Überspringen
Назад к списку

Инновационные смазочные материалы

10 дек. 2020 г.

Тема ДВС еще далека от исчерпания. И поскольку автопроизводители продолжают неуклонно повышать эффективность и производительность двигателей, моторное масло также должно работать на все более и более высоком уровне. Обзору новых технологий в области разработки и производства моторных масел, а также меняющихся международных нормативных требований мы посвящаем данную публикацию.

Тенденции современного двигателестроения в автопроме очевидны: большая экономичность, большая мощность с единицы объема, большая экологичность. Поэтому разработка новых молекул и рецептур, повышающих эффективность агрегатов, занимает сейчас большую часть времени химиков и инженеров, трудящихся в компаниях по производству смазочных материалов и присадок.

Тема расхода топлива в данном контексте одна из ключевых, поскольку на нее завязаны и экология, и эффективность, и семейные бюджеты. В России эта тема традиционно имеет небольшое значение, поскольку по большому счету регулируется только общественным мнением, неуклонно нищающим, а, например, в США чрезвычайно бодра. В 2012 г. Агентство по охране окружающей среды (федеральное) постановило, что в 2025 г. в соответствии с нормативами CAFE (Corporate Average Fuel Efficiency) новый автомобиль на одном галлоне топлива должен проезжать 54,5 мили (23,2 км/л). Это не означает, что каждый сходящий с конвейера автомобиль должен соответствовать данному стандарту, но вся модельная линейка производителя – от больших внедорожников и пикапов до компактных гибридов и электромобилей – по усредненному значению CAFE должна укладываться в установленные рамки.

Чтобы вы лучше понимали степень бедствия, уточним, что сегодня этот показатель равен 37,0 мили на галлон (15,7 км/л) – Трамп сделал небольшую поблажку производителям. Тем не менее за пять лет надо изыскать возможность добавить к пробегу на одном галлоне топлива почти 7,5 км – то есть примерно половину. Откуда их взять?

Конечно же, существует много способов повышения топливной экономичности автотранспортных средств. И каждый из них приносит определенные бонусы. По мнению экспертов, моторное масло способно давать до 10–15%, поэтому отказываться от его модернизации никак нельзя. И наиболее предпочтительной стратегией для составителей рецептур и производства присадок в этом контексте является сейчас снижение вязкости моторных масел (надеемся, не надо объяснять почему).

Эта стратегия очень наглядно проявляется в эволюции международной классификации SAE. В начале 1990-х годов самыми популярными сортами были масла 20W-50, 10W-30 и 10W-40. Сейчас на их долю приходится не более 5–10% продаж, а наиболее распространенными стали 5W-20 и 5W-30, занимающие до 60% всего мирового рынка автомобильных масел.

Но и это не предел. Свежие модели Toyota, Honda и некоторых других марок требуют уже моторных масел 0W-20 и 0W-16. Причем Honda недавно сообщила о том, что тестирует моторное масло 0W-8 (и под него уже разработана документация). По сути, это почти вода. Однако, в то время как топливная эффективность, получаемая от масла с более низкой вязкостью, будет варьироваться от двигателя к двигателю, лабораторные испытания показали, что замена масла 10W-40 на масло 0W-20 в идентичном двигателе может привести в среднем к улучшению топливной экономичности на 3–5%.

Поэтому аналитики смело прогнозируют: к 2025 г. доля SAE 0W-20 вырастет с примерно 10% сегодня до почти 50%. Тем самым сделав его самым популярным сортом моторных масел в наступающем десятилетии.

Но не все так просто – вязкость нельзя уменьшать до бесконечности: чем ниже вязкость, тем более летучими и склонными к испарению становятся базовые фракции. Поэтому необходимо уравновешивать их более «тяжелыми» присадками.

С другой стороны, когда толщина пленки меньше, существует большая вероятность того, что детали двигателя могут соприкасаться друг с другом, провоцируя повышение износа.

Соответственно, для защиты металлических поверхностей может потребоваться больше противоизносных присадок. А поскольку более тонкие масла более восприимчивы к окислению, они требуют и более сильных антиоксидантов.

Кроме того, повысить экономию топлива можно за счет модификаторов трения. Обычно модификаторы представляют собой молекулы с полярной головкой, чаще всего состоящие из карбоновых кислот, гидроксильных групп или металлов, таких как молибден. Они прикреплены к неполярным хвостам, как правило, полученным из олеохимических веществ. При этом полярные головки «прилипают» к металлическим поверхностям, в то время как неполярные хвосты создают гладкую поверхность.

Достигнутые таким путем улучшения являются относительно скромными. Если изменение вязкости приводит, например, к увеличению экономии топлива на 2,5–3,5%, то модификаторы трения могут добавить еще 0,5–1,5%.

Однако применение таких моторных масел запускает обратную связь, и возникает потрясающий синергетический эффект – новые смазочные материалы не только обеспечивают повышенную экономию топлива за счет своих вискозиметрических и фрикционных свойств, но и позволяют внедрять новые технологии двигателей. Которые, в свою очередь, обеспечивают еще большее увеличение как экономии топлива, так и производительности двигателя при более экстремальных рабочих температурах. И так по кругу мы постепенно приходим ко все более и более высоким показателям экономичности (и, как следствие, экологичности) посредством усовершенствований в цепочке «моторное масло – компоненты двигателя».

 

Компания ITEMF Expo использует куки, чтобы предоставить вам наилучшие возможности просмотра. Используя наши услуги, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie. Дополнительная информация