Модифицирующие добавки к моторным маслам автомобиля


Статьи об автотехнике

Модифицирующие добавки к моторным маслам автомобиля

Говоря о важнейших характеристиках моторных масел, таких как вязкостнотемпературные, антиокислительные, антикоррозионные и прочие (см. "ГК" 19), мы вскользь упомянули, что подобные свойства масло приобретает при введении в него специальнык модифицирующих добавок, называемых присадками. Думаем, что читателям будет небезинтересно узнать, как именно присадки обеспечивают то или иное свойство масла, т.е, каков механизм воздействия добавок на масляную основу, и что же эти самые присадки собой представляют. Разумеется, приоткрывая кухню составления масляных рецептур, мы никоим образом не посягаем на "ноухау" известных компаний по производству моторных масел. Сведения, приводимые в этой статье, общеизвестны и являются классической основой всего "масляного" дела.

Hачнем с вязкостно-температурных свойств.
Каждому водителю известно, что резкое увеличение вязкости масла при отрицательных температурах повышает сопротивление провертыванию коленчатого вала, вследствие чего пуск двигателя становится крайне затруднительным. В этот период холодное высоковязкое масло с трудом проходит через фильтр, впадины шестерен масляного насоса не полностью заполняются маслом, и его количество в масляной магистрали оказывается недостаточным. При "масляном" голодании отдается повышенный износ деталей, а в отдельных случаях - выход двигателя из строя. С другой стороны при работе горячего двигателя масло должно сохранять достаточную вязкость, чтобы гарантировать наличие устойчивой смазочной пленки между трущимися поверхностями. Получается любопытная картина: для "гладкой" работы двигателя масло должно быть достаточно жидким на морозе и одновременно вязким при высоких температурах! Логичным выходом из этой ситуации может быть искусственное загущение масла добавлением в него специальных загущающих присадок, но таких, чтобы давали эффект повышения только исходной вязкости, а в широком диапазоне рабочих температур обеспечивали бы постоянство ее значения. Что может служить загущающими присадками? В качестве загустителей широкое практическое применение получили полимерные соединения: полиизобутилен, полиметакрилаты и др. Загущенные масла при рабочих температурах двигателей сохраняют более высокую вязкость, чем у обычных зимних незащищенных масел. Поэтому загущенные масла могут применяться всесезонно и иметь повышенный срок службы до замены. К сожалению, при всех своих полезных свойствах, полимерные загустители при длительной работе в двигательном "пекле" могут разрушаться, следствием чего является резкое падение вязкости масла. Кроме того, в их присутствии, масло, оставаясь текучим в очень широком интервале зимних температур, вдруг резко при определенном понижении температуры теряет свою подвижность, т.е. застывает. Вспомните, как происходит замерзание воды в сосуде: кристаллики льда сначала редки, потом их количество резко возрастает, так что содержимое сосуда напоминает "снежную кашу", которая через некоторое время окончательно твердеет. Пример с водой поможет понять, что происходит с маслом: при понижении температуры парафины, содержащиеся в масле, образуют довольно прочные кристаллы. Застывания масла совсем избежать нельзя. Его можно "отодвинуть" в область очень низких температур, практически не встречающихся в погодных условиях той или иной местности. Для этого в масло вводят депрессорные присадки. По природе своей это вещества, которые распределяются в масле и оседают на мелкие кристаллы парафинов, не давая им расти, и - масло не твердеет. Вводимые в количестве 0,5% депрессорные присадки снижают температуру застывания масла на 17-24С.

Антиокислиельные и антикоррозионные свойства.
Моторное масло работает в таких условиях, при которых многократно повышается вероятность его окисления кислородом воздуха. Интересно, что металлические детали двигателя в горниле высоких температур играют роль квтализатора процесса окисления. Продукты окисления - это либо нерастворимые углеродистые отложения в двигателе, либо растворимые агрессивные примеси. Затормозить процесс окисления помогают присадки-антиокислители: тиосульфаты металлов, фенолы, амины и пр. Их еще называют пассиваторами, потому что они обволакивают тончайшей химической пленкой в металлические поверхности и таким образом изолируют катализатор окисления, делают его пассивным. Пассиваторы одновременно являются антикоррозионными присадками благодаря своему обволакивающему действию. Однако часто, для пущей надежности, в масло добавляют органические соединения, содержащие в молекуле серу или фосфор. Защитная пленка, образуемая этими присадками, не удаляется даже механическим стиранием; это особвнно важно в подшипниках и на трущихся поверхностях. Полностью избежать образования углеродистых отложений в двигателе все-таки не удается. Те читатели, которым приходилось перебирать двигатель, видели смолистый темный налет на его деталях, удаляемый, впрочем, без особого труда. Терки не понадобились лишь благодаря действию моющих присадок в моторном масле, которые препятствуют прилипанию загрязнений к металлическим поверхностям и поддерживают твердую грязь в состоянии устойчивой и очень тонкой суспензии.

Думаем, читатель догадался, что речь пошла о моюще-диспергирующих свойствах масел. Моющие добавки это слаборастворимые соли (сульфонаты, салицилаты и феноляты) таких металлов, как барий, магний, кальций, а также чисто органические соединения (например, производные янтарной кислоты - сукцинимиды). Hасколько важны вышеупомянутые свойства моторного масла, покажем на таком примере. Боль шинству наших читателей известно отечественнов моторное масло М-8А (пример этого продукта выбран не случайно: отечественные масла долгие годы были для нас единственно доступными и поэтому наиболее знакомы, почти что "родные"). При городской езде с использованием этого масла в двигателе автомобиля загрязнение бумажного полнопоточного фильтра происходило через 3000-4000 км пробега. Когда масло поменяли на новое, принадлежащее к группе Г1 (или SE, SF по классификации API) и имеющее в своем составе эффективныв диспергирующие присадки, то срок службы масляного фильтра увеличился в 3,5 раза. Грубая оценка моюще-диспергирующих свойств масла, например, по наличию крупных частиц грязи на масляном фильтре может быть принята за определяющий фактор - менять или не менять масло. Моторное масло может засоряться кроме всего прочего и продуктами механического износа трущихся поверхностей. И это утверждение отнюдь не противоречиво, если вспомнить о трех режимах смазки: в реальных условиях не всегда труднодоступные поверхности обеспечиваются прочным слоем масла. В этом случае износ деталей можно снизить регулируя химический состав масла. А именно, добавив в масло поверхностно-активные вещества (ПАВ), придающие ему новые свойства - противоизносные. ПАВ образуют с металлом рабочих поверхностей деталей химически связанные соединения. Даже там, где до введения ПАВ был граничный режим смазки (т,е. практически "сухое" трение из-за грубой шлифовки), после введения присадок образуется смазочная пленка, ничем из зоны трения не выдавливаемая. Порой такая смазка понижает трение в большей мере, чем это следует из значения вязкости масла: тогда говорят,что повысилась "маслянистость" моторного масла. В чем же проявляется противоизносный эффект? Грубо говоря, в том, что после образования тонкого слоя нового вещества на поверхности в трении участвует и изнашивается уже не сам металл, а это вещество. ПАВ подбираются таким образом, чтобы новый слой обладал пластичностью и меньшим коэффициентом трения по сравнению с чистым металлом. А как известно, меньше трение - меньше износ! Отлично зарекомендовал себя по части противоизносных свойств сульфидный слой на поверхности металла. Обычно он образуется, если используются ПАВ, содержащие в молекуле серу (кстати, об этом мы уже упоминали, рассказывая о пассиваторах). В последнее время большое распространение получили присадки, улучшающие антифрикционные свойства масел. Такие присадки обычно не растворяются в масле. Они вводятся в масляную основу в виде порошка, помолотого настолько тонко, что в масле он не оседает, в образует постоянно взвешенную суспензию, причем наибольший эффект получается, когда размер частиц суспензии не более 1 микрона. Частицы суспензии "забивают" все впадинки и неровности рабочей поверхности, сглаживая ее. В идеале трение металла о металл заменяется на значительно меньшее трение одного слоя присадки о другой. Из наиболее известных назовем антифрикционные присадки на основе сернистых соединений молибдена. Процесс создания такой присадки - настоящее священнодействие: вот здесь-то как раз и применяются всевозможные технологические ухищрения дабы предотвратить побочные паразитные проявления солей молибдена. И конечно же, кроме молибденсодержащих, имеются и применяются традиционные антифрикционные присадки на основе графита, меди, никеля и т.д Противопенные свойства. Обильная пена в картере двигателя, вызываемая, в том числе, присутствием в масле ПАВ, нарушает его нормальную работу, вот почему в моторныа масла обязательно вводят противопенные присадки. В большинстве своем это полимерные соединения на основе кремния - так называвмые силиконы. Эти добавки практически не растворяются, а собираются на поверхности масла, разрушая всякие образующиеся воздушные пузырьки, т.е. пену. Правда, у силиконов есть существенный минус - они сгорают с образованием твердого абразива - оксида кремния. Вот почему концентрация противопенных присадок в масле минимальна - около 0,002-0,005%. Что же следует из вышеприведенного обзора? То, что в современном моторном масле все виды перечисленных присадок присутствуют одновременно и в строго определенных количествах, придавая ему тот неповторимый букет свойств, который отличает масло каждой отдельной марки. Hадеемся, что читателю, прочитавшему этот обзор, станет чуть понятнее, что скрывается за фразой "высококачественное моторное масло...". Автомобилист, выбирающий масло для своего автомобиля не по яркости этикеток или форме канистр, а сознательно, с целью сберечь изношенный двигатель или для большей экономии топлива, достоин всякого уважения.
А теперь внимание! Информация из разряда "в записную книжку автомобилиста". Знакомим с серией моторных масел, не имеющих близких аналогов среди отечественной продукции подобного рода. Это новое HIGHTEC-поколение синтетических моторных масел фирмы CASTROL. По классификации API новая серия превосходит даже требования категории качества SH. Упомянутая серия относится к маслам всесезонным.

Масло CASTROL GTX3 Protec - универсальное для карбюраторных и дизельных моторов, с высокими противоизносными свойствами, практически исключает образование черных отложений на деталях двигателя. Известен такой факт: при допустимом износе кулачков распределительного вала в 15 микрон применение масла GTX3 Protec позволяет сократить величину износа едва ли не вдвое - до 9,4 микрон.
Класс вязкости по SAE: 15W-40 (см. "ГК"19).
Категория качества по API: SH/CD

Масло CASTROL GTX3 Lightec - для любого времени года, защищает двигатель от износа, повышая его долговечность. За счет низкой исходной вязкости обеспечивает легкий ход двигателя. По сравнению с "одноклассным" маслом, полученным по.технологии крекинга, которое на 25-градусном морозе в момент холодного пуска двигателя обеспечивает частоту вращения около 75 об./мин., масло GTX3 Lightec при равных условиях гарантирует 100 об./мин.
Класс вязкости по SAE: 10W-40
Категория качества по API: SH/CD

Масло CASTROL TXT Softec Plus - всесезонное, с высокой антиокислительной устойчивостью благодаря синтетическим компонентам. Обладает исключительной текучестью при холодном пуске и гарантирует моментальное поступление масла к трущимся деталям двигателя. Так,масло ТХТ Softec Plus показало рекордное время поступления к распределительному валу - 24 сек. при сравнении все с тем же крекинговым "одноклассником", результат которого - 50 сек. И это при температуре в картере -30 С! Масло относится к разряду экономящих топливо.
Класс вязкости по SAE: 5W-40.
Категория качества по API: SH/CD

Масло CASTROL Formula RS Racing Syntec - полностью синтетическое масло экстра-класса для моторов спортивной ориентации: многоклапанных и турбодвигателей. Имеет так называемую "гоночную" вязкость, которая обеспечивает защиту двигателя от износа и при холодном пуске, и при работе в высокотемпературных режимах. Применение этого масла гарантирует толщину смазывающей пленки в подшипниках около 6 микрон; что само по себе рекордно, т.к любое другое масло - "одноклассник" обеспечивает только половину.
Класс вязкости по SAE: 10W-60.
Категория качества по API: SH/CD

А теперь взгляните на таблицу, приводимую здесь:

Класс вязкости по SAE 5W 10W 15W 20W
t застывания масла: -30C -25C -20C -15C
Минимальная t
эксплуатации
-25C -20C -15C -10C

Hе правда ли, напрашивается вывод что чем меньше цифра "зимнего" класса вязкости по SAE, тем ниже температура, при которой масло сохраняет свои эксплуатационные качества? Масло класса "0W" позволило бы забыть о пакостях зимних температур, свело бы на "нет" мытарства холодного пуска... Да что там говорить! Есть такое масло!
Масло CASTROL FormulaSLX класса "0W-30" обладает исключительной возможностью обеспечить наиболее легкий запуск двигателя даже при экстремально низкой температуре, мгновенно образуя смазывающую пленку. Это же масло является надежной защитой двигателя и в условиях другой крайности - при сверхвысокотемпературных режимах работы.