Присадки и модификаторы: Who is кто, и как это работает

"Дайте мощную электродрель плотнику, который не слышал об электричестве — и он использует её в качестве молотка. Но прежде чем дрель превратится в негодный молоток, будет испорчено несколько гвоздей и разбиты пальцы".

Гради Буч

Ситуация. У Паши и Саши две одинаковые машины. Саша залил разрекламированный модификатор масла в двигатель. И радости его нет предела — машина стала как новенькая. Загоревшись идеей, Паша купил ту же самую присадку в том же магазине. Но не достиг желанной цели. Почему? Модификатор вроде один и тот же, но последствия различны... Цель этого материала — помочь разобраться читателю в непростых законах мира присадок. Сразу следует оговориться: "присадки" это те компоненты, содержащиеся в готовых маслах, а те присадки, которые продают отдельно, именуют "модификаторами". Поехали.
... Жир замерзнет, и получится глицерин. Смешаем с азотом — получится нитроглицерин, а он уже основная составляющая динамита...
Начнем с азов. То есть с самого моторного масла. Все автомобильные масла состоят из основы и присадок. Основу минерального масла получают возгонкой нефти. Синтетика производится совсем другим способом — синтезом. То есть сложным химическим процессом построения молекулы из газа. Полусинтетика — смесь таких основ.
Масла различных фирм отличаются только набором присадок, при этом основа почти у всех одинаковая. Присадки — сложнейшие соединения, способные снижать трение, уменьшать вероятность задиров, создавать защитные покрытия на поверхности металла. Состав присадок зависит от особенностей двигателей, для которых они предназначены, и в большей степени от самой основы масла. У минералки — один тип присадок, у синтетики — другой. В "полусинтетике" присадки подобраны так, чтобы не вызывать побочных химических реакций с обоими видами основ. Естественно, что просто смешав минеральное и синтетическое масло, "полусинтетику" не получишь никогда.
Вообще, главное предназначение любой смазки — создавать пленку между трущимися деталями и предотвращать контакт их неровностей друг с другом. С помощью этого снижается трение и уменьшается вероятность возникновения задиров. Для стабильного выполнения этих двух действий масло должно обладать двумя основными свойствами: быть легкотекучим и хорошо держаться на поверхности металла. То есть оно должно быть одновременно и максимально жидким и максимально густым. Раньше для решения этой проблемы приходилось использовать "зимние" и "летние" масла. Пока не придумали загущающие присадки — модификаторы вязкости. Их принцип таков: они не "действуют" при низких температурах, сохраняя первоначальную текучесть масла, и загущают его при повышении температуры. Эти присадки позволили создать масла — "всесезонки".
...Состояние внутренних органов нестабильное...
Присадки предназначены для изменения свойств синтетической или минеральной основ, а также для придания новых свойств моторному маслу.
Так называемый пакет присадок любого масла состоит из следующих составляющих: загущающие, дисперсионные, моющие, депрессорные, антифрикционные, диспергирующие, ренметаллизанты. Рассмотрим некоторые из них поподробнее.
Загущающие присадки, или полимерные загустители (состоят из полимерных соединений: полиизобутилен, полиметакрилаты и др.) предназначены для повышения вязкости в моторном масле в зависимости от его температуры, что обеспечивает "гладкую" работу двигателя независимо от погодных и климатических условий, в которых он эксплуатируется. Загущенные масла могут применяться всесезонно и имеют повышенный срок службы до замены. У полимерных загустителей есть один существенный недостаток — при длительной работе в высоких температурах они начинают разрушаться, из-за чего резко падает вязкость самого масла. Кроме того, в их присутствии масло, оставаясь текучим в широком интервале низких температур, вдруг резко теряет свою подвижность. То есть попросту застывает. Происходит вот что. При понижении температуры парафины содержащиеся в масле, превращаются в очень прочные кристаллы. Совсем избежать этого явления нельзя. Его можно перенести в область очень низких температур, не встречающихся ни в одних климатических широтах. Для этого существуют депрессорные присадки. При введении в масло они оседают на мелких кристаллах парафинов, препятствуя их росту. Из-за этого масло не твердеет.
Моющие присадки — это слаборастворимые соли бария, магния, кальция. Диспергирующие присадки — сложные органические соединения (к примеру — производные янтарной кислоты). Принцип их действия таков: всю грязь, нагар, продукты износа, диспергирующие присадки обволакивают и держат во взвешенном состоянии, то есть обволакивают и не дают прилипать к стенкам двигателя. Затем все это моющие присадки выводят в масляный фильтр. Достаточно широко распространены моющие присадки, продаваемые отдельно. Так называемые промывки двигателя. Их используют для быстрой очистки двигателя перед заливкой нового масла.
Моторное масло работает в таких условиях, при которых многократно повышается вероятность его окисления кислородом из воздуха. Тем более что металлические детали двигателя при высоких температурах играют роль катализатора этого процесса. Продукты окисления — растворимые сильнодействующие примеси либо нерастворимые углеродные отложения. Уменьшить процесс окисления способны присадки-антиокислители. Они покрывают химической пленкой металлические поверхности, таким образом делая катализатор окисления пассивным. Кроме того, благодаря своему обволакивающему действию антиокислители защищают двигатель от коррозии. Хотя для большей надежности в масло добавляют соединения, содержащие серу и фосфор. Защитную пленку, образуемую этими присадками, невозможно удалить даже механическим стиранием, что немаловажно для подшипников и на трущихся поверхностях.
...Скользи!
Особое внимание следует уделить присадкам модификаторам к уже готовым маслам. Их можно поделить на три групы: содержащие порошки металлов (чаще всего меди), порошки инертных неорганических соединений (графит, сульфиды металлов), перфторуглеводороды.
Модификаторы на основе металлов появились еще в начале века, притом довольно неожиданным способом. Холодильные установки, расчитанные на 2-3 года, вопреки всем расчетам работали намного дольше. Такая живучесть носит химическую природу и связана с появлением на поверхностях в зонах трения химического соединения меди и аммиака, которое резко снижает износ деталей. Возникла идея использовать медь в двигателях внутреннего сгорания.
Принцип его действия таков. Порошок, имея мелкодисперсную структуру, постоянно находится во взвешенном состоянии. Частицы меди, оседая на всех металических частях двигателя, постепенно заделывают микротрещины и царапины на поверхности металла, параллельно снижая трение. Плохо то, что есть вероятность химического взаимодействия с органическими соединениями, при этом может измениться структура присадок к маслам. Последствия непредсказуемы.
Неорганические порошковые соединения (графит, сульфиды металлов) обладают схожим действием. Преимущество их в химической инертности. Недостаток — в маленькой механической прочности. То есть осаждаемые частицы графита будут истираться и выгорать. Однако из-за химической инертности маловероятно, что этот модификатор испортит баланс присадок масла.
Еще одна група — модификаторы, основанные на углеводороде. Известные фторопласт, тефлон (те самые сковородки "Тефаль") есть ни что иное, как разновидности перфторуглеводородов. Преимущества — низкое трение и химическая инертность. Наверное, это были бы наиболее приемлемые компоненты для модификаторов моторных масел, если бы не одна деталь — эти вещества теряют инертность при температурах 300-400 градусов. Хотя масло в двигателе не нагревается до подобных температур, все равно какая-то его часть попадает в камеру сгорания и остается на стенках цилиндров. Там температура намного выше. А при термическом разрушении политетрафторэтилен выделяет химически активные вещества, очень вредные для металла.
Возникает вполне резонный вопрос. Так пользоваться ли вообще этими модификаторами или нет? Если у ваc "свежий" автомобиль с небольшим пробегом, вы используете качественное синтетическое масло и регулярно его меняете — о модификаторах и вообще о присадках можно забыть. Но для "пожилого" двигателя, даже если туда залита не дешевая минералка, а дорогая синтетика — то, что доктор прописал. В любом случае при выборе модификатора полезно руководствоваться здравым смыслом, инструкцией и рекомендацией техника-специалиста. В любом случае автомобилист, выбирающий присадки, исходя из стоящих перед ним задач, а не купившийся на красочную упаковку, — достоин всяческого уважения.

Текст: Александр Костяев