Смазки

Чудес не бывает, или еще раз о маслах

вернуться в [Масла]

ПАВЕЛ ЧХЕТИАНИ
научный сотрудник Института
машиноведения (ИМАШ) РАН

Потребители хотят чуда — владеть неизнашиваемыми, сверхэкономичными автомобилями. И производители с торговлей, прессой и телевидением идут им навстречу.

Индустрия... информационного абсурда.
Сегодня автомобилисты могут использовать в узлах трения широкую гамму смазочных материалов и различных добавок к ним Иными словами им есть из чего выбирать.

Но как осуществить этот выбор? Казалось бы, чего проще — читай, советуйся анализируй, делай выводы Что читать? С кем советоваться? Что же касается анализа и выводов, то недостаточно владеть даже достоверной информацией. Следует для себя решить, каким образом выстроить приоритеты (либо максимальный ресурс либо максимальная мощность либо минимальный расход топлива и т.д.) и критически оценить собственные способности — делать грамотный анализ и правильные выводы в данном вопросе.

В печати появляются примитивные расшифровки текстов на этикетках, наивные рекомендации по применению масел советы не приобретать товар в сомнительных торговых точках скрупулезно изучать внешний вид упаковок и этикеток, дабы распознать фальшивки, требовать (!) сертификат.

Информация о результатах применения тех или иных масел и добавок к ним изобилует выражениями типа "...возросло давление масла...", "улучшилась компрессия...", "снизился расход топлива...", "...мотор стал работать тише...", "...снизилось трение и увеличился ресурс двигателя...", "...уменьшились СО, СН, NO...", за которыми не стоят цифры. Если же они приводятся, авторы частенько выдают желаемое за действительное, порой даже опровергая законы физики.

Некоторые продавцы делятся якобы собственными наблюдениями, как "ветвистые молекулы сцепившись мертвой хваткой с рабочими поверхностями препятствуют стоку масла уменьшают трение и износ экономя топливо и продлевая жизнь двигателю"

Другие пропагандируют добавки в масло отмахиваясь от возражении что химические изменения смазочного материала неизбежно приводят к его разбалансированию Они утверждают что масло является только транспортером доставляющим целебный продукт именно туда где в нем имеется необходимость Не правда ли чудесная избирательность? Не путать с избирательным переносом!

На авторынках торгуют знахари советующие "лечить" дышащие на ладан или даже сравнительно новые двигатели вливая "лекарство" через свечные отверстия прямо в цилиндры.

Недалеко ушли от этих продавцов и некоторые специалисты, работающие на фирмах изготовителях смазочных материалов Понятно что при создании новых смазочных материалов и затем продвижении товара руководство использует информацию подготовленную своими научными подразделениями Но эти подразделения зачастую поставлены в такие условия, что вынуждены тратить все силы и время на доказательство своей незаменимости для фирмы В итоге, несмотря на открывающиеся научно-технические возможности на протяжении последних лет не сделано сколь-нибудь заметного прорыва в области, достоверной информации потребителей, например о несущей способности смазочных материалов - основе ресурса узлов трения.

Есть информационные диверсанты и в Интернете. Не будем говорить о сайтах именитых компаний, мы имеем в виду совсем другое. Количество "самопальной" информации о маслах сегодня превысило все мыслимые пределы. Самоуверенное, порой менторское щебетание с использованием специальной терминологии которое демонстрируют поклонники (и ровесники) "мировой паутины" имеет мало общего с истинным поведением смазочного материала при выполнении им своих функции.

На этом фоне фирмы производящие действительно высококачественные смазочные материалы терпят убытки. А их "коллеги", усиливая информационный прессинг лишь совершенствуют тексты на этикетках да внешний вид тары, по прежнему продавая некондицию.

Чтобы снизить энергетические потери...

Оптовик, в том числе закупающий смазочные материалы и добавки к ним за рубежом, не имеет технических средств и соответствующей квалификации для объективного выбора. С учетом низкой платежеспособности населения он вынужден закупать товар который современно и на его взгляд, эстетично упакован. Оптовик может и не догадываться, что вся ценность этого товара - в самой таре, а частое его использование приводит к катастрофическим последствиям.

К сожалению в последнее время на рынок поступает большое количество "сырых" масел и добавок к ним. "Сырых" потому, что в обстановке дефицита времени фирма изготовитель вынуждена либо проводить исследования на трение и износ по сокращенной программе, либо во все их не проводить. В результате состав, дозировка и способ применения продукта не отрабатываются. Это нередко увеличивает износ в три и более раз.

Поэтому поиск фирм производителей высококачественных смазочных материалов и добавок к ним должен быть грамотным. Например надо знать что если даже удастся свести потери на трение в узлах двигателя к нулю, то экономия топлива составит не более 7%. Поэтому если написано, что препарат экономит 7% и более топлива, дальше можно не читать.

Чтобы снизить энергетические потери можно идти двумя путями. Во-первых, используя высоковязкий смазочный материал "А" (рис) заставить все пары трения дающие в сумме более 90% потерь (поршни, поршневые кольца, коренные и шатунные подшипники кулачки и подшипники распредвала), работать в области минимальных значений момента сил трения Мmin. Во-вторых, перейти на менее вязкий смазочный материал "Б". Первое недопустимо, ибо в этом случае будет использоваться менее 50% мощности двигателя. Второе чревато резким ростом износа пар трения. В обоих случаях специфика возвратно-поступательного движения поршней (в ВМТ и НМТ скорость поршня равна нулю а моменты сил трения в этих областях достигают максимальных значении) накладывает серьезные ограничения на возможности снижения трения. Однако используя менее вязкие смазочные материалы, можно вдвое снизить потери на трение в коренных и шатунных подшипниках, кулачках и подшипниках распредвала (распредвалов — в современных многоклапанных двигателях). Кстати, эти потери составляют около 45% от всех потерь на трение в ДВС.

Можно подсчитать что экономия топлива при этом составит менее 1,6%. С учетом мизерного снижения потерь в цилиндропоршневой группе можно сказать что снижение потерь на трение в ДВС достигающее 2% - это блестящий результат.

Но, к сожалению, он может быть существенно омрачен низким ресурсом. Дело в том, что сплошная гидродинамическая смазочная пленка между трущимися поверхностями в этом случае гораздо тоньше чем в таком же диапазоне скоростей скольжения у высоковязкого смазочного материала. Кроме того, скорость скольжения холостого хода Vxx оказывается ниже скорости скольжения, V2Б, при которой возникает сплошная гидродинамическая смазочная пленка - главный фактор обеспечивающий длительную почти безызносную работу.

Особо следует остановиться на прилюдных экспериментах с использованием, в частности машин трения. Демонстрируемые (в том числе и на крупных выставках) "поразительные" результаты снижения трения и износа имеют, как правило, ту же природу что и при механической обработке металлов.

Например, нередко при выполнении токарных операции, сверлении, нарезании резьбы и т.д. применяются различные жирные кислоты, в том числе олеиновая кислота C18H34O2. Взаимодействуя с металлами, она создает на трущихся поверхностях металлические мыла, что приводит к некоторому снижению твердости (разрыхлению) поверхностного слоя и "деликатному" его удалению в результате износа.

Отсутствие омыленных поверхностных слоев, например, в гипоидных и тяжелонагруженных передачах может приводить к катастрофическим видам износа таким как заедание и задир с полным выходом узла трения из строя. Поэтому добавки, имеющие такое же воздействие что и олеиновая кислота, могут использоваться в ступенчатых КПП и в ДВС, но в строго дозированных количествах. В противном случае они, слишком активно взаимодействуя с материалами синхронизаторов и вкладышей, быстро выводят их из строя.

Вывод очевиден: ингредиенты в грамотно "сконструированном" и технологически совершенном смазочном материале должны оптимально способствовать решению той задачи, которая стоит перед данным материалом.

Что же нужно потребителю?

Вернемся к началу нашего разговора. Резонно спросить потребителя насколько ему интересно при очередной смене масла проверять законность данной торговой точки наличие всех необходимых разрешении и лицензии а также исследовать внешний вид упаковок и этикеток?

Думается что его задача — приобрести необходимый смазочный материал, руководствуясь рекомендациями фирмы производителя автомобиля. Более "продвинутые" потребители хотели бы иметь рекомендации для поиска оптимального, в соответствии с собственными приоритетами, смазочного материала.

Однако фирмы, производящие смазочные материалы не знают какой смазочный материал образует при трении наиболее толстую (при данных нагрузке температуре и скорости) разделяющую трущиеся поверхности смазочную пленку. А если и знают, то не публикуют эту информацию. Более толстая смазочная пленка обеспечивает, кроме прочего, при существующих воздушных, топливных и масляных фильтрах снижение повреждаемости трущихся поверхностей из за наличия в масле абразивных частиц.

Они также не знают (или опять же не публикуют) данные о том, при каких скоростях относительного перемещения трущихся поверхностей, в каких скоростных диапазонах VА или VБ при данных нагрузке и температуре у различных смазочных масел существует сплошная гидродинамическая пленка. А ведь максимальная скорость, при которой еще существует сплошная смазочная пленка, — важнейший параметр, обеспечивающий при заданном ресурсе реализацию автомобилем максимальной мощности и надежности.

Таким образом, на этикетках следовало бы отражать ранг смазочного материала в соответствии со следующими параметрами.

Во первых, реальным сроком службы вязкостных (загущающих) присадок (У некоторых, загущенных масел, задолго до срока смены, вязкость из за деструкции снижается почти до вязкости базового масла).

Во вторых, реализуемой толщиной смазочной пленки.

В третьих, максимальной скоростью V4А или V4Б, приводящей к разрушению сплошной смазочной пленки - Hi, Mild или Low.

В результате потребитель получит информацию о несущей способности смазочного материала, которая зависит от совокупного влияния температуры, давления скорости сдвига теплоемкости, стойкости вязкостных присадок и т.д.

Кроме этого, было бы полезно знать через какое время несущая способность пленки уменьшится на 10, 20 или 50 процентов. Иначе не попятно почему за масло, которое "выходит из строя" гораздо раньше срока, гарантированного фирмой-изготовителем, надо платить по цене "правильного" масла?

Все эти данные более полно отражают реальную способность смазочного материала предотвращать выход из строя узлов трения.

Следовало бы разработать соответствующие нормативные документы и проводить регулярный контроль качества смазочных материалов силами квалифицированных специалистов - химиков-трибологов, экологов. Контрольные проверки качеств масел на соответствие тем что заявлены фирмой а также публикация списков лучших смазочных материалов могли бы стать действенными стимулами для производителей, берегущих свою репутацию и одновременно помогли бы потребителям в объективном выборе смазочного материала.

Институт машиноведения РАН инициировал привлечение повышенного внимания к той части проблемы качества смазочных материалов, которая ответственна за ресурс узлов трения и снижение в них энергетических потерь.

Совет Безопасности и Правительство РФ дали поручение Минтопэнерго, Минэкономики и Миннауки РФ рассмотреть данный вопрос с участием заинтересованных организаций и о результатах проинформировать аппарат Совета Безопасности Российской Федерации.

АБС #1'2000 стр.34-35.

вернуться в [Масла]