Вы просматриваете: Главная > Авторемонт разное > Как делают моторное масло
Post Icon

Как делают моторное масло

Опубликовано в Авторемонт разное
4 Дек 2007

Как делают моторное масло

Как делают моторное масло

    Одна из черт базисных моторных масел — вязкость (чем меньше данный показатель, тем несложнее прокачивать масло по каналам и узким трубкам). Для установления так называемой кинематической вязкости, которая является отношением динамической вязкости к плотности, употребляется стандарт ASTM D445, в соответствии с которому измеряется количество масла, стекающего под действием силы тяжести через капиллярную секцию стеклянной трубки Кстати, многие усовершенствования этих устройств были сделаны как раз в лабораториях ExxonMobil: в случае если краткость — сестра таланта, то необходимость очевидно находится в родном родстве с изобретательностью

Сходу за дверью в строении исследовательского центра обнаруживается настоящая автозаправка Mobilgas со скучающим манекеном-автозаправщиком, застывшим в ожидании клиентов. Его очевидно занесло ко мне не без помощи машины времени из первой половины XX века. «В далеком прошлом тут сидит!» — с ухмылкой комментирует один из проходящих мимо сотрудников.

Вот уж совершенно верно — настоящий безмолвный свидетель технологической революции. На самом деле, по словам нынешнего начальника подразделения моторных масел Mobil 1 НИИ ExxonMobil (ExxonMobil Research & Engineering) Дуга Декмана, эта революция в далеком прошлом уже купила постоянный темперамент: «Каждые пара лет производители автомобильных двигателей, подгоняемые более твёрдыми экологическими требованиями, выдают нам новые спецификации на моторные масла, а нам приходится всегда работать на опережение, ориентируясь на все более твёрдые стандарты».

Масло, пришедшее с холода

В 2005 году Билл Максвелл, тогдашний начальник группы разработки моторных масел Mobil 1, поведал «Популярной механике» историю появления этого революционного продукта на рынке («Масло не для бутерброда», «ПМ» № 4’2005). Первое синтетическое масло компании Mobil Oil (ExxonMobil) на базе полиальфаолефинов (ПАО), вышедшее в первой половине 70-ых годов XX века, практически перевернуло автомобильную индустрию.

Прежде всего оно предназначалось для холодных условий, в частности для Аляски. Запуск в холод считается тяжелым опробованием для любого автомобильного двигателя, и масло, сохранявшее собственную текучесть кроме того при низких температурах (при которых классическое минеральное масло застывало), было высоко оценено в мире.

С второй стороны, при увеличении температуры масло не должно через чур разжижаться, в противном случае оно не сможет образовать предохранительную пленку на подробностях мотора. Исходя из этого один из серьёзных компонентов пакета присадок, модификатор вязкости (полимерный загуститель), — это то самое вещество, которому всесезонные масла обязаны собственной «комбинированной» вязкостью.

Долгие молекулы загустителя сворачиваются в клубок при низкой температуре, что никак не отражается на текучести маловязкой базы. Но при увеличении температуры «клубки» разворачиваются, наряду с этим вязкость масла существенно увеличивается.

Высокая вязкость в тёплом состоянии ответственна для защиты тяжелонагруженных моторов, в особенности спортивных, но на данный момент, как говорит Дуг Декман, у автопрома другие приоритеты: «Главная современная тенденция — это переход от многолитровых атмосферных двигателей к компактным малолитражным моторам увеличенной эффективности, с прямым впрыском, турбонаддувом, гибридными трансмиссиями, совокупностями старт-стоп и отключением отдельных цилиндров. Для таких двигателей, «заточенных» под снижение выбросов и экономию топлива токсичных и парниковых газов, требуются низковязкие масла — SAE0w20, 5w20.

на данный момент это мельчайшая вязкость, в стандарте SAE просто не предусмотрено меньших значений. Исходя из этого в настоящее время в среде экспертов обсуждают предложения о введении номенклатуры для ультранизких вязкостей моторных масел. Это ставит перед нами другую проблему — защиты деталей двигателя при больших температурах, которую мы, но, в полной мере удачно решаем».

Способом находок и проб

Перечень компонентов в составе моторного масла не есть секретом. База — это базисное масло, минеральное (полученное тем либо иным методом из нефти) либо синтетическое (ExxonMobil применяет ПАО).

К базисному маслу добавляются пакеты присадок, закупаемые у специализирующихся на этом компаний, таких как Lubrizol, Infineum, Ethyl либо Oronite. Все это прекрасно узнаваемые вещества, а вот их количество в составе готового масла и имеется основная коммерческая тайна.

Дабы подобрать баланс присадок, проводятся десятки тысяч опытов, испытаний и измерений в лабораториях, каковые занимают большую часть огромного строения. Тут на самом современном оборудовании смешивают базисные масла, подбирают отдельные компоненты и пакеты присадок: модификаторы вязкости, снабжающие оптимальную текучесть масла при больших и низких температурах, противоизносные и противозадирные присадки, защищающие подробности от износа, модификаторы трения, содействующие понижению расхода горючего, детергенты и дисперсанты, очищающие поверхность двигателя от нагара, и антиоксиданты, предотвращающие окисление масла, и антикоррозионные присадки. И базисное масло, и готовые составы — «кандидаты» проверяются на совместимость с разными материалами — с металлами (сталь, медь, алюминий), резиной и полимерами, из которых состоят уплотнители и сальники (полосы резины выдерживают в нагретом до 150 °C масле, по окончании чего измеряют набухание, разрывное усилие и эластичность).

По окончании измерения фундаментальных особенностей масло тестируется на моторных стендах. Стандартами ASTM (American Society for Testing and Materials) предусмотрен множество таких опробований, причем достаточно твёрдых.

К примеру, для сертификации масла по стандарту API SM нужно совершить опробование по программе ASTM Sequence IIIG, предусматривающей работу 3,8-литрового двигателя Дженерал моторс V6 Series II примера 1996/1997 года в течение 100 часов на 3600 об/мин с мощностью в 125 л.с. и температурой масла 150 °C. Наряду с этим каждые 20 часов проверяется последовательность особенностей моторного масла, а по окончании завершения цикла двигатель разбирается для степени нагара и оценки износа на поршнях.

Тесты в натуре

Рядом со строением исследовательского центра расположен гараж, наоборот которого установлены на беговых барабанах пара машин. За год они, не съезжая с места (не считая буксировки в гараж и обратно на барабаны), наматывают по сто тысяч миль (приблизительно 160 000 км).

Управляются они компьютером, что по заданной программе нажимает на акселератор, дабы имитировать разные циклы езды. Потому, что испытательная площадка находится на открытом воздухе, это очень близко имитирует настоящие условия с настоящей сменой погоды.

Но, климат в Полсборо не через чур жёсток: зимний период средняя температура держится около нуля, летом — около 30 °C. Жёсткие климатические опробования моторного масла в ExxonMobil выполняют в другом месте — в жарком во всех отношениях Лас-Вегасе, где пара испытательных автомобилей трудятся в качестве такси. «Именно там мы на данный момент испытываем отечественные моторные масла ультранизкой вязкости, — говорит Дуг Декман. — И приобретаем очень многообещающие результаты: отмечается и экономия горючего, и в полной мере достаточная защита деталей двигателя».

Недостижимый идеал

Пара десятилетий назад никто не имел возможности кроме того представить себе, что удачи в области материаловедения и химии сделают вероятным существование смазочных материалов, рассчитанных на целый срок работы механизма. А на данный момент трансмиссионное масло в коробку передач заливается один раз — на заводе.

Может ли подобная обстановка стать действительностью для моторного масла? «Для нас, химиков, вечное масло, которое ни при каких обстоятельствах не требуется поменять и которое будет трудиться в течении всего срока работы автомобиля, — это как Святой Грааль для рыцарей Средневековья, — смеется Дуг Декман. — Не обращая внимания на большое повышение сервисных промежутков — за последние два десятилетия многократно! — я не пологаю, что такое принципиально возможно, пока мы используем двигатели внутреннего сгорания. Уменьшение размеров двигателя и в один момент повышение его эффективности за счет применения последовательности конструктивных ответов, таких как прямой впрыск, турбонаддув и другие, приводят к увеличению экономичности и в один момент делают двигатель высоконагруженным.

Это содействует стремительной деградации моторного масла — оно скоро «стареет» за счет громадного количества свободных радикалов, образующихся в зоне с компрессией и высокой температурой. Помимо этого, в масле появляется абразивная зола, приводящая к износу двигателя. Так что до тех пор пока мы не уйдем от двигателей внутреннего сгорания, а это очевидно случится не скоро — «вечного» моторного масла человечеству, увы, заметить не суждено».

Редкая профессия

    Для тестов на беговых барабанах в машины устанавливают дистанционное управление акселератором, разрешающее по определенной программе реализовать разные режимы перемещения. Все сведенья контролируются с операторского пульта управления По окончании всех лабораторных измерений физических черт как базисного масла, так и готового моторного масла, включающего пакеты присадок, и по окончании опробований его действия на разные материалы (металлы, полимеры, резину) наступает черед опробований на моторных стендах. Двигатели выдерживают до шести капремонтов, но по большому счету в Полсборо это расходный материал

По окончании помещений, вынужденных новейшей измерительной аппаратурой, лаборатория испытательного подразделения, где работает Барри Хиллс, создаёт необычное чувство. Тут нет ни спектрометров, ни вискозиметров экзотических конструкций, ни хроматографов, ни вторых образчиков высоких разработок.

Барри — старший специалист по оценке лаковых отложений и нагара на поршнях, а для собственной работы он применяет лишь лупу с подсветкой и держатель поршней, потому, что никакие измерительные устройства не могут выполнить эту задачу. Визуальная оценка требует широких знаний и высокой квалификации (которую к тому же иногда необходимо подтверждать), так как дабы вывести итоговую цифру по десятибалльной шкале, приходится принимать в расчет около 200 разных показателей чистоты поршней.

В исследовательских подразделениях ExxonMobil специалистов с таковой квалификацией всего трое, так что это по-настоящему редкая профессия. «Так редкая, — говорит Барри, — что в то время, когда мы направляемся на какую-нибудь конференцию, компания кроме того запрещает нам лететь в одном самолете. Так как подготовка аналогичного квалифицированного эксперта занимает около пяти лет».

Волшебные числа

    Термометры, загружённые в пробирки с примерами смазочных материалов, измеряют температуру застывания масла

Ответственное свойство моторных масел — сохранение смазочных и защитных особенностей в широком диапазоне температур. Эта черта прекрасно известна потребителям, потому, что указана на упаковке любого моторного масла в виде спецификации SAE (Society of Automotive Engineers — Общество автомобильных инженеров США), обрисовывающей вязкостно-температурные особенности и складывающейся из двух чисел.

Первое число (с буквой W — Winter) обозначает зимнюю вязкость — чем она меньше, тем лучше будет течь масло при запуске двигателя при низких температурах. Второе число свидетельствует вязкость в тёплом состоянии, которая характеризует свойство масла оставаться достаточно густым при большой температуре. Чем больше это число, тем толще будет масляная пленка на деталях тёплого двигателя и тем лучше он будет защищен, в особенности в условиях интенсивного тепловыделения, характерного для «крутильных» спортивных моторов.

Статья «Правила маслоделов» размещена в издании «Популярная механика» (№117, июль 2012).

Производство моторных масел. Сделано в Российской Федерации РБК


Записи по принципу Рандом:

самые интересные для Вас статьи, подобранные по важим запросам:

Метки: ,

Комментирование закрыто.