Смазочное масло представляет собой масляную основу — базовое масло, в которую вводят присадки разного функционального назначения. Масла можно классифицировать происхождению, способу получения и по назначению.
По происхождению все смазочные масла делят на нефтяные, или минеральные, синтетические и смешанные, содержащие в своем составе нефтяной и синтетический компоненты в разных соотношениях. Кроме того, нефтяные масла можно подразделить на дистиллятные, получаемые из вакуумных дистиллятов и остаточные, получаемые из остатков перегонки нефти — гудронов. По способу получения нефтяные масла подразделяются на масла, полученные кислотно-щелочной, кислотно-контактной, селективной очисткой, либо гидроочисткой. В последнее время широко применяются масла гидрокрекинга. По назначению масла делятся на моторные, индустриальные, трансмиссионные, компрессорные, турбинные, и другие. Моторные масла по объему производства и потребления уверенно занимают лидирующую позицию. Их производиться более 55 % от общего объема смазочных масел.
Вторую большую группу составляют индустриальные масла; объем их выпуска около 30 %. Намного меньше производится трансмиссионных масел — около 10 %. Общий объем выпуска всех остальных групп масел составляет около 5 %.
Не зависимо от области применения смазочные масла выполняют следующие функции:
– уменьшают трение, возникающее между трущимися поверхностями сопряженных деталей;
– снижают износ и предотвращают задир;
– отводят тепло от трущихся деталей;
– защищают трущиеся поверхности от коррозионного воздействия внешней среды.
Кроме того, масла должны обладать:
– оптимальными вязкостно-температурными свойствами для облегчения запуска машин и механизмов при низких температурах окружающего воздуха, для снижения износа трущихся деталей и уменьшения потерь мощности машины или механизма на трение;
– хорошими смазочными свойствами для облегчения надежной смазки на всех режимах работы объекта;
– достаточной антиокислительной стойкостью, препятствующей значительному изменению химического состава масла в процессе его работы;
– хорошими моющими свойствами с целью снижения склонности к образованию отложений на нагретых металлических поверхностях и в системе смазки;
– высокими противокоррозионными свойствами по отношению к конструкционным материалам, особенно к цветным металлам и сплавам при рабочих температурах масла;
– удовлетворительными защитными свойствами для предохранения металлов от атмосферной коррозии прежде всего в период остановки машины или механизма.
Кроме этого, смазочное масло должно обладать: низкой испаряемостью, малой пенообразующей способностью и эмульгируемостью, не должно оказывать отрицательного воздействия на уплотнительные материалы, не отличаться высокой токсичностью и не подвергаться биоповреждениям, а также не вызывать загрязнения окружающей среды, не изменять своих свойств при хранении, легко транспортироваться и перекачиваться.
Постоянное совершенствование автомобилей и их двигателей, возрастание мощности, частоты вращения и нагрузок на узлы и агрегаты требует новых, более качественных смазочных масел. Поэтому ведутся поиски новых материалов.
Перспективы развития смазочных масел можно ориентировочно разделить на три направления:
– синтетические масла;
– твёрдые смазочные материалы (покрытия);
– добавки к смазочным маслам.
Для обеспечения оптимальных условий работы мощных и высокооборотных современных двигателей внутреннего сгорания требуются высококачественные смазочные масла. Такие масла могут быть получены из нефти в весьма незначительных количествах или же их получение вообще невозможно. Для придания всего необходимого комплекса эксплуатационных свойств в масла добавляют присадки, которые улучшают один или несколько показателей качества. Присадки, улучшающие сразу несколько показателей качества называют комплексными или многофункциональными. Смазочные свойства моторных масел имеют большое значение для нормальной работы кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов двигателя. В цилиндропоршневой группе, где возникают наибольшие силы трения, высокие смазочные свойства масел во многом определяют ресурс двигателя до его капитального ремонта. Не меньшее значение имеет постоянное наличие надежной масляной пленки в зоне контакта опорных и шатунных шеек коленчатого вала с подшипниками скольжения. Одним из наиболее экономически выгодных путей увеличения долговечности узлов трения является повышение качества смазочных материалов, в первую очередь смазывающей способности, достигаемое в основном путем введения в них противоизносных, противозадирных и антифрикционных присадок и добавок.
Антифрикционные свойства — характеристика смазывающей способности. Эти свойства заключаются в способности смазочного материала уменьшать затраты энергии на трение. Основным показателем антифрикционных свойств жидких смазочных материалов является вязкость. Величина вязкости смазочного масла всецело определяется его групповым углеводородным и фракционным составом.
Противоизносные свойства — характеристика смазывающей способности. Эти свойства заключаются в способности смазочных материалов снижать процесс изнашивания трущихся деталей за счет образования на них граничного слоя, препятствующего непосредственному контакту трущихся поверхностей. Изнашивание деталей происходит в результате отделений материала с поверхности твердого тела при трении и накопления остаточной деформации с постепенным изменением размеров и форм тела. Изнашивание деталей происходит в результате механического, абразивного, гидроабразивного, коррозионно-механического и окислительного воздействия на трущиеся поверхности.
Противозадирные свойства — характеристика смазывающей способности. Эти свойства заключаются в способности смазочного материала предотвращать повреждение трущихся поверхностей в направлении скольжения в виде широких и глубоких борозд, которое называется задиром. Задир может произойти в результате процессов схватывания или заедания поверхностей при трении. Схватывание — явление местного соединения двух твердых тел, происходящее при трении вследствие молекулярных сил.
Противоизносные, противозадирные и антифрикционные присадки и добавки.
По механизму действия данные присадки можно условно разделить на две группы: поверхностно-активные вещества, адсорбирующиеся на рабочих поверхностях деталей и образующие ориентированную структуру (физическая адсорбция) химически активные вещества, при действии которых на поверхности металла образуются новые соединения (хемо-сорбция).
Присадки первой группы придают новые свойства смазочным пленкам, которые приобретают способность в большей мере сопротивляться выдавливанию, чем смазочные пленки, образованные маслами без присадок. Присадки, работающие по принципу физической адсорбции, обычно увеличивают «маслянистость», то есть способность понижать трение в большей мере, чем это следует из значения вязкости масла. В тяжелых условиях работы, когда износ может принимать катастрофический характер, основной целью использования присадок является предотвращение задира трущихся пар.
Присадки второй группы в результате химической адсорбции образуют на трущихся поверхностях тонкий слой продуктов взаимодействия (вторичных структур), механические свойства которых существенно отличаются от механических свойств металла деталей.
Накопленные знания и опыт изучении механизма действия присадок, в производстве и применении присадок и добавок в маслах, в создании композиций и пакетов присадок в настоящее время в известной степени остаются невостребованными в связи с общим спадом производства, наводнением рынка импортными маслами и присадками. Заводы, производящие масла и присадки, добавки начинают постепенно приобретать интерес к созданию масел и пакетов на основе отечественных присадок, поскольку масла высших групп, которые можно изготавливать с импортными пакетами присадок, не находят сбыта из-за несоответствия отечественной техники уровню, достигнутому ведущими странами мира.
Литература:
- А. Д. Макаров. Нефтегазовое товароведение. Москва — 2006.
- Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник / И. Г. Анисимов, К. М. Бадыштова, С. А. Бнатов и др. /Под ред. В. М. Школьникова. М.: Изд. центр «Техинформ», 1999. — 596 с.
- Гнатченко И. И. и др. Автомобильные масла, смазки, присадки: Справочное пособие. — М.: ООО «Издательство АСТ»; СПб.: ООО «Издательство «Полигон», 2000. — 360 с.
- Синельников А. С., Балабанов В. И. Автомобильные масла. Краткий справочник. — М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2005. — 176 с.
