Присадки - копия. Статья 3 Заключение 17 Список использованных источников 18

Название	Статья 3 Заключение 17 Список использованных источников 18
Дата	23.01.2023
Размер	4.58 Mb.
Формат файла
Имя файла	Присадки - копия.docx
Тип	Статья #899609

Содержание

Введение 2

Научная статья 3

Заключение 17

Список использованных источников 18

Приложение А 19

Приложение Б 20

Приложение В 21

Приложение Г 22

Приложение Д 23

Приложение Е 24

Приложение Ж 25

Приложение З 27

Приложение И 28

Приложение К 29

Приложение Л 30

Введение

В эпоху бурного развития машиностроительного направления к масляным компонентам начали предъявлять особые жесткие требования, что привело к пересмотру качественного состава масел. Так возник стремительный скачок в развитии работ по производству и использованию специальных добавок в масляный компонент, то есть присадок. С постоянным усовершенствованием механизмов силовых агрегатов велся поиск эффективных добавок, который не прекращается и по сей день.

В данной работе углубимся в процесс улучшения масел при помощи добавления присадок. Разберемся в том, какие присадки влияют на те или иные эксплуатационные характеристики к моторным маслам. Взглянем на химические формулы и реакции, которые происходят при взаимодействии присадок с маслами.

Научная статья

Присадки играют важную роль при приготовлении товарных нефтепродуктов, и их дозировка должна быть точной, поскольку они вводятся в малых количествах.

Присадки – это химические соединения, малые количества которых способны резко улучшать одно или несколько эксплуатационных свойств топлив или масел.

При этом они должны:

Не ухудшать другие свойства топлив или масел;

Хорошо растворяться в нефтепродукте;

Сохранять свои свойства в любых эксплуатационных условиях;

Быть совместимыми с другим присадками;

Предотвращение разрушения деталей;

Неспособность оседать на масляных фильтрах;

Быть дешевыми и доступными.

Число различных присадок очень велико, они классифицируются по принципу действия, причем поскольку топлива и масла предназначении для разных целей, то для них используются присадки, различающиеся по своему принципу действия.

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) обладают определенными недостатками, главным из которых является низкий КПД, который не превышает 30% для бензиновых и 40% для дизельных моделей. Для повышения работоспособности мотора в системе автомобиля предусмотрена система охлаждения, которая позволяет снизить потери мощности из-за сгорания топлива. Немаловажную роль играет и моторное масло, которое необходимо регулярно заменять. Смазочные жидкости выполняют не только свою основную функцию (препятствуют трению деталей) но и позволяют увеличить ресурс мотора. Добиться этого удается за счет дополнительных компонентов в составе жидкости. Присадки – это вещества, позволяющие в разы усилить естественные функции базовых масел или придать им новые свойства.
Помимо присадок, входящих в состав смазочных составов, существуют дополнительные добавки. Почему же их не добавляют сразу во все моторные масла? Дело в том, что в готовой жидкости содержится оптимальное количество компонентов необходимых для полноценного функционирования систем. Но эти вещества не всегда «спасают» ситуацию. Если автомобиль уже повидал многое – то не будет лишним использовать, например, присадки для дизельного двигателя с большим пробегом. Если же автомобиль новый и все его системы работают стабильно, то обычного масла будет достаточно.

Чтобы разобраться с разнообразием присадок разберемся с их классификацией. Условно такие добавки можно разделить на защищающие детали двигателя и «реаниматоры».
Присадки к маслам не только улучшают эксплуатационные свойства масел, но и существенно снижают расход последних. Эти дополнительные компоненты позволяют сохранить исходные свойства смазывающих жидкостей, облагораживают масла, препятствуя образованию коррозии, окисления, нагара и много другого. Также они позволяют менять вязкость состава и его температуру застывания. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что несмотря на то, что по качеству базовые масла России превосходят базовые масла США, расход товарных масел с присадками в США в 2,5 раза ниже, чем в России из-за отсутствия или недостаточно хорошего качества присадок у нас в стране.
Все присадки к маслам по их назначению относят к десяти типам:

антиокислительные присадки (ингибиторы окисления), повышающие устойчивость масел к окислению;

антифрикционные, противоизносные и противозадирные присадки, повышающие смазывающую способность масел;
ингибиторы коррозии и противокоррозионные присадки, способствующие защите металлов от коррозии;

моющие (детергентно-диспергирующие) присадки, не допускающие образования на деталях двигателя нагаров лаков и осадков;

депрессорные присадки, понижающие температуру застывания;

вязкостные присадки, улучшающие вязкостно-температурные свойства;

антисептики, повышающие устойчивость масел к воздействию грибков и бактерий;

противопенные присадки, предотвращающие вспенивание и эмульгирование масел;

адгезионные присадки, повышающие адгезию и предотвращающие растекание масел;

многофункциональные и многокомпонентные присадки, улучшающие несколько эксплуатационных свойств масел.

Рассмотрим эти классификации подробнее.
Антиокислительные. Эти присадки добавляются к трансформаторным, турбинным и аналогичным типам масел, которые подвергаются окислению. Благодаря использованию добавок вы сможете увеличить эксплуатационный срок смазывающего состава. Присутствие этих присадок также повышает термоокислительную стабильность жидкости.

В качестве антиокислигельных присадок к маслам используют фенольные, аминные,серу- и фосфорсодержащие стабилизаторы, действующие по механизмам ловушек пер оксидных радикалов, безрадикальных разрушителей гидропер оксидов, дезактиваторов металлов переменной валентности:

В неочищенных маслах примеси асфальтенов и др. препятствуют действию антиоксидантов. Для их эффективного применения нужны все стадии очистки масла.
Противозадирные. Противозадирными называются противоизносные присадки в масло, которые используются если детали автомобиля и его механизмы испытывают повышенное давление (задир). Эти добавки повышают смазывающие свойства масла. Поэтому противозадирные присадки также добавляются в трансмиссионные масла.

В качестве основного компонента добавок используются высшие жирные кислоты, например, олеиновая, стеариновая, пальмитиновая и прочие.

Противозадирные присадки при вспышках высоких температур образуют пленки соединений с металлом, которые при высоких температурах являются смазывющими жидкостями. При температурах выше 200°С образуют с металлом сульфидные пленки Сульфид железа (II) плавится ниже, чем сталь, и при высоких температурах выполняет функцию смазки, предотвращающей сваривание металлических поверхностей.

Применяют дигиокарбаматы цинка, свинца, сурьмы и кадмия:

Антикоррозионные. Присадки разработаны для масел, которые обладают коррелирующим свойством и накапливают большие объемы продуктов коррозии в процессе работы. Антикоррозионные присадки – это сульфид, алкилфенол, эфир фосфористой кислоты, окисленный петролатум и соли органических сульфокислот. Главным свойством присадок этого класса является образование на металлических частях и поверхностях системы специальной защитной пленки.

Также стоит знать, что некоторые антиокислительные присадки, такие как ДФ 11 обладают такими же свойствами благодаря сере и фосфору, поэтому лучше такие компоненты не смешивать. Посмотрим на рисунок 1.

Рисунок 1
Антиокислительные присадки выполняют одновременно и функцию ингибиторов коррозии. Кроме того, для предотвращения коррозии в масла добавляют вещества, образующие антикоррозионные пленки на поверхности металла:

Моющие, антинагарные и дисперсные(Детергенты). Эта группа присадок снижает образование нагара и осадков, которые появляются в процессе эксплуатации масла. Добавки представляют собой соли щелочноземельных металлов, которые содержат кислые полярные группы. В зависимости от содержащегося количества металла дисперсные присадки делятся на слабощелочные и высокощелочные.

Основным свойством этих компонентов является возможность удержания мелкодисперсных твердых частиц в подвешенном состоянии. Также моющие присадки не позволяют крупным компонентам укрупняться и задерживаться на твердых поверхностях. На их долю приходится 50% от общего потребления присадок.

Химическая структура: моющие и диспергирующие присадки являются поверхностно - активными веществами и в большинстве случаев содержат в своем составе следующие структурные фрагменты:

Полярные группы:

Ионы металлов: натрия, кальция, бария, магния, олова, цинка, никеля, алюминия, хрома или ионы аммония;

Алифатические, циклоалифатические, алкилароматиче с кие углеводородные радикалы

Моющие присадки обладают рядом функций. Одной из них является нейтрализующая функция. Ее принципом является нейтрализация кислых продуктов сгорания топлива и окисления масла (кислот, окислов азота, оксидов серы):

Взглянем на рисунок 2. Так выглядит разница до применения присадки и после.

Рисунок 2
Депрессорные. Эти присадки снижают вязкость смазывающей жидкости, а также температуру застывания масла. Благодаря этому увеличивается прокачиваемость масла при низкой температуре. Благодаря входящим в состав добавки смесям жирных синтетических спиртов С12-С18 удается значительно улучшить свойства вязкости жидкости и снизить порог застывания на 20 и даже 30 градусов.

Имейте ввиду что некоторые депрессорные присадки, например, АзНИИ ЦИАТИМ 1 обладают также моющими и антикоррозийными свойствами.

Взглянем на рисунок 3 – наглядный пример действия присадки.

Рисунок 3
Вязкостные. Присадки этого типа позволяют повысить вязкость масла при высоких температурах, не меняя свойств жидкости в холодное время. Обычно эти добавки представляют собой полимерные вещества с хорошей вязкостью. К этим компонентам можно отнести полиизобутилен и полиметакрилат.

В качестве вязкостных присадок применяют высокомолекулярные органические вещества:

• полиизобутилены с молекулярной массой (5÷20)* 10³ (КП-5, КП-10, КП-20);

• полиметакрилаты - продукты полимеризации эфира метакриловой кислоты с молекулярной массой (10÷18) * 10³ (ПМАВ-1 и В-2);

• виниполы с молекулярной массой ( 9 ÷12 ) * 10³.

Перспективные вязкостные присадки - сополимеры стирола и диенов, беззольные фосфорсеросодержащие присадки на основе эфиров метакриловой кислоты. Ниже представлены некоторые формулы.

Взглянем на рисунок 4. Вязкостная присадка не дает маслу становиться жидким при больших температурах.

Рисунок 4
Антисептики - это органические вещества, предотвращающие развитие в маслах биологических процессов при попадании в них грибков и бактерий (иногда их называют биоцидами). Эффективные антисептики - некоторые производные бора, уксуснокислые соли первичных алифатических аминов и металлоорганические вещества (производные ртути, олова и др.).
Противопенные. Антиокислительные, моющие и многие другие присадки могут привести к повышенному пенообразованию. Также такая проблема появляется в результате контакта масла с воздухом (обычно это происходит при переливе смазывающей жидкости). Противопенные присадки предупреждают «ненужные» образования, но при этом также разрушают воздушно-масляную коллоидную систему. В результате их использования защитный слой, образовавшийся на поверхностях механизмов, может быть поврежден, поэтому использовать такие компоненты необходимо с осторожностью.
Адгезионные. Применяют, главным образом, в приборных маслах для предотвращения их растекания на металлических поверхностях. Для этого используют вещества, образующие на поверхности твердого тела монослои с низким поверхностным натяжением, - фтороорганические соединенияразличных классов.
Многофункциональные и многокомпонентные присадки способны улучшать одновременно несколько эксплуатационных свойств масел. Первой отечественной многофункциональной присадкой, улучшающей их моющие, противокоррозионные и противоизносные свойства, была присадка ЦИАТИМ-339 (дисульфиддиалкилфенолят бария).

В маслах широко применяют многофункциональные присадки, позволяющие заменить ряд присадок, каждая из которых выполняет лишь одну функцию. Схема синтеза:

Это основные присадки, позволяющие улучшить свойства масел, но, существуют компоненты, которые позволяют в некоторой степени «реанимировать» мотор и снизить расход топлива.

Восстанавливающие компоненты
Сразу стоит сказать что восстанавливающие присадки в двигатель это не панацея, и «убитый» мотор с их помощью не исправить, так же как и образовавшиеся течи и прочие повреждения.
Присадки для увеличения компрессии двигателя изготавливаются на разной основе, поэтому они делятся на две категории:

Реметаллизаторы (добавки, изготовленные на металлоплакирующей основе). Эти присадки создают дополнительный защитный плакирующий слой толщиной до 15 мкм в местах трения. Благодаря этому происходит восстановление поврежденных поверхностей, на которых образовались дефекты в результате износа поршневой группы или подшипников;

Минеральные средства. Присадки этого типа выполняют микрошлифовку стальных поверхностей системы. Благодаря этому восстанавливается металлокерамический слой на деталях двигателя.

Антифрикционные присадки для двигателя позволяют выполнить так называемую реставрацию системы. Они обычно используются для автомобилей с большим пробегом. Добавки обладают способностью создавать защитный слой, а некоторые из них обладают также моющими свойствами.

Существующие сегодня присадки для уменьшения расхода масла будут действенными только в том случае, если маслосъемные кольца еще не окончательно стерлись. Поэтому если данная присадка не оказала никакого положительного эффекта лучше заменить маслосъемные колпачки и забыть об этой проблеме.
Герметизирующие присадки для устранения течи масла в двигателе также заслуживают внимания, так как они позволяют устранить мелкие дефекты резиновых деталей. Такие добавки используются для моторных масел и для АКПП. Присадки этого типа обладают также антиокислительными свойствами.
Несмотря на свою, казалось бы, пользу, некоторые компоненты обладают и отрицательными свойствами.

Минусы присадок для моторного масла:

При использовании присадок для масла, некоторые их компоненты могут привести к следующим отрицательным воздействиям на систему:

Реметаллизаторы могут снизить подвижность поршневых колец, а также увеличить окислительные свойства смазывающего состава.

Антифрикционные компоненты увеличивают температуру газа в цилиндре, а фторосодержащие частицы тефлона, находящиеся в области горения, могут привести к образованию ядовитого фосгена.

Средства, содержащие измельченный силикат магния, приводят к потере температурной стабильности, в результате чего расход масла не уменьшается а, наоборот, увеличивается.

Слоистые добавки (дисульфит молибдена, тантала, вольфрама, титана и нитрид бора) приводят к распаду дисульфита, в результате, образуется серная кислота. Детали мотора становятся подвержены образованию коррозии.

Современные нанодобавки приводят к потере стабильности моторного масла, а также могут обладать прочими, пока неизвестными негативными свойствами.

Невозможность стандартного моторного масла обеспечивать свои основные защитные функции в двигателе (смазывающие, герметизирующие и моющие) определяется двумя негативными процессами: накоплением отходов и срабатываемостью содержащихся в масле присадок. Скорости этих процессов зависят от технического состояния двигателя и от условий эксплуатации. Чем жестче условия эксплуатации - тем выше температура тяжелонагруженных поверхностей трения, а значит, тем больше локальный перегрев масляного слоя в таких областях и тем быстрее нужно менять масло.

На рисунке 5 показано как ухудшаются антифрикционные свойства синтетического масла MOBIL 1 в тяжелонагруженных парах трения после перегрева. Из этих данных видно, что продолжительная работоспособность даже лучших из синтетических моторных масел ограничивается температурой примерно 200 ^оС.

Локальный перегрев масляного слоя в узлах трения до критических температур происходит как из-за повышения нагрузки на фрикционном контакте (и соответственно увеличения мощности трения), так и из-за ухудшения теплоотвода от сопряжения. В изношенных двигателях теплоотвод от нагруженных пар трения ухудшается вследствие быстрого загрязнения масла, избыточных отложений на поршнях, стенках цилиндров и каналах системы охлаждения.

Разность температур охлаждающей жидкости и масла в картере таких двигателей достигает 30 - 50 ^оС , а соотношение между объемной температурой масла в картере и контактной температурой наиболее нагруженных шатунных подшипников коленвала примерно такое же. Поэтому при рабочей температуре охлаждающей жидкости близкой к температуре ее кипения (около 110 ^оС) масляный слой в наиболее нагруженных сопряжениях перегревается до критических температур и начинает работать в режиме граничного трения с интенсивным расходованием антифрикционных присадок. При такой эксплуатации после нескольких десятков часов работы двигатель неизбежно заклинит вследствие резкого возрастания величины коэффициента трения в этих сопряжениях.

Рисунок 5 – Ухудшение антифрикционной способности синтетического моторного масла MOBIL 1 ( SAE 0W-40 API SJ/CF ) после его перегрева (пара трения Ст. ШХ15 –Ст. ШХ15 при контактном давлении 500 МПа): 1 - масло в исходном состоянии, 2- после перегрева ( 200 0 С , 20 час)
Для предотвращения катастрофических для двигателя последствий полезны мероприятия, способствующие снижению мощности тепловыделения на контакте (в результате уменьшения трения) или увеличению теплоотвода от тяжелонагруженных пар трения. Но такие мероприятия могут иметь и отрицательные побочные эффекты.

Если вы не применяете специальных масел для гоночных автомобилей (с повышенным содержанием противоизносных, противозадирных и антифрикционных присадок), но любите ездить с максимальной нагрузкой и резкими ускорениями, то уменьшить вероятность заклинивания двигателя можно добавлением в стандартное моторное масло дополнительных присадок антифрикционного типа.

Многие дополнительные присадки к маслам, продаваемые в России и Украине, представляют собой масляные концентраты индивидуальных стандартных присадок к моторным маслам (производства преимущественно фирм США). Так, например, в качестве антифрикционной и противоизносной присадки практически во всех моторных маслах в настоящее время применяется диалкилдитиофосфат цинка. В разных маслах изменяется лишь его процентное содержание (обычно 1- 2 %). Сегодня на рынках России и Украины предлагается много препаратов, содержащих диалкилдитиофосфат цинка.

При использовании этих присадок необходимо соблюдать повышенные меры предосторожности –диалкилдитиофосфат цинка токсичен. Кроме того, увеличение содержания диалкилдитиофосфатов цинка в масле приводит к отложениям на клапанах и свечах зажигания, отравлению каталитических нейтрализаторов отработанных газов, а также к коррозии и повышенному износу медь - и свинецсодержащих деталей двигателя (бронзовых втулок, антифрикционных вкладышей подшипников). Однако из двух зол приходится выбирать меньшее.

Рисунок 6 – Влияние абразивных приработочных и химически полирующих препаратов на противоизносные и антифрикционные свойства масел в тяжелонагруженных фрикционных сопряжениях (испытания на четырехшариковой машине трения по ГОСТ 9490-75; материал Ст. ШХ15, удельное давление 500 МПа, частота вращения 1800 об/мин): 1- базовое масло И-20 без присадок , 2- моторное масло М-8В, 3- масло М-8В с добавкой 1 % приработочного препарата ХАДО, 4- моторное масло М-8В с добавкой 1 % присадки ER
После более или менее продолжительной эксплуатации двигателя ухудшается качество поверхности узлов трения вследствие износа и усталостного выкрашивания. Разбирать двигатель не хочется, нет времени и денег не хватает, а удовольствия от езды все меньше - уменьшились тяга и приемистость, появились подозрительные звуки. Помочь в этой ситуации могут специальные приработочные составы, содержащие мелкодисперсные абразивные частицы.

Однако введение абразивных приработочных добавок может привести на стадии обкатки к возрастанию коэффициента трения в наиболее нагруженных фрикционных парах (рисунок 9 диаграмма 3) вплоть до их заклинивания. Поэтому при использовании таких добавок нужно руководствоваться разумными требованиями, аналогичными требованиям на период обкатки нового автомобиля. Минимальные нагрузки и тщательное многократное удаление продуктов износа и абразива из двигателя после их применения уменьшат вероятность возникновения нештатной ситуации.

Заключение

Как показывает практика, многие автомобильные добавки существенно облегчают работу и долговечность механизмов в двигателе. Определиться с составом можно без труда, требуется лишь узнать изначальное состояние транспортного средства. Если машина относится к категории новых транспортных средств либо с несущественным пробегом, то можно подобрать добавки из геомодификаторов. Эта разновидность позволяет существенно улучшить показатели самого движка, то есть повышают его ресурс. Главным достоинством считается тот факт, что присадку можно загрузить единожды – этот вид обладает долгосрочным эффектом.

Если мотор уже эксплуатируется достаточно долгое время и несколько износился, то лучше всего выбирать присадки с ярко выраженным действием, в структуру которых входит металлизированные элементы или микрокерамические соединения. Такой состав позволяет избавиться от нежелательного расхода масла и загрязнений, снизить потребление топлива, тем самым регенерировав компрессию и надежность движка. Эти добавки придется менять при каждой замене масляного компонента.

Но так же присадки могут оказать и негативное влияние на двигатель, поэтому при их нужно соблюдать концентрацию и нельзя перебарщивать. Если автомобиль находился в исправном состоянии, и используется моторное масло надежной фирмы, то дополнительные компоненты не нужны. Если автомобиль прошел немало километров и его «здоровье» вызывает опасения, то качественные, а главное, правильно подобранные присадки позволяю продлить срок эксплуатации машины.

Список использованных источников

Мановян А.К. Технология переработки природных энергоносителей. Учебное пособие для вузов. – М: Химия, 2004. – 454 с.
Автомасла - Все, что нужно знать об автомасле: актуальная информация о маслах в двигатель и КПП – URL: https://prem-motors.ru/prisadki-motornoe-maslo/
Информационный сайт "Авто-Мото Штучки", 2015-2021 – URL: https://avto-moto-shtuchki.ru/avtotekhnika/65-prisadki-v-dvigatel-dlja-umenshenija-rashoda-masla.html
ПРИСАДКИ К МОТОРНЫМ МАСЛАМ: типы и назначение – URL: https://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=4863
Киргина Мария Владимировна – ассистент кафедры Химической технологии топлива и Химической кибернетики ФГАОУ ВО Национальный Исследовательский Томский Политехнический университет. Презентация для студентов – URL: https://portal.tpu.ru/SHARED/m/MKIRGINA/UchRab/Tab2/Lk6.pdf
Технология масел моторных – URL: https://www.sites.google.com/site/techqualoil/glavnaa/glavnaa-2
DRIVE2.RU. Присадки для масла: кто и как их делает, и зачем они нужны – URL: https://www.drive2.ru/o/b/524981618964695519/
MySlide.ru. Презентация, доклад Присадки к маслам – URL: https://myslide.ru/presentation/skachat-prisadki-k-maslam
Studfile. Присадки к маслам – URL: https://studfile.net/preview/6171540/page:44/