Пути улучшения противо-окислительных свойств моторных масел для сельхозтехники за счет добавления присадок

Окисление компонентов масла — исключительно сложный процесс, развитие которого в различных направлениях    определяется как конкретными условиями эксплуатации, так и химическим составом масла. Окисление масла происходит когда масло прокачивается через цилиндрово-поршневые узлы трения.

Накопление в масле различных продуктов окисления вызывает весьма вредные последствия. Они сводятся к следующему:

• 1.    Низкомолекулярные кислоты интенсивно корродируют металлы и особенно цветные (свинец, кадмий и др.).

• 2.    Высокомолекулярные кислоты в присутствии кислорода и воды реагируют с образующимся в этих условиях гидратом закиси железа:

  

Каталитическое действие металлов прекращается, когда он покрывается защитной пленкой, создаваемой продуктами окисления. В результате окисления изменяется химический состав смазочного материала и его физико-химические свойства: масло темнеет, увеличивается вязкость, возрастает кислотное число и появляется нерастворимые вещества. При окислении масла образуются коррозия металлов. Всё это отражается на способности смазочного материала выполнять предназначенные ему функции, ограничивает срок его службы, ухудшает техническое состояние двигателей.

Соли высших кислот плохо растворяются в маслах, выпадают в осадок и в виде шлама накапливаются на смазываемых поверхностях и в циркуляционной масляной системе. Кроме того, эти соли катализируют первичные реакции окисления.

Продукты окисления углеводородов присутствующие в масле в растворенном состоянии, способствуют уменьшению щелочного числа. При этом в масле накапливаются кислые продукты, что повышает коррозионный износ деталей. Всё это может привести загрезнению деталей двигателей внутреннего сгорания различными лаковыми отложениями.

Окиси кислоты и продукты из конденсации: лактиды, эстолиды очень плохо растворяются в углеводородах. Поэтому они либо образуют углистые отложения типа нагара, либо откладываются на различных частях поршневой группы двигателя в виде тонкого и весьма прочного слоя, напоминающего по внешнему виду лаковое покрытие.

Повышенная температура и кислород воздуха, с которым контактирует масло, вызывают окисления и окислительную полимеризацию его молекул. Продукты окисления углеводородов присутствующие в масле в растворенном состоянии, способствуют уменьшению щелочного числа. Все это приводит к уменьшению мощности двигателя, быстрейшему его износу и увеличивает расход масла. Изменяются физико-химические свойства масла: увеличивается вязкость, повышается кислотное число и т.п.

Наиболее эффективный способ повышения антиокислительных свойств моторных масел - добавление к ним специальных присадок (например, фторуглеродных, дитиофосфатов, металлов, динолов, аминов).

Анализы показывают, что вещества, содержащие одновременно серу и азот обладают весьма эффективными против окислительными свойствами. Проверка нескольких десятков этих соединений в качестве присадок к маслам показала, что они весьма эффективны не только в свежих маслах, но в отработавших и регенерированных.Особенно эффективными оказались сульфантрол и сульфидин:

Нами проводились исследование образцов промышленных масел и образцы с добавкой присадкой ИНХП в качестве обладающей антиокислительные свойства. Достаточно эффективна при относительно невысоких температурах (до 150-175°С) и стабильна до 300°С.

Данная присадка предохраняет масла от окисления действием направленном на обрыве цепи путём уменьшения количества образующихся радикалов. Такой ингибитор легко отдаёт свой водород, радикалам основного окисляющегося вещества, переводя их, таким образом, в неактивное состояние и заменяя их радикалами, не способными в силу своей относительно малой активности регенерировать радикалы и продолжать цепь.

Преимущество этой присадки по сравнению с другими присадками в ней содержатся значительное количество бария (9-14 %), сера, азот и фосфор.

Определив растворение присадок в моторное масло М-10В2и присадку ИНХП нами было опрелено физико-химические показатели моторного масла с присадкой. Для достижения необходимого эффекта требуется применять её в количествах 1,5-2%.

Результаты лабораторных исследований в зависимости от концентрации присадок

Из результатов анализа нами было выбрано содержание присадок ИНХП 2%, которое показывает оптимальное значение вязкости и щелочное число. Исследование показывают, что с уменьшением кислотности и с увеличением щелочного числа масла резко уменьшается износ поршневых колец. При этом в масле не накапливаются кислые продукты, которые повышают коррозионный износ деталей.