Як роблять моторне масло, журнал популярна механіка

Одна з характеристик базових моторних масел - в'язкість (чим менше цей показник, тим простіше прокачувати масло по вузьких трубках і каналах). Для встановлення так званої кінематичної в'язкості, яка представляє собою відношення динамічної в'язкості до щільності, використовується стандарт ASTM D445, згідно з яким вимірюється кількість масла, що стікає під дією сили тяжіння через капілярну секцію скляної трубки

До речі, багато удосконалення цих приладів були зроблені саме в лабораторіях ExxonMobil: якщо стислість - сестра таланту, то необхідність явно знаходиться в кровній спорідненості з винахідливістю

Масло, яке прийшло з холоду

Довгі молекули згущувача згортаються в клубок при низькій температурі, що ніяк не позначається на плинності маловязкой основи. Зате при підвищенні температури «клубки» розгортаються, при цьому в'язкість масла значно підвищується.

Висока в'язкість в гарячому стані важлива для захисту важконавантажених моторів, особливо спортивних, проте зараз, як каже Дуг Декман, у автомобільній промисловості інші пріоритети: «Основна сучасна тенденція - це перехід від багатолітрових атмосферних двигунів до компактних малолітражних моторів збільшеною ефективності, з прямим уприскуванням, турбонаддувом, гібридними трансмісіями, системами старт-стоп і відключенням окремих циліндрів. Для таких двигунів, «заточених» під економію палива і зниження викидів токсичних та парникових газів, потрібні низковязкие масла - SAE0w20, 5w20. Зараз це найменша в'язкість, в стандарті SAE просто не передбачено менших значень. Тому в даний час в середовищі фахівців обговорюють пропозиції про введення номенклатури для ультранизьких вязкостей моторних масел. Це ставить перед нами іншу проблему - захисту деталей двигуна при високих температурах, яку ми, втім, цілком успішно вирішуємо ».

Методом проб і знахідок

Список компонентів в складі моторного масла не є секретом. Основа - це базове масло, мінеральне (отримане тим чи іншим способом з нафти) або синтетичне (ExxonMobil використовує ПАТ). До базового масла додаються пакети присадок, які закуповуються у спеціалізуються на цьому компаній, таких як Lubrizol, Infineum, Ethyl або Oronite. Все це добре відомі речовини, а ось їх кількість в складі готового масла і є головна комерційна таємниця.

Щоб підібрати баланс присадок, проводяться десятки тисяч експериментів, вимірювань і випробувань в лабораторіях, які займають чималу частину величезної будівлі. Тут на найсучаснішому обладнанні змішують базові масла, підбирають пакети присадок і окремі компоненти: модифікатори в'язкості, що забезпечують оптимальну плинність масла при високих і низьких температурах, протизносні і протизадирні присадки, що захищають деталі від зносу, модифікатори тертя, що сприяють зниженню витрати палива, детергенти і дисперсанти , які очищають поверхню двигуна від нагару, а також антиоксиданти, що запобігають окислення масла, і антикорозійні присадки. І базове масло, і готові склади - «кандидати» перевіряються на сумісність з різними матеріалами - з металами (сталь, мідь, алюміній), полімерами і гумою, з яких складаються сальники і ущільнювачі (смужки гуми витримують в нагрітому до 150 ° C маслі, після чого вимірюють набухання, еластичність і розривне зусилля).

Тести в натурі

Поруч з будівлею дослідного центру розташований гараж, навпроти якого встановлені на бігових барабанах кілька автомобілів. За рік вони, чи не з'їжджаючи з місця (не рахуючи буксирування в гараж і назад на барабани), намотують по сто тисяч миль (приблизно 160 000 км). Управляються вони комп'ютером, який за заданою програмою натискає на акселератор, щоб імітувати різні цикли їзди. Оскільки випробувальний майданчик знаходиться на відкритому повітрі, це дуже близько імітує реальні умови до цієї зміною погоди.

Втім, клімат в Полсборо не надто суворий: взимку середня температура тримається близько нуля, влітку - близько 30 ° C. Суворі кліматичні випробування моторного масла в ExxonMobil проводять в іншому місці - в жаркому в усіх відношеннях Лас-Вегасі, де кілька випробувальних машин працюють в якості таксі. «Саме там ми зараз відчуваємо наші моторні масла ультранизької в'язкості, - говорить Дуг Декман. - І отримуємо дуже багатообіцяючі результати: спостерігається і економія палива, і цілком достатній захист деталей двигуна ».

недосяжний ідеал

Кілька десятиліть тому ніхто не міг навіть уявити собі, що успіхи в галузі матеріалознавства та хімії уможливлять існування мастильних матеріалів, розрахованих на весь термін служби механізму. А зараз трансмісійне масло в коробку передач заливається один раз - на заводі.

Чи може подібна ситуація стати реальністю для моторного масла? «Для нас, хіміків, вічне масло, яке ніколи не потрібно міняти і яке буде працювати протягом усього терміну служби автомобіля, - це як Святий Грааль для лицарів Середньовіччя, - сміється Дуг Декман. - Не дивлячись на значне збільшення сервісних інтервалів - за останні два десятиліття в кілька разів! - я не думаю, що таке принципово можливо, поки ми використовуємо двигуни внутрішнього згоряння. Зменшення розмірів двигуна і одночасно збільшення його ефективності за рахунок використання ряду конструктивних рішень, таких як прямий впорскування, турбонаддув і інші, призводять до підвищення економічності і одночасно роблять двигун високонавантажених. Це сприяє швидкій деградації моторного масла - воно швидко «старіє» за рахунок великої кількості вільних радикалів, що утворюються в зоні з високою температурою і компресією. Крім того, в маслі з'являється абразивний зола, яка веде до зносу двигуна. Так що поки ми не підемо від двигунів внутрішнього згоряння, а це явно відбудеться не скоро - «вічного» моторного масла людству, на жаль, побачити не судилося ».