Присадки до олив - експертиза - журнал За кермом

1. Присадки до олив - що це? Що дають найбільш спірні препарати автохімії? У теорію питання заглибився...
2. ККД
3. КРИЗОВИЙ МЕНЕДЖЕР
4. ЯК?
5. І ЩО?
6. Помилка в термінології
7. І СКІЛЬКИ?

Присадки до олив - що це? Що дають найбільш спірні препарати автохімії? У теорію питання заглибився професор Олександр Шабанов.

Єхидна посмішка реклами любить ховатися за кількістю обіцянок і заумності формулювань. Типовий приклад - автохімія: напустити туману тут простіше простого. Розвіяти його допомагає класична теорія двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), яка прекрасно знає, на які реальні ефекти можна сподіватися.

На що зазвичай хочеться вплинути середньому споживачеві, що вивчає вітрину з препаратами? Мабуть, на потужність і динаміку автомобіля. Та ще на витрати палива . А чи можливо таке теоретично? І якщо так, то як цей ефект отримати? І непогано б знати, наскільки істотним він може бути, щоб заздалегідь не готуватися до чудес.

ІНФОРМАЦІЯ ДО РОЗДУМІВ

Беремо літр палива і спалюємо його в двигуні. Яка частина цього літра принесе нам користь, а яка пропаде даремно? Іншими словами, чому дорівнює коефіцієнт корисної дії?

Найдосконалішими і ефективними є важкі малооборотних суднові дизелі з циліндрами великих діаметрів. Там з кожного літра палива на користь йде до 520-540 мілілітрів. Решта гріє повітря (разом з відпрацьованими газами і охолоджувальною рідиною), а також крутить насоси і агрегати. Зовсім невелика частина (не більш 10-20 мл) не згорає та, а тому псує атмосферу. Чим миниатюрнее двигун і чим вище обороти, тим менше палива йде в толк. У одноциліндровому бензиновому двигуні бензопили або газонокосарки з літра бензину толково використовується всього 150-200 мл. автомобільні двигуни - десь посередині.

В реальності все набагато гірше, ніж на стенді. Наприклад, їдемо ми в п'ятницю з міста (читай: стоїмо в пробці). Мотор крутиться на холостих, якість згоряння нікчемне. З того ж літра бензину не згорить 80-100 мл: позначається погана якість газообміну, а разом з ним і згоряння - через сильно прикритої дросельної заслінки. А все інше паливо йде на забезпечення життя мотора, нам від нього не дістається нічого - хіба що у вигляді холодного потоку від кондиціонера. Іншими словами, ефективна потужність, а також ефективний і механічний ККД взагалі дорівнюють нулю, оскільки машина не рухається. При збільшенні подачі палива потужність зростає, а з нею і обидва цих ККД. Але в будь-якому випадку механічний ККД при номінальній частоті обертання колінчастого вала і повному навантаженні не піднімається вище 0,75 для високооборотного двигуна і 0,90-0,92 для малооборотних. А в середньому для автомобільного мотора в режимах міського циклу він складе 0,35-0,50.

Отже, ми, по-перше, спалюємо не все, що ллємо в циліндри. По-друге, занадто багато витрачаємо на забезпечення функціонування мотора, тобто на механічні втрати.

Шляхи підвищення ефективності ДВС очевидні: потрібно підвищити повноту згорання і знизити непродуктивні втрати. На якість згоряння присадки точно не впливають. А на втрати?

ККД

Ступінь досконалості двигуна і процесів, що відбуваються в ньому, найбільш повно характеризує так званий ефективний ККД. Цей твір двох інших коефіцієнтів корисної дії: індикаторного, який, умовно кажучи, відповідає за якість того, чтó і як горить, - і механічного, який пояснює, скільки палива спалюється тільки для забезпечення життя самого двигуна. Адже необхідно компенсувати то тертя, яке обов'язково присутній в вузлах, забезпечити роботу механізму газорозподілу, насосів, генератора, без яких двигун не може функціонувати.

1. Так виглядала поверхню першого поршневого кільця неабияк побитого життям мотора до обробки (збільшення в 64 рази) ... 2 ... а так - після того, як двигун пройшов повну обробку препаратом на базі ГМТ.

КРИЗОВИЙ МЕНЕДЖЕР

Механічні втрати, що з'їдають левову частку палива, складаються з декількох складових. Втрати на привід механізму газорозподілу плюс витрати на масляний і паливний насоси, помпу системи охолодження, генератор і привід крильчатки вентилятора, а також на потужність, необхідну для здійснення процесу газообміну, це так звані насосні втрати. Все інше (від 50 до 80%) - втрати на подолання сил тертя в двигуні . Ось з тертям якраз і борються триботехнические склади .

Трібосостави скорочують зону граничного тертя, що істотно зменшує втрати на тертя в двигуні. Особливо це помітно у районі верхньої мертвої точки, де поршень ледве рухається, а навантаження на поршневі кільця дуже велика.

У двигуні тертя може бути трьох видів.

При сухому терті дві шорсткі поверхні скребуть одна об одну без всякої мастила. Таке трапляється тільки тоді, коли мастильна система ще не працює, тобто в пускових режимах після довгого простою.

У разі граничного тертя між поверхнями є сліди масла, але товщина розділяє шару недостатня для формування стійкої плівки. Це можливо в деяких робочих режимах - наприклад, при низькій частоті обертання колінчастого вала і високому навантаженні. Таке може статися і якщо навантаження на вузли тертя великі, а масло занадто гаряче.

Третій вид, основний, - гідродинамічний тертя: поверхні деталей, що утворюють пару тертя, розділені стійкою масляною плівкою, товщина якої перевищує деяку критичну величину, умовно прийняту за потрійну сумарну висоту шорсткостей поверхонь.

Підсумок обробки трібосоставом Liqui Moly - загальне зниження втрат на тертя в моторі. Двигун ВАЗ-2112, пробіг до обробки - 110 тисяч кілометрів.

При сухому терті його сила може досягати 20-40% зовнішнього навантаження, при граничному - 5-15%, а при гідродинамічному падає до часток відсотка. Очевидно, що для економії добре б змусити працювати в гідродинамічному режимі всі пари. Для цього оптимізують форму деталей і вибирають відповідні масла. А ще можна зменшити сумарну шорсткість поверхонь і знизити коефіцієнти тертя на них, тоді й зона гідродинамічного тертя розшириться. Особливо це важливо при малих частотах обертання колінчастого вала, коли немає умов для формування достатнього розділяє шару, і в режимах максимальних навантажень, коли шар «просаживается» потужними контактними тисками. Запам'ятаємо це!

Особливо просунуті можуть заперечити: але ж на абсолютно гладких поверхнях і масло триматися не буде, згадайте, мовляв, про хонингование. І будуть праві! Однак тут починають працювати нові властивості поверхонь, обумовлені застосуванням трібосоставов. Але про це - трохи нижче.

ЯК?

Отже, як працюють трібосостави? Варіантів може бути декілька, і вони залежать від того, на базі якого активного компонента ці склади побудовані. Основні механізми наступні.

Матеріали по темі

Мікрошліфовка. Найбільш ефективний по впливу на поверхні тертя трібосостав побудований на базі Геомодифікатори тертя - мінеральних порошків особливого складу, які при формуванні захисного шару шліфують робочі поверхні вузлів тертя, зменшуючи висоту мікронерівностей в два-три рази. При цьому на 15-20% збільшується твердість поверхневих шарів пар тертя. А це означає зростання зносостійкості поверхонь - твердість з нею корелює дуже чітко.

Металлоплакирующих склади вкривають шорстку поверхню новим мікрошарів, що складається з м'яких металів (найчастіше з міді), при цьому шорсткість теж різко падає. Зменшується і коефіцієнт тертя. Але при цьому знижується твердість! Очевидно, що компенсація зносу м'якого захисного шару буде відбуватися, тільки коли в маслі досить «будівельного матеріалу» - тієї ж міді, а тому використання таких складів вимагає регулярного введення їх в масло, як мінімум за будь-якої його зміні.

Плакірованіе шаруватими модифікаторами або полімерами. Це окрема група складів, які містять речовини (наприклад, графіт, дисульфід молібдену, тефлон), чиє впровадження в поверхневі шари вузлів двигуна різко знижує коефіцієнт тертя. Видалення відкладень. Більшість трібосоставов при введенні в двигун починають його активно мити, видаляти відкладення в зонах тертя. Зокрема, це покращує рухливість поршневих кілець, їх прілегаемость до дзеркала циліндра.

І ЩО?

Що це дає двигуну? Ефектів кілька, і в сумі вони дають зростання потужності і зниження витрати палива.

Видалення подряпин. Це один з важливих аспектів впливу трибологічних складів на процеси тертя. Вони вміють «заліковувати» робочі поверхні.

У процесі життєвого циклу на поверхнях вкладишів підшипників, шийок колінчастого вала, циліндрів і поршневих кілець утворюються поздовжні подряпини, відколи антифрикционного шару, раковини і інші «прикраси». Глибина цих дефектів зазвичай істотно перевищує робочу товщину масляної плівки. Але в результаті обробки двигуна трібосоставом дефекти зашліфовиваются або плакируют. При цьому відновлюється несуча здатність підшипників, що також знижує механічні втрати, особливо у «Літнього» мотора .

Результати вимірів мікротвердості поверхні корінний шийки колінчастого вала зношеного двигуна до і після його обробки трібосоставом на базі Геомодифікатори тертя (ГМТ). Зниження твердості до обробки - свідоцтво спрацьовування зміцненого шару, тобто зносу. Дві послідовні обробки трібосоставом Супротек поступово її відновлюють - формується зміцнений шар, який забезпечує ще й значно менший коефіцієнт тертя. Збільшення розміру шийки при цьому не спостерігається.

Результати вимірів мікротвердості поверхні корінний шийки колінчастого вала зношеного двигуна до і після його обробки трібосоставом на базі Геомодифікатори тертя (ГМТ). Зниження твердості до обробки - свідоцтво спрацьовування зміцненого шару, тобто зносу. Дві послідовні обробки трібосоставом Супротек поступово її відновлюють - формується зміцнений шар, який забезпечує ще й значно менший коефіцієнт тертя. Збільшення розміру шийки при цьому не спостерігається.

Зниження тертя. Трібосостави знижують коефіцієнти тертя! Є цілий спектр режимів роботи двигуна, в яких або масляна плівка слабка (при малих обертах), або навантаження дуже великі (номінальні режими), або масло занадто гаряче (вони ж плюс малі обороти з високим навантаженням). У цих зонах велика частка граничного тертя, яке може на порядок перевищувати гідродинамічний. Саме тому максимальний ефект обробки двигуна трібосоставамі проявляється на холостому ходу, коли вся вироблювана при згорянні енергія йде на механічні втрати, а також на малих обертах і при номінальних навантаженнях на двигун.

А ось при середніх навантаженнях, звичайно характерних для шосейного циклу їзди, ефект менш помітний. Але там мотору і так непогано живеться - тиск масла високе, обдув хороший, режим роботи відносно стабільний.

Зростання і вирівнювання компресії. Видалення відкладень, а також заліковування дефектів тертя на робочих поверхнях циліндрів і кілець на практиці проявляється помітним зростанням компресії і її вирівнюванням між окремими циліндрами. Тут теж виходить відсоток-другий економії, але головне - поліпшення пускових показників двигуна.

Помилка в термінології

Присадки в масло як такі - невід'ємна частина звичайного товарного масла, що формує його властивості. Ми заливаємо присадки щоразу при зміні моторного масла , Причому їх кількість становить 20-30% загального обсягу олії. А описувані препарати не формують його властивостей - вони впливають на властивості поверхонь тертя. Це зовсім інша область. Тому правильніше називати групу препаратів триботехническими складами.

Геомодифікатори тертя (ГМТ) - група трібосоставов, що має в якості активного елементу дрібнодисперсні мінеральні порошки на базі серпентініта (змійовик), що забезпечує м'яку мікрошліфовку поверхонь тертя і формування на ньому захисних шарів.

Металлоплакирующих склади - група трібосоставов, активним компонентом яких є дрібнодисперсні частинки м'яких металів, наприклад міді. Формують в вузлах двигуна стійку плівку, що вкриває шорстку робочу поверхню зони тертя.

Шаруваті модифікатори - група трібосоставов, в яких працюють речовини (графіт, дисульфід молібдену і аналогічні), що забезпечують завдяки шаруватої структурі аномально низький коефіцієнт тертя в поверхневих шарах робочих поверхонь тертя.

«Кондиціонери металів» - маркетинговий термін, введений виробником складу. Формують захисну «сервовітную» плівку (теж маркетинговий термін), за всіма ознаками володіє властивостями складів вищеописаних груп.

І СКІЛЬКИ?

З теорією ясно: трібосостави здатні приносити користь. А на практиці? Найбільший ефект слід шукати там, де частка механічних втрат найсильніше впливає на ККД. А це, звичайно ж, холостий хід. Обороти мінімальні, двигун працює в режимі переважно граничного тертя. Припустимо, що обробка трібосоставом знизила коефіцієнти тертя в півтора рази. Тепер приймемо, що частка втрат на тертя в загальному балансі механічних втрат становить 60%. Це означає, що сумарний очікуваний ефект зниження витрати палива в режимі холостого ходу може скласти до 20%!

Зона малих частот обертання, до 1500-2000 об / хв, характеризується приблизно рівним співвідношенням зон гідродинамічного тертя і граничного. Ефект зниження гідродинамічного тертя залежить від вихідного стану двигуна. У нового, правильно обкатаного , Він практично непомітний. Якщо ж двигун був побитий життям і неласкавий власником, а вкладиші і циліндри подряпані, то тут за рахунок відновлення поверхонь можна чекати близько 5-7% зниження втрат на тертя. Сумарний же ефект може скласти 10-12%, що в перерахунку на економію палива дасть 3-6%, в залежності від навантаження на двигун.

В основній зоні роботи двигуна, коли працює гідродинаміка, видимий ефект зниження втрат на тертя буде мінімальним - ті ж 5-7%, причому залежні від вихідного стану двигуна. А це обіцяє зниження витрати палива за все на 1,5-2,0%.

Результати замірів компресії в циліндрах двигуна до і після обробки трібосоставом на базі ГМТ показують, що ущільнення камер згоряння покращився. Це наслідок поліпшення прилягання кілець до циліндрів і підвищення їх рухливості.

А далі - вважайте. Все залежить від того, що було з мотором до обробки, в яких режимах він в основному працює. Розглянемо приклад звичайного легковика з атмосферним двигуном об'ємом 1,6 л. Припустимо, що близько 40% робочого часу вона стоїть в пробках, витрачаючи 0,8 л / год. Рівне такий же час відпустимо на їзду по місту з середньою швидкістю 40 км / год і витратою палива 10 л / 100 км. Плюс на дачу по вихідним (сумарно 20% часу в тиждень) - зі швидкістю 90 км / год і витратою 8 л / 100 км. В середньому три години на шляху кожен день. Початковий стан мотора - среднеубітое. Щотижневий витрата палива становить приблизно бак, тобто 50 л. Після обробки трібосоставом (якісним і правильним, природно) витрата знизиться до 46 л на тиждень, тобто на 8%! І це - правильна і виправдана цифра.

Матеріали по темі

Якщо в пробках стояти більше, а на трасу взагалі не виїжджати, економія буде помітніше, оскільки в цих режимах більш значима потужність втрат на тертя. Якщо використовувати машину в режимі діда-дачника, то видимий ефект буде менше: в цих режимах механічний ККД і так непоганий, невелике його збільшення дасть лише кілька відсотків зниження витрати палива . В середньому не більше 5-10%. Багато це чи мало? Вирішуйте самі!

А що чекати від потужності і динаміки?

Зростання потужності повинен бути прямо пропорційний зниженню потужності втрат на тертя. Скільки це в «конях»? Припустимо, той же самий мотор має номінальну потужність 105 к.с. При механічному ККД, що дорівнює в номінальному режимі 0,73 (для атмосферника це десь так), на механічні втрати доводиться 39 к.с.

На номіналі, де в основному працює гідродинаміка і лише мала частина часу припадає на граничне тертя, зниження потужності механічних втрат складе 5-8%. Це дві-три «конячки». Багато? Не дуже - але порівнянно з результатом найпростішого тюнінгу мотора , Без його розтину. Важливо інше: найбільший ефект по динаміці, як показує практика випробувань, йде від зміни моментной кривої двигуна. Незважаючи на порівняно невелике зростання максимального крутного моменту, його максимум зсувається ближче до зони малих оборотів і сама крива отримує полку. А це те саме, що в більшій мірі відчувається при натисканні педалі акселератора.

Отже, навіть з точки зору теорії толк від трібосоставов цілком зрозумілий. Але це тільки початок розмови про присадки в масло. Залишається ще багато питань - наприклад, що ще вони можуть, які краще і як їх застосовувати. Але про це - наступного разу.

Помилка в тексті? Виділіть її мишкою! І натисніть: Ctrl + Enter