1. Введение
Моторное масло является одним из важных компонентов стабильной работы двигателя. Моторные масла защищают рабочие поверхности и детали двигателя от коррозии, охлаждают, сопрягаемые деталей поверхности, снижают трение и способствуют очистке продуктов износов и нагара [1]. В настоящее время конкуренция в производстве моторных масел большая. Многие производители, чтобы выделить свой продукт среди остальных, добавляют или продают дополнительно различные присадки, меняющие характеристики моторного масла. Для того чтобы автовладелец мог выбрать подходящую присадку для масла в двигатель своего автомобиля, рассмотрим их классификацию и стоит ли использовать присадки для моторного масло.
2. Обсуждение
Моторные масла регулируются ГОСТом 17479.1-2015 «Моторные масла» [2]. Данный гост устанавливает характеристики моторного масло. Основными характеристиками являются кинематическая вязкость при 100°C, индекс вязкости, температура застывания, температура вспышки, щелочное число, содержание серы. Далее рассмотрим классификацию присадок моторных масел и их влияние на характеристики масел. Выделяют две категории присадок. Первая категория – обычные присадки, а вторая – модификаторы трения. Начнем с обычных присадок.
Антиокислительные присадки защищают базовое масло от окисления. Ингибиторы окисления в данной присадке задерживают начало окислительного процесса. В качестве ингибиторов выступают фенолы и амины, которые деактивируют перекиси и соединения фосфора, серы, которые деактивируют металлы. Данная присадка истощается по мере выполнения своей работы [3], [4].
Присадки с ингибиторами ржавчины и коррозии создают химический защитный барьер и способствуют внутреннему устранению коррозии. Защитный барьер отталкивает влагу от металлической поверхности, увеличивая срок службы деталей двигателя.
Улучшители индекса вязкости – это присадки имеющие в своем составе полимеры, которые снижают потерю вязкости при увеличении температуры. В основном используются при изготовлении всесезонных моторных масел.
Противоизносны присадки используются для защиты трущихся поверхностей деталей. Данная присадка активируется при повышении температуры в поверхности контакта трущихся деталей, создавая пленку минимизирует износ [4].
Противозадирные присадки химически агрессивнее противоизносной присадки. Данная присадка вступает в реакцию с металлическими поверхностями и способствует предотвращению заеданий и сварки неровностей на поверхностях деталей при контакте. Присадка содержит соединения фосфора и серы, иногда бора, и они могут вызвать коррозию желтых металлов. Не рекомендуется использовать в механизмах, которые применяют металлы на основе меди.
Моющие присадки. Моющие присадки способствуют предотвращению, образующихся отложений на поверхностях металлических деталях. Данные присадки предотвращают отложение золы в результате сгорания масла. Присадки создаются на основе кальция и магния [5].
Противопенные присадки. Эти присадки имеют низкое межфазное натяжение в своем химическом веществе. Оно ослабляет в масле стенки пузырьков, вследствие, пузырьки пены легко лопаются.
Помимо выше перечисленных присадок, которые принадлежат к группе обычных, выделяют отдельно присадки, снижающие трение в механизмах двигателя. Ниже будут рассмотрены пять присадок из этой группы [6].
Присадки понижающие температуру застывания. Имеющиеся кристаллы воска, которые образуются в парафиновом минеральном масле при низкой температуре образуют решетку. Присадка уменьшает размер этих кристаллов, чтобы сохранить текучесть масла.
Деэмульгаторы. Данная присадка подходит к маслам, которые подвержены воздействию пара или воды. Присадка изменяет межфазное натяжение масла, тем самым ускоряя процесс отделения воды от масла, чтобы воды осаждалась и стекала в резервуар легче.
Эмульгаторы. Присадки связывают воду и масло вместе, образуя водно-масляную эмульсию. Применяется в огнестойких жидкостях.
Биоциды это присадки, контролирующие рост бактерий. Применяются в маслах на водной основе. В нефтеперерабатывающей промышленности используется основная часть видов биоцидных добавок и присадок для борьбы с бактериями.
Усилители клейкости. Присадка способствует предотвращению отбрасывания с поверхности металла масла за счет волокнистых материалов в составе [7].
Исходя из рассмотренных выше классификаций присадок моторного масла, можно выделить следующие ключевые моменты:
Количество заливаемой присадки должно строго контролироваться. Чрезмерное количество присадки в масле может ухудшить свойства масла, что приведет к нестабильной работе узлов и деталей двигателя.
Стоит не забывать, что при добавлении присадок оптимизируется одно свойство масла, но при этом может ухудшиться другое.
Не стоит использовать несколько присадок в своем моторном масле. Некоторые из них конкурируют. Так, например, при добавлении противоизносной присадки и ингибитора коррозии, может возникнуть коррозия, так как ингибитор коррозии не сможет выполнять свою функцию.
3. Анализ исследования
Заливая дополнительные присадки в двигатель, водитель должен знать, что присадки разных марок действуют по-разному. Перед выбором более эффективной стоит более подробно изучить их. Рассмотрим исследование на универсальной машине ИИ-5018, которая предназначена для испытания трения и износа. В ходе испытаний были выбраны пять марок разных производителей присадок, которые добавлялись в полусинтетическое масло Лукойл ТМ‑4 75W‑90 GL‑4 [8]. В результате испытания масел с присадками и без, получилась зависимость изменения потерь на трении (см. рис. 1).
Зависимость изменения потерь на трение с течением времени испытуемых образцов моторных присадок [8]
Как видно на графике, испытуемые присадки: Suprotec, Resurs T, Liqua Moly, SMT 2514, ER. Лидером снижения потерь на старте является Suprotec, и снижение потерь на трение составило 4%. Но с течением времени потери на трение увеличиваются и значения становятся ниже масло без присадки. SMT 2514 и ER показали менее эффективные результаты, чем масло без присадки, что видно на графике. Более стабильную работу показали присадки Resurs T и Liqui Moly, где среднее снижение потерь на трение составило 3,5 и 2% соответственно. Применять или нет присадки это решение автовладельца, в большинстве случаев присадки несут положительный характер на работу двигателя. Так, на примере снижения потерь на трении можно видеть, что среднее снижение трения всех присадок, которые испытывались, составляет примерно 2%. Но стоит не забывать о правилах применения присадок и об их истощении при работе. Некоторые присадки увеличивают потери на трении больше с течением времени, чем если бы масло использовалось без присадки [8], [10]. Таким образом, настоятельно не рекомендуется экспериментировать с добавлением присадок в гарантийный автомобиль, потому что владелец рискует потерять гарантию, если автомобильный дилер установит неправильную эксплуатацию, а именно использование не рекомендуемых смазочных материалов, которые предоставляет дилер. Но это не грозит автомобилям, у которых гарантия давно истекла, и правильно подобранная присадка может уменьшить износ или трение деталей двигателя.
4. Заключение
Можно сделать вывод, что подбор присадки для стабильной и продолжительной работы двигателя должен происходить индивидуально, учитывая марку как двигателя, так и заливаемого моторного масла.
Таким образом, в данной статье было рассмотрено назначение моторного масла, ГОСТ, устанавливающий характеристики моторного масла. Приведена основная классификация присадок и модификаторов трения моторного масла и представлено влияние каждой присадки на определенную характеристику моторного масла. Проанализировано испытание на универсальной машине ИИ-5018 пяти популярных модификатора трения. И даны рекомендации при выборе и использовании присадок для владельцев автомобилей.