Технологические рекомендации по техническому сервису ДВС для специалистов сервисных предприятий и владельцев авто-тракторной техники и легковых автомобилей : ЭКСПРЕСС-МЕТОД ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНОГО ТРИБОТЕХНИЧЕСКОГО СОСТАВА ДЛЯ БЕЗЫЗНОСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

 

 

 

 

АО "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ "УРАЛВАГОНЗАВОД" 

 

 

        Испытания 1                      Испытания 2                      АКТ ИСПЫТАНИЯ          

 

 

 

 

 

Wagner, Windigo - это автомобильные масла и добавки нового поколения из Германии.

 

Wagner это игрок на рынке высокотехнологичной продукции. Wagner Spezialschmierstoffe GmbH & Co специализируется на инновационных смазочных материалах и передовой технической химии. В то время как большинство конкурентов упрощают формулы своих масел и присадок в погоне за низкой себестоимостью и завоеванием массового покупателя, Wagner  стремится опираться на потребности профессионалов, тех людей, кто точно знает, что им нужно.

 

Микрокерамика

 

Керамические частицы или Нитрид Бора (BN) (Нитрид бора входит в состав получения промышленной керамики) растворены в масле, в самом высококачественном на настоящий момент синтетическом масле. Частицы имеют сверхмалый размер (0,02-0,15 мкм), они не слипаются и не забивают фильтры. Керамические добавки уменьшают трение и износ поверхностей трения. Также они обладают уникальными высокотемпературными свойствами, что позволяет сохранять рабочие характеристики масел и смазок при экстремальных нагрузках. В результате увеличивается мощность, уменьшается расход топлива и токсичность выхлопных газов, снижается износ, особенно при холодном пуске. Эти продукты особенно эффективны при работе в экстремальных режимах, в том числе в автоспорте, а также в промышленности.

 

Микрокерамика имеет самый низкий коэффициент трения среди всех твердых веществ. Частицы микрокерамики можно вводить в производные масел, что позволяет использовать их индивидуально. Микрокерамика повышает эффективность современных моторных и промышленных масел и обеспечивает их оптимальное качество, это в свою очередь обеспечивает более продолжительный срок службы и износостойкость двигателей и промышленных машин, а также способствует значительной экономии энергии. Микрокерамика при добавлении не наносит вреда обычным присадкам к моторным и промышленным маслам. Таким образом, исключается возможность негативного влияния на основные масла или неконтролируемого рабочего процесса в экстремальных условиях. Материал совершенно нейтрален и, следовательно, его нельзя считать обычной присадкой к моторным маслам. При помощи приведенных ниже рисунков продемонстрируем способ действия микрокерамических смазочных материалов:

 

 

Процесс износа деталей при пограничном и смешанном трении с использованием традиционных смазочных материалов

 

 

При рассмотрении под микроскопом поверхности, которая невооруженным глазом воспринимается как абсолютно гладкая, на самом деле оказывается похожей на рассеченный ущельями горный ландшафт. Это связано с тем, что современные технологии не позволяют получить идеально гладкую поверхность. Поэтому, все подвижные детали двигателей и промышленного оборудования изнашиваются в процессе работы. Края металлических деталей надвигаются друг на друга, в результате в микро-области возникают температуры трения до 1800 С. При таких высоких температурах края металлических деталей на короткое время свариваются между собой, а это приводит к возникновению твердой связи (задир). Из-за такой твердой связи края металлических деталей обрываются, и образуется стружка, износ. Поверхности становятся все более шероховатыми.

 

 

Облагораживание и выравнивание поверхностей при применении микро керамических смазочных материалов

 

 

В процессе применения микрокерамических добавок Wagner, мельчайшие частицы микрокерамики укладываются на металлические поверхности и постоянно присутствуют в процессе циркуляции масла для защиты. Шероховатости разглаживаются (фаза выравнивания). Доля воспринимаемой нагрузки поверхности повышается с 25% в сравнении с отшлифованной или хонингованной поверхностью до 75-85%. Содержащиеся в смеси микрокерамические частицы не только образуют защитный слой, но и постоянно передвигаются в процессе циркуляции масла. Они действуют как амортизаторы и функционируют подобно шарикам в подшипнике. После выравнивания поверхности удается обеспечить практически идеальное состояние жидкостного трения. Достигается практически полное исключение сухого, пограничного и смешанного трения 

 

Керамические добавки и высококачественные синтетические масла формируют чрезвычайно прочную защитную пленку, которая основательно снижает износ и трение. Когда двигатель выключен, пленка остается на внутренней поверхности двигателя и обеспечивает оптимальную защиту при холодном старте. Превосходно увеличивает срок между заменами масла.

 

Механизм действия Wagner

 

На наш запрос разработчику препаратов фирмы «Wagner» компании WAGNER Spezialschmierstoffe по поводу механизма действия препаратов и объяснения уникальных свойств, Вальтер Вагнер, не раскрывая секрета своих патентов, дал нам ответы, которые приводятся ниже без корректировки:

по наноматериалу «Eco-Universal Oil Package» - «Поверхностно-активные вещества (компоненты добавки Eco-Universal) вступают в химическое соединение с молекулами на металлических поверхностях и образуют микроскопически тонкий реакционный слой (защитный экран), который препятствует свариванию трущихся металлических деталей. Следствием чего является непрерывное и достаточно обширное выравнивание поверхностей. Это выравнивание ведет к появлению исключительной, ранее недостижимой аварийной антизадирной способности и к сокращению износа»... и далее... «Используя добавку Есо Universal Oil Package можно сократить процесс обкатки примерно на 80-90%».

по наноматериалу «Universal-Micro Ceramic Oil» - «Micro-Ceramic воздействует на двигатель или редуктор, не вызывая нарушения технических допусков, а благодаря адгезии с металлом происходит ее проникновение в металлические поверхности и уплотнение керамических частиц в местах шероховатостей, что создает эффект наплавки брони и образует очень прочную защитную пленку на металлических поверхностях. Из-за высокой термической стойкости и благодаря химическим свойствам Micro-Ceramic, исключается возможность возникновения отложений, наростов и сгустков и, вместе с этим, негативное воздействие на агрегаты, а также резинотехнические уплотнители, вступающие в контакт с микрокерамикой. Содержание микрокерамических частиц в продукте таково, что при добавлении Micro-Ceramic к стандартным маслам частицы не только проникают в металлические поверхности, но и постоянно плавают в масле, действуя как мапенькие шарики в шарикоподшипнике. Таким образом, мы получаем идеальные свойства скольжения, поскольку происходит движение не металла по металлу а керамики по керамике (эффект смягчения), следствием чего является мягкий ход и уменьшение шума».

Присадки в масло

(все материалы взяты из учебника "Наноматериалы в техническом сервисе сельскохозяйственных машин" под редакцией академика Черноиванова, 2010г.)

 

Присадка — препарат, который добавляется к  смазочным материалам в небольших количествах для улучшения их эксплуатационных свойств.

В настоящий момент известны следующие виды присадок:

• депрессорные;
• противоизносные;
• восстанавливающие (ревитализанты);
• антидымные;
• моющие;
• антиокислительные;
• диспергирующие;
• ингибиторы коррозии;

Добавки в масло

Препараты противоизносные и восстановительные объединены в класс восстановительных антифрикционных и противоизносных добавок (ВАФПИД) к смазочным материалам. В настоящее время в России и за рубежом производится около 200 различных препаратов ВАФПИД.

Наноматериалы (трибопрепараты) к маслам отличаются от многочисленных присадок к маслам тем, что присадки «работают» на масло, улучшая эксплуатационные свойства масел, в том числе и противоизносные, а нанопрепараты ВАФПИД «работают» на металл, улучшая эксплуатационные свойства рабочих поверхностей деталей, причем эти препараты не реагируют с маслами и не ухудшают их качество. Необходимо отметить, что вместо наименования «Восстановительные антифрикционные и противоизносные добавки (ВАФПИД)» чаще используется термин «наноматериалы». Вполне допустимо применение также терминов «Трибопрепараты», «нанодобавки», «нанопрепараты» и др.

Все известные в настоящее время нанодобавки ВАФПИД по компонентному составу и физико-химическим процессам взаимодействия их с трущимися поверхностями, по свойствам защитно-восстановительных покрытий, а также по механизму функционирования в эксплуатационном режиме, по нашему мнению, можно разделить на четыре класса:

• модификаторы трения
• реметализанты
• кондиционеры
• ревитализанты

КЛАССИФИКАЦИЯ

Класс нанопрепаратов	Модификаторы трения	Реметализанты	Кондиционеры Металла	Ревитализанты
Распространенные марки препаратов   Основные характеристики препаратов	Форум, Аспект, Ум х-2 и др.	Римет. Ресурс, Супермет и др,	Феном, RENOM, ER. ENERGY RELEASE,WAGNER ECO-Universal и др.	RVS (РВС), ХАДО, ФОРСАН, СУПРОТЕК, НИОД, ОМКА, РЕАГЕНТ-2000, WAGNER Micro-Ceramic Oil и ДР
Основное назначение	Снижение коэффициента трения в 3-4 раза и сил трения в ресурсных сопряжениях	Снижение коэффициента трения в 1,5-2 раза. Частичное восстановление размеров деталей ресурсных сопряжений	Снижение трения в 5-7 раз. Защита от задиров и преждевременного износа ресурсных сопряжений	Снижение трения в 3-5 раз. Восстановление геометрии деталей в зоне износа, компенсация задиров в паре трения деталей ресурсных сопряжений
Границы применения по величине износа узла	До 30%	До 40 - 50%	До 40%	До 70%
Механизм действия	Образование антифрикционных и противоизносных пленок на поверхностях деталей трибосопряжениях (сервовитные пленки и другие виды модифицирования поверхностей трибосопряжений)			Образование защитного слоя металлокерамики (МКЗС) на молекулярном уровне с поверхностью детали. Слой до 0.1-0,2 мм. Обладает высокой твердостью и износостойкостью
Влияние на изменение физико-химических свойств масла	возможно (минус)	возможно (минус)	отсутствует (плюс)	отсутствует (плюс)

 

Если мы говорим о технологии Wagner, то речь будет идти о двух класах веществ: Кондиционеры металла и Ревитализанты. Рассмотрим их принцип действия более подробно....

 

Кондиционеры металла

Кондиционеры  воздействуют непосредственно на металл трущихся поверхностей деталей, создавая защитный (сервовитный) слой. Радикально снижают трение и износ, исключают образование задиров. Используются для обработки как новых (включая период обкатки), так и изношенных агрегатов, в частности ДВС. Эти препараты не меняют физико-механических показателей моторных или трансмиссионных масел, консистентных смазок, топлив или других технологических жидкостей, которые являются лишь носителями для доступа к узлу трения. Кондиционеры металла обеспечивают стойкий противоизносный эффект даже при масляном голодании и в случае утечки масла. Практика применения кондиционеров металла показывает, что кондиционеры позволяют одновременно решать две задачи - понизить трение и износ.

Механизм действия препаратов данного класса основан на взаимодействии (адсорбции) их поверхностно-активных компонентов с поверхностями трения. Ионизированные молекулы кондиционеров металла, проникая во внутрь металлической поверхности, изменяют их структурный состав, а следовательно, прочностные и антифрикционные свойства. При этом контактируемые участки покрываются достаточно устойчивыми полимерными и полиэфирными структурами, создавая эффект прочной «масляной шубы», способной исключить непосредственный контакт трущихся соединений между собой.

Представителем класса кондиционеров металла является - Wagner ECO-Universal Oil 

Ревитализанты

Нанопрепараты этого класса модифицируют на поверхностях трения деталей машин самовосстанавливающиеся антифрикционные износостойкие как стационарные металлокерамические, органометаллокерамические, так и жидкокристаллические  слои.
Уникальность нанопрепаратов-добавок данного класса заключается в том, что эксплуатационный износ поверхностей трения деталей машин компенсируется образованием на поверхностях защитного слоя металлокерамики без разборки, в работающей машине, в режиме штатной эксплуатации.

Представителем класса ревитализантов является - Wagner Micro-Ceramic Oil

 

 

 

 

Тестирование нано-препаратов

1) Для тестирования нано-препаратов используется машина трения, имитирующая трение металлических образцов, погруженных в масло.

ФГОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия» было проведено тестирование наноматериалов на машине трения, результаты приведены в таблице:

 

№	Марка наноматериала	Показатели
		Максимальная нагрузка в трибосопряжении, при которой происходит заклинивание (задир)и остановка электродвигателя. Нм	Относительный износ образца в смеси моторного масла и наноматериала по сравнению с износом в чистом моторном масле
1	Чистое моторное масло	37	1,00
2	Супротек люкс	45	0,95
3	ФОРУМ	45	0,87
4	АРВО	45	0,93
5	Бемит (2%)	53	0,78
6	РВД	55	0,76
7	ФОРСАН универсальный	55	0,65
8	RVS	57	0,72
9	РЕАГЕНТ-2000	58	0,70
10	СУПРОТЕК-универсальный	60	0,70
11	БЕМИТ+Oil Package фирмы «Wagner»	90	0,16
12	WAGNER Micro-Ceramic Oil	Свыше 160 (задира нет)	0,09
13	WAGNER ECO-Universal Oil Package	Свыше 160 (задира нет)	0,04