Невелика розповідь про присадки до моторних масел
Присадки можна розділити на кілька типів:
В'язкісно-загущаючі присадки Миючі присадки (детергенти та дисперсанти) Протизносні присадки Інгібітори окислення (антиокислювальні присадки) Інгібітори корозії та іржавіння Антипінні присадки Модифікатори . В'язкісно-загущаючі присадки. Механізм їх дії ґрунтується на зміні форми макромолекул полімерів залежно від температури. У холодному стані ці молекули, будучи згорнутими в спіральки, не впливають на в'язкість масла, при нагріванні вони розпрямляються, і масло густіє, або, точніше, не стає занадто рідким. Фактично ця присадка підвищує індекс в'язкості олії. Масла, до складу яких входять в'язкісні присадки (до 10%), називають загущеними - це зимові та всесезонні сорти. Залежно від кількості доданої в'язкісно-загущувальної присадки можна отримати олії з різними в'язкостями. Чим вище початковий індекс в'язкості базової олії, тим менше в'язкісно-загущувальної присадки необхідно додавати. Якщо індекс в'язкості досить високий, можна отримати моторне масло, що не містить загусників. Сучасні тенденції у сфері розробки моторних масел спрямовані створення моторних масел з невисокими діапазонами в'язкостей. Причина полягає в тому, що такі олії, як правило, забезпечують енергозберігаючі властивості (тобто дозволяють економити паливо) і містять невисоку кількість загусника або взагалі його не містять. Чому велика кількість загусника в моторній олії небажана для двигуна? У двигуні безліч пар тертя, де масло піддається високим зсувним навантаженням, в результаті яких відбувається руйнування загусника.Це призводить до втрати в'язкості моторного масла, погіршення функцій змащування (зменшення товщини плівки, що змащує), а продукти руйнування загусника є потенційним джерелом нагарів і лакових відкладень у двигуні. Олії з великими діапазонами в'язкостей орієнтовані виключно на спортивне застосування. Вони призначені тільки для екстремальних умов експлуатації, в яких найбільш важливі високі в'язкі властивості, а не їх стабільність з часом.
Миючі присадки. Миючі присадки потрібні для запобігання утворенню лакових та сажових (у дизелях) відкладень на деталях двигуна. Вони, як правило, складаються з деталей, що детергують, які вимивають продукти окислення масла і зносу деталей і несуть їх до фільтра, і диспергуючих, що сприяють дробленню великих частинок нагару на дрібні (не більше мікрона).
Детергенти. Принцип дії цих присадок у двигуні точно такий же, як і у миючих засобів, що використовуються в побуті. Крім цього, детергенти мають лужні властивості, тобто. можуть нейтралізувати кислоти. Кислоти утворюються при згорянні сірки, що міститься в паливі, особливо дизельному і при окисленні самого масла. Нейтралізуючи такі кислі продукти, ефективно запобігає корозії деталей двигуна. Тобто. друга важлива функція таких присадок – нейтралізація кислот та антикорозійні властивості.
Дисперсанти. Основне завдання цих присадок - підтримання забруднень в маслі в розчиненому стані, запобігання їх відкладень на деталях двигуна, масляних каналах та ін, диспергування (розчинення) великих забруднень. Диспергуючі добавки утримують бруд у дрібнодисперсному стані, не дають їй злипнутися у великі грудки і пригоріти до металу. Звичайно, бруд проходить по всій системі мастила,фільтр її пропускає, але це набагато менше зло, ніж якби вона осідала на металі. До речі, результати роботи миючих присадок можна спостерігати майже відразу після заміни старої олії на нову. Наче тільки залив, трохи поїздив — і вже чорне! Не хвилюйтеся. В даному випадку чорнота олії свідчить про високу миючу здатність її присадок - вони змили бруд зі стінок, довели її до безпечної консистенції, і олія ганяє її за системою мастила.
Протизносні присадки. Основна функція - запобігання зношування тертьових деталей двигуна в місцях, де неможливе утворення масляної плівки необхідної товщини. Вони працюють шляхом абсорбування в поверхню металу, а потім хімічно реагуючи з нею в процесі контакту метал-метал, тим активніше, чим більше тепла при цьому контакті утворюється, створюючи при цьому особливу металеву плівку зі «ковзаючими» властивостями, чим і запобігають абразивному зносу. .
Інгібітори окислення (антиокислювальні присадки). У процесі роботи масло у двигуні постійно піддається впливу високих температур, кисню повітря і оксидів азоту, що викликає його окислення, руйнування присадок і загущення. Протиокислювальні присадки уповільнюють окислення олій і неминуче наступне утворення корозійно-активних опадів. Принцип їх дії полягає в хімічній реакції при високих температурах з продуктами, що викликають окислення олії. Поділяються на присадки-інгібітори, що працюють у загальному обсязі олії, і на термо-окислювальні присадки, що виконують свої функції у робочому шарі на нагрітих поверхнях.
Інгібітори корозії та іржавіння. Інгібітори корозії покликані захищати поверхню деталей двигуна від корозії, що викликається органічними та мінеральними кислотами, що утворюються.при окисленні олії та присадок. Механізм їхньої дії – утворення захисної плівки на поверхні деталей та нейтралізація кислот. Інгібітори ржавіння в основному покликані захищати сталеві та чавунні стінки циліндрів, поршні та кільця. Механізм впливу подібний. Протикорозійні присадки часто плутають із протиокислювальними. Це різні речі. Протиокислювальні, як говорилося вище, захищають від окислення саме масло. А протикорозійні — поверхня металевих деталей. Вони сприяють утворенню на металі міцної масляної плівки, що оберігає його від контакту з завжди присутніми в обсязі олії кислотами і водою.
Антипінні присадки. При сильному перемішуванні олії з повітрям, що зокрема спостерігається при роботі двигуна, коли колінвал інтенсивно збовтує олію в картері, можливе підвищене утворення піни. Цьому процесу також способствуют різні забруднення, присутні у маслі. Її формування значно погіршує ефективність змащування деталей двигуна, що може призвести до підвищеного зносу і погіршення тепловідведення. Протипінні присадки (зазвичай це силікони або полілоксани) не розчиняються в моторних маслах, а присутні у вигляді найдрібніших крапельок. Їхня дія заснована на руйнуванні бульбашок повітря. Обійтися без цих присадок практично неможливо, але їхня присутність не повинна перевищувати тисячних часток відсотка — при термічному розкладанні силікону утворюється оксид кремнію, який є сильним абразивом.
Модифікатори тертя. Для сучасних двигунів все частіше намагаються використовувати масла з модифікаторами тертя, що дозволяють знизити коефіцієнт тертя між деталями, що труться, з метою отримання енергозберігаючих масел. Найбільш відомі модифікатори тертя – графіт та дисульфід молібдену. Усучасних оліях їх дуже складно використовувати, оскільки ці речовини нерозчинні в олії, а можуть бути дисперговані в ньому у вигляді маленьких частинок. Це вимагає введення в масло додаткових дисперсантів і стабілізаторів дисперсії, проте це все одно не дозволяє використовувати такі олії протягом тривалого часу. Тому в даний момент як модифікатори тертя зазвичай використовують маслорозчинні ефіри жирних кислот, що володіють дуже хорошим прилипання до металевих поверхонь, формуванням на них шару молекул, що знижують тертя.
Депресорні присадки (для мінеральних олій). При сильному зниженні температури масла в ньому починають утворюватися кристали парафінів, що веде до втрати рухливості масла і в результаті погіршується низькотемпературний пуск двигуна і прокачування масла по каналах. У процесі виробництва базових олій частину пара-фінів видаляють, але повне їх видалення з технологічних та економічних причин неможливо (сильно зростають витрати на отримання базової олії). Зазвичай мінеральне базове масло має температуру застигання близько -15°С. Можливість одержання мінеральних моторних масел з температурами застигання -30 ° С ... -35 ° С досягається шляхом введення в масло депресорних присадок. Ці присадки запобігають зрощення кристалів парафіну, але не запобігають їх появі взагалі (принцип дії такий самий, як у дизельних антигелів).