СОЗДАНИЕ СТАБИЛЬНЫХ НАНОСИСТЕМ - ОДИН ИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ к.т.н. С.Б. Борщевский профессор, д.т.н. А.С. Меджибовский www.npp-qualitet.ru Совершенствование конструкции двигателей внутреннего сгорания 1. Современные двигатели работают в режиме высоких температур и механических нагрузок с рециркуляцией отработавших газов. 2. Увеличение мощности дизельных двигателей на 30-40% 3. Принудительная вентиляция картера 4. Увеличилась скорость загородной езды 5. Увеличилось количество остановок в пределах городской езды 6. Возросла продолжительность работы автомобильных двигателей как на высокотемпературном, так и низкотемпературных режима 7. В связи с изменениями конструкции двигателей появились новые требования к моторным маслам 8. Значительно увеличились сроки смены масла в ДВС 9. Возросли требования к моюще-диспергирующим и противокоррозионным свойствам моторных масел Энергосберегающие масла - - Экономия топлива при работе на энергосберегающих маслах достигается снижением потерь на трение между деталями ЦПГ, в подшипниках коленчатого вала, механизме газораспределения. Потери на трение уменьшают Снижением вязкости масел в допустимом пределе Введением полимерных присадок (происходит временное падение вязкости с увеличением градиента скорости сдвига) Введение в состав масла модификаторов трения Модификаторы трения – Дисперсии не растворяющихся в масле соединений сульфида молибдена, графита, бора и др. Маслорастворимые соединения молибдена (например ПАФ-4) Наночастицы соединений бора Получены борсодержащие присадки, стабилизированные диспергирующими соединениями. Результат – экономия топлива 2,5 % и более Основные направления нанотехнологий в смазочных материалах, развиваемых компанией КВАЛИТЕТ 1. Создание коллоидно-стабильных нанодисперсных систем карбонатов Ca (Mg, K) путем применения специальных технологий карбонатации оксидов и гидроксидов металлов. 2. Введение наносистем бора и молибдена в смазочные системы путем поддержания их во взвешенном состоянии с помощью химических соединений или ПАВ размером менее 50 нм. Данные системы обладают повышенными противоизносными, антифирикционными и антиокислительными свойствами. 3. Рециркуляция отработанных газов приводит к образованию большого количества сажеподобных частиц. Введенные нанодисперсные борсодержащие сукцинимиды, которые обладают более высокими диспергирующими, антифирикционными и антиокислительными свойствами, не разлагаются при высоких температурах, не дают соединяться сажеподобным частицам которые проходят через фильтр. Уменьшается количество низкотемпературных отложений, масляная система поддерживается в чистоте. Образуется нанодисперсная система сажеподобных частиц. Высокощелочные детергентные присадки Сульфонат (ArRSO3)2Ca Фенолят CaCo3m (OC6H4RSn)2Ca CaCo3m Салицилат (HOC6H4COO)2Ca CaCo3m Сульфонатные и алкилфенольные присадки производства НПП Квалитет № № Наименование показателей 1. Щелочное число, мг КОН/г 2. Содержание сульфоната кальция, % масс. Сульфонатные присадки К-31 К-312 12 300 400 42 30 3. Содержание кальция, % 2,6 11,7 масс. 4. Содержание карбоната 1,0 26,8 кальция, % масс. 5. Соотношение карбоната кальция : сульфоната 0,02:1,0 0,9:1,0 кальция Фенатные присадки К-313 АФП-73 К-33 К-36 150 220 320 22 20 - - 15,1 6,0 8,0 11,8 35,7 15 20 29,5 1,6:2х 2,3:1х х 1,6:1,0 1,1: 1,0 х) - Соотношение кальция в карбонате и алкилфеноляте. Схема работы нанодисперсной мицеллы сульфоната кальция.NOx NOx O2 CO2 SO2 O2 SO2 CaCo3 CaCo3 (ArRSO3)2Ca (ArRSO3)2Ca CaCo3 CO2 CO2 CaCo3 Схема работы мицелл сульфоната кальция в отсутствии нанодисперсных систем. CO2 Кристаллическая решетка борной кислоты «Роза» борной кислоты Противоизносные свойства масел с нанодисперсной борированной дитиофосфатной присадкой 0,2 K 0,15 1 2 0,1 3 0,05 0 0 5 10 15 1 - масло SAE 30 CF-4 2- масло SAE 30 CF-4 + 2,2% ДФ-11 (без бора) 3 -масло SAE 30 CF-4 + 1,2% А-22 (с бором) 20 30 60 90 Продолжительность опыта, мин К – коэфф. трения Антиокислительные и противоизносные свойства масел с нанодисперсной борированной сукцинимидной присадкой 0,2 K 1 2 0,15 3 0,1 0,05 0 0 5 10 15 20 30 60 90 1- масло SAE 30 CF-4 Продолжительность опыта, мин 2- масло SAE 30 CF-4 + монобисукцинимид 3- масло SAE 30 CF-4 + моносукцинимд (с бором) К- коэффициент трения Масло SAE 30 CF-4 с диспергирую щей присадкой монобис сукцинимид С-40 монобис сукцинимид борированный К-51 Окисление при температуре 2000С 2000С Выдерживает окисление 50 часов 90 часов Схема работы нанодисперсного борированного и неборированного сукцинимидов в работающем масле Сажа Агломерат Сажа С участием неборированного сукцинимида Сажа Сажа С участием нанодисперсного борированного сукцинимида