Присадки к смазочным маслам
В различных машинах и механизмах, агрегатах и узлах трения к смазочным маслам предъявляются жесткие требования. Действительно, необходимо, чтобы масла не окислялись и препятствовали образованию высокотемпературных отложений, а в то же время рабочая температура зачастую достигает таких значений, при которых не только происходят процессы интенсивного окисления, но даже и термического распада масел. В зимнее время необходимо обеспечить легкий запуск двигателя при отрицательной температуре, быструю подачу масла к поверхностям трения, а с другой стороны — создание надежной масляной пленки при высокой температуре. И таких примеров можно привести множество.
Присадки используют в трансмиссионных, трансформаторных, гидравлических маслах, пластичных смазках и других смазочных материалах. Но особенно широкое распространение они получили в моторных маслах, от качества которых во многом зависит надежность и долговечность двигателей, а значит всей машины в целом. Моторные масла без присадок не выпускаются. Количество добавляемых в различные масла присадок колеблется от сотых долей процента до 15—18%, последние цифры относятся к маслам для форсированных двигателей внутреннего сгорания. Следует иметь в виду, что присадки могут повысить эксплуатационные свойства только хорошо очищенных высококачественных масел. Вначале подбирают сырье, улучшают технологию переработки и только после этого добавляют присадки.
В современные моторные масла вводят присадки нескольких видов. Для улучшения вязкостно-температурных свойств масел, особенно предназначенных для зимней эксплуатации, используют вязкостные присадки, добавляют их в количестве до 3%. Температуру застывания зимних масел понижают путем введения до 1 % специальных веществ —депрессоров. Уменьшение образования лаков, нагаров, осадков на нагретых деталях двигателей, предотвращение пригорания поршневых колец достигается использованием моющих присадок, их добавляют в значительном количестве—от 3 до 10% в зависимости от степени форсирования двигателя. Процессы окисления масла удается снизить применением антиокислителей, при этом уменьшается нагарообразование и коррозия масел. Все шире применяют присадки для снижения износа трущихся деталей, уменьшения коррозии черных и цветных металлов, сплавов (противокоррозионные), предотвращения пенообразования (антипенные). К некоторым маслам добавляют также противозадирные присадки для снижения задира поверхностей трения, работающих при высоких удельных нагрузках. При хранении техники используют присадки, защищающие детали от атмосферной коррозии (противоржавейные).
Условия работы масел в современных двигателях настолько тяжелы, что отдельные, даже самые эффективные, присадки не позволяют обеспечить удовлетворительные эксплуатационные свойства. Поэтому в моторные масла обычно вводят композицию из четырех-пяти соединений, каждое из которых придает им особые свойства, весь комплекс присадок позволяет снизить лако- и нагарообразование, износ, главным образом, коррозионный, замедлить процессы окисления, уменьшить вспениваемость. Моторные масла — это сложные смеси, состоящие из углеводородов масел и различных присадок, количество которых обычно составляет 8—14%.
Рассмотрим требования, которые предъявляются к присадкам. Присадки должны быть возможно более эффективными. Необходимо, чтобы они полностью растворялись в масле и не отфильтровывались маслоочистительными устройствами двигателя. Вводимые в масла соединения должны обладать достаточной стабильностью: не выпадать в осадок при длительном хранении, изменении температуры и действии воды. Важно, чтобы, улучшая одни эксплуатационные свойства масел, присадки не ухудшали другие.
На практике эти требования полностью не удается осуществить. Почти все присадки в масле находятся не только в растворенном состоянии, но и в виде очень мелких взвешенных частиц. Чем выше концентрация присадок, тем большее их количество будет в неустойчивом состоянии. Эта нестабильная часть может задерживаться маслоочистительными устройствами, а при длительном хранении, действии влаги выпадать в осадок, что приводит к ухудшению эксплуатационных свойств масел. В большинстве присадок содержатся различные щелочноземельные металлы. При сжигании масла с такой присадкой остается много золы. С одной стороны, повышенная зольность означает большую концентрацию присадок, а с другой — чем больше золы, тем выше может быть скорость механического изнашивания при испарении и выгорании масла. Поэтому после разработки присадок проводится их всесторонняя проверка в реальных производственных условиях. И только при высокой эффективности их вводят в товарное масло.