bmwservice


Самообразовательный блог


Previous Entry Share Next Entry
Модификаторы трения II
bmwservice
Ну что же, от довольно "примитивных" (но эффективных) по действию модификаторов трения типа "антифрикционная пудра", перейдем к чему-то более интересному. Но перед тем, как мы продолжим разговор, хочу еще раз возвратиться к теме мелкодисперсных модификаторов, для этого еще раз напомню принцип их действия (смотрим картинку):

Заполнение неровностей_2
Думаю, вам очевидно, что для эффективного действия подобного препарата, он должен содержаться в масле в достаточно заметном объеме: пропорционально площади поверхностей трения. Грубая прикидка на площадь контактного трения и потребную глубину заполнения неровностей во всем двигателе, дает, на самом деле, величины очень скромные. При средней глубине шероховатости по 8-9 классу (заведомо менее 1 мкм), требуемый объем сыпучего модификатора не превосходит величину 1 куб.см - это совсем немного. Но даже если вы хотя бы раз видели хим.состав подобных продуктов (многократно здесь публиковавшийся), то должны помнить, что концентрация "агента снижения трения" составляет величину около 0,5-2 г на каждый килограмм масла. В типичном двигателе содержится примерно1 кг масла на цилиндр. Это значит, что не менее типичная "индустриальная норма" модификаторов трения составляет величину до 6x2=12 г модификатора трения на весь мотор. Еще около 4 г "на цилиндр" - добавят элементы обычных присадок, среди которых тоже есть антифрикционная присадка ZDDP.

В сухой массе это немало, примерно вот столько:
dryweight

Объяснение этому факту довольно простое: "усвояемость" присадки (присутствие ее в паре трения) отнюдь не абсолютная. Хотя поверхностная активность некоторых препаратов действительно может быть довольно высокой, но это совсем не значит, что все частицы полностью и без остатка оседают на металле. Запас их был и будет всегда: большая часть так и продолжает плавать в масле.

Кстати, "сухое количество" самой распространенной присадки ZDDP в маслах пусть и медленно, но неуклонно снижается. К этому обязывает введение все новых и новых экологических стандартов:
zddp_pic
Но даже сейчас (когда "BMW LL-04" и подобные "современные нормы" уже сложно назвать новыми) можно совершенно уверенно утверждать: резервы для снижения еще велики. Например, заметное действие того же MoDTC проявляется при концентрациях не более 500 ppm - 0,5 г/кг. Чтобы в этом удостовериться, достаточно воспользоваться поисковиком, или же купить любое из масел с этим довольно распространенным модификатором.

Итак, при попытке оценить количественный состав соразмерно объему масла, мы вышли на примерно такое соотношение: присадка типа "пудры" является достаточно эффективной уже при концентрации не более 0,05-0,1% от объема масла. Приобретя всего 5-10 г подходящего препарата, вы уже сможете получить какое-то практическое представление об эффекте, ну или же продолжить безвозмездно общаться (а лучше - спорить и доказывать) с теми, кто уже опробовал нечто подобное на своем личном автомобиле.

Попутно отвечу на очередной "важный" вопрос, степень важности которого затмевает даже разум некоторых ретивых консерваторов: что же будет, когда частицы забьют "сетку хона". К счастью, глубина маслоудерживающего слоя как в хонингованных гильзах, так и в современных "алюсиловых" ("силумаловых") блоках составляет величину не менее чем на два-три порядка большую среднего размера модифицирующих трение частиц. То, что в вашем сознании должен сделать такой "модификатор" с "ландшафтом" стенки цилиндра, в действительности представляет собой не более, чем вот это:
peaks1
В то время, как вы совершенно напрасно ждете вот этого:
peak_2

Так что забудем очередную байку и перейдем к делу.

Около двух лет назад, ко мне обратились представители компании, созданной вокруг оригинального изобретения: русским ученым М.В.Провоторовым был найден способ синтеза и улавливания в жидкой среде крайне малых частиц высокоактивной формы углерода. Компания существует уже несколько лет, но область применения изобретения до сих пор имела весьма отдаленное отношение к автомобилям и моторным маслам. Желающие могут найти время ознакомиться с индустриальными перспективами применения вот тут:



Разумный вопрос (от тех, кто уже открывал ссылку на патент) - нафиг мне это читать о чем речь-то вообще и причем тут моторные масла? А дело вот в чем: как уже сказано выше, были получены и стабилизированы в жидкой нейтральной среде особо малые частицы активной формы углерода, т.н. "наноалмазы"- вещество с крайне высокой удельной поверхностной энергией. Средний размер полученных частиц (и их массивов) не превышает величину в 0,8 нм. И это очень хорошо, так как формально позволяет мне использовать экзотическую величину "пикометр" и "пикоалмаз", вместо надоевшего сколковского "нанометр" и "наноалмаз".

Последовательно читающий статью автолюбитель уже, вероятно, даже предположил, что по сути, наверное, это тоже самое, что и вышерассмотренная более крупная "антифрикционная пудра". Ну и что с того, что наши металлические "неровности" в паре трения покроет более мелкий порошок - очевидно же, что после достижения определенного предела, эффективность уже не будет расти столь стремительно, а нюхать его все равно бестолку.

Думаю, что такое предположение в общем-то справедливо, но оно не верно, по крайней мере, в нашем случае.

Дело в том, что механизм действия подобного вещества, после введения жидкую среду типа "масло моторное" (ну и не только), радикально отличается от поверхностных модификаторов трения и состоит в т.н. структурировании молекул среды вокруг объектов с высокой поверхностной энергией. Подобно тому, как например, Солнце "структурирует" вокруг себя Солнечную систему:
dvigenie-planet

Ну или вот вам еще пример "неструктурированный среды":
Crowd-of-People-655x422

с последующим структурированием нескольких тысяч зрителей вокруг судьбы несчастного животного:
corrida

Разумеется, помимо быка, это могла бы сделать и женщина.
На фото некая блондинка, структурировавшая разом целый взвод фотографов:
paparazzi

Разглядеть аналогию можно рассмотрев однородную среду, подобную маслу, под микроскопом.

Вот вид жидкости до...
plain_pic_1

и после введения препарата:
plain_pic_2

рассмотрим полученную структуру укрупненно:
plain_pic_3

Как видно, в результате образовался сфероподобный подвижный объект размером примерно 300-400 нм, целиком состоящий из молекул среды - в нашем случае - моторного масла. И формирует (удерживает) его тот самый энергетически активный "центр", в виде частицы углерода размером всего около 0,8 нм.

В нейтральной среде, сама частица выглядит вот так (темные точки на фотографии):
center

Непосредственно после добавления таких частиц в масло, начинается процесс формирования (группирования) вокруг них молекул, из которого само масло и состоит.
Процесс развивается следующим образом (слева направо):
orient_1

Вот аналогия происходящего:
voronka_1

Ну или вот (для женщин):
voronka_2

Результат:
orient_2
Для ценителей футбола и футболистов представлена почти 3D модель процесса:
football

Снова вспоминаем картинку из самого начала статьи.

В отличие от порошковых модификаторов, механизм действия "структурированного масла" будет выглядеть совершенно иначе:
Структурирование масляной прслойки
Помните, какие цифры концентрации препарата типичны для порошковых модификаторов? Как вы думаете, какая концентрация вводимых "центров" актуальна для препарата такого рода?
Какие последствия ожидаемы и как можно было бы их оценить, измерить и испытать? Мы потратили на это более двух лет и вот что придумали...

(Ну а дальше начинается все самое интересное, разумеется. Ждем следующей статьи.)

А у ксенума нечто подобное получается с wrx маслом?

Эээх, зачем я все это печатал-то...

Уточню, а все масла структурируют масло одинаково или есть нюансы?

Давайте сохранять интригу, пока вы прочли только вступление)

Ок, ещё хотелось бы увидеть структуру от температуры если такое возможно и как она будет меняться в ходе старения(окисления) масла или я загнул?

Кстати , так сон можно отбить :)

Кстати, тут залил vx500 ксенумовский. Месяц езжу, но чудес не происходит - шумит также, едет также. Что я сделал не так?

Возможно то что шумит, уже никакими модификаторами не спасешь. Ну или природа шума другая.

Мне кажется или в прошлой статье картинка была другая и на первом рисунке должна быть картинка из предыдущей статьи. Они одинаковые с последней.

да, все ок теперь.

Опять, на самом интересном месте!...

Слушайте, ну нельзя же по-другому))))

"глубина маслоудерживающего слоя как в хонингованных гильзах, так и в современных "алюсиловых" ("силумаловых") блоках составляет величину не менее чем на два-три порядка большую среднего размера модифицирующих трение частиц."

А есть ли смысл в хонинговании цилиндров, если использовать масла исключительно с модификаторами трения?

Эти вопросы комплексно не исследовались уже очень давно. Я видел достаточное количество автомобилей с ничтожными остатками хона и без особых проблем. Например, блоки М50 с пробегом 350-400... Вопрос не только риторический, но, как видно, сейчас и вообще чисто из области теории.

Спасибо огромное за просвещение.
Правильно ли я понимаю, что
1) в случае применения модификаторов трения мы засыпаем теоретически достаточное количество порошка в масло и надеемся, что эти модификаторы окажутся в нужном месте, т.е. на трущихся поверхностях, и выполнят свое предназначение, но никакой 100% гарантии их попадания в нужном месте в нужной концетрации быть в принципе не может;
2) в случае применения наночастиц алмаза требуется гораздо меньшая концетрация, во-первых, из-за меньшего размера частиц, а, во-вторых, из-за иного принципа работы - они не просто находятся в масле, но, каким-то образом изменив структуру масла, гарантированно находятся в определенной концетрации в любой части масла, тем самым обеспечивая свое 100% присутствие на трущихся поверхностях. Если так, получается, что это будет прорыв в области смазывающих технологий?

1)Все именно так, только слово "гарантии" тут немного лишнее.)
2)Вы тоже правы, но подробности позже.

P.S.Он вообще-то есть, а не "будет". Дату патента посмотрите.

Я что заметил... У кого что-то реально работает, тот показывает результаты тестов.
У кого тот-же продукт, что и у конкурентов, только вид сбоку, тот рассказывает про то как оно всё внутри отлично работает.
Начало было интересное, но пошло по второму пути. Даже обидно. Я так на Сергея надеялся.

И ещё... футбольный мяч в мотор не влезет :)))))

"Я что заметил... У кого что-то реально работает, тот показывает результаты тестов."

Точно так! Отлично было бы, если вы с таким цепким и метким сознанием согласились бы быть научным консультантом проекта. Хотя бы на добровольных началах и во внеурочное время. Ваши комментарии всегда читаю с особым трепетом. Пожалуйста, не пропустите следующую часть статьи.

Я очень старался, вы заметили)))

Все по "божественной пропорции" однако.

Хм, а я и не подумал)

Во-первых, спасибо!)

Очень бы хотелось получить ответы (или же объяснение некорректности вопроса):
1) Структурируется исключительно основа масла? Важно ли брать в расчет (не)структурирование элементов пакета присадок или же можно смело пренебречь?
2) Правильное ли предположение, что подобная структуризация масла способна улучшить и характеристики трения гидродинамической природы?
3) В парах контактного трения - подобный механизм теоретически способен ли воплотить обещания маркетологов Castrol о прочности пленки в паре кулачок/толкатель? Если же нет, то есть ли преимущества перед "порошковым" модификатором?
Спасибо!

фулерены и фулборены

наверное, в будущем будут использовать в качестве модификаторов фуллерены и фулборены...

1. Почему алмаз? В патенте нет ни слова про алмазы.

2. Что подразумевается под "активной формой углерода"? Химическая активность? "Физическая"? Алмаз, кстати, самый пассивный из всех углеродов.

3. Удельная поверхностная энергия обратно-пропорциональна объему - понятное дело, что частицы с поперечником в мкм имеют "крайне высокую удельную поверхностную энергию" без привязки к особым формам запатентованного углерода. Или в данном случае имеется в виду действительно какая-то особая неординарная величина?

4. Каким образом добавление "наномодификатора" увеличило зазор в паре трения?

Ты или дураки, или одно из двух

Ну а что держать за пазухой, ведь материал явно весь готов, не на ходу же придумывается? Но главная завязка скандала все-же не интриги-расследования нашего любимого, но отдельно взятого автора. Самый скандал будет в том, куда же смотрели и смотрят монструозные производители и мужи современности, их обслуживающие. Чем занимаются многочисленные суперлаборатории и прочие товарищи ученые? Они что не в состоянии масло в колбе на плитке нагреть, иху мать!? Или модификатор испытать? Читаешь и думаешь: это я дурак, или одно из двух?

Аффтар, давай жги дальше!

Re: Ты или дураки, или одно из двух

Крупные производители масел заключают контракты с автопроизводителями , содержат армию маркетологов и не спешат вкладываться в дорогие разработки. Их масла и так покупают , зачем торопиться. Тем временем производители помельче тоже хотят что-то продавать и делают ставку на дорогие инновационные продукты. Со временем технологии совершенствуются и дешевеют, вот тогда крупные производители и берут их на вооружение. Хотя нано-технологии сейчас развиваются семимильными шагами и уже сейчас внедрение тех же нанотрубок в масло не так уж дорого стоит.

Сколько будет стоить тюбик?

Пара трения

В связи с чем отличается толщина приповерхностного смазывающего слоя между парой трения, ведь если его будет меньше, то картинка схожая?

а я-то как раз полагал, что для этого и нужны "точки концентрации"

Навскидку, на 2 порядка меньшее количество.

Еще надо учесть вопрос стойкости образовываемых структур.

Сергей, спасибо что выкладываете такие интересные материалы, есть уже и давно практический опыт использования присадок от LM.
http://liquimoly.ru/product_view.php?id=401 - использовал такую присадку в моторе Suzuki G16B, машина Suzuki Baleno (про её же версию Suzuki Liana, вы высказывались не иначе как про шедевр мирового автостроения) работу присадки именно как антифрикционной не заметил за одним моментом - заводка двигателя стала осуществляться чётче и быстрее. При езде разницы не ощутил, хотя прекрасно чувствовал разницу при использовании разных масел.
http://liquimoly.ru/product_view.php?id=380 - ради интереса залил совместно с Лукойл Синтетик 5-40, предыдущая версия. Что то в этом масле недоделано, при оборотах свыше 3400, этот мотор начинает работать с характерным надрывом, при добавке Кератека никакой разницы не ощутил, вообще. Другие масла давали более приятную работу на указанных оборотах, например Валволайн или Арал.
Вопрос - что я не так сделал? И можете как то прокомментировать полученный опыт?
Спасибо.

Citroen DS4 1.6THP 150нр AT6 и Xenum VX500

Пишу здесь, т.к. не нашел соответствующее место, где оставить отзыв о присадке. Почему именно присадку залил, а не масло было много причин, которые к теме не относятся. Пока как есть, дальше будем посмотреть.
Авто новое, пробег 17 тыс. км на момент написания. С 0 до 10 тыс. км расход масла составил 1 литр(!!!) масла и это на новом то автомобиле. Причины читателям блога известны, описывать нет смысла. Поменял масло на Mobil 1 0W40 + Xenum VX500. 7 тыс. км пробежал, полет нормальный. Жора масла нет. Намного тише работает при пуске по утрам после ночной стоянки без характерного тракторного урчания и лязга. Приемистость и экономичность чуток улучшились.
Естественно всё это субъективно, так сказать личные ощущения на глаз слух. Будем наблюдать дальше. Меж-сервисный интервал увеличивать не собираюсь. Пока всё более чем устраивает.
И напоследок вопрос Сергею: стоит ли при очередной замене масла снова лить присадку?

Re: Citroen DS4 1.6THP 150нр AT6 и Xenum VX500

Стоит.

Не знакомы ли вы с присадками, выпускаемыми под этой маркой http://www.microceramics.ru/?
Судя по описанию, мне кажется, что:
Universal Micro-Ceramic Oil - это нитрид бора - аналог ксенума,
ECO-Universal Oil Package - это аналог вашего препарата для структуирования молекул масла.

Знаком, аналог NB.

Полезная и познавательная статья! В данной статье не увидел информации по модификаторам трения, содержащих серпентин (РВС, Супротек, ОЛИКС). В практике сталкивались с данной продукцией? Возможно в продолжении статьи Вы приведете примеры исследований.

По серпентину и гидросиликатам вообще публикаций не планирую - военная тайна))))

Сергей, приветствую!
Спасибо большое за такое количество очень познавательной информации.
У меня есть только один вопрос.
Я залил на первом ТО 15тыс.км. в свой TSI 2.0 (2013 г.в. с обновлённой поршневой) оригинальное масло 5W-40 Special Plus.
Купил это масла сам в стороннем магазине, т.к. принципиально не хотел заливать диллерское бочковое или предлагаемый Кастрол 5W-30. Расхода масла за 15 тыс не заметил, ни разу не доливал, хотя эксплуатирую в основном в городе. Есть предпусковой подогреватель и дополнительно автозапуск, всё было сделани в первую очередь ради комфорта ну и дополнительно расчитывал облегчить жизнь мотору.
.Вооще даже при этом были проблемы с ОД из-за того, что я привёз свои расходники, думаю было бы ещё сложнее если бы я привёз с собой Мобил 1 или Ксенум.
Сейчас прочитав ваши статьи про масло собираюсь уменьшить межсервисный интервал пополам, жалею, что раньше этого не сделал.
Собственно сам вопрос: есть ли смысл дополнительно доливать в мотор присадку Xenum VX 500? Есть ли риск, что эта присадка "приживётся" с тем залитом оригинальным, неизвестным маслом?
Спасибо.

?

Log in