Характеристики наиболее известных кондиционеров поверхности

Препарат	Производитель, страна	Назначение	Состав, комментарий
Fenom	ООО НПФ «Лаборатория триботехно-логии», Россия	Улучшение мощностных, экономических и экологических показателей двигателей, повышение качества и ускорение приработки деталей, умень­шение уровня шумов и виб­раций	Многофункцио­нальный конди­ционер металла. Концентриро­ванный синтети­ческий продукт

Продолжение табл. 9

Препарат	Производитель, страна	Назначение	Состав, комментарий
Verylube Turbo	XK «ХАДО» (торговая мар­ка -Verylube), Украина	Защита от изно­са и перегру­зок, увеличение мощности и ре­сурса двигателя, снижение рас­хода топлива и вредных вы­бросов	Полностью синтетический многоатомный полимер, пакет концентриро­ванных приса­док
Energy Release	t Energy Release Products Corp., США	Повышение компрессии, продление срока службы двигателя и агрегатов трансмиссии, экономия топли­ва и смазочных материалов, снижение шума и т. д.	Желеобразное вещество, содержит ком­плекс органи­ческих и син­тетических компонентов на основе хлоро-парафинов
SMT-2	SMT Perfomence Products Corp., США	Повышение компрессии, продление срока службы двигателя и агрегатов трансмиссии, экономия топли­ва и смазочных материалов, снижение шума и т. д.	Желеобразное вещество, содержит ком­плекс органи­ческих и син­тетических ком­понентов на основе хлоро-парафинов
Oel additive № 2025	Концерн Lubrichim (торговая мар­ка Auto Plus), Швейцария, Бельгия, Испания	Снижение изно­са деталей, по­терь на трение, избыточного потребления то­плива, замедле­ние окисления масла и пре­дотвращение образования черных смолис­тых отложений	Антифрикцион­ная и противо-износная присадка к маслу — многоцелевой концентрат антифрикцион­ного кондицио­нера металла

Продолжение табл. 5

Препарат	Производитель, страна	Назначение	Состав, комментарий
Estocada Metall Conditioner	SCT —Vertribs GmbH (торговая марка — Mannol), Германия	Очистка двига­теля, снижение потерь на тре­ние, повышение износостойко­сти деталей, снижение рас­хода топлива и масла, облег­чение холодного пуска, оптими­зация показате­лей выхлопа	Добавка в мо­торное масло. Упрочняет ме­таллические поверхности поршневых колец и гидро­компенсаторов. Не создает кислотных отло­жений
MotorProtect	Liqui Moly GmbH, Германия	Средство для долговремен­ной защиты дви­гателя. Направ­лено на сниже­ние износа, расхода топли­ва и смазочных материалов, по­вышение мощ­ности двигателя и более легкий запуск	Синтетическая добавка в мо­торное масло. Образует на поверхностях трения пленку, содержащую соединения мо­либдена

Слоистые добавки

Следующую группу препаратов можно объединить по­нятием слоистые добавки. В состав препаратов, отнесен­ных к данной группе, входят элементы с низким усилием сдвига между слоями: дисульфиды молибдена (MoS₂). вольфрама (WS₂), тантала (TaS₂) и ниобия (NbS₂), диселе-ниты молибдена (MoSe₂), титана (TiSe₂) и ниобия (NbSe₂). трисульфид молибдена (MoS₃), графит (С), нитрид бора (BN — белый графит) и др.

Рассмотрим механизм восстановительного (в основ­ном, антифрикционного и противоизносного) действия слоистых добавок на примере химического строения гра­фита и дисульфида молибдена, которые аналогичны и для других материалов подобной структуры. Слово «графит» происходит от греческого корня «гра-фо» — пишу, так как этот материал издавна служил для изготовления грифелей карандашей и т.д. Примерно с XV века графит стал применяться для изготовления тиг­лей. В XVI веке началась добыча графита в Англии, где его использовали для карандашных грифелей. Интерес­но, что графит долгое время совсем не отличали от друго­го твердосмазочного материала — молибденита. Древние греки обычно путали молибденит с графитом, а иногда и со свинцом (от греч. «молибдос» — свинец).

Сегодня графит находит применение в самых разно­образных сферах человеческой деятельности: от изготов­ления все тех же карандашных грифелей до блоков за­медления нейтронов в ядерных реакторах.

Атомы углерода в кристаллической структуре графита связаны между собой прочными ковалентными связями и формируют шестиугольные кольца, образующие, в свою очередь, прочную и стабильную сетку, похожую на пчели­ные соты. Сетки располагаются друг над другом слоями. Расстояние между атомами в вершинах правильных шес­тиугольников равно 0,142 нм, между слоями — 0,335 нм. Слои слабо связаны между собой (рис. И). Такая струк­тура определяет специфические свойства графита: низкую твердость и способность легко расслаиваться на мельчай­шие чешуйки, что обусловило его применение в различ-

Рис. 11. Схема кристаллической решетки графита

ных смазочных материалах в качестве противозадирного и противоизносного элемента.

Приведенная модель не является полной, так как не­которые факты не позволяют описать весь механизм сма­зочного (защитного) действия графита только слоистой структурой. Например, сила трения при применении гра­фита на сухом воздухе выше, чем при высокой влажности; в атмосфере азота сила трения существенно выше, чем на воздухе, причем в сухом азоте выше, чем во влажном, а в восстановительной среде смеси газов графит вообще не обладает хорошей смазочной способностью. Таким образом, наличие пленки влаги или оксидных пленок ж поверхностях трения — необходимое условие для прояв­ления графитом своих максимальных смазочных свойств,

Одним из первых использовал графит в качестве твер дой смазки выдающийся российский механик-самоучк< Иван Петрович Кулибин (1735—1818) — изобретатель мно жества различных механизмов, автор «зеркального фонаря: (прототипа прожектора), семафорного телеграфа и т. л Находясь на службе российской императрицы Екатерины II он был обязан изготовить ее величеству плавный и бес шумный дворцовый лифт. Для этого лифта необходим! были особые смазочные материалы, так как распростра ненные в то время смазки из растительного масла, сал или дегтя не могли использоваться из-за неприятного отдающего «деревней и мужиками» запаха. Применены Кулибиным твердой смазки из графита позволило успеш но решить эту деликатную проблему.

В 1812 году Генри Томас Хардакр запатентовал в Анг лии смесь графита и свиного жира в пропорции 1:4 дл получения пластичного смазочного материала.

В настоящее время ультрадисперсный графит входи в состав практически всех смазочных материалов, вы пускаемых известной бельгийской компанией Marly по маркой Black Gold, технологического партнера гоно «Формулы-1», Ford, Renault и ряда российских автосоре! нований. Например, полностью синтетическое моторнс

Рис. 12. Слоистая структура дисульфида молибдена

масло Black Gold Bio Carat специально разработано для использования в автоспорте. Оно содержит уникальную коллоидную смазку, основанную на графите, а также до 65% эстеров и, по данным производителя, резко снижает трение и износ трущихся соединений, увеличивает мощ­ность двигателя и снижает расход топлива.

Кристаллическая решетка дисульфида молибдена (рис. 12) подобна решетке графита: между атомами молибдена и серы имеются достаточно сильные связи, в то время как расстояние между слоями серы больше. Благодаря этому дисульфид молибдена может надежно работать при отри­цательных температурах, а также в вакууме. Однако при температуре 538 °С молибденит превращается в триоксид, являющийся абразивным материалом.

История известной немецкой фирмы Liqui Moly GmbH тесно связана с этим химическим соединением. Даже на­звание фирмы является производным от Liqui (сокращен­но — жидкость) и Moly (сокращенно — молибден).

Однажды немца Ханса Хенле в магазинчике на одной из военных баз армии США в послевоенной Германии заинтересовал жестяной бутылек, продававшийся под тор­говой маркой Liqui Moly. В нем содержалась специальная жидкая смесь для добавки в моторное масло, которая должна была защищать авиадвигатель от повреждений в случае внезапной потери масла. Основой этой смеси был дисперсионный порошок темно-серого цвета — ди­сульфид молибдена (MoS₂), который и придавал продукту эти удивительные защитно-смазывающие свойства. При попадании в масляный бак снаряда или пули противни­ка или при утечке масла дисульфид молибдена какое-тс время «смазывал» двигатель самолета, позволяя n^OTaiv благополучно приземлять поврежденные машины.

В 1955 году Хенле выкупил права на торговую марю Liqui Moly и патент на вещество «дисульфид молибдена» В марте 1957 года была основана компания Liqui Mol^ GmbH. Дисульфид молибдена стал составной частью раз личных продуктов фирмы: Kfz 1 (масляная присадка) Kfz 2 (присадка в трансмиссионное масло), Kfz 3 (уни версальная смазка), Kfz 4 (монтажная паста). Продукт! компании, содержащие различные соединения дисуль фида молибдена, и сейчас занимают одно из значитель ных мест в линейке продукции фирмы.

Наиболее известны специальные молибденсодержа щие смазки для высоких механических и термически нагрузок в шарнирах карданов и равных угловых скорс стей. Многоцелевая смазка Molybden эффективна при дер ствии ударных нагрузок, устойчива к окислению и, чт наиболее важно, способна защищать смазываемые детал от коррозии даже в случае попадания в смазку воды.

Достаточно известно моторное масло Mannol Molibde немецкой фирмы SCT GmbH, содержащее дисульфу молибдена и широко представленное в сети магазине России, реализующих смазочные материалы.

Еще одну слоистую добавку — нитрид бора (BN), ш белый графит, — получают, прокаливая технический бс или оксид бора в атмосфере аммиака. Это белый, пох< жий на тальк порошок, но его сходство с тальком — чи то внешнее. Намного больше и глубже сходство аморс ного нитрида бора с графитом: одинаковое построен] кристаллических решеток; оба вещества с успехом пр меняют в качестве твердой высокотемпературной смазк Известное сходство с углеродом проявляет и сам бор, а не только его соединения с азотом. Это не должно удивлять. Бор и углерод — соседи в периодической системе хими­ческих элементов Д. И. Менделеева, оба элемента — не­металлы, мало отличаются размеры их атомов и ионов. Главное следствие этого сходства — быстрое развитие хи­мии бороводородов, которая, по мнению многих ученых, со временем станет «новой органикой». Напомним, что просто «органика», органическая химия, — это, по суще­ству, химия углеводородов и их производных.

В автохимии в настоящее время к известным препа­ратам, содержащим нитрид бора, относятся керамиче­ская антифрикционная добавка Ceramic Engine Protector производства голландской фирмы Petromark Automotive Chemicals BV, добавка на эстеровой основе VX 500 бель­гийской фирмы SWF s.a./n.v., СегаТес немецкой фирмы Liqui moly GmbH и др.

В работах по трибологии указывается, что ряд йоди­стых комплексов также имеет слоистую структуру. В то же время йодистые соединения уменьшают количество и твердость нагаров на поршнях и головках цилиндров за счет перевода твердых оксидов металлов под действием йода в йодиды, имеющие слоистую структуру, меньшую твердость и кислотность.

Известен еще целый ряд так называемых светлых твердых добавок к смазочным материалам. Как правило, это соединения на основе цинка (сульфиды ZnS, фтори­ды CaF, фосфаты Zn₃(PO₄)2, оксиды ZnO и гидрооксиды Zn(OH)₂), кальция (гидрооксид Са(ОН) и ортофосфат Са₃(РО₄)2), а также железа (пирофосфат Fe₂P₂O₇ и др.).

При работе слоистый материал заполняет (сглаживает) микронеровности поверхностей трения, вследствие чего до 50% снижается коэффициент трения и износ обрабо­танных поверхностей. Данные присадки (модификаторы) необходимо вводить при каждой замене масла, так как при работе двигателя на чистом масле происходит интенсивное вымывание частиц графита (дисульфида молибдена и т. д.) из микронеровностей и вынос их из зоны трения. Диаметр частиц должен быть больше максимальной высоты микронеровностей, то есть параметра шерохова­тости поверхностей, чтобы разделять трущиеся поверхно­сти. Для этого в западных фирмах дисульфид молибдена и графит перемалываются в шаровых мельницах несколь­ко суток, а затем тщательно калибруются (просеиваются).

Для стабилизации дисперсий слоистых материалов (предотвращения их оседания в фильтрах маслосистем) приходится дополнительно вводить в смазочные мате­риалы сульфонаты, алкилфеноляты, эфиры, кетоны, со­полимеры этилена и пропилена, полимеризованное рас­тительное масло, фталиевый ангидрит, танин, церизин. Все это перегружает пакет присадок базового смазочного материала.

Характеристики наиболее известных слоистых доба­вок даны в табл. 10.

Применение слоистых препаратов в качестве добавок, а также готовых моторных масел, содержащих слоистые составляющие, имеет ряд особенностей:

1.Применение препаратов на основе дисульфида мо­
либдена не рекомендуется в маслах, содержащих цинк и
кальций в базовом масляном пакете присадок, так как
возможно их взаимодействие и выпадение в осадок.

2.Применение дисульфидмолибденовых присадок, а
также многих ремонтно-восстановительных препаратов
значительно увеличивает сульфатную зольность мотор­
ных масел, превышая допустимые нормы.

3.Как уже не раз отмечалось, необходимо учитывать,
что частицы, введенные в смазочный материал в виде до­
бавок (взвесей), могут быть центрифугированы фильтра­
ми тонкой очистки и коленчатым валом. Это приводит к
забиванию каналов коленчатого вала. То же самое, кста­
ти, может случиться при использовании реметаллизантов
и геомодификаторов.

Добавки, масла и смазки этого класса (Black Gold,
Mannol Molibden, Motor Protect, Getriebeoil Additiv, Molyb-
den и др.) имеют черный или темно-серый цвет вследствие Таблица 10