Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Нефтяные добавки являются химическими соединениями , которые улучшают смазки производительности базового масла (или масло «базовое масло»). Производитель множества различных масел может использовать одно и то же базовое масло для каждого состава и может выбирать разные присадки для каждого конкретного применения. Добавки составляют до 5% от веса некоторых масел. [1]

Почти все коммерческие моторные масла содержат присадки, будь то масла на синтетической или нефтяной основе. По сути, только моторные масла Service SA Американского нефтяного института (API) не имеют присадок, и поэтому они не способны защитить современные двигатели . [2] Выбор добавка определяется путем применения, например, масло для дизельного двигателя с непосредственным впрыском в пикапе (API Service CJ-4) имеет различные добавки , чем масло , используемое в небольшом бензине Приведен подвесной мотор на лодка (масло для двухтактных двигателей).

Типы добавок [ править ]

Присадки к маслу жизненно важны для правильной смазки и длительного использования моторного масла в современных двигателях внутреннего сгорания . Без многих из них масло могло бы загрязняться, разрушаться, вытекать или не защищать детали двигателя должным образом при всех рабочих температурах . Не менее важны присадки к маслам, используемым в коробках передач , автоматических трансмиссиях и подшипниках . Некоторые из наиболее важных присадок включают те, которые используются для повышения вязкости и смазывающей способности., контроль загрязнения, контроль химического разложения и кондиционирование уплотнений. Некоторые присадки позволяют смазкам лучше работать в тяжелых условиях, таких как экстремальные давления и температуры, а также высокие уровни загрязнения.

Контроль химического распада [ править ]

  • Моющие присадки, появившиеся в начале 1930-х годов [3] , используются для очистки и нейтрализации масляных примесей, которые обычно вызывают отложения ( масляный шлам ) на жизненно важных деталях двигателя. Типичными моющими средствами являются сульфонаты магния.
  • Присадки, ингибирующие коррозию или ржавчину, замедляют окисление металлов внутри двигателя.
  • Антиоксидантные присадки замедляют разложение масел в результате окисления . Типичными добавками являются органические амины и фенолы .
  • Деактиваторы металла создают пленку на металлических поверхностях, чтобы металл не приводил к окислению масла.
  • Основания могут использоваться для борьбы с химическим разложением базового масла в присутствии кислот. Когда масло подвергается сдвиговому износу и окислению воздухом и дымовыми газами, оно имеет тенденцию собирать кислоты и увеличивать общее кислотное число (TAN). Например, кислоты разложения, обнаруженные в отработанном трансмиссионном масле, могут включать карбоциклические кислоты, кетоны, сложные эфиры и побочные продукты нитрования и сульфатирования. [4] Однако органические и неорганические основания и детергенты входят в состав большинства масел, как обсуждается в следующем параграфе, поэтому некоторые (но не все) из этих загрязняющих веществ будут нейтрализованы. Ухудшение качества трансмиссионного масла и его долговечность можно измерить с помощью TAN.
Химическая структура диалкилдитиофосфата цинка, типичного противоизносного агента, содержащегося во многих моторных маслах.
  • Щелочные добавки используются для нейтрализации упомянутых ранее кислот, а также помогают предотвратить образование сульфатов в рабочем масле. Сформулированное масло часто будет содержать KOH ( гидроксид калия ), сильное основание, в небольших количествах, поскольку оно является эффективным нейтрализатором, используемым при переработке нефти. [5] Присадки, которые выполняют аналогичную функцию в моторном масле, включают сульфонаты, салицилаты и фенаты магния и кальция. [4] Это упомянутые ранее моющие добавки. Чтобы измерить потенциал щелочности сформулированного масла, его тестируют для получения эквивалентного количества КОН для определения общего щелочного числа масла.(TBN) в мг КОН на грамм масла. По мере ухудшения качества пакета присадок TBN будет уменьшаться до тех пор, пока моторное масло не потребуется заменить. Дальнейшее использование масла приведет к образованию отложений, нагара и коррозии металла. [4] Важным показателем деградации и долговечности моторного масла является его TBN относительно нового масла.

Для вязкости [ править ]

  • Модификаторы вязкости повышают вязкость масла при повышенных температурах, улучшая его индекс вязкости (VI). Это предотвращает тенденцию масла становиться жидким при высокой температуре. Преимущество использования менее вязкого масла с присадкой, улучшающей вязкость, заключается в том, что оно будет иметь улучшенную низкотемпературную текучесть, а также будет достаточно вязким, чтобы смазывать при рабочей температуре . Большинство всесезонных масел имеют вязкостьмодификаторы. Некоторые синтетические масла разработаны с учетом всесезонных спецификаций без них. Модификаторы вязкости часто представляют собой пластичные полимеры. Практически все масла требуют определенного диапазона вязкости в качестве рабочей жидкости, поэтому вязкость является основным фактором, определяющим, подходит ли масло для любого конкретного применения. По мере ухудшения качества масла в процессе эксплуатации их вязкость будет снижаться, что в конечном итоге потребует их замены.
  • Депрессанты, понижающие температуру застывания, улучшают текучесть масла при более низких температурах .

Для смазывания [ править ]

  • Модификаторы трения или понизители трения, такие как дисульфид молибдена , используются для увеличения экономии топлива за счет уменьшения трения между движущимися частями. [6] Модификаторы трения изменяют смазывающую способность базового масла. Китовый жир использовался исторически. [7]
Хлопья наночастиц из масляной присадки TriboTEX. Изображение, полученное с помощью электронного микроскопа, показывает наноуровень.
  • Агенты, работающие против экстремального давления , связываются с металлическими поверхностями, не позволяя им соприкасаться даже при высоком давлении .
  • Противоизносные присадки или присадки, замедляющие износ, заставляют пленку окружать металлические детали, помогая им разделять их. Обычно используются диалкилдитиофосфат цинка [8] или дитиофосфаты цинка .
  • Наночастицы , образующие алмазоподобные углеродные покрытия, улучшающие заделку и повышающие смазывающую способность . Технология разработана Аргоннской национальной лабораторией и Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией и является основой продукта TriboTEX. [9] Эта технология была отмечена журналом NASA Spinoff Magazine за ее свойства, повышающие долговечность [10]
  • Наночастицы неорганического фуллереноподобного дисульфида вольфрама (IF-LWS2) с морфологией полой сферы ( фуллереноподобной ) обеспечивают исключительную смазывающую способность , антифрикционные свойства и высокую ударопрочность (до 35 ГПа). Частиц IF-LWS2 был обнаружен профессор Решеф Tenne в Институте Вейцмана . В отличие от стандартных присадок к смазочным материалам, которые имеют пластинчатую структуру с умеренными трибологическими свойствами, частицы IF-WS2 имеют десятки сосредоточенных концентрических слоев, благодаря чему эти частицы превосходно работают при экстремальном давлении или нагрузке. Частицы IF-LWS2 доступны в форме сухого порошка, а также в виде дисперсии.в масле, воде и растворителе . Эти дисперсии используются в составе различных смазок , консистентных смазок , жидкостей для металлообработки , покрытий , красок и полимеров .
ПЭМ-изображение группы наночастиц научного уровня, произведенных Nanotech Industrial Solutions Corporation. Обратите внимание на форму, близкую к сферической, и наличие полого сердечника.
  • Металлы, изношенные в результате трения, являются непреднамеренными добавками к маслу, но большинство крупных металлических частиц и примесей удаляются на месте с помощью магнитов или масляных фильтров . Трибология - это наука, изучающая износ материалов.

Для контроля за загрязнением [ править ]

  • Диспергаторы удерживают загрязняющие вещества (например, сажу ) во взвешенном состоянии в масле, чтобы предотвратить их коагуляцию .
  • Противовспенивающие агенты (пеногасители) препятствуют образованию пузырьков воздуха и пены в масле, что может вызвать потерю смазки , точечную коррозию и коррозию в местах, где захваченный воздух и газы сгорания соприкасаются с металлическими поверхностями.
  • Антимистирующие вещества предотвращают распыление масла. Типичными антимистирующими агентами являются силиконы. [1]
  • Модификаторы кристаллов воска - это депарафинизирующие добавки, которые улучшают способность масляных фильтров отделять воск от масла. Этот тип присадки применяется при очистке и транспортировке масел, но не для составов смазочных материалов.

По другим причинам [ править ]

  • Кондиционеры уплотнений вызывают набухание прокладок и уплотнений, что снижает утечку масла.

Добавки на вторичном рынке и споры [ править ]

Хотя моторное масло производится с множеством присадок, существуют и дополнительные присадки к маслам. Вопиющая непоследовательность массовых добавок к маслам на вторичном рынке заключается в том, что в них часто используются присадки, чуждые моторному маслу. С другой стороны, также продаются коммерческие присадки, предназначенные для увеличенных интервалов замены (для замены истощенных присадок в отработанном масле) или для составления масел на месте (для изготовления моторного масла по индивидуальному заказу из базового масла). Коммерческие присадки идентичны присадкам, содержащимся в серийных моторных маслах, в то время как массовые присадки содержат некоторые из них.

Некоторые массовые добавки к маслам, особенно те, которые содержат ПТФЭ / тефлон (например, Slick 50 ) [11] и хлорированные парафины (например, Dura Lube ) [12] , вызвали серьезную реакцию потребителей и Федеральной торговой комиссии США, которая исследовала многие массово продаваемые присадки к моторным маслам в конце 1990-х годов.

Хотя нет никаких оснований утверждать, что все присадки к маслу, используемые в упакованном моторном масле, являются хорошими, а все присадки к маслам послепродажного обслуживания - плохими, на рынке запчастей наблюдается тенденция делать необоснованные заявления об эффективности присадок к маслам. Эти необоснованные утверждения побудили потребителей добавить в свои двигатели бутылку химикатов, которые не снижают выбросы, не улучшают износостойкость, не снижают температуру, не повышают эффективность или не продлевают срок службы двигателя больше, чем это могло бы (гораздо более дешевое) масло. Многие потребители убеждены, что послепродажные присадки к маслам работают, но многие потребители убеждены, что они не работают и на самом деле вредны для двигателя. Тема горячо обсуждается в Интернете .

Хотя твердый ПТФЭ использовался в некоторых добавках к маслам на вторичном рынке, пользователи утверждали, что ПТФЭ слипаются вместе, забивая фильтры. Некоторые люди в 1990-х годах сообщали, что это было подтверждено НАСА [13] и университетами США. [14] В защиту ПТФЭ следует отметить, что если частицы меньше, чем те, которые, по-видимому, использовались в 1980-х и 1990-х годах, то ПТФЭ может быть эффективной смазкой в ​​суспензии. [15] Размер частицы и многие другие взаимосвязанные компоненты смазочного материала затрудняют однозначные заявления о том, полезен или вреден ПТФЭ. Хотя ПТФЭ называют « самым гладким веществом из всех известных человеку » [16] [17]он вряд ли принесет пользу, если он останется в масляном фильтре .

См. Также [ править ]

  • Присадка к топливу
  • Присадка к бензину
  • Анализ масла  - Лабораторный анализ свойств смазочного материала на масляной основе и загрязняющих веществ.

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Торстен Бартельс и др. «Смазочные материалы и смазка» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2005 г., Вайнхайм. DOI : 10.1002 / 14356007.a15_423
  2. ^ «Руководство API по моторным маслам, 2006» (PDF) .
  3. ^ Дизельные присадки Chevron Oronite
  4. ^ a b c "TAN & TBN - Spectro Scientific" . www.spectrosci.com .
  5. ^ «Гидроксид калия в нефтегазовой промышленности - Continental Chemical» .
  6. ^ Роджер Ф. Себеник и др. «Молибден и соединения молибдена» в Энциклопедии химической технологии Ульмана, 2005 г .; Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a16_655
  7. ^ Китовое масло dexron Turbo hydra-matic 350 Рон Сешнс], стр. 20.
  8. ^ "Моторное масло ZDDP - ежемесячный журнал Mustang" . Мустанг 360 .
  9. ^ Чанг, Цюин; Руденко, Павел; Миллер, Дин Дж; Вэнь Цзяньго; Берман, Диана; Чжан, Юэпэн; Арей, Брюс; Чжу, Цзыхуа; Эрдемир, Али (2017). «Оперативное формирование пограничной пленки сверхнизкого трения из синтетической добавки гидроксида кремния магния». Tribology International. 110: 35–40. DOI: 10.1016 / j.triboint.2017.02.003.
  10. ^ https://spinoff.nasa.gov/Spinoff2020/cg_4.html
  11. ↑ Quaker State снимает с FTC обвинения против Slick 50 на сумму 10 миллионов долларов США в 1997 году.
  12. ^ Dura Lube оплачивает сборы FTC Заархивированные 15 января 2013 года в Wayback Machine , заплатив 2 миллиона долларов США в качестве компенсации потребителям в 2000 году.
  13. ^ Вотчете об исследовании НАСА якобы говорится о добавках к маслу из ПТФЭ: «В рассмотренных нами типах контакта с поверхностью подшипников мы не обнаружили никаких преимуществ. В некоторых случаях мы наблюдали отрицательный эффект. Твердые частицы в масле имеют тенденцию к накоплению. на впусках и действует как плотина, которая просто блокирует проникновение нефти. Вместо того, чтобы помогать, она фактически лишает части смазки ». Источник этой цитаты неизвестен, но сама цитата присутствует в статье журнала, на которую ссылаются ниже.
  14. ^ См.Статью Фреда Рау в журнале Road Rider Magazine (ныне Motorcycle Consumer News ) от августа 1992 года, которая была широко переиздана, а также см. Oilfilters.htm для современного обсуждения.
  15. ^ См. Nanoflon , PTFE, который достаточно мал для суспендирования в смазочных материалах и используется для этой цели в коммерческих целях.
  16. ^ Представляя ПТФЭ: сильнодействующая смола, хорошо хранимый секрет, автор Оуэн Хитвол, апрель 1981 г., для QMI.
  17. ^ «Двигатели Эдвардса - Технические характеристики» . 24 февраля 2010 года Архивировано из оригинала 24 февраля 2010 года.

Внешние ссылки [ править ]

  • Группа по нефтяным добавкам Американского химического совета связывает их с производителями присадок к маслам.