При создании моторного масла в него вводят химически активные компоненты - присадки. И не две-три, а целый набор (пакет), причем строго сбалансированный. Только так можно добиться необходимых эксплуатационных свойств конечного продукта.

Предыдущую статью мы окончили знакомством с антидиоксидантами - присадками, предотвращающими взаимодействие масла с кислородом воздуха в условиях высоких температур. Иными словами, предохраняющими от окисления само масло. Следующий вид присадок, который мы рассмотрим, призван защитить металлические детали двигателя.

Ингибиторы коррозии

Металл деталей двигателя непрерывно взаимодействует с кислородом воздуха и продуктами сгорания топлива. Последние весьма активны, что приводит к изменению химического состава и даже частичному разрушению поверхности металла. Этот процесс называется коррозией, причем сей термин применим как к черным, так и к цветным металлам.

Вода и другие полярные соединения существенно увеличивают скорость протекания коррозионных процессов. А условий для попадания воды в двигатель немало - она присутствует и в топливе, и продуктах его сгорания, и конденсируется при перепаде температур на стоянке.

Образование дефектов на внутренних поверхностях (в частности, на зеркале цилиндров) приводит к интенсификации коррозионно-механического износа, становясь одной из основных причин заедания гидравлических толкателей, натяжителей и зависания клапанов в системе смазки - например, редукционного. Все это приводит к снижению ресурса двигателей и увеличивает вероятность выхода их из строя.

К сожалению, коррозионные процессы сопутствуют работе всех механизмов, поэтому ингибиторы коррозии (от лат. inhebio - задерживаю) в настоящее время вводятся не только в моторные, но практически во все автомобильные масла. Механизм действия ингибиторов таков: они либо нейтрализуют коррозионно-активные вещества, либо образуют защитную пленку, закрепляясь на поверхности металла за счет физической абсорбции, хемосорбции или химической реакции с поверхностью. В обоих случаях скорости коррозионных процессов, а следовательно, износа и разрушения поверхностей, существенно снижаются.

К числу продуктов, обладающих ингибирующими эффектами, относятся:

• щелочные детергенты;

• сульфонаты;

• феноляты;

• алкенилянтарные кислоты.

Как показали специальные исследования, масла, обладающие высокими моющими свойствами (а в них, соответственно, высоко содержание детергенов), обладают и хорошими антикоррозионными свойствами.

Антипенные присадки

При эксплуатации двигателей масло в них интенсивно перемешивается с воздухом - вспомним хотя бы его истечение под давлением из зазоров подшипников или форсунок и смазку отдельных узлов методом разбрызгивания. В результате этих процессов может образовываться пена.

Наличие воздуха в масле не только снижает несущую способность масляного клина в подшипниках скольжения, но и приводит к повышенному окислению самого масла. Уменьшение пенообразования особенно актуально для двигателей, оснащенных гидротолкателями клапанов и гидронатяжителями цепей привода распределительного вала, работоспособность которых при вспенивании масел резко снижается. Однако по иронии судьбы в процессе работы эти узлы сами провоцируют пенообразование! Но безвыходных положений не бывает. Для решения данной проблемы в состав масел вводят специальные антипенные присадки. Как правило, это силиконы и полиакрилаты.

Механизм их действия сводится к уменьшению поверхностного натяжения оболочки растворенных в масле воздушных пузырьков, что приводит к «схлопыванию» последних.

Антипенные присадки вводятся в состав большинства масел, однако их наличие наиболее актуально для моторных, трансмиссионных и гидравлических масел.

Депрессоры

Присадки этого типа снижают температуру застывания масел. Препятствуя образованию кристаллов парафинов и уменьшая их размер, они повышают текучесть масла при низких температурах, увеличивая несущую способность масляного клина при напряжениях сдвига.

В качестве депрессоров используют:

• полиметакрилаты;

• сложные полиэфиры на основе стирола;

• алкилфенолы;

• алкилированные нафталины;

• полифумараты.

Ряд этих продуктов используются и в другом качестве - как загущающие присадки. В связи с тем, что депрессоры влияют на реологические свойства масел при отрицательных температурах, их вводят практически во все масла, эксплуататируемые при отрицательных температурах.

Антифрикционные присадки

Здесь название говорит само за себя. Эти присадки, называемые еще модификаторами трения, снижают коэффициенты трения при граничной и упругогидродинамической смазке.

Применение антифрикционных присадок позволяет повысить противозадирные и противоизносные свойства масел, снизить шумность работы агрегатов и уменьшить расход топлива.

В качестве антифрикционных присадок используют:

• жирные кислоты;

• жирные спирты;

• жирные амины;

• органические соединения молибдена;

• графит, дисульфид молибдена, ПТФЭ.

В мировой практике чаще всего используют производные жирных кислот, а в России - органические соединения молибдена.

Использование графита, дисульфида молибдена и других слоистых структур (кстати, к присадкам их можно отнести только условно) в жидких смазочных материалах проблематично. Причина проста: в этих дисперсных системах при длительном хранении осаждается твердая фаза.

Но зато графит, дисульфид молибдена и политетрафторэтилен используют в пластичных смазках, предназначенных для высоконагруженных узлов трения.

Деэмульгаторы и эмульгаторы

Деэмульгаторы вводятся в масла как минимум в двух случаях: во-первых, когда недопустимо смешение масел с водой, во-вторых, когда требуется быстрое и надежное разделение фаз в технологических обкаточных маслах. Кроме того, присадки этого типа входят в состав многофункциональных пакетов добавок к бензинам и дизельным топливам.

Назначение эмульгаторов прямо противоположное. Они вводятся, если смазочный материал должен работать в присутствии воды и образовывать стабильную эмульсию. Наиболее типичным примером эмульгаторов являются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), применяемые в металлообработке.

Противозадирные присадки

С некоторым допущением противозадирные присадки можно рассматривать как разновидность противоизносных. Они образуют на деталях сверхпрочные пленки, предотвращающие металлический контакт поверхностей трения при высоких контактных нагрузках.

В качестве противозадирных компонентов наиболее часто используют:

• алкил- и арилдисульфиды, полисульфиды;

• дитиокарбаматы;

• соли алкилфосфорных кислот.

Эти соединения характеризуются высоким содержанием серы или фосфора, что придает им специфический запах, и применяются в композициях масел для механических трансмиссий (трансмиссионных маслах). Кроме того, противозадирные присадки находят ограниченное применение в составе технологических приработочных масел.

Во всех прочих маслах, включая моторные, эти присадки используют крайне редко, и вот почему. Во-первых, они могут оказаться несовместимыми с другими функциональными присадками, а, во-вторых, серийные моторные масла, как и большинство смазочных материалов, не требуют столь высокого уровня противозадирных свойств.

Эпилог

Кроме перечисленных присадок, в состав некоторых смазочных материалов входят красители. Они используются для маркировки - вспомним, например, жидкости для автоматических трансмиссий (ATF), чаще всего окрашенные в красный цвет. Масла для двухтактных двигателей могут окрашиваться в голубой или пурпурный цвета. Для поддержания цвета при хранении в состав масел вводят особые стабилизаторы.

И в заключение подчеркнем: в составе двигателей и других агрегатов современных автомобилей лежат различные конструктивные решения. Существенно отличаются и технологические исполнения узлов, требующих смазки. Однако, несмотря на различия, современные масла способны обеспечить работоспособность любых конструкций автомобильных агрегатов, и главная роль здесь отводится описанным типам присадок.

Выше мы говорили о сбалансированности их пакета. Это очень важное требование, поскольку избыток какой-либо одной присадки рано или поздно начнет работать против другого ингредиента. Например, неверно дозированные антифрикционные присадки способны ускорить химическую коррозию, а ошибки при вводе некоторых ингибиторов могут вызвать питтинг (усталостное выкрашивание) и снизить усталостную прочность детали.

Поэтому разработка и совершенствование пакетов присадок - процесс непрерывный. Только постоянный поиск позволяет справиться со сложными задачами в области надежности, эффективности и экологичности современной автомобильной техники.