Какие масляные присадки служат для понижения температуры застывания масла

13

1.3. Эксплуатационные свойства масел и улучшение их присадками

Для обеспечения оптимальных условий работы мощных и высокооборотных современных двигателей внутреннего сгорания требуются высококачественные смазочные масла. Такие масла могут быть получены из нефти в весьма незначительных количествах или же их получение вообще невозможно. Для придания всего необходимого комплекса эксплуатационных свойств в масла добавляют присадки, которые улучшают один или несколько показателей качества. Присадки, улучшающие сразу несколько показателей качества называют комплексными или многофункциональными.

Рассмотрим основные эксплуатационные свойства масел, присадки, улучшающие эти свойства и механизм действия присадок. К таким свойствам относят:

– расклинивающие и полирующие;

– физическую и химическую стабильность;

1. Вязкостно-температурные свойства являются важнейшими, определяющими качество масел. Масла, особенно моторные, работают в широком диапазоне температур – от температуры окружающего воздуха (зимой до минус 40 и даже 50 ºС) и до 150…160 ºС в картере прогретого двигателя при повышенных нагрузках. Как и у всех жидкостей вязкость масел возрастает при понижении температуры и снижается при нагревании. Для некоторых масел эта зависимость показана на рис. 1.3. Особенно сильно меняется вязкость при температурах близких к 0 ºС.

Большая вязкость снижает прокачиваемость масел и подачу парам трения (трибоузлам), вызывая интенсивный износ. Низкая вязкость уменьшает расклинивающий эффект, в результате чего происходит граничное трение, опять же с повышенным износом. Поэтому к маслам предъявляется требование возможно меньшего изменения вязкости при колебаниях температуры.

Рис. 1.3. Зависимость вязкости масел  от температуры t для марок:

Вязкостно-температурные свойства отечественных масел в ГОСТах показывают при помощи индекса вязкости.

Индекс вязкости – условный параметр, отражающий результат сопостав-ления по вязкостным показателям данного масла с двумя эталонными маслами, вязкостно-температурные свойства одного из которых приняты за 100 (незначительные колебания вязкости при изменении температуры), а второго за 0 единиц (большое изменение вязкости). Чем выше значение индекса вязкости, тем меньше изменяется вязкость в диапазоне колебаний температуры.

Для существенного улучшения вязкостно-температурных свойств масел в них добавляют в количестве 2–5% загущающие присадки, наиболее распространенной из которых является полиизобутилен с молекулярной массой в пределах 10000–20000. Применяют также полиметакрилаты, полиалкил-стиролы и др. Действие загущающих присадок следующее: молекула полимера, имеющая длинную нитевидную структуру, при низких температурах свёрнута в «клубок» и существенно не влияет на вязкость масла. При нагревании масла молекула «разворачивается», уменьшая его текучесть. Для загущения подбирают масла с небольшой вязкостью – 3–6 сСт. После загущения вязкость масла несколько повышается (до 10–16 сСт) и от этих значений при колебаниях температуры отклоняется незначительно по сравнению с незагущенными маслами. Такие масла называют всесезонными и используют и зимой, и летом.

Для понижения температуры застывания смазочных масел при эксплуатации автомобилей в зимний период, а также в условиях крайнего Севера в масло добавляют до 1% депрессорных присадок. Они понижают температуру застывания масла за счёт снижения интенсивности образования кристаллов парафина при низких температурах. Для этого используют, например, полиметакрилат. Депрессор представляет собой поверхностно-активное вещество. Его частицы постоянно находятся во взвешенном тонкодисперсном состоянии и адсорбируются мелкими кристаллами парафинов. В результате изменяется характер кристаллизации – прекращается рост кристаллов, образуется непрочная кристаллическая решётка, что способствует сохранению подвижности масла при низких температурах. Товарные депрессорные присадки при введении в масло в количестве 0,5% снижают температуру застывания масла на 17…24 ºС.

2. Моюще-диспергирующие свойства характеризуют способность масла обеспечивать поддержание чистоты деталей двигателя, поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии в слое масла до их улавливания фильтрами. Детали двигателя остаются чистыми, как бы вымытыми, отсюда и название. Добавляют моющее-диспергирующие присадки в количестве 3–10%. Различают две группы моюще-диспергирующих присадок:

– зольные – сульфонаты, феноляты, салицилаты металлов (бария, кальция, магния и др.). Механизм действия зольных моющих присадок объясняют их адсорбцией на поверхности нерастворимых в масле частиц. В результате адсорбции вокруг каждой частицы образуется оболочка из углеводородных радикалов. Эта оболочка препятствует слиянию частиц в более крупные. Кроме того, одноимённые электрические заряды снаружи оболочек соседних частиц вызывают отталкивание друг от друга даже достаточно крупных частиц. При работе двигателей на топливах с высоким содержанием серы щелочные моюще-диспергирующие присадки препятствуют нагаро- и лакообразованию на деталях двигателя в результате нейтрализации кислот, образующихся из продуктов сгорания топлива.

Металлосодержащие моющие присадки повышают зольность масла, что может приводить к таким нежелательным явлениям, как образование зольных отложений в камере сгорания, закорачивание электродов свечей зажигания, преждевременное воспламенение рабочей смеси или детонация, прогорание выпускных клапанов, абразивной износ. Поэтому сульфатную зольность масел обычно ограничивают верхним пределом. Её значение зависит от конструкции двигателя, расхода масла на угар и условий эксплуатации, в частности от содержания серы в топливе.

Некоторые водители стремятся использовать моторное масло более высокого качества, чем рекомендуемое. Но качество масла повышают добавлением в него присадок, в том числе и моющих. И если двигатель не предназначен для работы при повышенных зольных отложениях, происходит повышенный абразивный износ деталей.

– беззольные присадки – это чисто органические соединения: сукциними-ды, сополимерные продукты и т. д.

Итак, действие моюще-диспергирующих присадок основано на их способности:

– стабилизировать нерастворимые продукты окисления углеводородов масел в тонкодисперсном состоянии, не допуская укрупнения этих частиц, их выпадения из масла и оседания на деталях;

– диспергировать уже образовавшиеся крупные частицы и переводить их в мелкодисперсное состояние, т. е. размельчать;

– переводить в коллоидный раствор продукты окисления на разных стадиях процесса окислительной полимеризации масла;

– нейтрализовать кислые продукты, образующиеся при сгорании топлива и окисления масла;

– формировать на металлических поверхностях деталей, или на границе твёрдое тело-масло двойной электрический слой, обладающий отталкивающим действием и препятствующий образованию отложений.

Действие диспергирующих присадок особенно заметно проявляется при работе двигателя на низкотемпературных режимах при резкой интенсификации загрязнения масла. Добавление в моторное масло эффективных диспергирую-щих присадок позволяет увеличить срок службы бумажных фильтрующих элементов полнопоточных масляных фильтров в 3–4 раза.

Потеря диспергирующего эффекта в процессе работы масла в двигателе неизбежно сказывается на ускорении загрязнения масла и деталей. Отсюда вывод: снижение моюще-диспргирующих свойств масла – сигнал к его замене.

Отложения на деталях узлов и агрегатов можно разделить на 2 вида:

– низкотемпературные (осадки, шлам);

– высокотемпературные (лаки, нагары).

Низкотемпературные отложения осаждаются на поддоне картера двигателя, на стенках картеров агрегатов трансмиссии, в маслопроводах, на фильтре, сетке приёмника масляного насоса, в клапанной коробке в виде липких мазеобразных веществ серо-коричневого или чёрного цвета. Состав осадка:

– продукты окисления масла;

Негативное влияние низкотемпературных отложений:

– загрязнение системы смазки;

– снижение пропускной способности маслопроводов;

– увеличение сопротивления фильтров прохождению масла;

– снижение (до прекращения) подачи масла к трибоузлам.

Интенсивность отложений зависит в основном от присутствия воды в картерах агрегатов. Поэтому при эксплуатации двигателя зимой желательно не допускать конденсации паров воды в картере. Для этого необходимо поддерживать оптимальный тепловой режим (75…85 ºС) и следить за исправ-ностью системы вентиляции картера.

Большее количество осадков образуется при работе двигателя на обогащенной смеси – с прикрытой воздушной заслонкой и на режиме холостого хода. Поэтому прогревать двигатель целесообразно на повышенных оборотах, не прикрывая воздушную заслонку.

При попадании в картер большого количества отработавших газов происходит интенсивное окисление масла, что вызывает рост образования низкотемпературных отложений

Высокотемпературные отложения (лаки и нагары) образуются на деталях подверженных воздействию высоких температур, но встречаются и на сепараторах сильно нагретых подшипников качения. Там, где температура достигает 80…150 ºС и масло расположено тонким слоем, происходит образо-вание плёнки, похожей на лаковое покрытие. Плёнка имеет цвет от светло-жёлтого и коричневого до чёрного и состоит из 81–85% углерода, 7–9% водорода и 6–10% кислорода, очень прочно удерживаясь на поверхности деталей.

Поршневые кольца должны свободно перемещаться в своих канавках. Лаковые отложения способствуют пригоранию (залеганию) колец. Это ведёт к снижению компрессии, понижению мощности двигателя и ускоренному окислению масла прорывающимися в картер отработавшими газами. Лаковый налёт является хорошим теплоизолятором, вызывая перегрев деталей со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Степень лакообразования зависит от теплового режима двигателя, технического состояния цилиндро-поршневой группы и качества применяемого масла. Чем напряжённее тепловой режим работы двигателя (выше степень сжатия), тем интенсивнее процесс лакообразования. В процессе работы двигателя на лаковую плёнку непрерывно попадают новые порции масла, сажи, частиц кокса и т. д. Загрязнение масляной плёнки продуктами сгорания приводит к образованию нагара. При росте слоя нагара, его поверхность будет нагреваться всё сильнее и наступает такой момент, когда отложение нагара в камере сгорания прекратится, так как новые порции масла будут сгорать полностью, образуя такие соединения, которые не смогут удерживаться на поверхности нагара.

– тепловой режим двигателя (чем выше тепловая напряжённость, тем, как правило, меньше образуется нагара, вследствие сгорания частиц верхнего слоя);

– качество моторного масла;

– вязкость масла (жидкое масло легче попадает в камеру сгорания);

– устойчивость масла к окислению при высоких температурах (чем она меньше, тем быстрее увеличивается слой нагара);

– содержание зольных присадок, увеличивающее нагарообразование.

Моющие свойства масел определяют на установке ПЗВ, состоящей из двигателя, электромотора и пульта управления. Сущность метода заключается в испытании масла на установке, имитирующей малолитражный одноцилиндровый двигатель, и в последующей оценке образовавшегося на боковой поверхности поршня лака по цветной эталонной шкале по семибальной системе – от 0 до 6 баллов. Совершенно чистый поршень имеет балл 0. По мере загрязнения боковой поверхности поршня балл увеличивается, максимальное покрытие поршня тёмно-коричневыми лаковыми отложениями характеризуется баллом 6.

Тщательно промытый двигатель собирают, предварительно нагревают электронагревателями до температуры головки блока 250 ºС, а середины цилиндра 190 ºС, затем включают электродвигатель и выводят двигатель на рабочий режим:

– частота вращения – 2500 ± 50 мин -1 ;

– температура головки цилиндра – 300 ± 2 ºС;

– температура середины цилиндра –255 ± 1 ºС;

– температура масла в картере – 125 ± 1 ºС;

– температура воздуха на всасывании – 220 ± 20 ºС;

– количество испытуемого масла – 250 мл;

– время испытания – 2 часа.

Затем двигатель разбирают, снятый поршень промывают в бензине. После просушки смазывают 2–3 каплями масла и сравнивают степень лакообразования с цветной эталонной шкалой.

Для нормальной работы автомобильного двигателя лакообразование не должно превышать 0,5–1 балла.

3. Расклинивающие и полирующие свойства масел оказывают существенное влияние на интенсивность износа трущихся поверхностей.

Расклинивающее действие связано со смазывающими свойствами масла, т. е. способностью смазочного материала образовывать между трущимися поверхностями граничную масляную плёнку, обладающую определённой прочностью и препятствующую непосредственному контакту металла с металлом. Прочность плёнки прежде всего зависит от химического состава масел и наличия в них соединений с электрозаряженными (поляризованными) молекулами. Атомы в таких молекулах расположены так, что на одном конце вытянутой молекулы образуется положительный, а на другом – отрицательный заряд, т.е. молекула, образует диполь. К таким веществам относят некоторые сернистые соединения, органические кислоты, смолы, а также специально вводимые в масла противоизносные и противозадирные присадки.

Схематично можно представить, что полярно-активные молекулы притягиваются к поверхности металла, образуя плёнку толщиной в одну молекулу, на которой наращиваются последующие слои. Аналогичное явление происходит и на другой поверхности (рис. 1.4). Рентгеноструктурные исследования показывают, что строгая ориентация полярных молекул доходит до 500 слоёв, что соответствует толщине слоя примерно в 1 мкм. Следовательно, трущиеся поверхности разделены плёнками смазочного масла, наружные молекулы которых имеют одинаковый электрический заряд (рис. 1.4). Так как одноименные заряды отталкиваются, то их электрических межмолекулярных взаимодействий достаточно для того, чтобы предотвратить непосредственный контакт металлов поверхностей даже при значительных удельных нагрузках. В толще масла, разделяющей поверхности молекулы расположены хаотично. При условии невытекания масла из зазора между трущимися поверхностями (для этого устраивают различные уплотнения), оно поддерживает нагруженную поверхность в «плавающем» положении даже при значительных нагрузках, т. е. имеет место режим жидкостного трения.

Рис. 1.4. Схема образования граничных плёнок.

Масло в двигателе с течением времени окисляется. Из-за окисления нестойких углеводородов увеличивается содержание органических кислот и смол, которые являются поляризованными молекулами и способствуют утолщению масляной плёнки на поверхностях трения. Но при этом возрастает интенсивность образования различных отложений и коррозионный износ цветных металлов. Поэтому сроки службы масел, несмотря на некоторое улучшение плёнкообразующих свойств, ограничивают.

Расклинивающие действие масла пар трения вал-отверстие рассмотрено выше (см. виды трения).

Полирующее действие масел проявляется в местах непосредственного контакта выступов трущихся поверхностей, в которых возникают высокие температуры (точки вспышки). К числу активных элементов масла, взаимодействующие при этих условиях с металлом, относятся некоторые сернистые соединения, а также вводимые в составе присадок хлор и фосфор. В результате химических реакций образуются соединения этих элементов с металлом, имеющие более низкие температуры плавления, чем у металла, большую пластичность и текучесть. Эти соединения служат как бы смазкой, предотвращая сваривание расплавленных точек поверхностей. На рис. 1.5 показана схема полирующего (выступы сглаживаются) действия смазочного материала, где а – возникновение «точек вспышки»; б – образование продуктов взаимодействия активных элементов смазочного масла с металлом; в – полирующее действие смазочного масла.

Рис. 1.5. Полирующее действие смазочных масел

Полирующий эффект наблюдается в первую очередь в механизмах, работающих при высоких удельных давлениях и температурах: в зубчатых передачах, особенно гипоидных; высоконагруженных подшипниках качения.

4. Противоизносные свойства определяют способность масел снижать интенсивность износа трущихся поверхностей.

При работе узлов и механизмов всегда происходит износ поверхностей трущихся пар. Основной вид трения в процессе эксплуатации автомобиля – полужидкостное. Жидкостное трение, практически исключающее износ, обеспечивать во всех узлах трения экономически невыгодно. Полужидкостное трение в некоторых случаях переходит в граничное, тогда износ значительно увеличивается. При значительных и резко изменяющихся по величине (ударных) нагрузках наблюдается разрыв масляной плёнки и наступает так называемое масляное голодание. При этом на поверхностях деталей могут возникать задиры.

Кроме механического износа поверхности деталей подвергаются и химической коррозии – коррозионному износу. Детали двигателей соприкасаются с химически агрессивными веществами, находящимися в горючесмазочных материалах и образующихся в процессе использования эксплуатационных материалов.

Предохранение трущихся поверхностей от износа является основным предназначением любого смазочного материала. Второй по важности задачей можно назвать снижение затрат энергии на трение.

Противоизносные свойства масел оценивают по следующим показателям:

– наличие механических примесей.

Образование масляной плёнки на поверхностях трущихся пар деталей подробно рассмотрено в предыдущем пункте. Раньше считалось, что для уменьшения износа необходимо использовать высоковязкие масла, образующие прочный масляный слой – так называемые «нигролы». Сейчас доказано, что максимальный износ происходит при пуске и прогреве механизма, когда густые высоковязкие масла создают сильное «масляное голодание» при работе холодных агрегатов. Высокая эффективность таких масел достигается только при предварительном нагреве перед пуском до рабочей температуры.

Самые высококачественные масла не обеспечат работы механизмов без износа если в них будет находиться хотя бы небольшое количество механических примесей. Количество механических примесей жёстко ограничивается и для моторных масел должно быть не более 0,015%. Определение производят с помощью аналитических весов.

С целью снижения содержания в маслах механических примесей масло должно обладать высокими диспергирующими свойствами для предотвращения оседания этих примесей. Это обеспечит циркуляцию примесей по системе и задерживание их в фильтрах. Для тщательной очистки масла используют самые различные фильтры: от щелевых – грубой очистки до центробежных, которые при высоких частотах вращения (более 5000 мин -1 ) обеспечивают отделение пылевидных частиц.

Степень износа можно снизить введением противоизносных и противозадирных присадок. По механизму действия эти присадки можно условно разделить на две группы:

– поверхностно-активные вещества (ПАВ), адсорбирующиеся на рабочих поверхностях деталей и образующие ориентированную структуру в пристеночном слое (физическая адсорбция), т. е. образование масляной плёнки;

– химически активные вещества, при действии которых на поверхности металла образуются новые соединения (хемосорбция), т. е. полирующее дейст-вие масел.

Используемая для определения смазывающих свойств и соответственно износа четырёхшариковая машина трения (ЧШМ) не даёт полной характеристики противоизносных свойств масел. В этой машине три шарика зафиксированы треугольником. К центру этих шариков с определённым усилием прижимается вращающийся четвёртый. Испытания производят в масляной ванне. Определяют износ шариков, критическую нагрузку, нагрузку сваривания и индекс задира.

Наиболее достоверными методами являются различные способы замера износа деталей. При моторных испытаниях противоизносные свойства масел оценивают по потере массы поршневых колец, задиру или питтингу (выкрашиванию) кулачков и толкателей, линейному износу перечисленных деталей и цилиндров.

5. Антикоррозионные свойства масел являются важным показателем их эффективности при применении, т.к. одним из назначений смазочного масла является защита металлических поверхностей от коррозии. Однако в ряде случаев масла и сами могут быть коррозионно активны. Особенно сильную коррозию вызывают минеральные кислоты, поэтому их присутствие в маслах не допускается. Но при использовании сернистых и высокосернистых топлив, сера, сгорая, образует сернистый и серный газы. Они, соединяясь с водой, образуют сернистую и серную кислоты, очень агрессивные по отношению к металлам, особенно цветным. Моющие присадки частично нейтрализуют серную кислоту, образуя неактивные соли, задерживаемые фильтрующими устройствами.

Увеличение применения более дешёвых топлив с высоким содержанием серы предопределило специальные меры для защиты поверхности деталей от коррозии, в частности – разработку и применение антикоррозионных присадок.

Агрессивность органических кислот значительно ниже, они более активны по отношению только к цветным металлам и их сплавам. Эти кислоты присутствуют в маслах всегда, ограничивают только их количество, которое определяют кислотным числом. Кислотное число показывает, сколько миллиграммов едкого калия необходимо для нейтрализации кислот, содержащихся в 1 г масла. В процессе использования масла количество органических кислот в нём увеличивается. Они способствуют разрушению подшипниковых сплавов, бронзовых и латунных втулок и других деталей.

Значительно усиливает коррозию присутствие воды. В свежих маслах присутствие воды не допускается, но она может накапливаться при хранении, транспортировании и применении масел. Попадает вода и с прорывающимися в картер из камеры сгорания продуктами горения топлива.

Коррозийность масел оценивают по потере массы пластинки (чаще – свинцовой), выраженной в граммах на квадратный метр поверхности (г/м 2 ) при омывании пластин горячим маслом в течение определённого времени.

Таким образом, коррозионные свойства масел проявляются при присутствии в них агрессивных веществ, а также соединений, образующихся при окислении ингредиентов масла. Чем дольше служит масло, тем оно более коррозионно агрессивно. Поэтому в масла добавляют различные антиокислители и антикоррозионные присадки.

Антиокислители по механизму действия делят на присадки, тормозящие образование активных радикалов в начальной стадии цепного окисления, и на вещества, не только тормозящие это образование, но и разлагающие уже образовавшиеся пероксиды, переводящие их в стабильное к окислению состояние, не давая тем самым распространяться цепной реакции. К антиокислительным присадкам относят также вещества, уменьшающие активность каталитического действия металлов, их оксидов и солей на процесс окисления – пассиваторы металлов. Пассиваторы являются одновременно и антикоррозионными присадками. Они образуют на поверхности металлов стойкие адсорбционные или химически связанные плёнки, не допуская каталитического воздействия металлов на процесс окисления, а также обеспечивают защиту металла от коррозионного действия всё – таки образова-вшихся продуктов окисления.

Антикоррозионные присадки – это, в основном, органические соедине-ния, содержащие в молекуле серу или фосфор или оба эти элемента. Они способны образовать на поверхности металла стойкие защитные плёнки, предохраняющие детали от коррозии.

Для предотвращения коррозионного действия продуктов окисления, а главное – нейтрализации коррозионно-агрессивных продуктов сгорания сернистых топлив, в масла вводят также щелочные присадки, например, сульфонаты. С увеличением в масле концентрации нейтрализующих (щелочных) присадок заметно снижается коррозионный износ деталей цилиндропоршневой группы.

6. Антифрикционные свойства смазочных масел определяют величину потерь энергии, образующейся при сгорании горючего, на преодоление сил трения в двигателе. Эти потери снижают мощность, снимаемую с маховика коленчатого вала. Для того чтобы получить необходимую мощность приходится увеличивать подачу горючего, что вызывает его перерасход. Повышают способность масла снижать затраты на трение с помощью присадок. Широкое распространение получили маслорастворимые молибдено-органические соединения, например дитиосульфаты молибдена, а также дисперсии дисульфида молибдена МоS₂, графита. Применяют и многие поверхностно-активные вещества: жирные кислоты, их эфиры и соли, а также синтетические жиры. Адсорбированные ПАВ удерживаются на поверхности металла непрочно и при температуре выше 140 ºС они обычно десорбируются с поверхности, т. е. их антифрикционное действие прекращается.

При необходимости в масла могут быть введены и фрикционные присадки, которые обеспечивают значение статического коэффициента трения меньше, чем коэффициента трения при взаимном перемещении деталей. Такие присадки обеспечивают плавное, без скачков, трение. К фрикционным присадкам относится спермацетовое масло.

Стеарат алюминия, азотсодержащие производные фосфорных и дитиофосфорных кислот и аминные соли диалкилдитиофосфорных кислот (последние эффективны в малых концентрациях) являются также и противоизносными присадками, т. е. их можно назвать многофункциональны-ми.

В России выпускаются антифрикционные присадки ПАФ-4 «Фриктол» на основе трисульфида молибдена МоS₃, а также усовершенствованная присадка ПАФ-4-«экомин», добавление которой в масло снижает износ двигателя и даёт экономию горючего.

7. Пенообразующие свойства масел в большой степени влияют на их эффективность при смазке. В процессе работы узлов и агрегатов масло активно перемешивается, взбалтывается и разбрызгивается, в результате чего в него попадают воздух, пары топлива и отработавшие газы. Они изменяют химическую структуру масла, а выходя из масла образуют пену. Наличие пены резко ухудшает плёнкообразующие свойства масел, вызывает граничное трение. Вспененное масло легче, возрастают потери через сапуны, маслоналивные отверстия. При интенсивном пенообразовании возможно появление пены у маслоприёмника масляного насоса, что вызовет масляное голодание.

На пенообразование сильно влияет наличие в масле воды, а также смол, играющих роль поверхностно-активного вещества, интенсифицирующего процесс пенообразования. Чем выше вязкость масла, тем стабильнее пузырьки пены.

Основным методом борьбы с пенообразованием является добавление в масло антипенных присадок – полисилоксанов или силиконов. Механизм их действия заключается в том, что они способствуют образованию на границе раздела сред масло-воздух тончайшей плёнки, которая ускоряет «схлопывание» пузырьков пены и препятствует проникновению газов в масло. Наиболее распространенной антипенной присадкой является ПМС-200А, используемая и для моторных, и для трансмиссионных масел. Присадку добавляют в количестве 0,002–0,005%. Необходимо помнить, что при сгорании противопенной присадки образуется абразивный оксид кремния SiO₂.

8. Стабильность масел определяет сохранение физических свойств масла: вязкости, температуры кипения, плотности, фракционного состава. Основной фактор, влияющий на изменение указанных показателей – испарение лёгких фракций.

Химическая стабильность показывает способность масла противостоять химическим превращениям составляющим его веществ с образованием новых соединений.

Все масла, полученные из мазута, обладают при температурах ниже +50 ºС высокой физической и химической стабильностью. При транспортирова-нии и хранении они заметно не изменяют своих свойств, если не считать обратимого нарушения однородности, вызываемого кристал-лизацией парафинов при охлаждении и исчезающего при нагревании. Поэтому запасы масел в резервуарах и таре можно хранить от 6 до 10 лет в зависимости от марки.

В тех случаях, когда температура масел превышает +50 ºС, что постоянно наблюдается при их использовании, их стабильность (и физическая, и химическая) резко снижается. Рабочая температура даже трансмиссионных масел у многоосных автомобилей (колёсная формула 8×8) при длительной работе достигает 200 ºС. Смазываемые детали кривошипно-шатунного механи-зма нагреваются до 400 ºС (днище поршня).

Изменение физических свойств масел происходит при его интенсивном испарении с ростом температуры. Кроме того, уменьшается количество масла в системе смазки. Чтобы уменьшить расход и изменение свойств масла необходимо применять масла определённого для данного двигателя фракционного состава. Самый простой метод оценки фракционного состава смазочных масел – определение температуры вспышки паров, т. е. мини-мальной температуры, при которой интенсивность испарения возрастает настолько, что смесь его паров и воздуха вспыхивает (и сразу гаснет) при поднесении открытого пламени. По температуре вспышки можно ориентировочно оценить испаряемость масел, а также установить наличие у них легколетучих фракций. Чем выше температура вспышки, тем меньше испаряемость масла, т. е. выше его физическая стабильность.

Особенно негативное влияние оказывает недостаточная химическая стабильность, вызывающая химические превращения в масле. В результате образуются коррозионно-агрессивные соединения, возникают лаковые отложения. Окисление (сгорание) масла при высоких температурах в камере сгорания вызывает образование нагара (см. пункт 6.3). Чем выше термо-окислительная стабильность масла, тем меньше образуется нагара, тем надёжнее работает двигатель.

Для снижения склонности масел к окислению, в них вводят антиокислительные присадки.

Стойкость масел к окислению повышается при введении в них диалкил- и диарилдитиофосфатов цинка и других металлов. Часто их комбинируют друг с другом, либо вводят в сочетаниях с беззольными антиокислителями. К числу последних относятся амины, беззольные тиофосфаты и другие. Проявляют антиокислительные свойства и некоторые моюще-диспергирующие присадки, в частности алкилсалицилатные и алкилфенольные.

Действие антиокислительных присадок двояко: они разлагают образующиеся оксиданты и пассивируют (покрывают плёнкой, отделяют) металлы, являющиеся сильными катализаторами окисления.

Антиокислительные свойства моторных масел оценивают по увеличению вязкости при работе двигателя (лабораторной установки).

9. Защитные свойства смазочных масел – способность защищать поверхность металла от коррозионного воздействия воды, газов и других веществ, вызывающих коррозию. Различают два вида защиты рабочих поверхностей деталей и агрегатов от коррозии:

– защита от коррозионного воздействия продуктов химических превраще-ний масла и сгорания топлива;

– защита от коррозии при длительном хранении.

Как указывалось выше, при определённых условиях само масло может быть коррозионно-агрессивным. В то же время необходимо надёжно защитить трущиеся поверхности, которым подаётся масло и которые подвержены наиболее интенсивному износу. Коррозионное воздействие в основном, создается органическими и минеральными кислотами. Для борьбы с этим необходимо обеспечить эффективную вентиляцию картера, работу двигателя при оптимальном тепловом режиме и нейтрализацию кислых соединений. Последнее обеспечивается приданием маслу щелочных свойств с помощью присадок.

На скорость коррозионного разрушения значительно влияет вода, попадающая с обводнённым маслом, отработавшими газами, прорывающимися в картер, а также при конденсации на холодных наружных стенках блока при прогреве двигателя. Для повышения защитных свойств масел необходимо строго соблюдать условия их хранения и транспортирования, поддерживать двигатель в технически исправном состоянии и грамотно его эксплуатировать.

Под защитными свойствами масел при длительном хранении техники, находящейся на консервации понимают способность защищать металлические поверхности от негативного воздействия влаги, кислорода и других химически активных газов, находящихся в атмосфере. Защита ведётся по двум направлениям:

1. Защита поверхностей созданием масляной плёнки, препятствующей доступу агрессивных веществ к металлу  физическая защита. Однако масляная плёнка, утончаясь со временем, не может служить надёжной преградой. Кроме того, в ней возможно образование коррозионно-агрессивных веществ. Проникая через масляную пленку, влага и содержащиеся в ней вещества способствуют развитию электрохимической коррозии. Поверхно-стный слой разрыхляется и разрушается, вызывая ускоренный износ при эксплуатации. Этот вид коррозии наиболее сильно проявляется при длительных перерывах в работе – например сезонном использовании сельскохозяйственной техники и большей части индивидуального легкового транспорта. Так, износ деталей двигателей сезонно используемой сельскохозяйственной техники в 3–5 раз больше, чем двигателей круглогодичной эксплуатации. Установлено также, что значительная коррозия деталей имеет место при малых суточных пробегах [7].

Основным способом защиты поверхностей от коррозии является использование консервационных или рабоче-консервационных масел. Последним отдают предпочтение, так как не требуется смены масла при снятии техники с хранения. Такие масла получают при добавлении в смазочное масло специальных ингибиторов коррозии, создающих на поверхности деталей прочные защитные плёнки. Созданы различные ингибиторы для разнообразных условий применения – водорастворимые, водомаслорастворимые и маслораст-воримые. При введении в масло ингибиторов коррозии, а также противокоррозионных и антиржавейных присадок, оно приобретает рабоче-консервационные свойства. Защитные свойства таких масел определяют по физико-химическим показателям, влаго- и газопроницаемости, сползаемости и смываемости, а также по состоянию поверхности металлических пластин с нанесённым покрытием путём проведения электрометрических испытаний и натурной проверки защищаемых образцов.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Понижение температуры застывания масел при добавлении депрессора может составить от 5 до 30 С и более и зависит от концентрации присадки, количества парафина в масле, химической природе и структуры кристаллов парафина, вязкости масла.  [4]

Понижение температуры застывания масел достигается также путем добавления к ним специальных присадок. При добавлении его в количестве 0 1 — 1 % температура застывания масла снижается на 10 — 40 град. Оптимальное количество присадки определяют экспериментальным путем. Присадки с течением времени теряют свои свойства, поэтому присадки вводят не более чем за 15 — 20 дней до использования масла. Понижая температуру застывания масел, присадки не оказывают заметного влияния на другие их свойства.  [5]

Для понижения температуры застывания масла в него вводят д е-п рессорные присадки. Эти присадки представляют собой поверхностно-активные вещества. Действие депрессора на масло объясняется тем, что его частицы постоянно находятся во взвешенном тонкодисперсном состоянии и адсорбируются мелкими кристаллами парафинов. В результате изменяется характер кристаллизации — прекращается рост кристаллов, образуется непрочная кристаллическая решетка и масло сохраняет подвижность.  [6]

Для понижения температуры застывания масла в него вводят д е-п р е с с о р н ы е присадки. Эти присадки представляют собой поверхностно-активные вещества. Действие депрессора на масло объясняется тем, что его частицы постоянно находятся во взвешенном тонкодисперсном состоянии и адсорбируются мелкими кристаллами парафинов. В результате изменяется характер кристаллизации — прекращается рост кристаллов, образуется непрочная кристаллическая решетка и масло сохраняет подвижность.  [7]

Для понижения температуры застывания масел и улучшения подвижности-их при низких температурах применяют депрессатор АзНИИ, способный снижать-температуру застывания автолов примерно на 20 С. Присадка 1 % этого деп-рессатора к парафинистым дистиллатным маслам способна снизить температуру застывания их на 40 — 50 С. Присадка-его к депарафинированным остаточным маслам неэффективна.  [8]

Для понижения температуры застывания масел к ним добавляют присадки, которые называются депрессаторами.  [9]

Для понижения температуры застывания масла в него вводятся депрессорные присадки. Эти присадки представляют собой поверхностно-активные вещества, у которых одна часть молекулы полярная, а другая представляет длинную углеводородную цепь, хорошо растворимую в масле. Действие депрессора на м-асло объясняется тем, ч-то его частицы постоянно находятся во взвешенно м тонкодисперсном состоянии и адсорбируются мелкими кристаллами парафинов. В результате изменяется характер кристаллизации — прекращается рост кристаллов, образуется непрочная кристаллическая решетка и масло сохраняет подвижность.  [10]

Для понижения температуры застывания масла подвергают депарафинизации. Однако глубокая очистка от твердых углеводородов является дорогим процессом. Кроме того, полное удаление парафина ухудшает другие эксплуатационные свойства масел. Поэтому, наряду с депарафинизацией, применяются специальные присадки, понижающие температуру застывания, получившие названия депрессантов, или депрессаторов.  [11]

Для понижения температуры застывания масла ДС-8 до — 33 — 34 С необходимо добавить 1 вес.  [13]

Действие парафлоу на понижение температуры застывания масел проявляется различно. На дестиллатные масла с небольшим содержанием парафина парафлоу действует наиболее энергично; так, автол из легкой биби-эйбатской нефти с температурой застывания — 16 С после прибавления 1 % парафлоу показал понижение температуры застывания до — 26 С.  [14]

Помимо депрессатора АзНИИ понижение температуры застывания масла обеспечивают некоторые многофункциональные присадки, которые, в частности, применяются для автотракторных масел.  [15]

Присадки для "снижения температуры масла"

На сайте LIQUI MOLY нашел инфо про антифрикционные присадки:
1.

Molygen Motor Protect

Molygen Motor Protect

на основе органического соединения с вольфрамом, выступающим в качестве активного элемента. Благодаря высокотемпературному легированию поверхностей трения ионами вольфрама образуется выровненный прочнейший жаропрочный слой. В результате существенно снижается трение в двигателе, а трущиеся поверхности защищены от температурных перегрузок.
Присадка рекомендуется для всех самых современных автомобилей, в которых используются низковязкие и низкозольные масла. Эффект от разового применения присадки сохраняется более чем на 50 000 км.
liquimoly.ru/item/9050.html
2.

Cera Tec

Присадки к смазочным материалам. Практическое руководство

Добавки в смазочных материалах представляют собой органические или неорганические соединения, растворенные или взвешенные в виде твердых частиц в масле. Обычно они составляют от 0,1 до 30 процентов объема масла, в зависимости от машины.

Добавки выполняют три основные роли:

• Улучшение свойств существующих базовых масел посредством противоокислительных агентов, ингибиторов коррозии, пеногасителей и деэмульгаторов.
• Подавление нежелательных свойств базового масла с помощью компонентов, снижающих температуру застывания, и улучшителей индекса вязкости (VI).
• Придание новых свойств базовым маслам с помощью противозадирных присадок, детергентов, деактиваторов металлов и агентов повышения липкости.

Полярные присадки

Полярность присадки определяется как естественное направленное притяжение молекул присадки к другим полярным материалам, контактирующим с маслом. Проще говоря, это все, что растворяет вода или все, что растворяется в воде.

Губка, металлическая поверхность, грязь, вода и древесная целлюлоза – полярны. Неполярные вещества включают воск, тефлон, минеральную основу и водоотталкивающие средства.

Важно отметить, что добавки также не вечны. Они истощаются и исчезают, и этот процесс необратим. Проанализируйте окружающую среду, в которой находится оборудование, продукцию, которую вы производите, а также присутствующие загрязняющие вещества.

Если вы допускаете попадание в вашу систему загрязняющих веществ, которые притягивают добавки, например грязи, диоксида кремния и воды, добавки, притягиваясь к загрязняющим вещества, будут вместе с ними оседать на дно или отфильтровываться, что приведет к истощению пакета присадок.

Полярные механизмы

Есть несколько полярных механизмов, заслуживающих внимания, например, обволакивание частиц, эмульгирование воды и смачивание металла, которые заслуживают обсуждения.

Обволакивание частиц означает, что добавка прилипает к поверхности частицы и обволакивает ее. Таким свойством обладают деактиваторы металлов, моющие присадки (детергенты) и дисперсанты. Они применяются для пептизации (диспергирования) частиц сажи с целью предотвращения агломерации, осаждения и образования отложений, особенно при низких и умеренных температурах.

Обычно такие ситуации возникают в двигателе. Их можно обнаруживать при анализе масла, используя специализированные комплексы тестов. Такой подход позволяет своевременно обнаруживать и устранять любые возникающие проблемы.

Слишком много – тоже плохо

Больше – не всегда лучше. Бывает так, что увеличение содержания присадок не дает результата, а иногда даже ухудшает эксплуатационные характеристики. В других же случаях характеристики присадки не улучшаются, но увеличивается продолжительность ее службы.

Кроме того, увеличение процентного содержания определенной присадки может улучшить одно свойство масла и в то же время ухудшить другое. Если заданный баланс между концентрациями присадок нарушается, это также может повлиять на общее качество масла.

Некоторые добавки конкурируют друг с другом за одно и то же место на металлической поверхности. Если добавить в масло много противоизносного агента, может понизиться эффективность ингибитора коррозии. В результате может увеличиться количество проблем, связанных с коррозией.

Эмульгирование воды происходит, когда полярная головка добавки цепляется за микрокаплю влаги. Такие добавки являются эмульгаторами. Вспомните об этом следующий раз, когда увидите воду в баке.

Разумеется, необходимо удалить воду, определить место, через которое она попала в систему и провести ремонт с устранением первопричины, однако также следует помнить о том, что был нарушен пакет присадок. С точки зрения смазки это называется истощением присадок. Надлежащий отчет об анализе масла поможет определить состояние оставшихся присадок.

Смачивание металла – это закрепление присадок на металлических поверхностях, и именно так они должны себя вести. Присадки прикрепляются к внутренней части корпуса редуктора, зубьям шестерен, подшипникам, валам и т. д.

Добавки, имеющие такое свойство, – это антикоррозийные, противоизносные и противозадирные присадки, маслянистые присадки и ингибиторы коррозии.

Противоизносные присадки предназначены для защиты металлических поверхностей в граничных условиях. Они образуют пластичную, похожую на золу пленку при температуре контакта от умеренной до высокой (от 66 до 110 °C).

В граничных условиях вместо материала поверхности деформируется пленка противоизносной присадки.

Одной из распространенных противоизносных присадок является диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP). Она снижает риск контакта металла с металлом, который может привести к повышенному нагреву, последующему окислению и снижению прочности пленки.

Присадки, усиливающие или подавляющие свойства базового масла или придающие ему новые свойства, играют важную роль в смазке машин. Помните, что истощенные добавки не восстанавливаются, поэтому не забывайте проверять используемый пакет присадок.

63% специалистов, согласно недавнему опросу на сайте machinerylubrication.com, отслеживают состояние присадок в рамках программы анализа масла.

Типы присадок к смазочным материалам

Существует множество типов химических присадок, добавляемых к базовым маслам для улучшения их свойств, подавления некоторых нежелательных свойств базового масла и, возможно, придания некоторых новых свойств.

Добавки обычно составляют от 0,1 до 30 процентов готового масла, в зависимости от целевого применения смазочного материала.

Присадки к смазочным материалам – это дорогостоящие химические вещества, и создание правильной смеси или рецептуры присадок – очень сложная наука. Именно набор присадок отличает турбинное (R&O) масло от гидравлического, а трансмиссионное масло – от моторного.

Существует множество присадок к маслам, и конкретные присадки выбирают в зависимости от их способности выполнять те или иные функции. Кроме того, на выбор присадок влияет их способность легко смешиваться с выбранными базовыми маслами, чтобы обеспечить совместимость с другими присадками в составе масла и экономическую эффективность.

Некоторые присадки выполняют свою функцию непосредственно в масле (например, антиокислительные), а другие действуют на поверхности металла (например, противоизносные присадки и ингибиторы коррозии).

Обычные присадки к смазочным материалам

Ниже рассматриваются наиболее распространенные типы присадок.

Антиокислительные присадки

Окисление – это общее воздействие кислорода воздуха на самые слабые компоненты базового масла. Оно происходит при любых температурах все время, но ускоряется при повышении температуры и в присутствии воды, металлических частиц износа и других загрязняющих веществ.

В конечном итоге это вызывает образование кислот (которые приводят к коррозии) и шлама (что приводит к образованию отложений на поверхностях и увеличению вязкости). Ингибиторы окисления, как их еще называют, используются для продления срока службы масла.

Это расходуемые присадки, которые, задерживая начало окисления, истощаются при выполнении своей задачи, тем самым защищая базовое масло. Они присутствуют практически в любом масле или консистентной смазке.

Ингибиторы ржавчины и коррозии

Эти добавки сокращают или устраняют внутреннюю ржавчину и коррозию, нейтрализуя кислоты и создавая химический защитный барьер, отталкивающий влагу от металлических поверхностей.

Некоторые из этих ингибиторов специально предназначены для защиты определенных металлов. Следовательно, масло может содержать несколько ингибиторов коррозии. Опять же, они содержатся почти во всех маслах и консистентных смазках. Деактиваторы металлов – еще одна форма ингибиторов коррозии.

Средства, улучшающие индекс вязкости

Улучшители индекса вязкости – это очень распространенные полимерные присадки, которые частично предотвращают разжижение масла (потерю вязкости) при повышении температуры. Эти присадки широко используются при изготовлении всесезонных моторных масел, таких как SAE 5W-30 или SAE 15W-40.

Они также обеспечивают улучшение текучести масла при низких температурах, что приводит к снижению износа и повышению экономии топлива. Кроме того, присадки, улучшающие индекс вязкости, используются для получения гидравлических и трансмиссионных масел с высоким индексом вязкости, улучшающих запуск и смазку при низких температурах.

Действие присадки, повышающей индекс вязкости, можно сравнить со спиральной пружиной, которая остается сжатой при низких температурах и очень мало влияет на вязкость масла.

Затем, когда температура повышается, присадка (т.е. пружина) расширяется, увеличиваясь в размерах, и предотвращает слишком сильное разжижение масла при высоких температурах.

У улучшителей индекса вязкости есть несколько недостатков. Такие добавки представляют собой высокомолекулярные полимеры, что делает их восприимчивыми к измельчению или разрезанию на мелкие части компонентами машинами (из-за сил сдвига). Как известно, шестерни негативно воздействуют на присадки, улучшающие индекс вязкости.

Постоянный сдвиг присадки, улучшающей индекс вязкости, может вызвать значительную потерю вязкости, которую можно обнаружить с помощью анализа масла. Вторая причина потери вязкости – мощные силы сдвига в зоне нагрузки фрикционных поверхностей (например, в подшипниках скольжения).

Считается, что присадка, улучшающая индекс вязкости, теряет свою форму или однородную ориентацию и, следовательно, теряет часть своей загущающей способности.

Вязкость масла временно падает в зоне нагрузки, а затем возвращается к нормальному значению после того, как масло покидает зону нагрузки. Эта характеристика фактически помогает снизить расход топлива.

Существует несколько различных типов присадок, улучшающих индекс вязкости (распространены олефиновые сополимеры). Высококачественные улучшители индекса вязкости менее подвержены безвозвратным потерям при сдвиге, чем недорогие и низкокачественные добавки.

Противоизносные (AW) средства

Эти присадки обычно используются для защиты деталей.

Такие присадки, как правило, применяются для защиты машин от износа и потери металла в условиях граничной смазки. Это полярные добавки, которые прикрепляются к трущимся металлическим поверхностям.

Они химически реагируют с металлическими поверхностями, когда такие поверхности контактируют друг с другом в условиях смешанной и граничной смазки.

Они активируются теплом, выделяющимся при контакте, образуя пленку, которая минимизирует износ. Они также помогают защитить базовое масло от окисления, а металл – от коррозионных кислот.

Эти присадки «расходуются», выполняя свою функцию, после чего увеличивается адгезионный износ. Обычно это соединения фосфора, наиболее распространенным из которых является диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP).

Существуют различные версии ZDDP. Некоторые из них предназначены для гидравлических систем, а другие – для работы при более высоких температурах, например, в моторных маслах. ZDDP также обладают некоторыми противоокислительными и замедляющими коррозию свойствами. Кроме того, некоторые химикаты на основе фосфора применяются для защиты от износа (например, трикальцийфосфат [TCP]).

Противозадирные присадки

Эти присадки более агрессивны химически, чем противоизносные присадки. Они вступают в химическую реакцию с металлическими (железными) поверхностями, образуя расходуемую поверхностную пленку, которая предотвращает сварку и заедание противоположных неровностей при контакте металла с металлом (адгезионный износ).

Они активируются при высоких нагрузках и возникающих высоких температурах контакта. Обычно такие присадки используются в трансмиссионных маслах и придают им сильный запах серы. Эти добавки обычно содержат соединения серы и фосфора (а иногда и соединения бора).

Они могут вызывать коррозию желтых металлов, особенно при более высоких температурах, и поэтому не должны использоваться в червячных редукторах и аналогичных механизмах, где применяются металлы на основе меди. Существуют некоторые противозадирные присадки на основе хлора, но они используются редко из-за проблем с коррозией.

Противоизносные и противозадирные присадки образуют большую группу химических добавок, которые выполняют функцию защиты металлических поверхностей во время граничной смазки, образуя защитную пленку или барьер на изнашиваемых поверхностях.

Пока между металлическими поверхностями сохраняется гидродинамическая или эластогидродинамическая масляная пленка, граничная смазка не происходит, и присадки для граничной смазки не требуются.

Когда масляная пленка действительно разрушается и возникает контакт с шероховатостями при высоких нагрузках или высоких температурах, присадки для граничной смазки защищают изнашиваемые поверхности.

Моющие присадки

Моющие присадки (детергенты) выполняют две функции. Они помогают предотвращать образование отложений на горячих металлических деталях (поддерживать их чистоту) и нейтрализуют кислоты, образующиеся в масле. Моющие присадки в основном используются в моторных маслах и имеют щелочную или основную природу.

Они составляют основу резервной щелочности моторных масел, называемой щелочным числом (BN). Обычно это материалы на основе кальция и магния. В прошлом применялись моющие присадки на основе бария, но сейчас они используются редко.

Поскольку эти соединения металлов оставляют отложения золы при сгорании масла, они могут вызывать образование нежелательных остатков при высоких температурах. Из-за проблем, связанных с образованием золы, многие производители оборудования рекомендуют применять малозольные масла, работающие при высоких температурах. Моющая присадка обычно используется вместе с диспергирующей добавкой.

Диспергирующие присадки

Дисперсанты в основном содержатся в моторном масле в сочетании с детергентами, помогая поддерживать двигатель в чистоте и бороться с отложениями. Основная функция дисперсанта в том, чтобы частицы сажи в дизельном двигателе оставались мелкодисперсными или взвешенными в масле (размером менее 1 микрона).

Необходимо удерживать загрязнитель во взвешенном состоянии и не позволять ему образовывать скопления в масле, чтобы свести к минимуму повреждения и устранять загрязнитель при замене масла. Дисперсанты обычно бывают органическими и беззольными. При обычном анализе масла обнаружить их непросто.

Сочетание моющих и диспергирующих присадок позволяет нейтрализовать больше кислотных соединений и поддерживать большую часть загрязняющих частиц во взвешенном состоянии. Поскольку эти присадки выполняют функцию нейтрализации кислот и поддержания загрязняющих веществ во взвешенном состоянии, они в конечном счете исчерпывают свои свойства, и тогда требуется замена масла.

Противопенные агенты

Химические вещества в этой группе присадок обладают низким межфазным натяжением, что ослабляет стенки пузырьков в масле и позволяет пузырькам пены легко лопаться. Кроме того, они косвенно влияют на окисление, уменьшая контакт масла с воздухом.

Некоторые из этих присадок представляют собой нерастворимые в масле силиконовые материалы, которые не растворяются, а равномерно рассеиваются в масле. Как правило, потребная концентрация таких веществ очень мала. Если добавить слишком много противопенной присадки, может возникнуть обратный эффект, в результате чего усилится пенообразование и улавливание воздуха.

Модификаторы трения

Модификаторы трения обычно используются в моторных маслах и жидкостях для автоматических трансмиссий для изменения трения между компонентами двигателя и деталями трансмиссии. В двигателях упор делается на снижение трения с целью экономии топлива.

В трансмиссиях требуется улучшить сцепление фрикционных материалов. Модификаторы трения можно рассматривать как противоизносные присадки для более низких нагрузок, которые не активируются при нагреве от контакта.

Присадки, понижающие температуру застывания

Температура застывания масла – это самая низкая температура (приблизительная), при которой масло остается жидким. Кристаллы воска, образующиеся в парафиновых минеральных маслах, кристаллизуются (становятся твердыми) при низких температурах.

Твердые кристаллы образуют решетку, которая препятствует течению оставшегося жидкого масла.

Присадки этой группы уменьшают размер кристаллов парафина в масле и их взаимодействие друг с другом, сохраняя текучесть масла при низких температурах.

Деэмульгаторы

Деэмульгаторы предотвращают образование стабильной водно-масляной смеси или эмульсии, изменяя межфазное натяжение масла с тем, чтобы вода быстрее выделялась и отделялась от масла. Это важная характеристика смазочных материалов, подверженных воздействию пара или воды, благодаря которой свободная вода может осаждаться и легко сливаться в резервуар.

Эмульгаторы

Эмульгаторы используются в жидкостях для металлообработки на водно-масляной основе и огнестойких жидкостях для создания стабильной водно-масляной эмульсии. Эмульгирующую присадку можно сравнить с клеем, связывающим масло и воду вместе, так как обычно из-за межфазного натяжения и различий в удельном весе они отталкиваются друг от друга.

Биоциды

Биоциды часто добавляют в смазки на водной основе, чтобы контролировать рост бактерий.

Усилители клейкости

Усилители клейкости – это волокнистые материалы, используемые в некоторых маслах и консистентных смазках для предотвращения отбрасывания смазки с поверхности металла при вращательном движении.

Чтобы с присадками могли работать техники и другие конечные пользователи, присадки должны быть пригодны для использования в обычном смесительном оборудовании, стабильны при хранении, лишены неприятного запаха и должны быть нетоксичными в соответствии с обычными отраслевыми стандартами.

Поскольку многие из них представляют собой высоковязкие материалы, они, как правило, продаются производителям масел в виде концентрированных растворов в базовом масле.

Несколько ключевых моментов, связанных с присадками:

• Больше присадок – не всегда лучше. Когда речь идёт о присадках к маслам, больше – не всегда означает лучше.
• При добавлении присадки в масло зачастую достигается момент, когда дальнейшее увеличение её концентрации не приведёт к улучшению свойств масла, при этом характеристики масла могут даже начать ухудшаться. В других случаях эффективность присадки не растет, однако увеличивается ее срок службы.
• Увеличение концентрации одной присадки может привести к оптимизации одного свойства масла и ухудшить другое его свойство. Если нарушается заданный баланс концентрации присадок, может нарушиться общее качество масла.
• Некоторые присадки конкурируют между собой за одно и тоже место на металлической поверхности. Если в масло добавляется концентрированная противоизносная присадка, может снизиться эффективность ингибитора коррозии. В результате этого могут возникнуть проблемы, связанные с коррозией.

Как истощаются присадки

Очень важно понимать, что большая часть присадок расходуется и истощается из-за следующих факторов.

• «Разложение» или распад.
• «Адсорбция» на поверхности металла, частиц и воды.
• «Разделение» из-за осаждения или фильтрации.

Механизмы адсорбции и разделения включают массоперенос или физическое перемещение присадки.

В случае с многими присадками, чем дольше масло остается в эксплуатации, тем менее эффективно защищает оборудование оставшийся пакет присадок.

Когда пакет присадок ослабевает, вязкость увеличивается, начинает образовываться шлам, коррозионные кислоты начинают разъедать подшипники и металлические поверхности, и (или) начинается увеличение износа. Если используются масла низкого качества, эти проблемы начинают возникать гораздо раньше.

Именно по этим причинам всегда следует выбирать высококачественные смазочные материалы, отвечающие надлежащим отраслевым спецификациям (например, категориям обслуживания двигателей API). Приведенную ниже таблицу можно использовать в качестве руководства для более детального изучения типов присадок и их функций в составах моторных масел.

Химическая реакция с веществами, предшествующими образованию шлама и лака для

их нейтрализации и сохранения растворимости

Из приведенной выше информации видно, у большей части масел, используемых для смазки оборудования, сложный химический состав. Это смеси химикатов, которые находятся в состоянии равновесия друг относительно друга, и этот баланс необходимо поддерживать.

Таким образом, следует избегать смешивания различных масел и добавления к ним дополнительных присадок.

Присадки и дополнительные кондиционеры для масел, предлагаемые на рынке автохимии

В продаже имеются сотни химических добавок и кондиционеров для масел. В некоторых специализированных областях или отраслях промышленности эти присадки могут использоваться для улучшения смазки.

Однако некоторые производители дополнительных смазочных материалов делают заявления о своих продуктах, которые преувеличены и (или) бездоказательны, а также не упоминают отрицательные побочные эффекты, которые может вызвать присадка.

Будьте очень осторожны при выборе и применении таких продуктов или, что еще лучше, избегайте их использования. Если вы хотите масло лучшего качества, просто купите лучшее масло, а его химический состав доверьте людям, которые знают, что делают.

Часто гарантия на масло и оборудование аннулируется при использовании сторонних присадок, так как окончательный состав масла никем не тестировался и не был одобрен. Будьте внимательны!

Собираясь использовать стороннюю присадку для решения какой-либо проблемы, рекомендуется помнить следующие правила.

Правило № 1 Некачественное масло нельзя преобразовать в продукт премиум-класса, просто добавив присадку. Покупать некачественное готовое масло и пытаться компенсировать его плохие смазывающие качества присадками – совершенно не логично.

Правило № 2 Некоторые лабораторные тесты могут дать ложноположительный результат. Некоторые добавки могут «обмануть» конкретный тест и дать положительный результат. Часто проводятся множественные испытания на окисление и износ, чтобы получить лучшее представление о характеристиках присадки. Затем проводятся фактические полевые испытания.

Правило № 3 Базовые масла могут растворять (нести) только определенное количество присадки. Таким образом, добавление сторонней присадки к маслу, имеющему низкий уровень растворимости или уже насыщенному присадками, может привести к тому, что присадка не растворится и останется на дне картера или поддона. В этом случае она никогда не сможет выполнять свою заявленную или предполагаемую функцию.

Если вы решите использовать присадку стороннего производителя, перед добавлением присадки или кондиционера масла в систему смазки примите следующие меры предосторожности.

• Определите, действительно ли есть проблема со смазкой. Например, загрязнение масла чаще всего связано с плохим обслуживанием или недостаточной фильтрацией, а не с плохими смазочными свойствами или некачественным маслом.
• Выберите подходящую дополнительную присадку или кондиционер для масла. Уделите время исследованию состава и совместимости различных продуктов, предлагаемых на рынке.
• Настаивайте на предоставлении фактических данных полевых испытаний, подтверждающих заявления об эффективности продукта.
• Проконсультируйтесь в авторитетной независимой лаборатории анализа масла. Перед добавлением сторонней присадки проверьте имеющееся масло как минимум дважды – так вы сможете сравнить полученный результат с исходным состоянием масла.
• После добавления присадки или кондиционера продолжайте регулярно проверять масло. Только такой сравнительный анализ позволит получить объективные данные об эффективности добавки.

Существует много противоречий, связанных с применением дополнительных присадок. Однако некоторые присадки к смазочным материалам действительно уменьшают или устраняют трение в некоторых механизмах, например, на направляющих станков, в высоконагруженных зубчатых передачах и некоторых гидравлических системах высокого давления.