Присадки
Маслото трябва да изпълнява предназначението си дори и при наличие на замърсители, като вода, прах, продукти на горенето и на други химични реакции. Голяма част от попадналите в него едри частици се улавят в масления филтър, но по-малките остават в маслото, постепенно влошават качеството му, стават предпоставка за износване и се превръщат в една от причините за смяна на маслото.
Присадките в маслата играят съществена роля за осигуряване на стабилността им при високи температури и противодействат на замърсяването с вода, гориво и вредни киселинни продукти на горенето. Те включват метални и полимерни дисперсанти (от англ. disperce – разпръсквам, разсейвам), антикорозионни и антиокислителни, противоизносни и противозадирни съставки. Срещат се също подобрители на вискозитета и присадки за предотвратяване на формирането на кристали при ниски температури, деемулгиращи и антипенни компоненти. Присадките са скъпи субстанции със специфично предназначение, които се прибавят в точно определено количество за постигане на определен баланс – дори и малките отклонения могат да променят значително експлоатационните качества на маслото. Количествата и съотношението се определят от производителите след интензивни лабораторни експерименти и динамометрични тестове на двигателите. Точният вид и количество на веществата, които формират присадките, са известни само на производителите, затова няма случай, в който фирмите за масла да препоръчват или адмирират използването на допълнителни добавки – напротив, те смятат, че се нарушава споменатият баланс на внимателно композираните съставки и могат да се получат нежелани химични реакции и съединения.
По тази причина всеки клас масло се отличава с различни характеристики в основните параметри, които трябва да покрива (виж приложена таблица):
За сравнение сме взели ACEA A3/B4-08 и VW 507.00. Както може да се види с просто око VW класа покрива в доста по-голяма степен основните характеристики. Изхождайки от по-високите изисквания към двигателите, използващи VW клас 507.00, са използвани както нови спрямо ACEA A3/B4-08 добавки (този клас вече покрива например изисквания за икономия на гориво ), така и по-добри резултати в другите параметри.
За да се предотврати триенето на метал в метал, там където е възможно това да се случи за кратко, се използват съединения на цинк с фосфор – те оформят тънък граничен слой, позволяващ дори кратковременно принудително триене на частите без катастрофални последици. Действието им се основава върху химичното взаимодействие на продуктите от тяхното разпадане с триещите се метални повърхности. Противоизносните и противозадирни добавки обаче не функционират пълноценно при студен двигател, което е една от основните причини за изключително интензивното износване на двигателя при студен старт. Освен това с течение на времето добавките губят свойствата си, което също е една от основните причини за необходимостта от смяна на маслото.
Абразивното износване, причинено от присъствието в маслото на различни твърди частици и продукти на окисляването, се избягва с помощта на филтрите, а действието на по-малките частици се елиминира чрез противоизносни модификатори. Опасността идва главно от възможността частиците да започнат да се слепват и да увеличават размерите си, при което се получават утайки, лакови отлагания и нагар. Така наречените детергенти (почистващи) и дисперсанти (хомогенизатори) се поставят в маслото, за да „неутрализират“ тези частици, позволявайки им да циркулират свободно в маслото. Молекулите на присадките са изградени от две основни части – дълги въглеводородни опашки и полярни глави. Опашката поддържа дисперсантите разтворени в маслото, а полярната глава привлича частиците замърсители.
Още една съществена задача на моторното масло е намаляването на отлаганията и предотвратяването на корозивните процеси. Корозивното износване се причинява от киселинни продукти на горенето, смоли и други съединения, които попадат върху буталните пръстени, а специалните присадки се грижат за тяхното неутрализиране. Премахването на оловните антидетонатори в бензините и намаляването на нивата на сярата изключително много улеснява работата на маслата, но стабилността им си остава ключов въпрос и в голяма степен се определя от склонността към окисляване, на което по принцип се противодейства с антикорозионни присадки, които разрушават веригите на свободните радикали и прекисите, участващи в окислителния процес.
Химиците решават проблемите с противоречивите изисквания към условията на смазване при ниски и високи температури с добавянето на подобрители на вискозитета – полимери с дълги молекулни вериги и молекулно тегло между 10 000 и 1 000 000. Тези молекули притежават способността да се „издуват“ с увеличаване на температурата, запазвайки вискозитета на маслото на достатъчно високо ниво при високи температури.
Наред със споменатите присадки се използват и антипенните, които пречат на маслото да се „разбълбуква“, когато коляновият вал и мотовилките го разплискват и загребват от картера. Появата на въздушни мехури значително би влошила ефективната работа на мазилната система. Деемулгиращите присадки пък помагат за отделянето на случайно навлязла вода в системата.
Както казахме, проектирането на целия този комплекс от субстанции е много сложен процес и включва доста теоретична и практическа работа, състояща се в множество лабораторни и динамометрични тестове.
Най-голямото предизвикателство за инженерите през последните години става необходимостта от създаване на масла, чиито присадки не замърсяват новите филтри за азотни окиси и DPF филтрите. Тъй като някои съдържащи се в присадките вещества, включително съединения на метали, сяра (присъстваща в състава на антиоксидантите, в противоизносните присадки, в детергентите и в базовите масла), фосфор (в противоизносните присадки) и сулфатна пепел (това са соли на сярната киселина, в случая калциеви фосфорни и серни сулфати, съдържащи се в противоизносните модификатори), се оказват противопоказни съответно за DeNOx катализаторите, трипътните катализатори и за филтрите за твърди частици. Тези вещества ги запушват, налага се да се търсят техни заместители. Маслата, в които тези вещества са с по-ниско съдържание, получиха названието Medium и Low SAPs (от английските Sulphur, Ash, Phosphorus). Това е най-ново поколение масла, които според създателите им са плод на най-драстичните промени в молекулната архитектура на маслата в последните години. В тях се използват модифицирани добавки и трябва да се употребяват само в държави, в които се предлагат нискосерни горива, тъй като тези масла нямат способността да абсорбират големи количества сяра. В конвенционалните масла се съдържат около 80% базово масло, 4-6% вискозитетен модификатор и 12-14% пакет от присадки. Видът на първата част и пакетът от вторите две, определят качествата на маслото. В пакета присадки се съдържат около 33% детергенти (неметални компоненти), около 55% дисперсанти (базирани на метали), 10% противоизносни (базирани на метали) и около 2% антиоксиданти (неметални).
И накрая, нека обобщим кои са най-често използваните присадки според тяхното приложение:
• Viscosity Index Improvers – тези присадки помагат на маслото за подобряване на вискозитета и запазването му при нормални и екстремални условия на експлоатация.
• Pour Point Depressants – Тези присадки помагат на маслото да остане течно и лесно да се разнесе в двигателя при ниски температури и при палене зимата.
• Anti-wear Additives – Тези присадки помагат за образуването на тънък и здрав маслен слой върху всички повърхности на движещите се части. В резултат на това частите не се трият директно по между си, а се трият маслен слой в маслен слой. Това намалява триенето, загряването от триенето и износването от триенето.
• Detergents & Dispersants – Тези присадки отговарят за почистващите свойства на маслото. Тяхната функция е движейки се, маслото да почисти всички мръсотии и натрупвания, да ги задържи в себе си, и през масленият филтър да бъдат филтрирани по механичен път, оставайки в филтъра.
• Oxidation Inhibitors – Тези присадки помагат на маслото да се износва по-бавно, удължават експлоатационният му живот, като не позволяват на маслото да се окисли.
• Corrosion & Rust Inhibitors – при ниско качествени бензинови/дизелови масла има и кондензация, която предизвиква ръжда и корозия. Тези присадки имат за цел да елиминират развитието на ръжда и корозия по двигателя вследствие кондензацията в двигателя.
• Defoamants – тези присадки помагат на маслото да остане хомогенно и да не се разпенва по време на работа на двигателя. Резултатът е стабилен поток от масло в двигателя, както и хомогенна структура на маслото по време на експлоатация.
• Additives for catalytic converters - тези присадки се срещат само при синтетичните масла. Те не само правят така че маслото да не пречи на работата на катализатора, но и да помагат щадейки катализатора. От там идват и намалените емисии.
