Что дает статья: Понимание основных принципов работы присадок позволит лучше ориентироваться в широком выборе масел и смазок, правильно фильтровать обильную рекламную информацию и выбирать то, что действительно нужно для конкретного двигателя, узла или механизма.
Существует множество типов присадок, добавляемых не только для улучшения или подавления некоторых свойств базового масла, но и для придания ему новых свойств. Присадки обычно составляют от 0,1 до 30 процентов от объема готового масла.
Некоторые присадки выполняют свою работу в объеме масла (например, антиоксиданты), а некоторые - на поверхностях трения (противоизносные присадки и ингибиторы коррозии).
Истощение присадок
Очень важно понять, что большинство присадок по мере эксплуатации масла истощаются в результате:
- разложения или деформации частиц
- адсорбции на поверхностях металлов, частиц износа, воды
- из-за осаждения или фильтрации
Для многих присадок справедливо утверждение, что чем дольше масло остается в эксплуатации, тем менее эффективной становится оставшаяся присадка. Когда пакет присадок слабеет, то увеличивается вязкость, начинает формироваться осадок, коррозионные кислоты начинают атаковать подшипники и металлические поверхности и износ деталей начинает увеличиваться. Если используется масло низкого качества, то эти проблемы начнутся гораздо раньше. Именно по этим причинам всегда следует выбирать высококачественные смазочные материалы, отвечающие правильным отраслевым спецификациям.
Сначала рассмотрим основные типы присадок, а потом поговорим об опасности самостоятельного формирования пакета присадок:
Антиокислительная присадка
Окисление является общей проблемой всех масел, вызванной реакцией компонентов базового масла с кислородом, содержащимся в воздухе. Реакция эта проходит постоянно при любой температуре, но ускоряется при высоких температурах и при наличии воды, продуктов износа и наличии других загрязнителей. Окисление в конечном итоге приводит к образованию кислот,которые вызывают коррозию и осадка, приводящего к увеличению поверхностных отложений и повышению вязкости масла. Ингибиторы окисления, как их еще называют, используются для продления срока службы масла. Они являются добавками, концентрация которых постепенно истощается по мере выполнения ими своих функций по задержке окисления. Антиокислители присутствуют почти в каждом масле и смазке.
Антикоррозийная присадка
Эти добавки уменьшают или устраняют внутреннюю коррозию, нейтрализуя кислоты и образуя химический защитный барьер на поверхности металла для отражения влаги. Некоторые из присадок разработаны для защиты определенного типа металла. Поэтому масло может содержать несколько ингибиторов коррозии. Эти присадки очень распространены, и содержатся почти во всех маслах и смазках.
Деактиваторы металлов - еще один тип антикоррозийных присадок, действующих путем деактивации ионов металлов.
Модификаторы вязкости
Это полимерные добавки, которые частично предотвращают потерю вязкости маслом по мере увеличения температуры. Эти присадки широко используются при изготовлении моторных масел. Они обеспечивают лучшую подачу масла к узлам двигателя при низких температурах, что дает уменьшение износа и экономию топлива. Кроме того, эти присадки используются в гидравлических и трансмиссионных маслах с высокой вязкостью для улучшения условий работы в режиме старт-стоп при низких температурах.
Для понимания того, как работает модификатор вязкости, представьте частицу присадки в виде спиральной пружины, которая остается сжатой при низких температурах и мало влияет на вязкость масла. Однако, по мере повышения температуры, пружина удлиняется (становится более крупной), что предотвращает чрезмерную текучесть масла при высоких температурах.
У модификаторов есть несколько отрицательных черт. Присадки представляют собой высокомолекулярные полимеры, структура которых делает их подверженными разделению на мелкие частицы компонентами машины. Постоянное разрушение модификатора вязкости может привести к значительным потерям вязкости. В зоне нагрузки присадка теряет свою форму или ориентацию и, следовательно, теряет способность к модификации своей формы. Поэтому вязкость масла временно падает в зоне нагрузки и затем приходит в норму только после того, как масло покидает зону нагрузки.
Существует несколько различных типов модификаторов вязкости, хотя все они имеют в своей основе сополимеры олефина. Разница в том, что высококачественные модификаторы менее восприимчивы к потере свойств под нагрузкой, чем недорогие, менее качественные.
Противоизносные присадки (AW)
Противоизносные присадки действуют аналогично противозадирным, но начинают работать при значительно меньших нагрузках и температурах.
Эти присадки используются для защиты деталей машин от износа при работе в условиях обедненной смазки. Они представляют собой полярные добавки, которые прикрепляются к трущимся рабочим поверхностям. В условиях обедненной смазки на выступах и неровностях трущихся поверхностей происходит контакт деталей металл-по-металлу. Происходит вспышка температуры, которая активирует присадку. Присадка, вступая в химическую реакцию с металлом в зоне контакта, образует на трущихся поверхностях пленку, которая минимизирует износ.
Эти присадки также помогают защитить базовое масло от окисления, а металл - от коррозийных кислот. Присадки расходуются по мере работы, и после их истощения износ деталей опять увеличивается до стандартного значения. Они обычно представляют собой соединения фосфора, наиболее распространенным из которых является диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP). Существуют различные версии ZDDP - некоторые предназначены для гидравлических масел, другие для более высоких температур, встречающихся в моторных маслах. ZDDP также обладает некоторыми антиокислительными и антикоррозийными свойствами. Кроме ZDPP, на основе фосфора выпускают и другие противоизностные присадки (например, TCP).
Противозадирные присадки (EP)
Эти вещества химически более агрессивны, чем рассмотренные выше противоизносные присадки, но работают по тому же принципу. Они вступают в химическую реакцию с металлическими поверхностями, образуя поверхностную пленку, которая предотвращает сваривание контактирующих неровностей, вызванных контактом металл-по-металлу. Они активируются при высоких нагрузках и при высоких температурах в зоне контакта.
Проще говоря, внешний слой металла в точке контакта под действием высокой температуры вступает в соединение с компонентами присадки, превращаясь тем самым в сплав. Сплав этот — более мягкий и менее тугоплавкий, чем изначальный металл, из которого он образовался. За счет образования мягкого сплава в точке критического контакта происходит не задирание, а сглаживание неровностей, как бы полировка поверхностей.
EP-присадки обычно используются в трансмиссионных маслах и дают этим маслам характерный сильный запах серы. Эти добавки обычно содержат соединения серы и фосфора (а иногда и соединения бора). Они могут быть агрессивными по отношению к цветным металлам, особенно при высоких температурах, и поэтому не должны использоваться в червячных передачах и подобных механизмах, в которых используются металлы на основе меди.
В тех условиях работы механизма, когда существует достаточная масляная пленка между металлическими поверхностями, свойства этих присадок не будут задействованы. Когда же масляная пленка разрушается при высоких нагрузках или высоких температурах, эти присадки активируются и начинают защищать изношенные поверхности.
Множество EP и противоизносных (AW) присадок коррозионно активны к цветным металлам, так что разработчик смазки или масла при выборе концентрации присадки вынужден соблюдать баланс между опасностью и пользой данных присадок.
Моющие присадки
Моющие присадки выполняют две функции. Они не дают образовываться осадку на горячих металлических поверхностях и нейтрализуют кислоты, которые образуются в масле. В основном используются в моторных маслах и обычно являются соединениями кальция или магния. Присадки на основе бария использовались в прошлом.
Поскольку эти соединения оставляют зольный осадок при сжигании, они могут образовывать нежелательный налет на высокотемпературных участках. Из-за этой проблемы многие производители избегают применения этой присадки в маслах для оборудования, работающего при высоких температурах.
Моющая присадка обычно добавляется в паре с диспергирующей присадкой.
Диспергирующая присадка
Особенностью данного вида присадок является их способность диспергировать (тонко измельчать) и поддерживать во взвешенном состоянии большие количества твердых частиц.
Удаление диспергированных частиц легко происходит во время замены масла.
Антипенная присадка
Химикаты этой группы присадок обладают низким межфазным натяжением, что ослабляет стенку пузырьков масла и позволяет пузырькам пены легче лопнуть. Они также дают эффект антиокисления за счет уменьшения площади контакта масла с воздухом.
Обычно такая присадка имеет очень низкую концентрацию. Если в масле будет слишком много антипенной присадки, это может дать обратный эффект и способствовать повышенному пенообразованию.
Модификаторы трения
Их еще называют антифрикционными присадками. Модификаторы трения обычно используются в моторных маслах и жидкостях автоматической трансмиссии для снижения трения в двигателе и трансмиссии. В двигателях акцент делается на снижение трения для улучшения экономии топлива ( до 5 % ). В автоматических трансмиссиях основное внимание уделяется улучшению сцепления материалов.
Обычно используют твердые тонко диспергированные дисульфид молибдена, коллоидальный графит, политетрафторэтилен, ацетаты и бораты металлов, а также маслорастворимые эфиры жирных кислот и органические соединения молибдена. Механизм действия основан на адгезии твердых частиц на смазываемых поверхностях и образовании сплошного слоя с низким коэффициентом трения. Модификаторы трения можно рассматривать как противоизносные присадки для более низких нагрузок, которые не активируются контактными температурами.
Депрессорные присадки
Температура застывания масла определяет предельно низкую температуру, при которой масло теряет свойства жидкости. Кристаллы воска, которые образуются в парафиновых минеральных маслах, становятся твердыми при низких температурах и образуют кристаллическую решетку, которая препятствует протеканию оставшегося жидкого масла. Присадки уменьшают как размер кристаллов воска в масле, так и силу их взаимодействия друг с другом, позволяя маслам оставаться текучими при низких температурах.
Деэмульгаторы
Добавки деэмульгатора предотвращают образование эмульсии - смеси масла с водой путем изменения свойств масла, так что вода не будет смешиваться с маслом. Это важный компонент для масел, подверженных воздействию пара или воды, так что вода может легко сепарироваться и удаляться.
Эмульгаторы
Эмульгаторы используются в масле для создания стабильной эмульсии масло-вода. Эмульгаторную присадку можно рассматривать как клей, связывающий масло и воду вместе, потому что обычно они не смешиваются друг с другом из-за межфазного натяжения и различий в удельном весе.
Биоцидная присадка
Биоциды часто добавляют в масла на водной основе для контроля роста бактерий.
Усилители липкости
Чем выше липкость масла, тем прочнее держится масляная пленка на поверхности металла. В качестве присадок, повышающих липкость масла, применяют добавки смолистых углеводородов типа битумов, окисленные петролатум и парафин, растительные и животные жиры.
Отдельно продаваемые присадки
Высокая эффективность присадок порождает такое спорное явление, как розничную продажу отдельных типов присадок. Следует очень осторожно относится к самостоятельному добавлению любых присадок, т.к. добавление их в масло или смазку может привести к непредсказуемым последствиям. Новая присадка может быть несовместимой с уже имеющимися в масле добавками. Кроме того, надо понимать, что базовое масло может нести строго определенную концентрацию присадки. При превышении происходит выпадение присадки в виде осадка. Присадка также может негативно воздействовать на отдельные узлы машины при ее неправильном подборе.
Увеличение концентрации определенной присадки может улучшить одно свойство масла, в то же время ухудшить другое. Когда концентрации разных присадок в одном масле становятся неуравновешенными, может ухудшиться общее качество масла. Некоторые добавки конкурируют друг с другом за одно и то же пространство на поверхности металла. Если создать в масле высокую концентрацию противоизносного средства, ингибитор коррозии станет менее эффективным. Результатом может стать увеличение проблем, связанных с коррозией.
Вывод: от самостоятельной добавки присадок вред может быть настолько же велик, как и польза. Поэтому применять их следует крайне осторожно и с умом.
ЕЩЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:
Что лучше: масло или консистентная смазка
Как может навредить старое масло
4 случая, когда надо заменить смазку в закрытом подшипнике
9 случаев, когда смазка может навредить механизму
Почему нельзя применять Литол-24 в современных автомобилях
