Присадка модификатор трения. Присадка в масло активная защита эдиал

Короткая выжимка некоторых публикаций блога, она же FAQ:

Суть проблемы:

В современном двигателе содержится целый ряд узлов с контактным трением (в основном - скольжения) типа "металл-металл", не всегда и не полностью разделямых смазочным материалом. Следствием этого является не только физический износ, но и ощутимые потери мощности в неэффективных режимах работы (низкие обороты, холостой ход) и, что особенно важно, высокие потери в .

Простыми словами: металлы в контактных группах изнашиваются, режим разгона-торможения двигателем (включая эластичность) становится менее эффективным. За прошедшее время, ГРМ двигателей значительно усложнились, усилие на пружинах увеличилось в некоторых случаях (сплошь и рядом сейчас нормой становятся сверхфорсированные турбомоторы) до сотни(!) килограмм:

Конструктивно с этим (увеличившейся нагрузкой и потерями) пытаются бороться (за "экологию и расход топлива"), например, введением комбинированых пар трения типа скольжение-качение:

Но это, очевидно, лишь полумеры: невозможно столь стремительно адаптироваться металловедением и трибологией под чистую физику: сравним моторы прошлого и настоящего с одинаковым литражом блока. Классический M20B20 и современный B48B20: 120 л.с. против 255! 170 Нм против 350... Как видно, рост форсировки более чем в два раза.
Кроме того, эти суперфорсированные моторы сегодня вынуждены таскать кузова существенно большей тяжести.

Хотя даже без этого, в ставших уже привычными 16-клапанных ГРМ умеренно, по сегодняшним меркам, форсированных двигателей, усилие преднатяга пружины составляет весьма серьезные 50-60 кг:

Все эти значения усилий почти точно соответствуют реальной нагрузке в паре кулачок-толкатель для типичной приведенной поверхности:

Как видно, в пиках имеем все те же десятки кгс на мм квадратный . Учтем, что смазанное трение вида сталь-сталь(чугун) имеет коэффициент около 0,1-0,05 (зависит от нагрузки и исходной шероховатости).

При стандартном современном ГРМ, с четверкой единовременно открытых клапанов, разговор пойдет о величинах эквивалентных 10-30 кгс/мм квадратный потерях на трение. Чтобы почувствовать их (потери), попробуйте провернуть двигатель "от руки" с ГРМ (свечи вывернуты) и без ГРМ.

Подобный натурный эксперимент с моментом страгивания двигателя можно осуществить и, например, запуская мотор газонокосилки. Но такие моторы, как известно, имеют низкие рабочие обороты, компрессию и, следовательно, сравнительно низкое усилие на старте.

Наглядный эквивалент переходного процесса нагружения - токовая характеристика стартера. Мощность страгивания может достигать нескольких кВт:

Формально перед нами 2 кВт в пике, 1,5 кВт среднего, на 0-300 об/мин. Самое интересное здесь - 0-200А за 0,2 с, с превышением уровня потребления установившегося режима вращенияв два раза.

Что делать со всем этим?

1.Модификация поверхности трения - " ".

Минеральное плакирование выглядит так:

Принцип действия: это своего рода "полироль" или "мастика" для поверхности. Первая фактически изолирует пары трения металл-металл, вторая - меняет характер их взаимодействия (изнашивания), внедряясь в поверхность.
Ресурс: в зависимости от нагрузки, десятки тысяч км.
Аналогия: натереть паркет и бегать.
Сравнительная эффективность: средняя и высокая, зависит от типа сырья и дозировки.
: низкие и средние обороты.

2.Слоистые модификаторы трения:

Формально - сухая маслонерастворимая смазка.

Принцип действия: физически присутствующая в паре контакта скользкая микропудра графита, дисульфида вольфрама, молибдена, нитрида бора, фторопласта и подобной органики. Для максимальной эффективности применения требует завешиваемости в объеме масла при помощи ПАВ, поэтому часто продается в виде готовых продуктов (концентратов).
Ресурс: эффективность сильно снижается после очередной замены масла, так как значительная часть препарата выливается вместе с маслом.
Аналогия: просыпать на пол муку и бегать.
Сравнительная эффективность: от низкой до высокой, в зависимости от типа и дозировки препарата.
Наибольшая заметность при использовании : низкие и средние обороты.

3.Модификация масла как жидкости (трения в слоях жидкости).

Сюда можно отнести некоторые полярные и неполярные фракции: эфиры (эстеры), ПАО, PAG, кроме того, различные модификаторы с иными принципами действия, .

Принцип действия: влияние внутреннего трения в слоях жидкости возрастает по мере увеличения давления в системе смазки и пропорционально оборотам, в то время, как доля контактного трения пропорционально снижается.
Ресурс: эффективность при замене масла полностью утрачивается, так как препарат выливается вместе с маслом/составляет основу масла.
Аналогия: пролить на пол воду и заморозить.
Сравнительная эффективность: от низкой до высокой.
Наибольшая заметность при использовании : средние и высокие обороты.

1."Что ж все производители масел/присадок/моторов вокруг такие глупые..."
Уже в конце 20-х годов прошлого века, крупные и передовые маслокомпании США, типа Quaker State , стали использовать в маслах присадочные пакеты соединений фосфора и цинка. Они досуществовали до сегодняшнего дня и в своем современном виде известны под аббревиатурой типа ZDDP . Это типично плакирующая присадка с низкой, по сегодняшним меркам, эффективностью. Но без нее было значительно хуже, несмотря на то, что масла "вообще без присадок", API SA по современной классификации, они же автолы, просуществовали в мире аж до конца 70-х годов. Так что в любом современном моторном масле есть примитивная, допотопная, но все же противоизносная плакирующая присадка.

2.С ZDDP общеизвестно, а остальные-то...
Соединения молибдена и графита в качестве модификаторов трения используют, например, Motul и LiquiMoly. Как правило, у масел этих сортов нет и не может быть специфических "допусков", присваеваемых производителями стандартных присадочных пакетов, зарабатывающих на "допусках" деньги. Поэтому данные продукты просто не могут получить общерекомендательный пропуск на массовый рынок. Парадоксально, но они чаще всего еще и самые дорогие/сложные в линейке, а производитель бравирует заявлениями типа "превосходит все известные допуски". Даже не "соответствует", а именно "превосходит":

Да, кстати, вот вам и отличный пример общедоступного масла с тремя технологиями разом: ZDDP как плакирующая, эфиры (полярная фракция - модификатор масляной основы) и молибден (слоистый модификатор трения).

Кроме того, например, более сложную модификацию "химии" масляной основы предлагает, например, такой известный премиум-бренд как Castrol:

3.Постоянно слышу про раскоксовывание плакирующими присадками... а при чем тут это?!
Плакирующая присадка, почти не важно на какой основе, должна неизбежно добраться до металла - трением. Если на пути ее поверхностно активного материала в паре трения будет зола, его часть пойдет на ее оттирание:

Твердость зерен ГМТ, например, может достигать 3 единиц по Моосу. Медь, свинец, олово, сурьма - это все те же 2-3 единицы по шкале...

4.Не "испортит" ли это хон?
Твердости несопоставимы. Пряжку можно начистить мелом и даже песком, но полировкой содрать звезду с нее невозможно.

5.Если технологий как минимум три, какую выбрать?!
Никто не мешает, буквально, натереть паркет полиролью и дополнительно присыпать результат мукой. Так как принципы действия различны, обе указанных технологии работают совершенно независимо. Модификация свойств жидкости - тем более работает независимо, так как преимущественно эффективна выше по оборотам.

6.У меня общеизвестный в узких кругах двигатель с проблемным выкрашиванием распредвала, поможет ли?!
Забавно, что конструктивные просчеты в ГРМ, связанные с рабочим профилем кулачков, преследуют автолюбителей буквально с самого начала появления массовых форсированных конструкций европейской школы. Умные люди на этом целые предприятия основывают . На дворе XXI век, а ваша суперсовременная Honda, на маслах "со всеми допусками и присадками", как известно :

Скажем так: шансы на значительное снижение нагрузки и увеличение ресурса есть безусловно, но слой сравнительно тонкий, а изнашиваемость его в случае практически аварийной ситуации будет аномальной. Чтобы постоянно возобновлять слой, потребуется в скором времени потратить столько средств, что проще было бы в очередной раз заменить распредвал на (вероятно) наконец-таки модифицированную производителем версию...

7.Постоянно стою в пробках, преимущественно городская эксплуатация типа "старт-стоп" - у меня нет каких-то таких нагрузок, чтобы что-то такое использовать - нет смысла.
Парадоксально, но именно данные режимы делают использование чего-то подобного - делом первой важности. Режимы низкой частотности, разгона-торможения в условиях низкого давления масла - самые для металла неприятные. Вы, например, когда холодильник по кухне двигаете, все норовите под него воды подлить, чтобы стронуть было легко. Двигатель в этом смысле ничуть не сложнее устроен, а нагрузка на квадратный мм поверхности трения у него многократно выше. Там на 1 квадратный мм поверхности пары кулачок-толкатель установлено как раз по холодильнику...

8.Ну и где же результаты по улучшению износа?! В анализах многократно показывали, что результата-то нет!
ICP, как , исследовательской методикой не является и никогда не являлось. Разве что в воображении читателей форумов. Но справедливости ради, что называется, скажу, что на тех пробегах, пока масло не загрязнено(!), а это не более 100-200 моточасов (2500-5000 км по городу), содержание взвешенных продуктов износа в масле такой методикой вообще не регистрируется (находится в пределах методологической погрешности) практически для любого исправного масла/двигателя. Ближе к 10000 км, грязное масло начинает "натирать" металлы углеродной сажей и металлическая пудра начинает угрожающе расти по экспоненте. Чтобы сопоставить эффективность защиты в таком, прямо скажем, аварийном режиме, потребуется взять два полностью одинаковых автомобиля и сделать очень много анализов (а может все это и по нескольку раз), но я сделаю проще и нагляднее:

8.Меньше трения - значит больше мощности! Где графики?!
В понимании большинства читателей форумов, бо льшая часть которых никогда не видела диностенда, мощностной стенд показывает некое "виртуальное все" о характеристиках двигателя. , стенд строит лишь ВСХ двигателя в квазистационарном режиме (измерение проходит в течение десятка-полутора секунд), не измеряя переходные режимы - временные производные. Можно заработать 10000 рублей за час, а можно - за неделю. Но это формально будет все та же сумма. Можно отнести мешок массой 50 кг на 10 этаж за минуту и за час, а формально это останется все тот же "мешок 50 кг". ВСХ - паллиативная методика фиксации значения мощности для оборотов, достигнутая при полном открытии дросселя, обходящая вопросы режимов частичной и знакопеременной нагрузки. Если вы сейчас не осознали разницу, то у вас вообще нет проблем в материальном мире. Связь примерно такая же, как между мощностью двигателя и требуемой ее конверсией - временем разгона до 100 км/ч. Автомобили примерно равной мощности могут сильно отличаться в динамике. Более того - автомобиль сравнительно меньшей мощности, может иметь даже преимущество в динамике. Первое условие (мощность) - необходимо, но не достаточно. И тем не менее, практически все действующие модификаторы трения обеспечивают четко фиксируемую разницу в мощности на ВСХ от 1,5 до 3% даже в квазистационарном режиме , о чем свидетельствует, например, Motul и десятки моих личных экспериментов, но куда правильнее было бы измерять хотя бы(!) разгон:

Дополнение следует...

Присадка в моторное или трансмиссионное масло для очищения и размывания нагара и лаковых образований с пар трения, защиты от износа деталей двигателя и узлов трансмиссии. Это наша новейшая разработка содержит модификатор трения и активный кондиционер металла усиливающий сопротивляемость масла на истирание и разрыв. На парах трения создается тонкое защитное металлокерамическое покрытие (500-700 нм). Применение АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ позволяет исключить сухое трение при запуске двигателя.

Результат от применения присадки в двигатель очень хорошо заметен, когда у мотора стучат гидрокомпенсаторы или закоксованы кольца и от этого повышенный расход масла на угар. Все эти проблемы устраняет наша АКТИВНАЯ ЗАЩИТА. При применении в узлах трансмиссии снижается гул и вибрация, улучшается работа гидронасосов.

В качестве профилактики и защиты от износа ее работа очень хорошо заметна на «свежих» двигателях с износом менее 50% (на авто российского производства с пробегом до 60 000 км, на иномарках до 100 000 км пробега). Также хорошо чувствуется увеличение динамичности и экономия по топливу на агрегатах, которые ранее обрабатывались металокерамическими присадками ЭДИАЛ или других производителей.

Эта присадка создавалась как «финишная» обработка после применения ремонтно-восстановительных присадок в масло для двигателей с большим пробегом. Она полностью смешивается с маслом двигателя или трансмиссии и попадает на все пары трения в агрегате. По принципу воздействия на двигатель аналогична ремонтно-восстановительному модификатору ЭДИАЛ, только получаемое защитное покрытие на парах трения более тонкое и истирается за 20-25 тыс. км пробега автомобиля.

АКТИВНАЯ ЗАЩИТА безопасна в применении и подходит для периодического применения, особенно идеальна для турбированных двигателей, где применение порошковых присадок не желательно, чтобы не расцарапать «пастели» пластиковых, высокооборотистых подшипников.

АКТИВНАЯ ЗАЩИТА — раскоксовывает кольца!!!

Дополнительный плюс этой присадки в масло — быстрая и очень качественная раскоксовка поршневых колец двигателя от нагара. Кольца быстро обретают подвижность, существенно уменьшается расход масла на угар, повышается компрессия. Замена масла НЕ ТРЕБУЕТСЯ (масло меняется по штатному расписанию). Ее можно применять для экспресс очистки колец, т.к. через 10-15 минут работы на холостом ходу уже происходит размягчение и расщепление нагара в канавках колец с последующим его вымыванием моторным маслом. Как результат очистки колец от нагара — черный дым и брызги «черной» грязи из выхлопной трубы при применении присадки.

АКТИВНУЮ ЗАЩИТУ рекомендуем применять при сильной закоксовке поршневых колец вместе с , так в комплексе лучше всего можно очистить двигатель от нагара.
Флакон рассчитан на обработку механизма с 5 л масла в системе смазки.
Способ применения АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ: в прогретый двигатель залить содержимое флакона (предварительно несколько раз хорошо его встряхнув) через отверстие для заливки масла и дать поработать двигателю на холостом ходу 10-15 минут. После этого эксплуатация автомобиля в обычном режиме.

РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРИСАДКИ

Ремонтно-восстановительные присадки в масло предназначены для обработки двигателя и узлов трансмиссии с большим пробегом (от 100 000 км и более). На таком пробеге уже происходит увеличение зазоров в парах трения, и применение восстановительной присадки позволяет вернуть механизму работоспособность «нового» агрегата. На парах трения образовывается защитное металлокерамическое покрытие толщиной до 200 мкм, что позволяет вернуть геометрию деталей до номинальных значений. Моторесурс получаемого покрытия 70-100 тыс. км пробега и не зависит от смены масла. После пробега в 70-100 тыс. км или ранее (ухудшение динамических характеристик из-за плохого масла или топлива) требуется повторное применение присадки в масло для восстановления двигателя или периодическое применение АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ЭДИАЛ через каждые 15-30 тыс. км пробега.

Применение восстановительных присадок (модификаторов трения) на новых узлах или после капитального ремонта позволяет намного быстрее и мягче произвести обкатку двигателя, коробки передач или других узлов трансмиссии.

На рынке автохимии появилось несколько десятков присадок в масляную систему, призванных обеспечить снижение потерь на трение и скоростей износа деталей двигателя. При этом классификация подобных препаратов достаточно условна.

Зачастую производители близких по составу и способу действия материалов придумывают им новые «родовые» названия. Так, например, обстоит дело с различными «кондиционерами металлов», «модификаторами трения» и т.п. При этом никто не объяснит, в чем состоит «кондиционирование металла» или «модификация трения». По крайней мере, современной науке такие понятия неизвестны.

Логически оправдано разделение препаратов по структуре и свойствам основных активных компонентов, воздействующих на двигатель. Следует выделить такие группы:

Реметаллизаторы поверхностей трения;

Полимерные антифрикционные препараты;

Ремонтно-восстановительные составы на базе минеральных порошков;

Эпиламные (эпиламоподобные) и металлоорганические антифрикционные восстанавливающие составы.

Реметаллизаторы -- составы, в которых в нейтральном носителе, полностью растворимом в масле, содержатся соединения или ионы мягких металлов. Эти соединения, попадая в зону трения, заполняют микронеровности и создают плакирующий слой, восстанавливающий поверхность. Его соединение с основным металлом происходит на механическом уровне. Поверхностная твердость и износостойкость слоя существенно ниже соответствующих параметров стали или чугуна, из которых изготовлены основные детали двигателя, поэтому для существования слоя необходимо постоянное присутствие реметаллизатора в масле.

Замена масла в данном случае быстро сводит к нулю эффект от начальной обработки. Более того, даже кратковременное отсутствие препарата в масляной системе приводит к «состругиванию» защитного слоя с поверхности цилиндров поршневыми кольцами, особенно в пусковых режимах. Поэтому нередко наблюдаются случаи заклинивания двигателя после обработки такими препаратами.

Выходит, реметаллизаторы для мотора подобны сильным наркотикам для человека -- даже однократное их применение вызывает быстрое «привыкание», и любая попытка отказа от использования этих препаратов весьма болезненна. Приходится принимать радикальные меры, вплоть до капитального ремонта.

Ситуация с тефлонсодержащими препаратами аналогична. Тефлон -- хороший антифрикционный и антипригарный материал, эффективно работающий практически сразу после попадания в зону трения. Однако хорошо известна и нестойкость тефлоновых покрытий. Потому, в частности, сомнительны утверждения некоторых фирм, будто однократная обработка двигателя препаратом этой группы обеспечивает длительность действия антифрикционного слоя порядка 1 млн миль (!) пробега.

Как и в предыдущем случае, для эффективной работы присадки необходимо ее постоянное присутствие в масле. Кроме того, тефлон -- теплоизолятор, и наличие тефлонового слоя на стенках камеры сгорания ведет к существенному росту температур газа в цилиндре. С одной стороны, это хорошо, поскольку увеличивается эффективность работы двигателя и снижается выброс СО и СН, с другой -- наблюдается практически двукратный рост выхода окислов азота в отработавших газах. Вдобавок наличие фторсодержащих частиц тефлона в зоне горения приводит к образованию в отработавших газах следов ядовитого фосгена. Именно поэтому применение таких препаратов резко ограничено в США и Западной Европе.

Отмечены также случаи, когда длительное использование тефлоновых препаратов приводило к закоксованию поршневых колец и, как следствие, перегреву поршней и выходу силового агрегата из строя.

Полимерные антифрикционные препараты появились раньше остальных. Эти препараты создавались специалистами оборонной промышленностью и изначально имели узкое назначение -- обеспечить кратковременное сохранение подвижности боевой техники в случае серьезного повреждения масляной системы.

Долгая работа препарата в масляной системе двигателя обычного автомобиля была исследована слабо. Видимый эффект от использования полимерных антифрикционных препаратов сводился к росту мощности мотора и снижению расхода топлива.

У изношенного двигателя на малых оборотах гасла контрольная лампа давления масла, из чего делался вывод о восстанавливающем действии препарата. Однако эффект снижения расхода топлива быстро пропадал, а причина увеличения давления масла со всей очевидностью вскрывалась при разборке двигателя: приемный грибок масляного насоса и масляные каналы «зарастали» полимером, сечения каналов уменьшались, что и приводило к росту давления.

Уменьшение расхода масла, естественно, отрицательно сказывалось на работе подшипников двигателя. Пока действовала полимерная защита поверхностей трения, это было не очень заметно, но, как только она пропадала, износ двигателя и расход топлива резко возрастали, а мощность падала.

Действие ремонтно-восстановительных составов (РВС), содержащих минеральные присадки, базируется на уникальных свойствах порошка серпантивита (змеевика), открытых в СССР при бурении сверхглубоких скважин на Кольском полуострове. Тогда неожиданно обнаружилось, что при прохождении слоев горных пород, насыщенных минералом серпантивитом, ресурс режущих кромок бурового инструмента резко увеличивается.

Дальнейшие исследования показали, что серпантивит в зоне контакта бура с горной породой разлагается с выделением большого количества тепловой энергии, под воздействием которой происходит разогрев металла, внедрение в его структуру микрочастиц минерала и образование композитной металлокерамической структуры (металл--минерал), обладающей очень высокой твердостью и износостойкостью.

Позже предпринимались многочисленные попытки применить порошки серпантивита для обработки двигателя. Обработка поверхностей трения в моторе действительно наблюдается -- происходит микрошлифовка поверхностей цилиндров, растет компрессия, падает скорость износа. Однако применение РВС в двигателях неожиданно столкнулось с серьезной проблемой: агрегат, обработанный минералами, теряет температурную стабильность. Температура охлаждающей жидкости в контуре охлаждения перестает реагировать на режим -- обороты коленчатого вала и нагрузку.

Объяснение этому простое. На пути основного теплоотвода от поршня через поршневые кольца встало дополнительное мощное тепловое сопротивление -- металлокерамический слой. Сначала это старались выдать за дополнительное достоинство РВС, но вскоре стали наблюдаться многочисленные случаи выхода двигателей из строя по причине перегрева деталей ЦПГ. Чаще всего такой эффект отмечается в предельных режимах работы мотора, но кто может дать гарантию, что двигатель не заклинит, когда вы захотите резко стартовать после долгого стояния в уличной пробке жарким летним днем?

Помимо прочего выявилось, что в процессе приработки двигателя с РВС из-за резко возросших температур цилиндра значительно увеличивается расход масла и достаточно часто отпускаются термофиксированные поршневые кольца. Разработчики РВС не учли также, что в моторе работают пары трения с различными механическими свойствами. И если в цилиндре поверхности поршневых колец и гильзы цилиндра (блока) имеют примерно одинаковую твердость, то при работе пар «тронк поршня -- гильза цилиндра» и «шейка коленчатого вала -- вкладыш подшипника» поверхностная твердость различается, как минимум, на порядок. В этих парах происходит не микрошлифовка поверхности с образованием защитного слоя, а простой абразивный износ, при котором твердые частицы минералов внедряются в мягкие поверхности, нарушая их структуру и ухудшая условия формирования смазочных слоев.

Действие эпиламных (эпиламоподобных) антифрикционных препаратов построено на базе формирования т.н. эпиламных слоев на всех поверхностях трения двигателя. В зоне трения под воздействием высоких контактных давлений и температур реализуется механизм локальных поверхностных реакций, при котором «съедаются» выступы шероховатостей. Продуктами реакции -- соединениями металлов -- заполняются впадины шероховатостей и дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе эксплуатации силового агрегата.

Испытания показали, что чистота поверхности после формирования упрочненного слоя на 60 -- 80% выше, чем до обработки, при этом резко возрастают поверхностная твердость и износостойкость покрытия. Кроме того, формируется специальная микроячеистая «сотовая» структура, способствующая удержанию масла.

Действие эпиламов давно известно в металлообработке, где эпиламообразующие присадки используются для увеличения ресурса металлорежущего инструмента и скорости обработки деталей. Таким образом, эпиламный износостойкий антифрикционный слой формируется на атомарном уровне и является, по сути, структурой кристаллической решетки металла, что определяет высокую прочность слоя. Он формируется один раз, при начальной обработке, и в дальнейшем не требует присутствия препарата в масле.

Аналогичный эффект может быть достигнут за счет ввода в состав присадок поверхностно-активных веществ различной природы -- галогенов (классическое эпиламообразующее вещество -- фтор) или органических соединений. В последнем случае защитный слой образуется металлоорганическими соединениями, близкими по свойствам к классическим эпиламам.

Препараты этой группы достаточно редки на нашем рынке (автору известны только два). Они существенно дороже материалов других групп, однако, как показали исследования, за исключением некоторой нестабильности результатов обработки, никаких отрицательных последствий для двигателя применение этих препаратов за собой не влечет.

Нередко в магазинах появляются присадки, состав и описание действия которых либо держатся в секрете, либо страдают несуразицами, выдающими отсутствие профессионализма «авторов» (например, вещество, которое непонятно как, но «где надо -- ускоряет, а где надо -- замедляет процесс сгорания, восстанавливает начальный размер детали путем разрыхления кристаллической решетки, легирующее структуру металла в зоне трения»).

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве добавки к смазочным материалам, преимущественно в приводах стационарных устройств и двигателях транспортных средств, в узлах трансмиссий и ходовых частей машин. Сущность: модификатор трения содержит в качестве минеральных компонентов используют серпентин в виде антигорита и каолин с дисперсностью частиц 1-5 мкм. Состав содержит, мас.%: серпентин в виде антигорита 0,5-2; каолин 0,5-3; масло моторное авиационное 89-97; касторовое масло 1-3; борная кислота 1-3. Технический результат - повышение антифрикционных и противоизносных характеристик, восстановление изношенной поверхности трения в процессе безразборной эксплуатации узлов трения за счет создания на трущихся поверхностях защитного двухслойного покрытия. 6 табл., 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2420562

Известен состав для формирования сервовитной пленки на трущихся поверхностях [А.с. № 1601426], содержащий в качестве абразивоподобного порошка 0,1-5 мас.% природного истертого кварца и остальное органическое связующее, в качестве которого применяют синтетический солидол. Кварц используется с дисперсностью 0,1-5 мкм.

Недостатком указанного изобретения является ухудшение антифрикционных характеристик трущихся тел, обусловленное выпадением механоактивированного абразивоподобного порошка (истертого кварца) в осадок, в результате процесса коагуляции, и интенсификацией абразивного изнашивания поверхностей трущихся тел в период приработки более крупными частицами состава.

Известно твердосмазочное покрытие [Патент РФ № 20433 93], содержащее порошкообразный наполнитель и связующее, включающее, мас.%: Ni 0,2-0,3; Ti 0,66-0,70; Cu 0,10-0,15; Со 0,01-0,05; FeO 10,50-14,50; S 1,20-1,60; Si 36,0-43,0; CaO 3,0-5,0; MgO 21,0-27,0; Al 2 O 3 3,8-4,4,

при следующем соотношении компонентов твердосмазочного покрытия, мас.%:

Природная минеральная смесь указанного состава 0,5-2,0;

Связующее 98,0-99,5.

Недостатками указанного изобретения являются ухудшение антифрикционных характеристик трущихся тел при длительной эксплуатации твердосмазочного покрытия, обусловленное повышением адгезионной составляющей силы трения за счет увеличения площади фактического контакта трущихся поверхностей в результате формирования зеркал скольжения, а также опасность абразивного изнашивания узлов трения в результате применения твердосмазочного покрытия, связанная с наличием в его составе значительного количества твердых абразивных частиц.

Известен ремонтно-восстановительный состав, используемый в способе образования защитного покрытия, избирательно компенсирующего износ поверхностей трения и контакта деталей машин [Патент РФ № 2135638], содержащий мас.%: офит 50-80; нефрит 10-40; шунгит 1-10; катализатор до 10, с размером частиц 5-10 мкм.

Недостатком заявляемого состава является низкая износостойкость покрытия, обусловленная тем, что образующееся покрытие имеет тип металлокерамического, обладающего высокой твердостью и хрупкостью, легко разрушающегося в условиях динамического фрикционного контакта.

Известен состав для безразборного улучшения триботехнических характеристик узлов трения «геомодификатор трения» [Патент РФ № 2169172], принятый за прототип, содержащий мас.%: 87,4-88,0 серпентин (лизардит, хризотил) Mg 6 {Si 4 O 10 }(OH) 8 ; 8,2-8,6 железо в изоморфной примеси Fe; 2,2-2,7 алюминий в изоморфной примеси Al; 0,6-1,0 кремнезем SiO 2 ; 0,6-1,0 доломит CaMg(CO 3) 2 , дисперсностью 0,01-5 мкм.

Недостатком прототипа является недостаточно высокие антифрикционные и противоизносные характеристики трущихся тел, обусловленные абразивным разрушением поверхностей трения двигателей внутреннего сгорания, механизмов и устройств вследствие использования в составе «геомодификатора трения» твердых по отношению к серпентину и абразивно-агрессивных по отношению к поверхностям трения двигателей внутреннего сгорания, механизмов и устройств частиц доломита и кремнезема.

Задачей изобретения является разработка состава добавки к смазочным материалам, повышающей долговечность работы узлов трения машин и механизмов.

При этом достигается технический результат, заключающийся в частичной компенсации износа, повышении антифрикционных и противоизносных характеристик работы узлов трения в процессе их безразборной эксплуатации за счет создания на трущихся поверхностях защитного двухслойного покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что состав модификатора трения (далее по тексту модификатор), включает минеральные компоненты, в качестве которых используют серпентин в виде антигорита и каолин с дисперсностью частиц 1÷5 мкм, кроме того, состав содержит масло моторное авиационное, касторовое масло, борную кислоту, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

серпентин в виде антигорита 0,5÷2;

каолин 0,5÷3;

масло моторное авиационное 89÷97;

касторовое масло 1÷3;

борная кислота 1÷3.

Указанное качественное и количественное соотношение компонентов модификатора является оптимальным, выход за заявляемые диапазоны соотношений экономически не обоснован, поскольку декларируемый выше технический результат не достигается.

Указанный размер частиц минеральных компонентов обеспечивает оптимальные антифрикционные режимы на этапе приработки заявляемого модификатора, а в последующем улучшает его противоизносные свойства за счет того, что частицы такого размера:

Уменьшают электростатическое изнашивание в результате повышения электропроводности и поверхностного натяжения масляных пленок;

Улучшают теплопередачу между поверхностями трения;

Нивелируют шероховатости поверхностей трения, уменьшая давление в сопряжениях, а следовательно, возможность микросхватывания.

Превышение размера частиц минеральных компонентов свыше 5 мкм приводит к ухудшению триботехнических характеристик модификатора как на этапе приработки, так и установившегося изнашивания; уменьшение размера частиц менее 1 мкм не приводит к каким-либо заметным улучшениям триботехнических характеристик модификатора и экономически не обоснованно.

Изготовление предлагаемого к правовой охране модификатора производится при следующей последовательности выполнения пунктов технологических операций.

1. Раздельный размол минеральных компонентов до указанной дисперсности. Размол производится с использованием известных шаровых мельниц малой загрузки (не более 250 мг) в водной среде для предотвращения сгорания измельченных частиц минеральных компонентов на стенках загрузочного стакана.

2. Гомогенизация (смешивание) минеральных компонентов с помощью тех же шаровых мельниц малой загрузки.

3. Термообработка гомогенизированной смеси минеральных компонентов, предназначенная для удаления сорбированной воды, заключающаяся в выдержке полученной гомогенизированной смеси минеральных компонентов в сушильном шкафу при температуре 45°С в течение 5 часов.

4. Введение гомогенизированной и термообработанной смеси минеральных компонентов в масло моторное авиационное, например МС-20 ГОСТ 21743-76.

5. Введение в масло моторное авиационное МС-20 касторового масла, предотвращающего выпадение минеральных компонентов модификатора в осадок, в процессе длительного хранения.

6. Добавление в масло моторное авиационное МС-20 борной кислоты в заданном процентном отношении и ее смешивание с помощью любого известного перемешивающего устройства, например магнитной мешалки или ультразвукового смесителя.

Использование касторового масла обеспечивает длительное (до 24 месяцев со дня изготовления) нахождение минеральных компонентов во взвешенном состоянии в составе модификатора, что повышает эффективность его использования в условиях широкого потребления.

Введение модификатора в качестве добавки к смазочным материалам осуществляется в процессе эксплуатации узла трения машины или механизма без необходимости их разбора. Количество вводимого модификатора определяется условиями работы, конструкцией, геометрическими характеристиками (величиной износа) и материалом сопряженных поверхностей трущихся тел, оцениваемыми визуальным осмотром, изучением технической документации на данную машину или механизм, а также диагностикой с использованием любых известных методов и средств трибомониторинга.

Введение модификатора осуществляется в один или три приема до восстановления оптимальных для данного узла трения машины или механизма эксплуатационных характеристик, определяемых по показаниям технического паспорта, приборов или косвенным признакам (уменьшению вибрационно-аккустической активности узла трения).

Введение модификатора в узел трения приводит к образованию на трущихся поверхностях двухслойного покрытия, состоящего из стойкого к истиранию микроячеистого минералокерамического слоя и слоя трибополимера, повышающего антифрикционные характеристики узлов трения машин и механизмов. Механизм формирования первого слоя двухслойного покрытия происходит по следующей схеме:

1) серпентин в виде антигорита, предпочтительной разновидности серпентина, наиболее стабильной к механическим воздействиям и высоким температурам как приработочный минеральный компонент (3÷3,5 единицы по шкале Мооса) заявляемого состава модификатора воздействует подобно микроабразивному материалу на поверхностные пленки, присутствующие на трущихся поверхностях, очищая последние от загрязнений, формируя открытые адгезионно активные участки ювенильных поверхностей.

2) каолин, как наиболее мягкий минеральный компонент модификатора (1 единица по шкале Мооса), плакирует поверхность трения, образуя на возникающих адгезионно активных участках сложные пространственные структуры - полиэдры, составляющие структурный каркас микроячеистого минералокерамического слоя, стойкого к истиранию, обладающего высокой абсорбционной активностью, эффективно удерживающего слой трибополимера. Толщина микроячеистого минералокерамического слоя достигает значений около 5935 нм.

Второй слой двухслойного покрытия представляет собой слой трибополимера (толщиной около 5065 нм), возникающего в процессе трибодеструкции молекул масла моторного авиационного МС-20 и их последующей радикальной трибополимеризации. Трибополимер присутствует на поверхности микроячеистого минералокерамического слоя в виде тонкого прозрачного слоя, прочно с ним связанного за счет процесса абсорбции, обеспечивая его защиту от ударных нагрузок, сохраняя принцип положительного градиента механических свойств. Слой трибополимера является гидрофобным и обладает способностью к самовосстановлению, интенсивность которого определяется количеством вводимой борной кислоты.

Борная кислота, входящая в состав модификатора, катализирует образование двухслойного покрытия.

Микроячеистый минералокерамический слой определяет высокие противоизносные свойства заявляемого к патентной защите модификатора, а слой трибополимера обуславливает повышение антифрикционных характеристик и расширение нагрузочного диапазона эксплуатации поверхностей трения при использовании модификатора.

Изложенная сущность заявляемого технического решения дает нам возможность утверждать о соответствии предлагаемого решения критерию патентоспособности изобретения «новизна». Сравнение предлагаемого состава «модификатор трения» не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не выявило в них признаки, аналогичные заявляемым, что дает возможность сделать вывод о соответствии условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами.

Испытания предлагаемого к патентной защите модификатора проводились на четырехшариковой машине трения при температуре (20±5)°С по методу, регламентированному ГОСТ 9490-75: «Материалы смазочные жидкие и пластичные. Метод определения трибологических характеристик на четырехшариковой машине».

Предлагаемый к патентной защите модификатор является добавкой к смазочным материалам, в качестве которых используются, например, моторные масла, трансмиссионные масла, смазочно-охлаждающие технологические среды, пластичные смазки.

Предлагаемый состав модификатора трения введен в качестве 5 мас.% добавки в моторное масло, в качестве которого используется, например М-14В 2 . Испытания проиллюстрированы Таблицей 1.

Предлагаемый состав модификатора трения введен в качестве 5 мас.% добавки в трансмиссионное масло, в качестве которого используется, например, ТАД-17и. Испытания проиллюстрированы Таблицей 2.

Предлагаемый состав модификатора трения введен в качестве 3 мас.% добавки в смазочно-охлаждающее технологическое средство, в качестве которого используется, например, АЗМОЛ ШС-2. Испытания проиллюстрированы Таблицей 3.

Предлагаемый состав модификатора трения введен в качестве 3 мас.% добавки в литиевую пластичную смазку, в качестве которой используется, например, Литол-24. Испытания проиллюстрированы Таблицей 4.

Предлагаемый состав модификатора трения введен в качестве 3 мас.% добавки в комплексную кальциевую пластичную смазку, в качестве которой используется, например, Униол-2М/1. Испытания проиллюстрированы Таблицей 5.

Для проведения сравнительных испытаний триботехнических характеристик составов приготовлены два образца проб материалов:

1) образец пробы - предлагаемый состав модификатора трения введен в качестве 3 мас.% добавки в пластичную смазку Литол-24.

2) образец пробы - «геомодификатор трения» состава отраженного в патенте РФ № 2169172, дисперсностью 0,01÷5 мкм, введен в качестве 3 мас.% добавки в пластичную смазку Литол-24.

Испытания проиллюстрированы Таблицей 6.

Частичное восстановление поверхности может быть проиллюстрировано фотографиями (фиг.1 и фиг.2), выполненными на атомно-силовом микроскопе (АСМ) Nanoeducator в результате проведения микроскопических исследований поверхностей трения после испытания последних на четырехшариковой машине трения, осуществленных по методу предварительных отпечатков [Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний: Справочник / P.M.Матвеевский, В.Л.Лашхи, И.А.Буяновский, И.Г. Фукс и др. - М.: Машиностроение, 1989, 27 с.] на штатном смазочном материале, в качестве которого использовано, например, масло моторное М-14В 2 .

На фиг.1 представлена фотография изношенной поверхности трения после часовых испытаний. Причем на фиг.1а представлен вид сверху изношенной поверхности. На фиг.1б представлен вид толщины изношенной поверхности.

На фиг.2 представлена фотография двухслойного покрытия, образованного при использовании модификатора на предварительно изношенной поверхности трения. Причем на фиг.2а представлен вид сверху двухслойного покрытия, состоящего из микроячеистого минералокерамического слоя и слоя трибополимера. На фиг.2б представлен вид распределения указанных слоев по толщине двухслойного покрытия.

Темный цвет (фиг.1а, 1б) соответствует поверхностным оксидным пленкам, имеющим толщину около 700 нм и присутствующим на изношенных поверхностях трения. Светлый цвет соответствует слою штатного смазочного материала толщиной около 76 нм.

Темный цвет (фиг.2а, 2б) соответствует микроячеистому минералокерамическому слою, имеющему толщину 5935 нм. Светлый цвет соответствует слою трибополимера, имеющему толщину 5065 нм.

Практически все, что доступно к приобретению и испытанию в области эксплуатации автомобиля, я стараюсь испытывать и исследовать практически с момента появления таких технологий в свободной продаже. Более того, достаточно долгое время, в блоге даже висело объявление по поводу бесплатного испытания любых препаратов (прежде всего - смазочных). Через какое-то время, в практике обращений сформировались устойчивые тенденции в классификации предложенных методик. Основные (но не все) предложения по испытаниям касаются поверхностно-модифицирующих (например, ГМТ-составов - "микрошлифовка"), металлоплакирующих ("мягкие" металлы, буквально втираемые контактным трением в поверхность), а также препаратов на основе довольно распространенных на рынке хлорорганических соединений. Предложений много, гораздо хуже дело обстоит с информированием потенциальных покупателей.

Дело в том, что со стороны практически любого производителя по отношению к потребителю, так или иначе наблюдается некоторое лукавство, в виде своеобразно выстроенной линии обороны: "все уже давно испытано и работает, вот же картинки, нарисованные нашим художником". Объяснение этому также находится довольно быстро,

так как со своей стороны отчетливо понимаешь, что "натурное" испытание препарата такого рода требует не только много времени, немалых финансов, но и мало-мальски объективной методики. Для того, например, чтобы получить вот такие результаты , потребовалось каких-то три года практической эксплуатации "на результат". Существует хотя бы один производитель чего-либо, опубликовавший что-то аналогичное, хотя бы лабораторное на "живых" деталях двигателя?! Буду рад с ними ознакомиться. Поиском находятся только какие-то пластинки металла (в т.ч. меди), испытанные на все что угодно, включая (ужас какой) коррозию! В двигателе! Не путайте с фреттингом , который действительно возможен.

Лишь немногие из инноваторов "чего-то там" могут себе позволить (и позволяют) худо-бедно откатывать (и откатывают) лабораторные циклы. Но тут же возникает закономерный вопрос: какое отношение имеет постоянно молотящий, в течение сотен часов на номинальных оборотах, какой-нибудь тихоходный "лабораторный" "ДагДизель", залитый маслом типа М8, к реальной эксплуатации современного автомобиля?! Куда умнее было бы найти подубитый жигуленок и сделать пускай и "нелабораторный", но более приближенный к реальности эксперимент. Кстати, опять же - какого рода? На формирование бесконечного ресурса, или на "оживление" мотора любого рода?

Давно прошли времена многолетних и многомиллионных (по бюджету и километражу) романтичных испытаний-пробегов, которые были характерны для середины XX века. Что же сейчас даст "частный случай с жигуленком" для формирования системных продаж? Специфика выбора автомобиля "на попробовать" должна учитывать целый ряд особенностей, от конструктивных до эксплуатационных. Потребляющие масло в равном объеме 20-летние "Жигули" и 5-летний BMW - совсем не одно и то же, несмотря на схожесть, причины там совершенно различны. Любой положительный эффект от применения должен рассматриваться, скорее, как ожидаемо не универсальный, нежели подходящий "по аналогии" к любому двигателю. С другой стороны, что даст честный и объективный "миллионный" пробег на стенде или тот же пробег по реальным дорогам, но "без пробок"?

Многим ранее, в материалах по маслу я уже публиковал несколько подобных испытаний, проведенных, что называется, "по всей строгости". Результаты там были ожидаемые - двигатель едва изношен . Казалось бы, после миллиона км и износ минимален, едва вообще заметен, почему же тогда аналогичные примеры из "обычной" практики являются единичными и преподносятся общественности едва ли ни как событие мирового масштаба в жизни того или иного бренда?

Это же должно быть обычной практикой! Если там пройден миллион вообще без видимого износа, то в реальной жизни, ожидаем хотя бы столько же до капремонта - какие проблемы-то?! Но обычна такая практика лишь для коммерческой техники: примеров тому полно , но как там это совершенно обычно, то даже не заслуживает обсуждения. Почти каждый "грузовик" без капремонта легко отхаживает 1-2 млн км и говорить про это нечего, в то же время, едва дожившая до такого пробега легковушка, становится воистину событием мирового масштаба. Причины этого феномена уже были неоднократно озвучены и обсуждены. Не буду повторяться.

Сейчас же акцент я хотел бы поставить на особенности предполагаемых "испытательных методик", нежели на ресурс. Самые лучшие "теоретические испытания" с большим бюджетом будут, по сути, повторять стендовые многомесячные пробеги на обычном моторном масле, результаты которых известны вот уж как лет тридцать минимум и результаты эти гласят, что используя обычное моторное масло (ОММ), износ вообще получить практически невозможно.

И что же, по-сути, призывает делать "прогрессивная общественность" любого производителя любой "нестандартной" присадки? А вот что: "испытайте вашу присадку "на стенде", где любое моторное масло совсем не показывает практического износа, а пока идут эти длительные испытания, мы будем выбирать лучшее моторное масло?!" Единственная возможность "выделиться" в подобном испытании, это продемонстрировать результаты худшие, чем при использовании обычного масла. Это было бы смешно, если бы не было правдой.

Условия, названные "специальными", оказываются совершенно нереальными, причем нереально легкими и это очевидно всем, кто хотя бы немного занимался изучением вопроса. Тем не менее, рассуждения про "допуски производителя", "испытания производителем", при полном отсутствии информации о практической стороне этих испытаний, являются основными и определяющими при выборе масла. У 90% российских (все же московских) пользователей современного "европейского" автопарка производства "большой тройки", двигатель "без проблем" не перешагивал даже отметку в 100.000 км, при условии строгого соблюдения всех требований производителя!

Очень странно было бы не пытаться всеми доступными способами отодвинуть этот рубеж, поэтому ничего более абсурдного чем лозунг "не лейте туда ничего лишнего, туда уже все добавил производитель" придумать, пожалуй, невозможно.

Призыв "ничего лишнего" уместен лишь там, где можно только испортить. Если статуя простояла 2000 лет и за время "эксплуатации" у нее уже отбиты нос и уши, то, очевидно, продолжая таскать ее с места на место, есть ненулевые шансы что-то дополнительно отколоть и повредить. Если же грядка гарантированно пятилетних растений на четвертом году жизни начинает поливаться и удобряться не только водой, но и сиропом, бензином и хлоргексидином, то существует ненулевая вероятность, что вы наблюдаете за испытаниями, а не за целенаправленным вредительством.

Основной фокус исследовательской деятельности должен быть направлен на недопущение эксплуатационных коллизий, а не на исправление уже возникших проблем. В саму технологию ремонта уже сложно внести что-то новое, значительно больше шансов воздействовать на сам эксплуатационный период.

Вернемся к присадкам.

Очевидно, что наиболее просты и податливы к испытаниям препараты "мгновенного" действия с обратимым результатом: вроде как "изъял из двигателя и все вернул обратно". К ним, очевидно, можно отнести почти все модификаторы (агенты) трения, включая и обычные присадки входящие в состав любого современного масла. Практически все, что способно формировать "прослойку" между парами трения (ZDDP, NB), сюда попадет и "скользкая органика", со всем многообразием углеродных модификаторов. Испытывать подобные технологии несложно: приобрел, залил, и результат можно наблюдать незамедлительно, любым доступным способом.

Ориентиром может быть что угодно, являющееся для индивида определяющим критерием, вплоть до того момента, пока означенный индивид не начинает урезать сам себе горизонты самодоверия. Тогда может потребоваться и инструментальный контроль - акустический, стендовый, контроль расхода топлива и так далее, если доступ к таковым имеется и точно знаешь что и для чего делаешь.

Вызывает недоумение, однако, попытка измерить и оценить переходные процессы любого рода на динамическом стенде, где ширина окна измерения составляет порядка 15-20 секунд.

Частным случаем такой порочной практики, является и попытка измерить влияние "качества" масла на внешнюю скоростную характеристику двигателя, где к отсутствию контроля и учета временно го фактора добавляется еще и относительно малая часть потерь "на трение" в случае, когда дроссель, фактически, открыт "на максимум".

Ускорение является производной от скорости, эластичность, очевидно, должна быть своего рода "производной" от внешней скоростной, интегрально накопленной характеристики момента и мощности. Ни в каком виде не нужно смешивать эти понятия. Никому в голову, почему-то, не приходит возможность сравнения динамики двух автомобилей, с примерно равной максимальной скоростью. Эти самые околомаксимальные 250 км/ч один автомобиль может набирать 15 секунд, а второй едва наберет и за все 30...

Если на что и смотреть, то именно на скорость достижения этой величины. Мотор грузовика по запасу момента может мало отличаться от спортивного автомобиля и даже его заметно превосходить. Но все понимают, для получения динамики нужен не столько сам момент, сколько мощность - производная от момента - работа по времени.

Испытывать, очевидно, необходимо т.н. "эластичность", упор делать на "частичные нагрузки", когда дроссель не открывается полностью. Самое забавное, что испытывают (пытаются) все равно именно так, как выше описано, но ездят, в 90% случаев, по городу и совсем не "газ в пол", имея все шансы ощущать и не использовать то, что как раз "не видно" на стенде.

Более того, даже в момент разгона, все стараются обращать внимание как раз-таки на "отклик на педаль" - это самый настоящий переходной процесс. Его длительность под нагрузкой составляет величину не более секунды, а именно столько времени проходит до момента стабилизации давления в цилиндре, когда основной "всплеск" скачкообразного роста давления уже преодолен, двигатель уже начал раскручиваться и делает это все легче и легче, приближаясь к "полке" момента...

Необходимо определять и анализировать именно такие состояния, когда трение "важно" и "заметно", хотя это и не всегда просто. И одним из лучших и надежных способов определения результата, является репрезентативный анализ мнений водителей, профессионалов и не очень, просто знающих и понимающих свой автомобиль. Получение обратной связи по поведению двигателя, в совокупности с возможным инструментальным контролем, дает исчерпывающую картину полезности практически любого продукта.

Исходное качество "работавших" поверхностей трения у типичного автомобиля с относительно небольшим пробегом, предлагаю вам оценить самостоятельно, посмотрев на иллюстрации . Кстати, если вы когда-то меняли толкатели клапанов в своем автомобиле и вам показалось, что двигатель теперь работает потише и крутится полегче, то вам совсем не показалось. Все именно так и было и тому есть совершенно логичное объяснение.

Аналогичные наблюдения, связанные, очевидно, с оптимизацией "качества" рабочих поверхностей характерны и для применения многих добавляемых в масло модификаторов трения , которые входят в состав масла и способны взаимодействовать с поверхностью трения примерно вот таким образом (представлена упрощенная модель):

Еще вариант:

Такие частицы, как видно, формируют "гладкий" приповерхностный слой, что заметно снижает контактное трение и время взаимодействия пары "металл-металл".

В "сухом виде", почти все известные модификаторы трения выглядят как пудра:

Кстати, на правом фото т.н. "гексагональный нитрид бора" китайского производства довольно крупной дисперсии. Малосведующие граждане на полном серьезе рассуждают о возможности применить его на практике в автомобиле (реальная стоимость сырья такого качества 20-100 USD за кг), советую рассмотреть фотографию поближе и оценить (хотя бы "на глаз") размер частицы с пропускной способностью масляного фильтра (около 20 мкм, а если верить серьезным производителям, то и до 10 мкм). Существует ненулевая вероятность, в самом скором времени достать половину введенного сырья из фильтра, с учетом предлагаемых 1-5 мкм против "ксенумовских" 0,25 мкм, производимых на одном из заводов "Henkel". Подобное мелкодисперсное сырье (аналогичное применяемому Xenum) стоит заметно дороже, что, однако, не должно останавливать истинных экспериментаторов, которых спасает лишь то, что 99,9% из них никуда дальше этих самых разговоров и не продвинутся.

Несложно сформулировать базовые требования к "присадкам" такого рода, а именно:

1.Размеры частиц должны с запасом соответствовать тонкости отсева масляного фильтра.
2.Стабильность характеристик вещества в условии высоких температур.
3.Хорошая адгезия к металлу - способность проявлять свойства полярности для формирования защитного слоя.

В результате, использование этих веществ дает возможность понизить трение скольжения в 3 и более раз, что в пересчете в абсолютные единицы, при условии трения смазанной пары вида сталь/сталь (к.т. около 0,15), должно понизить коэфф. трения до уровня около 0,05 и даже ниже. В абсолютных цифрах, это можно было бы представить рассмотрев потери на открытие 4 клапанов единовременно, как это обычно происходит в единицу времени в современном двигателе. Усилие открытия каждого клапана составляет около 60 кгс, что в сумме дает примерно 240 кг. Потери на трение, соответственно, составят почти 36 кгс. Рассмотрев снижение трения хотя бы в три раза, получим немалую разницу в 24 кгс для ГРМ обычного автомобиля.

Различия внутри самого класса модификаторов трения, главным образом, с фактическим размером частиц и концентрацией их в готовом продукте, а также потенциальной температурной стабильностью и процессами, связанными с изменением качества самого вещества под действием температуры.

Нитрид бора, при прочих равных, может иметь заметное преимущество по температурной стабильности (заметно выше 800 градусов Цельсия, против 400-500 у молибденосодержащих соединений). Какой-нибудь новомодный дисульфид вольфрама - преимущество в потенциально достижимом коэффициенте трения. И так далее. В конечном итоге, будет немаловажна даже удельная масса - это влияет на способность удерживаться в растворе под действием гравитации.

Вызывает легкую иронию неподдельная радость пользователей масел с незначительным содержанием "легкого" moDTC, практически не дающего видимого осадка, на фоне заметно более дорогих (ключевое слово, для производителей) и тяжелых дисульфида вольфрама или того же нитрида бора, такой осадок, разумеется, дающих. Первые же секунды работы двигателя, после сколь угодно длительного простоя, эту "разницу" целиком уничтожают: масло в двигателе "взбалтывается" под давлением до 5-6 атм и фантастическим расходом до сотни литров в минуту. Чтобы ощутить этот факт на практике, достаточно снять клапанную крышку, завести двигатель и хорошо нажать на газ...

В самом "ужасном" случае, даже если автомобиль простоял год и весь свободный присадочный компонент осадился на дне картера, это всего лишь равнозначно секундам работы двигателя на "обычном масле" без тех частей присадки, которые не успели высадиться на поверхность металла. В сам же момент запуска, очевидно, на металле присутствует все тот же NB, или moDTC. Спустя минуту, масло уже перемешано до полностью рабочего состояния. Невероятно, но вопрос про эту "проблему" был одним из самых частых, хотя суть опасений, уверен, не вполне ясна любому вопрошающему...

Если же мы будем рассматривать предлагаемые промышленностью продукты (то есть, уже готовое моторное масло) с точки зрения эффективности, то прямое сравнение использованных элементов будет не всегда корректным - концентрация активного компонента может заметно различаться от бренда к бренду. Сложно прямо противопоставлять, например, 500-600 ppm MoDTC у многих распространенных "тюнинговых" масел, тому же Xenum WRX с его 1800-2000 ppm hNB.

Вполне возможно, что заметное преимущество последнего связано, например, не только с концентрацией, но и с самим размером частиц. Но не с самим "модифицирующим" компонентом.

Как видно на гистограмме, для разных модификаторов существует не только прямая зависимость от концентрации, но и предел насыщения, когда дальнейшее увеличение концентрации уже не приносит улучшения.

Думаю, такие зависимости существуют и для различной дисперсии сырья, что применимо к многим модификаторам. Так, например, тот же гексагональный нитрид бора возможно приобрести и использовать в размерах от 100 до 5, 2, 1.5, 0.5, 0,25 и 0,07 мкм!

Так что не корректно говорить, что модификатор "один" эффективнее модификатора "два", если нету гарантии хотя бы равной концентрации его в продукте. Сравнению подлежат только готовые продукты - сами масла.

Также хотелось бы отметить, что допустимая в индустрии шероховатость пары кулачок-толкатель составляет примерно 0,32-0,63 мкм (8 класс шероховатости), поэтому неплохо бы соизмерять предполагаемые к использованию частицы с этой величиной, если вы надумаете экспериментировать самостоятельно и рассчитываете на прямой эффект от применения. С другой стороны, изношенный двигатель, чаще всего имеет заметно более "грязные" поверхности трения и эффект будет на нем ожидаемо заметнее даже при условии применения частиц более крупной дисперсии.

Примечательны также и некоторые исследования "механизмов работы" подобных присадок, в плане их взаимодействия с поверхностью деталей в двигателе. При высоких температурах, возможно, происходит также и модификация (адсорбция) рабочей поверхности с образованием соединений железа и серы (в случае дисульфида молибдена, например), поэтому не стоит рассматривать исключительно один лишь механизм снижения трения ориентируясь, только лишь на "лабораторные коэффициенты" трения этих веществ в приповерхностной зоне.

В целом, хотелось бы еще раз отметить сравнительно простой и доступный (во всех смыслах) способ применения и оценки подобных "технологий", но и это не поможет тем, кто привык оценивать и осуждать технологии исключительно по картинкам в Сети.

О более сложных препаратах и технологиях поговорим в следующей статье...