Na rynku chemii samochodowej pojawiło się kilkadziesiąt dodatków do układu olejowego, mających na celu zmniejszenie strat tarcia i zużycia części silnika. Jednocześnie klasyfikacja takich leków jest raczej warunkowa.
Często producenci materiałów o podobnym składzie i sposobie działania wymyślają dla nich nowe „ogólne” nazwy. Tak jest np. w przypadku różnych „kondycjonerów metalowych”, „modyfikatorów tarcia” itp. Jednocześnie nikt nie wyjaśni, czym jest „kondycjonowanie metalu” lub „modyfikacja tarcia”. Przynajmniej takie koncepcje są nieznane współczesnej nauce.
Podział leków według struktury i właściwości głównych składników aktywnych wpływających na silnik jest logicznie uzasadniony. Należy wyróżnić następujące grupy:
Remetalizatory powierzchni ciernej;
Polimerowe preparaty przeciwcierne;
Kompozycje naprawcze i odbudowujące na bazie proszków mineralnych;
Epilamowe (podobne do epilamu) i metaloorganiczne kompozycje zmniejszające tarcie.
Remetalizatory to kompozycje, w których obojętny nośnik, całkowicie rozpuszczalny w oleju, zawiera związki lub jony metali miękkich. Związki te, dostając się w strefę tarcia, wypełniają mikronierówności i tworzą warstwę okładziny, która odbudowuje powierzchnię. Jego połączenie z metalem nieszlachetnym następuje na poziomie mechanicznym. Twardość powierzchni i odporność na zużycie warstwy są znacznie niższe niż odpowiednie parametry stali lub żeliwa, z których wykonane są główne części silnika, dlatego dla istnienia warstwy stała obecność remetalizatora w olej jest konieczny.
Wymiana oleju w tym przypadku szybko zniweluje efekt wstępnego zabiegu. Co więcej, nawet krótkotrwały brak leku w układzie olejowym prowadzi do „strugania” warstwy ochronnej z powierzchni cylindrów przez pierścienie tłokowe, zwłaszcza w trybach rozruchu. Dlatego często obserwuje się przypadki zacinania się silnika po leczeniu takimi lekami.
Okazuje się, że remetalizatory motoryczne są dla człowieka jak silne leki – nawet jednorazowe ich użycie powoduje szybkie „uzależnienie”, a każda próba odstawienia tych leków jest bardzo bolesna. Musimy podjąć radykalne środki, aż do gruntownego remontu.
Podobnie wygląda sytuacja z preparatami zawierającymi teflon. Teflon to dobry materiał zapobiegający tarciu i nieprzywierający, który działa skutecznie niemal natychmiast po wejściu w strefę tarcia. Jednak nietrwałość powłok teflonowych jest również dobrze znana. Wątpliwe są zatem w szczególności twierdzenia niektórych firm, że jednorazowa obróbka silnika preparatem z tej grupy zapewnia czas działania warstwy przeciwciernej rzędu 1 miliona mil (!) przebiegu.
Podobnie jak w poprzednim przypadku, do skutecznego działania dodatku niezbędna jest jego stała obecność w oleju. Ponadto teflon jest izolatorem ciepła, a obecność warstwy teflonu na ściankach komory spalania prowadzi do znacznego wzrostu temperatury gazu w cylindrze. Z jednej strony jest to dobre, gdyż zwiększa się sprawność silnika i zmniejsza się emisja CO i CH, z drugiej strony następuje prawie dwukrotny wzrost emisji tlenków azotu w spalinach. Ponadto obecność w strefie spalania cząstek teflonu zawierającego fluor prowadzi do powstawania śladów toksycznego fosgenu w spalinach. Dlatego stosowanie takich leków jest mocno ograniczone w USA i Europie Zachodniej.
Zdarzały się również przypadki, gdy długotrwałe stosowanie preparatów teflonowych prowadziło do zakoksowania pierścieni tłokowych, aw konsekwencji do przegrzania tłoków i awarii zespołu napędowego.
Polimerowe preparaty przeciwcierne pojawiły się wcześniej niż inne. Leki te zostały stworzone przez specjalistów z przemysłu obronnego i początkowo miały wąski cel - zapewnić krótkotrwałe zachowanie mobilności sprzętu wojskowego w przypadku poważnego uszkodzenia układu olejowego.
Długotrwałe działanie leku w układzie olejowym konwencjonalnego silnika samochodowego zostało słabo zbadane. Widoczny efekt zastosowania polimerowych preparatów przeciwciernych został sprowadzony do wzrostu mocy silnika i zmniejszenia zużycia paliwa.
W zużytym silniku lampka kontrolna ciśnienia oleju zgasła przy niskich prędkościach, z czego wywnioskowano, że lek ma działanie regenerujące. Jednak efekt zmniejszenia zużycia paliwa szybko zniknął, a przyczyna wzrostu ciśnienia oleju została wyraźnie ujawniona podczas demontażu silnika: grzyb wlotowy pompy olejowej i kanały olejowe „zarośnięte” polimerem, przekroje kanałów zmniejszyły się, co doprowadziło do wzrostu ciśnienia.
Zmniejszenie zużycia oleju miało oczywiście negatywny wpływ na pracę łożysk silnika. Wprawdzie ochrona polimerowa powierzchni ciernych była skuteczna, ale nie była zbyt zauważalna, ale gdy tylko zniknęła, zużycie silnika i paliwa gwałtownie wzrosło, a moc spadła.
Działanie kompozycji naprawczych i regenerujących (RVS) zawierających dodatki mineralne opiera się na unikalnych właściwościach proszku serpantivit (serpentyny), odkrytych w ZSRR podczas wiercenia ultragłębokich studni na Półwyspie Kolskim. Wtedy nieoczekiwanie odkryto, że przy przejściu przez warstwy skalne nasycone mineralnym serpantivitem zasoby krawędzi skrawających narzędzia wiertniczego gwałtownie wzrastają.
Dalsze badania wykazały, że serpantivit w strefie kontaktu wiertła ze skałą rozkłada się z wydzieleniem dużej ilości energii cieplnej, pod wpływem której metal zostaje nagrzany, mikrocząstki minerału zostają wprowadzone w jego strukturę i tworzenie kompozytowej struktury metalowo-ceramicznej (metalowo-mineralnej), która ma bardzo dużą twardość i odporność na zużycie.
Później podjęto liczne próby wykorzystania proszków serpantivit do obróbki silników. Rzeczywiście obserwuje się obróbkę powierzchni ciernych w silniku - powierzchnie cylindrów są mikroszlifowane, wzrasta kompresja, maleje zużycie. Jednak zastosowanie RVS w silnikach niespodziewanie napotkało poważny problem: kruszywo potraktowane minerałami traci stabilność temperaturową. Temperatura chłodziwa w obwodzie chłodzenia przestaje reagować na tryb - prędkość i obciążenie wału korbowego.
Wyjaśnienie tego jest proste. Na drodze głównego odprowadzania ciepła z tłoka przez pierścienie tłokowe występował dodatkowy silny opór cieplny - warstwa ceramiczno-metalowa. Początkowo starano się to traktować jako dodatkową zaletę RVS, ale wkrótce zaczęto obserwować liczne przypadki awarii silnika z powodu przegrzania części CPG. Najczęściej efekt ten jest odnotowywany w ekstremalnych trybach pracy silnika, ale kto może zagwarantować, że silnik nie zatnie się, gdy chcesz nagle ruszyć po długim staniu w korku w upalny letni dzień?
Między innymi okazało się, że podczas docierania silnika z RVS, ze względu na gwałtownie podwyższoną temperaturę cylindrów, znacznie wzrasta zużycie oleju i często uwalniane są nagrzane pierścienie tłokowe. Twórcy RVS nie wzięli również pod uwagę, że w silniku pracują pary cierne o różnych właściwościach mechanicznych. A jeśli w cylindrze powierzchnie pierścieni tłokowych i tulei cylindra (bloku) mają w przybliżeniu taką samą twardość, to gdy działają pary „tłok tłoka - tuleja cylindra” i „szyjka wału korbowego - panewka łożyska”, twardość powierzchni jest różna przynajmniej o rząd wielkości. W tych parach nie jest to mikropolerowanie powierzchni z wytworzeniem warstwy ochronnej, ale zwykłe zużycie ścierne, w którym stałe cząstki minerałów wprowadzane są do miękkich powierzchni, zaburzając ich strukturę i pogarszając warunki powstawania warstw smarnych.
Działanie epilamowych (podobnych do epilamu) preparatów przeciwciernych zbudowane jest na bazie tworzenia tzw. warstwy epilamiczne na wszystkich powierzchniach ciernych silnika. W strefie tarcia, pod wpływem wysokich nacisków kontaktowych i temperatur, realizowany jest mechanizm lokalnych reakcji powierzchniowych, w których występy chropowatości są „zjadane”. Produkty reakcji - związki metali - wypełnione są wgłębieniami chropowatości i defektami powierzchni powstałymi podczas pracy jednostki napędowej.
Badania wykazały, że czystość powierzchni po utworzeniu utwardzonej warstwy jest o 60-80% wyższa niż przed obróbką, natomiast gwałtownie wzrasta twardość powierzchni i odporność na zużycie powłoki. Ponadto powstaje specjalna mikrokomórkowa struktura „plastra miodu”, która pomaga zatrzymać olej.
Działanie epilamów jest od dawna znane w obróbce metali, gdzie stosuje się dodatki tworzące epilam w celu zwiększenia zasobów narzędzi do cięcia metalu i szybkości obróbki części. Odporna na zużycie warstwa przeciwcierna epilamu powstaje na poziomie atomowym i jest w rzeczywistości strukturą sieci krystalicznej metalu, która decyduje o wysokiej wytrzymałości warstwy. Powstaje jednorazowo, podczas wstępnego przetwarzania i nie wymaga w przyszłości obecności leku w oleju.
Podobny efekt można osiągnąć wprowadzając do składu dodatków surfaktanty o różnym charakterze - halogeny (klasyczna substancja epilamogenna - fluor) lub związki organiczne. W tym ostatnim przypadku warstwę ochronną tworzą związki metaloorganiczne zbliżone właściwościami do klasycznych epilamów.
Preparaty tej grupy są na naszym rynku dość rzadkie (autorowi znane są tylko dwa). Są one znacznie droższe niż materiały innych grup, jednak jak wykazały badania, z wyjątkiem pewnej niestabilności wyników przetwarzania, stosowanie tych leków nie pociąga za sobą żadnych negatywnych konsekwencji dla silnika.
Często w sklepach pojawiają się dodatki, których skład i opis albo są utrzymywane w tajemnicy, albo cierpią na absurdy zdradzające brak profesjonalizmu „autorów” (np. substancja, która nie jest jasne jak, ale „gdzie jest konieczne, przyspiesza, a tam, gdzie jest to konieczne, spowalnia proces spalania, przywraca początkowy rozmiar części poprzez rozluźnienie sieci krystalicznej, stopienie struktury metalowej w strefie tarcia").
Krótkie podsumowanie niektórych wpisów na blogu, czyli FAQ:Istota problemu:
Nowoczesny silnik zawiera szereg jednostek z tarciem stykowym (głównie ślizgowym) typu „metal na metal”, które nie zawsze i nie są całkowicie oddzielone środkiem smarnym. Konsekwencją tego jest nie tylko fizyczne zużycie, ale także wymierne straty mocy w nieefektywnych trybach pracy (niskie obroty, bieg jałowy) i, co najważniejsze, wysokie straty w.
W prostych słowach: metale w grupach stykowych zużywają się, tryb przyspieszania-zwalniania silnika (w tym elastyczność) staje się mniej efektywny. W ostatnim czasie rozrząd silników stał się znacznie bardziej skomplikowany, w niektórych przypadkach siła na sprężynach wzrosła (dość często teraz silniki turbodoładowane z super wymuszonym działaniem stają się normą) do setek (!) Kilogramów:
Konstrukcyjnie starają się z tym walczyć (zwiększone obciążenie i straty) (o „ekologię i zużycie paliwa”), np. wprowadzając kombinowane pary cierne typu ślizgowo-tocznego: 
Ale to oczywiście tylko półśrodki: niemożliwe jest tak szybkie przystosowanie metaloznawstwa i trybologii do czystej fizyki: porównajmy silniki z przeszłości i teraźniejszości z tym samym przesunięciem bloku. Klasyczny M20B20 i nowoczesny B48B20: 120 KM przeciwko 255! 170 Nm wobec 350... Jak widać wzrost forsowania jest ponad dwukrotny.
Ponadto te supermocne silniki są dziś zmuszone do przenoszenia nadwozi o znacznie większej masie.
Chociaż nawet bez tego, w znanym już 16-zaworowym rozrządzie, umiarkowanie, jak na dzisiejsze standardy, wymuszone silniki, siła napięcia wstępnego sprężyny jest bardzo poważna 50-60 kg: 
Wszystkie te wartości sił odpowiadają niemal dokładnie rzeczywistemu obciążeniu pary krzywka-popychacz dla typowej zmniejszonej powierzchni: 
Jak widać, w szczytach mamy to samo dziesiątki kgf na mm kwadratu. Weźmy pod uwagę, że tarcie smarowane typu stal-stal (żeliwo) ma współczynnik około 0,1-0,05 (w zależności od obciążenia i początkowej chropowatości).
Przy standardowym nowoczesnym rozrządzie, z czterema jednocześnie otwartymi zaworami, będziemy mówić o wartościach równoważnych stratom tarcia kwadratowego 10-30 kgf / mm. Aby je wyczuć (straty), spróbuj kręcić silnikiem „ręcznie” z rozrządem (wtyczki wykręcone) i bez rozrządu.
Podobny eksperyment pełnoskalowy z momentem uruchomienia silnika można przeprowadzić np. uruchamiając silnik kosiarki. Wiadomo jednak, że takie silniki mają niską prędkość roboczą, kompresję, a w konsekwencji stosunkowo niewielki wysiłek przy rozruchu.
Wizualnym odpowiednikiem przejściowego procesu ładowania jest aktualna charakterystyka rozrusznika. Moc hamowania może osiągnąć kilka kW:
Formalnie mamy 2 kW w szczycie, średnio 1,5 kW przy 0-300 obr/min. Najciekawsze jest tutaj 0-200A w 0,2 s, przy poborze prądu dwukrotnie przekraczającym tryb rotacji w stanie ustalonym.
Co z tym wszystkim zrobić?
1. Modyfikacja powierzchni ciernej - " ".
Okładzina mineralna wygląda tak: 
Zasada działania: jest to rodzaj "polerowania" lub "mastyksu" dla powierzchni. Pierwsza faktycznie izoluje pary cierne metal-metal, druga - zmienia charakter ich wzajemnego oddziaływania (zużycie), wnikając w powierzchnię.
Ratunek: w zależności od obciążenia, dziesiątki tysięcy km.
Analogia: przetrzyj parkiet i biegnij.
Wydajność porównawcza:średnie i wysokie w zależności od rodzaju surowca i dawki.
: niska i średnia prędkość.
2. Warstwowe modyfikatory tarcia: 
Formalnie - suchy smar nierozpuszczalny w oleju.
Zasada działania:śliski mikroproszek grafitu, dwusiarczku wolframu, molibdenu, azotku boru, fluoroplastyku i podobnych związków organicznych fizycznie obecnych w parze kontaktowej. Aby uzyskać maksymalną wydajność aplikacji, musi być odważany w objętości oleju za pomocą środków powierzchniowo czynnych, dlatego często jest sprzedawany w postaci gotowych produktów (koncentratów).
Ratunek: skuteczność jest znacznie zmniejszona po następnej wymianie oleju, ponieważ znaczna część leku wylewa się z olejem.
Analogia: posyp mąkę na podłogę i biegnij .
Wydajność porównawcza: od niskiego do wysokiego, w zależności od rodzaju i dawki leku.
Najlepsza widoczność w użyciu: niska i średnia prędkość.
3. Modyfikacja oleju jako cieczy (tarcie w warstwach cieczy).
Obejmuje to niektóre frakcje polarne i niepolarne: estry (estry), PAO, PAG, dodatkowo różne modyfikatory o różnych zasadach działania.
Zasada działania: Wpływ tarcia wewnętrznego w warstwach płynu wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia w układzie smarowania i proporcjonalnie do obrotów, natomiast udział tarcia stykowego maleje proporcjonalnie.
Ratunek: wydajność jest całkowicie tracona przy wymianie oleju, ponieważ lek wylewa się z olejem / stanowi podstawę oleju.
Analogia: rozlać wodę na podłogę i zamarznąć .
Wydajność porównawcza: od niskiego do wysokiego.
Najlepsza widoczność w użyciu: średnie i wysokie prędkości.
1. „Cóż, wszyscy producenci olejów/dodatków/silników w okolicy są tacy głupi…”
Już pod koniec lat 20. ubiegłego wieku duże i zaawansowane amerykańskie koncerny naftowe, takie jak Stan Kwakrów, zaczął stosować pakiety dodatków związków fosforu i cynku w olejach. Zachowały się do dziś iw swojej współczesnej postaci znane są pod skrótem typu ZDDP. Jest to typowy dodatek do okładzin o niskiej wydajności według dzisiejszych standardów. Ale bez tego było znacznie gorzej, mimo że do końca lat 70-tych istniały na świecie oleje „w ogóle bez dodatków”, API SA według współczesnej klasyfikacji, to też są autole. Tak więc w każdym nowoczesnym oleju silnikowym znajduje się prymitywny, przedpotopowy, ale wciąż przeciwzużyciowy dodatek do okładzin.
2. Z ZDDP wiadomo, a reszta...
Jako modyfikatory tarcia stosowane są związki molibdenu i grafitu, np. Motul i LiquiMoly. Z reguły oleje tych gatunków nie mają i nie mogą mieć określonych „tolerancji” przypisywanych przez producentów standardowych pakietów dodatków zarabiających na „tolerancjach”. Dlatego te produkty po prostu nie mogą otrzymać ogólnej rekomendacji, aby przejść na rynek masowy. Paradoksalnie często są też najdroższe/złożone w linii, a producent obnosi się z stwierdzeniami typu „przekracza wszystkie znane tolerancje”. Nawet nie „spełnia”, ale raczej „przewyższa”: 
A tak przy okazji, to świetny przykład ogólnie dostępnego oleju z trzema technologiami jednocześnie: ZDDP jako płaszcz, estry (frakcja polarna - modyfikator bazy olejowej) i molibden (modyfikator tarcia warstwowego).
Ponadto, na przykład, bardziej złożona modyfikacja „chemii” bazy olejowej jest oferowana na przykład przez tak znaną markę premium, jak Castrol: 
3. Ciągle słyszę o dekoksowaniu z dodatkami okładzinowymi… ale co to ma z tym wspólnego?!
Dodatek okładzinowy, prawie bez względu na podstawę, musi nieuchronnie przedostać się do metalu - poprzez tarcie. Jeśli na drodze jego materiału powierzchniowo czynnego w parze ciernej znajduje się popiół, jego część zostanie wykorzystana do jego wytarcia: 
Na przykład twardość ziaren HMT może osiągnąć 3 jednostki Mohsa. Miedź, ołów, cyna, antymon - to wszystko te same 2-3 jednostki w skali ...
4. Czy „zepsuje” honówkę?
Twardość jest nieporównywalna. Klamrę można wypolerować kredą, a nawet piaskiem, ale nie da się z niej usunąć gwiazdki przez polerowanie.
5. Jeśli są co najmniej trzy technologie, którą wybrać?!
Nikt nie zadaje sobie trudu, aby pocierać parkiet polerką i dodatkowo posypać wynik mąką. Ponieważ zasady działania są różne, obie te technologie działają całkowicie niezależnie. Modyfikacja właściwości płynu - tym bardziej, że działa niezależnie, ponieważ działa głównie przy wyższych prędkościach.
6. Mam znany silnik w wąskich kręgach z problematycznym wykruszaniem się wałka rozrządu, czy to pomoże?!
To zabawne, że błędy w obliczeniach czasu związane z profilem pracy krzywek prześladowały kierowców dosłownie od samego początku pojawienia się masowo wymuszonych projektów szkoły europejskiej. Sprytni ludzie opierają na tym całe przedsiębiorstwa. To XXI wiek na zewnątrz, a twoja ultranowoczesna Honda na olejach „ze wszystkimi tolerancjami i dodatkami”, jak wiesz: 
Ujmijmy to w ten sposób: na pewno są szanse na znaczne zmniejszenie obciążenia i zwiększenie zasobu, ale warstwa jest stosunkowo cienka, a jej zużycie w sytuacji niemal awaryjnej będzie nienormalne. Aby stale odnawiać warstwę, niedługo trzeba będzie wydać tyle pieniędzy, że łatwiej byłoby ponownie wymienić wałek rozrządu na (prawdopodobnie) ostatecznie zmodyfikowaną przez producenta wersję ...
7. Ciągle stoję w korkach, głównie praca miejska typu "start-stop" - nie mam takich ładunków, żeby coś takiego użyć - to nie ma sensu.
Paradoksalnie to właśnie te tryby sprawiają, że używanie czegoś takiego ma pierwszorzędne znaczenie. Najbardziej nieprzyjemne dla metalu są tryby niskiej częstotliwości, przyspieszania-zwalniania w warunkach niskiego ciśnienia oleju. Na przykład, gdy przenosisz lodówkę po kuchni, wszyscy starasz się dodać pod nią wodę, aby ułatwić jej przenoszenie. W tym sensie silnik nie jest bardziej skomplikowany, a obciążenie na mm2 powierzchni ciernej jest wielokrotnie wyższe. Tam, na 1 mm kwadratowym powierzchni pary popychaczy krzywkowych, jest ona instalowana właśnie na lodówce ...
8. Cóż, gdzie są wyniki poprawy zużycia?! W analizach wielokrotnie pokazywali, że nie ma wyniku!
ICP, podobnie jak , nie jest i nigdy nie był techniką badawczą. Czy to w wyobraźni czytelników forum. Ale uczciwie, jak mówią, powiem, że na tych przebiegach, podczas gdy olej nie jest zanieczyszczony (!), A to nie więcej niż 100-200 godzin (2500-5000 km w mieście), zawartość zawieszona produkty zużycia w oleju nie są w ogóle rejestrowane przez tę technikę (z błędem metodologicznym) w przypadku praktycznie każdego sprawnego oleju/silnika. Bliżej 10 000 km brudny olej zaczyna „pocierać” metale sadzą, a proszek metalowy zaczyna groźnie rosnąć. Aby porównać skuteczność ochrony w takim, szczerze mówiąc, trybie awaryjnym, trzeba będzie wziąć dwa zupełnie identyczne samochody i zrobić dużo analiz (a może to wszystko kilka razy), ale uproszczę i wyjaśnię: 
8. Mniejsze tarcie oznacza więcej mocy! Gdzie są wykresy?!
W rozumieniu większości czytelników forum b o Większości tych, którzy nigdy nie widzieli hamowni, stojak mocy pokazuje coś w rodzaju „wirtualnego wszystkiego” o charakterystyce silnika. stanowisko buduje tylko VSH silnika w trybie quasi-stacjonarnym (pomiar odbywa się w przez dziesięć do półtorej sekundy), bez pomiaru stanów nieustalonych - pochodne czasowe. Możesz zarobić 10 000 rubli za godzinę lub za tydzień. Ale formalnie będzie to ta sama kwota. Worek 50 kg na 10 piętro można wnieść w minutę i godzinę, ale formalnie pozostanie to samo „worek 50 kg”. VSH to paliatywna metoda ustalania wartości mocy dla obrotów osiąganych przy pełnym otwarciu przepustnicy, z pominięciem kwestii trybów obciążenia częściowego i przemiennego. Jeśli nie uświadomiłeś sobie teraz różnicy, to nie masz żadnych problemów w świecie materialnym. Związek jest w przybliżeniu taki sam jak między mocą silnika a jego wymaganą konwersją - czas przyspieszania do 100 km/h. Samochody o w przybliżeniu równej mocy mogą znacznie różnić się dynamiką. Co więcej, samochód o relatywnie mniejszej mocy może mieć nawet przewagę w dynamice. Pierwszy warunek (moc) jest konieczny, ale niewystarczający. A jednak prawie wszystkie skuteczne modyfikatory tarcia zapewniają wyraźnie stałą różnicę mocy na VSH od 1,5 do 3% nawet w trybie quasi-stacjonarnym, o czym świadczy chociażby Motul i dziesiątki moich osobistych eksperymentów, ale o wiele bardziej poprawne byłoby zmierzenie przynajmniej (!) podkręcania: 
Dodawanie następuje...
Wynalazek dotyczy dziedziny inżynierii mechanicznej i może być stosowany jako dodatek do smarów, głównie w napędach urządzeń stacjonarnych i silników pojazdów, w zespołach przekładni i przekładniach maszyn. Esencja: modyfikator tarcia zawiera serpentyn w postaci antygorytu i kaolin o wielkości cząstek 1-5 mikronów jako składniki mineralne. Kompozycja zawiera % wag.: serpentyn w postaci antygorytu 0,5-2; kaolin 0,5-3; olej do silników lotniczych 89-97; olej rycynowy 1-3; kwas borowy 1-3. EFEKT: poprawa właściwości przeciwciernych i przeciwzużyciowych, odtworzenie zużytej powierzchni ciernej podczas pracy CIP jednostek ciernych poprzez utworzenie ochronnej dwuwarstwowej powłoki na powierzchniach trących. 6 tab., 2 il.
Rysunki do patentu RF 2420562
Wynalazek dotyczy dziedziny inżynierii mechanicznej i może być stosowany jako dodatek do smarów, głównie w napędach urządzeń stacjonarnych i silników pojazdów, w zespołach przekładniowych i przekładniach maszyn.
Znana kompozycja do tworzenia filmu serwowitowego na powierzchniach trących [A.S. No. Stosowany jest kwarc o dyspersji 0,1-5 mikronów.
Wadą tego wynalazku jest pogorszenie właściwości przeciwciernych elementów trących na skutek wytrącania się w osadzie mechanicznie aktywowanego proszku ściernego (ścieranego kwarcu) w wyniku procesu koagulacji oraz intensyfikacja zużycie ścierne powierzchni elementów trących w okresie pracy w większych cząstkach kompozycji.
Znana stała powłoka smarująca [patent RF nr 20433 93], zawierająca sproszkowany wypełniacz i spoiwo, w tym % wag.: Ni 0,2-0,3; Ti 0,66-0,70; Cu 0,10-0,15; Co 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,
o następującym stosunku składników powłoki smaru stałego,% wag.:
Naturalna mieszanka mineralna o określonym składzie 0,5-2,0;
Spoiwo 98,0-99,5.
Wadami tego wynalazku są pogorszenie właściwości przeciwciernych elementów trących podczas długotrwałej eksploatacji powłoki smaru stałego, ze względu na wzrost składnika adhezyjnego siły tarcia na skutek wzrostu rzeczywistej powierzchni styku powierzchni trących w wyniku powstawania luster ślizgowych, a także ryzyko zużycia ściernego zespołów ciernych w wyniku zastosowania powłoki smaru stałego związane z obecnością w jego składzie znacznej ilości cząstek stałych ściernych .
Znana kompozycja naprawcza stosowana w sposobie tworzenia powłoki ochronnej, która selektywnie kompensuje zużycie powierzchni ciernych i styku części maszyn [patent RF nr 2135638], zawierająca % wag.: ophit 50-80; jadeit 10-40; szungit 1-10; katalizator do 10, o wielkości cząstek 5-10 mikronów.
Wadą zastrzeganej kompozycji jest niska odporność powłoki na ścieranie, ze względu na fakt, że uzyskana powłoka jest typu ceramiczno-metalowego, ma dużą twardość i kruchość, łatwo zapada się w warunkach dynamicznego kontaktu ciernego.
Znany skład do ulepszania na miejscu charakterystyk trybotechnicznych jednostek ciernych „geomodyfikator tarcia” [patent RF nr 2169172], przyjęty jako prototyp, zawierający % wag.: 87,4-88,0 serpentyn (lizardyt, chryzotyl) Mg 6 (Si 4 O 10) (OH)8; 8,2-8,6 żelaza w izomorficznej domieszce Fe; glin 2,2-2,7 w izomorficznym domieszce Al; 0,6-1,0 krzemionka Si02; 0,6-1,0 dolomit CaMg(CO3)2, miałkość 0,01-5 µm.
Wadą prototypu są niedostatecznie wysokie właściwości przeciwcierne i przeciwzużyciowe elementów trących, ze względu na niszczenie ścierne powierzchni ciernych silników spalinowych, mechanizmów i urządzeń na skutek zastosowania ciała stałego w stosunku do serpentyny oraz ścierno-agresywnego w stosunku do do powierzchni ciernych silników spalinowych w „geomodyfikatorze tarcia”, mechanizmach i urządzeniach cząstek dolomitu i krzemionki.
Celem wynalazku jest opracowanie kompozycji dodatków do smarów, która zwiększa trwałość zespołów ciernych maszyn i mechanizmów.
Jednocześnie uzyskuje się wynik techniczny polegający na częściowej kompensacji zużycia, zwiększeniu właściwości przeciwciernych i przeciwzużyciowych pracy zespołów ciernych podczas ich pracy w miejscu dzięki wytworzeniu ochronnej dwuwarstwowej powłoki na powierzchniach trących.
Podany wynik techniczny uzyskuje się dzięki temu, że w składzie modyfikatora tarcia (zwanego dalej modyfikatorem) znajdują się składniki mineralne, które stosowane są jako serpentyna w postaci antygorytu i kaolinu o uziarnieniu 1÷5 μm, dodatkowo w składzie znajduje się lotniczy olej silnikowy, olej rycynowy, kwas borowy w następującym stosunku składników,% wag.:
serpentyn w postaci antygorytu 0,5÷2;
kaolin 0,5÷3;
olej do silników lotniczych 89÷97;
olej rycynowy 1÷3;
kwas borowy 1÷3.
Podany stosunek jakościowy i ilościowy składników modyfikatora jest optymalny, wykraczanie poza deklarowane zakresy stosunków nie jest ekonomicznie uzasadnione, gdyż zadeklarowany powyżej wynik techniczny nie jest osiągany.
Określona wielkość cząstek składników mineralnych zapewnia optymalne tryby przeciwcierne na etapie docierania proponowanego modyfikatora, a następnie poprawia jego właściwości przeciwzużyciowe dzięki temu, że cząstki tej wielkości:
Zmniejszenie zużycia elektrostatycznego w wyniku zwiększonej przewodności elektrycznej i napięcia powierzchniowego filmów olejowych;
Poprawić przenoszenie ciepła między powierzchniami ciernymi;
Wyrównują chropowatość powierzchni ciernych, zmniejszając nacisk w wiązaniach, a w konsekwencji możliwość mikrozatarć.
Przekroczenie wielkości cząstek składników mineralnych powyżej 5 mikronów prowadzi do pogorszenia właściwości trybotechnicznych modyfikatora zarówno na etapie docierania, jak i równomiernego zużycia; zmniejszenie wielkości cząstek do mniej niż 1 μm nie prowadzi do żadnej zauważalnej poprawy właściwości trybotechnicznych modyfikatora i nie jest ekonomicznie uzasadnione.
Produkcja modyfikatora proponowanego do ochrony prawnej odbywa się w następującej kolejności wykonywania punktów operacji technologicznych.
1. Oddzielne mielenie składników mineralnych do określonej miałkości. Rozdrabnianie odbywa się za pomocą znanych młynów kulowych o małej pojemności (nie więcej niż 250 mg) w środowisku wodnym, aby zapobiec spaleniu pokruszonych cząstek składników mineralnych na ściankach załadowanego szkła.
2. Homogenizacja (mieszanie) składników mineralnych przy użyciu tych samych młynów kulowych o małym obciążeniu.
3. Obróbka cieplna zhomogenizowanej mieszaniny składników mineralnych, mająca na celu usunięcie zasorbowanej wody, polegająca na utrzymywaniu powstałej zhomogenizowanej mieszaniny składników mineralnych w piecu w temperaturze 45°C przez 5 godzin.
4. Wprowadzenie homogenizowanej i poddanej obróbce cieplnej mieszaniny składników mineralnych w lotniczym oleju silnikowym, na przykład MS-20 GOST 21743-76.
5. Wprowadzenie do lotniczego oleju silnikowego MS-20 oleju rycynowego, który zapobiega wytrącaniu składników mineralnych modyfikatora podczas długotrwałego przechowywania.
6. Dodawanie kwasu borowego do oleju do silników lotniczych MS-20 w określonej proporcji i mieszanie go dowolnym znanym urządzeniem mieszającym, takim jak mieszadło magnetyczne lub ultradźwiękowe.
Stosowanie oleju rycynowego zapewnia długotrwałą (do 24 miesięcy od daty produkcji) obecność składników mineralnych w zawiesinie w składzie modyfikatora, co zwiększa efektywność jego stosowania w warunkach powszechnego spożycia.
Wprowadzenie modyfikatora jako dodatku do smarów odbywa się podczas pracy zespołu ciernego maszyny lub mechanizmu bez konieczności ich demontażu. Ilość wprowadzonego modyfikatora zależy od warunków pracy, konstrukcji, cech geometrycznych (wielkości zużycia) oraz materiału powierzchni współpracujących korpusów trących, ocenianych oględzinami, opracowaniem dokumentacji technicznej dla danej maszyny lub mechanizm, a także diagnostyka z wykorzystaniem wszelkich znanych metod i środków trybomonitoringu.
Wprowadzenie modyfikatora odbywa się w jednym lub trzech krokach, aż do przywrócenia optymalnych właściwości roboczych dla danej jednostki ciernej maszyny lub mechanizmu, określonych wskazaniami paszportu technicznego, przyrządów lub znaków pośrednich (spadek wibracji -aktywność akustyczna zespołu ciernego).
Wprowadzenie modyfikatora do jednostki ciernej prowadzi do powstania dwuwarstwowej powłoki na powierzchniach trących, składającej się z odpornej na ścieranie mikrokomórkowej warstwy mineralno-ceramicznej i warstwy trybopolimerowej, co zwiększa właściwości przeciwcierne jednostek ciernych maszyn i mechanizmy. Mechanizm powstawania pierwszej warstwy dwuwarstwowej powłoki przebiega według następującego schematu:
1) serpentyna w postaci antygorytu, preferowana odmiana serpentyny, najbardziej odporna na naprężenia mechaniczne i wysokie temperatury jako docierający składnik mineralny (3 ÷ 3,5 jednostek w skali Mohsa) zastrzeganego składu modyfikatora działa jak materiał mikrościerny na błonach powierzchniowych obecnych na powierzchniach trących, oczyszczający je z zanieczyszczeń, tworzący otwarte powierzchnie adhezyjne powierzchni młodych.
2) kaolin, jako najdelikatniejszy składnik mineralny modyfikatora (1 jednostka w skali Mohsa), pokrywa powierzchnię tarcia, tworząc na wyłaniających się powierzchniach adhezyjnych złożone struktury przestrzenne – wielościany, które tworzą szkielet strukturalny mikrokomórkowego minerału-ceramiki warstwa odporna na ścieranie, o dużej chłonności, skutecznie utrzymująca warstwę trybopolimeru. Grubość mikrokomórkowej warstwy mineralno-ceramicznej osiąga wartości około 5935 nm.
Druga warstwa dwuwarstwowej powłoki to warstwa trybopolimerowa (o grubości około 5065 nm), która pojawia się podczas tribodestrukcji cząsteczek oleju do silników lotniczych MS-20 i ich późniejszej rodnikowej tribopolimeryzacji. Trybopolimer występuje na powierzchni mikrokomórkowej warstwy mineralno-ceramicznej w postaci cienkiej przeźroczystej warstwy, silnie z nią związanej dzięki procesowi absorpcji, zapewniając jej ochronę przed obciążeniami udarowymi, przy zachowaniu zasady dodatniego gradientu mechanicznego nieruchomości. Warstwa trybopolimerowa jest hydrofobowa i ma zdolność samonaprawy, której intensywność zależy od ilości wprowadzonego kwasu borowego.
Kwas borowy, który jest częścią modyfikatora, katalizuje tworzenie dwuwarstwowej powłoki.
Mikrokomórkowa warstwa mineralno-ceramiczna decyduje o wysokich właściwościach przeciwzużyciowych modyfikatora objętego ochroną patentową, a warstwa trybopolimeru powoduje zwiększenie właściwości przeciwciernych i rozszerzenie zakresu obciążeń powierzchni ciernych przy zastosowaniu modyfikatora.
Podana istota zastrzeganego rozwiązania technicznego daje nam możliwość stwierdzenia, że proponowane rozwiązanie spełnia kryterium zdolności patentowej wynalazku „nowość”. Porównanie proponowanego składu „modyfikatora tarcia” nie tylko z prototypem, ale również z innymi rozwiązaniami technicznymi z tej dziedziny techniki nie ujawniło w nich oznak podobnych do zastrzeżonych, co pozwala stwierdzić, że warunek zdolności patentowej wynalazek "krok wynalazczy".
Wynalazek można zilustrować następującymi przykładami.
Testy modyfikatora proponowanego do ochrony patentowej przeprowadzono na czterokulowej maszynie ciernej w temperaturze (20 ± 5) ° C zgodnie z metodą regulowaną przez GOST 9490-75: „Płynne i plastyczne materiały smarujące. Metoda wyznaczania charakterystyk trybologicznych na maszynie czterokulowej.
Proponowany do ochrony patentowej modyfikator to dodatek do smarów, które stosuje się m.in. do olejów silnikowych, przekładniowych, chłodziw, smarów.
Proponowany skład modyfikatora tarcia wprowadzanego jako dodatek 5% wag. do oleju silnikowego, który stosuje się np. M-14V2. Testy ilustruje tabela 1.
Proponowany skład modyfikatora tarcia wprowadzonego jako dodatek 5% wag. do oleju przekładniowego, który stosuje się np. TAD-17i. Testy ilustruje tabela 2.
Proponowany skład modyfikatora tarcia wprowadzonego jako dodatek 3% wag. w narzędziu technologicznym smarowo-chłodzącym, którym jest np. AZMOL ShS-2. Testy ilustruje tabela 3.
Zaproponowany skład modyfikatora tarcia wprowadzonego jako dodatek 3% wag. do smaru litowego, którym jest np. Litol-24. Testy ilustruje tabela 4.
Proponowany skład modyfikatora tarcia wprowadzonego jako dodatek 3% wag. w złożonym smarze wapniowym, który stosuje się np. Uniol-2M/1. Testy ilustruje tabela 5.
W celu przeprowadzenia badań porównawczych charakterystyk trybotechnicznych kompozycji przygotowano dwie próbki próbek materiałów:
1) próbka próbki – proponowaną kompozycję modyfikatora tarcia wprowadza się jako dodatek 3% wag. w smarze Litol-24.
2) próbkę próbki - „geomodyfikator tarcia” o składzie ujętym w patencie Federacji Rosyjskiej nr 2169172, o dyspersji 0,01÷5 μm, wprowadzony jako dodatek 3% wag. w smarze Litol-24.
Testy ilustruje tabela 6.
Częściowe odtworzenie powierzchni można zilustrować fotografiami (rys. 1 i rys. 2) wykonanymi na mikroskopie sił atomowych (AFM) Nanoedukator w wyniku badań mikroskopowych powierzchni ciernych po przetestowaniu ich na czterokulowej maszynie ciernej, przeprowadzonych zgodnie z metodą wstępnych nadruków [Smary : Właściwości przeciwcierne i przeciwzużyciowe. Metody badań: Informator / R.M. Matveevsky, V.L. Lashkhi, I.A. Buyanovsky, I.G. Fuchs i inni - M.: Mashinostroenie, 1989, 27 S.] na standardowym smarze, którym jest np. olej silnikowy M-14V 2 .
Rysunek 1 przedstawia fotografię zużytej powierzchni ciernej po wielu godzinach badań. Ponadto figa pokazuje widok z góry zużytej powierzchni. Na rysb przedstawiono widok grubości zużytej powierzchni.
Rysunek 2 przedstawia fotografię dwuwarstwowej powłoki powstałej za pomocą modyfikatora na uprzednio zużytej powierzchni ciernej. Ponadto rys. 2a przedstawia widok z góry dwuwarstwowej powłoki składającej się z mikrokomórkowej warstwy mineralno-ceramicznej i warstwy trybopolimerowej. Na rysb przedstawiono widok rozkładu tych warstw na grubości powłoki dwuwarstwowej.
Ciemny kolor (fig. 1a, 1b) odpowiada powierzchniowym warstewkom tlenkowym o grubości około 700 nm i obecnym na zużytych powierzchniach ciernych. Barwa światła odpowiada warstwie zwykłego smaru o grubości około 76 nm.
Ciemny kolor (fig. 2a, 2b) odpowiada mikrokomórkowej warstwie mineralno-ceramicznej o grubości 5935 nm. Barwa światła odpowiada warstwie trybopolimeru o grubości 5065 nm.