Смесеобразовательный блог (bmwservice) wrote,
Смесеобразовательный блог
bmwservice

Модификаторы трения II

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.)
Tags: модификаторы трения
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 79 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →