия, частота вращения, предполагается более широко использовать наддув. Все это повышает теплонапряженность деталей двигателя и ужесточает требования к качеству смазочных масел.

Если раньше качество масла улучшали подбором сырья, технологии его переработки, совершенствованием способов очистки, то для существующих и перспективных двигателей только этими приемами нельзя получить нужных качеств масел. Масла, эксплуатационные свойства которых отвечают современным требованиям, получают легированием их специальными присадками. Наиболее важными с точки зрения повышения надежности двигателей внутреннего сгорания и других агрегатов автомобиля являются противоизносные, противозадирные и антифрикционные присадки

Действие этих присадок обусловлено образованием на трущихся металлических поверхностях различных по химическому составу защитных пленок.

По принципу действия противоизносные присадки делят на три группы:

  • противоизносные присадки, увеличивающие липкость и смазываемость;
  • антифрикционные присадки (модификаторы трения);
  • твердые противоизносные и противозадирные присадки.

Противоизносные присадки, увеличивающие липкость и смазываемость

При нормальном смазывании, из-за взаимодействия полярных групп молекул масла с поверхностью металла, на поверхностях трения образуется адсорбированная пленка масла. При граничном смазывании, сила трения и износ в значительной степени зависят от стойкости этой пленки и силы взаимодействия молекул масла с поверхностью метала, т.е. от смазывающей способности и липкости масла.

Для уменьшения износа и увеличения липкости, в масло вводятся противоизносные присадки - жирные спирты, амиды, сложные эфиры, соединения фосфора и др., образующие химическую связь с поверхностью металла. При помощи таких присадок улучшается липкость даже при низкой вязкости масла. Чем больше прочность образованной пленки и чем сильнее она связана с поверхностью металла, тем меньше может быть вязкость масла для достижения такого же смазывающего эффекта и уменьшения износа деталей, а с применением менее вязкого масла снижаются потери на трение и энергии на прокачиваемость.

Антифрикционные модификаторы трения

Это присадки, регулирующие фрикционные свойства — коэффициент трения смазываемых поверхностей. Для снижения потерь на трение в двигателе, а тем самым и для снижения расхода топлива, в масло вводятся присадки, уменьшающие коэффициент трения. В качестве таких присадок применяются соединения, в молекуле которых имеется сильная полярная группа, обеспечивающая хорошее прилипание и длинная линейная цепочка, обеспечивающая хорошее скольжение. Применение подобных присадок, создает дополнительные возможности для создания, "энергосберегающих" масел.

Противозадирные присадки

Адсорбционная пленка может разрушаться в результате высокой нагрузки и возникающего нагрева контактирующих поверхностей металла (150 — 190°С). Вследствие этого, трение и нагрев поверхности металла повышаются еще больше, вплоть до сваривания, заедания, слипания деталей. Сваривание может быть подавлено присадками, содержащими соединения серы, фосфора, хлора и др., которые в местах наивысшего трения и высоких температур разлагаются с выделением соответствующих активных элементов, реагирующих с металлом и образующих сульфидную, фосфидную, хлоридную и хемосорбционную пленку — твердую смазку. Такая пленка является значительно более стойкой, чем адсорбционная, и может защитить поверхности трения от износа в условиях большой нагрузки и высокой температуры. Поэтому присадки, образующие твердую хемосорбционную пленку, называются разделяющими противозадирными присадками или присадками высокой предельной нагрузки.

В основном противозадирные присадки предназначены для повышения несущей способности трансмиссионных масел, особенно для гипоидных передач, индустриальных масел и пластичных смазках. Часто применяют присадку универсального действия, имеющую в своем составе и фосфор, и серу. Диалкилдитиофосфат цинка отличается не только противозадирными, но и антиокислительными, антикоррозионными и др. свойствами.

Высокая химическая активность противозадирных присадок не всегда приводит к желаемому результату (при очень высокой химической активности образуется толстая плёнка, которая плохо удерживается на поверхности металла).

Твердые противозадирные присадки

Твердые противозадирные присадки - в виде дисульфид молибдена, политетрафторэтилена (фторопласт, "Тефлон", ПТФЭ, PTFE) и графита в масле имеют коллоидную структуру, а на поверхности трущихся деталей образуют твердую и прочную противоизносную и противозадирную пленку. Их критическая рабочая температур выше, чем других антифрикционных присадок. Уменьшение трения достигается за счет легкого скольжение слоистой присадки. Такие твердые присадки в основном добавляют для улучшения смазывающих свойств пластичных смазок, однако некоторые производители выпускают масла с дисульфидом молибдена.

Пакеты присадок

Помимо этой основной группы присадок, входящих в комплекс (пакет) присадок существует еще десяток функциональных присадок, обеспечивающих вязкостно-загущающие, моющие, антиокислительные, антикоррозионные, антипенные, депрессорные и другие свойства масла.

Таким образом, высокий технический и энергетический уровень двигателя предъявил жесткие требования к качеству смазочного материала. Новые технологии, уровень исследований в области химмотологии позволили совершенствовать присадки и создавать новые пакеты присадок.

Создание новых пакетов присадок требует наличие мощной научно-технической базы, специалистов высокого уровня в области химмотологии и огромных затрат времени и средств.

Ведущие производители разработали примерно сто пакетов присадок, причем на каждый пакет может приходиться до 1500 вариаций из шести–восьми различных химических соединений, (сульфонаты, феноляты, салицилаты и сукцинимиды различной щелочности).

lubrizol и Infineum

Около 90 % в мировой структуре продаж присадок приходится на четыре американские компании. Признанным лидером в мире в области разработки присадок является американская фирма Lubrizol Corporation, имеющая развитую испытательную базу и подразделения во многих странах Европы и Азии. В 2004 г. она разделилась на два сектора, один из которых производит присадки к моторным маслам. Это третья по величине химическая корпорация в США, ее доля в мировом объеме производства присадок оценивается в 40%.

За Lubrizol Corporation следуют мировой лидер по производству пакетов присадок к моторным маслам корпорация Infineum – совместное предприятие ExxonMobil и Royal Dutch Shell. Более 40% моторных масел в мире производится на присадках фирмы Infineum.

oroniteOronite Company LLC является дочерней фирмой корпорации Chevron и принадлежит ей полностью. Oronite разрабатывает, производит и реализует на мировом рынке более 300 видов присадок, непосредственно участвует в производстве смазочных материалов для крупнейших производителей дизельных двигателей, таких как Caterpillar, Cummins, DAF, Daimler Chrysler, Detroit Diesel, Deutz, Ford, GMC и многих других. Oronite поставляет свои присадки на все крупные российские предприятия, производящие масла: ЛУКОЙЛ, Сибнефть, Роснефть, ТНК, нефтеперерабатывающие заводы «Новойл», «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез».

newmaketЗамыкает четверку гигантов фирма – поставщик присадок к ТСМ Afton Chemical. Начало развитию предприятия было положено в 1942 г. созданием фирмы Ethyl Corporation. В 1990-х гг. Ethyl сосредоточила внимание на присадках к ТСМ. В 2004 г. с целью повысить потенциал своих производств, занятых выпуском присадок к ТСМ, Ethyl Corporation преобразована в NewMarket Corporation – материнскую компанию Afton Chemical Corporation и Ethyl Corporation.

Немногим уступают этим гигантам другие мощные иностранные производители, такие как Clariant, British Petroleum, Vanderbilt, Ciba, Chemtura, Basf, Octel и др.

Не смотря на ограничение возможности участия в этой области других компаний и несоизмеримое превосходство крупных производителей присадок к маслам существует рынок дополнительных присадок к различным маслам и пластичным смазкам. Это связано с целым рядом факторов:

  • производство больших объемов масла (миллионы тонн в год) даже широкого ассортимента не может учесть специфики эксплуатации одинаковых автомобилей в различных условиях (качество топлива, режимы эксплуатации, температура воздуха, запыленность дорог);
  • критерий выбора рецептуры производства масла «цена – качество» не позволяет использовать при массовом производстве наиболее дорогие компоненты: базу и присадки;
  • дальнейшие исследования в областях химии и физики позволяют получать новые продукты, способные существенно изменить свойства масел, но не успевшие войти в состав пакетов присадок химических гигантов в силу закрытости ноу-хау и длительности исследований особенно по совместимости с другими присадками;
  • тенденция дальнейшего искусственного снижения ресурса двигателей и других агрегатов основными автопроизводителями с целью увеличения числа продаж.

Другими словами, качество масел не может обеспечить решение всех задач в каждом конкретном случае. Например, такие задачи как увеличение ресурса, увеличение мощности и приемистости, снижение расхода топлива и масла, снижение шума и вибрации, снижение эмиссии вредных примесей отработавших газов, восстановление работоспособности двигателя, коробки передач и других агрегатов.

Таким образом, каждый владелец автомобиля или хозяин компании, владеющей автотранспортом или генераторами, или судовыми двигателями, оценивая стоимость новой техники или затраты на эксплуатацию существующей техники, ищет возможность продлить ресурс и снизить расход топлива и масла на угар или решить другие задачи. К присадкам, которые выполняют данную цель относят триботенические составы Супротек.

Комментарии к статье
Добавить комментарий