Препарат | Производитель, страна | Назначение | Состав, комментарий |
«Ретурн Металл» | Предприятие «Петров», Россия | Безразборное восстановление соединений двигателя, снижение трения и износа | Маслораство-римый комплекс пластичных металлов |
«Стрибойл» | НТЦ «Конверс-Ресурс», Россия | Улучшение технических характеристик, снижение вредных выбросов двигателя | Нанодисперс-ный антифрикционный и про-тивоизносный состав |
RemeTall | Fine Metall Powders, Россия | Восстановление и защита от износа трущихся поверхностей, повышение ресурса двигателя | Нанодобавка на основе нанопорошков металлов |
«Супротек-Атомиум» | ООО НПТК «Супротек», Россия | Безразборное восстановление трущихся поверхностей, снижение вредных выбросов | Нанодобавка к смазочным материалам на основе различных наночастиц |
«Формула АВ» | ООО НПП «SintA», Украина | Введение в смазочный материал защитно-восстановительных добавок | Ультрадисперсные алмазы в смазочных материалах |
Препарат | Производитель, страна | Назначение | Состав, комментарий |
Fenom Old Chap | OOO НПФ «Лаборатория триботехно-логии», Россия | Образование защитной пленки, восстановление подвижности поршневых колец, снижение интенсивности изнашивания, коэффициента трения, расхода топлива, масла и т. д. | Содержит синтетическую полимолекулярную основу, наноразмер-ные комплексы органосорбен-та, полученные по золь-гель технологии |
Renom Engine NanoGuard | ООО НПФ «Лаборатория триботехно-логии», Россия | Повышение ресурса и улучшение энергоэкономических показателей двигателя, образование нанострукту-рированной защитной пленки (твердой смазки) | Добавка в моторное масло любого типа. Содержит нанокомпонент NanoJell-C® (дисперсия неабразивных наноалмазов и наночастиц политетрафторэтилена в сложных полиэфирах), антиоксиданты |
Рассмотрим данную группу препаратов на примере приработочного состава Fenom Nanodiamond Green Run производства отечественной фирмы «Лаборатория трибо-технологии».
|
|
Fenom Nanodiamond Green Run (Green Run в переводе с англ. — «приработка») — состав на базе неабразивных наноалмазов (диаметром 4—6 нм) и кластерного углерода, содержащий дополнительно смесь диэфиров и антиоксидантов в высококачественной синтетической основе. Препарат используется в составе масла и обеспечивает ускоренную и качественную приработку пар тре ния после ремонта агрегатов, при обкатке новых автомобилей или при технологической обкатке агрегатов на машиностроительных предприятиях.
Состав изменяет реологические свойства масла и реализует безабразивную трибохимическую приработку не за счет скалывания и разрушения микрошероховатостей поверхностей трения, а посредством пластифицирования, деформирования (вдавливания) и наклепа микровыступов шероховатости поверхности. При этом в период обкатки обеспечивается экономия до 8% топлива и до 10% моторного масла.
|
|
Научно-производственная фирма «Лаборатория три-ботехнологии» впервые в мире разработала препарат на основе наноразмерных комплексов органосорбента, полученных по золь-гель технологии из бентонитовых глин.
Препараты получили наименование рекондиционеры (от англ. reconditioner — реставратор), объединив понятия кондиционирования (нормализации состояния) и латинской приставки «ре» — возврат, что в комплексе обозначает препарат, способствующий возвращению условий трения и изнашивания к нормальному состоянию.
Бентонитовые глины называются по наименованию форта Бентон, расположенного в штате Вайоминг (США), где в конце прошлого века начали первую промышленную добычу таких глин. В дальнейшем практический интерес к бентонитовым глинам значительно возрос, и их месторождения были разведаны почти на всех континентах. Так, монтмориллонит — главнейший минерал бентонитовых глин — получил название от города Монтморил-лон (Франция), вблизи которого был впервые обнаружен.
Бентонитами следует называть тонкодисперсные глины, не менее чем на 60—70% состоящие из минералов группы монтмориллонита. Они обладают высокой связующей способностью, адсорбционной и каталитической активностью.
Более точную качественную характеристику природных бентонитов по одним только результатам их химиче- ского анализа дать весьма затруднительно. Для сравни тельно чистых бентонитов содержание отдельных компо нентов, в частности, оксидов кремния и алюминия, и ш молекулярное соотношение являются характеризующие признаком.
Общие свойства бентонитовых глин — дисперсность, хорошая адсорбционная способность, набухаемость, связующая способность и другие характеристики. Дисперсность характеризует размер частиц в дисперсных системах, которые состоят из множества мелких частиц (дисперсной фазы), распределенных в однородной (дисперсной) среде. По размерам частиц различают грубодисперсные и высокодисперсные системы.
Бентониты являются важным видом минерального сырья, широко применяющимся в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и многих других отраслях. Бентониты используются в практике глубокого бурения (для изготовления высококачественных глинистых буровых растворов), в литейном производстве и при окомкова-нии железорудных концентратов (в качестве превосходного связующего материала), в нефтеперерабатывающей, энергетической, химической и пищевой промышленности (в качестве адсорбентов и катализаторов), в строительной и керамической промышленности, в сельском хозяйстве (при изготовлении комбикорма и других целей), медицине и автохимии.
Органобентонит стал универсальным структурообра-зователем различнейших масляных сред. Он одновременно является загустителем масел, повышая их вязкость, термостойкость и термостабильность различных систем, при этом органобентонит может работать в агрессивных средах, в том числе и средах с любой минерализацией, а также значительно повышает устойчивость различных масел. С помощью органобентонита можно создавать системы из компонентов, которые в обычных условиях несовместимы, например удержать в воде или масле специальные вещества или химические элементы — носители определенных заданных свойств Для получения органобентонита используют бентонитовые глины. Предлагаемые к использованию глины обогащаются, перерабатываются и выпускаются в виде бентонитовых порошков с дисперсностью частиц 10—500 нм.
|
|
При получении рекондиционеров проводится модификация бентонитовой глины фторуглеродным ПАВ, то есть получаются наночастички глины с поверхностью, аналогичной тефлоновой (рис. 17).
Группа препаратов на основе бентонитового нанораз-мерного органосорбента разработки НПФ «Лаборатория триботехнология» Old Chap (в переводе с англ. — старый друг), выпускается для применения в двигателях, механических коробках передач и гидроусилителях руля автомобилей с пробегом более 100 тыс. км. Препараты обеспечивают повышение несущей способности (прочности) смазочного слоя в зоне контакта трущихся поверхностей, особенно с повышенными зазорами вследствие износа.
В последнее время этой же фирмой выпущен новый рекондиционер марки Fenom Tensei, который разработан специально для японских автомобилей (с учетом особенностей их эксплуатации и старения) с пробегом более 100 тыс. км — для снижения темпа износа двигателя улучшения эксплуатационных и ресурсных характеристик. Препарат компенсирует недостатки в диагностике и техническом обслуживании автомобилей. Fenom Tensei изготовлен с применением химических материалов компании Ciba Specially Chemicals Inc. (Швейцария) — мирового лидера в производстве компонентов пакетов присадок для масел. Препарат включает беззольные противоизнос-ные компоненты Irgalube, антиоксиданты Irganox, дезакти-ваторы металлов Irgamet, реологические добавки Arglube, моющие компоненты и синтетическую основу. Компоненты созданы с помощью молекулярной инженерии и представляют собой беззольные соединения, предназначенные для эффективной защиты двигателя и моторного масла в широком диапазоне нагрузок, скоростей и температур. Порядок применения рекондиционеров:
1.Прогреть двигатель.
2.Залить препарат (флакон объемом 250 мл) в систе
му смазки двигателя.
3.Оставить двигатель работать на холостом ходу в те
чение 10—20 мин.
После этого автомобиль можно эксплуатировать в штатном режиме. Рекондиционер добавляется в моторное масло любого типа из расчета одна упаковка на 3,5—5,0 л масла. Рекомендуется заливать препарат в новое моторное масло, через две смены масла.
|
|
Самые последние разработки «Лаборатории триботех-нологии» в области ремонтно-восстановительных нано-препаратов — Renom Engine NanoGuard, присадка к моторному маслу, и Renom Gear Nano Guard, присадка к трансмиссионному маслу.
Renom Engine Nano Guard повышает ресурс и улучшает энергоэкономические показатели бензинового двигателя и дизеля. Содержит современные нанокомпоненты Nano Jell-(У, формирующие защитную пленку (наност-руктурированную твердую смазку), которая эффективно снижает износ деталей и трение. Смесь неабразивных на-ноалмазов и наночастиц политетрафторэтилена с повышенной поверхностной энергией {Hi-Energy PTFE) нахо- дится в масле в виде нанокапсул. В работающем двигателе при температурах до 500 °С нанокапсулы образуют на металлических поверхностях устойчивую к истиранию «сверхскользкую» фторопластовую пленку, армированную наноалмазами. Эта пленка равномерно заполняет все неровности металла, снижает трение, обладая свойствами твердой смазки и надежно защищая трущийся узел от износа. Для применения присадки необходимо прогреть двигатель, энергично встряхнуть флакон, залить присадку в двигатель и дать поработать двигателю на холостом ходу в течение 10 мин. Добавляется присадка в моторное масло любого типа из расчета одна упаковка на 4—6 л масла.
В Московском государственном агроинженерном университете имени В. П. Горячкина разработан ряд металло-плакирующих нанопрепаратов, среди которых металлопла-кирующая присадка-восстановитель «Ретурн Металл» — современная разработка в области самоорганизующихся наноструктур и «эффекта безызносности». Присадка представляет собой полностью маслорастворимые (металло-органические) нанокомплексы размером менее 100 нм на углеводородной основе.
Механизм действия данных препаратов заключается в активации входящих в их состав нанокомплексов кинетической и потенциальной энергией трения. При этом из активных компонентов препаратов и частиц износа на трущихся поверхностях формируется нанокристалли-ческая самовосстанавливающаяся защитная пленка с минимальным коэффициентом трения и интенсивностью изнашивания. Препараты обеспечивают устранение на-но- и микродефектов поверхностей трения и восстановление их работоспособности. Разработки наиболее эффективны в условиях граничного трения, при высоких нагрузках и скоростях скольжения, повышенной температуре трения и «масляном голодании», характерных для изношенных трущихся соединений техники с большим сроком службы, в режимах приработки и при перегрузках Эти нанопрепараты позволяют:
•значительно повысить износостойкость деталей;
•сократить продолжительность и улучшить качество
приработки поверхностей трения;
•эффективно повысить задиростойкость и снизить
питтинг контактирующих поверхностей в тяжело нагру
женных парах трения;
•понизить температуру работающих узлов, уровень
шума и вибрации.
Присадка «Ретурн Металл» также может применяться в качестве добавки к смазочно-охлаждающим техническим средам для повышения качества металлообработки и значительного увеличения срока службы металлорежущего инструмента.
Замечания к данной группе:
1.Для препаратов этой группы актуальны вопросы,
связанные с центрифугированием их фильтрами тонкой
очистки (центрифугами) и коленчатыми валами; ста
бильностью в смазочных материалах, особенно на изно
шенных двигателях; возможностью внедрения твердых
наночастиц в менее твердые поверхности и последующе
го микрорезания дорогостоящего контротела, например
коленчатого вала и т. д.
Нанотехнологии несут в себе ряд реальных и потен
циальных опасностей. Так, в 2002 году американские орга
низации — Агентство по защите окружающей среды (ЕРА)
и Национальное управление по аэронавтике и исследова
нию космического пространства (NASA), а также Между
народная неправительственная группа по защите прав че
ловека в технологическую эру (ETC Group) — заявили, что
вдыхание нанотрубок (на сегодня — базового строительно
го наноматериала), которому случайно подверглась группа
астронавтов, привело к заболеванию легких. Такие угле
родные трубки весьма схожи по негативному воздействию
с обычной сажей. Кроме того, частицы наноустройств лег
ко могут проникать в организм (в клетки через поры их
стенок) и накапливаться в органах. Последствия такого
воздействия пока недостаточно изучены, но следует ожи
дать, что вряд ли они окажутся позитивными Рекомендации по безразборному восстановлению двигателя
Выявленные неисправные или вызывающие опасение свечи (выгорание или эрозия электродов, трещины или разрушение изолятора), естественно, необходимо заменить. После этого пустить двигатель. Если низкая компрессия была обусловлена плохим уплотнением в поршневых кольцах, то компрессия сразу увеличится: у дизельного двигателя до 2,5—3,0 МПа (28—30 кгс/см2), у бензинового — до 0,9—1,0 МПа (9—10 кгс/см2). При этом дизельный двигатель, если его температура около 0 °С и выше, запустится даже со всеми неработающими свечами накаливания.
Состояние цилиндропоршневой группы можно определять пневмотестером К-272М по расходу воздуха через диагностируемый цилиндр. Падение давления на дросселе характеризует техническое состояние цилиндра.
Для общего диагностирования автомобилей, тракторов и других транспортных средств можно применять переносной комплект КИ-13901Ф, размещаемый в чемоданчике.
Способы введения ремонтно-восстановительных препаратов (РВП) могут быть различны и зависят как от механизмов действия препаратов, так и от их агрегатного состояния. Например, такие маслорастворимые препараты, как металлоплакирующие присадки и кондиционеры, вводятся в приготовленные к заправке или уже заправленные в автомобиль топливо и смазочные материалы. Порошковые препараты (реметаллизанты, геомодификаторы) могут вводиться непосредственно в зону трения (например, через свечные отверстия или в подшипники качения и т. д.). Полимерсодержащие препараты иногда вводятся методом «специальной обработки» — введением аэрозолей в топливно-воздушные смеси.
С другой стороны, в настоящее время можно выделить две основные системы применения РВП (как и проведения всего технического сервиса и ремонта транспортных средств):
•планово-предупредительную;
в зависимости от технического состояния. Планово-предупредительная система заключается в проведении работ безразборного сервиса в зависимости от наработки (пробега автомобиля). Такая система технического обслуживания и ремонта долгое время существовала в Советском Союзе, а в настоящее время используется санкт-петербургской фирмой «ИКС» при применении РВП. Система направлена, главным образом, на профилактику и предупреждение высокой интенсивности изнашивания и возникновение отказов, но ее применение не всегда достаточно экономически обосновано.
Наиболее прогрессивна методика (система) безразборного сервиса в зависимости от технического состояния автомобиля, при которой необходимость того или иного воздействия оценивается на основании результатов технической диагностики. В этом случае можно выбрать либо профилактические препараты более «мягкого» действия, либо препараты, обеспечивающие более интенсивное воздействие на трущиеся соединения и агрегаты автомобиля.
Следует отметить, что иногда необходимость применения РВП обусловлена и рядом других — принудительных — причин, например участием в соревнованиях, пробегах или иных нештатных испытаниях (автохимический тюнинг).
Также РВП могут применяться в качестве вспомогательных безразборных средств при сезонном техническом обслуживании и в ряде других случаях, которые мы рассмотрим подробнее.
Весь процесс (цикл) изнашивания детали, как и вообще функционирования соединения или машины в целом между капитальными ремонтами, можно разделить во времени на три этапа (периода) развития процессов или эксплуатации объекта (рис. 18):
•период приработки изделия;
•период нормативной работы (установившегося про
цесса изнашивания);
зону аварийной эксплуатации (катастрофического
изнашивания).
Рис. 18. Межремонтный цикл эксплуатации техники в условиях применения ремонтно-восстановительных технологий:
Wotk — показатели наступления неработоспособного состояния (отказа)
объекта; WB — показатели объекта после безразборного восстановления;
7в — точка безразборного восстановления; Тр — межремонтный ресурс
объекта в обычных условиях эксплуатации; Грв — межремонтный ресурс
объекта после применения РВП
В настоящее время для каждого из этих периодов, в зависимости от решаемой задачи (технического состояния автомобиля, условий эксплуатации и ожидаемых результатов), современные наука и техника предлагают ряд эксклюзивных технологий применения РВП при безразборном сервисе, в том числе в процессе непрекращающейся эксплуатации, что не менее важно. К основным технологиям относятся:
1.Приработка (обкатка) агрегатов нового или капи
тально отремонтированного автомобиля.
2.Профилактика износа и поддержание работоспо
собности узлов автомобиля.
3.Автохимический тюнинг двигателя.
4.Технологии безразборного восстановления.
Известно, что вследствие особенностей функционирования определенные группы восстановителей могут проявлять свои максимальные качества в одних условиях и быть менее эффективны в других. Иногда они вообще
бесполезны и даже вредны, особенно если нарушаются рекомендации по их применению или если они используются не по назначению.
На основании имеющихся теоретических положений в области трибологии и химмотологии, а также накопленных знаний по исследованию и внедрению различных технологий безразборного сервиса рассмотрим подробнее целесообразность и эффективность применения ре-монтно-восстановительных технологий при эксплуатации автомобильной техники.
Рис. 19. Экспресс-диагностика цилиндропоршневой группы (замер максимального давления на такте сжатия-компрессии)
Шаг 1. Один из важнейших элементов безразборного сервиса — диагностирование (рис. 19), включая определение технического состояния машины, выявление скрытых неисправностей в ее агрегатах и системах без их разборки. На основании полученных результатов обосновывается тот или иной способ воздействия или применения ре-монтно-восстановительных технологий.
Для этих целей могут применяться стационарные, передвижные, переносные и встроенные бортовые средства диагностирования. Стационарные средства диагностирования предназначены для контроля большого числа параметров (до 150 и более) на станциях технического обслуживания (СТО), ремонтных предприятиях и мастерских хозяйств.
Наиболее простой способ определения технического состояния цилиндропоршневой группы (ЦПГ) двигателя—с помощью компрессометра по давлению, развиваемому в цилиндре в конце такта сжатия.
Чтобы определить значение компрессии в автомобиле, необходимо приобрести компрессометр марки МТП-1МБ, 179 УХЛ4, МТ-1 модели 88801 (для бензиновых двигателей) или КИ-5973 (для дизелей). Пределы измерений компрессии (максимального давления в цилиндре на такте сжатия) для бензиновых двигателей составляют К = 0—1,6 МПа, для дизельных —- К = 0—4,0 МПа.
Шаг 2. Перед введением восстановителей в смазочные материалы необходимо проверить состояние уплотнений ремонтируемого агрегата. Исправное состояние уплотнительных устройств и различных защитных кожухов — одно из главных условий длительной и надежной работы машины. Потери масел из-за течи могут привести к выносу части компонентов восстановителя и снижению ожидаемых результатов воздействия. Попадание влаги в большинство металлоплакирующих и молибденсодержа-щих материалов приводит не только к значительному снижению их смазочных свойств, но и к повышению коррозионных процессов в трущихся соединениях, что наиболее нежелательно в различных подшипниковых узлах ходовой части автомобиля. В связи с этим неисправные уплотнения, защитные кожухи и чехлы следует обязательно заменить исправными или (лучше) новыми.
Шаг 3. Необходимо провести очистку (промывку) системы смазки двигателя, картера коробки передач и распределительных коробок, мостов и т. дПри подготовке к введению консистентных смазок-восстановителей требуется тщательно очистить заправочные полости от остатков старой смазки, которая может содержать абразивный материал, частицы износа и влагу.
Шаг 4. После замены воздушного, топливного и масляного фильтров (рис. 20) заправить свежее моторное масло до нижнего уровня (по щупу-указателю), оставив часть на приготовление композиции с восстановителем и последующий долив.
Если после контрольного пробега 500—1000 км масло стало черным (за исключением случаев применения слоистых материалов), желательно повторить очистку систем двигателя, тем более что промывочные жидкости после фильтрации, отстаивания в течение 7—10 дней и удаления осадка могут применяться повторно три-четыре раза.
Шаг 5. Препараты перед введением должны иметь плюсовую температуру (не менее +20 °С) для полного их удаления из упаковки и легкости введения.
Рис. 20. Замена масляного фильтра
Рис. 21. Композиция смазочного материала и препарата вводится в двигатель после тщательного перемешивания
Категорически запрещается подогрев препаратов на открытом огне, электроплитке и т. д. В этих целях используйте выдержку в теплом месте или поставьте флакон (тубу, пузырек, канистру) с препаратом под струю горячей воды или воздуха.
Шаг 6. Непосредственно перед введением препарата в канистру с остатком нового масла флакон необходимо тщательно встряхивать в течение 2—3 мин.
Шаг 7. Полученную композицию смазочного материала и препарата необходимо тщательно перемешать (3-4 мин) и только затем ввести в двигатель (рис. 21). Препарат может быть введен непосредственно в двигатель без предварительного смешивания с маслом (рис. 22). Операции по введению тефлоновых препаратов целесообразней производить на холодном двигателе, чтобы максимально уменьшить возможность преждевременной полимеризации ПТФЭ во время заливки.
Шаг 8. После введения препарата пустить двигатель и осуществить контрольный пробег на расстояние 10—15 км или оставить его поработать минимум 30 мин.
При применении различных восстановителей в механических коробках передач для более равномерного на
Рис. 22. Введение ремонтно-восстановительного препарата (безразборное восстановление двигателя)
несения покрытия на контактные поверхности зубчатых колес необходимо в период обработки проехать на автомобиле задним ходом на расстояние 250—300 м.
Шаг 9. «Обработанный» препаратом автомобиль должен эксплуатироваться какое-то время до получения более высоких технико-экономических показателей (табл. 12). При длительном хранении компоненты восстановителей могут расслоиться, отложиться не в том месте, а полученные покрытия — подвергнуться коррозии и т. д. Например, если интенсивная эксплуатация автомобиля зимой не планируется, отложите безразборное восстановление работоспособности автомобиля на весну.
Шаг 10. Не следует увеличивать рекомендуемую изготовителем дозировку вводимых препаратов, что может привести к прямо противоположным результатам. Следует руководствоваться прилагаемыми инструкциями.
Операции безразборного восстановления двигателей внутреннего сгорания наиболее целесообразно проводить на станциях технического обслуживания, где специалисты контролируют процесс обработки с полным диагностированием двигателя и выдают гарантию правильного применения препарата. Однако ввиду достаточной простоты применения препарата процесс обработки может быть осуществлен как на СТО, так и в обыкновенном гараже или на автостоянке.
Таблица 12
Результаты безразборного восстановления работоспособности отечественной автомобильной техники
Марка автомобиля | Пробег, тыс. км | Средняя компрессия в цилиндрах, МПа | Эффект, (<Кд-Кп)/Кд) 100, % | |
ДО препарата, Кд | после применения препарата, Кп | |||
ВАЗ-2102 | 0,59 | 0,64 | 8,5 | |
ВАЗ-2104 | 0,83 | 0,91 | 9,6 | |
ВАЗ-21063 | 1,29 | 18,4 | ||
ВАЗ-21063 | 0,76 | 0,99 | 30,3 | |
ВАЗ-21051 | 1,00 | 1,16 | 16,0 | |
ВАЗ-21073 | 0,96 | 1,10 | 14,6 | |
ВАЗ-21081 | 0,87 | 0,95 | 9,2 | |
ВАЗ-21093 | 0,96 | 1,10 | 11,5 | |
ВАЗ-2110 | 1,08 | 1,16 | 7,4 | |
ВАЗ-2123 | 0,97 | 1,09 | 12,1 | |
СеАЗ-1111 | 1,25 | 1,49 | 19,2 | |
СеАЗ-1111 | 1,10 | 1,50 | 36,4 | |
ГАЗ-31029 | 0,65 | 0,81 | 15,8 | |
ЗиЛ-130 | 0,78 | 0,85 | 8,9 | |
ЗиЛ-131 | 0,50 | 0,75 | 50,0 |
Чаще всего непосредственно после обработки скоростные характеристики автомобиля (выбег, разгон и др.) начинают улучшаться на 10—25%. При дальнейшей эксплуатации продолжается восстановление изношенных поверхностей трения и других технико-экономических
Рис. 23. Изменение компрессии К двигателя
автомобиля СеАЗ-1111 в зависимости от пробега S
после безразборного восстановления
характеристик агрегата. Достигнутые показатели увеличиваются до 1,5—5,0 тыс. км пробега и остаются более-менее стабильными до пробега около 15 тыс. км, а затем начинают постепенно снижаться, частично сохраняясь до 30—50 тыс. км, по некоторым данным — до 80 тыс. км пробега (рис. 23).