20.9. Присадки к смазочным маслам

20.9.1. Общие сведения

Подбор и технология переработки сырья не позволяют получать масла нужных эксплуатационных свойств; поэтому при изготовлении масел к ним добавляют специальные присадки.

Присадки – это сложные, чаще металлоорганические соединения, добавляемые к нефтяным маслам для улучшения их эксплуатационных качеств. Количество вводимых присадок различно – от нескольких сотых процента и до 10–15%.

К самим присадкам предъявляется ряд определенных требований. Необходимо, чтобы присадки обладали эффективностью, хорошо и полностью растворялись в масле, не ухудшали какие-либо его эксплуатационные свойства, образовывали с маслом истинные растворы, не выпадали в осадок при длительном хранении и при изменении температур, не задерживались фильтрами тонкой очистки масел, не растворялись в воде.

Необходимо, чтобы присадки не ухудшали каких-либо эксплуатационных показателей масел.

Все присадки можно разделить на две группы: индивидуальные, улучшающие какое-нибудь одно свойство масла, и многофункциональные (комплексные), улучшающие несколько эксплуатационных показателей.

20.9.2. Индивидуальные присадки

Из индивидуальных присадок известны и получили широкое распространение следующие присадки: вязкостные, понижающие температуру застывания (депрессаторы), антикоррозийные и антиокислительные, моющие (детергенты), противоизносные, противозадирные и антипенные.

Вязкостные присадки добавляют с целью улучшения вязкостно-температурных свойств. Обычно к маловязкому маслу вводится в небольших количествах высокомолекулярное соединение, значительно повышающее вязкость при рабочих температурах и незначительно – при низких. Обеспечивают относительное увеличение вязкости масла при высоких температурах больше, чем при низких. Чем больше количество вводимой присадки, тем на большую величину повышается вязкость. Обычно вязкостные присадки добавляют в количестве 3–5%.

Депрессаторы – присадки, понижающие температуры застывания, обычно добавляют в масла, получаемые из парафинистых нефтей. Депрессаторы наиболее эффективны, если их добавляют к маловязким маслам, содержащим небольшое количество парафина (примерно до 3%). Вводят депрессаторы в количествах 0,5–1%. При правильно подобранных сырье и концентрации присадки температура застывания может быть понижена на 20–25°.

Антикоррозийные присадки получили широкое распространение с использованием сернистых топлив.

Все антикоррозийные присадки можно разделить на две группы.

К первой относятся органические соединения, в состав которых входят сера или фосфор. Действие этих присадок основано на создании на поверхностях металла защитных пленок, предохраняющих детали от коррозии. В процессе работы масла в двигателе образующиеся продукты его окисления разрушают и смывают защитную пленку. При наличии в масле достаточного количества антикоррозийной присадки разрушенная пленка восстанавливается вновь.

Ко второй группе относятся присадки, которые способны нейтрализовать агрессивные продукты, образующиеся при сгорании сернистого топлива, а также низкомолекулярные кислоты – продукты окисления масла в двигателе. Наиболее эффективным нейтрализующим действием обладают присадки, в состав которых входят алкилфеноляты щелочных и щелочноземельных металлов. В результате реакций этих металлов с кислыми продуктами сгорания сернистого топлива образуются сернокислые соли металлов, выпадающие из масла в осадок.

Антиокислительные присадки (ингибиторы окисления) повышают устойчивость масел к окислению. Антиокислительные присадки полностью не устраняют процесс окисления, а только в большей или меньшей степени его уменьшают. Некоторые ингибиторы окисления не только замедляют процессы окисления, но также снижают и коррозию, задерживая накопление в масле перекисей и кислых продуктов. Ингибиторы окисления вводятся в масла в небольшом количестве – доли процента.

Моющие присадки (детергенты) снижают нагароотложения и лакообразование на деталях поршневой группы двигателя. Присадки переводят нерастворимые в масле продукты окисления в тонко диспергированное состояние. Эти продукты, циркулируя вместе с маслом, должны задерживаться фильтрами тонкой очистки. Чем эффективнее присадка, тем выше ее дисперсные свойства, тем мельче взвеси углеродистых продуктов, накапливающихся в масле. Хорошие присадки обеспечивают необходимую чистоту деталей двигателя, что исключает пригорание поршневых колец.

Противоизносные присадки широкого распространения не имеют. Они нужны в особо тяжелых условиях работы масла, а также при высоких нагрузках на трущиеся поверхности и для получения прочной масляной пленки.

При работе гипоидных и некоторых зубчатых передач имеют место очень высокие нагрузки, достигающие 2000–2500 МПа, – в этих случаях необходимы масла со специальными присадками, предотвращающими непосредственный контакт металла с металлом.

Считают, что противоизносные присадки могут повышать в 2–3 раза и больше прочность масляной пленки. Присадки, содержащие в своем составе поверхностно-активные элементы, используются также в маслах для предупреждения задира трущихся пар (противозадирные), а также для избежания питтинга, т.е. выкрашивания при циклических нагрузках (точечная коррозия), – противопиттинговые.

Антипенные присадки применяют при сильном вспенивании моторных масел. В масло их добавляют в очень небольших количествах (тысячные доли процента). Особенно часто противопенные присадки вводят в высоковязкие масла, так как в этих случаях в масле прочно удерживаются пузырьки воздуха, что вызывает образование устойчивой пены.