Автомобильные присадки и добавки Балабанов Виктор
Однако единого мнения по применению геомодификаторов нет. По одним источникам, геомодификаторы рекомендуется применять после пробега около 1000 км, что обосновывается лучшими условиями и наглядностью обработки.
Другие рекомендуют применять геомодификаторы не только для автомобилей с пробегом, но и для новых автомобилей. В этом случае предлагается вводить состав непосредственно в моторное масло, при соблюдении остальных требований к обработке, а смену масляного фильтра рекомендуется производить после 5…6 тыс. км пробега.
Восстановление и упрочнение подвижных соединений металлокерамическими материалами осуществляется за счет формирования на поверхностях трения структур повышенной прочности, подавления процессов водородного изнашивания и охрупчивания металла, повышения термодинамической устойчивости системы поверхность трения — смазочный материал. Поверхностно — активные вещества (ПАВ) металлокерамического восстановителя после введения в системы двигателя подготавливают поверхности трения химически (катализ) и физически (суперфиниш), очищая их от нагара, оксидов, отложений и т. д.
Для получения необходимого эффекта от применения геомодификатора должно произойти его разрушение по формуле
Mg6{Si4O10}(OH)8 = 3Mg2{SiO4} + SiO2 + 4H2O,
до этого времени он (например, серпентин) работает, как простой абразив.
После разложения геомодификатора в очищенную зону трения вместе с катализатором происходит внедрение его керамических и металлокерамических частиц (фибрилла). Зона контакта обедняется свободным водородом, а поверхностные слои вследствие диффузии изменяют свою структуру и увеличивают прочность в несколько раз. В процессе дальнейшей работы на поверхностях трения формируется органо — металлокерамическое покрытие, частично восстанавливающее дефекты поверхности трения и обладающее высокими антифрикционными и противоизносными свойствами.
Металлокерамический защитный слой, который получается на поверхностях трения, может обладать уникальными триботехническими характеристиками:
— микротвердость 65…72 HRC;
— шероховатость 0,3…0,1 мкм;
— коэффициент трения 0,003…0,007;
— температура разрушения 1700…2000 °C.
При применении геомодификаторов в ДВС наблюдается некая оптимальная точка (момент времени) в процессе обработки, когда регистрируемый эффект достигает своего оптимального значения. Продолжение процесса обработки, как указывают ряд исследователей, может привести к ряду негативных последствий.
Наряду с высокой эффективностью геомодификаторов и РВС — технологии, остается множество нерешенных вопросов, связанных с их применением.
1. Так, исследованиями, проведенными в триботехнической лаборатории фирмы «ВПМАвто» установлено, что геомодификаторы увеличивают износ хромированного кольца в паре трения «хром — чугун» в два раза по сравнению с базовым вариантом, а также пары трения «вкладыш — шейка коленчатого вала». Это является следствием вдавливания (вкрапления) в более мягкой материал неразложившихся частиц геомодификатора и их функционирования как микрорезцов, закрепленных в пластичной матрице.
2. При обработке металлокерамическими материалами наблюдается выделение свободной воды. По данным, приведенным во втором томе советско — польского издания «Справочник по триботехнике. Смазочные материалы, техника смазки, опоры скольжения и качения», повышение ее содержания в моторном масле всего на 5 % приводит к росту интенсивности изнашивания до 10 раз.
3. Отмечается нарушение температурной стабильности обработанного двигателя вследствие дополнительного теплового сопротивления металлокерамического слоя (кстати, как и полимерного) отводу тепла от поршня через поршневые кольца. Всё это может привести к перегреву двигателя и его отказу, особенно на режимах перегрузок.
4. По этой же причине наряду со снижением концентраций в отработавших газах окиси углерода СО и углеводородов СН, наблюдается почти двукратный рост выхода окислов азота NО.
5. При применении РВС — технологии в периоды приработки изза возрастающих температур отмечаются случаи дополнительного сверхнормативного выгорания масла и отпуск (снижение прочностных свойств) термообработанных поршневых колец.
6. Большинство геомодификаторов представляют собой не что иное, как взвесь порошковых материалов в соответствующем носителе (осветительном керосине, минеральном масле и т. д.), которая, как и порошковые реметаллизанты, может задерживаться фильтрами, центрифугироваться и выпадать в осадок. Так, например, при безразборном восстановлении тепловозных дизелей разработчиками рекомендуется на период обработки вообще исключать из системы смазки фильтры тонкой очистки (центрифуги) моторного масла.
Поэтому при применении геомодификаторов необходимы следующие дополнительные рекомендации:
1. Показанием к применению должны быть результаты технического диагностирования двигателя, указывающего на то, что степень износа систем, подлежащих обработке препаратом, составляет не менее 50 %.
2. Если пробег после замены масла и масляного фильтра составил более 5 000 км, либо качество моторного масла не соответствует эксплуатационным требованиям, а также при наличии отказов деталей в узлах и механизмах автомобиля, подлежащих обработке, то восстановительная обработка не рекомендуется.
3. Качественная обработка геомодификатором требует строгого квалифицированного инструментального контроля первого этапа процесса восстановления, поэтому такую обработку целесообразнее и безопаснее проводить в автосервисах с получением гарантий качества обработки.
4. На наш взгляд, геомодификаторы целесообразнее всего применять в элементах трансмиссии и ходовой части. Обладая высокими водо- и грязеотталкивающими свойствами, они могут существенно понизить износ и температуру в зоне трения, в том числе и в открытых узлах, таких как шарниры карданных валов, цепная передача мотоциклов и т. д.
В заключение данного раздела следует отметить, что главной проблемой, существенно сдерживающей применение препаратов на основе геомодификаторов, является нестабильность их свойств, а как следствие, результатов обработки. Все это, прежде всего, обусловлено минеральной основой добавок с наличием множества неконтролируемых примесей и загрязнений. Разработка для таких присадок синтетических компонентов, свободных не только от балластных, а, прежде всего, от возможных абразивных компонентов, способна открыть новые перспективы для их широкого применения в автомобильной промышленности.
К отдельной группе РВП относятся кондиционеры (металла или поверхности). Это целый спектр различных препаратов автохимии, в основном на базе поверхностно — активных веществ (ПАВ) и химически — активных веществ (ХАВ), в том числе традиционно применяемых в смазочных материалах, но официально не именуемых кондиционерами.
Впервые термин «кондиционер» (от английского «condition» — условие, состояние) был употреблен еще в 1815 году. Именно тогда француз Жан Шабаннес получил британский патент на метод «кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях». Почти через сто лет, в 1902 году американский инженер — изобретатель Уиллис Карриер собрал первую промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью — Йорке. Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, ухудшавшей качество печати.
Слово «кондиционер» по отношению к устройству для поддержания нужной температуры и влажности в помещении прижилось только у нас в стране. Фактически это фрагмент словосочетания a ir — condition, что в переводе с английского означает «состояние воздуха». В дальнейшем слоо кондиционер стало применяться в других отраслях, например «кондиционер металла», «кондиционер волос», «кондиционер белья» и т. д.
Собственно, смысл словосочетания кондиционер поверхности применительно к автохимии можно интерпретировать как препарат и механизм воздействия на процессы трения и изнашивания, позволяющие восстанавливать антифрикционные и противоизносные свойства, а также химический состав (состояние) поверхностей трения посредством доставки необходимых компонентов (среды или энергии) за счет введения химически активных веществ.
Одним из главных компонентов автомобильных кондиционеров поверхности являются галогенированные производные углеводородов. Эти химически активные углеводороды являются соединениями, полученными замещением в структурной формуле углеводорода одного или более атомов галогена (хлора, фтора, брома, йода) равным числом атомов водорода. К активным компонентам таких присадок следует отнести также ряд соединений серы и фосфора.
Наиболее часто в кондиционерах металла применяются хлоропарафины, отвечающие по составу предельным углеводородам или парафинам СnН(2n+2), в которых один или несколько атомов водорода замещены хлором. Из химических свойств хлоропарафинов наиболее важным и характерным для них является чрезвычайная подвижность атомов хлора, вследствие чего при действии соответствующих агентов они способны обменивать хлор снова на водород или на другие атомы или группы. Эта способность обусловливает широкое применение хлоропарафинов для разнообразнейших синтезов, в том числе для препаратов автохимии.
Механизм противозадирного действия хлорсодержащих соединений заключается в образовании хлоридов на локальных микроучастках контакта поверхностей трения в условиях высоких удельных нагрузок и скоростей скольжения, особенно в присутствии следов влаги.
Сера и сернистые соединения образуют сульфидную пленку на поверхности металла начиная с температуры 200 °C. Эта пленка содержит карбиды и оксиды железа, а также сульфаты железа (вследствие окисления). Толщина образовавшейся сульфатной пленки зависит от прочности связи серы в молекулах присадки и составляет 300…400 нм. С применением рентгеноспектральных методов было установлено, что в процессе работы сульфатная пленка непрерывно истирается и восстанавливается, однако средняя толщина пленки остается постоянной.
Другим химически активным компонентом РВП являются препараты на основе соединений фосфора. Так, металлические соли дитиофосфорных (ДТФ) кислот придают смазочным композициям высокие антиокислительные, антикоррозионные, противоизносные, а также незначительные противозадирные свойства за счет химических реакций присадок с металлом поверхности с образованием на поверхностях трения фосфатов металлов, имеющих высокое сопротивление сдвигу.
Дитиофосфаты цинка применяют в качестве антиокислительной и противоизносной присадки. Наиболее широко распространены российские присадки ДФ-11 (50 %-ный раствор изобутилизооктилдитиофосфата цинка в веретённом масле), а также А-22 — присадка нового поколения (дитиофосфат цинка, модифицированный бромом), с содержанием активного вещества не менее 85 %. Их применяют в моторных, трансмиссионных и индустриальных маслах в концентрации от 0,5 до 2,0 % (мас.).
В моторных маслах они используются как компонент полифункциональных присадок для обеспечения синергизма (содружества) триботехнического действия различных присадок.
Противоизносное действие дитиофосфатов или дитиокарбонатов молибдена в основном реализуется вследствие химического модифицирования продуктами термического разложения этих соединений на поверхностях пар трения и последующего образования на них полимолекулярного граничного слоя. Продукты их разложения вступают в реакцию с ювенальными поверхностями трения и насыщают их серой, молибденом и в некоторых случаем фосфором. Затем при высоких температурах происходит дальнейшее разложение присадки, образуются соединения MoS2 и МоО4 или их модификации, создающие полимолекулярный противоизносный антифрикционный граничный слой. Присадками такого типа являются ПАФ-4 («Экомин»), производства Рязанского опытного завода ВНИИ НП (Россия) и, по некоторым данным, «MotorProtect» немецкой фирмы L iqui Moly GmBh . Дитиофосфат цинка также взаимодействует с продуктами окисления, образующимися в масле при эксплуатации, повышая его антикоррозионные свойства.
Все эти вещества в той или иной концентрации входят или могут входить в состав РВП группы кондиционеров металла. Механизм их действия основан на физической адсорбции, хемосорбции и химическом взаимодействии ПАВ с поверхностями трения.
Механизм физической адсорбции заключается в том, что полярные молекулы кондиционера удерживаются на трущихся поверхностях силами Ван — дер — Ваальса, образуя достаточно прочные перпендикулярно расположенные к трущимся поверхностям слои, способные выдерживать высокие нормальные нагрузки и имеющие низкое сопротивление к действию касательных напряжений.
Хемосорбция основана на удержании на поверхности металла молекул кондиционера химическими связями, при этом атомы металла не покидают свою кристаллическую решетку и не вступают в химические реакции.
В результате на поверхностях трения образуются молекулярные пленки физического (адсорбция), химического (хемосорбция) строения, а также ряд химических соединений.
Физическая адсорбция и хемосорбция протекают практически одновременно. Например, адсорбция жирных кислот при нормальных температурах носит в основном физический характер, а при высоких температурах — химический. Так, кондиционеры поверхности, с одной стороны, за счет физической адсорбции образуют на смазываемых поверхностях достаточно прочные слои ориентированных молекул смазочного материала, работающие при низких температурах. С другой стороны, в результате хемосорбции за счет образования в смазочном материале, например, активных ионов хлора (при применении хлоропарафинов), опережая процессы схватывания, на поверхностях трения образуются устойчивые пленки, а в смазочном материале маслорастворимые или твердые химические соединения, состоящие из хлоридов, фосфатов, йодидов, сульфидов и др.:
FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O;
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O.
Высокая скорость их образования позволяет быстро восстанавливать такие пленки в местах разрушения граничного слоя базового смазочного материала, обеспечивая защитный режим трения во фрикционном контакте вплоть до температуры плавления.
Образовавшиеся адсорбированные, хемосорбированные структуры и химические соединения на поверхностях трения, обладающие относительно высокой прочностью и стойкостью, защищают их от непосредственного механического и теплового контакта, препятствуют взаимной адгезии поверхностей.
Наиболее известным препаратом этого класса является антифрикционный кондиционер металла «Energy release» («освобождающий энергию»), разработанный американской компанией Entech Corp . в рамках абсолютно закрытой программы по созданию самолета — невидимки «Stelth». Он был создан специально для турбин реактивных двигателей и других узлов и механизмов, работающих в сверхтяжелых условиях, когда обычные СМ не обеспечивали необходимых свойств.
Физико — химические исследования «Energy release», проведенные с участием Центра лазерной технологии при Институте общей физики РАН, указывают на образование на трущихся поверхностях сервовитной пленки из чистейшего железа. Методом оже — спектроскопии установлено, что толщина этой пленки составляет всего 250 (25 нм), что в 2000 раз меньше толщины человеческого волоса. В условиях применения «Energy release» наблюдается значительное снижение шероховатости поверхностей — с 1 до 0,01 мкм, т. е. до уровня зеркальной поверхности, что позволяет в 5…12 раз снизить износ деталей и механизмов двигателя. Результаты расчетов показали, что использование «Energy release» на серийном моторе без всяких конструктивных доработок позволяет получить прирост мощности на 5 л. с. (3,73 кВт).
p>В последнее время получила распространение новая американская разработка — полностью биоразлагаемый синтетический кондиционер металла второго поколения «SMT 2», обладающая, к тому же, по данным фирмы — производителя, более высокими антифрикционными свойствами.Научно-производственная компания «Автохимпроект» выпускает отечественный кондиционер металла Fenom (Феном), который в настоящее время широко известен на автомобильном рынке и входит в целую группу различных продуктов для автохимии. Название Fenom образовано от Fe — обозначение железа в таблице Д. И. Менделеева и Nom — от латинского Nomen — основа основ (имя).
Особенностью кондиционирования металла при использовании препарата Fenom заключается в дополнительном пластифицировании поверхностей трения и формировании на них тончайших слоев, по свойствам близких к сервовитной пленке, характерной для эффекта безызносности. Это обусловлено избирательным растворением веществами кондиционера легирующих элементов конструкционного материала детали и образованием структуры, состоящей из чистого железа с включенными в него остаточными фазами углерода.
При этом контактируемые участки покрываются достаточно устойчивыми полимерными и полиэфирными структурами, создавая эффект прочной «масляной шубы», способной исключить непосредственный контакт трущихся соединений. Это позволяет существенно снизить в подвижных соединениях потери на трение и их интенсивность изнашивания, в том числе при пуске, разгоне, режимах перегрузок и т. д.
Fenom обеспечивает реальный эффект при концентрации всего 3 % от объема моторного масла, в то время как многие другие препараты подобного назначения вводятся в пропорции до 25 %, что может нарушить сбалансированный состав масла. Препарат можно заливать в двигатель, коробку передач, задний мост и т. д. в любой момент и при любом пробеге автомобиля. Рекомендуемое количество препарата для каждого конкретного агрегата указано в инструкции.
Обработку двигателя гораздо лучше приурочивать к смене моторного масла. При этом рекомендуется использовать 5–минутную промывку двигателя с препаратом Fenom, который в составе промывки не только обеспечивает защиту двигателя, но и повышает энергетику очистителя, усиливая его моющие свойства.
По данным профессиональных аналитиков, комплексное применение Fenom на всех этапах производства и эксплуатации позволяет увеличивать ресурс механизма в целом в 3…6 раз, на этапе эксплуатации — от 2 до 5 раз и получать дополнительную экономию материальных средств от 10 до 40 %.
Антифрикционные кондиционеры металла выпускаются многими известными автохимическими компаниями мира. Так, концерн Lubrichim (Швейцария — Бельгия — Испания) выпускает антифрикционную и противоизносную присадку к маслу (многоцелевой концентрат антифрикционного кондиционера металла) Auto Plus 2025, предназначенную для снижения износа деталей и потерь на трение, избыточного потребления топлива, замедления окисления масла и предотвращения образования черных смолистых отложений.
Фирма SCTVertribs GmBh (Германия) производит добавку в моторное масло E stocada Metall Conditioner (Торговая марка — MANNOL), предназначенную для упрочнения металлических поверхностей поршневых колец и гидрокомпенсаторов, очистки двигателя от смолистых отложений, снижения потерь на трение, повышения износостойкости деталей, снижения расхода топлива и масла, облегчения холодного пуска, оптимизации показателей выхлопа, т. е. стандартного набора функциональных свойств, присущих кондиционерам металла.
Следует иметь в виду, что применение в смазочных материалах галогенных соединений способствует образованию кислот, которые повышают кислотное число базового смазочного материала, а следовательно, и его коррозионную активность. Все это требует строгого соблюдения инструкций по применению, не допускающих превышению рекомендуемых расчетных концентраций, порядка и периодичности применения таких препаратов.
Кислотное число — число, соответствующее количеству химического соединения КОН (щелочи), необходимого для нейтрализации всех типов кислот в нефтяном продукте.
Другой немаловажной проблемой является наличие в кондиционерах металлов хлор— и фторсодержащих компонентов, применение которых в странах Западной Европы и США ограничено в связи с экологическими требованиями.
В настоящее время на рынке автохимии присутствует целый ряд препаратов автохимии, предназначенных для кондиционирования (восстановления свойств) самых различных конструкционных материалов, таких как резинотехнические и полимерные уплотнения систем двигателя, ременных передач, поверхностей облицовки и обивки салона и т. д., которые следует называть кондиционерами поверхности.
Следующую группу препаратов можно объединить понятием «слоистые добавки», которые также часто называют модификаторами. Препараты, отнесенные к данной группе, в основном включают в свой состав элементы с низким усилием сдвига между слоями, например дисульфиды молибдена (МоS2), вольфрама (WS2), тантала (TaS2) и ниобия (NbS2), диселениты молибдена (МоSе2), титана (TiSе2) и ниобия (NbSе2), трисульфид молибдена (МоS3), графит (C), нитрид бора (BN — «белый графит») и некоторые другие.
Слово «графит» происходит от греческого корня «графо» — пишу, так как он издавна применялся для изготовления грифелей карандашей. Примерно с XV века графит начал применяться для изготовления тиглей. В XVI веке началась добыча графита в Англии, где он стал использоваться как карандашные грифели взамен свинцовых. В связи с этим его вначале даже называли «плюмбаго» (от латинского «плюмбум» — свинец). Интересно и то, что его долгое время совсем не отличали от другого твердосмазочного материала — молибденита (по — гречески «молибдос»). Древние греки обычно путали молибденит с графитом, а иногда и со свинцом.
Рассмотрим механизм восстановительного, в основном антифрикционного и противоизносного, действия слоистых добавок, на примере химического строения графита и дисульфида молибдена, который, в общем, аналогичен и для других материалов подобной структуры.
Графит находит широкое применение в самых разнообразных сферах человеческой деятельности — от изготовления карандашных грифелей до блоков замедления нейтронов в ядерных реакторах. Атомы углерода в кристаллической структуре графита связаны между собой прочными ковалентными связями и формируют шестиугольные кольца, образующие, в свою очередь, прочную и стабильную сетку, похожую на пчелиные соты. Сетки располагаются друг над другом слоями. Расстояние между атомами, расположенными в вершинах правильных шестиугольников, равно 0,142 нм, между слоями — 0,335 нм. Слои слабо связаны между собой (рис. 12). Такая структура — прочные слои углерода, слабо связанные между собой, определяет специфические свойства графита: низкую твёрдость и способность легко расслаиваться на мельчайшие чешуйки, что обусловило его применение в различных смазочных материалах в качестве противозадирного и противоизносного материала.
Приведенная модель не является полной, так как некоторые факты не позволяют полностью описать механизм смазочного (защитного) действия графита только слоистой структурой. Например, при применении графита в сухом воздухе сила трения выше, чем во влажном, в атмосфере азота существенно выше, чем на воздухе (причем в сухом азоте выше, чем во влажном), а в восстановительной среде смеси газов вообще не обладает хорошей смазочной способностью. Таким образом, наличие пленки влаги или окисных пленок на поверхностях трения является необходимым условием для проявления графитом своих максимальных смазочных свойств.
Рис. 12. Слоистая структура кристаллической решетки графита (справа) и дисульфида молибдена (слева)
В настоящее время, ультрадисперсный графит входит в состав практически всех смазочных материалов, выпускаемых бельгийской копанией Marly под маркой Black gold, технологического партнера гонок «Формулы-1», «Форд», «Рено» и ряда российских автосоревнований. Например, 100 %-ное синтетическое моторное масло Blaсk gold bio carat специально разработано для использования в автоспорте. Оно содержит уникальную коллоидную смазку, основанную на графите, а также до 65 % эстеров, благодаря чему значительно снижается трение и износ трущихся соединений, увеличивается мощность двигателя и снижается расход топлива.
Кристаллическая решетка дисульфида молибдена схематично подобна решетке графита: между атомами молибдена и серы имеются достаточно сильные связи, в то время как расстояние между слоями серы много больше и связи слабее. Благодаря этому дисульфид молибдена может надежно работать при отрицательных температурах (до —50 °C), а также в вакууме. Однако при температуре 538 °C молибденит превращается в триоксид, являющийся абразивным материалом.
История одной из наиболее известных фирм мира, немецкой «Liqui Moly GmbH», как раз тесно связана с этим химическим соединением. Даже название фирмы является производным от Liqui (сокр.) — жидкость и Moly (сокр.) — молибден.
Однажды в одном из магазинчиков армии США, базировавшейся в Германии после окончания второй мировой войны, немца Ханса Хенле заинтересовал жестяной «бутылек», продававшейся под торговой маркой «Liqui Мoly». Этот пузырек содержал специальную жидкую смесь для добавки в моторное масло, которая должна была защищать двигатель самолета от повреждений в случае внезапной потери масла. Основой этой смеси являлся дисперсионный порошок темно — серого цвета — дисульфид молибдена (MoS2), который и придавал продукту эти удивительные защитно — смазывающие свойства. При поражении масляного бака или утечки масла дисульфид молибдена какоето время «смазывал» и защищал двигатель самолета, позволяя пилотам благополучно приземлять свои поврежденные машины.
В 1955 году Ханс Хенле выкупил права на торговую марку «Liqui Мoly» и патент на вещество «Дисульфид молибдена». В марте 1957 года была основана компания «Liqui Moly GmbH», которая начала выпуск своей собственной присадки в моторное масло (OilAdditiv), называвшейся тогда «Kfz 1», и по сей день представленной в фирменном ассортименте.
Дисульфид молибдена стал составной частью различных продуктов фирмы: Kfz 1 (Масляная присадка), Kfz 2 (Присадка в трансмиссионное масло), Kfz 3 (Универсальная смазка) и Kfz 4 (Монтажная паста). Продукты компании, содержащие различные соединения дисульфида молибдена, и сейчас занимают одно из ведущих мест в линейке продукции ставшей всемирно известной фирмы.
Наиболее известны специальные молибденсодержащие смазки для высоких механических и термических нагрузок в шарнирах карданов и равных угловых скоростей. Так, многоцелевая смазка Molybden эффективна при действии ударных нагрузок, устойчива к окислению и, что наиболее важно, способна защищать смазываемые детали от коррозии даже в случае попадания в смазку воды.
Достаточно известно на рынке моторное масло MANNOL Molibden немецкой фирмы SCT GmBH, содержащее дисульфид молибдена и широко представленное в сети магазинов России, реализующих смазочные материалы.
Нитрид бора (BN) — таков состав вещества, которое иногда называют «белым графитом». Его получают, прокаливая технический бор или окись бора в атмосфере аммиака. Это белый, похожий на тальк порошок, но сходство с тальком чисто внешнее, намного больше и глубже сходство аморфного нитрида бора с графитом. Одинаково построены кристаллические решетки, оба вещества с успехом применяют в качестве твердой высокотемпературной смазки. Известное сходство с углеродом проявляет и сам бор, а не только его соединения с азотом. Это не должно удивлять. Бор и углерод — соседи по таблице Менделеева, оба элемента — неметаллы, мало отличаются размеры их атомов и ионов. Главное следствие этого сходства — быстрое развитие химии бороводородов, которая, по мнению многих ученых, может со временем стать «новой органикой». Напомним, что просто «органика», органическая химия это, по существу, химия углеводородов и их производных.
В автохимии наиболее известны препараты, содержащие нитрид бора — «Ceramic Engine Protector» производства голландской фирмы Petromark Automotive Chemicals BV (Торговая марка — P. M. Xeramic), комбинированный препарат Z enox NV . производства бельгийской нефтехимической компании Marly SA ., слоистая добавка на эстеровой основе — «VX 500» также от бельгийской фирмы SWF s. a. / n. v ., (Торговая марка — Xenum), а также «CeraTec» немецкой фирмы Liqui Moly GmBH и др.
В ряде работ по трибологии указывается, что ряд йодистых комплексов также имеют слоистую структуру. В то же время йодистые соединения уменьшают количество и твердость нагаров на поршнях и головках цилиндров за счет перевода твердых окислов металлов под действием йода в йодиды, имеющих как раз слоистую структуру, меньшую твердость и кислотность.
Известен еще целый ряд так называемых светлых твердых добавок к смазочным материалам. В основном это соединения на основе цинка: сульфиды — ZnS, фториды — CaF, фосфаты — Zn3(РО4)2, оксиды — ZnO и гидрооксиды Zn(OH)2; кальция: гидрооксид — Са(ОН) и ортофосфат — Са3(РО4)2, а также железа: пирофосфат — Fe2Р2О7 и некоторых др.
При работе слоистый материал заполняет (сглаживает) микронеровности поверхностей трения, вследствие чего до 50 % снижается коэффициент трения и износ обработанных поверхностей. Данные присадки (модификаторы) необходимо вводить при каждой замене масла, так как при работе двигателя на чистом масле происходит интенсивное вымывание частиц графита (дисульфида молибдена) из микронеровностей и вынос их из зоны трения.
Диаметр частиц должен превышать максимальную высоту микронеровностей (параметра шероховатости), чтобы разделять трущиеся поверхности. Поэтому в западных фирмах дисульфид молибдена и графит перемалываются в шаровых мельницах несколько суток, а затем тщательно калибруются (просеиваются).
Для стабилизации дисперсий (предотвращения их оседания в фильтрах маслосистем) слоистых материалов требуется дополнительное введение в смазочные материалы сульфонатов, алкилфенолятов, эфиров, кетонов, сополимеров этилена и пропилена, полимеризованного растительного масла, фталиевого ангидрита, танина, церизина. Все это перегружает пакет присадок базового смазочного материала.
Использование слоистых препаратов в качестве добавок, а также готовых моторных масел, содержащих слоистые составляющие, имеет ряд особенностей.
1. Применение препаратов на основе дисульфида молибдена не рекомендуется в маслах, содержащих цинк и кальций в базовом масляном пакете присадок, так как возможно их взаимодействие и выпадение в осадок.
2. Применение дисульфидмолибденовых присадок, а также многих других ремонтно — восстановительных препаратов значительно увеличивают сульфатную зольность моторных масел, превышая допустимые нормы.
3. Ряд частиц, введенных в СМ в виде добавок (взвесей), например, слоистых добавок (как, кстати, реметаллизантов и геомодификаторов), могут быть центрифугированы фильтрами тонкой очистки (центрифугами) и коленчатым валом, что грозит забиванием каналов коленчатого вала.
4. Добавки, масла и смазки этого класса (Black gold, MANNOL Molibden, Motor Protect, Getriebeoil Additiv, Molybden и др.) имеют черный или темно — серый цвет изза содержания в них графита или дисульфида молибдена, что является их отличительной особенностью. В то же время, использование таких масел визуально «маскирует» (не позволяет правильно оценить) качество очистки систем двигателя перед сменой масла с одной стороны, а с другой — интенсивность старения моторного масла в период его эксплуатации.
Цвет нефтепродукта — оценивают в единицах ЦНТ на колориметре визуальным путем, сравнивая с цетными светофильтрами, каждый из которых имеет номер, соответствующий единице цветности. Если цвет нефтепродукта более 8,0 единиц ЦНТ, то готовят раствор из 15 мл нефтепродукта в 85 мл растворителя.
5. Применять дополнительные РВП наиболее целесообразно для двигателей с большим пробегом и сниженными технико — экономическими показателями. Однако именно в этих случаях возможно попадание в моторное масло топлива и прорыв отработавших газов в картер через изношенную или накоксованную цилиндропоршневую группу, что приводит к интенсивному окислению масла и резкому нарушению стабильности базового пакета присадок.
6. Как известно, при эксплуатации автомобиля в зимний период, и особенно при длительном простое, в цилиндрах двигателя, а также в топливном баке (тем более, если оставить его на зимовку полупустым) скапливается водяной конденсат. Под воздействием кислорода происходит распад дисульфида молибдена, а попадающая влага способствует образованию серной кислоты и возникновению «стоп — эффекта» (заклиниванию узла), описанного в середине прошлого века отечественным классиком трибологии профессором И. В. Крагельским.
7. При разрушении (разрыве) пыльника на ШРУС он выходит из строя не только вследствие попадания внутрь абразива (грязи), а также и потому, что продукты окисления дисульфида молибдена состоят из окиси молибдена (MoO3), обладающей высокой абразивной способностью, и серы — коррозионно — активного компонента.
8. Наиболее эффективно и целесообразно применение смазочных материалов на основе дисульфида молибдена, графита, нитрида бора и других слоистых модификаторов трения в трансмиссионных маслах и консистентных смазках, где опасность деструкции (разложения), выпадения в осадок и засорения фильтров не столь актуальна.
Наноматериалы и нанотехнологии находят всё большее применение в различных химических препаратах для автомобильной промышленности, называемых потребителями автохимией и автокосметикой. К таким разработкам относятся различные ремонтно — эксплуатационные присадки и добавки к топливу и смазочным материалам, а также лакокрасочные покрытия, шампуни, полироли и некоторые другие товары.
Нано… — от греческого «нанос» — карлик, гном, приставка для образования наименования дольных единиц, равных одной миллиардной доле исходных единиц. Обозначения: н, n. Пример: 1 нм = 10-9 м. На таком расстоянии вплотную может расположиться примерно 10 атомов вещества.
Реально диапазон рассматриваемых объектов гораздо шире — от отдельных атомов (размером менее 0,1 нм) до их конгломератов и органических молекул, содержащих свыше 109 атомов и имеющих размеры даже более 1 мкм в одном или двух измерениях, а наиболее ярко выражены и эффективны они при размере зерен менее 10 нм. Наноструктуры обладают сочетанием ряда параметров и физических явлений, не свойственных традиционным моно- и поликристаллическим состояниям материалов. Уменьшение размера кристаллов (в первую очередь в металлах и сплавах) может приводить к существенному изменению свойств материалов. Принципиально важно, что они состоят из небольшого числа атомов, и, следовательно, в них уже в значительной степени проявляются дискретная атомно-молекулярная структура вещества, квантовые эффекты, энергетика развитой поверхности наноструктур.
При этом самым простым наноматериалом препарата автохимии или автокосметики могут служить фрагменты вещества, измельченные до наноразмерного состояния или полученные какимто другим физическим или химическим способом, имеющие хотя бы в одном измерении протяженность не более 100 нм и проявляющие качественно новые свойства (физико-химические, функциональные, эксплуатационные и др.). Это могут быть и сферические (многогранные) частицы, нановолокна (например ПТФЕ), пластинки монтмориллонита или иглы серпентина.
На рис. 13 показаны сферические наноразмерные структуры кремния, здесь 84 % частиц имеют диаметр 44 нм и 16 % — 14 нм. Этот наноразмерный кремний получен при разложении газообразного моносилана (кремневодорода) SiH4, из которого получают чистый полупроводниковый кремний в инертной среде при резонансном поглощении лазерного излучения.
Рис. 13. Наноразмерные частицы кремния диаметром 14…50 нм (distance 40,7 nm — ориентировочная шкала размеров)
Известные автохимические препараты для безразборного сервиса автотракторной техники могут быть отнесены к нанотехнологическим разработкам по трем основным критериям:
1. Наличие в их составе наноразмерных частиц (ультрадисперсных алмазов, металлических порошков, политетрафторэтилена (ПТФЕ), модифицированного графита и т. д.);
2. Использование компонентов, полученных (произведенных) с использованием нанотехнологий, например золь — гель — технологии (рекондиционеры);
3. Формирование на поверхностях трения, вследствие взаимодействия с активными компонентами этих препаратов (ионных металлоплакирующих присадок, кондиционеров, геомодификаторов), защитных наноразмерных (наноструктурированных) покрытий и структур.
Рекондиционер (англ. reconditioner — реставратор) — объединение понятий кондиционирования (нормализации состояния) и латинской приставки «re» — возврат (return), что в комплексе означает — препарат автохимии, способствующий возвращению условий трения и изнашивания к нормальному состоянию.
Несомненно, что всевышеперечисленные свойства в той или иной мере присущи практически всем ремонтно — восстановительным препаратам автохимии, применяемым для безразборного сервиса (восстановления) автотракторной техники. В одних случаях они являются определяющими для того, чтобы быть отнесенными к нанотехнологическим препаратам, а в других могут быть отнесены к вспомогательным (дополнительным) эффектам. Например, во всех препаратах наряду с макрочастицами могут находиться и наноразмерные частицы.
Углерод и его аллотропные формы — химические элементы, которые больше всего интересуют ученых в области нанотехнологий. До недавнего времени было известно, что углерод образует четыре аллотропные формы — алмаз, графит, карбин (получен искусственно) и лонсдейлит (впервые найден в метеоритах, затем получен искусственно). Известны и другие формы углерода, такие как аморфный углерод, белый углерод (чароит) и др., но все эти формы являются композитами, то есть смесью малых фрагментов графита и алмаза.
В настоящее время стала известна еще одна аллотропная форма углерода, так называемый «фуллерен» (многоатомные молекулы углерода Сn). Молекула фуллерена С60 была обнаружена в 1985 году при исследовании масс — спектров паров графита после лазерного облучения твердого образца. Название дано в честь известного американского архитектора — авангардиста, философа, поэта и инженера Р. Б. Фуллера (Fuller), разработавшего дизайн строительных конструкций, форма которых аналогична форме молекулы фуллерена С60.
Фуллерен является, по существу, новой формой углерода. Молекула С60 содержит фрагменты с пятикратной симметрией, не свойственной неорганическим соединениям в природе. Поэтому признано, что молекула фуллерена является органической молекулой, а кристалл, образованный такими молекулами (фуллерит), — это молекулярный кристалл, являющийся связующим звеном между органическим и неорганическим веществом.
Алмазные наночастицы в зависимости от условий применения могут выступать в виде либо тончайшего абразива, либо эффективного модификатора трения. Оказалось, что алмазная шихта (промежуточный продукт получения наноалмазов) чрезвычайно эффективна в виде добавок к моторным и трансмиссионным маслам, консистентным смазкам и смазочно — охлаждающим технологическим средам. Различный набор наночастиц алмазной шихты оказывает сильное структурирующее действие, как на поверхности трения, внедряясь в поверхности деталей, армируя ее, так и на смазочный материал, изменяя его характеристики.
Как ни парадоксально, но алмазосодержащая смазочная композиция обадает высокими антифрикционными, противоизносными и противозадирными свойствами, наряду с высокой коллоидной стабильностью. Содержание наночастиц в рабочей среде в ничтожных количествах (всего 0,01…0,003 %) обеспечивает мягкую безабразивную приработку деталей двигателей и трансмиссий.
Научно — производственная фирма «Лаборатория триботехнологии» впервые в мире разработала препарат на основе наноразмерных комплексов органосорбента, полученных по золь — гель — технологии из бентонитовых глин, названный «рекондиционер».
Бентонитовые глины получили название от форта Бентон, расположенного в штате Вайоминг (США), где в конце прошлого века была начата их первая промышленная добыча. В дальнейшем практический интерес к бентонитовым глинам значительно возрос, и их месторождения были разведаны почти на всех континентах нашей планеты. Так, монтмориллонит — основной минерал бентонитовых глин — получил название от города Монтмориллон (Франция), вблизи которого был впервые обнаружен.
Бентонитами следует называть тонкодисперсные глины, состоящие не менее чем на 60…70 % из минералов группы монтмориллонита, обладающие высокой связующей способностью, адсорбционной и каталитической активностью.
Более точную качественную характеристику природных бентонитов по одним только результатам их химического анализа дать весьма затруднительно. Для сравнительно чистых бентонитов содержание отдельных компонентов, в частности, окислов кремния и алюминия, и их молекулярное соотношение являются характеризующими признаками.
Бентониты — важный вид минерального сырья, который находит все большее применение в различных отраслях. Они используются в практике глубокого бурения — для изготовления высококачественных глинистых буровых растворов, в литейном производстве — в качестве превосходного связующего материала, в нефтеперерабатывающей, энергетической, химической и пищевой промышленности — в качестве адсорбентов и катализаторов, в строительной и керамической промышленности, в сельском хозяйстве (при изготовлении комбикорма и в других целях), медицине и автохимии.
Органобентонит является универсальным структурообразователем различных масляных сред. Он одновременно является загустителем масел, повышая их вязкость, термостойкость и термостабильность различных систем, может работать в агрессивных средах, в том числе в средах с любой минерализацией, а также значительно повышает устойчивость различных масел. С помощью органобентонита можно создавать системы из компонентов, которые в обычных условиях несовместимы, например, удерживать в воде или в масле специальные вещества или химические элементы — носители определенных заданных свойств.
Для получения органобентонита используют бентонитовые глины. Предлагаемые к использованию глины обогащаются, перерабатываются и выпускаются в виде бентонитовых порошков с дисперсностью частиц 1102…5103 .
При получении рекондиционеров проводится модификация бентонитовой глины фторуглеродным ПАВ, т. е. получаются наночастички глины с поверхностью, аналогичной тефлоновой (рис. 14).
Рис. 14. Наноразмерные слоистые частицы монтмориллонита, модифицированного фторуглеродными соединениями
Группа препаратов на основе бентонитового наноразмерного органосорбента, выпускаемых компанией «Автохимпроект», имеет торговую марку «Old Chap», что переводится с английского как «старый друг». Фирмой выпускаются препараты данной марки для применения в двигателях, механических коробках передач и гидроусилителях руля автомобилей с пробегом более 100 000 км.
Препараты обеспечивают повышение несущей способности (прочности) смазочного слоя в зоне контакта трущихся поверхностей, особенно имеющих повышенные зазоры вследствие износа.
Этой же фирмой выпущен новый рекондиционер марки F enom Tensei, который разработан специально для японских автомобилей (с учетом особенностей их эксплуатации и старения) с пробегом более 100 000 км для снижения темпа изнашивания деталей двигателя, улучшения его эксплуатационных и ресурсных характеристик. Препарат компенсирует недостатки в диагностике и техническом обслуживании автомобилей, несоответствие применяемых отечественных ТСМ требуемому уровню их качества.
Fenom Tensei изготовлен с применением химических материалов компании Ciba Specially Chemicals Inc. (Швейцария) — мирового лидера в производстве компонентов пакетов присадок для масел. Препарат включает беззольные противоизносные компоненты Irgalube, антиоксиданты Irganox, дезактиваторы металлов Irgame t, реологические добавки Arglube, моющие компоненты, синтетическую основу. Компоненты созданы с помощью молекулярной инженерии, представляют собой беззольные соединения и предназначены для эффективной защиты двигателя и моторного масла в широком диапазоне нагрузок, скоростей и температур.
Применение рекондиционеров следующее. Прогреть двигатель, залить в масляную систему препарат (флакон 250 мл) в двигатель и оставить работать на холостом ходу в течение 10…20 мин. После этого автомобиль можно эксплуатировать в штатном режиме. Рекондиционер добавляется в моторное масло любого типа из расчета одна упаковка на 3,5…5 л масла. Рекомендуется заливать препарат в новое моторное масло, через две смены моторного масла.
Продукцией компании «Автохимпроект» в области ремонтно — восстановительных нанопрепаратов являются добавки Renom Engine NanoGuard — к моторному маслу и Renom Gear NanoGuard — к трансмиссионному маслу.
Renom Engine NanoGuard повышает ресурс и улучшает энергоэкономические показатели бензинового двигателя и дизеля. Препарат содержит полиалкиларены и современные нанокомпоненты — NanoJellC ®, формирующие защитную пленку (наноструктурированную твердую смазку), эффективно снижающую износ деталей и трение. Смесь неабразивных наноалмазов и наночастиц политетрафторэтилена с повышенной поверхностной энергией (HiEnergy PTFE) находится в добавке в виде нанокапсул. При работе двигателя нанокапсулы образуют на металлических поверхностях устойчивую к истиранию при температурах до 500 °C «сверхскользкую» фторопластовую пленку, армированную наноалмазами. Это пленка равномерно заполняет все неровности металла, снижает трение, обладая свойствами твердой смазки и надежно защищая от износа.
Полиалкиларены — углеводородные остатки (радикалы) ароматических углеводородов, входящие в состав металлоплакирующих добавок и присадок марки R enom и некоторых других препаратов автохимии.
Для применения данной добавки необходимо прогреть двигатель, энергично встряхнуть флакон, залить добавку в двигатель, дать поработать двигателю на минимальных оборотах коленчатого вала в течение 10 мин. Добавляется в моторное масло любого типа из расчета одна упаковка на 4…6 л масла.
Применение нанопрепаратов — восстановителей связано с некоторыми особенностями:
1. Прежде всего, это вопросы, связанные с центрифугированием их фильтрами тонкой очистки (центрифугами) и коленчатыми валами; стабильностью их в смазочных материалах, особенно в случае изношенных двигателей; возможностью внедрения твердых наночастиц в менее твердые поверхности и последующего микрорезания дорогостоящей контактирующей детали, например коленчатого вала, и т. д.
2. Кроме того, нанотехнологии несут в себе ряд реальных и потенциальных опасностей. Так, в 2002 году американское Агентство по защите окружающей среды (EPA), НАСА и международная неправительственная группа по защите прав человека в технологическую эру (ETC Group) по результатам совместного исследования заявили, что вдыхание нанотрубок (на сегодня базового строительного наноматериала), которому случайно подверглась группа астронавтов, привело к заболеванию легких. Такие углеродные трубки весьма схожи по негативному воздействию с обычной сажей. Кроме того, частицы наноустройств легко могут проникать в клетки через поры их стенок и накапливаться в органах. Последствия такого воздействия поканедостаточно изучены, но можно ожидать, что вряд ли они окажутся позитивными.
Вопрос: Почему производители смазочных материалов не рекомендуют добавлять в свою продукцию какихлибо присадок и добавок?
Ответ: Производители масел не рекомендует дополнительные присадки и добавки, так как в первую очередь их интересует продвижение на рынке собственной продукции, а не продукции конкурентов, тем более, если она улучшает свойства их разработок.
Для примера, при незначительной течи масла можно было бы применить масляные антитечи, но, если строго следовать рекомендациям производителей масел, то заливать (применять) их нельзя, а нужно перебирать двигатель.
При этом необходимость в препаратах автохимии (в дополнительных присадках и добавках) возникает у автовладельцев тогда, когда стандартные масла, рекомендованные фирмами — производителями, по какимто показателям уже не в полной мере удовлетворяют их требования и ожидания.
До тех пор, пока автомобиль работает без отказов (без проблем), его владелец не задумывается ни о присадках, ни о добавках, — и напрасно, так как следует думать о профилактике износа, об образовании нагара, о возможности снижения расхода топлива и т. д.
Кроме того, крупные автохимические компании, зачастую, обладают рядом «ноу — хау», которые не всегда имеются даже у производителей известных марок масел.
К тому же, многие передовые фирмы — производители масел сами также выпускают дополнительные присадки к своим маслам.
Вопрос: Как правильно выбрать ремонтно — эксплуатационный препарат?
Ответ: Несомненно, выбор того или иного препарата автохимии должен определяться в основном техническим состоянием того узла автомобиля (двигателя, трансмиссии, рулевого управления, кузова, салона и т. д.), для которого он предназначен.
Наиболее простой способ диагностирования двигателя — по давлению, развиваемому в цилиндрах в конце такта сжатия (компрессии). Компрессия является одним из индикаторов многих характеристик автомобиля, в том числе мощности и приемистости, расхода (угара) моторного масла и топлива, токсичности отработавших газов и т. д.
Компрессия (лат. compressio — сжатие) — максимальное давление газов в цилиндре двигателя в конце такта сжатия. Характеризует техническое состояние цилиндропоршневой группы и двигателя в целом.
Выбор препарата зависит от результатов диагностики:
1. Так, при номинальных значениях компрессии (небольшом пробеге автомобиля) применяются профилактические масляные препараты, «мягкого» действия, например кондиционеры металла : ER, Fenom и ли S MT2 .
2. При допускаемых параметрах компрессии (пробеге автомобиля около 100 000 км) рекомендуются рекондиционеры Old Chap или Tensai .
3. В случаях, когда значение компрессии близко к предельным значениям, но более или менее равномерное во всех цилиндрах, следует применять масляные ремонтно — восстановительные препараты серии Renom, обеспечивающие образование защитных пленок и «лечение» микродефектов на поверхностях трения ЦПГ.
Вопрос: Совместимы ли кондиционеры металла и никель — кремниевое покрытие цилиндров?
Ответ: Как известно, никель — кремниевое покрытие (никосил) на блоках цилиндров представляет собой слой никеля толщиной 0,1…0,2 мм со сверхтвердыми частицами карбида кремния размером до 3 мкм. Разработчик технологии фирма Mahle называет это покрытие «Nicasil», а фирма Kolbenschmidt использует другое название — «Galnical».
Такие покрытия применялись в двигателях автомобилей, выпускаемых до сентября 1998 года, а также различной двухтактной мото- и авиатехники (например, в двигателях парапланов СНАП-100).
Имеются данные о том, что в условиях отечественной эксплуатации «Nicasil» со временем почти гарантированно разрушается. При этом восстановление никосил — покрытий не предусмотрено, и изношенный блок цилиндров необходимо менять.
Причиной этого, прежде всего, является низкое качество отечественного бензина, к тому же часто содержащего различного рода антидетонационные добавки, причем в Аи-95 они встречаются значительно чаще, чем в Аи-92. Также известно, что некоторые промывочные препараты могут способствовать быстрому изнашиванию данного защитного покрытия.
Детонация — неуправляемый процесс взрывного сгорания топлива в результате самовоспламенения части рабочей смеси с образованием ударных волн, распространяющихся со сверхзвуковой скоростью (1500…2000 м/с).
В ряде случаев, еще по гарантии, «никосиловые» двигатели заменялись на новые, имеющие покрытия из «алюсила» (алюминий — кремниевое покрытие).
В инструкциях по применению кондиционеров металла делается акцент на их высокую эффективность в железосодержащих соединениях, поэтому применять их без специальных лабораторных и эксплуатационных исследований на двигателях с такими покрытиями не рекомендуется.
Вопрос: Какие масляные кондиционеры лучше?
Ответ: Как уже отмечалось, первым на отечественном рынке автохимии появился антифрикционный кондиционер металла «Energy release» (ER), разработанный в рамках программы по созданию самолета — невидимки «Stelth».
Затем был разработан аналогичный отечественный препарат — кондиционер металла «Fenom», который был удостоен множества российских и международных наград самого высокого уровня. В дальнейшем был создан целый ряд кондиционеров и рекондиционеров металла и поверхности.
Наука не стоит на месте, и в новом веке был разработан и выведен на рынок автохимии полностью биоразлагаемый кондиционер металла второго поколения «SMT-2», обладающий, по данным фирмы — производителя, более высокими трибологическими свойствами.
Ставить вопрос о том, какой из этих препаратов лучше или хуже — несколько не корректно. Все они основаны на близких физических принципах, имеют частично родственный химический состав и сопоставимые эксплуатационные свойства.
Вопросы эффективного применения кондиционеров металла, да и других препаратов автохимии, несомненно, актуальны и требуют постоянного исследования, так как появляются новые смазочные и конструкционные материалы в автомобильной промышленности, различные технологические решения и т. д. Поэтому, компании — производители постоянно находятся в научном и техническом поиске оптимальных решений, как по эффективному применению уже известных препаратов, так и по разработке новых препаратов с уникальными свойствами.
Очистители масляной системы и антитечи
При длительной эксплуатации автомобильной техники в условиях городского цикла, которые отличаются наличием агрессивных сред на дорожном покрытии и в атмосферном воздухе, частым перегревом двигателей, в масляной системе двигателей постепенно накапливаются различные загрязнения в виде смолистых отложений, абразивных частиц и частиц износа, причем даже при эксплуатации их на самом лучшем синтетическом масле. Стоит только посмотреть на днище крышки заливной горловины или провести чистой салфеткой внутри сливного отверстия после слива отработанного масла, и всё сразу станет понятно.
Вначале образуются лаковые и мазеобразные отложения, которые уменьшают сечение масляных каналов, снижая их пропускную способность, нарушают работу золотниковых механизмов и являются причиной окисления и срабатывания масла. Если не принять никаких мер, появятся более твердые отложения, которые, накапливаясь в зоне редукционного клапана маслоподающего насоса, гидронатяжителя привода механизма газораспределения, гидрокомпенсаторов тепловых зазоров клапанов, на сетке маслозаборника, рано или поздно приведут к отказу двигателя.
В некоторых случаях на фоне низких технических характеристик двигателя (малая мощность и плоха динамика двигателя, повышенный расход топлива и моторного масла, значительная дымность выхлопа и т. д.) наблюдаются высокие значения компрессии 1,4…1,5 кгс/см2 (1,4…1,5 МПа). Это указывает на образование на деталях цилиндропоршневой группы и механизма газораспределения большого количества нагара, на закоксовывание двигателя и, в целом, на загрязнение масляной системы двигателя смолистыми отложениями.
Нужно не забывать, что при сливе отработанного масла в двигателе остается так называемый «несливаемый остаток» (до 20% старого масла). Отработавшее масло задерживается на металле за счет адгезионных свойств (прилипания), остается в масляных каналах, в ванне толкателей клапанов и других местах. И менно поэтому, автовладельцам не следует промывать свой двигатель, новый он или старый, все равно, какими бы то ни было промывочными маслами. Это только навредит двигателю, так как оставшееся промывочное масло значительно изменит базовые свойства вновь заливаемого моторного масла.
Условия эксплуатации автомобильной техники в городских условиях приводят к тому, что уплотнительные устройства со временем теряют свои функциональные свойства. Возникают незначительные течи моторного масла, которые наиболее вероятны через передний и задний сальники коленчатого вала, прокладки клапанной крышки головки цилиндров, поддона картера, а также крышки цепи привода распределительного вала.
В большинстве случаев самостоятельно точно диагностировать место течи не представляется возможным. Разборка и замена множества сальников и прокладок длительное и дорогостоящее мероприятие.
Для решения проблем, связанных с незначительными течами моторного масла через уплотнения двигателя, автохимическая промышленность выпускает множество специальных препаратов — антитечей. Эти препараты вводятся в моторное масло и за счет содержащихся в их составе ПАВ быстро и надежно останавливают утечки, возникшие вследствие старения, износа и усадки уплотнений. Антитечи восстанавливают их эластичность и размеры, продлевая срок службы и, при этом, не ухудшая эксплуатационные характеристики.
Вопрос: Нужно ли «промывать» двигатель при смене масла, и что для этого применять?
Ответ: В инструкции по эксплуатации автомобиля нет ответа на этот вопрос. С точки зрения автопроизводителей, потребитель их продукции будет использовать только качественные моторные масла, соблюдая периодичность их замены, постоянно следить за техническим состоянием двигателя и поэтому «мыть» его внутренности не потребуется. С другой стороны, и в линейке известных западных фирм — изготовителей моторных масел отсутствуют промывочные масла, так как эти фирмы также вполне обоснованно считают, что их продукция уже обладает необходимыми моющими свойствами.
Однако специалистами установлено, что даже применение только высококачественных синтетических масел полностью не защищает двигатель от образования углеродистых отложений на внутренних полостях и в каналах системы смазки. При замене масла без использования очистки большая их часть остается в двигателе и начинает вымываться свежезаправленным маслом, значительно снижая его эксплуатационные свойства.
При длительном использовании низкокачественного топлива и моторного масла (что для нашей страны не редкость), работе в тяжелых условиях эксплуатации (с прицепом или в зимний период), покупке подержанного автомобиля или переходе на другое масло (например, с «минералки» на «синтетику») следует обязательно проводить очистку не только масляной системы, но также топливной системы и системы охлаждения двигателя соответствующими автохимическими средствами.
Более того, если в очень изношенный двигатель, эксплуатируемый на «минералке», без его очистки сразу залить высококачественное синтетическое масло, то оно, растворив (вымыв) значительное количество низкотемпературных загрязнений, может забить отложениями масляные каналы и маслоприемник и привести к его отказу.
Промывочные масла, предлагаемые некоторыми отечественными производителями, использовать не советуем. Даже незначительный период эксплуатации двигателя (15–минутный период «очистки») на таких маслах приносит больше вреда, чем пользы, для его последующего ресурса. Как уже отмечалось, после их применения в системе (фильтр, масляные каналы, пары трения) может оставаться до 0,5 литра промывочного масла, которое, естественно, не обладает необходимыми характеристиками и может значительно ухудшить эксплуатационные свойства нового моторного масла в последующей работе.
В зависимости от предыдущих и планируемых условий эксплуатации двигателя автомобиля варианты проведения очистных мероприятий могут быть самыми различными.
При замене минерального масла синтетическим (полусинтетическим) и при переходе на масла с более высокими классами по API необходимо проводить качественную очистку системы смазки от загрязнений и остатков предыдущего масла с применением промывочных составов на синтетической основе. Для этих целей можно рекомендовать современную отечественную разработку на базе препарата Fenom, удостоенного множества международных и отечественных наград, — F N 338 N «Fenom Oil Changer» (Адаптирующая промывка системы смазки двигателя), а также аналогичную американскую присадку HG 2222 «HiGear Synthetic Engine Cleaner with SMT 2 for Oil Upgrade» (Синтетическая промывка двигателя с SMT 2).
Для двигателей с небольшим пробегом (до 70 000 км) можно посоветовать мягкую «промывку» масляной системы при помощи тюнинговых очистителей во время непрекращающейся эксплуатации автомобиля, например: SP 2259 «Step Up Motor Tune Up & Hudraulic Lifter Cleaner» (Моющая присадка к моторным маслам), P 063 RU ER Engine Tune Up (Мягкий очиститель двигателя, с ER), на базе легендарного «победителя трения» кондиционера металла Energy Release, или FN 093 «Fenom Engine TuneUp» (Комплексный очиститель системы смазки двигателя). Эти присадки заливаются за 150…250 км пробега до смены масла или в профилактических целях могут находиться в масле постоянно, обеспечивая усиление его моющих и защитных свойств.
Эти же присадки рекомендуются и при полнообъемной «промывке» масляной системы рабочим моторным маслом с заменой фильтра до введения нового масла. Этот метод достаточно дорогостоящий (что немаловажно знать в период кризиса) и менее экологически чистый, так как необходимо утилизировать как отработанное масло, так и использованное при промывке.
Более экономичный способ — это «экспресс — очистка» с применением так называемых «пятиминуток» (этих самых минут в названии препарата и в инструкции по применению может быть указано и больше). Цифры в начале названия препарата указывают на рекомендуемую продолжительность процесса очистки (нахождения очистителя в масляной системе) работающего двигателя.
Надо отметить, что собственно «пятиминутки», например HG 2204 «HiGear 5 Minute Motor Flush for High Milleage Engine» (5–минутная промывка двигателя для автомобилей с большим пробегом), применяются в основном при регулярной очистке масляной системы, когда двигатель не имеет явных проблем. Движение автомобиля и повышение оборотов коленчатого вала двигателя в этом случае не допускаются.
Принято считать, что после пробега свыше 70 000 км двигатель условно можно отнести к «изношенным», и в этом случае требуется более интенсивная очистка систем двигателя. Для таких автомобилей, а также при длительных перегрузках или пробеге без замены масла дольше нормативного периода необходимы специальные препараты с повышенным содержанием активных моющих компонентов. Перед заменой моторного масла на этих двигателях можно применить 10– или 15 — «минутки», используя, например, HG 2214 «HiGear 10 Minute Motor Flush with SMT 2» (10–минутная промывка двигателя, с SMT 2) или SMT 2605 «SMT 2 15 Min Soft Motor Cleaner» (15–минутная промывка двигателя, с MT 2) с полностью синтетическим кондиционером металла второго поколения SMT 2.
Применение данных препаратов обеспечивает: эффективное очищение масляной системы от углеродистых отложений, нагара, шлама; устранение закоксованности поршневых колец, что способствует повышению компрессии в цилиндрах, а следовательно, снижению расхода топливно — смазочных материалов, повышению мощности и снижению вредных выбросов в отработавших газах; устранению залипания гидрокомпенсаторов и гидронатяжителей без ухудшения свойств применяемого затем моторного масла.
Не стоит опасаться, что «пятиминутка», так же как и многие другие средства очистки масляной системы может повлиять на состояние резинотехнических изделий. При условии строгого соблюдения требований инструкции по их применению исправному двигателю они не нанесут никакого вреда, так как их концентрация незначительна, а сами препараты проходят необходимые тесты. Иногда в изношенном двигателе, где чаще всего они и применяются, после интенсивной очистки может наблюдаться растворение смол и закоксованных отложений (которые до «промывки» играли роль уплотнений, частично препятствуя просачиванию через них масла), и в результате могут появиться течи.
В этом случае (при незначительной течи моторного масла через уплотнения двигателя) можно порекомендовать специальные препараты — антитечи, такие как SMT 2627 «SMT 2 Tune Up and Oil Stop Leak» (Профессиональный очиститель двигателя. Моющая и герметизирующая присадка к маслу, с SMT 2) или HG 2235 «HiGear Leak No More» (Ремонтный герметик двигателя).
Они вводятся в моторное масло и за счет содержащихся в их составе ПАВ быстро и надежно останавливают утечки, возникшие вследствие старения, износа и усадки уплотнений, восстанавливают их эластичность и размеры, продлевая срок службы и, при этом, не ухудшая эксплуатационные характеристики используемого моторного масла.
Для двигателей современных автомобилей, эксплуатируемых на высококачественных маслах стандартов API SM, SL, SJ/CF можно посоветовать FN 536 N «Fenom Soft Cleaner» (Синтетический очиститель системы смазки двигателя), значительно повышающий моющие свойства масел, подлежащих замене, и за 15…20 мин. эффективно очищающий всю систему смазки.
Трансмиссионные присадки и добавки
Под трансмиссионными маслами в широком смысле понимают масла, используемые для смазывания различного рода механических и гидравлических трансмиссий, таких как в механических коробках передач, раздаточных коробках, ведущих мостах, т. е. в тех агрегатах, в которых крутящий момент передается зубчатыми колесами (табл. 7).
В то же время трансмиссионные масла обычно рассматриваются вместе с редукторными маслами, так как условия их работы во многом схожи.
Таблица 7. Группы трансмиссионных масел для различных передач в агрегатах трансмиссий транспортных машин
Условия работы трансмиссионных масел значительно отличаются от условий работы моторных масел, а именно:
— отсутствием контакта с горячими поверхностями камеры сгорания;
— отсутствием взаимодействия с отработавшими газами;
— высокими контактными нагрузками при высоких скоростях сдвига на контактных поверхностях трения.
Выпускаемые отечественной нефтехимической промышленностью базовые трансмиссионные масла не в полной мере удовлетворяют постоянно возрастающим техническим требованиям к конструкциям современных автомобилей, а также тяжелым условиям их эксплуатации. Для этих целей применяются специальные присадки к трансмиссионным маслам. Их применение в механических коробках передач позволяет:
— уменьшить шумность работы коробки передач, что особенно актуально и эффективно для полноприводных автомобилей повышенной проходимости, а также спортивных и высокофорсированных автомобилей, эксплуатируемых в экстремальных условиях и т. д.;
— улучшить переключение передач;
— защитить нагруженные пары зубчатого зацепления от перегрева при тяжелых режимах эксплуатации и продлить ресурс базового трансмиссионного масла;
— повысить мощность и динамические характеристики автомобиля;
— снизить износ трущихся деталей и увеличить межремонтный ресурс коробки передач;
Читать бесплатно другие книги:
