Ликбез для автолюбителей

1. Природа износа и средства борьбы с ним

Износ деталей различных машин и механизмов обусловлен зацеплением вершин микронеровностей на контактирующих поверхностях (поверхностях трения) при перемещении деталей относительно друг друга. Поэтому основная задача смазочных материалов – разделять вершины микронеровностей поверхностей трения, создавая упругие слои.

В устоявшемся динамическом режиме, гидродинамическая  способность масел разделять поверхности трения определяется их вязкостью. Однако вязкость масел может быть увеличена только до определенного предела, ограниченного необходимостью быстрого протекания масла в зазорах между поверхностями.   Кроме того, при старте, при остановке и при случайных ударах масло не может предотвратить контакты вершин микронеровностей. Поэтому в моторные и другие масла вводят пакет антифрикционных, противоизносных и противозадирных присадок.

Антифрикционные присадки способствуют уменьшению температуры и стабилизации условий работы смазочных материалов. Но они не могут сопротивляться значительным нагрузкам, поэтому необходимы противоизносные присадки. Для предельных нагрузок и высоких рабочих температур необходимы противозадирные присадки.

Усилия ведущих производителей смазочных материалов обеспечить противоизносную защиту, опираясь на традиционную гидродинамическую модель, привели к росту стоимости масел и смазок до значений, недоступных массовому покупателю в развивающихся странах. Более того, столь дорогие смазочные материалы не эффективны при износе, превышающем 50% ресурса, в то время, как для всех развивающихся стран характерна массовая эксплуатация машин и механизмов с износом, превышающим 70% начального ресурса.

Они не могут защитить от ударов при езде по неровным дорогам и от нарастающего вибрационного воздействия.  Износ вызывает рост амплитуды вибрационных колебаний  с 1-5 мкм до 100-500 мкм. Усиленное вибрационное воздействие вызывает пробои гидродинамического разделительного смазочного слоя и контакт микронеровностей. Следствием этого является ускоряющийся износ механических узлов, дальнейший рост вибрации и  температуры саморазогрева узлов трения.

Пакеты антифрикционных, противоизносных и противозадирных присадок, применяемые в зарубежных маслах и закупаемые отечественными производителями смазочных материалов, не рассчитаны на столь жесткие режимы эксплуатации. Более того, нас в свое время поразило, что у одного из лучших моторных масел «Мобил-1» нулевая несущая способность (предельное давление, выше которого начинается износ) . Видимо, этого достаточно при гладких дорогах и малой степени  износа.  На наших дорогах и при запредельном вибрационном воздействии импортные смазочные материалы становятся неэффективными.

Таким образом, обеспечение надежности работы оборудования и техники с износом, превышающим 50% ресурса, требует поиска принципиально новых подходов. В связи с этим, у потребителей стихийно сформировался спрос на нечто более эффективное. И спрос нашел предложение.

На рынок хлынул поток различных присадок и снадобий, производители которых гарантировали безызносную работу узлов трения. Этот факт проясняет причину возникновения неудовлетворенного спроса: а именно, массовый потребитель  интуитивно, стихийно хотел улучшения износостойкости смазочных материалов.

 

2. Граничный смазочный слой

Проблему износостойкости более или менее успешно решали составы, которые объединяет общий механизм защиты от износа – создание на поверхностях трения граничного смазочного слоя, надежно закрывающего вершины микронеровностей и препятствующего зацеплению вершин даже при пробоях разделительного гидродинамического  слоя.

Граничный смазочный слой может быть создан с помощью избирательного переноса, трибополимеров, эпиламов, мягких металлов, графита, молибденита, фторорганических материалов и других средств защиты поверхностей трения.

 

1. 1.      Составы с восстановительным эффектом

Однако, продолжение эксплуатации узлов трения в условиях усиленного вибрационного воздействия чревато отказами вследствие образования трещин, сколов и т.д. Поэтому оптимальные результаты достигаются при применении смазочных материалов с восстановительным эффектом на основе природных силикатов магния -   серпентинитов, с помощью которых можно не только замедлить износ, но и вернуть вибрационные показатели к исходным значениям

Порошок серпентинита внедряется в поверхности трения под действием контактного давления сопряженных деталей и насыщает приповерхностный слой, увеличивая объем и размеры изношенных или недостаточно точно изготовленных деталей до номинальных значений. При этом происходит модифицирование поверхностей, которое проявляется в их упрочнении и уменьшении шероховатости до 0,1 мкм.  Достижение правильной формы, номинальных размеров деталей и выглаживание поверхностей трения сопровождается исчезновением биений и уменьшением контактного давления, вследствие чего процесс внедрения серпентинита сам собой прекращается.  Зафиксированные изменения размеров деталей при восстановительном процессе достигали сотен микрометров.

Противоизносные и антифрикционные свойства модифицированных поверхностей трения превосходят показатели известных присадок. Вот этим сочетанием восстановительно-корректирующего эффекта с выдающимися результатами защиты от износа объясняется повышенный интерес к средствам на основе серпентинита, предлагаемым под названиями: НИОД, РЮ-11, ММТ, ТСП ПЗС, РВС, ХАДО, Форсан, «Живой металл», «Реагент-2000», «Автоминерал», «ГТМ-компаунд», «Геомодификатор», «Геоактиватор», Нанопротек (Nanoprotec), Супротек (Suprotec), Атомиум (Atomium), Мегафорс (Megaforсe), Нановит (Nanovit), Эконовит (Econovit), Ретол, Практекс (Practex) и т.д. 

К сожалению, уникальная триботехническая эффективность серпентинитов в 90-е годы привлекла многих любителей быстрого обогащения, шарлатанов и авантюристов. Они оттеснили ученых от изучения и развития этого явления.  Поэтому все, что связано с серпентинитами, обросло мифами и осталось на уровне понимания начала 90-х годов.

При всех достоинствах, перечисленные составы еще далеки от совершенства. Прежде всего, разработчики не смогли, в полной мере, преодолеть проблему абразивных включений, характерную для природных материалов, поэтому, перестраховываясь, закладывают заниженную дозу серпентинита. В некоторых случаях, заниженная доза объясняется также высокой себестоимостью исходного сырья. Кроме этого, недостаточно тщательно проведен отбор месторождений серпентинитов по восстановительной эффективности. В результате, потребители не имеют стабильных результатов, например, по восстановлению и выравниванию компрессии в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания.

Более того, в особо жестких условиях эксплуатации, например, в редукторах мельниц  помола цементного сырья, в старт-стопном режиме, серпентиниты не успевают защищать поверхности трения от задиров. В этих случаях нужна трибополимеробразующая (ТПО) присадка, присутствующая в  АРВК.

Необычные свойства серпентинитов привлекли внимание ученых Института машиноведения РАН, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Электрогорского института нефтепереработки, и инновационной фирмы ООО «Венчур-Н». В короткие сроки были систематизированы разрозненные сведения о свойствах серпентинитов и преодолены факторы, ограничивающие их применение.

Весьма эффективным оказалось использование метода построения композиций из различных добавок и присадок к маслам, в результате чего, в 2003 г. разработана антифрикционная  ресурсовосстанавливающая композиция (АРВК), в которой взаимно усиливающим образом, объединены уникальные антифрикционные и противоизносные свойства трибополимеробразующих (ТПО) присадок и восстановительный эффект серпентинитов (патент на изобретение № 2237704 от 10.10. 2004 г.). Любое масло, в которое добавлена АРВК, приобретает противоизносную эффективность, в 2 раза превосходящую показатели лучших импортных моторных масел.

Анализ результатов применения и испытания смазочных материалов, содержащих АРВК на предприятиях ОАО «Мосэнерго», ГУП «Мостеплоэнерго», в автокомбинатах, на автобазах Министерства обороны РФ, на предприятиях Росавиакосмоса и Минсельхоза, на многих других  предприятиях России, Украины, Беларуси, Узбекистана, Болгарии и США. свидетельствует об их высокой эффективности: в 100% случаев восстанавливается и выравнивается по цилиндрам компрессия в двигателях, соответственно, восстанавливается крутящий момент двигателей, уменьшается потребление топлива и количество вредных выбросов. В механических узлах всех видов устраняется износ, что проявляется в снижении вибрации, температуры и шума.

Однократного добавления АРВК достаточно для пробега 60 тыс. км автомобиля, независимо от замены масла. Затем АРВК добавляют повторно.

Во время обкатки новых или после капитального ремонта двигателей, коробок переключения передач, задних мостов происходит коррекция размерных неточностей изготовления и минимизация допусков, что обеспечивает получение максимальных функциональных характеристик, увеличение ресурса, снижение вибрации и шума, в частности, экологические параметры двигателей улучшаются до «Евро-2». 

 

С искренним уважением и наилучшими пожеланиями,   Президент    международного инновационного холдинга   «Homo responsabilis»,

руководитель секции «Инновационного развития и экономики» межведомственного научного совета по трибологии РАН,  к.ф.-м.н., Вадим Иванович Новиков